資源簡介

基礎(chǔ)課時(shí)22　煤、石油和天然氣的綜合利用
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.了解煤、石油、天然氣的組成。2.了解煤、石油、天然氣的綜合利用及意義。3.了解節(jié)約能源及防止污染的重要性。
一、煤和天然氣的綜合利用
1.煤的組成
煤是由有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,其組成以碳元素為主,還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。
2.煤的綜合利用
(1)
(2)
(3)
3.天然氣的綜合利用
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.中國是世界上最早利用天然氣作燃料的國家。天然氣的主要成分是 (　　)
A.H2 B.CO
C.CH4 D.CO2
答案　C
解析　天然氣的主要成分是甲烷,其化學(xué)式為CH4。
2.于謙在《詠煤炭》中寫道:“鑿開混沌得烏金,蓄藏陽和意最深,爝火燃回春浩浩,洪爐照破夜沉沉……”,下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是 (　　)
A.煤的干餾是化學(xué)變化,煤的液化是物理變化
B.煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物
C.煤燃燒前的脫硫處理是為了防止污染空氣
D.煤經(jīng)過氣化和液化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料
答案　A
解析　A項(xiàng),煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程,是化學(xué)變化;煤的液化是把煤和氫氣作用生成液態(tài)燃料或?qū)⒚合绒D(zhuǎn)化為CO和氫氣,然后在催化劑作用下合成甲醇等,是化學(xué)變化;B項(xiàng),煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物;C項(xiàng),煤中含有硫元素,燃燒煤時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫,煤燃燒前的脫硫處理是為了防止污染空氣;D項(xiàng),煤的氣化將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程,煤的液化是把煤和氫氣作用生成液態(tài)燃料或?qū)⒚合绒D(zhuǎn)化為CO和氫氣,然后在催化劑作用下合成甲醇等,煤經(jīng)過氣化和液化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料。
3.有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.煤和水煤氣都屬于化石燃料
B.煤中含有出爐煤氣、煤焦油、焦炭等物質(zhì)
C.①是將煤在空氣中加強(qiáng)熱使其分解的過程
D.②是煤的氣化方式之一
答案　D
解析　水煤氣屬于二次能源,不是化石燃料,A錯(cuò)誤; 煤干餾后能得到這些物質(zhì),但煤本身并不含這些物質(zhì),B錯(cuò)誤; ①是煤的干餾,但不能在空氣中,需隔絕空氣,C錯(cuò)誤; 煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程,煤干餾得到的焦炭和水蒸氣在高溫下生成水煤氣是煤的氣化方式之一,D正確。
二、石油的綜合利用　化石能源與合成高分子材料
(一)知識(shí)梳理
1.石油的組成
石油是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物,成分復(fù)雜,沒有固定的熔、沸點(diǎn)。
2.石油的綜合利用途徑
分餾 概念 利用石油中各組分沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分離的過程
目的 獲得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的輕質(zhì)油
裂化 概念 將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的烴分裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的烴的過程
目的 提高優(yōu)質(zhì)、輕質(zhì)液體燃料如汽油的產(chǎn)量
裂解 概念 裂解就是深度裂化
目的 得到乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料
催化 重整 概念 在加熱和催化劑的作用下,通過結(jié)構(gòu)的調(diào)整,使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴的過程
目的 獲得苯、甲苯等產(chǎn)品
3.以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料
(1)三大合成材料:塑料、合成橡膠、合成纖維,這三大合成材料,主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。
(2)合成材料的大量生產(chǎn)和使用,急劇增加的廢棄物對(duì)人類社會(huì)造成巨大的環(huán)境壓力。
(二)互動(dòng)探究
我國的煤炭資源相對(duì)比較豐富,加快“煤制油”的發(fā)展,對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。下圖是煤間接液化的典型流程示意圖。
【問題討論】
問題1　煤的氣化、液化是物質(zhì)三態(tài)(氣、液、固)之間的變化嗎 為什么
提示　不是,物質(zhì)三態(tài)之間的變化是物理變化,煤的氣化、液化是化學(xué)變化。
問題2　如圖中由石油獲得相應(yīng)產(chǎn)品的方法是什么 該方法是物理變化還是化學(xué)變化 得到的各種分餾產(chǎn)品是純凈物嗎
提示　圖中由石油獲得相應(yīng)產(chǎn)品的方法是分餾,屬于物理變化,所得產(chǎn)品是混合物。
問題3　石油裂化是為了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是什么
提示　裂化汽油中含有烯烴,能與Br2發(fā)生加成反應(yīng),可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
【探究歸納】
1.煤和石油的綜合利用
(1)煤的干餾、氣化、液化均發(fā)生的是化學(xué)變化。
(2)石油分餾屬于物理變化,由于石油中有些物質(zhì)的沸點(diǎn)很接近,所以分餾產(chǎn)物一般為混合物。常壓蒸餾的原料為石油,減壓蒸餾的原料為重油。分餾時(shí)沸點(diǎn)低(相對(duì)分子質(zhì)量小)的烴類先汽化,沸點(diǎn)高(相對(duì)分子質(zhì)量大)的烴類后汽化。
(3)石油分餾所得汽油為直餾汽油,多為飽和烴。石油裂化所得汽油叫裂化汽油,其中含有不飽和烴,能與鹵素單質(zhì)反應(yīng)。
(4)裂化是為了提高汽油等的產(chǎn)量和質(zhì)量,而裂解采用比裂化更高的溫度,是為了獲得大量的乙烯、丙烯等不飽和氣體產(chǎn)物作化工原料。
2.化學(xué)“六氣”的主要成分
高爐煤氣 水煤氣 天然氣 液化石油氣 焦?fàn)t氣 裂解氣
主要 成分 CO、CO2 H2、CO CH4 C3H8、C4H10 H2、CH4、C2H4、CO C2H4、C3H6、C4H8、CH4
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.工業(yè)上獲得汽油的化學(xué)方法主要是 (　　)
A.催化裂化 B.石油的裂解
C.石油的分餾 D.煤的干餾
答案　A
解析　石油的裂解是深度裂化,是以獲得乙烯、丙烯等短鏈不飽和烴為主要目的的石油加工過程;石油分餾為物理方法;煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱,得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣和粗氨水等多種化工產(chǎn)品的過程。
2.下列說法正確的是 (　　)
A.石油的煉制過程都是化學(xué)變化過程
B.石油分餾出來的各餾分仍是多種烴的混合物
C.石油經(jīng)過常、減壓分餾、裂化等工序煉制后即能制得純凈物
D.石油分餾的目的是將含碳原子數(shù)較多的烴先氣化,再經(jīng)冷凝而分離出來
答案　B
解析　A項(xiàng),石油的分餾是物理變化過程;B項(xiàng),石油分餾出來的各餾分是沸點(diǎn)在一定范圍內(nèi)的多種烴的混合物;C項(xiàng),石油經(jīng)過常、減壓分餾、裂化等工序煉制后不能制得純凈物,仍是沸點(diǎn)在一定范圍內(nèi)的多種成分的混合物;D項(xiàng),含碳原子數(shù)較少的烴沸點(diǎn)低、先氣化,石油分餾的目的是將含碳原子數(shù)較少的烴先氣化,再經(jīng)冷凝而分離出來。
3.下列說法中錯(cuò)誤的是 (　　)
A.石油中含有C5~C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油
B.含C20以上的烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油
C.煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物
D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來
答案　D
解析　石油可以通過分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)液體燃料,但產(chǎn)量不高,通常采用裂化的方法,提高汽油的產(chǎn)量。煤是由有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,主要含碳元素,還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素,并不含苯和甲苯。
