煤、石油和天然氣的綜合利用-(精練)(人教版必修第二冊(cè))解析

8.1.2煤、石油和天然氣的綜合利用【合格性測(cè)試】1．下列有關(guān)說法正確的是()A．煤干餾得到的焦?fàn)t氣不能與溴水反應(yīng)而使溴水褪色B．煤制煤氣是物理變化，是高效、清潔地利用煤的重要途徑C．煤經(jīng)氣化和液化兩個(gè)物理變化過程，可變?yōu)榍鍧嵞茉碊．煤的液化就是將煤轉(zhuǎn)化成甲醇等液態(tài)物質(zhì)的過程【答案】D【解析】煤干餾得到的焦?fàn)t氣主要成分為氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳，因含有乙烯故能使溴水褪色；煤的氣化是將固態(tài)煤轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣等氣體燃料(由煤制煤氣)的過程，煤的液化是將煤轉(zhuǎn)化成甲醇等液態(tài)物質(zhì)的過程，二者都屬于化學(xué)變化，其產(chǎn)物都是清潔能源。2．下列變化不屬于化學(xué)變化的是()A．煤的干餾 B．石油分餾C．由乙烯制聚乙烯 D．重油裂化【答案】B【解析】石油的分餾是利用原油中各組分沸點(diǎn)的不同，將復(fù)雜的混合物分離成較簡(jiǎn)單和更有用的混合物的過程，屬于物理變化。3．在石油工業(yè)中，將重油制成乙烯的方法是()A．裂化 B．裂解C．干餾 D．分餾【答案】B【解析】將重油制成氣態(tài)不飽和烴，應(yīng)采取比裂化更高的溫度才可以實(shí)現(xiàn)，采用裂解的方法。4．下列關(guān)于煤、石油、天然氣等資源的說法正確的是()A．石油裂化得到的汽油是純凈物B．石油產(chǎn)品都可用于聚合反應(yīng)C．天然氣是一種清潔的化石燃料D．水煤氣是通過煤的液化得到的氣體燃料【答案】C【解析】裂化汽油是由含碳原子數(shù)為5～11的烷烴和烯烴等組成的混合物，A錯(cuò)誤；石油產(chǎn)品中有些不含雙鍵的烴類物質(zhì)不能用于聚合反應(yīng)，B錯(cuò)誤；以甲烷為主要成分的天然氣是一種很好的清潔燃料，C正確；水煤氣是通過煤的氣化得到的氣體燃燒，D錯(cuò)誤。5．煤的干餾和石油的分餾，兩種變化在本質(zhì)上的差別是()A．加熱的溫度不同B．得到的產(chǎn)品不同C．前者要隔絕空氣，后者不用隔絕空氣D．干餾是化學(xué)變化，分餾是物理變化【答案】D【解析】石油的分餾為物理變化；煤的干餾為化學(xué)變化。6．我國冀東渤海灣有儲(chǔ)量達(dá)10億噸的大型油田。下列關(guān)于石油的說法正確的是()A．石油屬于可再生礦物能源B．石油的裂化是物理變化C．石油主要含有碳、氫兩種元素D．石油分餾的各餾分均是純凈物【答案】C【解析】石油屬于不可再生資源，A錯(cuò)誤；石油的裂化有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，B錯(cuò)誤；石油分餾的各餾分為混合物，D錯(cuò)誤。7．乙烯的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國家石油化工水平的重要標(biāo)志。聚乙烯是以乙烯為原料合成的一種人們常用的高分子材料。下列有關(guān)聚乙烯的敘述中正確的是()A．乙烯合成聚乙烯的變化屬于化合反應(yīng)B．乙烯合成聚乙烯的化學(xué)方程式是nCH2CH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CH2=CH2C．聚乙烯在自然界中很難降解，容易導(dǎo)致“白色污染”D．聚乙烯是純凈物【答案】C【解析】乙烯合成聚乙烯的反應(yīng)屬于加聚反應(yīng)，聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2—CH2，高聚物均為混合物。8．下列有關(guān)石油和煤的利用敘述不正確的是()A．煤的干餾就是將煤隔絕空氣在高溫條件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物質(zhì)的過程B．煤的液化就是將煤轉(zhuǎn)化成甲醇、乙醇等液態(tài)物質(zhì)的過程C．煤的氣化就是將煤在高溫條件下由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的物理變化過程D．石油通過催化裂化，可以獲得碳原子數(shù)較少的輕質(zhì)油【答案】C【解析】A項(xiàng)，煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程，煤的干餾產(chǎn)品主要有焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣等；B項(xiàng)，煤的液化是將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料(如甲醇等)的過程；C項(xiàng)，煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料(如CO、H2)的過程，為化學(xué)變化；D項(xiàng)，石油的催化裂化是將相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴的過程，從而獲得輕質(zhì)油。9．在“綠色化學(xué)”工藝中，理想狀態(tài)是反應(yīng)中原子全部轉(zhuǎn)化為要制取的產(chǎn)物，即原子利用率為100%。以下反應(yīng)最符合綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性要求的是()A．氯乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)制得聚氯乙烯高分子材料B．用乙酸與乙醇制備乙酸乙酯C．用淀粉發(fā)酵反應(yīng)制得食用酒精D．