【26版高中化学步步高人教版必修二学习笔记第八章第一节第2课时煤、石油和天然气的综合利用

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第2课时　煤、石油和天然气的综合利用

[核心素养发展目标]　1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义，提高宏观辨识与微观探析的能力。2.了解煤、石油、天然气综合利用的内容，培养变化观念的学科素养。3.了解节约能源及防止污染的重要性，培养社会可持续发展的科学态度与社会责任。

一、煤和天然气的综合利用

1.煤的组成

煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

2.煤的综合利用

(1)

(2)

(3)

(4)煤的综合利用的意义

①减少污染物的排放：减少煤燃烧产生的SO₂、NO_x、CO和粉尘等污染物的排放。

②提高煤燃烧的效率：煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。

③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得多种重要的化工原料。

3.天然气的综合利用

1.判断正误

(1)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(　　)

(2)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃(　　)

(3)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料(　　)

(4)煤的气化和液化都是物理变化(　　)

(5)天然气是清洁的化石燃料，对环境没有污染(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×

2.有关煤的综合利用如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.煤的干馏是将煤在空气中加强热使其分解的过程

B.反应①为置换反应

C.煤是一种混合物

D.M为甲醇(CH₃OH)时，反应②的化学方程式为CO+2H₂₃OH

答案　A

解析煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，发生了化学变化，A错误；焦炭和水反应生成H₂和CO，发生了置换反应，B正确。

二、石油的综合利用化石能源与合成高分子材料

1.石油的组成

石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。

2.石油的综合利用途径

思考生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油，这种汽油和直馏汽油在组成上的区别是直馏汽油主要是饱和烃的混合物，裂化汽油中含不饱和烃。如何鉴别它们？

提示各取少许于试管中，加入溴的四氯化碳溶液，不褪色的是直馏汽油，褪色的是裂化汽油。

3.化石能源与合成高分子材料

(1)三大合成高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。

(2)以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如：

①乙烯制聚乙烯：nCH₂==CH₂；

②丙烯制聚丙烯：nCH₂==CH—CH₃

1.判断正误

(1)石油的分馏为物理变化，获取的各种产品为混合物(　　)

(2)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同(　　)

(3)含4个碳原子的烷烃，经催化裂解后，只能生成2种气态烃(　　)

(4)许多性能优异的合成高分子材料的原始原料为煤、石油和天然气(　　)

答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√

2.(2023·江苏常州高一月考)工业上获得汽油的化学方法主要是(　　)

A.催化裂化B.石油的裂解

C.石油的分馏D.煤的干馏

答案　A

解析石油的裂解是深度裂化，是以获得乙烯、丙烯等短链不饱和烃为主要目的的石油加工过程；石油分馏为物理方法；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，得到焦炭、煤焦油、焦炉气和粗氨水等多种化工产品的过程。

3.下列说法正确的是(　　)

A.石油的炼制过程都是化学变化

B.石油分馏出来的各馏分仍是多种烃的混合物

C.石油经过常压分馏、减压分馏、裂化等工序炼制后能制得纯净物

D.石油分馏的目的是将含碳原子数较多的烃先气化，再经冷凝而分离出来

答案　B

解析石油的分馏是物理变化，A错误；石油分馏出来的各馏分是沸点在一定范围内的多种烃的混合物，B正确；石油经过常、减压分馏、裂化等工序炼制后不能制得纯净物，仍是沸点在一定范围内的多种成分的混合物，C错误；含碳原子数较少的烃沸点低、先汽化，石油分馏的目的是将含碳原子数较少的烃先汽化，再经冷凝而分离出来，D错误。

(1)煤的干馏、气化、液化均发生的是化学变化。

(2)石油分馏属于物理变化，由于石油中有些物质的沸点很接近，所以分馏产物一般为混合物。常压蒸馏的原料为石油，减压蒸馏的原料为重油。分馏时沸点低(相对分子质量小)的烃类先汽化，沸点高(相对分子质量大)的烃类后汽化。

(3)石油分馏所得汽油为直馏汽油，多为饱和烃。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不饱和烃。

(4)裂化是为了提高汽油等的产量和质量，而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物作化工原料。

1.我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列叙述错误的是(　　)

A.煤的组成元素主要是碳，但煤是混合物

B.“煤变油”的方法之一是使煤与H₂作用生成液态有机物

C.煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油

D.煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学变化才能实现

答案　C

2.(2024·成都高一期末)煤、石油和天然气是人类当前使用的主要能源。下列说法错误的是(　　)

A.煤的干馏、气化、液化均为化学变化

B.天然气是生产甲醇的原料之一

C.石油是混合物，其分馏产品煤油为纯净物

D.石油裂化获得的汽油可使溴水褪色

答案　C

解析煤油中含有多种成分，属于混合物，故选C。

3.下列关于煤和石油的说法正确的是(　　)

①煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠

②石油在加热和催化剂作用下，可以通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃

③煤的干馏属于化学变化

④煤是工业上获得芳香烃的唯一来源

⑤通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品

A.①②③⑤B.②④⑤

C.①②④D.③④⑤

答案　A

解析煤油可由石油分馏获得，可用作燃料，煤油的密度比钠小，故能用于保存金属钠，故①正确；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，是化学变化，故③正确；通过煤的干馏可以获得芳香烃，石油通过催化重整也可获得芳香烃，故④错误；通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品，故⑤正确。

4.(2024·河北张家口高一月考)2022年，中国已形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系，但化石能源仍占比高达82.7%，化石能源仍是中国能源供应主导，煤炭、石油、天然气是中国能源重中之重。下列关于化石燃料的说法正确的是(　　)

A.化石燃料中天然气为纯净物

B.煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料

C.石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃

D.煤中含有甲苯和苯，可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来

答案　C

解析天然气的主要成分为甲烷，为混合物，A错误；煤的气化和液化均为化学变化，B错误。

5.某研究学习小组在实验室中模拟石油的炼制，设计了如图的装置。

实验过程中，可观察到b中试管内有少量液体凝结且闻到有汽油的气味，c中试管内酸性高锰酸钾溶液褪色。

(1)实验研究小组模拟的是(填化工工艺名称)。 

(2)c中试管内酸性KMnO₄溶液褪色，体现了酸性KMnO₄溶液的性。 

(3)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程式：。 

(4)实验过程中，装置d中的溴水褪色，写出验证烯烃与溴水的反应是加成反应而不是取代反应的方法：。 

答案　(1)石油的裂化　(2)氧化

(3)C₁₆H₃₄₈H₁₈+C₈H₁₆

(4)向反应后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不变红，则说明该反应为加成反应而非取代反应

 课时对点练[分值：100分]

(选择题1~13题，每小题6分，共78分)

题组一煤、天然气的综合利用

1.天然气水合物外形似冰，被人们称为“可燃冰”。天然气的主要成分是(　　)

A.氢气B.一氧化碳

C.二氧化碳D.甲烷

答案　D

2.下列不属于煤的综合利用的是(　　)

A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭

B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料

C.煤变为煤饼

D.将煤气化为可燃性气体

答案　C

解析将煤干馏制得煤焦油和焦炭，属于煤的综合利用，故A项不符合题意；在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料，属于煤的综合利用，故B项不符合题意；将煤变为煤饼，只是其物理形态发生了改变，并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用，故C项符合题意；将煤气化为可燃性气体，属于煤的综合利用，故D项不符合题意。

3.(2024·福建泉州高一下月考)为了方便和环保，煤应综合利用，干馏是较易实现的成熟方式。下列叙述不正确的是(　　)

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