第八章 第一节 第2课时 煤、石油和天然气的综合利用 【人教版高中化学 必修第二册 】

1、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，培养关注社会可持续发展 的科学态度与社会责任。随堂演练知识落实课时对点练内容索引一、煤和天然气的综合利用二、石油的综合利用化石能源与合成高分子材料一、煤和天然气的综合利用1.煤的组成煤的组成煤是由 和少量 组成的复杂混合物，主要含有 元素，还含有少量 、 、 、 等元素。2.煤的综合利用煤的综合利用(1)煤的干馏定义：将煤 使之分解的过程，也叫煤的焦化。主要产品：出

2、炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭。有机物无机物碳氢氧氮硫隔绝空气加强热(2)煤的气化定义：将煤转化为 的过程。主要反应： 。(3)煤的液化直接液化：使煤与氢气作用生成 。间接液化：煤 等。(4)煤的综合利用的意义减少污染物的排放；减少煤燃烧产生的SO2、NOx、CO和粉尘等污染物的排放。液体燃料CO和H2甲醇CH2O(g) COH2可燃性气体提高煤燃烧的效率；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。获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。3.天然气的天然气的综合利用综合利用CH4化石燃料氨甲醇判断正误(1)把煤加强热使之分解的过程

3、为煤的干馏()提示必须隔绝空气加强热。(2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质()(3)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()(4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料()提示煤与氢气可以生成液体燃料，该过程为煤的直接液化。(6)天然气是清洁的化石燃料，对环境没有污染()(5)煤的气化和液化都是物理变化()提示煤的气化为CH2O(g)COH2，煤的液化分直接液化和间接液化，直接液化为煤和氢气反应生成液体燃料，间接液化是以气化产物CO和H2为原料合成甲醇等，都为化学变化。应用体验某实验小组在实验室中用右图模拟煤的干馏，按要求回答相关问题：(1)仪器d的作用是_

4、，e处点燃的气体主要有_。冷却H2、CO、CH4、C2H4(2)c中液体分层，其中水层里溶有_，有机物层可以通过_的方法使其中的重要成分分离出来。粗氨水蒸馏解析该实验为煤的干馏，其产品为焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭，d装置为冷却作用，液体分层，水层中含有粗氨水，有机物层可以通过蒸馏加以分离。返回二、石油的综合利用化石能源与合成高分子材料1.石油的组成石油的组成由多种_组成的混合物。2.石油的综合利用石油的综合利用途径途径碳氢化合物3.化石能源与合成高分子材料化石能源与合成高分子材料(1)三大合成高分子材料包括： 、 、 。(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

5、。例如：乙烯制聚乙烯： ，丙烯制聚丙烯：塑料合成橡胶合成纤维。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)裂化汽油不能用作提取溴的萃取剂()(4)含4个碳原子的烷烃，经催化裂解后，只能生成2种气态烃()(5)石油在加热和催化剂的作用下，可通过结构重整，获取苯、甲苯等环状烃()(6)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()应用体验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

6、_(填化工工艺名称)。石油的裂化(2)b中试管内的液体_(填“能”或“不能”)用来萃取溴水中的溴。若不能，请说明理由：_(若能，此空不填)。不能裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应(3)c中试管内酸性KMnO4溶液褪色，体现了酸性KMnO4溶液的_性。氧化(4)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程式：_。C8H18C8H16(5)实验过程中，装置d中的溴的四氯化碳溶液褪色，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：_。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(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

7、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)的烃类先气化，沸点高(相对分子质量大)的烃类后气化。归纳总结归纳总结(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，能与卤素单质反应。(4)裂化是为了提高汽油的产量和质量，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。返回随堂演练知识落实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

8、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123452.(2020重庆七校高一月考)下列说法错误的是A.乙烯是石油裂解后的产物B.天然气是重要的化工原料C.石油分馏可以得到汽油、煤油、柴油D.煤干馏后的煤焦油中不含芳香烃12345解析石油裂解可获得乙烯、丙烯、甲烷等，故乙烯是石油裂解后的产物，A项正确；天然气的主要成分是甲烷，故天然气是一种重要的化工原料，B项正确；石油是多种碳氢化合物组成的混合物，利用各组分沸点的不同对石油进行分馏，可以获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质

