作业(十五) 从天然气和石油中获取燃料-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册知能达标训练（鲁科版2019）

作业（十五） 从天然气和石油中获取燃料 8.如图所示表示页岩气中某些烃类的结构模型： [基础训练] 1.下列属于可再生能源的是 A.煤 B.石油 C.天然气 D.太阳能 有机物甲的球棍模型有机物乙的空间填充模型 2.下列关于石油的说法正确的是 (1)有机物甲的名称为 ,有机物甲与有 A.石油属于可再生矿物能源 机物乙互为 B.石油分馏得到的各馏分是纯净物 (2)有机物乙的一氯取代物有 种，请你 C.石油主要含有碳、氢两种元素 根据甲烷分子结构示意图推测，有机物乙中最多 D.石油裂解气和水煤气的主要成分都是甲烷 有 个C原子在同一平面内。 9.“可燃冰”，学名天然气水合物，其化学式为CH· 3.一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧，得到CO、 nH,O,“可燃冰”是未来洁净的新能源。 C02和H20的总质量为14.4g,若其中水的质量 I.关于“可燃冰”的说法正确的是 (填 为7.2g,则C0的质量是 ( 字母)。 A.2.8g B.4.4g A.“可燃冰”中含有甲烷 C.5.6g D.在2.8g~5.6g之间 B.“可燃冰”能燃烧，所以水也能燃烧 C.“可燃冰”燃烧后几乎不产生任何残渣或废 4.下列关于石油的说法正确的是 ( ) 弃物 A.石油主要含有碳、氢两种元素 D.“可燃冰”就是天然气冷却后得到的固体 B.石油属于可再生矿物能源 Ⅱ.为了验证可燃冰中甲烷的燃烧产物，研究人 C.石油裂化属于物理变化 员设计了简单的甲烷燃烧实验（如图所示）： D.石油分馏属于化学变化 蘸有无水CuSO.的棉花 5.下列关于石油的分馏说法正确的是 抽气 A.石油的分馏是利用石油中各种馏分的沸点不 澄清 同加以分离的 石灰水 B.石油分馏过程中，首先得到沸点较高的烃 C.通过石油的分馏可以将相对分子质量较大的 根据实验装置完成下列实验步骤和现象： 烃分解为相对分子质量较小的烃 (1)点燃甲烷前必须进行的实验步骤是 D.石油的分馏产品都是各种纯净物 (2)开启水龙头（未画出）抽气后，在漏斗下方点 6.工业上以获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯为主要 燃甲烷，可观察到的现象是 目的，所采用的方法是 ( ) (3)如果将B、C两个装置的位置交换，会对实验 A.分馏 B.催化重整 结论产生什么影响？ C.裂化 D.裂解 7.有关石油的炼制的说法不正确的是 ( (4)以甲烷为代表的烷烃都具有可燃性，下列有 A.石油的分馏属于物理变化，裂化和裂解属于化 关烷烃燃烧的说法正确的是 (填字母)。 学变化 A.等物质的量的CH,和C3H,完全燃烧，CH B.裂化和裂解的产品中都含有烯烃 的耗氧高 B.等质量的CH,比C,H,完全燃烧时的耗氧高 C.直馏汽油（分馏产物）和裂化汽油的主要成分 C.CH完全燃烧生成的CO2和H,O的物质的量 都是烷烃 之比为2：1 D.裂化的目的是为了得到更多的轻质油，裂解的 D.完全燃烧生成CO2和H2O物质的量之比为 目的是获得乙烯、丙烯等基本化工原料 1：2的有机物一定为CH, 31 ©化学·必修第二册（配LK版） 13.石油不仅是重要的能源，还是化工产品的重要 [能力提升] 原料。石油分馏是将石油中几种不同沸点的混 10.(双选)甲烷是天然气的主要成分，是一种高效、 合物分离的一种方法，石油分馏塔的示意图如 低耗、污染小的清洁能源。下列有关甲烷的说 图，回答下列问题。 法正确的是 →石油气 A.甲烷燃烧时火焰明亮，冒黑烟 B.物质的量之比为1：1的甲烷与氯气发生取 .h 代反应时，生成物只有CHCI和HCI 上升的 抗c C.0.5mol甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为 热蒸气 二→柴油 1 mol 二→重油 D.甲烷分子中的碳原子满足最外层8电子结构 石油蒸气 11.在1.013×10Pa下，测得的某些烷烃的沸点见 ·残余物 下表。 