高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 认识有机化合物第二课时同步测试题

第二课时　煤、石油和天然气的综合利用

[明确学习目标]　1.了解煤、石油和天然气的组成及其综合利用。2.了解以煤、石油和天然气为原料生产合成材料。3.了解节约能源和防止污染的重要性。

学生自主学习

1．从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

(1)煤的组成和加工

①煤的组成

②煤的加工方法及产品

(2)天然气的组成和利用

21世纪的高效清洁能源——可燃冰。其主要成分是甲烷水合物，组成可表示为CH4·nH2O。

(3)石油的组成和加工

2．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

塑料、合成橡胶、合成纤维这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。

1．煤中含有苯等芳香烃，通过煤的干馏可以得到粗苯，对吗？

提示：不对，煤中不含有苯等芳香烃，而是在干馏时生成了芳香烃。

2．煤的气化、液化同水的汽化、液化一样，均属于物理变化，对吗？

提示：不对，煤的气化和液化均发生了化学变化。

课堂互动探究

1．化学“三馏”的比较

2．化学“两裂”

3．注意事项

(1)煤干馏时一定要隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧。

(2)由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。

(3)直馏汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直馏汽油的成分为饱和烃，裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。

　煤是“工业的粮食”，石油是“工业的血液”，有关煤和石油加工的说法正确的是(　　)

A．煤的干馏产物主要是各类有机物

B．石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化

C．煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯

D．石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃

[批注点拨]　

[解析]　煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，为无机物，故A错误；石油的分馏属于物理变化，故B错误；煤通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，但本身不含有苯等芳香烃，故C错误；石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链的烃断裂为短链的烃的过程，烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解，故D正确。

[答案]　D

[练1]　石油裂解的目的和原理是(　　)

A．使具有长链的烃深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃

B．使直链烃转化为芳香烃

C．避免炭化结焦

D．除去石油中的杂质

答案　A

解析　石油的催化重整使直链烃转化为环状烃，B错误；石油减压蒸馏是为了避免炭化结焦，C错误；D项与石油裂解无关。

[练2]　请回答实验室分馏石油的有关问题：

(1)实验室分馏石油的正确操作顺序是

E→____→____→A→____→____→G。

A．连接接液管

B．装入碎瓷片和石油，塞上带温度计的塞子

C．检查装置气密性

D．连接冷凝管及进出水管

E．在铁架台上放酒精灯，固定好铁圈，放上石棉网

F．固定好蒸馏烧瓶

G．加热

(2)以下是石油分馏的装置图，试指出有关仪器的名称：A________；B________。

(3)分馏石油得到的各个馏分都是________(填“混合物”或“纯净物”)。

(4)图中有________处错误。

答案　(1)F　D　C　B

(2)蒸馏烧瓶　冷凝管

(3)混合物

(4)1

解析　(1)按组装仪器的顺序从下到上，从左到右，连接好装置后，先检验装置气密性，再装入碎瓷片和石油并加热，即顺序为E→F→D→A→C→B→G。

(2)A为蒸馏烧瓶，B为冷凝管。

(3)石油分馏得到的各个馏分为烃类物质的混合物。

(4)温度计水银球应与烧瓶支管口平齐。

本课归纳总结

1.煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。

2．水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉气的主要成分是H2、CH4、C2H4、CO。

3．石油裂化的目的是提高轻质油的产量，石油裂解的目的是获得气态短链不饱和烃作化工原料。

学习效果检测

1．下列事实、事件、事故中与甲烷无关的是(　　)

A．天然气的主要成分  

 B．石油经过催化裂化的产物

C．“西气东输”中的气体

 D．煤矿中的瓦斯爆炸

答案　B

解析　“西气东输”中的气体指的是甲烷，也是天然气的主要成分，瓦斯爆炸是由甲烷燃烧引起的；石油裂化的产物是碳原子数相对较少的烷烃和烯烃，而非甲烷。

2．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是(　　)

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．将煤变为煤饼作燃料

D．将石油裂解制得乙烯等化工原料

答案　C

解析　A项煤的干馏和B项煤的液化属于煤的综合利用，而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率，不属于综合利用，D项石油裂解属于石油的综合利用。

3．气体产品作为现代工业重要的基础原料，应用范围十分广泛，例如冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材等行业。以下气体不是从煤炭或石油工业获得的是(　　)

A．水煤气 B．裂解气

C．焦炉气 D．氧气

答案　D

解析　水煤气是煤气化得到的，焦炉气是煤干馏得到的，裂解气是石油裂解得到的。

4．下列关于化石燃料的说法错误的是(　　)

A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油

B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C．煤是由有机化合物和无机物组成的复杂的混合物

D．煤中含有苯和甲苯，可以用分馏的方法把它们从煤中分离出来

答案　D

解析　A项，石油主要由液态烃构成，也溶有少量气态烃和固态烃，因此通过石油炼厂的分馏就可以得到汽油、煤油等分馏产品，正确；B项，采用催化裂化的方法可使长链烃分子断裂为C5～C11的烃，正确；C项，煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，正确；D项，煤经过干馏发生复杂的物理、化学变化后得到煤焦油等物质，煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物，而煤中并不含有苯和甲苯，错误。

5．煤、石油、天然气是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料，下列不属于以煤、石油和天然气为主要原料生产的合成材料是(　　)

A．塑料 B．合成橡胶

C．淀粉 D．合成纤维

答案　C

解析　淀粉是天然高分子化合物，其他都是以煤、石油、天然气为主要原料通过人工合成的。

6．如图所示为实验室模拟工业上催化裂化的装置示意图，根据图示回答下列问题。

(1)工业上石油裂化的主要目的是________________。

(2)A中氧化铝的作用是________，B中冷水的作用是________________。

(3)C中得到的液体具有汽油的气味，该液体________(填“能”或“不能”，下同)通过化学反应使溴水褪色，而通过石油分馏得到的汽油________通过化学反应使溴水褪色。

(4)D中酸性高锰酸钾溶液褪色，说明石蜡裂化时除有液态不饱和烃生成外，还有________生成。

答案　(1)提高汽油的产量

(2)催化剂　使裂化汽油冷凝为液体

(3)能　不能

(4)气态不饱和烃

解析　(1)由于从原油中分馏得到的直馏汽油产量少，为了提高汽油的产量，故采用裂化的方法来提高汽油的产量。

(2)石蜡的裂化需要在催化剂的作用下进行，故氧化铝作催化剂，由于裂化的温度较高，裂化后得到的是气态产物，用冷水冷却得到液态汽油。

(3)由于裂化汽油中有不饱和烃，故能发生加成反应使溴水褪色；通过石油分馏得到的汽油中不含烯烃或炔烃，故不能通过化学反应使溴水褪色。

(4)由于D中酸性高锰酸钾溶液褪色，说明有气态不饱和烃生成。