　　　　　　　　　　　　　　　　
A級(jí)　合格過關(guān)練
選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意
(一)煤和天然氣的綜合利用
1.下列不屬于煤的綜合利用的是 (　　)
A.將煤干餾制得煤焦油和焦炭
B.在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料
C.煤變?yōu)槊猴?br/>D.將煤氣化為可燃性氣體
答案　C
解析　將煤干餾制得煤焦油和焦炭,在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料,將煤氣化為可燃性氣體,均屬于煤的綜合利用;將煤變?yōu)槊猴?只是其物理形態(tài)發(fā)生了改變,并未改變其成分及結(jié)構(gòu),不屬于煤的綜合利用。
2.煤被譽(yù)為“工業(yè)的糧食”,下列關(guān)于煤的說法正確的是 (　　)
A.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烴
B.煤的液化是在高溫時(shí)將固體煤熔化為液體煤
C.煤的氣化在一定程度上實(shí)現(xiàn)了煤的高效、清潔利用
D.向煤中加入適量CaSO4,可大大減少燃燒產(chǎn)物中SO2的量
答案　C
解析　A項(xiàng),煤干餾可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烴,但煤本身不含有這些芳香烴,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),煤的液化是煤在高溫高壓的條件下轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程,分為直接液化和間接液化,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),煤氣化生成CO、H2,CO和H2的燃燒高效、清潔,C正確;D項(xiàng),向煤中加入適量CaCO3、CaO或Ca(OH)2,可大大減少燃燒產(chǎn)物中SO2的量,D錯(cuò)誤。
3.我國在“煤變油”技術(shù)上已取得了重大突破,達(dá)到5噸煤可以合成1噸成品油的水平。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.煤的組成元素主要是C,還含有少量的H、N、S、O等元素
B.“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機(jī)物
C.煤之所以能變“油”,是因?yàn)槊褐泻写罅康钠汀⒉裼秃兔航褂?br/>D.煤變成成品油需要經(jīng)過一系列工藝流程,發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化才能實(shí)現(xiàn)
答案　C
解析　A項(xiàng),煤是復(fù)雜的無機(jī)物和有機(jī)物組成的混合物,組成元素主要是C,還含有少量的H、N、S、O等元素;B項(xiàng),“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機(jī)物,即煤的液化;C項(xiàng),煤中沒有汽油、柴油和煤焦油,煤干餾后才能得到煤焦油;D項(xiàng),煤變成成品油需要經(jīng)過一系列工藝流程,發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化才能實(shí)現(xiàn),常見的加工工藝有煤的液化、煤的氣化等。
4.下列說法不正確的是 (　　)
A.天然氣的主要成分甲烷是高效、較潔凈的燃料
B.石油的分餾、煤的氣化和液化都是物理變化
C.石油的裂化主要是為了得到更多的輕質(zhì)油
D.廚余垃圾中蘊(yùn)藏著豐富的生物質(zhì)能
解析　B
解析　煤的氣化和液化是化學(xué)變化。
5.下列關(guān)于煤和石油的說法不正確的是 (　　)
①石油是混合物,其分餾產(chǎn)品煤油為純凈物
②煤油可由石油分餾獲得,可用作燃料和保存少量金屬鈉
③煤經(jīng)過氣化和液化等物理變化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料
④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量
⑤煤的干餾屬于化學(xué)變化
⑥煤是工業(yè)上獲得芳香烴的一種重要來源
⑦通過煤的干餾,可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦?fàn)t氣等產(chǎn)品
A.①③ B.②④⑥
C.①②⑤ D.③④⑦
答案　A
解析　石油是混合物,其分餾產(chǎn)品煤油仍為混合物,故①錯(cuò)誤;煤油可由石油分餾獲得,可用作燃料,煤油的密度比鈉小,故能用于保存金屬鈉,故②正確;煤的氣化和液化有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,故③錯(cuò)誤;石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量,故④正確;煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程,是化學(xué)變化,故⑤正確;煤的干餾可以獲得芳香烴,故煤是獲得芳香烴的一種重要來源,故⑥正確;通過煤的干餾,可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦?fàn)t氣等產(chǎn)品,故⑦正確。
(二)石油的綜合利用　化石能源與合成高分子材料
6.關(guān)于煤和石油的綜合利用,下列說法正確的是 (　　)
A.煤中含有甲苯、二甲苯等有機(jī)物,可以通過干餾得到
B.以煤為主要原料,可以合成甲醇
C.石油裂化的目的是獲取短鏈不飽和氣態(tài)烴
D.石油裂化生產(chǎn)的汽油不能使溴水褪色
答案　B
解析　煤中不含甲苯、二甲苯,它們是煤干餾后的產(chǎn)物,故A錯(cuò)誤;煤可以通過間接液化合成甲醇,B正確;石油裂化的目的是獲取更多更好的輕質(zhì)液體燃料,故C錯(cuò)誤;裂化汽油中含有烯烴,能使溴水褪色,故D錯(cuò)誤。
7.下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量
B.含C20以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油
C.石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴
D.石油裂化和裂解都屬于物理變化
答案　D
解析　含C20以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油,故B正確;石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴,乙烯、丙烯是重要的有機(jī)化工原料,故C正確;石油的裂化和裂解實(shí)際上都是烴的分解反應(yīng),都屬于化學(xué)變化,故D錯(cuò)誤。
8.下列說法不正確的是 (　　)
A.石油的減壓蒸餾可以得到重柴油、潤滑油、石蠟、燃料油等餾分
B.等體積的甲烷與氯氣混合,在光照下反應(yīng)只生成一氯甲烷和氯化氫
C.天然氣是清潔的化石能源,也可作為化工原料用于合成甲醇
D.煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣
答案　B
解析　重柴油、潤滑油、石蠟和燃料油均屬于重油,物質(zhì)的沸點(diǎn)較高,蒸餾時(shí)應(yīng)注意防止炭化結(jié)焦現(xiàn)象,為降低沸點(diǎn),可用減壓蒸餾,A正確;取代反應(yīng)是逐步進(jìn)行的,等體積的甲烷與氯氣混合,在光照條件下發(fā)生反應(yīng),能生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氫,而不是只產(chǎn)生一氯甲烷一種取代產(chǎn)物,B錯(cuò)誤;天然氣主要成分是CH4,燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O,是清潔的化石能源。天然氣也可用作化工原料,以天然氣為原料加工的產(chǎn)品主要有合成氨、甲醇、炭黑等,C正確;煤干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程。通過煤的干餾,可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣等多種物質(zhì),D正確。
9.石油分餾產(chǎn)品乙烯CH2BrCH2Br。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.過程①主要發(fā)生物理變化
B.分餾產(chǎn)品有固定熔沸點(diǎn)
C.過程②包括裂化、裂解等化學(xué)變化
D.過程③屬于加成反應(yīng)
答案　B
解析　A項(xiàng),過程①為石油的分餾,分餾是利用沸點(diǎn)不同將物質(zhì)進(jìn)行分離,為物理變化;B項(xiàng),石油分餾得到的分餾產(chǎn)品為混合物,無固定熔沸點(diǎn);C項(xiàng),裂化、裂解過程是將大分子的烴轉(zhuǎn)化為小分子的烴,過程中產(chǎn)生乙烯,因此過程②包括裂化、裂解等化學(xué)變化;D項(xiàng),過程③為乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)得到CH2BrCH2Br。
10.石油蒸餾裝置如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.儀器W的名稱:圓底燒瓶
B.碎瓷片的作用:催化劑
C.冷卻水的流向:X進(jìn)水,Y出水
D.收集到的60~150 ℃的餾分為混合物
答案　D
解析　儀器W的名稱是蒸餾燒瓶,A錯(cuò)誤;碎瓷片的作用是防止暴沸,不是催化劑,B錯(cuò)誤;冷凝管中冷卻水從下口通入,上口流出,故X是出水口,Y是進(jìn)水口,C錯(cuò)誤;石油分餾得到汽油、煤油、柴油等餾分,都是多種烴的混合物,D正確。
