人教版选修2第二单元课题3石油、煤和天燃气的综合利用作业

课题 3 石油、煤和天燃气的综合利用 1．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是( ) A．石油的产量 B．乙烯的产量 C．合成纤维的产量 D．硫酸的产量 解析：乙烯是重要的化工原料，乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的 标志之一，故选 B。 答案：B 2．最近我国将新疆的天然气引至上海，对于改善上海能源状况有着极其重要的意 义。关于天然气的下列叙述中不正确的是( ) A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷 B．改液化石油气为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大进天然气量 C．天然气燃烧的废气中，SO2 等污染物的含量少 D．天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸 解析：天然气的主要成分为甲烷，它是烃中氢元素含量最高的，因此也是消耗氧 气量最大的烃；液化石油气是一系列烯和烷烃的混合物。将液化石油气改为天然 气燃料后，耗氧量肯定增大，所以燃烧时应增大空气进气量。天然气是动植物残 骸分解产物，其中必有蛋白质降解产生的硫化物，但其含量与煤及液化石油气相 比，还是要少得多。可燃气体达到爆炸极限后都可以爆炸。 答案：BD 3．在下列各种石油的加工处理过程中，属于裂化过程的是( ) A．分离汽油和煤油 B．将重油分离为润滑油等 C．十六烷变为辛烷和辛烯 D．将直链烃变为芳香烃 解析：裂化是在一定条件下，把相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分 子质量较小、沸点较低的烃的过程，C 属于此变化。A、B 属于分馏，D 属于催化 重整，故 A、B、D 均不符合题意。 答案：C 4．观察下图，下列叙述错误的是( ) A．图示实验中发生了化学变化 B．液体 X 的 pH>7，液体 Y 是一种黑色黏稠状液体 C．气体 Z 易燃，可还原氧化铜 D．试管 A 中产生浓的白烟 解析：此题考查有关煤的干馏及其干馏产物的知识。煤的干馏是煤在隔绝空气的 条件下加强热的过程，它发生了复杂的物理、化学变化；煤的干馏有 NH3 生成， NH3 易溶于水而呈碱性，故 pH>7；同时煤干馏还生成了煤焦油，它的化学成分主 要为苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青等的混合物，是难溶于水的黏稠状液体； 干馏的气态产物中有 H2、CO，具有还原性，可以还原氧化铜，因此选项 A、B、 C 均正确，叙述错误的是 D。 答案：D 5．下列说法正确的是( ) A．煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料，是取之不尽的 B．煤是由无机物和有机物所组成的复杂混合物，主要含有碳和氢两种元素 C．石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素 D．煤和石油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变 化而形成的 解析：煤、石油、天然气三大矿物燃料在地球上的蕴藏量是有限的，不是取之不 尽的，A 错；煤主要含有碳元素，而不是碳和氢两种元素，B 错；C 正确；石油是 由古代动植物遗体在地壳中经过非常复杂的变化形成的，D 不确切。 答案：C 6．某混合气体通过溴水(使其褪色)，再通过灼热的氧化铜(使其由黑色变红色)，再 通过无水 CuSO4 白色粉末(使其变蓝色)，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，火焰呈蓝色，这种混合气体是 ( ) A．水煤气 B．焦炉煤气 C．石油液化气 D．高炉煤气 解析：水煤气主要成分为 CO、H2 等，焦炉煤气主要成分为 H2、CH4、C2H4、CO 等，石油液化气主要成分为 C3H4、C4H10，高炉煤气主要成分为 CO2、CO、N2 等。 符合题意的气体只有焦炉煤气。 答案： B 7．利用合成气(H2＋CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可转 化成醛、酸、酯等多种产物。下列表述正确的是( ) ①以合成气为原料的反应都是化合反应 ②改变合成气中 CO 与 H2 的体积比，可 以得到不同产物 ③合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成 ④从合成气出发生产液态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径 ⑤以合 成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水 A．①②④ B．②③④ C．②④⑤ D．③④⑤ 解析：以合成气为原料的反应不一定都是化合反应，①错；以合成气为原料的反 应产物中可能有烯烃和水，这可通过题设条件来判断，⑤错。 答案：B 8．裂化汽油中除含有 C5～C11 的烷烃外，还含有 C5～C11 的烯烃及甲苯、二甲苯等 苯的同系物。