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高中化学第二单元化学与资源开发利用课题3石油、煤和天然气的综合利用1作业新人教版选修2

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课题3：石油、煤和天然气的综合利用

1.通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平标志的是( )

A.石油的产量B.乙烯的产量C.合成纤维的产量D.硫酸的产量

2.近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法中正确的是( )

A.石油属于可再生矿物能源B.石油主要含有碳、氢两种元素

C.石油的裂化是物理变化D.石油分馏的各馏分均是纯净物

3.石油加工的各种处理过程中，属于裂化过程的是（）

A.分离出汽油和煤油　　　　B.原油脱盐、脱水

C.十六烷变为辛烷和辛烯　　　　D.将直链烃变为芳香烃

4.石油裂化的主要目的是为了( )

A.提高轻质液体燃料的产量 B.便于分馏

C.获得短链不饱和气态烃 D.提高汽油的质量

5.从石油中提取的矿物燃料燃烧后，产生的气体对环境会造成污染。为减少汽车尾气对大气的污染，我国成功地制造出以新燃料作能源的“绿色汽车”，这种新燃料是( )

A. 90号汽油B.甲醇 C. 92号汽油D. 0号柴油

6下图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中（）

A. a的沸点最高 B. b的熔点最低 C. c的平均分子量最大 D. 每一种馏分都是纯净物 7．下列说法正确的是(　　)

A．煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料，是取之不尽的

B．煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳和氢两种元素

C．石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素

D．煤和石油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的

8．下列说法中正确的是(　　)

①煤是各种芳香烃组成的混合物

②煤燃烧时，会产生大量二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等污染物

③煤是以单质碳为主的复杂混合物

④以煤为主要原料，不仅可以合成甲醇，还可以加工成高级汽油

A．①②　　 B．①③　　

C．②④　　 D．③④

9．下列说法中，不正确的是(　　)

A．石油化学工业是以石油为原料，既生产石油产品又生产化学品的石油加工业

B．石油的催化裂化既能提高汽油产量，又能提高汽油的质量

C．石油的裂解和裂化都是化学变化，但二者的目的不一样

D．烷烃在裂解过程中既可发生断链裂解又可发生脱氢裂解

10．天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。下列叙述：①天然气与煤、石油相比是较洁净的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一；④甲烷可用于制造合成氨的原料气；⑤用甲烷可生成CCl4；⑥甲烷易完全燃烧，故燃烧甲烷时不必保持空气流通。其中正确的是(　　)

A．①②③　　　　　 B．③④⑤

C．①②④⑤ D．①②③④⑤

11．工业上获得乙烯和丙烯的方法是(　　)

A．石油分馏 B．煤的干馏

C．石蜡催化裂化 D．重油裂解

12．煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90 %)，把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是(　　)

①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化

②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化

③该技术实现了煤的清洁利用

④该技术实现了煤的高效利用

A．①②③　　　　　　 B．①②④

C．①③④ D．②③④

13．观察下图，下列叙述错误的是(　　)

A．图示实验中发生了化学变化

B．液体X的pH>7，液体Y是一种黑色黏稠状液体

C．气体Z易燃，可还原氧化铜

D．试管A中产生浓的白烟

14．利用合成气(H2＋CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可转化成醛、酸、酯等多种产物。下列表述正确的是(　　)

①以合成气为原料的反应都是化合反应　②改变合成气中CO与H2的体积比，可以得到不同产物　③合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成

④从合成气出发生产液态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径　⑤以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水

A．①②④ B．②③④

C．②④⑤ D．③④⑤

15．下图是石油分馏塔的示意图。a、b、c三种馏分中(　　)

A．a的沸点最高

B．b的熔点最低

C．c的平均相对分子质量最大

D．每一种馏分都是纯净物

16．某混合气体通过溴水时橙色褪去，通过灼热CuO使之变红；通过无水硫酸铜，白色粉末变蓝；通过澄清石灰水使之变浑浊；最后剩余气体能在空气中点燃，火焰呈淡蓝色；产生的气体经冷却有水滴，并能使石灰水变浑浊，这种气体是(　　)

A．高炉煤气(主要成分为CO、CO2、N2等)

B．焦炉气

C．裂解气

D．水煤气

17．已知煤的部分结构模型如右图所示：

(1)从煤的结构模型来看，煤是工业上获得________烃的重要来源。

(2)我国大约70 %的煤是直接用于燃烧的。从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的____________等气体物质，造成严重的大气污染。

