2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展1-3煤石油和天然氣的綜合利用課時作業(yè)含解析新人教版必修第二冊

PAGEPAGE6煤、石油和自然氣的綜合利用1．下列說法中錯誤的是(D)A．石油中含有C5～C11的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油B．含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C．煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的困難混合物D．可以用分餾或蒸餾的方法從煤中獲得苯和甲苯解析：石油的主要成分是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，A正確；含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化得到汽油等輕質(zhì)油，B正確；煤的成分是有機(jī)物和無機(jī)物組成的困難混合物，C正確；煤經(jīng)干餾后得到的煤焦油中含有苯和甲苯，D錯誤。2．下列有關(guān)石油和煤的敘述不正確的是(C)A．煤的干餾就是將煤隔絕空氣加熱，在高溫下使之分解，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)的物理改變過程D．石油通過催化裂化，可以獲得碳原子數(shù)較少的輕質(zhì)油解析：煤的氣化是將其轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，碳與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣，發(fā)生的是化學(xué)改變，故C錯。3．(雙選)如圖所示是石油分餾塔的示意圖，a、b、c三種餾分中(CD)A．a(chǎn)的沸點(diǎn)最高B．b的沸點(diǎn)最低C．c的平均相對分子質(zhì)量最大D．每一種餾分都是混合物解析：石油分餾得到的每種餾分中，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，即平均相對質(zhì)量最大。4．下列關(guān)于化石燃料及其運(yùn)用的一些說法不正確的是(A)A．煤的氣化是指將固態(tài)煤粉碎成氣態(tài)煤，使煤燃燒時能與氧氣充分接觸而完全燃燒B．自然氣除可用作清潔能源外，還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石油和煤的基本化工原料解析：煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，主要反應(yīng)是碳與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))CO(g)＋H2(g)，A項(xiàng)錯誤；自然氣作為化工原料，主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等，B項(xiàng)正確；石油分餾得到的汽油是烷烴和環(huán)烷烴的混合物，而裂化汽油中含有不飽和烯烴，二者成分不同，C項(xiàng)正確；乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工水平的標(biāo)記，煤干餾可得到苯，D項(xiàng)正確。5．(雙選)煤的氣化是煤高效、干凈利用的方向之一。如圖為加熱某地煤樣所得氣體組成及體積分?jǐn)?shù)隨溫度改變的曲線圖。由圖可知該氣體中(CD)A．只含有碳、氫兩種元素B．所含的有機(jī)物是CH4、CnHm、COC．CO體積分?jǐn)?shù)小于CH4體積分?jǐn)?shù)D．在400～550℃時，CH4體積分?jǐn)?shù)高于H2解析：煤氣中有CO，至少應(yīng)含碳、氫、氧三種元素，A項(xiàng)錯誤；CH4、CnHm是有機(jī)物，CO為無機(jī)物，B項(xiàng)錯誤；400～550℃時，CH4體積分?jǐn)?shù)高于H2，D項(xiàng)正確。6．有人設(shè)計(jì)了一套試驗(yàn)分餾原油的五個步驟：①將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上，在蒸餾燒瓶上塞好帶溫度計(jì)的橡皮塞。②連接好冷凝管，把冷凝管固定在鐵架臺上，將和冷凝管進(jìn)水口相接的橡皮管的一端和水龍頭連接，將和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中。③把酒精燈放在鐵架臺上，依據(jù)酒精燈高度確定鐵圈的高度，放好石棉網(wǎng)。④向蒸餾燒瓶中放入幾片碎瓷片，再用漏斗向燒瓶中加入原油，塞好帶溫度計(jì)的橡皮塞，把牛角管連接在冷凝器的末端，并伸入接收裝置(如錐形瓶)中。