11.某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬石油的催化裂化,裝置如圖。實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到燒瓶Ⅰ中固體石蠟先熔化,試管Ⅱ中有少量液體凝結(jié),試管Ⅲ中酸性高錳酸鉀溶液褪色,實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)試管Ⅱ中液體具有汽油的氣味。
(1)該裝置儀器連接的順序應(yīng)遵循的原則為　　　　　　　　　　　　,加入試劑之前的操作為　　　　　　　　　　　　,長導(dǎo)管的作用是　　　　　　　　　　　　。
(2)試管 Ⅱ 中有少量液體凝結(jié)說明　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)試管 Ⅲ 中溶液褪色說明　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(4)能否用試管 Ⅱ 中的液體萃取溴水中的溴,理由是　　　　　　　　　　　　。
(5)寫出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)石油裂化的重要意義是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)從下往上,從左往右　檢驗(yàn)裝置的氣密性　導(dǎo)氣和冷凝氣體
(2)裂化生成了碳原子數(shù)大于4的烴
(3)裂化生成了碳原子數(shù)小于5的烯烴
(4)不能,裂化產(chǎn)物中有烯烴,易與溴發(fā)生加成反應(yīng)
(5)C20H42C10H22+C10H20
(6)提高石油產(chǎn)品中輕質(zhì)燃油的產(chǎn)量,特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量
解析　(1)實(shí)驗(yàn)室儀器連接的順序應(yīng)遵循從下往上、從左到右的原則,裝入試劑之前要檢驗(yàn)裝置的氣密性;依據(jù)石油分餾塔原理,設(shè)置了長導(dǎo)管,除起導(dǎo)氣作用外,兼起冷凝氣體的作用。(2)試管Ⅱ中有液體生成,說明生成了碳原子數(shù)大于4的烴。(3)試管Ⅲ中酸性KMnO4溶液褪色說明生成了常溫、常壓下呈氣態(tài)的碳原子數(shù)小于5的烯烴。(4)由于裂化產(chǎn)物中有烯烴生成,易與溴發(fā)生加成反應(yīng),所以不能用試管Ⅱ中的液體來萃取鹵素單質(zhì)。(6)從以上變化可以看出,石油裂化的主要目的是獲得更多的輕質(zhì)燃油,特別是提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量。
B級(jí)　素養(yǎng)培優(yōu)練
12.“煤制油”的關(guān)鍵技術(shù)是煤的氣化,而目前煤的氣化主要是煤中的碳和水蒸氣的反應(yīng):C+H2O(g)CO+H2,該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)所需能量是由間歇進(jìn)行的碳的燃燒(氧氣用空氣代替)來提供的:C+O2CO2。下面關(guān)于該過程的說法不正確的是 (　　)
A.煤的氣化可以減少煤直接燃燒對(duì)環(huán)境造成的粉塵污染
B.第一個(gè)反應(yīng)需要吸熱,所以煤的氣化從能量角度來看,得不償失
C.煤氣化后作為燃料,燃燒充分,熱利用率高
D.上述兩個(gè)反應(yīng),反應(yīng)后的混合氣體中除去CO、CO2后主要就是合成氨的兩種原料氣體
答案　B
解析　雖然在煤的氣化過程中,會(huì)有一部分煤的潛在能量受到損失,但由于加工后得到的氣態(tài)燃料的熱利用率高,且較清潔,故從總體來看煤氣化后使用是較合理的,B項(xiàng)錯(cuò)誤,A、C項(xiàng)正確。D項(xiàng),因反應(yīng)C+O2CO2中的氧氣用空氣代替,故反應(yīng)后混合氣體成分為N2、CO、CO2和H2等,除去CO、CO2后主要就是合成氨的原料N2、H2,正確。
13.下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油
B.石油是混合物,其分餾產(chǎn)品汽油也為混合物
C.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來
D.石油中含有C5~C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油
答案　C
解析　A項(xiàng),C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到短鏈烴,如汽油;B項(xiàng),汽油分子中的碳原子數(shù)一般在C5~C11范圍內(nèi),屬于混合物;C項(xiàng),煤中并不含有苯和甲苯,煤經(jīng)過干餾發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化后得到煤焦油等物質(zhì),煤焦油是含有多種芳香族化合物的復(fù)雜混合物,在170 ℃以下蒸餾出來的餾出物里主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等;D項(xiàng),石油中含有C5~C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油。
14.中科院研制出一種多功能催化劑,首次實(shí)現(xiàn)將CO2轉(zhuǎn)化為汽油(主要成分是C5~C11的烴類混合物),過程示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.該技術(shù)能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的戰(zhàn)略愿景
B.該多功能催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率
C.a和b的一氯代物均有4種
D.反應(yīng)①的產(chǎn)物中含有水,反應(yīng)②只有碳?xì)滏I的形成
答案　D
解析　由示意圖可知,在多功能催化劑的作用下,二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成汽油和水,反應(yīng)能消耗二氧化碳,減少二氧化碳的排放,從而達(dá)到“碳中和”的戰(zhàn)略愿景,A正確;多功能催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率,B正確;由示意圖可知,a和b兩者的一氯代物都有4種,故C正確;由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)①的產(chǎn)物為一氧化碳和水,反應(yīng)②有碳?xì)滏I、碳碳單鍵和氫氧鍵的形成,D錯(cuò)誤。
15.對(duì)煤干餾并檢驗(yàn)其中部分產(chǎn)物,裝置(夾持裝置已略)如圖所示。下列說法不正確的是 (　　)
A.煤的干餾過程發(fā)生了復(fù)雜的物理、化學(xué)變化
B.向b裝置的水層中滴入紫色石蕊溶液,溶液變藍(lán)
C.c裝置可檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體中一定含有H2S
D.e裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色
答案　C
解析　煤的干餾是隔絕空氣加強(qiáng)熱發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化的過程,主要產(chǎn)物有焦炭、焦?fàn)t氣、粗氨水、粗苯、煤焦油等,故A正確;煤的干餾產(chǎn)物中有氨生成,氨進(jìn)入b裝置極易溶于水生成一水合氨,溶液呈堿性,則向b裝置的水層中滴入紫色石蕊溶液,溶液變藍(lán),故B正確;焦?fàn)t氣中生成的乙烯氣體等也可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色,不一定是硫化氫,故C錯(cuò)誤;焦?fàn)t氣中含氫氣、一氧化碳等還原性氣體,可以還原氧化銅生成單質(zhì)銅,e裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色,故D正確。
16.用石油和煤可以得到有機(jī)化工生產(chǎn)中需要的眾多原料,例如由石油得到的乙烯和由煤得到的苯可制聚苯乙烯。生產(chǎn)過程如下:
①CH2==CH2+
②
③n
下列說法不正確的是 (　　)
A.通過裂解可以從石油中獲得更多的乙烯
B.通過煤的干餾不能直接得到純凈的苯
C.反應(yīng)①為加成反應(yīng)
D.反應(yīng)③為加聚反應(yīng),得到的產(chǎn)物為純凈物,有固定的熔點(diǎn)
答案　D
解析　A項(xiàng),石油裂解是為了得到更多的有機(jī)化工原料(如乙烯等);B項(xiàng),通過煤的干餾只能得到苯和苯的同系物的混合物,還要進(jìn)行分餾才能得到純凈的苯;C項(xiàng),根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)可知①為加成反應(yīng);D項(xiàng),反應(yīng)③為加聚反應(yīng),產(chǎn)物為混合物,無固定的熔沸點(diǎn)。
17.某研究性學(xué)習(xí)小組所做的石蠟油(17個(gè)碳原子以上的烷烴)分解實(shí)驗(yàn)如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是 (　　)
A.裝置Ⅱ中逸出的氣體通入高錳酸鉀溶液,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.石蠟油分解生成的氣體中只有烯烴
C.十八烷完全分解為乙烷和最多乙烯時(shí),二者物質(zhì)的量之比為1∶8
D.裝置Ⅰ中硫酸鋁和碎瓷片都是催化劑
答案　B