(3)“型煤”技术不仅可以减少87 %的废气排放量，烟尘排放量也可减少80 %，致癌物苯并[a]芘的排放量也减少，同时节煤20 %～30 %。“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐。下列物质中适宜于作固硫剂的是________(填字母)。

A．氯化钙 B．氧化钙

C．硫酸钙 D．氢氧化钙

(4)某“型煤”生产厂利用石灰石作固硫剂，试用化学方程式表示其“固硫”过程__________________________________________________________。

(5)除上述的“型煤”技术外，为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有________、________、________等。

18．(2012·山东高考)石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。

(1)石油分馏时，在不断向________(填工业设备名称)内投放原料的同时获得产品，该过程为_______________________________________________操作过程。

(2)石油裂化分为热裂化、________和加氢裂化，裂化的目的是提高________的产量。

(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和________的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒________进行燃烧的过程。

(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和________存在下与________作用生成液体燃料的过程。

19．气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径。煤的气化的主要反应是：C＋H2O(g) CO＋H2，CO和H2的混合气体是合成多种有机物的原料气，研究由CO、H2合成有机物的化学称为一碳化学。下图是合成某些物质的路线图：

其中，D易溶于水，且与CH3COOH互为同分异构体，F分子中的碳原子数是D中的3倍，H经催化氧化可得到G。请回答下列问题：

(1)写出下列物质的结构简式：A：___________________________________，

H：____________，指出A和H的关系________________________________。

(2)写出下列反应的化学方程式：

①CH3COOH＋E―→F：________________________________________；

②D与新制氢氧化铜加热：_____________________________________。

20．上海世博会各场馆新颖的环保设计、新能源汽车的闪亮登场、太阳能的广泛利用……令人耳目一新。“一切始于世博会！”——世博会展现的高科技将使我们的生活更美好。

(1)太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。划分下列能源的类别，把编号填入相应的表格。

①石油　②地热能　③核能　④天然气　⑤风能　⑥潮汐能

(2)中国石油馆“油立方”的主展区用4D电影《石油梦想》讲述着石油的前世今生的故事，幽默地想象着人类失去石油的尴尬景象。

①请将石油产品汽油、柴油、煤油、沥青、液化石油气按其组成物质分子中碳原子数递增的顺序排列____________________________________。

②下列物质中，能用于萃取溴水的是________。

A．直馏汽油 B．酒精

C．裂化汽油 D．苯

答案及解析

1.B【解析】乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一。

2.B【解析】本题考查石油和石油化工知识。石油主要由C、H两种元素组成，属于不可再生矿物能源。石油的分馏是物理变化，得到的各馏分是混合物。石油裂化生成新的物质，是化学变化。

3.C【解析】A分离出汽油和煤油属于分馏。B.脱盐、脱水是属于分馏之前的予处理过程。C.裂化的目的是为了获得更多更好的汽油，汽油中的烃分子为5——11个碳原子，十六烷断裂为辛烷和辛烯，属于裂化过程。D.直链烃转化为芳香烃的过程叫重整。所谓“重整”就是把汽油里直链烃类分子的结构“重新进行调整”，使它们转化为芳香烃或具有支链的烷烃异构体等。

4.A【解析】石油裂化的目的是为了提高轻质液化燃料的产量和质量，其中以产量为主要目的。

5.B【解析】汽油、柴油是从石油中提取的矿物油。

C【解析】考查物质熔沸点与相对分子质量间的关系。a、b、c三种馏分均为蒸气，故最上面的熔沸点最低，C的熔点最大，对应的平均相对分子量也最大。

7【解析】　煤、石油、天然气三大矿物燃料在地球上的蕴藏量是有限的，不是取之不尽的，A错；煤主要含有碳元素，而不是碳和氢两种元素，B错；C正确；石油是由古代动植物遗体在地壳中经过非常复杂的变化形成的，D不确切。

【答案】　C

8【解析】　煤本身是由多种组成复杂、分子结构庞大的有机物所组成的，因此①③是错误的；煤燃烧会产生大量的二氧化硫等污染物，所以②正确，④正确。

【答案】　C

9【解析】　石油化学工业的原料是石油和天然气，因此A不正确。石油催化裂化既能提高汽油产量又能提高汽油质量，裂解是深度裂化，以获取化工原料——乙烯、丙烯、丁烯为生产目的，故B、C均正确。烷烃裂解方式主要有两种，即断链和脱氢，可表示为Cm＋nH2(m＋n)＋2―→CnH2n＋CmH2m＋2，CnH2n＋2―→CnH2n＋H2，故D正确。

