2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 第二單元 化學(xué)與資源開發(fā)利用 課題3 石油、煤和天然氣的綜合利用教學(xué)案 新人教版選修2.doc

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課題3 石油、煤和天然氣的綜合利用 石油和天然氣 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1．石油的煉制和石油化工 (1)石油煉制的目的： ①將石油中的混合物進(jìn)行一定程度的分離，使它們物盡其用。 ②將含碳原子數(shù)較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚訑?shù)較少的烴作為基本有機(jī)化工原料，以提高石油的利用價值。 (2)石油煉制和加工的方法： 石油煉制和加工方法 分餾 裂化 裂解 常壓分餾 減壓分餾 熱裂化 催化裂化 原理 用蒸發(fā)和冷凝的方法把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的蒸餾產(chǎn)物 在一定條件下，將相對分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴分解為相對分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴的過程 在高于裂化的溫度下，使長鏈烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴的過程 原料 脫水、脫鹽的原油 重油 重油 石油分餾產(chǎn)品中的烴 目的 將原油分離成輕質(zhì)油 將重油充分分離，并防炭化結(jié)焦 提高輕質(zhì)汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量 獲取短鏈氣態(tài)不飽和烴 主要原品 溶劑油(C5～C8)，汽油(C5～C11)，煤油、柴油、重油 潤滑油、凡士林等 汽油等輕質(zhì)油 乙烯、丙烯、丁烯等 2．天然氣的利用 用途 [跟隨名師解疑難] (1)通過分餾得到的汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油僅占石油產(chǎn)量的25%左右，還不能滿足社會的要求。為了獲得更多的輕質(zhì)油，特別是提高汽油的產(chǎn)量，采用催化裂化的方法。 (2)石油的裂化主要是長鏈烷烴發(fā)生分解的過程，如十六烷的裂化反應(yīng)為C16H34C8H18＋C8H16(此式只表示十六烷裂化的一種情況，實(shí)際裂化過程要復(fù)雜得多，同一種烴在裂化過程中可以發(fā)生不同的分解反應(yīng))。 (3)直餾汽油是石油通過分餾的方法獲得的汽油，其主要成分是烷烴、環(huán)烷烴等；裂化汽油主要是長鏈烷烴裂化后得到的飽和烷烴和不飽和烯烴的液態(tài)混合物。可見直餾汽油與裂化汽油的成分主要的差異在于有無烯烴存在，因此，可用溴水鑒別直餾汽油和裂化汽油。 (4)石油的煉制過程： [剖析典例探技法] [例1]　下列有關(guān)石油加工的敘述中，不正確的是(　　) A．石油分餾所得的餾分仍是混合物 B．石油裂化的原料是石油分餾產(chǎn)品，主要指重油 C．石油裂化的主要目的是獲得更多汽油等輕質(zhì)油 D．石油裂解的產(chǎn)品是液態(tài)輕質(zhì)燃料，如汽油 [名師解析]　石油分餾得到汽油、煤油、柴油、石油氣等，每一種均為混合物；石油裂解的產(chǎn)品是小分子不飽和烴。 [答案]　D [名師點(diǎn)睛] (1)石油是由各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴所組成的混合物；石油分餾的產(chǎn)物仍然是混合物。 (2)石油的分餾是物理變化，而裂解是深度裂化，和裂化同屬于化學(xué)變化，但原料、條件、目的各不相同。 煤的綜合利用 [自讀教材夯基礎(chǔ)] 1．組成成分 主要含碳元素，還含有少量的H、N、S、O等元素，是多種有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。 2．分類 無煙煤、煙煤、褐煤、泥煤等。 3．