常见馏分的性质及主要用途如下表（部分物质 物质名称 沸点/℃ 未列出)： 碳氢化合物中 正丁烷CH(CH2)2CH -0.5 名称 沸点/℃ 主要用途 碳原子的数量 正戊烷CH(CH2),CH 36.0 汽油 5~11 20~200 私家车燃料 异戊烷CHCH,CHCH 煤油 12~16 175~275 飞机燃料 27.8 CH, 中巴、巴士、 柴油 1518 250400 重型汽车及 CH, 工厂燃料 新戊烷CH,一CCH 9.5 帮助机械零 润滑油 16~20 300500 CH, 件的活动 轮船、工厂、 正己烷CH(CH2),CH 69.0 重油 >20 >500 发电厂燃料 据表分析，下列选项正确的是 (1)石油属于 (填“纯净物”或“混合 A.标准状况时，新戊烷是气体 物”)，石油分馏属于 (填“物理”或“化 B.在1.013×105Pa、20℃时，CH2都是液体 学”)变化 C.烷烃随碳原子数的增加，沸点降低 (2)根据分馏塔的工作原理和各物质的沸点不 D.CH2随支链的增加，沸点降低 同，填写馏分b、c最有可能的成分：b 12.我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性 (填序号，下同)：c 0 进展，CO2转化过程示意图如下： ①汽油②煤油③润滑油 (3)实验室进行石油蒸馏实验的装置如图所示。 H2 88c0c0 ① Cs-Cu 温度计 多功能催化剂 CO:+H: ,汽油 下列说法错误的是 A.反应①的产物中含有水 B.反应②中有碳碳键、碳氢键形成 仪器甲的名称为 ,冷凝水的进水口为 C.汽油主要是C~C:的烃类混合物 (填“X”或“Y”),沸石的作用是 D.图中a有3种处于不同化学环境的氢原子 32甲烷分子中的H原子被CI原子代替，反应类型是取代 : 烧，故能发生氧化反应，B错误：丙分子中的部分碳原 反应。 子不符合碳四价原则，不能合成，C正确：甲的分子式 (3)甲烷、乙烷结构相似、分子组成相差1个CH2,甲烷、 为CH1,乙的分子式为C6H,二者结构不相似，且分 乙烷互为同系物。 子式不相差一个或若千个CH2原子团，不互为同系 (4)戎烷有CH3CHCH2CHCH3、CH3CHCH2CH3、 物，D错误。 CHa 13.解析根据球棍模型可知，A是丙烷(C3Hg),B是正 丁烷(C,H1o),C是正戊烷(CH12),D是异戊烷 CH3 (C5H12),E是新戊烷(C5H2)。 CH CCH3,共3种同分异构体。 (1)结构相似，分子组成相差一个或若千个CH2原子 CH3 团的有机化合物互称为同系物，则与C互为同系物的 答案(1)CH4、C2H1、C2H6CH、CH2一CH2、 有丙烷和正丁烷，与C互为同分异构体的有异戊烷和 CH:CH; 新戊烷」 H (3)E中只有一种氢原子，一氯代物有1种，该一氯代 物的结构简式为(CH3)3 CCH2CI. (2)正四面体 H:C H CH+Cl2 光照cH,Cl+ (4)相同状况下，等体积的气态烃(C,H,)即等物质的 H HCI取代反应 量的气态烃燃烧，x十丫的值越大，耗氧量越大，故C (3)①③ 的耗氧量最大 (4)3CHCH2CH2CH2CH3、 (5)相同状况下，等质量的气态经燃烧时，分子中的氢 CH3 元素质量分数越大，耗氧量越大，故A的耗氧量最大。 CH3CHCH2CH3、CH3CCHg (6)该气态烷烃完全燃烧，则混合气体是CO2和O2,设 该烃的分子式为C,H,则 CHs CHg 10.C丁烷(C4H1o)有两种结构：CH3CH2CH2CH3和 cH,+(r+￥)o 点sC0+兰H60D△V H3 C-CH-CH3。这两种结构分子中各有两种等 x1++音-=1+ CH 10 10+50-35=25 效氢原子，失去1个氢原子后得到的丁基（一C,H)的 结构共有4种，故选C。 所以10×(1+￥)=25，解得y=6,即1个超分子中 11.AD乙烷分子中只有1种氢原子，所以其一氯代物的 同分异构体只有1种，二氯代物的同分异构体有2种， H原子的个数是6，氧气有剩余，所以10×(r+￥) 即CH CHC2、CH2CICH2CL,A正确：丙烷分子中有 50,由于y=6,解得x<3.5,则气态烃为乙烷。 