⑤檢查氣密性(利用給固定裝置微熱的方法)。請完成下列題目：(1)上述試驗(yàn)正確的操作依次是③①②⑤④(填序號)。(2)所用的主要儀器有鐵架臺(帶鐵圈、鐵夾)、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管、牛角管、錐形瓶。(3)冷凝管里水流的方向與蒸氣的流向相反(填“相同”或“相反”)。(4)溫度計(jì)的水銀球應(yīng)放在蒸餾燒瓶支管口下沿位置，以測量蒸餾出蒸氣的沸點(diǎn)溫度。(5)蒸餾燒瓶中放幾片碎瓷片的目的是防止暴沸。7．已知A、B、F是家庭中常見的有機(jī)物，E是石油化工發(fā)展水平的標(biāo)記，F(xiàn)是一種常見的高分子材料。依據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問題：(1)操作⑥、操作⑦的名稱分別為分餾、裂解。(2)下列物質(zhì)中沸點(diǎn)最高的是D。A．汽油 B．煤油C．柴油 D．重油(3)在①～⑤中屬于取代反應(yīng)的是①②③；原子利用率為100%的反應(yīng)是④⑤(填序號)。(4)寫出結(jié)構(gòu)簡式：ACH3COOH、FCH2—CH2。(5)寫出反應(yīng)③的離子方程式：CH3COOCH2CH3＋OH－→CH3COO－＋C2H5OH。(6)作為家庭中常見的物質(zhì)F，它給我們的生活帶來了極大的便利，但同時也造成了環(huán)境污染，這種環(huán)境污染稱為白色污染。解析：石油經(jīng)過分餾可生產(chǎn)石油氣、汽油、柴油等產(chǎn)品，而上述產(chǎn)品再經(jīng)過高溫裂解可制得乙烯、丙烯等化工產(chǎn)品，又已知E是石油化工發(fā)展水平的標(biāo)記，故E為乙烯，則F為聚乙烯，B為乙醇。由框圖知C為乙醇與酸A發(fā)生酯化反應(yīng)生成的酯，且A為家庭中常見有機(jī)物，故A為乙酸，C為乙酸乙酯，其他答案可依次推出。8．石油是一種不行再生資源，作為重要的化工原料，只有綜合利用才能充分提高其運(yùn)用價值，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。下圖是石油綜合利用的簡潔流程圖，其中A～D為混合物，B為C15～C18的烴類，E可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，F(xiàn)不能使溴水褪色，且化合物E和F的碳原子數(shù)均為2。(1)混合物B是柴油，化合物F是乙烷。(2)圖中步驟①是分餾；步驟②是裂化，反應(yīng)條件為催化劑、加熱、加壓。(3)汽油C(填字母)可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色；E使溴水褪色是因?yàn)榘l(fā)生了加成反應(yīng)(填反應(yīng)類型)。(4)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。①化合物E在肯定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)：nCH2＝CH2eq\o(→,\s\up17(肯定條件))CH2—CH2。②F與少量的氯氣混合勻稱后光照：C2H6＋Cl2eq\o(→,\s\up17(光照))C2H5Cl＋HCl(任寫一個)。1．(雙選)下列說法中不正確的是(AD)A．石油及其分餾產(chǎn)品都是純凈物B．含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C．煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的困難混合物D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分別出來解析：A項(xiàng)，石油得到汽油的過程是石油的分餾，石油及其分餾產(chǎn)品都是混合物，正確；D項(xiàng)，煤的焦化是化學(xué)改變，苯和甲苯是在此過程中產(chǎn)生的，而不是煤本身含有的。2．石油是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物，假如干脆燃燒，會造成很大的奢侈，所以通常將石油進(jìn)行分餾，獲得所需產(chǎn)品。以下說法中正確的是(D)A．石油常壓蒸餾可以獲得碳原子數(shù)較多的烴類B．通過減壓蒸餾，石油的各個成分可以很快地被分別出來C．柴油的成分是C15～C18的烴類，不屬于輕質(zhì)油D．石油氣是C4以下的烴類，可從分餾塔頂部獲得3．C8H18在肯定條件下受熱可完全裂解生成CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C4H8五種氣體的混合氣，此混合氣對相同條件下氫氣的相對密度為(C)A．38B．57C．19D．