第8章 3 第一节 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】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

1．煤、石油、天然气等化石燃料都是不可再生资源。下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是 (　　) A．煤干馏所得的气体中只含无机气体 B．天然气、天然气水合物都是清洁的化石燃料 C．石油裂解气中主要成分为甲烷 D．石油产品都能发生加聚反应 解析：选B。煤干馏所得的气体中含有CH4、C2H4等有机气体，A错误；天然气和天然气水合物燃烧充分，生成物都为CO2和H2O，为清洁的化石燃料，B正确；石油裂解气的主要成分有乙烯、丙烯、甲烷、乙烷等，C错误；石油加工得到的产品中烷烃不能发生加聚反应，D错误。 2．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项，天然气与煤、柴油相比，是相对清洁的能源；B项，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项，天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨；D项，“可燃冰”的组成可表示为CH4·nH2O。 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．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 解析：选C。沥青不可用作燃料，A项错误；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，B项错误；煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，生成的CO和H2的燃烧更高效、清洁，C项正确，D项错误。 4．迄今为止，煤、石油、天然气是人类使用的主要能源。下列说法错误的是 (　　) A．煤通过干馏可获得洁净的燃料和多种化工原料 B．石油经分馏可获得乙烯、丙烯、甲烷等重要的化工原料 C．工业上常以煤、石油、天然气为主要原料来合成橡胶、纤维和塑料 D．天然气作为化工原料，可用于生产甲醇 解析：选B。煤通过干馏可获得洁净的燃料(如焦炉气的主要成分为甲烷、氢气、乙烯和一氧化碳)和多种化工原料(如苯、甲苯、焦炭等)，A正确；石油经过裂化和裂解可获得乙烯、丙烯、甲烷等重要的化工原料，石油分馏只能得到汽油、煤油、柴油等混合物，B错误；塑料、合成橡胶和合成纤维这三大合成材料，都主要是以煤、石油和天然气为原料生产的，C正确；天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等，D正确。 5．模拟石油蒸馏的装置如下图所示。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 解析：选D。A错，仪器W的名称是蒸馏烧瓶；B错，碎瓷片的作用是防止暴沸；C错，直形冷凝管中冷却水从下口通入，上口流出，故X是出水口，Y是进水口；D对，石油分馏得到汽油、煤油、柴油等馏分，都是多种烃的混合物。 6．(2025·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；该多功能催化剂能增大化学反应速率，B正确；由题图可知，a的结构简式为，b的结构简式为CH3(CH2)5CH3，二者的一氯代物均有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。 7．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．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；煤干馏能得到苯、甲苯和二甲苯的混合物，还要进行蒸馏才能得到苯，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。 8．煤的干馏、气化和液化是实现煤的综合利用的主要途径，主要产物及转化关系如下： (1)途径Ⅰ是煤的________，属于__________(填“物理”或“化学”)变化。 (2)途径Ⅱ用化学方程式可表示为_________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)煤直接燃烧会产生二氧化硫，下图表示“双碱法”烟气脱硫过程： ①方框内的物质是__________，可循环利用的物质是__________(填化学式)。 ②从物质类别视角看，SO2属于酸性氧化物，上述流程中能体现该性质的离子方程式为_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③上述流程的优点是__________(写出一点即可)。 解析：(1)途径Ⅰ是煤的干馏，是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，属于化学变化。 (2)途径Ⅱ为煤与水蒸气在高温条件下反应生成CO和H2，化学方程式为C＋H2O(g)CO＋H2。 (3)二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，亚硫酸钠与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和氢氧化钠，亚硫酸钙经过一系列处理得到石膏。①由分析可知，方框内的物质是CaSO3，可循环利用的物质是NaOH。②酸性氧化物能与碱反应生成盐和水，因此题述流程中能体现二氧化硫是酸性氧化物的离子方程式为SO2＋2OH－===SO＋H2O。③由分析可知，过程中不产生污染性物质，因此题述流程的优点是污染物零排放。 答案：(1)干馏　化学　(2)C＋H2O(g)CO＋H2 (3)①CaSO3　NaOH　②SO2＋2OH－===SO＋H2O　③污染物零排放（答案合理即可） 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．对煤进行干馏并检验其中部分产物，装置（夹持装置已略）如下图所示。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．用c装置检验产生的气体，一定含有H2S D．e装置中可观察到的现象是固体由黑色变为红色 解析：选C。煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，该过程中发生复杂的物理、化学变化，主要产物有焦炭、焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油等，A正确；煤的干馏产物中有氨生成，氨极易溶于水生成一水合氨，溶液呈碱性，故向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝，B正确；焦炉气中的乙烯等也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，不一定是硫化氢，C错误；焦炉气中含有氢气、一氧化碳等还原性气体，可以还原氧化铜生成单质铜，e装置中可观察到的现象是固体由黑色变为红色，D正确。 11．（2025·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．第一个反应是吸热反应，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，B错误。 12．以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，其工艺流程如下。下列说法不正确的是 (　　) A．反应①的化学方程式为CH4＋2H2OCO2＋4H2 B．反应②中每个N原子转移1个电子 C.生成1.0 mol NH4NO3至少需要0.75 mol CH4 D．反应③理论上当n(NH3)∶n(O2)＝1∶1时，恰好完全反应 解析：选B。反应①为在催化剂作用下甲烷与水反应生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为CH4＋2H2OCO2＋4H2，A正确；反应②的化学方程式为CO2＋2NH3CO(NH2)2＋H2O，反应中各元素的化合价没有发生变化，该反应属于非氧化还原反应，B错误；生成1 mol硝酸铵需要2 mol NH3，2 mol NH3需要3 mol H2，1 mol甲烷与水反应生成4 mol H2，转化关系为NH4NO3～2NH3～3H2～CH4，则生成1 mol硝酸铵至少需要0.75 mol CH4，C正确；反应③的化学方程式为2NH3＋2O2NH4NO3＋H2O，故理论上当NH3和O2的物质的量之比为1∶1时，恰好完全反应，D正确。 13．（2025·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　　　　　，其中发生反应的化学方程式可能有________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)仪器B中需要加入的试剂名称是　　　　，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，故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，发生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。 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 $