解析　裝置Ⅰ中發(fā)生石蠟油的分解實(shí)驗(yàn),裝置Ⅱ中用冰水冷凝產(chǎn)物,裝置Ⅲ中為酸性高錳酸鉀溶液,檢驗(yàn)還原性烯烴的存在。A項(xiàng),裝置Ⅱ中逸出的氣體通入高錳酸鉀溶液,烯烴將發(fā)生氧化反應(yīng);B項(xiàng),石蠟油發(fā)生的是裂解反應(yīng),所以分解生成的氣體中既有烯烴,又有烷烴;C項(xiàng),十八烷完全分解為乙烷和最多乙烯時(shí),按每兩個(gè)碳原子作為一組,將碳碳單鍵打斷,共可斷為9截,其中8截為乙烯,一截為乙烷,乙烷與乙烯物質(zhì)的量之比為1∶8;D項(xiàng),裝置Ⅰ中硫酸鋁和碎瓷片都是催化劑。
18.煤氣化是有效利用化石能源的手段之一,有關(guān)反應(yīng)為①C+H2O(g)CO+H2、②CO+H2OCO2+H2,獲得的氣體稱為水煤氣。某研究性學(xué)習(xí)小組為探究氣體的成分,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
[實(shí)驗(yàn)]　使水蒸氣通過灼熱的焦炭,收集反應(yīng)后流出的氣體。
[提出假設(shè)]　對(duì)氣體的成分提出了三種假設(shè)。
假設(shè)1:該氣體是CO、H2、H2O。
假設(shè)2:該氣體是CO2、H2、H2O。
(1)假設(shè)3:　　　　　　　　　　　　。
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證假設(shè)]
擬用圖中提供的儀器,選擇必要的試劑,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證上述假設(shè)3。(加熱裝置和導(dǎo)管等在圖中略去,實(shí)驗(yàn)前裝置內(nèi)部的空氣已經(jīng)排盡)
(2)按氣流從左至右連接各儀器,用題中小寫字母表示接口的連接順序(儀器可重復(fù)使用):混合氣→dc→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→ij。
(3)儀器A中需要加入的試劑名稱為　　　　　　,其中的反應(yīng)的化學(xué)方程式可能有　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(4)儀器B中需加入試劑的名稱是　　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
(5)本實(shí)驗(yàn)的尾氣需處理,處理的方法為　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　 (1)該氣體是CO、H2、H2O、CO2
(2)ij　gh　ef　ab　dc
(3)氧化銅(或其他合理答案)　CuO+H2Cu+H2O、CuO+COCu+CO2
(4)無水硫酸銅　檢驗(yàn)混合氣體中是否有水
(5)可在裝置最后的導(dǎo)氣管口放一燃著的酒精燈將氣體燃燒(或其他合理答案)
解析　 (1)根據(jù)反應(yīng)原理,混合氣體組成存在三種情況,第三種情況的氣體組成為CO、H2、H2O、CO2。(2)為了驗(yàn)證混合氣中含CO、H2、H2O、CO2,實(shí)驗(yàn)儀器的先后連接順序?yàn)闄z驗(yàn)水分→檢驗(yàn)二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水分→還原裝置→檢驗(yàn)水分→檢驗(yàn)二氧化碳,儀器連接順序?yàn)榛旌蠚怏w→dc→ij→gh→ef→ab→dc→ij。(3)儀器A用于檢驗(yàn)氫氣和一氧化碳,可以選用氧化銅,利用氫氣、一氧化碳加熱還原氧化銅完成檢驗(yàn),反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+H2Cu+H2O,CuO+COCu+CO2。(4)白色的無水硫酸銅遇水后變?yōu)樗{(lán)色,所以可在裝置B中加入無水硫酸銅(CuSO4),通過觀察顏色是否改變來確定混合氣體中是否有水蒸氣。(5)一氧化碳有毒,直接排放到空氣中會(huì)污染環(huán)境,可在裝置最后的導(dǎo)管口處放一個(gè)點(diǎn)燃的酒精燈,利用燃燒的方法消除CO的污染等。
19.Ⅰ.煤是一種重要能源,工業(yè)上常把煤進(jìn)行氣化和液化處理,變?yōu)榍鍧嵞茉础Ｓ伤魵夂蜔霟岬臒o煙煤作用可得水煤氣,水煤氣是混合氣體,主要由兩種無色無味氣體組成,是重要的工業(yè)原料。
(1)在工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時(shí),燃料層的溫度會(huì)下降,這說明　　　　。
(2)提出猜想:水煤氣的成分可能是①　　　　和氫氣,②　　　　和氫氣(填化學(xué)式);提出以上猜想的依據(jù)是　　　　。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):請(qǐng)從下列裝置中選擇一種,設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)證明猜想。
(3)你選擇的裝置是(填字母代號(hào))　　　　。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:如果　　　　,那么猜想　　　　(填猜想的編號(hào))合理。
Ⅱ.煤的干餾、氣化和液化是實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用的主要途徑,主要產(chǎn)物及轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:
(5)途徑Ⅰ是煤的　　　　,屬于　　　　變化(填“物理”或“化學(xué)”)。
(6)途徑Ⅱ用化學(xué)方程式可表示為　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　;
在此基礎(chǔ)上,由水煤氣可進(jìn)一步合成甲醇(CH3OH),則合成甲醇所需的CO 和H2的體積比是　　　　。
(7)煤直接燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化硫,下圖表示“雙堿法”煙氣脫硫過程:
①方框內(nèi)的物質(zhì)是　　　　,可循環(huán)利用的物質(zhì)是　　　　(填化學(xué)式)。
②從物質(zhì)類別視角看,SO2屬于酸性氧化物,上述流程中能體現(xiàn)該性質(zhì)的離子方程式為　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
③上述流程的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　(寫出一點(diǎn)即可)。
答案　Ⅰ.(1)碳和水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
(2)CO　CO2　化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變
(3)B　(4)澄清石灰水不變渾濁　①
Ⅱ.(5)干餾　化學(xué)
(6)C+H2O(g)CO+H2　1∶2
(7)①CaSO3　NaOH　②SO2+2OH-===S+H2O　③污染物零排放(合理即可)
解析　Ⅰ.(1)因碳和水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則隨著反應(yīng)的進(jìn)行燃料層的溫度會(huì)下降;(2)碳和水蒸氣的反應(yīng),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,元素的種類在化學(xué)反應(yīng)前后沒有變化,由此可以推測(cè)水煤氣的成分可能是CO和氫氣或CO2和氫氣;(3)二氧化碳一般用澄清石灰水檢驗(yàn);(4)如果石灰水不變渾濁,那么成分是CO和氫氣;如果石灰水變渾濁,那么成分是CO2和氫氣。Ⅱ.(5)由圖可知,途徑Ⅰ是煤的干餾,干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解,屬于化學(xué)變化。(6)途徑Ⅱ?yàn)槊号c水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成CO和H2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+H2O(g)CO+H2;在此基礎(chǔ)上,由水煤氣可進(jìn)一步合成甲醇(CH3OH),反應(yīng)的方程式為CO+2H2CH3OH,則合成甲醇所需的CO和H2的體積比是1∶2。(7)二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水,亞硫酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣和氫氧化鈉,亞硫酸鈣經(jīng)過一系列處理得到石膏。①由分析可知,亞硫酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣和氫氧化鈉,因此方框內(nèi)的物質(zhì)是CaSO3,可循環(huán)利用的物質(zhì)是NaOH。②酸性氧化物能與堿反應(yīng)生成鹽和水,因此上述流程中能體現(xiàn)二氧化硫是酸性氧化物的離子方程式為SO2+2OH-===S+H2O。③由分析可知,過程中不產(chǎn)生污染性物質(zhì),因此上述流程的優(yōu)點(diǎn)是污染物零排放。基礎(chǔ)課時(shí)22　煤、石油和天然氣的綜合利用
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.了解煤、石油、天然氣的組成。2.了解煤、石油、天然氣的綜合利用及意義。3.了解節(jié)約能源及防止污染的重要性。
一、煤和天然氣的綜合利用
1.煤的組成
煤是由　　　　和少量　　　　組成的復(fù)雜混合物,其組成以　　　　元素為主,還含有少量氫、氧、　　　　、　　　　等元素。
2.煤的綜合利用
(1)
(2)
(3)
3.天然氣的綜合利用
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.中國是世界上最早利用天然氣作燃料的國家。天然氣的主要成分是 (　　)
A.H2 B.CO
C.CH4 D.CO2