無定值解析：由C8H18eq\o(→,\s\up17(肯定條件))C4H10＋C4H8，C4H10eq\o(→,\s\up17(肯定條件))C2H6＋C2H4，C4H10eq\o(→,\s\up17(肯定條件))CH4＋C3H6得關(guān)系式：2C8H18eq\o(→,\s\up17(肯定條件))C2H4＋2C4H8＋CH4＋C3H6＋C2H6，所以反應(yīng)后混合氣的平均相對分子質(zhì)量為2×114÷6＝38，對相同條件下氫氣的相對密度為38÷2＝19。4．(雙選)迄今為止，煤、石油和自然氣等化石能源仍舊是人類運(yùn)用的主要能源。下列有關(guān)煤、石油、自然氣等資源的說法正確的是(AC)A．石油裂解可以得到更多的汽油，這種汽油仍舊是一種混合物B．煤的氣化就是將煤在高溫條件由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的物理改變過程C．自然氣是一種清潔的化石燃料D．煤就是碳解析：汽油是多種烴組成的混合物，A選項(xiàng)正確；煤的氣化是化學(xué)改變，生成了新的物質(zhì)，B選項(xiàng)錯誤；自然氣的主要成分是甲烷，燃燒產(chǎn)物是水和二氧化碳，C選項(xiàng)正確；煤的組成很困難，是混合物，D選項(xiàng)錯誤。5．某混合氣體依次通過溴水(使其褪色)，通過灼熱的氧化銅(使其黑色變紅色)，通過無水CuSO4白色粉末(使其變藍(lán)色)，通過澄清石灰水(石灰水由清變渾再變清)，最終剩余氣體在空氣中點(diǎn)燃，火焰呈淡藍(lán)色，該混合氣體是(B)A．水煤氣 B．焦?fàn)t煤氣C．石油液化氣 D．高爐煤氣解析：水煤氣的主要成分是CO和H2；焦?fàn)t煤氣的主要成分是H2、CH4、C2H4和CO等；石油液化氣的成分是C2～C3的烷烴；高爐煤氣的成分是CO、CO2和N2等。能符合題給試驗(yàn)現(xiàn)象的氣體只有焦?fàn)t煤氣。6．酸雨形成的原理之一可簡示如下：含硫燃料eq\o(→,\s\up17(O2),\s\do15(反應(yīng)①))Aeq\o(→,\s\up17(O2),\s\do15(反應(yīng)②))Beq\o(→,\s\up17(H2O),\s\do15(反應(yīng)③))硫酸請回答下列問題：(1)A物質(zhì)的化學(xué)式為SO2，B物質(zhì)的化學(xué)式為SO3。(2)三個反應(yīng)中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是③(填序號)。(3)SO2中硫元素顯＋4價，它可以降低到0價，利用這一性質(zhì)可在工廠的煙道氣中通入合適的還原劑(填“氧化劑”或“還原劑”)除去SO2，達(dá)到削減污染的目的。(4)雨水的pH<5.6時，就推斷為酸雨。已知pH＝－lgc(H＋)，經(jīng)測定某次雨水只含硫酸，且其濃度為5×10－5mol·L－1，則這次降雨是(填“是”或“不是”)酸雨。(5)火力發(fā)電廠燃燒的煤中含有大量的硫，其排出的廢氣中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。為了除去有害的SO2氣體，在英國已進(jìn)行了一個探討，結(jié)果表明：高煙囪可以有效降低地面SO2的濃度。在20世紀(jì)60年頭到70年頭的10年間，由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%，但由于高煙囪的建立，地面SO2濃度降低了30%之多。①你認(rèn)為削減酸雨產(chǎn)生的途徑可實(shí)行的措施是ACE。A．少用煤作燃料 B．把工廠的煙囪造高C．燃料脫硫 D．把工廠遷移到農(nóng)村E．開發(fā)新能源②請從全球環(huán)境愛護(hù)的角度，分析這種建高煙囪的方法是否可取？不行取，理由是未削減二氧化硫的總排放量。解析：(1)(2)圖示原理為：含硫燃料eq\o(→,\s\up17(O2),\s\do15(①))SO2eq\o(→,\s\up17(O2),\s\do15(②))SO3eq\o(→,\s\up17(H2O),\s\do15(③))H2SO4，其中反應(yīng)③不是氧化還原反應(yīng)。(3)SO2中硫元素化合價降低，SO2被還原，應(yīng)加入還原劑。(4)c(H2SO4)＝5×10－5mol·L－1，則c(H＋)＝2×5×10－5mol·L－1＝1×10－4mol·L－1，所以pH＝－lg(1×10－4)＝4<5.6，是酸雨。(5)①少用煤作燃料，燃料脫硫，開發(fā)新能源都會削減SO2的排放，A、C、E正確；②建高煙囪，向環(huán)境中排放的總SO2未削減，所以該方法不行取。7．將煤干脆作為燃料燃燒，不但熱效率較低，且產(chǎn)生煙塵、二氧化硫、氮的氧化物等，帶來嚴(yán)峻的環(huán)境污染。煤干餾是提高煤利用率、生產(chǎn)重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組在試驗(yàn)室條件下