2种氢原子，所以其一氯代物的同分异构体有2种，二 答案(1)ABDE(2)正丁烷(3)1 氯代物的同分并构体有4种，即CH,CH2CHC2、 (CH)CCH2CI (4)C (5)A (6)CH:CH3 CHCCI2CHa、CH3 CHCICH,CI、CICH2CH2CH2CL.: 作业（十五）从天然气和石油中获取燃料 B错误：正丁烷分子中有2种氢原子，所以其一氟代物： 1.D渫是不可再生能源，A错误；石油是不可再生能源， 的同分异构体有2种，二氯代物的同分异构体有6种， B错误：天然气是不可再生能源，C错误：太阳能是可再 即CH3CH2CH2CHCl2,CHCH2 CHCICHCI、 : 生能源，D正确。 CH3 CHCICH2CHCI、CH2CICH2CHCH2CI、 2.C煤、石油和天然气均为化石燃料，均属于不可再生 CH.CCI2CH2CH3、CH,CHCICHCICH3,C错误： 矿物能源，故A错误：石油分锦的产物有：石油气、汽 正戊婉分子中有3种氢原子，所以其一氯代物的 油、煤油、柴油、沥青等物质，各馏分均是混合物，故B错 同分异构体有3种：CHCH2CH2CH2CHCI、 误：石油主要含有碳、氢两种元素，故C正确：石油裂解 CH3CH2CH2 CHCICH、CH3CH2 CHCICH2CHa；当 主要得到乙烯、两烯、丁二烯等化工原料，故D错误。 一氯代物为CH3CH2CH2CH2CH2CI时，在此基础上 3.A甲烷燃烧时，当O2少量时然烧生成CO、CO2和 形成的二氯代物有5种：CH3CH2CH2CH2CHCl2、 H2O。由氢原子守恒知CH,的物质的量为0.2mol。 CHCH2CH2 CHCICH,CI、CHCH-CHCICH2CHCI、 设CO和CO2的质量分别为xy, CH CHCICH-CH2CH2Cl,CH2CICH2CH2 CH2CH2 Cl: x十y=14.4g-7.2g=7.2g 当一氯代物为CH3 CHCH,CHCICH3时，在此基础上 则 形成的二氣代物有3种：CHCH2CH2CCl2CH3、 128 g mol-1 4 gmol-T-0.2 mol CH CH2CHCICHCICH CH CHCICH2CHCICH: 解得x=2.8g。 当一氯代物为CH3CH2 CHCICH2CH3时，在此基础上 4,A石油是混合物，主要含有碳、氯元素，A正确：石油 形成的二氯代物有1种：CHCH2CC12CH2CH3:所以 属于化石燃料，是不可再生能源，B错误：石油裂化是由 正戊烷二氯代物的同分异构体共有9种，D正确。 12.BD1mol甲分子中含有6mol碳碳单键和4mol碳 : 碳原子数较多的烃变为碳原子数较少的烃，有新物质生 成，是化学变化，C错误：分馏是利用各组的沸，点不同， 氢键，共含有10mol共价键，A正确：乙分子可以燃 属于物理变化，D错误。 55 ⑧© 5.A石油的分锦是利用石油中各种馏分的沸点不同加 甲烷和四氯化碳以及氯化氢的混合物，故B错误：1 以分离的，A项正确：分馆时，首先得到的是沸，点较低的 mol甲烷完全燃烧耗氧量为2mol,可以确定0.5mol 石油气，B项错误：分馏是物理变化，C项错误：石油的 甲烷完全燃烧时消耗氧气最多为1m0l,故C正确：甲 馏分均为混合物，D项错误。 烷分子中的碳原子达到8电子稳定结构，故D正确。 6.D石油分馏能获得煤油、汽油、柴油等产品，A不符合 11.D新戊烷的沸，点是9.5℃，标准状况下是液体，20℃ 题意：在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类 时是气体，则A、B均错误：烷烃随碳原子数的增加，沸 分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化 点升高，C错误：C5H12的三种同分异构体中，随支链数 重整，可得到富含芳香泾的高辛烷值汽油（重整汽油）， 增加，沸，点逐渐降低，D正确。 并副产液化石油气和氢气的过程，B不符合题意；石油： 12.D从质量守恒的角度判断，二氧化碳和氢气反应，反 裂化是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较 应为CO2+H2CO十H2O,则产物中含有水，故A 高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过 正确：反应②生成烃类物质，含有C一C键，C一H键， 程，可得到裂化气、汽油和柴油等，C不符合题意：石油 有碳碳键、碳氢键形成，故B正确：汽油所含烃类物质 裂解是深度裂化，所得气体主要成分是乙烯，还有丙烯、 常温下为液态，易挥发，主要是C6一C1的烃类混合 异丁烯及甲烷、乙烷、丁烷，焕烃等，裂解气经净化和分 物，故C正确：图中a经含有5个C,且有一个甲基，应 离，就可以得到所需纯度的乙烯、丙烯和丁二烯等化工 为2甲基丁烷，有4种处于不同化学环境的氢原子，故 原料，D符合题意。 