2.于謙在《詠煤炭》中寫道:“鑿開混沌得烏金,蓄藏陽和意最深,爝火燃回春浩浩,洪爐照破夜沉沉……”,下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是 (　　)
A.煤的干餾是化學(xué)變化,煤的液化是物理變化
B.煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物
C.煤燃燒前的脫硫處理是為了防止污染空氣
D.煤經(jīng)過氣化和液化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料
3.有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.煤和水煤氣都屬于化石燃料
B.煤中含有出爐煤氣、煤焦油、焦炭等物質(zhì)
C.①是將煤在空氣中加強(qiáng)熱使其分解的過程
D.②是煤的氣化方式之一
二、石油的綜合利用　化石能源與合成高分子材料
(一)知識(shí)梳理
1.石油的組成
石油是由多種　　　　　　組成的混合物,成分復(fù)雜,沒有固定的熔、沸點(diǎn)。
2.石油的綜合利用途徑
利用石油中各組分　　　　的不同進(jìn)行分離的過程
獲得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的輕質(zhì)油
概念 將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的烴分裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的烴的過程
目的 提高優(yōu)質(zhì)、輕質(zhì)液體燃料如　　　的產(chǎn)量
概念 裂解就是深度裂化
目的 得到　　　　、丙烯、甲烷等重要化工基本原料
概念 在加熱和催化劑的作用下,通過結(jié)構(gòu)的調(diào)整,使　　　　轉(zhuǎn)化為　　　　的過程
目的 獲得苯、甲苯等產(chǎn)品
3.以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料
(1)三大合成材料:　　　　、　　　　、　　　　　　　　　　　　,
這三大合成材料,主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。
(2)合成材料的大量生產(chǎn)和使用,急劇增加的廢棄物對(duì)人類社會(huì)造成巨大的環(huán)境壓力。
(二)互動(dòng)探究
我國的煤炭資源相對(duì)比較豐富,加快“煤制油”的發(fā)展,對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。下圖是煤間接液化的典型流程示意圖。
【問題討論】
問題1　煤的氣化、液化是物質(zhì)三態(tài)(氣、液、固)之間的變化嗎 為什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　如圖中由石油獲得相應(yīng)產(chǎn)品的方法是什么 該方法是物理變化還是化學(xué)變化 得到的各種分餾產(chǎn)品是純凈物嗎
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　石油裂化是為了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
1.煤和石油的綜合利用
(1)煤的干餾、氣化、液化均發(fā)生的是化學(xué)變化。
(2)石油分餾屬于物理變化,由于石油中有些物質(zhì)的沸點(diǎn)很接近,所以分餾產(chǎn)物一般為混合物。常壓蒸餾的原料為石油,減壓蒸餾的原料為重油。分餾時(shí)沸點(diǎn)低(相對(duì)分子質(zhì)量小)的烴類先汽化,沸點(diǎn)高(相對(duì)分子質(zhì)量大)的烴類后汽化。
(3)石油分餾所得汽油為直餾汽油,多為飽和烴。石油裂化所得汽油叫裂化汽油,其中含有不飽和烴,能與鹵素單質(zhì)反應(yīng)。
(4)裂化是為了提高汽油等的產(chǎn)量和質(zhì)量,而裂解采用比裂化更高的溫度,是為了獲得大量的乙烯、丙烯等不飽和氣體產(chǎn)物作化工原料。
2.化學(xué)“六氣”的主要成分
高爐 煤氣 水煤 氣 天然 氣 液化 石油氣 焦?fàn)t氣 裂解氣
主要 成分 CO、 CO2 H2、 CO CH4 C3H8、 C4H10 H2、CH4、 C2H4、CO C2H4、C3H6、 C4H8、CH4
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.工業(yè)上獲得汽油的化學(xué)方法主要是 (　　)
A.催化裂化 B.石油的裂解
C.石油的分餾 D.煤的干餾
2.下列說法正確的是 (　　)
A.石油的煉制過程都是化學(xué)變化過程
B.石油分餾出來的各餾分仍是多種烴的混合物
C.石油經(jīng)過常、減壓分餾、裂化等工序煉制后即能制得純凈物
D.石油分餾的目的是將含碳原子數(shù)較多的烴先氣化,再經(jīng)冷凝而分離出來
3.下列說法中錯(cuò)誤的是 (　　)
A.石油中含有C5~C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油
B.含C20以上的烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油
C.煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物
D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來
:課后完成　第八章　基礎(chǔ)課時(shí)22(共64張PPT)
第一節(jié)　自然資源的開發(fā)利用
基礎(chǔ)課時(shí) 　煤、石油和天然氣的綜合利用
22
第八章
化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展
1.了解煤、石油、天然氣的組成。
2.了解煤、石油、天然氣的綜合利用及意義。
3.了解節(jié)約能源及防止污染的重要性。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、煤和天然氣的綜合利用
二、石油的綜合利用　化石能源與合成高分子材料
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓(xùn)練
一、煤和天然氣的綜合利用
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
1.煤的組成
煤是由________和少量________組成的復(fù)雜混合物,其組成以____元素為主,還含有少量氫、氧、____、____等元素。
有機(jī)物
無機(jī)物
碳
氮
硫
2.煤的綜合利用
隔絕空氣
粗苯
焦炭
可燃性氣體
3.天然氣的綜合利用
氫氣
CO
甲醇
CH4
化石燃料
氨
甲醇
1.中國是世界上最早利用天然氣作燃料的國家。天然氣的主要成分是 (　　)
A.H2 B.CO
C.CH4 D.CO2
解析　天然氣的主要成分是甲烷,其化學(xué)式為CH4。
C
2.于謙在《詠煤炭》中寫道:“鑿開混沌得烏金,蓄藏陽和意最深,爝火燃回春浩浩,洪爐照破夜沉沉……”,下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是 (　　)
A.煤的干餾是化學(xué)變化,煤的液化是物理變化
B.煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物
C.煤燃燒前的脫硫處理是為了防止污染空氣
D.煤經(jīng)過氣化和液化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料
A
解析　A項(xiàng),煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程,是化學(xué)變化;煤的液化是把煤和氫氣作用生成液態(tài)燃料或?qū)⒚合绒D(zhuǎn)化為CO和氫氣,然后在催化劑作用下合成甲醇等,是化學(xué)變化;B項(xiàng),煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物;C項(xiàng),煤中含有硫元素,燃燒煤時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化硫,煤燃燒前的脫硫處理是為了防止污染空氣;D項(xiàng),煤的氣化將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程,煤的液化是把煤和氫氣作用生成液態(tài)燃料或?qū)⒚合绒D(zhuǎn)化為CO和氫氣,然后在催化劑作用下合成甲醇等,煤經(jīng)過氣化和液化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料。
3.有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.煤和水煤氣都屬于化石燃料
B.煤中含有出爐煤氣、煤焦油、焦炭等物質(zhì)
C.①是將煤在空氣中加強(qiáng)熱使其分解的過程
D.②是煤的氣化方式之一
解析　水煤氣屬于二次能源,不是化石燃料,A錯(cuò)誤; 煤干餾后能得到這些物質(zhì),但煤本身并不含這些物質(zhì),B錯(cuò)誤; ①是煤的干餾,但不能在空氣中,需隔絕空氣,C錯(cuò)誤; 煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程,煤干餾得到的焦炭和水蒸氣在高溫下生成水煤氣是煤的氣化方式之一,D正確。
D
二、石油的綜合利用　
化石能源與合成高分子材料
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
(一)知識(shí)梳理
1.石油的組成
石油是由多種____________組成的混合物,成分復(fù)雜,沒有固定的熔、沸點(diǎn)。
碳?xì)浠衔?br/>2.石油的綜合利用途徑
分餾 概念 利用石油中各組分______的不同進(jìn)行分離的過程
目的 獲得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的輕質(zhì)油
