2020-2021学年第一节 自然资源的开发利用优质习题课件ppt

第一节  自然资源的开发利用

第3课时   煤、石油和天然气的综合利用（A）

一、单选题

1．《汉书》中“高奴县有洧水可燃”，沈括在《梦溪笔谈》对从地表渗出的、当地人称为“石脂”或“洧水”的使用有“予知其烟可用，试扫其烟为墨，黑光如漆，松果不及也，此物必大行于世”的描述， 关于上文的下列说法中正确的是(    )

A．“洧水”的主要成分是油脂 B．“洧水”的主要成分是煤油

C．“洧水”的主要成分是石油 D．其烟的主要成分是木炭

2．我国首次试开采可燃冰圆满成功，下列与可燃冰(CH4•nH2O)释放的气体成分相同的是

A．沼气 B．水煤气

C．液化石油气 D．焦炉气

3．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和CO2产生的温室效应前者大。下列叙述：①天然气与煤、石油相比是较洁净的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一；④甲烷可用于制造合成氨的原料气；⑤用甲烷可生成CCl4；⑥甲烷易完全燃烧，故燃烧甲烷时不必保持空气流通。其中正确的是

A．①②③ B．③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④⑤

4．下列石油的炼制和加工过程，属于物理变化的是。

A．分馏 B．重整 C．裂化 D．裂解

5．“煤制油”的关键技术是煤的气化，目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气反应：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。下列说法不正确的是

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，反应后的混合物体中除去CO、CO2后主要是合成氨的两种原料气

6．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．煤变为煤饼作燃料

D．将煤干馏制得甲苯和乙烯

7．石油裂解的目的主要是(　　)

A．提高轻质液体燃料的产量

B．提高汽油的产量

C．改善汽油的质量

D．获得短链不饱和烃

8．实验室可通过蒸馏石油得到多种沸点范围不同的馏分，装置如图所示。下列说法不正确的是

A．沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出

B．蒸馏烧瓶中放人沸石可防止蒸馏时发生暴沸

C．冷凝管中的冷凝水应该从 a 口进 b 口出

D．温度计水银球的上限和蒸馏烧瓶支管口下沿相平

二、填空题

9．将煤直接作为燃料燃烧，不但热效率较低，且产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物等物质，造成严重的环境污染。煤的干馏是提高煤的利用率、生产重要化工原料、绣像污染物排放量的有效措施之一。某化学学习小组在实验室条件下探究煤干馏的现象及产物，装置如图所示，请回答有关问题：

（1）煤干馏的条件是___。

（2）盛有冷水的烧杯的作用是___。

（3）实验后检验有粗氨水生成的操作是___。

（4）已知CO不能使溴水退色，若将从具支试管支管口处逸出的气体通入溴水中，发现溴水退色，则说明煤的干馏产生了___。

（5）从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯的实验方法是___。

10．如图所示为实验室模拟工业上催化裂化的装置示意图，根据图示回答下列问题。

(1)工业上石油裂化的主要目的是_______________________。

(2)A中氧化铝的作用是_____________，B中冷水的作用是___________________。

(3)C中得到的液体具有汽油的气味，该液体________________（填“能”或“不能”，下同）通过化学反应使溴水褪色，而通过石油分馏得到的汽油_______________通过化学反应使溴水褪色。

(4)D中酸性高锰酸钾溶液褪色，说明石蜡裂化时除有液态不饱和烃生成外，还有__________生成。

第3课时   煤、石油和天然气的综合利用（B）

1．煤在国民经济中占据重要地位。下列关于煤的说法正确的是

A．煤属于有机化合物

B．在物质变化类型上，煤的干馏包含了物理变化和化学变化

C．煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源

D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化并无意义

2．下图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中

A．a的沸点最高

B．b的熔点最低

C．c的平均相对分子质量最大

D．每一种馏分都是纯净物

3．乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的重要标志。聚乙烯是以乙烯为原料合成的一种人们常用的高分子材料。下列有关叙述正确的是（   ）