煤的綜合利用 原理 產(chǎn)品 干餾 將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程 焦炭、煤焦油、出爐煤氣、焦?fàn)t氣 氣化 把煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，主要化學(xué)反應(yīng)為C＋H2O(g)CO＋H2 低熱值氣：CO、H2、相當(dāng)量的N2； 中熱值氣：CO、H2、少量CH4； 高熱值氣：CH4 液化 直接液化 煤＋H2液體燃料 優(yōu)質(zhì)汽油、柴油、芳香烴和副產(chǎn)品燃料氣等 間接液化 煤CO＋H2烴類燃料、醇類燃料及化學(xué)品等 合成汽油、甲醇等 [跟隨名師解疑難] (1)石油的分餾是物理變化，煤的干餾是化學(xué)變化。 (2)煤干餾的條件：一要隔絕空氣，以防止煤燃燒；二要加強(qiáng)熱。 (3)焦?fàn)t氣是煤的干餾產(chǎn)物，含有H2、CH4、C2H4、CO等氣體。 [剖析典例探技法] [例2]　下列說法正確的是(　　) A．把煤加強(qiáng)熱使之分解的過程叫干餾 B．煤的干餾屬于化學(xué)變化 C．煤是工業(yè)上獲得芳香烴的一種重要來源，芳香烴主要存在于煤干餾所得的焦?fàn)t氣中 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 [名師解析]　煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱的過程，選項(xiàng)A中沒有強(qiáng)調(diào)“隔絕空氣”這個重要條件，因此是錯誤的；煤干餾時發(fā)生了分解反應(yīng)，是化學(xué)變化，故選項(xiàng)B正確；煤高溫干餾的產(chǎn)物主要是焦炭，同時得到焦?fàn)t氣、煤焦油、粗氨水等。焦?fàn)t氣的主要成分是H2和CO等氣體，芳香烴主要存在于煤焦油中，故選項(xiàng)C不正確；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，煤焦油在170℃以下蒸餾出來的餾出物中主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等，所以不能說煤中含有苯和甲苯，故選項(xiàng)D不正確。 [答案]　B [名師點(diǎn)睛] (1)煤是由有機(jī)物和無機(jī)物所組成的復(fù)雜的混合物，炭是由碳元素組成的單質(zhì)，二者本質(zhì)上不相同。 (2)煤中不含有苯、萘、蒽等芳香烴，苯、萘、蒽等芳香烴是煤的干餾產(chǎn)物煤焦油中含有的物質(zhì)。 一碳化學(xué) [自讀教材夯基礎(chǔ)] (1)一碳化學(xué)是以分子中只含一個碳原子的化合物(如CO、CH4、CH3OH等)為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學(xué)。也可以說，一碳化工就是新一代的煤化工和天然氣化工。 (2)煤氣化的主要反應(yīng)式： 2C＋O22CO； C＋H2O(g)CO＋H2； CO＋H2O(g)CO2＋H2。 (3)天然氣重整：CH4＋H2O(g)CO＋3H2。 (4)使用不同的催化劑，可以從合成氣制出不同的產(chǎn)物，這就是合成氣化學(xué)，由CH4、CH3OH等含一個碳原子，通過催化反應(yīng)直接生成新的化合物，叫甲烷化學(xué)和甲醇化學(xué)。 (5)CH4不僅是一種重要的清潔燃料，更是一種重要的化工原料。 [剖析典例探技法] [例3]　利用合成氣(H2＋CO)生產(chǎn)汽油、甲醇和氨等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，合成氣也可轉(zhuǎn)化成醛、酸、酯等多種產(chǎn)物。下列表述正確的是(　　) ①以合成氣為原料的反應(yīng)都是化合反應(yīng)?、诟淖兒铣蓺庵蠧O與H2的體積比，可以得到不同產(chǎn)物　③合成氣的轉(zhuǎn)化反應(yīng)需在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪簭?qiáng)下通過催化完成?、軓暮铣蓺獬霭l(fā)生成液態(tài)烴或醇類有機(jī)物是實(shí)現(xiàn)“煤變油”的有效途徑　⑤以合成氣為原料的反應(yīng)產(chǎn)物中不可能有烯烴或水 A．①②④　　　　　　 B．②③④ C．②④⑤ D．③④⑤ [名師解析]　以合成氣為原料的反應(yīng)生成物不一定是一種，所以不一定都是化合反應(yīng)，①錯；以合成氣為原料的反應(yīng)產(chǎn)物中可能有烯烴和水，這可通過題設(shè)條件來判斷，⑤錯。 [答案]　B [名師點(diǎn)睛] 一碳化學(xué)的原子利用率并不一定是100%，會常伴有副產(chǎn)物產(chǎn)生。 