裂化 概念 將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的烴分裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的烴的過程
目的 提高優(yōu)質(zhì)、輕質(zhì)液體燃料如______的產(chǎn)量
裂解 概念 裂解就是深度裂化
目的 得到______、丙烯、甲烷等重要化工基本原料
催化 重整 概念 在加熱和催化劑的作用下,通過結(jié)構(gòu)的調(diào)整,使________轉(zhuǎn)化為________的過程
目的 獲得苯、甲苯等產(chǎn)品
沸點(diǎn)
汽油
乙烯
鏈狀烴
環(huán)狀烴
3.以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料
(1)三大合成材料:______、__________、__________,這三大合成材料,主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。
(2)合成材料的大量生產(chǎn)和使用,急劇增加的廢棄物對(duì)人類社會(huì)造成巨大的環(huán)境壓力。
塑料
合成橡膠
合成纖維
(二)互動(dòng)探究
我國的煤炭資源相對(duì)比較豐富,加快“煤制油”的發(fā)展,對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。下圖是煤間接液化的典型流程示意圖。
【問題討論】
問題1　煤的氣化、液化是物質(zhì)三態(tài)(氣、液、固)之間的變化嗎 為什么
提示　不是,物質(zhì)三態(tài)之間的變化是物理變化,煤的氣化、液化是化學(xué)變化。
問題2　如圖中由石油獲得相應(yīng)產(chǎn)品的方法是什么 該方法是物理變化還是化學(xué)變化 得到的各種分餾產(chǎn)品是純凈物嗎
提示　圖中由石油獲得相應(yīng)產(chǎn)品的方法是分餾,屬于物理變化,所得產(chǎn)品是混合物。
問題3　石油裂化是為了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是什么
提示　裂化汽油中含有烯烴,能與Br2發(fā)生加成反應(yīng),可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
【探究歸納】
1.煤和石油的綜合利用
(1)煤的干餾、氣化、液化均發(fā)生的是化學(xué)變化。
(2)石油分餾屬于物理變化,由于石油中有些物質(zhì)的沸點(diǎn)很接近,所以分餾產(chǎn)物一般為混合物。常壓蒸餾的原料為石油,減壓蒸餾的原料為重油。分餾時(shí)沸點(diǎn)低(相對(duì)分子質(zhì)量小)的烴類先汽化,沸點(diǎn)高(相對(duì)分子質(zhì)量大)的烴類后汽化。
(3)石油分餾所得汽油為直餾汽油,多為飽和烴。石油裂化所得汽油叫裂化汽油,其中含有不飽和烴,能與鹵素單質(zhì)反應(yīng)。
(4)裂化是為了提高汽油等的產(chǎn)量和質(zhì)量,而裂解采用比裂化更高的溫度,是為了獲得大量的乙烯、丙烯等不飽和氣體產(chǎn)物作化工原料。
2.化學(xué)“六氣”的主要成分
高爐煤氣 水煤氣 天然氣 液化石油氣 焦?fàn)t氣 裂解氣
主要 成分 CO、CO2 H2、CO CH4 C3H8、C4H10 H2、CH4、C2H4、CO C2H4、C3H6、C4H8、CH4
1.工業(yè)上獲得汽油的化學(xué)方法主要是 (　　)
A.催化裂化 B.石油的裂解
C.石油的分餾 D.煤的干餾
解析　石油的裂解是深度裂化,是以獲得乙烯、丙烯等短鏈不飽和烴為主要目的的石油加工過程;石油分餾為物理方法;煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱,得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣和粗氨水等多種化工產(chǎn)品的過程。
A
2.下列說法正確的是 (　　)
A.石油的煉制過程都是化學(xué)變化過程
B.石油分餾出來的各餾分仍是多種烴的混合物
C.石油經(jīng)過常、減壓分餾、裂化等工序煉制后即能制得純凈物
D.石油分餾的目的是將含碳原子數(shù)較多的烴先氣化,再經(jīng)冷凝而分離出來
解析　A項(xiàng),石油的分餾是物理變化過程;B項(xiàng),石油分餾出來的各餾分是沸點(diǎn)在一定范圍內(nèi)的多種烴的混合物;C項(xiàng),石油經(jīng)過常、減壓分餾、裂化等工序煉制后不能制得純凈物,仍是沸點(diǎn)在一定范圍內(nèi)的多種成分的混合物;D項(xiàng),含碳原子數(shù)較少的烴沸點(diǎn)低、先氣化,石油分餾的目的是將含碳原子數(shù)較少的烴先氣化,再經(jīng)冷凝而分離出來。
B
3.下列說法中錯(cuò)誤的是 (　　)
A.石油中含有C5~C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油
B.含C20以上的烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油
C.煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物
D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來
解析　石油可以通過分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)液體燃料,但產(chǎn)量不高,通常采用裂化的方法,提高汽油的產(chǎn)量。煤是由有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,主要含碳元素,還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素,并不含苯和甲苯。
D
課后鞏固訓(xùn)練
A級(jí)　合格過關(guān)練
選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意
(一)煤和天然氣的綜合利用
1.下列不屬于煤的綜合利用的是(　　)
A.將煤干餾制得煤焦油和焦炭
B.在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料
C.煤變?yōu)槊猴?br/>D.將煤氣化為可燃性氣體
C
解析　將煤干餾制得煤焦油和焦炭,在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料,將煤氣化為可燃性氣體,均屬于煤的綜合利用;將煤變?yōu)槊猴?只是其物理形態(tài)發(fā)生了改變,并未改變其成分及結(jié)構(gòu),不屬于煤的綜合利用。
2.煤被譽(yù)為“工業(yè)的糧食”,下列關(guān)于煤的說法正確的是 (　　)
A.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烴
B.煤的液化是在高溫時(shí)將固體煤熔化為液體煤
C.煤的氣化在一定程度上實(shí)現(xiàn)了煤的高效、清潔利用
D.向煤中加入適量CaSO4,可大大減少燃燒產(chǎn)物中SO2的量
解析　A項(xiàng),煤干餾可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烴,但煤本身不含有這些芳香烴,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),煤的液化是煤在高溫高壓的條件下轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程,分為直接液化和間接液化,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),煤氣化生成CO、H2,CO和H2的燃燒高效、清潔,C正確;D項(xiàng),向煤中加入適量CaCO3、CaO或Ca(OH)2,可大大減少燃燒產(chǎn)物中SO2的量,D錯(cuò)誤。
C
3.我國在“煤變油”技術(shù)上已取得了重大突破,達(dá)到5噸煤可以合成1噸成品油的水平。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.煤的組成元素主要是C,還含有少量的H、N、S、O等元素
B.“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機(jī)物
C.煤之所以能變“油”,是因?yàn)槊褐泻写罅康钠汀⒉裼秃兔航褂?br/>D.煤變成成品油需要經(jīng)過一系列工藝流程,發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化才能實(shí)現(xiàn)
C
解析　A項(xiàng),煤是復(fù)雜的無機(jī)物和有機(jī)物組成的混合物,組成元素主要是C,還含有少量的H、N、S、O等元素;B項(xiàng),“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機(jī)物,即煤的液化;C項(xiàng),煤中沒有汽油、柴油和煤焦油,煤干餾后才能得到煤焦油;D項(xiàng),煤變成成品油需要經(jīng)過一系列工藝流程,發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化才能實(shí)現(xiàn),常見的加工工藝有煤的液化、煤的氣化等。
4.下列說法不正確的是 (　　)
A.天然氣的主要成分甲烷是高效、較潔凈的燃料
B.石油的分餾、煤的氣化和液化都是物理變化
C.石油的裂化主要是為了得到更多的輕質(zhì)油
D.廚余垃圾中蘊(yùn)藏著豐富的生物質(zhì)能
解析　煤的氣化和液化是化學(xué)變化。
B
5.下列關(guān)于煤和石油的說法不正確的是 (　　)
①石油是混合物,其分餾產(chǎn)品煤油為純凈物
②煤油可由石油分餾獲得,可用作燃料和保存少量金屬鈉
③煤經(jīng)過氣化和液化等物理變化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料
④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量