A．乙烯合成聚乙烯的反应属于化合反应

B．乙烯合成聚乙烯的化学方程式是：nCH2=CH2

C．聚乙烯在自然界中很难降解，容易导致“白色污染”

D．聚乙烯是纯净物

4．下列关于化石燃料的说法错误的是

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C20以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C．天然气是一种清洁的化石燃料，它作为化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇等

D．煤中含有苯和甲苯，可以用分馏的方法把它们从煤中分离出来

5．下列说法正确的是（    ）

A．石油是混合物，汽油是纯净物

B．沸点：汽油＞煤油＞柴油＞润滑油

C．直馏汽油和裂化汽油成分完全相同

D．石油的分馏是物理变化，而裂化和裂解属于化学变化

6．下列关于煤和石油的说法中正确的是

A．由于石油中含有乙烯，所以石油裂解中乙烯的含量较高

B．由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物，所以可从煤干馏的产品中分离得到苯

C．石油没有固定的熔沸点，但其分馏产物有固定的熔沸点

D．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性KMnO4溶液褪色

7．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．开采可燃冰，将其作为能源使用

D．利用反渗透膜从海水中分离出淡水

8．下列有关说法正确的是(　　)

①石油裂解得到的汽油可与溴水反应

②石油的分馏是化学变化

③石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度

④石油分馏得到的汽油仍是混合物

A．①③ B．②④

C．①④ D．②③

二、填空题

9．实验室用下列仪器组装一套石油分馏的装置，并进行相关实验，可以得到汽油和煤油。

(1)写出下列仪器的名称：

①________；②________；③________。

(2)将以上仪器按从左到右的顺序，用字母a、b、c……进行连接：e接（____）接（____）接（____）接（____）接（____）接（____）接（____）接（____）接（____）。

(3)仪器②中A是________(填“进水口”或“出水口”，下同)，B是________。

(4)蒸馏时，温度计水银球应在________(位置)。

(5)在①中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是_______

(6)在实验结束后，为了探究石油中是否含有烯烃，某学生用③中的物质做了一个探究实验，其操作、现象及结论是________

10．迄今为止， 化石燃料仍是人类使用的主要能源， 同时也是重要的化工原料。

(1)化石燃料包括煤、石油和_______。化石燃料燃烧时容易引起的环境问题是_______、_______等， 解决这些问题是现今面临的重要挑战。

(2)请将对化石燃料进行综合利用的方法名称填入下表。

(3)由 辛 烷 可 制 得 一 系 列 产 品 ： C8H8C4H8+X， 则X 是____________；X 在催化剂、加热、加压的条件下可生成乙烯和乙烷， 该反应的化学方程式是_______________。

(4)碳与水蒸气反应生成水煤气(CO和H2)，反应的化学方程式是_________________；在此基础上，由水煤气可进一步合成甲醇( CH3OH)，则合成甲醇所需的CO 和H2的体积比是____________。

