第2课时 煤、石油和天然气的综合利用
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
2．下列属于物理变化的是( )
①石油的分馏 ②煤的干馏 ③石油的裂化 ④铝热反应 ⑤由乙烯制备聚乙烯 ⑥将氧气转化为臭氧 ⑦乙烯催熟果实 ⑧将苯加入溴水中
⑨海水蒸馏制取淡水
A．①②③④ B．①②⑤⑦
C．①⑧⑨ D．①②⑥⑨
3．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
4．(2023·合肥高一检测)有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是( )
A．煤和水煤气都属于化石燃料
B．煤中含有焦炉气、煤焦油、焦炭等物质
C．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D．②是煤的气化方式之一
题组二 石油的综合利用
5．(2023·南京高一检测)下列说法错误的是( )
A．石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量
B．含C20以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
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．石油裂化和裂解都属于物理变化
6．石油蒸馏装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．仪器W的名称：圆底烧瓶
B．碎瓷片的作用：催化剂
C．冷却水的流向：X进水，Y出水
D．收集到的60～150 ℃的馏分为混合物
7．(2022·河北张家口高一期末)近年来，我国科学家开发了二氧化碳加氢制汽油技术，该研究被誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”，被《自然》杂志选为研究亮点。其转化过程如图所示，下列说法正确的是( )
A．汽油通常由石油的干馏获得
B．制备过程中CO2被还原
C．汽油是由C、H、O元素组成的纯净物
D．制备过程中的反应Ⅱ属于化合反应
题组三 煤、石油、天然气的综合利用与可持续发展
8．“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的：C＋O2CO2。下面关于该过程的说法不正确的是( )
A．煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染
B．第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失
C．煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高
D．上述两个反应，反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体
9．(2023·杭州高一月考)中科院研制出一种多功能催化剂，首次实现将CO2转化为汽油(主要成分是C5～C11的烃类混合物)，过程示意图如下。下列说法错误的是( )
A．该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景
B．该多功能催化剂能加快化学反应速率
C．a和b的一氯代物均有4种
D．反应①的产物中含有水，反应②只有碳氢键的形成
10．(2023·河北邯郸高一月考)下列说法正确的是( )
A．石油分馏可得到乙烯
B．石油裂化的目的是提高轻质油的产量和质量
C．煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分
D．煤的炼制方法中煤的气化和液化是物理方法，煤的干馏是化学方法
11．下列关于石油及煤的叙述中，正确的是( )
A．煤的液化和气化都是物理变化
B．重油经减压蒸馏可以得到汽油
C．石油的催化重整和煤的干馏都可得到芳香烃
D．煤燃烧只产生CO2
12．煤被誉为“工业的粮食”，下列关于煤的说法正确的是( )
A．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃
B．煤的液化是在高温时将固体煤熔化为液体煤
C．煤的气化在一定程度上实现了煤的高效、清洁利用
D．向煤中加入适量CaSO4，可大大减少燃烧产物中SO2的量
13．对煤干馏并检验其中部分产物，装置(夹持装置已略)如图所示。下列说法不正确的是( )
A．煤的干馏过程发生了复杂的物理、化学变化
B．向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝
C．c装置可检验产生的气体中一定含有H2S
D．e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色
14．(2023·南通高一检测)用石油裂化和裂解过程得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下：
根据以上材料和你所学的化学知识回答下列问题：
(1)由CH2==CH2制得有机物A的化学反应类型是______________。
(2)丙烯醛(CH2==CHCHO)中含有的官能团是__________________(填名称)。
(3)A与B合成丙烯酸乙酯反应的化学方程式是__________________________；该反应的类型是_________________。
(4)由石油裂解产物乙烯合成聚乙烯塑料的化学方程式是_____________________。