⑤煤的干餾屬于化學(xué)變化
⑥煤是工業(yè)上獲得芳香烴的一種重要來源
⑦通過煤的干餾,可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦?fàn)t氣等產(chǎn)品
A.①③ B.②④⑥ C.①②⑤ D.③④⑦
A
解析　石油是混合物,其分餾產(chǎn)品煤油仍為混合物,故①錯(cuò)誤;煤油可由石油分餾獲得,可用作燃料,煤油的密度比鈉小,故能用于保存金屬鈉,故②正確;煤的氣化和液化有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,故③錯(cuò)誤;石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量,故④正確;煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程,是化學(xué)變化,故⑤正確;煤的干餾可以獲得芳香烴,故煤是獲得芳香烴的一種重要來源,故⑥正確;通過煤的干餾,可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦?fàn)t氣等產(chǎn)品,故⑦正確。
(二)石油的綜合利用　化石能源與合成高分子材料
6.關(guān)于煤和石油的綜合利用,下列說法正確的是(　　)
A.煤中含有甲苯、二甲苯等有機(jī)物,可以通過干餾得到
B.以煤為主要原料,可以合成甲醇
C.石油裂化的目的是獲取短鏈不飽和氣態(tài)烴
D.石油裂化生產(chǎn)的汽油不能使溴水褪色
解析　煤中不含甲苯、二甲苯,它們是煤干餾后的產(chǎn)物,故A錯(cuò)誤;煤可以通過間接液化合成甲醇,B正確;石油裂化的目的是獲取更多更好的輕質(zhì)液體燃料,故C錯(cuò)誤;裂化汽油中含有烯烴,能使溴水褪色,故D錯(cuò)誤。
B
7.下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量
B.含C20以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油
C.石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴
D.石油裂化和裂解都屬于物理變化
解析　含C20以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油,故B正確;石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴,乙烯、丙烯是重要的有機(jī)化工原料,故C正確;石油的裂化和裂解實(shí)際上都是烴的分解反應(yīng),都屬于化學(xué)變化,故D錯(cuò)誤。
D
8.下列說法不正確的是 (　　)
A.石油的減壓蒸餾可以得到重柴油、潤滑油、石蠟、燃料油等餾分
B.等體積的甲烷與氯氣混合,在光照下反應(yīng)只生成一氯甲烷和氯化氫
C.天然氣是清潔的化石能源,也可作為化工原料用于合成甲醇
D.煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣
B
解析　重柴油、潤滑油、石蠟和燃料油均屬于重油,物質(zhì)的沸點(diǎn)較高,蒸餾時(shí)應(yīng)注意防止炭化結(jié)焦現(xiàn)象,為降低沸點(diǎn),可用減壓蒸餾,A正確;取代反應(yīng)是逐步進(jìn)行的,等體積的甲烷與氯氣混合,在光照條件下發(fā)生反應(yīng),能生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氫,而不是只產(chǎn)生一氯甲烷一種取代產(chǎn)物,B錯(cuò)誤;天然氣主要成分是CH4,燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O,是清潔的化石能源。天然氣也可用作化工原料,以天然氣為原料加工的產(chǎn)品主要有合成氨、甲醇、炭黑等,C正確;煤干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程。通過煤的干餾,可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣等多種物質(zhì),D正確。
A.過程①主要發(fā)生物理變化
B.分餾產(chǎn)品有固定熔沸點(diǎn)
C.過程②包括裂化、裂解等化學(xué)變化
D.過程③屬于加成反應(yīng)
解析　A項(xiàng),過程①為石油的分餾,分餾是利用沸點(diǎn)不同將物質(zhì)進(jìn)行分離,為物理變化;B項(xiàng),石油分餾得到的分餾產(chǎn)品為混合物,無固定熔沸點(diǎn);C項(xiàng),裂化、裂解過程是將大分子的烴轉(zhuǎn)化為小分子的烴,過程中產(chǎn)生乙烯,因此過程②包括裂化、裂解等化學(xué)變化;D項(xiàng),過程③為乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)得到CH2BrCH2Br。
B
10.石油蒸餾裝置如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.儀器W的名稱:圓底燒瓶
B.碎瓷片的作用:催化劑
C.冷卻水的流向:X進(jìn)水,Y出水
D.收集到的60~150 ℃的餾分為混合物
解析　儀器W的名稱是蒸餾燒瓶,A錯(cuò)誤;碎瓷片的作用是防止暴沸,不是催化劑,B錯(cuò)誤;冷凝管中冷卻水從下口通入,上口流出,故X是出水口,Y是進(jìn)水口,C錯(cuò)誤;石油分餾得到汽油、煤油、柴油等餾分,都是多種烴的混合物,D正確。
D
11.某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬石油的催化裂化,裝置如圖。實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到燒瓶Ⅰ中固體石蠟先熔化,試管Ⅱ中有少量液體凝結(jié),試管Ⅲ中酸性高錳酸鉀溶液褪色,實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)試管Ⅱ中液體具有汽油的氣味。
(1)該裝置儀器連接的順序應(yīng)遵循的原則為　　　　　　　　　　,加入試劑之前的操作為　　　　　　　　　,長導(dǎo)管的作用是　　　　　　　　。
(2)試管 Ⅱ 中有少量液體凝結(jié)說明　　　　　　　　　　　　　 　　。
(3)試管 Ⅲ 中溶液褪色說明　　　　　　　　　　　 　　　　。
(4)能否用試管 Ⅱ 中的液體萃取溴水中的溴,理由是_________________________
_____________________。
(5)寫出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　。
(6)石油裂化的重要意義是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　。
從下往上,從左往右
檢驗(yàn)裝置的氣密性
導(dǎo)氣和冷凝氣體
裂化生成了碳原子數(shù)大于4的烴
裂化生成了碳原子數(shù)小于5的烯烴
不能,裂化產(chǎn)物中有烯烴,
易與溴發(fā)生加成反應(yīng)
提高石油產(chǎn)品中輕質(zhì)燃油的產(chǎn)量,特別是汽油的產(chǎn)量和
質(zhì)量
解析　(1)實(shí)驗(yàn)室儀器連接的順序應(yīng)遵循從下往上、從左到右的原則,裝入試劑之前要檢驗(yàn)裝置的氣密性;依據(jù)石油分餾塔原理,設(shè)置了長導(dǎo)管,除起導(dǎo)氣作用外,兼起冷凝氣體的作用。(2)試管Ⅱ中有液體生成,說明生成了碳原子數(shù)大于4的烴。(3)試管Ⅲ中酸性KMnO4溶液褪色說明生成了常溫、常壓下呈氣態(tài)的碳原子數(shù)小于5的烯烴。(4)由于裂化產(chǎn)物中有烯烴生成,易與溴發(fā)生加成反應(yīng),所以不能用試管Ⅱ中的液體來萃取鹵素單質(zhì)。(6)從以上變化可以看出,石油裂化的主要目的是獲得更多的輕質(zhì)燃油,特別是提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量。
A.煤的氣化可以減少煤直接燃燒對(duì)環(huán)境造成的粉塵污染
B.第一個(gè)反應(yīng)需要吸熱,所以煤的氣化從能量角度來看,得不償失
C.煤氣化后作為燃料,燃燒充分,熱利用率高
D.上述兩個(gè)反應(yīng),反應(yīng)后的混合氣體中除去CO、CO2后主要就是合成氨的兩種原料氣體
B
13.下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油
B.石油是混合物,其分餾產(chǎn)品汽油也為混合物
C.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來
D.石油中含有C5~C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油
C
解析　A項(xiàng),C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到短鏈烴,如汽油;B項(xiàng),汽油分子中的碳原子數(shù)一般在C5~C11范圍內(nèi),屬于混合物;C項(xiàng),煤中并不含有苯和甲苯,煤經(jīng)過干餾發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化后得到煤焦油等物質(zhì),煤焦油是含有多種芳香族化合物的復(fù)雜混合物,在170 ℃以下蒸餾出來的餾出物里主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等;D項(xiàng),石油中含有C5~C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油。
14.中科院研制出一種多功能催化劑,首次實(shí)現(xiàn)將CO2轉(zhuǎn)化為汽油(主要成分是C5~C11的烴類混合物),過程示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.該技術(shù)能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的戰(zhàn)略愿景