用乙醇催化氧化制乙醛【答案】A【解析】A項(xiàng)，氯乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)制得聚氯乙烯高分子材料，屬于加聚反應(yīng)，原子利用率為100%，符合要求，正確；B項(xiàng)，乙酸與乙醇反應(yīng)制備乙酸乙酯，屬于取代反應(yīng)，伴隨副產(chǎn)物，反應(yīng)物沒有全部轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)物，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，用淀粉制酒精，反應(yīng)物沒有全部轉(zhuǎn)化為所需產(chǎn)物酒精，錯(cuò)誤。10．如何實(shí)現(xiàn)化石燃料的綜合利用，減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。下列關(guān)于化石燃料及其使用的一些說法中不正確的是()A．煤的氣化是指將固態(tài)煤粉碎成氣態(tài)煤，以使煤燃燒時(shí)能與氧氣充分接觸而完全燃燒B．天然氣除可用作清潔能源外，也可用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等C．石油分餾得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同D．化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分別來自于石油和煤的基本化工原料【答案】A【解析】A中，煤的氣化是將固態(tài)煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2?！镜燃?jí)性測(cè)試】1．下列有關(guān)說法正確的是()A．通過石油分餾可以獲得大量的芳香烴B．液化石油氣和天然氣的主要成分都是甲烷C．煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料和保存少量金屬鈉D．石油裂解可以得到更多的汽油，這種汽油是一種純凈物【答案】C【解析】芳香烴主要從煤的干餾產(chǎn)品煤焦油中獲取，A錯(cuò)誤；液化石油氣的主要成分是含有3個(gè)或4個(gè)碳原子的烴，天然氣的主要成分是甲烷，B錯(cuò)誤；煤油是由石油經(jīng)分餾或裂化得到的，可用作燃料，且密度比鈉小，可用于保存少量金屬鈉，C正確；石油分餾得到的汽油仍為混合物，D錯(cuò)誤。2．如圖所示是石油分餾塔的示意圖，a、b、c三種餾分中()A．a(chǎn)的沸點(diǎn)最高B．b的沸點(diǎn)最低C．c的平均相對(duì)分子質(zhì)量最大D．每一種餾分都是純凈物【答案】C【解析】石油分餾得到的每一種餾分都是混合物，a、b、c三種餾分中，a餾分的沸點(diǎn)最低，c餾分的沸點(diǎn)最高，沸點(diǎn)最高的餾分含碳原子數(shù)最多，即平均相對(duì)分子質(zhì)量最大。3．下列有關(guān)煤、石油及產(chǎn)品的說法正確的是()A．煤的氣化和液化都屬于物理變化B．將煤在空氣中加強(qiáng)熱使之分解的過程，稱為煤的干餾，也叫煤的焦化C．將石油分餾得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料D．用溴的四氯化碳溶液可鑒別分餾獲取的汽油和裂化獲得的汽油【答案】D【解析】煤的氣化和液化都屬于化學(xué)變化，A錯(cuò)誤；煤在隔絕空氣加強(qiáng)熱的條件下分解的過程稱為煤的干餾，而不是在空氣中，B錯(cuò)誤；石油分餾主要得到汽油、煤油等，乙烯、丙烯等可通過石油裂化、裂解獲得，C錯(cuò)誤；分餾獲得的汽油主要成分是飽和烴，裂化獲得的汽油中含有不飽和烴，二者可用溴的四氯化碳溶液鑒別，D正確。4．關(guān)于石油煉制的說法正確的是()A．石油的煉制過程是將相對(duì)分子質(zhì)量較大的分子變成相對(duì)分子質(zhì)量較小的分子的過程B．石油分餾的目的是將含碳原子數(shù)較多的烴先汽化，經(jīng)冷凝而分離出來C．石油經(jīng)過分餾、裂化等工序后得到大量乙烯、苯等不飽和烴D．石油經(jīng)分餾得到的各餾分仍然是多種烴的混合物【答案】D【解析】石油的煉制包括分餾、裂化和裂解等；石油的分餾為物理變化，A錯(cuò)誤；石油分餾可以獲得汽油、煤油、柴油等含碳原子數(shù)較少的輕質(zhì)油，B錯(cuò)誤；石油經(jīng)過裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯等，石油經(jīng)催化重整可得到苯和甲苯等，C錯(cuò)誤；石油分餾得到的各餾分中含有多種烴類物質(zhì)，是混合物，D正確。5．下列說法正確的是()A．利用化石燃料燃燒放出的熱量使水分解產(chǎn)生氫氣，是氫能開發(fā)的研究方向B．光合作用是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的有效途徑C．石油、煤、天然氣屬于二次能源D．綠色化學(xué)最顯著的特征是在生產(chǎn)化工產(chǎn)品過程中必須以綠色動(dòng)植物為原料【答案】B【解析】利用化石燃料燃燒法使水分解制氫氣需要消耗大量的能源，A錯(cuò)誤；光合作用是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的有效途徑，B正確；石油、煤、天然氣屬于一次能源，C錯(cuò)誤；綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，D錯(cuò)誤。6．天然氣的主要成分——CH4是一種會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體，等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，前者大。下列是有關(guān)天然氣的幾種敘述，其中正確的是()①天然氣與煤、柴油相比是較清潔的能源②等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大③燃燒天然氣也是形成酸雨的原因之一④CH4作為化工原料可用于合成氨、生產(chǎn)甲醇A．①②③ B．①②④C．③④ D．②③【答案】B【解析】①天然氣與煤、柴油相比，是相對(duì)清潔的能源；②CH4的摩爾質(zhì)量為16g·mol－1，CO2的摩爾質(zhì)量為44g·mol－1，則等質(zhì)量時(shí)，CH4產(chǎn)生的溫室效應(yīng)大于CO2；③天然氣燃燒不產(chǎn)生硫、氮的氧化物，不會(huì)形成酸雨；由CH4的用途知④正確。7．