15．(2022·合肥高一检测)煤气化是有效利用化石能源的手段之一，有关反应为①C＋H2O(g)CO＋H2、②CO＋H2OCO2＋H2，获得的气体称为水煤气。某研究性学习小组为探究气体的成分，进行了如下实验：
[实验] 使水蒸气通过灼热的焦炭，收集反应后的气体。
[提出假设] 对气体的成分提出了三种假设。
假设1：该气体是CO、H2、H2O。
假设2：该气体是CO2、H2、H2O。
(1)假设3：_____________________________________。
[设计实验方案，验证假设]
拟用图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，验证上述假设3(加热装置和导管等在图中略去，实验前装置内部的空气已经排尽)。
(2)按气流从左至右连接各仪器，用题中小写字母表示接口的连接顺序(仪器可重复使用)：混合气→dc→______→________→________→________→________→ij。
(3)仪器A中需要加入的试剂名称为__________，其中反应的化学方程式可能有_____________。
(4)仪器B中需加入试剂的名称是____________，其作用是____________________________。
(5)本实验的尾气需处理，处理的方法为______________________________________。
第2课时 煤、石油和天然气的综合利用
1．D 2.C 3.C 4.D 5.D 6.D 7.B 8.B
9．D [由示意图可知，在多功能催化剂的作用下，二氧化碳与氢气反应生成汽油和水，反应能消耗二氧化碳，减少二氧化碳的排放，从而达到“碳中和”的战略愿景，A正确；多功能催化剂能加快化学反应速率，B正确；由示意图可知，a和b两者的一氯代物都有4种，故C正确；由质量守恒定律可知，反应①的产物为一氧化碳和水，反应②有碳氢键、碳碳单键和氢氧键的形成，D错误。]
10．B [石油分馏主要得到汽油、煤油、柴油等轻质油，而石油的裂解可得到乙烯，A错误；煤是由有机物和少量无机物组成的混合物，煤中不含煤焦油，C错误；煤的炼制方法中煤的气化、液化和干馏都是化学方法，D错误。]
11．C [煤的液化和气化生成水煤气、甲醇等物质，有新物质生成，属于化学变化，故A错误；重油经催化裂化可以得到汽油，故B错误。]
12．C [A项，煤的干馏可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，但煤本身不含有这些芳香烃，错误；B项，煤的液化是煤在高温高压条件下转化为液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化，错误；C项，煤气化生成CO、H2，CO和H2的燃烧高效、清洁，正确；D项，向煤中加入适量CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可大大减少燃烧产物中SO2的量，错误。]
13．C [煤的干馏是隔绝空气加强热发生复杂的物理、化学变化的过程，主要产物有焦炭、焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油等，故A正确；煤的干馏产物中有氨生成，氨进入b装置极易溶于水生成一水合氨，溶液呈碱性，则向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝，故B正确；焦炉气中生成的乙烯气体等也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，不一定是硫化氢，故C错误；焦炉气中含氢气、一氧化碳等还原性气体，可以还原氧化铜生成单质铜，e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色，故D正确。]
14．(1)加成反应 (2)碳碳双键、醛基
(3)CH2==CHCOOH＋CH3CH2OH
CH2==CHCOOCH2CH3＋H2O 取代反应(或酯化反应)
(4)nCH2==CH2?CH2—CH2?
解析 (1)有机物A为CH2==CH2与H2O的加成产物：CH3CH2OH，故为加成反应。(2)丙烯醛中官能团有两个：碳碳双键和醛基。(3)A与B分别含—OH和—COOH，它们可发生酯化反应生成丙烯酸乙酯。
15．(1)该气体是CO、H2、H2O、CO2
(2)ij gh ef ab dc
(3)氧化铜(或其他合理答案) CuO＋H2Cu＋H2O、CuO＋COCu＋CO2
(4)无水硫酸铜 检验混合气体中是否有水
(5)可在装置最后的导气管口放一燃着的酒精灯将气体燃烧(或其他合理答案)
解析 (1)根据反应原理，混合气体组成存在三种情况，第三种情况的气体组成为CO、H2、H2O、CO2。
(2)为了验证混合气中含CO、H2、H2O、CO2，实验仪器的先后连接顺序为检验水分→检验二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水分→还原装置→检验水分→检验二氧化碳，仪器连接顺序为混合气体→dc→ij→gh→ef→ab→dc→ij。
(3)仪器A用于检验氢气和一氧化碳，可以选用氧化铜，利用氢气、一氧化碳加热还原氧化铜完成检验，反应的化学方程式为CuO＋H2Cu＋H2O、CuO＋COCu＋CO2。
(4)白色的无水硫酸铜遇水后变为蓝色，所以可在装置B中加入无水硫酸铜(CuSO4)，通过观察颜色是否改变来确定混合气体中是否有水蒸气。
(5)一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，可在装置最后的导管口处放一个点燃的酒精灯，利用燃烧的方法消除CO的污染。