9、油，C项正确；煤干馏后的煤焦油中含芳香烃，如苯、甲苯、二甲苯，D项错误。12345123453.下列关于煤和石油的说法不正确的是石油是混合物，其分馏产品煤油为纯净物煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料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煤的干馏属于化学变化煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品A. B.C. D.12345解析石油是混合物，其分馏产品煤油仍为混合物，故错误；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，故正确；煤的气化和液化有新物质

10、生成，属于化学变化，故错误；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，故正确；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程， 是化学变化， 故正确；煤的干馏可以获得芳香烃， 故煤是获得芳香烃的一种重要的来源， 故正确；通过煤的干馏，可以得到焦炭、 煤焦油、 粗氨水、 焦炉气等产品， 故正确。4.(2020甘肃陇南第一中学检测)下列说法正确的是A.汽油与水不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴B.石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有机物C.煤的气化、液化是使煤变成清洁能源、减小环境污染的有效途径D.沸点范围：汽油煤油柴油重油12345解析裂化汽油是石油通过裂化得到的，

11、含有不饱和烃，不饱和烃能和溴发生加成反应，所以裂化汽油不能萃取溴水中的溴，故A错误；石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃；煤干馏后生成苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，故B错误；煤的气化、液化是使煤变成清洁能源的有效途径，故C正确；石油分馏时，首先分馏出的是汽油，其次是煤油，再次是柴油、重油，故其沸点：汽油煤油柴油重油，故D错误。123455.(2020杭州西湖高级中学高一检测)如图所示，将浸透了石蜡油(17个碳以上的液态烷烃混合物)的石棉放在硬质玻璃管的底部，试管中加入碎瓷片，给碎瓷片加强热，石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面发生反应，生成一定量的气体。利用该气体进行如下实验：12345将生成的气体通入酸性高锰

12、酸钾溶液后，酸性高锰酸钾溶液褪色。将生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中，溴的四氯化碳溶液也褪色。请回答下列问题：(1)实验装置中石棉的作用是_，碎瓷片的作用是_。12345石蜡油的载体催化剂解析石蜡油附着于石棉上，石蜡油的蒸气经过热的碎瓷片后发生了裂化反应，因此，石棉的作用是作石蜡油的载体，碎瓷片的作用是作石蜡油裂化的催化剂。(2)酸性高锰酸钾溶液褪色，有机化合物发生的化学反应的类型是_。12345氧化反应解析石蜡油的裂化生成了不饱和烃和饱和烃，酸性高锰酸钾溶液褪色，不饱和烃在酸性高锰酸钾溶液中发生了氧化反应。(3)溴的四氯化碳溶液褪色，有机化合物发生的化学反应的类型是_。12345加成反应解析

13、不饱和烃与溴的四氯化碳溶液中的溴发生加成反应，生成的有机化合物为无色、油状液体。(4)假设石蜡油中的某种烃的化学式为C18H38,1 mol C18H38发生裂化(分解)反应生成1 mol辛烷和1 mol烃A，则烃A的化学式为_，1 mol辛烷又发生裂化反应生成1 mol丁烷和1 mol烃B，则烃B 化学式为_，1 mol丁烷又发生裂化反应生成了1 mol乙烷和1 mol烃C，则烃C与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为_(有机物用结构简式表示)。12345C10H20C4H8CH2=CH2Br2 CH2BrCH2Br解析1 mol C18H38发生裂化反应生成1 mol辛烷(C8H18)和1

14、mol烃A，由质量守恒定律可知烃A为C10H20,1 mol辛烷(C8H18)又发生裂化反应生成了1 mol丁烷(C4H10)和1 mol烃B，由质量守恒定律可知烃B为C4H8,1 mol丁烷(C4H10)又发生裂化反应生成了1 mol乙烷(C2H6)和1 mol烃C，由质量守恒定律可知烃C为C2H4，烃C为乙烯，与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷，反应的化学方程式为CH2=CH2Br2 CH2BrCH2Br。12345返回课 时 对 点 练基础对点练题组一煤、天然气的综合利用题组一煤、天然气的综合利用1.下列属于物理变化的是石油的分馏煤的干馏石油的裂化铝热反应由乙烯制备聚乙烯