天然氣、石油氣、裂解氣、焦?fàn)t氣、水煤氣的來源及主要成分 天然氣 石油氣 裂解氣 焦?fàn)t氣 水煤氣 來源 地下礦藏 石油的分餾 石油的裂解 煤的干餾 碳與高溫水蒸氣反應(yīng) 主要成分 甲烷 短鏈烷烴 乙烯、丙烯、丁烯 H2、CH4、C2H4、CO CO、H2 1．在下列各種石油的加工處理過程中，屬于裂化過程的是(　　) A．分離汽油和煤油 B．將重油分離為潤滑油等 C．十六烷變?yōu)樾镣楹托料? D．將直鏈烴變?yōu)榉枷銦N 解析：裂化是在一定條件下，把相對分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴的過程，C屬于此變化。A、B屬于分餾，D屬于催化重整，故A、B、D均不符合題意。 答案：C 2．[雙選題]下列敘述正確的是(　　) A．含有十八個以上碳原子的烷烴，經(jīng)催化裂化可得到汽油 B．裂化汽油可用來萃取溴水中的溴 C．分餾和干餾都是物理變化 D．煤焦油是混合物，可通過分餾使其主要成分進(jìn)一步分離開來 解析：B項(xiàng)裂化汽油中含有不飽和烴，可與溴發(fā)生加成反應(yīng)，故不能用來萃取溴水中的溴；C項(xiàng)中干餾屬于化學(xué)變化。 答案：AD 3．下列說法中正確的是(　　) ①煤是各種芳香烴組成的混合物 ②煤燃燒時，會產(chǎn)生大量二氧化硫、碳氧化物和煙塵等污染物 ③煤是以單質(zhì)碳為主的復(fù)雜混合物 ④以煤為主要原料，不僅可以合成甲醇，還可以加工成高級汽油 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 解析：煤本身是由多種組成復(fù)雜、分子結(jié)構(gòu)龐大的有機(jī)物所組成的，因此①③是錯誤的；煤燃燒會產(chǎn)生大量的二氧化硫等污染物，所以②正確，④正確。 答案：C 4．某混合氣體通過溴水(使其褪色)，再通過灼熱的氧化銅(使其黑色變紅色)，再通過無水CuSO4粉末(使其變藍(lán)色)，再通過澄清石灰水(石灰水由清變渾再變清)，最后剩余氣體在空氣中點(diǎn)燃，火焰呈淡藍(lán)色，這混合氣體是(　　) A．水煤氣 B．焦?fàn)t氣 C．石油液化氣 D．高爐煤氣(含CO、CO2和N2等) 解析：水煤氣的主要成分是CO和H2；焦?fàn)t氣的主要成分是H2、CH4、C2H4和CO等；石油液化氣的成分是C3～C5的烷烴。能符合題給實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的氣體只有焦?fàn)t氣。 答案：B 5．將煤直接作為燃料燃燒，不但熱效率較低，且產(chǎn)生煙塵、二氧化硫、氮的氧化物等，帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。煤干餾是提高煤利用率、生產(chǎn)重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。 某化學(xué)學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室條件下探究煤干餾的現(xiàn)象及產(chǎn)物，裝置如下圖，請回答有關(guān)問題： (1)煤干餾的條件是______________________________________________________。 (2)盛有冷水的燒杯的作用是______________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)后檢驗(yàn)生成粗氨水的操作是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)已知CO不能使溴水褪色，若將具支試管出來的氣體通入溴水中，發(fā)現(xiàn)溴水褪色，則說明產(chǎn)生了________。 (5)檢驗(yàn)具支試管出來的氣體的性質(zhì)后，將尾氣點(diǎn)燃，火焰的顏色為________。 (6)從煤焦油中分離出苯、甲苯、二甲苯的實(shí)驗(yàn)方法是___________________________ ________________________。 解析：(1)據(jù)煤干餾的定義可知其條件為隔絕空氣加強(qiáng)熱。 (2)冷水浴的作用是冷凝，使粗氨水和煤焦油冷凝下來。 (3)檢驗(yàn)粗氨水時可用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)有NH3逸出即可。 (4)溴水褪色，證明煤干餾時產(chǎn)生了乙烯等不飽和的烴類物質(zhì)。 (5)CO、CH4等燃燒時火焰呈淡藍(lán)色。 (6)煤焦油中苯與甲苯、二甲苯等互溶，故只能通過蒸餾的方法將其分離。 答案：(1)隔絕空氣加強(qiáng)熱 (2)使粗氨水和煤焦油冷凝下來 (3)將具支試管取出加熱，用事先潤濕的紅色石蕊試紙放在試管口，若變藍(lán)，則產(chǎn)生了粗氨水 (4)乙烯等不飽和烴類物質(zhì)　(5)淡藍(lán)色　(6)蒸餾 [高考感悟] 1．(山東高考)化學(xué)與生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，下列說法正確的是(　　) A．聚乙烯塑料的老化是因?yàn)榘l(fā)生了加成反應(yīng) B．煤經(jīng)過氣化和液化等物理變化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料 C．合成纖維、人造纖維及碳纖維都屬于有機(jī)高分子材料 D．利用糧食釀酒經(jīng)歷了淀粉→葡萄糖→乙醇的化學(xué)變化過程 解析：從物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化等角度進(jìn)行分析，得出合理答案。 A項(xiàng)，聚乙烯分子中不含碳碳雙鍵，不能發(fā)生加成反應(yīng)，塑料老化是發(fā)生了氧化反應(yīng)。B項(xiàng)，煤的氣化和液化均為化學(xué)變化，前者主要為碳與水蒸氣反應(yīng)生成H2和CO，后者主要是以煤為原料制取液體燃料。C項(xiàng)，合成纖維和人造纖維屬于有機(jī)高分子材料，而碳纖維的主要成分為碳，屬于無機(jī)非金屬材料。D項(xiàng)，糧食釀酒要經(jīng)過一系列化學(xué)變化，淀粉先發(fā)生水解，最終生成葡萄糖，葡萄糖再在酒化酶作用下生成乙醇和CO2。 答案：D 2．(山東高考)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列敘述正確的是(　　) A．煤的干餾和石油的分餾均屬化學(xué)變化 B．BaSO4在醫(yī)學(xué)上用作鋇餐，Ba2＋對人體無毒 C．14C可用于文物的年代鑒定，14C與12C互為同素異形體 D．葡萄糖注射液不能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象，不屬于膠體 解析：本題考查化學(xué)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，意在考查考生運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。煤的干餾為化學(xué)變化，但石油的分餾為物理變化，A項(xiàng)錯誤；Ba2＋為重金屬離子，對人體有害，B項(xiàng)錯誤；14C與12C為碳元素的兩種不同原子，互為同位素，C項(xiàng)錯誤；膠體能夠產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象，葡萄糖注射液不屬于膠體，D項(xiàng)正確。 答案：D 3．(山東高考改編)石油和煤炭加工過程涉及多種技術(shù)和設(shè)備。 (1)石油分餾時，在不斷向________(填工業(yè)設(shè)備名稱)內(nèi)投放原料的同時獲得產(chǎn)品，該過程為連續(xù)操作過程。 (2)石油裂化分為熱裂化、________和加氫裂化，裂化的目的是提高_(dá)_______的產(chǎn)量。 (3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和________的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒浮動進(jìn)行燃燒的過程。 (4)煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和________存在下與________作用生成液體燃料的過程。 解析：(1)石油分餾在分餾塔中進(jìn)行。 (2)石油裂化分為熱裂化、催化裂化和加氫裂化，裂化的目的是提高輕質(zhì)燃料油(汽油)的產(chǎn)量。 (3)煤的洗選是為了降低原煤中灰分和硫的含量。煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒，并使全部煤炭顆粒浮動進(jìn)行燃燒的過程。 (4)煤的直接液化是煤與適當(dāng)溶劑混合后在高溫和催化劑存在下與H2作用生成液體燃料的過程。 答案：(1)分餾塔 (2)催化裂化　輕質(zhì)燃料油(或汽油) (3)硫(或S)　(4)催化劑　氫氣(或H2) [課時跟蹤訓(xùn)練] 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分) 1．