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验 步骤为： (1)先逐滴加入________，振荡，如果看到________，则证明有________存在。 (2)逐滴加入________至________为止，静置，用分液漏斗分出________(填“上” 或“下”)层的裂化汽油样品，再加入________，振荡，如果看到________，则证 明裂化汽油中有________存在。 解析：本实验目的是在烷烃、烯烃、苯的同系物的混合物中检验烯烃和苯的同系 物的存在，应先检验烯烃，再检验苯的同系物。因为烯烃可使溴水、酸性 KMnO4 溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性 KMnO4 溶液褪色，根据这一性质差异，则先 用溴水检验烯烃的存在，再用酸性 KMnO4 溶液检验苯的同系物的存在。 具体实验步骤如下： (1)向样品中逐滴加入溴水，振荡，如看到溴水褪色，则证明烯烃的存在。 (2)继续逐滴加入溴水至不再褪色为止，用分液漏斗分出上层的裂化汽油样品，因 为加足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大，所以上层 应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样品中加入酸性 KMnO4 溶液，如 果紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。 答案：(1)溴水 溴水褪色 烯烃 (2)溴水 不再褪色 上层 酸性 KMnO4 溶液 紫色褪去 苯的同系物 9．随着全球性石油危机的来临，使许多国家关注用煤代替石油的研究，科学家发 现在 443 K～473 K 的温度下，用 Co 作催化剂，水煤气(主要成分是 CO 和 H2)可 以生成碳原子数 5～8 之间的烷烃，这是用煤合成汽油的方法之一。 (1)用煤合成汽油 CnH2n＋2 的有关反应方程式是 ________________________________________________________________； _______________________________________________________________； ______________________________________________________________。 (2)要达到合成上述汽油的要求，CO 和 H2 的体积比的取值范围是________。 解析：本题以煤的液化为背景分别考查煤化工及一碳化学的相关知识，是一道综 合应用较强的题目。 煤的气化可得到 CO 和 H2，CO 和 H2 在上述条件下反应生成汽油(CnH2n＋2)和水， 配平此反应方程式，取 n＝5 和 n＝8 两个极值，计算出 CO 和 H2 的体积比，即可 确定取值范围。 nCO＋(2n＋1)H2O ――→Co 443－473 K CnH2n＋2＋nH2O。 则VCO VH2 ＝ n 2n＋1 ， 当 n＝5 时，VCO VH2 ＝ 5 11 ， 当 n＝8 时VCO VH2 ＝ 8 17 。 答案：(1)C＋H2O(g)===== 高温 CO＋H2 C＋O2===== 点燃 CO2 nCO＋(2n＋1)H2 ――→Co 443－473 K CnH2n＋2＋nH2O (2) 5 11 ≤VCO VH2 ≤ 8 17 10．气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径。煤的气化的主要反应是：C＋ H2O(g)===== 高温 CO＋H2，CO 和 H2 的混合气体是合成多种有机物的原料气，研究由 CO、H2 合成有机物的化学称为一碳化学。下图是合成某些物质的路线图： 其中，D 易溶于水，且与 CH3COOH 互为同分异构体，F 分子中的碳原子数是 D 中的 3 倍，H 经催化氧化可得到 G。请回答下列问题： (1)写出下列物质的结构简式：A：________，H：________，指出 A 和 H 的关系 ________。 (2)写出下列反应的化学方程式： ①CH3COOH＋E―→F：__________________________________________； ②D 与新制氢氧化铜加热：____________________________________________。 解析：由 D 与 CH3COOH 互为同分异构体，故分子式为 C2H4O2，D 能和 H2 反应， E 和 CH3COOH 发生酯化反应生成 F，故 D 的结构简式为 HO—CH2—CHO，E 为 。由 A――→O2 B――→O2 C 衍变关系，可知 A 为 CH3OH，C 为 HCOOH， 故 H 应为 CH3CH2CH2CH2OH。因 H 可催化氧化生成 G，故 G 为 CH3CH2CH2CHO。 答案：(1)CH3OH CH3CH2CH2CH2OH 同系物 (2)①2CH3COOH＋HOCH2CH2OH 浓硫酸 △ CH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O ②HOCH2CHO＋2Cu(OH)2――→ △ HOCH2COOH＋Cu2O↓＋2H2O