【答案】　A

10【解析】　天然气燃烧主要产生CO2和H2O，对环境污染小，与煤、柴油相比是比较清洁的能源；等质量的CH4和CO2相比，前者的物质的量大，由题给信息知产生的温室效应前者大；燃烧天然气对形成酸雨没有影响；甲烷和氯气在光照条件下可以发生取代反应；甲烷燃烧时若空气不流通可能会发生爆炸。

【答案】　C

11【解析】　裂解是指石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等各种短链气态烃和少量液态烃的过程。

【答案】　D

12【解析】　煤粉加压气化法是让煤变成以CO和H2为主要成分的合成气，此过程涉及化学变化和物理变化，减少了污染，提高了煤的利用率。

【答案】　C

13【解析】　此题考查有关煤的干馏及其干馏产物的知识。煤的干馏是煤在隔绝空气的条件下加强热的过程，它发生了复杂的物理、化学变化；煤的干馏有NH3生成，NH3易溶于水而呈碱性，故pH>7；同时煤干馏还生成了煤焦油，它的化学成分主要为苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青等的混合物，是难溶于水的黏稠状液体；干馏的气态产物中有H2、CO，具有还原性，可以还原氧化铜，因此选项A、B、C均正确，叙述错误的是D。

【答案】　D

14【解析】　以合成气为原料的反应不一定都是化合反应，①错；以合成气为原料的反应产物中可能有烯烃和水，这可通过题设条件来判断，⑤错。

【答案】　B

15【解析】　从分馏塔各个出口出来的馏分都为混合物。易挥发的沸点较低，较轻的馏分先出来，在最高处，其相对分子质量较低。分馏塔中出口越低，分馏出的馏分的沸点越高、相对分子质量越大。故A、B、D错误。

【答案】　C

16【解析】　使溴水褪色，说明有不饱和烃存在；使灼热的CuO变红，说明有还原性气体H2或CO存在；无水CuSO4变蓝，说明生成了水或原气体中有水蒸气；使澄清石灰水变浑浊，说明生成了CO2或原气体中有CO2。

气体点燃火焰呈淡蓝色，并生成了水和CO2，说明有CH4。

A项错：高炉煤气中，不包括不饱和烃。

B项中：焦炉气包括H2、CH4、C2H4、CO等，符合一系列变化，故B项正确。

C项中：裂解气中主要包括不饱和气态烃，但没有使CuO变红的H2、CO，

故不正确。

D项中：水煤气主要是CO和H2的混合物，不含不饱和烃和甲烷，故不正确。

【答案】　B

17【解析】　(1)煤结构中含有较多的苯环，隔绝空气给煤加热可以使它分解，从而获得芳香烃。

(2)煤结构中含有S和N，所以直接燃烧煤能产生SO2和氮氧化物，污染环境。

(3)煤燃烧产生SO2，固硫过程是使其生成稳定的硫酸盐，所以固硫剂可选用氧化钙或氢氧化钙。固硫反应为：

SO2＋CaOCaSO3,2CaSO3＋O22CaSO4，

Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O,2CaSO3＋O22CaSO4。

(4)若利用石灰石作固硫剂，则发生的反应可表示为：

CaCO3CaO＋CO2↑，2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。

(5)煤的干馏、气化和液化是提高煤的利用价值的常用方法。

【答案】　(1)芳香　(2)二氧化硫、氮氧化物　(3)B、D

(4)CaCO3CaO＋CO2↑，2CaO＋2SO2＋O22CaSO4

(5)煤的干馏　气化　液化

18【解析】　(1)石油的分馏是在分馏塔中进行的，该过程为连续操作过程。(2)石油裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化，裂化的目的是提高轻质燃料油(或汽油)的产量。(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒浮动进行燃烧的过程。(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下，使煤与氢气作用生成液体燃料的过程。

【答案】　(1)分馏塔　连续　(2)催化裂化　轻质燃料油(或汽油)　(3)硫(或S)　浮动　(4)催化剂　氢气(或H2)

19【解析】　由D与CH3COOH互为同分异构体，故分子式为C2H4O2，D能和H2反应，E和CH3COOH发生酯化反应生成F，故D的结构简式为HOCH2CHO，E为HOCH2CH2OH。由ABC的衍变关系，可知A为CH3OH，C为HCOOH，故H应为CH3CH2CH2CH2OH。因H可催化氧化生成G，故G为CH3CH2CH2CHO。