有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是()A．煤的干餾是將煤中有機(jī)物在高溫下蒸餾出來，故為物理變化B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物C．②是放熱的過程D．B為甲醇或乙酸時(shí)，原子利用率均達(dá)到100%【答案】D【解析】A項(xiàng)，煤的干餾是指將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，煤通過干餾得到苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)②是碳和水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，為吸熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，甲醇(CH4O)可寫為(H2)2·CO，乙酸(C2H4O2)可寫為(H2)2·(CO)2，原子利用率均達(dá)到100%，正確。8．煤是重要的能源和化工原料，直接燃燒既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。最近，某企業(yè)利用“煤粉加壓氣化制備合成氣新技術(shù)”將煤變成合成氣(一氧化碳及氫氣總含量≥90%)，把煤“吃干榨盡”。下列有關(guān)說法正確的是()①煤粉加壓氣化制備合成氣的過程涉及化學(xué)變化和物理變化②煤粉加壓氣化制備合成氣的過程僅涉及化學(xué)變化③該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤的清潔利用④該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤的高效利用A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④【答案】C【解析】煤粉加壓氣化制備合成氣的過程將煤變成了以CO和H2為主要成分的合成氣，此過程涉及化學(xué)變化和物理變化，減少了煤直接燃燒造成的污染，提高了煤的利用率。9．煤氣化是有效利用化石能源的手段之一，有關(guān)反應(yīng)為①C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2、②CO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))CO2＋H2，獲得的氣體稱為水煤氣。某研究性學(xué)習(xí)小組為探究氣體的成分，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)?！緦?shí)驗(yàn)】使水蒸氣通過灼熱的焦炭，收集反應(yīng)后流出的氣體?！咎岢黾僭O(shè)】對(duì)氣體的成分提出了三種假設(shè)。假設(shè)1：該氣體是CO、H2、H2O。假設(shè)2：該氣體是CO2、H2、H2O。(1)假設(shè)3：________________________________________________________________?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè)】擬用圖中提供的儀器，選擇必要的試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證上述假設(shè)3。(加熱裝置和導(dǎo)管等在圖中略去，實(shí)驗(yàn)前裝置內(nèi)部的空氣已經(jīng)排盡)(2)按氣流從左至右連接各儀器，用題中小寫字母表示接口的連接順序(儀器可重復(fù)使用)：混合氣→dc→________→________→________→________→________→ij。(3)儀器A中需要加入的試劑名稱為________，其中的反應(yīng)的化學(xué)方程式可能有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)儀器B中需加入試劑的名稱是__________，其作用是________________________________________________________________________。(5)本實(shí)驗(yàn)的尾氣需處理，處理的方法為______________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)該氣體是CO、H2、H2O、CO2(2)ijghefabdc(3)氧化銅(或其他合理答案)CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O、CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2(4)無水硫酸銅檢驗(yàn)混合氣體中是否有水(5)可在裝置最后的導(dǎo)氣管口放一燃著的酒精燈將氣體燃燒(或其他合理答案)【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)原理，混合氣體組成存在三種情況，第三種情況的氣體組成為CO、H2、H2O、CO2。(2)為了驗(yàn)證混合氣中含CO、H2、H2O、CO2，實(shí)驗(yàn)儀器的先后連接順序?yàn)闄z驗(yàn)水分→檢驗(yàn)二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水分→還原裝置→檢驗(yàn)水分→檢驗(yàn)二氧化碳，儀器連接順序?yàn)榛旌蠚怏w→dc→ij→gh→ef→ab→dc→ij。(3)儀器A用于檢驗(yàn)氫氣和一氧化碳，可以選用氧化銅，利用氫氣、一氧化碳加熱還原氧化銅完成檢驗(yàn)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O，CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。(4)白色的無水硫酸銅遇水后變?yōu)樗{(lán)色，所以可在裝置B中加入無水硫酸銅(CuSO4)，通過觀察顏色是否改變來確定混合氣體中是否有水蒸氣。(5)一氧化碳有毒，直接排放到空氣中會(huì)污染環(huán)境，可在裝