B.該多功能催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率
C.a和b的一氯代物均有4種
D.反應(yīng)①的產(chǎn)物中含有水,反應(yīng)②只有碳?xì)滏I的形成
D
解析　由示意圖可知,在多功能催化劑的作用下,二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成汽油和水,反應(yīng)能消耗二氧化碳,減少二氧化碳的排放,從而達(dá)到“碳中和”的戰(zhàn)略愿景,A正確;多功能催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率,B正確;由示意圖可知,a和b兩者的一氯代物都有4種,故C正確;由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)①的產(chǎn)物為一氧化碳和水,反應(yīng)②有碳?xì)滏I、碳碳單鍵和氫氧鍵的形成,D錯(cuò)誤。
15.對(duì)煤干餾并檢驗(yàn)其中部分產(chǎn)物,裝置(夾持裝置已略)如圖所示。下列說法不正確的是 (　　)
A.煤的干餾過程發(fā)生了復(fù)雜的物理、化學(xué)變化
B.向b裝置的水層中滴入紫色石蕊溶液,溶液變藍(lán)
C.c裝置可檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體中一定含有H2S
D.e裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色
C
解析　煤的干餾是隔絕空氣加強(qiáng)熱發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化的過程,主要產(chǎn)物有焦炭、焦?fàn)t氣、粗氨水、粗苯、煤焦油等,故A正確;煤的干餾產(chǎn)物中有氨生成,氨進(jìn)入b裝置極易溶于水生成一水合氨,溶液呈堿性,則向b裝置的水層中滴入紫色石蕊溶液,溶液變藍(lán),故B正確;焦?fàn)t氣中生成的乙烯氣體等也可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色,不一定是硫化氫,故C錯(cuò)誤;焦?fàn)t氣中含氫氣、一氧化碳等還原性氣體,可以還原氧化銅生成單質(zhì)銅,e裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色,故D正確。
16.用石油和煤可以得到有機(jī)化工生產(chǎn)中需要的眾多原料,例如由石油得到的乙烯和由煤得到的苯可制聚苯乙烯。生產(chǎn)過程如下:
下列說法不正確的是 (　　)
A.通過裂解可以從石油中獲得更多的乙烯
B.通過煤的干餾不能直接得到純凈的苯
C.反應(yīng)①為加成反應(yīng)
D.反應(yīng)③為加聚反應(yīng),得到的產(chǎn)物為純凈物,有固定的熔點(diǎn)
D
解析　A項(xiàng),石油裂解是為了得到更多的有機(jī)化工原料(如乙烯等);B項(xiàng),通過煤的干餾只能得到苯和苯的同系物的混合物,還要進(jìn)行分餾才能得到純凈的苯;C項(xiàng),根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)可知①為加成反應(yīng);D項(xiàng),反應(yīng)③為加聚反應(yīng),產(chǎn)物為混合物,無固定的熔沸點(diǎn)。
17.某研究性學(xué)習(xí)小組所做的石蠟油(17個(gè)碳原子以上的烷烴)分解實(shí)驗(yàn)如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是 (　　)
A.裝置Ⅱ中逸出的氣體通入高錳酸鉀溶液,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.石蠟油分解生成的氣體中只有烯烴
C.十八烷完全分解為乙烷和最多乙烯時(shí),二者物質(zhì)的量之比為1∶8
D.裝置Ⅰ中硫酸鋁和碎瓷片都是催化劑
B
解析　裝置Ⅰ中發(fā)生石蠟油的分解實(shí)驗(yàn),裝置Ⅱ中用冰水冷凝產(chǎn)物,裝置Ⅲ中為酸性高錳酸鉀溶液,檢驗(yàn)還原性烯烴的存在。A項(xiàng),裝置Ⅱ中逸出的氣體通入高錳酸鉀溶液,烯烴將發(fā)生氧化反應(yīng);B項(xiàng),石蠟油發(fā)生的是裂解反應(yīng),所以分解生成的氣體中既有烯烴,又有烷烴;C項(xiàng),十八烷完全分解為乙烷和最多乙烯時(shí),按每兩個(gè)碳原子作為一組,將碳碳單鍵打斷,共可斷為9截,其中8截為乙烯,一截為乙烷,乙烷與乙烯物質(zhì)的量之比為1∶8;D項(xiàng),裝置Ⅰ中硫酸鋁和碎瓷片都是催化劑。
[實(shí)驗(yàn)]　使水蒸氣通過灼熱的焦炭,收集反應(yīng)后流出的氣體。
[提出假設(shè)]　對(duì)氣體的成分提出了三種假設(shè)。
假設(shè)1:該氣體是CO、H2、H2O。
假設(shè)2:該氣體是CO2、H2、H2O。
(1)假設(shè)3:　　　　　　　　　　　　　　　　。
該氣體是CO、H2、H2O、CO2
解析　 (1)根據(jù)反應(yīng)原理,混合氣體組成存在三種情況,第三種情況的氣體組成為CO、H2、H2O、CO2。
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證假設(shè)]
擬用圖中提供的儀器,選擇必要的試劑,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證上述假設(shè)3。(加熱裝置和導(dǎo)管等在圖中略去,實(shí)驗(yàn)前裝置內(nèi)部的空氣已經(jīng)排盡)
(2)按氣流從左至右連接各儀器,用題中小寫字母表示接口的連接順序(儀器可重復(fù)使用):混合氣→dc→　　　→　　　→　　　→　　　→　　　→ij。
(3)儀器A中需要加入的試劑名稱為　　　　　　　　　　　　,其中的反應(yīng)的化學(xué)方程式可能有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
(4)儀器B中需加入試劑的名稱是　　　　　　,其作用是_____________________。
(5)本實(shí)驗(yàn)的尾氣需處理,處理的方法為　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　。
ij
gh
ef
ab
dc
氧化銅(或其他合理答案)
無水硫酸銅
檢驗(yàn)混合氣體中是否有水
可在裝置最后的導(dǎo)氣管口放一燃著的酒精燈
將氣體燃燒(或其他合理答案)
19.Ⅰ.煤是一種重要能源,工業(yè)上常把煤進(jìn)行氣化和液化處理,變?yōu)榍鍧嵞茉础Ｓ伤魵夂蜔霟岬臒o煙煤作用可得水煤氣,水煤氣是混合氣體,主要由兩種無色無味氣體組成,是重要的工業(yè)原料。
(1)在工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時(shí),燃料層的溫度會(huì)下降,這說明
　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)提出猜想:水煤氣的成分可能是①　　　　和氫氣,②　　　　和氫氣(填化學(xué)式);提出以上猜想的依據(jù)是　　　　　　　　　　　　　　。
碳和水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
CO
CO2
化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):請(qǐng)從下列裝置中選擇一種,設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)證明猜想。
(3)你選擇的裝置是(填字母代號(hào))　　　　。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:如果　　　　　　　　　　,那么猜想　　　　(填猜想的編號(hào))合理。
B
澄清石灰水不變渾濁
①
解析　Ⅰ.(1)因碳和水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則隨著反應(yīng)的進(jìn)行燃料層的溫度會(huì)下降;(2)碳和水蒸氣的反應(yīng),根據(jù)質(zhì)量守恒定律,元素的種類在化學(xué)反應(yīng)前后沒有變化,由此可以推測(cè)水煤氣的成分可能是CO和氫氣或CO2和氫氣;(3)二氧化碳一般用澄清石灰水檢驗(yàn);(4)如果石灰水不變渾濁,那么成分是CO和氫氣;如果石灰水變渾濁,那么成分是CO2和氫氣。
Ⅱ.煤的干餾、氣化和液化是實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用的主要途徑,主要產(chǎn)物及轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:
(5)途徑Ⅰ是煤的　　　　,屬于　　　　變化(填“物理”或“化學(xué)”)。
(6)途徑Ⅱ用化學(xué)方程式可表示為　　　　　　　　　　　 　;
在此基礎(chǔ)上,由水煤氣可進(jìn)一步合成甲醇(CH3OH),則合成甲醇所需的CO 和H2的體積比是　　　　。
干餾
化學(xué)
1∶2
(7)煤直接燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化硫,下圖表示“雙堿法”煙氣脫硫過程:
①方框內(nèi)的物質(zhì)是　　　　,可循環(huán)利用的物質(zhì)是　　　　(填化學(xué)式)。
②從物質(zhì)類別視角看,SO2屬于酸性氧化物,上述流程中能體現(xiàn)該性質(zhì)的離子方程式為　　　　　　　　　　　 　。
③上述流程的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　 　　(寫出一點(diǎn)即可)。
CaSO3
NaOH
SO2+2OH-===S+H2O
污染物零排放(合理即可)

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