参考答案

A卷

1．C

【分析】

由题中信息可知，“洧水”的主要成分是石油，根据石油的性质分析。

【详解】

A项、“洧水”的主要成分是石油，是烃的混合物，不是油脂，故A错误；

B项、“洧水”的主要成分是石油，煤油是石油分馏的产物，故B错误；

C项、“洧水”的主要成分是石油，故C正确；

D项、烟的成分是碳的颗粒，不是木炭，故D错误；

故选C。

2．A

【分析】

可燃冰释放的气体主要成分为甲烷。

【详解】

A．沼气的主要成分是甲烷，A项正确；

B．水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，B项错误；

C．液化石油气的主要成分是4个碳原子及以下烃的混合物，C项错误；

D．焦炉气主要是通过煤的干馏得到的，主要成分是、、和等，D项错误；

答案选A。

3．C

【详解】

①天然气燃烧主要产生CO2和H2O，对环境污染小，与煤、石油相比是比较清洁的能源，故①正确；

②等质量的CH4和CO2相比，前者的物质的量大，由题给信息知产生的温室效应前者大，故②正确；

③天然气燃烧主要产生CO2和H2O，不会形成酸雨，故③错误；

④甲烷和水在高温可生成CO和H2，用于制造合成氨的原料气，故④正确；

⑤甲烷和氯气在光照条件下可以发生取代反应生成CCl4，故⑤正确；

⑥甲烷燃烧时需要保持空气流通才能完全燃烧，故⑥错误；

故C正确。

4．A

【详解】

A、分馏：互溶的两种液体，利用沸点不同进行分离，不属于化学变化，A正确；

B、重整：在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程，属于化学变化，B错误；

C、裂化：一定条件下，使含碳原子数较多、相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为含碳原子数较少、相对分子质量较小、沸点较低的烃，属于化学变化，C错误；

D、裂解：以比裂化更高温度，使石油分馏产物中的长链烃断裂成气态短链烃，属于化学变化，D错误；

答案选A。

5．B

【详解】

A．CO、H2属于清洁能源，燃烧无污染，可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染，A正确；

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，但因为加工后得到的气态燃料的热利用率高，而且比较清洁，因此从总体来看将煤气化后再使用还是比较合理的，B错误；

C．气态燃料比固态煤更易充分燃烧，因此煤气化后作为燃料燃烧充分，热利用率高，C正确；

D．因为反应C+O2CO2中的氧气是用空气代替的，所以经过两个反应后的混合气体中有N2、CO2、CO和H2等， 除去CO、CO2后主要是合成氨的两种原料气N2和H2，D正确；

故选B。

6．C

【分析】

根据煤的综合利用包括煤的干馏、气化和液化，都属于化学变化进行判断。

【详解】

A. 将煤干馏制得煤焦油和焦炭，发生了化学反应，属于，故A不符合题意；

B. 在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料，发生了化学反应，属于煤的综合利用，故B不符合题意；

C. 煤变为煤饼作燃料，只是其物理形态发生改变，但并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用，故C符合题意

D. 将煤干馏制得甲苯和乙烯，发生了化学变化，属于煤的综合利用，故D不符合题意；

综上所述，本题正确答案为C。

7．D

【详解】

石油裂解的目的是将重油断裂为“三烯”，即乙烯、丙烯和1，3−丁二烯，主要为了提高乙烯的产量，即为了获得短链的不饱和烃，答案选D。

8．C

【详解】

A．在蒸馏时，石油的温度逐渐升高，沸点较低的先气化馏出，所以沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出，故A正确；
B．沸石具有防暴沸作用，所以蒸馏烧瓶中放人沸石可防止蒸馏时发生暴沸，减少安全事故的发生，故B正确；
C．冷凝管中水采用逆流方式，所以冷凝水应该b为进水口、a为出水口，故C错误；
D．温度计测量馏分温度，则温度计水银球和蒸馏烧瓶支管口处相平，故D正确；
故选：C。

9．（1）隔绝空气加强热   

（2）使粗氨水和煤焦油冷凝液化   

（3）将具支试管取出，塞上试管塞并加热，将润湿的红色石蕊试纸放在支管口处，若试纸变蓝，则说明有粗氨水生成   

（4）不饱和烃类物质   

（5）分馏   

【分析】

(1)根据煤干馏的定义分析；

(2)冷水可降低温度使粗氨水冷凝；

(3)实验后检验有粗氨水生成需检验加热后产生的氨气；

(4)不饱和烃能使溴水褪色；

(5) 苯及其同系物沸点不同。

【详解】

(1)煤干馏是指煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程，根据定义可知条件为隔绝空气加强热；

(2)冷水温度较低能使粗氨水和煤焦油冷凝下来，冷水浴的作用是冷凝，使粗氨水和煤焦油冷凝液化；

(3)粗氨水受热分解生成氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可用湿润的红色石蕊试纸检验是否有逸出；