為了提高汽油產(chǎn)量，在石油煉制過程中常采用的化學(xué)方法是(　　) A．常壓分餾　　　　　　　 B．催化裂化 C．減壓分餾 D．高壓分餾 解析：提高汽油產(chǎn)量的化學(xué)方法是催化裂化。 答案：B 2．下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是(　　) 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．將煤變?yōu)槊猴炞魅剂? D．將石油裂解制得乙烯等化工原料 解析：煤的綜合利用包括煤的干餾(焦化)、氣化和液化。石油的綜合利用包括分餾、裂化、裂解、重整等。 答案：C 3．煤的干餾和石油的分餾，兩種變化在本質(zhì)上的差別是(　　) A．加熱的溫度不同 B．得到的產(chǎn)品不同 C．前者要隔絕空氣，后者不必 D．干餾是化學(xué)變化，分餾是物理變化 解析：A、B、C是二者的不同點(diǎn)，但不是本質(zhì)差別，而D是二者的本質(zhì)差別。干餾過程中發(fā)生了化學(xué)變化，而分餾是利用液體的沸點(diǎn)不同將混合物分離，是物理變化。 答案：D 4．[雙選題]下列關(guān)于石油加工的敘述中，不正確的是(　　) A．石油分餾所得的產(chǎn)物是一種具有恒定沸點(diǎn)的純凈物 B．石油裂化的目的是提高汽油等輕質(zhì)油的量 C．石油裂解的原料是石油分餾產(chǎn)物，包括石油氣 D．石油煉制過程都是化學(xué)變化的過程 解析：石油分餾得到的是不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物，為混合物，A不正確；石油煉制過程包括石油的分餾、裂化、裂解、催化重整等，其中分餾為物理變化，裂化、裂解、催化重整為化學(xué)變化，D不正確。 答案：AD 5．下列關(guān)于煤、石油、天然氣等資源的說法正確的是(　　) A．石油含有C5～C11的烷烴，通過石油的常壓分餾得不到汽油 B．石油產(chǎn)品都可用于聚合反應(yīng) C．天然氣是一種清潔的化石燃料 D．水煤氣是通過煤的液化得到的氣體燃料 解析：本題考查化石燃料的加工方面的知識。石油中含有C5～C11的烷烴為汽油，通過常壓分餾可以得到，A錯誤；石油產(chǎn)品中含有烷烴，它們不能發(fā)生聚合反應(yīng)，B錯誤；天然氣的主要成分是甲烷，屬于清潔能源，C正確；水煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，是煤的氣化產(chǎn)物，D錯誤。 答案：C 6．下列說法正確的是(　　) A．石油是混合物，汽油是純凈物 B．沸點(diǎn)：汽油>煤油>柴油>機(jī)油 C．分餾汽油和裂化汽油成分相同 D．蒸餾石油的實(shí)驗(yàn)裝置也可用來制取蒸餾水 解析：石油和汽油都是混合物，A不正確；石油分餾時，首先蒸餾出的是汽油，其次是煤油，再次是柴油，而機(jī)油是一種潤滑油，故沸點(diǎn)：汽油<煤油<柴油<機(jī)油，B不正確；分餾汽油中不含烯烴，裂化汽油中含有烯烴，二者的成分不完全相同，C不正確。 答案：D 7．天然氣的主要成分CH4是一種會產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體，等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)前者大。下列敘述：①天然氣與煤、石油相比是較潔凈的能源；②等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大；③燃燒天然氣也是酸雨的成因之一；④甲烷可用于制造合成氨的原料氣；⑤用甲烷可生成CCl4；⑥甲烷易完全燃燒，故燃燒甲烷時不必保持空氣流暢。其中正確的是(　　) A．①②③ B．③④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④⑤ 解析：天然氣燃燒主要產(chǎn)生CO2和H2O，對環(huán)境污染小，與煤、柴油相比是比較清潔的能源；等質(zhì)量的CH4和CO2相比，前者的物質(zhì)的量大，由題給信息知產(chǎn)生的溫室效應(yīng)前者大；燃燒天然氣對形成酸雨沒有影響；甲烷和氯氣在光照條件下可以發(fā)生取代反應(yīng)生成CCl4；甲烷燃燒時若空氣不流通可能會發(fā)生爆炸。 答案：C 8.如圖是實(shí)驗(yàn)室模擬煤干餾的實(shí)驗(yàn)裝置，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．