8.1 第2课时 煤、石油和天然气的综合利用 课后达标 素养提升(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版）

1．下列关于煤气、液化石油气和天然气的说法正确的是　(　　) A．煤气的主要成分是氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳 B．液化石油气是将甲烷压缩后成为液态的燃料 C．家用打火机所用燃料为丙烷，它是液化石油气的成分之一 D．家用液化石油气与天然气的成分相同，但纯度不同 解析：选C。焦炉气的主要成分为氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳，而煤气的主要成分为氢气和一氧化碳，A错误；液化石油气的成分为含4个碳原子以下的烷烃，主要是丙烷和丁烷，B、D错误，C正确。 2．某混合气体通过溴水，溴水褪色，再通过灼热的氧化铜，氧化铜由黑色变为红色，然后通过无水硫酸铜白色粉末，无水硫酸铜变为蓝色，再通过澄清石灰水，石灰水由澄清变浑浊再变澄清，最后剩余气体在空气中点燃，火焰呈淡蓝色。该混合气体是(　　) A．水煤气 B．焦炉气 C．液化石油气 D．高炉煤气 解析：选B。水煤气的主要成分是氢气和一氧化碳；焦炉气的主要成分是氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳；液化石油气主要是含4个碳原子以下的烷烃；高炉煤气的主要成分是CO、CO2等。该混合气体含有能使溴水褪色的气体，故B项符合题意。 3．煤被誉为“工业的粮食”。下列关于煤的说法正确的是　(　　) A．煤干馏的主要产品沥青可用作筑路材料、碳素电极、燃料等 B．煤的液化是在高温条件下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的排放 解析：选C。A项，沥青不可用作燃料，错误；B项，煤的液化是煤在一定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的燃烧更高效、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的排放，错误。 4．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比CO2产生的温室效应更大。下列关于天然气的叙述不正确的是(　　) A．天然气与煤、柴油相比，是较清洁的能源 B．等质量的CH4比CO2产生的温室效应大 C．燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一 D．“可燃冰”的组成可表示为CH4·nH2O 解析：选C。A.天然气与煤、柴油相比，是相对清洁的能源；B.CH4的摩尔质量为16 g·mol－1，CO2的摩尔质量为44 g·mol－1，等质量时，CH4比CO2产生的温室效应大；C.天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨；D.“可燃冰”的组成可表示为CH4·nH2O。 5．煤固硫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。下列物质适宜于作固硫剂的是(　　) ①氯化钙　②氧化钙　③硫酸钙　④氢氧化钙 A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 解析：选D。煤燃烧产生SO2，固硫过程是使SO2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＋CaO===CaSO3、2CaSO3＋O2===2CaSO4或Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O、2CaSO3＋O2===2CaSO4。 6．下列说法错误的是(　　) A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油 B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C.将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，称为煤的干馏，也叫煤的焦化 D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来 解析：选D。汽油是C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到，也可由C18以上的烷烃经过裂化反应得到，A、B正确；将煤隔绝空气加强热使之分解的过程称为煤的干馏，C正确；煤中不含苯和甲苯，煤干馏后从煤焦油或出炉煤气中能分离出苯和甲苯，D错误。 7．(2024·长春高一月考)中国科学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”的战略愿景 B．该多功能催化剂能增大化学反应速率 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 解析：选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；催化剂能增大化学反应速率，B正确；由题图可知，a为，b为CH3(CH2)5CH3，二者一氯代物均有4种，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的产物为(CH2)n和水，所以反应②中有碳氢键、碳碳单键和氢氧键的形成，D错误。 8．(2024·文昌高一期末)煤的综合利用是推进能源革命的重要方向。 请回答下列问题： (1)煤经过操作X可获得出炉煤气、焦炭、煤焦油等产品，操作X的名称是____________。 (2)出炉煤气中含有丙烯(CH3CH===CH2)，由丙烯在一定条件下制取聚丙烯的化学方程式是_____________________________________。 (3)焦炭与水蒸气反应生成合成气，进而可制备乙二醇(HOCH2CH2OH)，乙二醇与乙醇________(填“互为”或“不互为”)同系物。 解析：(1)将煤隔绝空气加强热使之分解可获得出炉煤气、焦炭、煤焦油等产品，操作X的名称是干馏。 (2)由丙烯在一定条件下发生加聚反应制取聚丙烯的化学方程式是 (3)乙二醇分子中含有两个羟基，乙醇分子中含有一个羟基，二者不互为同系物。 答案：(1)干馏 (2) (3)不互为 9．检验丁烷裂解产物的实验装置如下： 已知：丁烷在一定条件下裂解的化学方程式可能为C4H10C2H6＋C2H4，C4H10CH4＋C3H6。连接好装置后，需进行的实验操作有 ①给D、G装置加热； ②检查整套装置的气密性； ③排出装置中的空气等。 (1)这三步操作的先后顺序是________(填序号)。 (2)写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式：____________________________________________。 (3)若丁烷完全裂解，E装置的总质量比反应前增加了0.7 g，G装置的总质量比反应前减少了1.76 g，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比为____________。 解析：(1)连接好装置后，应先检查装置的气密性，再排出装置中的空气，最后给D、G装置加热。 (2)在加热条件下，甲烷和氧化铜反应生成二氧化碳、水和铜，化学方程式为CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu。 (3)丁烷裂解时生成乙烯和乙烷的物质的量相等，生成甲烷和丙烯的物质的量也相等，E装置增加的质量是烯烃的质量，G装置减少的质量是氧化铜中氧元素的质量。设生成C2H4的物质的量为x mol，生成C3H6的物质的量为y mol，故乙烷和甲烷的物质的量分别是 x mol、y mol，依题意有28x＋42y＝0.7　①；乙烷和氧化铜反应的化学方程式为C2H6＋7CuO2CO2＋3H2O＋7Cu，再结合甲烷和氧化铜反应的化学方程式，有7x＋4y＝　②；联立①②，解得x＝y＝0.01，即n(CH4)∶n(C2H6)＝1∶1。 答案：(1)②③①　(2)CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu　(3)1∶1 10．如何实现化石燃料的综合利用，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。下列关于化石燃料以及使用的一些说法不正确的是(　　) A．煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧 B．天然气除可用作清洁能源外，也可用于合成氨和生产甲醇等 C．石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油成分和化学性质不相同 D．以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化合成含两个或多个碳原子的其他有机化合物，是一项具有重大实用价值的研究课题 解析：选A。煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等，A错误。 11．用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料，如用由石油得到的乙烯和由煤得到的苯可制取聚苯乙烯。生产过程如下： 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．煤干馏可以直接得到纯净的苯 C．生产聚苯乙烯的过程中反应①为加成反应 D．反应③为加聚反应 解析：选B。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、甲苯和二甲苯的混合物，还要进行分馏才能得到苯，B错误；根据反应特点可知，反应①为加成反应，反应③为加聚反应，C、D正确。 12．(2024·滨州高一期末)“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＋H2O(g)CO＋H2。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。下列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 解析：选B。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体燃料的热利用率高，而且比较清洁，所以从总体来看，将煤气化后再使用，还是比较合理的。 13．(2024·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。 假设3：___________________________________。 [设计实验方案] 拟用下图中提供的仪器，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)。 (1)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)：混合气体→dc→________→________→________→________→________→ij。 (2)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______________________________________________ ____________________________________________。 (3)仪器B中需加入试剂的名称是________，作用是_________________________________________________________。 (4)本实验的尾气需处理，处理的方法为_________________________________________________________ ____________________________________________________。 解析：[提出假设]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。 [设计实验方案](1)为了验证混合气中含CO、H2、H2O、CO2，操作步骤为检验水→检验二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水→还原装置→检验水→检验二氧化碳，仪器连接顺序为混合气体→dc→ij→gh→ef→ab→dc→ij。 (2)仪器A用于检验氢气和一氧化碳，可以选用氧化铜，反应的化学方程式分别为CuO＋H2Cu＋H2O、CuO＋COCu＋CO2。 (3)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，通过观察颜色是否改变来确定混合气体中是否有水蒸气。 (4)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的污染等。 答案：[提出假设]该气体是CO、H2、H2O、CO2 [设计实验方案](1)ij　gh　ef　ab　dc (2)氧化铜　CuO＋H2Cu＋H2O、CuO＋COCu＋CO2 (3)无水硫酸铜　检验混合气体中是否有水蒸气 (4)在装置最后的导气管口放一燃着的酒精灯将气体燃烧(答案合理即可) 学科网（北京）股份有限公司 $