D错误。 7.C石油的分馏是利用石油中各种物质的沸点不同进： 13.解析(1)石油是各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混 行分离混合物的方法，没有新物质生成，为物理变化，石 合物，石油分馏是利用石油中各组分的沸点不同，用蒸 油的裂化和裂解为长链烃分解为短链烃，为化学变化， 发和冷凝的方法将它们分开的操作，属于物理变化。 故A正确：石油的裂化和裂解的产物中都含有烯烃，如 (3)根据仪器构造可知，甲为直形冷凝管。为充分冷凝 乙烯和丙烯是石油裂解的产物，故B正确；直馏汽油是 蒸汽，冷凝水应上进下出，所以进水口为Y。在加热液 由石油经直接分馏得到的，而石油的主要成分为饱和 体混合物时，需要加沸石防止暴沸。 烃：裂化汽油是由重油经裂解得到的，含有部分烯烃等 答案(1)混合物物理 不饱和烃，故C错误：石油裂化是大分子转化为小分子， (2)①② 提高轻质燃料的产量，故裂化的目的是为了得到更多的 (3)直形冷凝管（或冷凝管）Y防暴沸 轻质油，裂解是深度裂化，目的是得到乙烯、丙烯等不饱 作业（十六）乙烯 和烃的化工原料，故D正确。 1,C①乙烯与水在一定条件下发生加成反应转化为乙 8.解析(1)根据有机物甲的球棍模型，可知其结构简式 醇，在室温下不能反应，①错误：②乙烯能够促进植物的 为CH3一CH2一CH2一CH3,其化学名称为正丁烷。根 生长、发有，是植物生长调节剂，因此乙烯气体可作香蕉 据有机物乙的空间填充模型，可知其结构简式为 等水果的催熟剂，②正确：③乙烯分子中含有1个不饱 CH3CHCH3,有机物甲和乙的分子式相同而结 和的碳碳双键，易与溴水发生加成反应，二者反应时物 CHs 质的量的比是1：1，因此1mol乙烯消耗1mol溴单 构不同，所以二者互为同分异构体。 质，③正确：①乙烯分子含有碳碳双键，该官能团性质活 (2)CHs-CH-CH3分子中与“一CH一”相连的 泼，能够被酸性KMO,溶液所氧化而使溶液褪色，但乙 烯能够被酸性KMO1溶液所氧化，只能说明乙烯结构 CH 中含有较活波键，但不一定是碳碳双键，④错误：⑤乙烯 3个一CH3位置相同，故其一氧代物有2种 : 分子是平面分子，键角是120°，则乙烯分子中所有原子 CI 在同一个平面，⑤正确：综上所述可知，说法正确的是 (CH4一CH一CH2CI、CH3CCH)。根据CH ②③⑤，故合理选项是C。 2.D石油是由烃组成的混合物，A项正确：①为石油的 CH CH3 分馏，属于物理变化，B项正确：石油的分馏产品是含碳 分子结构示意图可知，CH分子中最多有3个原子在同 原子较多的烃，要获得含碳原子较少的气态烃如乙烯 一平面内，CH3一CHCH3相当于CH分子中的 、 等，需经过裂化和裂解，C项正确；由乙烯制得1,2二澳 CH 乙烷的反应为CH2-CH2十Br2→CH2BrCH2Br,属 3个H原子被3个一CH3取代，所以最多有3个C原子 于加成反应，D项错误。 在同一平而内。 3.B乙烯的结构简式为CH2一CH2,A错误：乙烯分子 答案(1)正丁烷同分异构体(2)23 中2个C原子和4个H原子都在同一平面上，B正确：乙 9.答案I.ACⅡ.(1)验纯 HH (2)火焰被吸入漏斗内，干燥管中蘸有无水CuSO,的棉 烯的电子式为H:C::C:H,C错误：乙烯分子是平 花慢慢变蓝，洗气瓶中澄清石灰水逐渐变浑浊 面型分子，并不是所有原子都在一条直线上，D错误。 (3)不能验证是否产生水蒸气(4)B 4.B乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳，引入 10.CD甲烷中的含碳量不高，燃烧时火焰明亮，不冒黑 新杂质，不能除杂，故A错误：不饱和烃与澳发生加成 烟，故A错误；物质的量之比为1：1的甲烷与氣气发 反应，使溶液凝色，则石蜡油加强热，产生的气体能使溴 生取代反应时，所得产物是一氯甲烷、二氯甲烷、三氟 的四氯化碳溶液褪色，说明气体中含有不饱和烃，故B 56