圖示實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了化學(xué)變化 B．實(shí)驗(yàn)后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上層X是粗苯等 C．氣體Z易燃，可以還原氧化銅 D．液體Y是一種純凈物 解析：煤的干餾是化學(xué)變化，產(chǎn)物煤焦油中一部分物質(zhì)比水重，而粗苯比水輕，試管中液體分為三層，因?yàn)榻範(fàn)t煤氣中有氨氣，所以溶液呈堿性，又因?yàn)楹蠧O、H2等氣體，所以能還原氧化銅，但不管哪種產(chǎn)物，沒分離前都是混合物。 答案：D 9．下列說法中正確的是(　　) A．煤油是石油加工所得的主要產(chǎn)品之一，對煤的加工不能得到煤油 B．利用“氫化法”可將煤加工成燃油，其過程中發(fā)生了化學(xué)變化 C．利用“氣體－液化法”可將煤加工成燃油，其過程中只發(fā)生物理變化 D．用煤生成的燃油的化學(xué)式可表示為(CH2)n，它是一種高分子化合物 解析：將煤進(jìn)行低溫(約500～600 ℃)干餾所得到的煤焦油，再進(jìn)行分餾，分餾產(chǎn)品中有煤油。利用“氣化－液化法”可將煤加工成燃油，其過程可大概表示為：首先把煤轉(zhuǎn)化為氫氣、一氧化碳等氣體，然后在催化劑的作用下，其中的一氧化碳和氫氣轉(zhuǎn)化為燃油。在該過程中發(fā)生了許多化學(xué)反應(yīng)。(CH2)n是燃油的組成成分，屬于烴，通常呈液態(tài)，液態(tài)烴是小分子化合物而不是高分子化合物。 答案：B 10．丁烷催化裂化，其碳鏈按兩種方式斷裂，生成兩種烷烴和兩種烯烴。若丁烷的裂解率為90%，且裂解后兩種烯烴的質(zhì)量相等，則裂解后得到的相對分子質(zhì)量最小的氣態(tài)烴在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為(　　) A．11% B．19% C．40% D．50% 解析：本題主要考查混合氣體的計(jì)算。為了計(jì)算的方便，可假設(shè)兩種烯烴的質(zhì)量均為42 g，即乙烯為1.5 mol，丙烯為1 mol。由化學(xué)方程式C4H10―→CH4＋C3H6和C4H10―→C2H6＋C2H4可知：CH4為1 mol，C2H6為1.5 mol，則未裂解的C4H10為2.5 mol90%－2.5 mol＝0.28 mol。故甲烷的體積分?jǐn)?shù)為100%＝19%。 答案：B 二、非選擇題(本題包括4小題，共50分) 11．(12分)下圖是石蠟進(jìn)行催化裂化和檢驗(yàn)裂化產(chǎn)物的裝置，根據(jù)圖示回答： (1)試管①中盛的是______________________________________________________。 (2)試管①至②上部導(dǎo)管的作用是__________________________________________。 (3)試管③中盛的是____________________，現(xiàn)象是___________________________ ________________________________________________________________________。 解析：石蠟催化裂化的產(chǎn)物中有烯烴，烯烴能使高錳酸鉀酸性溶液褪色，或使溴水褪色。 答案：(1)石蠟和催化劑　(2)導(dǎo)氣和冷凝　(3)高錳酸鉀酸性溶液(或溴水)　溶液顏色逐漸褪去 12．(12分)(1)下列物質(zhì)中，能用于萃取溴水的是________。 A．分餾汽油 B．酒精 C．裂化汽油 D．苯 (2)石油裂解是一個復(fù)雜的過程，其產(chǎn)物為混合物。例如： ①上述烷烴和環(huán)烷烴裂解反應(yīng)中，產(chǎn)物M的化學(xué)式為_______，N的化學(xué)式為______。 ②下列關(guān)于的說法中正確的是________。 A．可用溴水區(qū)別和 B．等質(zhì)量的和完全燃燒時的耗氧量相同 C.可與水以任意比互溶 (3)工業(yè)上裂解反應(yīng)的產(chǎn)物都是氣態(tài)小分子烷烴和烯烴的混合物，將它們逐一分離的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)選擇萃取劑的條件：①與原溶劑互不相溶；②與溶質(zhì)不反應(yīng)；③溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度。