15、将氧气转化为臭氧乙烯催熟果实将苯加入溴水中海水蒸馏制取淡水A. B.C. D.123456789 101112131415 1617123456789 101112131415 1617解析蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。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123456789 101112131415 1617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

16、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。123456789 101112131415 16173.(2020安徽宿州一中检测)中国是世界上最早利用煤的国家。下列关于煤的描述正确的是A.主要成分是硫B.是可再生能源C.燃烧只产生SO2D.煤干馏可制得焦炭123456789 101112131415 1617解析煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，含有的主要元素是碳，还有少量的氢、氧、硫、氮等元素，A错误；煤是化石

17、燃料，是不可再生能源，B错误；煤燃烧产生的主要物质是CO2，C错误；煤干馏得到出炉煤气、煤焦油和焦炭，D正确。123456789 101112131415 16174.天然气是目前推广使用的清洁燃料，它的主要成分是A.CO B.H2C.CH4 D.CH3OH123456789 101112131415 1617解析天然气的主要成分为甲烷(CH4)。题组二石油的综合利用题组二石油的综合利用5.(2020吉林辽源一中月考)下列有关石油的炼制及产品，说法正确的是A.石油的分馏和煤的干馏都属于化学变化B.石油分馏所得的馏分都是混合物C.通过石油分馏可以获得大量的芳香烃D.石油分馏得到汽油、煤油、乙烯等

18、产品123456789 101112131415 1617解析石油分馏为物理变化，煤的干馏为化学变化；芳香烃主要从煤的干馏产品煤焦油中获取。6.(2020长郡中学、南昌二中等月考)加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如图所示装置探究废旧塑料的再利用。下列叙述不正确的是A.装置乙试管中收集到的液体在催化 剂存在下可以与Br2发生取代反应B.装置丙中的试剂吸收反应产生的气 体后得到的产物的密度均比水大C.最后收集的气体可以作为清洁燃料使用D.甲烷的二氯代物有2种123456789 101112131415 1617解析加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、

19、苯和甲苯，冷却时装置乙试管中得到苯与甲苯，在催化剂存在下可以与Br2发生取代反应，故A正确；123456789 101112131415 1617在装置丙中乙烯、丙烯和溴发生加成反应得到溴代烃，产物的密度均比水大，故B正确；最后收集的气体为氢气、甲烷，均可作清洁燃料，故C正确；甲烷是正四面体结构，四个氢原子相同，二氯代物只有一种，故D错误。题组三煤、石油、天然气的综合利用与可持续发展题组三煤、石油、天然气的综合利用与可持续发展7.“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

20、的燃烧(氧气用空气代替)来提供的：CO2 CO2。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123456789 101112131415 1617解析虽然在煤的气化过程中，会有一部分煤的潜在能量受到损失，但由于加工后得到的气态燃料的热利用率高，而且比较清洁，因此从总体上来看，将煤气化或液化后再使用，还是比较合理的，故B错误。123456789 101112131415 16

21、178.(2020德州一中高一月考)利用水煤气(CO、H2)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可转化为醛、酸、酯等多种产物，下列叙述不正确的是A.以水煤气(CO、H2)为原料合成其他工业原料的反应都是化合反应B.以水煤气(CO、H2)生产液态烃或醇类是实现“煤变油”的有效途径C.以水煤气(CO、H2)为原料也可以合成烯烃D.煤的气化和液化提高了煤的综合利用效率123456789 101112131415 16179.(2020上海浦东检测)“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提

22、供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代科学技术所改变。下列有关生物质能的说法，不正确的是A.利用生物质能就是间接利用太阳能B.生物质能是可再生能源C.生物质能是解决农村能源的重要途径D.生物质能的缺点是严重污染环境123456789 101112131415 1617解析生物质具有的能量是植物光合作用形成的，A正确；生物质能取之不尽，用之不竭，是可再生能源，B正确；农村有丰富的生物质能，C正确；生物质能能减少污染，D错误。123456789 101112131415 161710.环境保护已成为当前和未来的一项全球性重大课题之一。为消除目前燃料使用过程中的环境污染