(4)乙烯等不饱和烃类物质能使溴水褪色，则溴水退色，证明煤干馏过程产生了不饱和烃类物质；

(5)煤焦油中苯及其同系物与其他成分互溶，但苯及其同系物沸点不同，可通过分馏的方法将它们分离。

【点睛】

分馏分离的是沸点相差比较大的液体，是物理变化。

10．（1）提高汽油的产量  

（2）  催化剂    使裂化汽油冷凝为液体   

（3）  能    不能   

（4）气态不饱和烃   

【详解】

(1)从原油中分馏得到的直馏汽油产量少，故采用裂化的方法来提高汽油的产量；

(2)石蜡的裂化需要在催化剂的作用下进行，故氧化铝作催化剂，由于裂化的温度较高，裂化后得到的是气态产物，用冷水冷却得到液态汽油；

(3)由于裂化汽油中有不饱和烃，故能发生加成反应使溴水褪色；通过石油分馏得到的汽油中不含烯烃等不饱和烃，故不能通过化学反应使溴水褪色；

(4)由于D中酸性高锰酸钾溶液褪色，说明有气态不饱和烃生成。

                  B卷

1．B

【详解】

A．煤是由有机物和无机物组成的混合物，不是有机化合物，化合物是纯净物，故A错误；

B．煤的干馏是煤在隔绝空气加强热生成焦炭、煤焦油、焦炉气，煤的干馏过程发生了复杂的物理变化和化学变化，故B正确；

C．煤的干馏产物中含有苯和甲苯等，煤中不含有苯、甲苯等芳香经，故C错误；

D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，但水煤气燃烧时产生的有害物质少，能煤转化为水煤气减少污染物的排放，意义重大，故D错误；

答案选B。

2．C

【详解】

在分馏塔中，位置越高温度越低，石油蒸气在上升途中会逐步液化凝结成液体馏分，相对分子质量大、熔沸点高的优先在低出口处冷凝，即分馏塔出口越低，分馏出的馏分相对分子质量越大、熔沸点越高；

A项，a、b、c三处，a处出口最高，a的沸点最低，A项错误；

B项，b处出口在中间，b的熔点介于a、c之间，B项错误；

C项，c处出口最低，c的沸点最高，c的平均相对分子质量最大，C项正确；

D项，从分馏塔各个出口出来的馏分仍是混合物，D项错误；

答案选C。

3．C

【详解】

A. 乙烯发生加聚反应产生聚乙烯，反应类型属于加聚反应，A错误；

B. 乙烯发生加聚反应产生聚乙烯，反应方程式为：nCH2=CH2 ，B错误；

C. 聚乙烯分子中化学键键能大，断裂需消耗较高能量，因此在自然界中很难降解，容易导致“白色污染”，C正确；

D. 聚乙烯中不同分子的聚合度n数值不同，因此聚乙烯属于混合物，D错误；

故合理选项是C。

4．D

【详解】

A．汽油的主要成分是含有的烷烃，石油中含有的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油，故A正确；

B．含以上烷烃的重油经过催化裂化，将含碳原子较多的烷烃碳链断裂，生成含碳原子较少的烃，可得到汽油，故B正确；

C．天然气是一种清洁的化石燃料，广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器等，天然气也可用作化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇等，故C正确；

D．煤中不含苯和甲苯，煤经过干馏才能得到苯和甲苯，故D错误；

答案选D。

5．D

【详解】

A．石油是混合物，汽油是多种烷烃(C5～C8)的混合物，故A错误；

B．烃分子中碳原子数越多沸点越高，沸点：汽油＜煤油＜柴油＜润滑油，故B错误；

C．直馏汽油中不含烯烃，而裂化汽油中含有烯烃，两者组成上不完全相同，故C错误；

D．石油的分馏没有生成新物质，属于物理变化，而裂化和裂解有新物质生成，属于化学变化，故D正确；

选D。

6．D

【详解】

A．石油是多种烷烃和环烷烃的混合物，不含乙烯，故A错误；

B．煤的组成以有机质为主体，构成有机高分子的主要是碳、氢、氧、氮等元素，煤不含苯和二甲苯等，故B错误；

C．石油的分馏所得的馏分仍是多种烷烃和环烷烃的混合物，没有固定熔沸点，故C错误；

D．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气中均含有乙烯，都能使酸性KMnO4溶液褪色，故D正确；