酒精與水互溶，裂化汽油中的不飽和烴會與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，故選AD。 (2)①由物料守恒定律可知，M是H2，N是C5H8；②可以與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，而不發(fā)生反應(yīng)，且二者的化學(xué)式不相同，故耗氧量不相同。二者均不能溶于水。 (3)將裂解產(chǎn)物逐一分離的原理應(yīng)為根據(jù)沸點(diǎn)的不同分離，可采取降低溫度的方法。 答案：(1)AD　(2)①H2　C5H8　②A　(3)降低溫度 13．(12分)石油是很多化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，石油經(jīng)煉制和催化裂化、裂解等可得汽油、煤油、烷烴、烯烴和芳香烴等化學(xué)品。 (1)石油加工能獲得多種化工產(chǎn)品，石油蒸餾加工的主要目的是________(填序號)。 A．將石油按沸點(diǎn)不同加以分離 B．將石油按飽和烴與不飽和烴加以分離 C得到碳原子數(shù)多的烴類 D．將石油中烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴分開 (2)已知碳原子數(shù)≥3的烷烴均可裂化為碳原子數(shù)更少的一種烷烴和一種烯烴，寫出含有5個碳原子的烷烴催化裂化生成的烯烴：________________________(寫兩種即可)。 (3)科研人員在實(shí)驗(yàn)室中按下列流程在催化反應(yīng)器中裝載不同的催化劑，探究不同催化劑對石油裂化反應(yīng)的催化性能。 →→→ ①該探究實(shí)驗(yàn)的條件控制非常重要，寫出檢測裝置中選擇的檢測試劑及必須注意的問題：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②從安全的角度考慮，本實(shí)驗(yàn)尾氣處理的方法是______________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)石油加工的主要目的是將石油按沸點(diǎn)不同分開，從而得到不同的石油產(chǎn)品。 (2)含有5個碳原子的烷烴，催化裂化時可按以下方式斷鍵：①C5H12CH4＋C4H8，②C5H12C2H6＋C3H6，③C5H12 C2H4＋C3H8。 (3)①石油裂化產(chǎn)物中含有不飽和烴，根據(jù)不飽和烴的性質(zhì)，檢測裝置中應(yīng)使用溴水或酸性KMnO4溶液，利 用等體積等物質(zhì)的量濃度的溴水或酸性KMnO4溶液褪色時間的長短即可判斷在相同時間內(nèi)產(chǎn)生不飽和烴的多少，從而來判斷不同催化劑的催化性能。 ②裂化氣具有易燃、易爆特點(diǎn)，所以尾氣應(yīng)當(dāng)點(diǎn)燃、防止釋放在空氣中而發(fā)生爆炸。 答案：(1)A　(2)C4H8、C3H6、C2H4(寫兩種即可) (3)①檢測試劑是溴水或酸性高錳酸鉀溶液，控制等體積等濃度?、邳c(diǎn)燃?xì)怏w 14．(14分)將下圖所列儀器組裝為一套實(shí)驗(yàn)室蒸餾石油的裝置，并進(jìn)行蒸餾，得到汽油和煤油。 (1)圖中A、B、C三種儀器的名稱分別是____________________________________。 (2)將以上儀器按(一)―→(六)順序，用字母a，b，c…表示連接順序： e接(　　)(　　)接(　　)(　　)接(　　 )(　　)接(　　)。 (3)A儀器中c口是________，d口是________(填“進(jìn)水口”或“出水口”)。 (4)蒸餾時，溫度計(jì)水銀球應(yīng)在____________位置。 (5)在B中注入原油后，加幾片碎瓷片的目的是______________________。 (6)給B加熱，收集到沸點(diǎn)60～150 ℃間的餾分是__________，收集到150～300 ℃間的餾分是________。 解析：實(shí)驗(yàn)裝置的組裝應(yīng)本著“由下往上、從左向右”的原則進(jìn)行。注意檢查裝置的氣密性、冷凝管的水流方向是低進(jìn)高出、溫度計(jì)水銀球應(yīng)位于蒸餾燒瓶支管口處。沸點(diǎn)較低的餾分汽油先汽化，然后是煤油。 答案：(1)冷凝管、蒸餾燒瓶、錐形瓶 (2)i　h　a　b　f　g　w (3) 進(jìn)水口　出水口 (4) 蒸餾燒瓶支管出口處 (5) 防止液體暴沸 (6) 汽油　煤油