23、问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促进燃料循环使用的构想。下列有关此构想描述不正确的是A.过程燃料燃烧可能产生大量污染物B.过程是将太阳能转化为化学能C.CO2和H2O在太阳能作用下合成甲醇可表示为 2CO24H2O 2CH3OH3O2D.太阳能源是实现上述转化的催化剂，因此实现转化的关键是寻找合 适的催化剂123456789 101112131415 161711.化学在人类社会发展中发挥着重要作用，下列事实不涉及化学反应的是A.利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇B.利用石油生产塑料、化纤等高分子材料C.利用基本的化学原料生产化学合成药物D.利用反渗透膜从海水中分离出淡水综合强化练1

24、23456789 101112131415 1617解析化学反应一定存在物质种类的改变。A、B、C三项均有新物质生成，所以属于化学变化，而D中利用反渗透膜从海水中分离出淡水只是物质分离过程，没有新物质生成。123456789 101112131415 161712.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123456789 101112131415 1617123456789 101112131415

25、1617解析A项，煤干馏可以得到苯、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的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.用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料，例如用由石油得到的乙烯和由煤得到的苯可制取聚苯乙烯。其生产过程如下：123456789 101112131415 1617CH2=CH2 下列说法不正确的是A.通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯B.煤干馏不能直接

26、得到纯净的苯C.制聚苯乙烯的反应中为加成反应D.反应的原子利用率都达到了100%123456789 101112131415 1617123456789 101112131415 1617解析石油裂解是为了得到更多的有机化工原料，如乙烯等，A正确；煤干馏只能得到苯和苯的同系物的混合物，还要进行分馏才能得到苯，B正确；根据反应特点可知反应为加成反应，C正确；反应的原子利用率都达到100%，而反应中除生成目标产物外，还生成了H2，原子利用率小于100%，D错误。14.(2020渭南二模)泉州6.97吨“碳九”产品泄漏入海，造成水体污染。“碳九”是在石油提炼时获得的一系列含碳数量在9左右的碳氢化合物

27、。“碳九”包括裂解碳九和重整碳九，后者中的芳香烃含量较高。下列有关说法不正确的是A.若将“碳九”添加到汽油中，可能会使汽油燃烧不充分而形成积炭B.石油最主要的用途是提炼汽油和柴油，“碳九”的沸点低于汽油和柴油C.分子式为C9H12，且含有一个苯环的物质共有8种D.均三甲苯( )分子中所有碳原子都在同一平面123456789 101112131415 1617解析“碳九”包括裂解碳九和重整碳九，而后者中的芳香烃含量较高，即“碳九”中碳的含量较高，故若将“碳九”添加到汽油中，可能会使汽油燃烧不充分而形成积炭，故A正确；“碳九”的相对分子质量比汽油组分的要大，其分子间作用力更强，“碳九”的沸点高于汽

28、油的，故B错误；分子式C9H12，且含有一个苯环的物质中，侧链上有3个碳原子，而3个碳原子可以形成一个侧链、2个侧链和3个侧链。当这3个碳原子形成一个侧链时，可以形成正丙苯和异丙苯2种；当3个碳原子形成2个侧链，即一个甲基和一个乙基，即能形成邻甲乙苯、间甲乙苯和对甲乙苯3种；当这3个碳原子形成3个侧链时，即构成3个甲基，则有3种结构：1,2,3-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、1,3,5-三甲基苯，故共有8种，故C正确；123456789 101112131415 1617苯中的12个原子共平面，而均三甲苯( )分子中是用3个甲基中的碳原子取代了苯环上的3个氢原子，故其结构中的碳原子均在同一平

29、面上，故D正确。123456789 101112131415 161715.下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是A.有机高分子化合物称为聚合物，是因为它们大部分是由小分子通 过聚合反应制得的B.有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的 重复C.对于一种高分子材料，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是 确定的D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类123456789 101112131415 1617解析有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物可由小分子通过聚合反应制备。对于高分子化合物来说，它们的结构均是由若干个链节组成的，但聚合度n不是确定值，通常其相对分子质量是一个大致范围，故选项C错误。123456789 101112131415 161716.煤是一种常用燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、CO、NO2和NO等多种有害气体和烟尘，会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。(1)煤的气化和液化能提高煤的利用率，又能减少有害气体的排放。写出煤气化的主要反应的化学方程式：_；煤液