答案为D。

7．D

【详解】

A．利用废弃的秸秆生产乙醇的过程中，秸秆中的纤维素水解生成葡萄糖，葡萄糖再转化成乙醇，A项不符合题意；

B．利用石油生产塑料、化纤等高分子材料的过程中，发生了聚合反应，有新物质生成，B项不符合题意；

C．可燃冰是甲烷的水合物，作为能源使用时发生甲烷的燃烧反应，有新物质生成，C项不符合题意；

D．利用反渗透膜从海水中分离出淡水，没有新物质生成，属于物理变化，D项符合题意；

故选D。

8．C

【详解】

①石油裂解得到的汽油含有烯烃，可与溴水发生加成反应，故①正确；

②石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热汽化和冷凝而分离的操作，故为物理变化，②错误；

③石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度，故③错误；

④石油分馏得到的汽油不止一种成分，主要是由C4~C10各族烃类组成，是混合物，故④正确；

答案选C。

9．（1）蒸馏烧瓶    冷凝管    锥形瓶  

（2）  c    d    a    k    l    b    f    g    w   

（3）  进水口    出水口   

（4）  蒸馏烧瓶支管口处   

（5）  防止暴沸   

（6）  用一支洁净的试管，取约2～3 mL容器③中的馏出物，再向试管中滴加3～4滴酸性KMnO4溶液(或溴水)，若溶液颜色不消失，则石油中不含有烯烃；若溶液颜色消失，则石油中含有烯烃   

【分析】

实验装置的一般安装顺序为“自下而上，从左到右”。冷凝管采用逆流原理，即上口为出水口，下口为进水口；温度计需要测定馏分的温度，所以温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口应在同一水平线上，以保证水银球被馏分蒸气包围。

【详解】

(1)蒸馏需要仪器有酒精灯、蒸馏烧瓶、铁架台、温度计、导管、冷凝管、橡胶管、牛角管、锥形瓶，根据常见仪器的名称可知，①为蒸馏烧瓶，②为冷凝管，③为锥形瓶；

(2)按组装仪器顺序从左到右，从下到上，该装置为蒸馏石油的装置，冷凝管在中间，并用铁架台固定冷凝管，右边为锥形瓶，故连接顺序为e接c接d接a接k接l接b接f接g接w；

(3)冷凝水应是下进上出，延长热量交换时间，使热量能更充分，即A口用于进水，B口用于出水；

(4)蒸馏装置的温度计插在蒸馏烧瓶中且下端在支管口处；

(5)防止烧瓶内液体受热不均匀而局部突然沸腾（爆沸）冲出烧瓶，需要在烧瓶内加入几块沸石；

(6)探究石油中是否含有烯烃的方法：用一支洁净的试管，取约2~3mL容器③中的馏出物，再向试管中滴加3~4滴酸性KMnO4溶液（或溴水），若溶液颜色不消失，则石油中不含有烯烃；若溶液颜色消失，则石油中含有烯烃。

20．天然气    温室效应    酸雨    煤的干馏    石油的分馏    裂化    C4H10    C4H10C2H4+C2H6    C+H2OCO+H2    1:2   

【详解】

(1)化石燃料包括煤、石油和天然气；化石燃料燃烧时容易引起的环境问题是温室效应、 酸雨等，解决这些问题是现今面临的重要挑战；

(2)①通过煤的干馏可以得到煤焦油等；

②通过石油分馏得到汽油；

③通过重油裂化可以得到煤油；

(3)根据原子守恒可知X的化学式是C4H10；X在催化剂、加热、加压的条件下可生成乙烯和乙烷，该反应的化学方程式是C4H10C2H4+C2H6；

(4)碳与水蒸气反应生成水煤气(CO和H2)，反应的化学方程式是C+H2OCO+H2；在此基础上，由水煤气可进一步合成甲醇( CH3OH)，反应的方程式为CO+2H2→CH3OH，则合成甲醇所需的CO和H2的体积比是1:2。