第八章　第一节　第2课时　煤、石油和天然气的综合利用 学案（含答案）

第2课时　煤、石油和天然气的综合利用
[核心素养发展目标]　1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义，提高宏观辨识与微观探析的能力。2.了解煤、石油、天然气综合利用的内容，培养变化观念的学科素养。3.了解节约能源及防止污染的重要性，培养社会可持续发展的科学态度与社会责任。
一、煤和天然气的综合利用
1．煤的组成
煤是由________和少量________组成的复杂混合物，主要含有______元素，还含有少量氢、氧、______、______等元素。
2．煤的综合利用
(4)煤的综合利用的意义
①减少污染物的排放；减少煤燃烧产生的SO2、NOx、CO和粉尘等污染物的排放。
②提高煤燃烧的效率；煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。
③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。
3．天然气的综合利用
(1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏(　　)
(2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(　　)
(3)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃(　　)
(4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料(　　)
(5)煤的气化和液化都是物理变化(　　)
(6)天然气是清洁的化石燃料，对环境没有污染(　　)
某实验小组在实验室中用下图模拟煤的干馏，按要求回答相关问题：
(1)仪器d的作用是________，e处点燃的气体主要有____________________。
(2)c中液体分层，其中水层里溶有____________________，有机物层可以通过______________的方法使其中的重要成分分离出来。
二、石油的综合利用　化石能源与合成高分子材料
1．石油的组成
由多种________________组成的混合物。
2．石油的综合利用途径
3．化石能源与合成高分子材料
(1)三大合成高分子材料：______________、____________、____________。
(2)以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如：
①乙烯制聚乙烯：____________________________________________________________；
②丙烯制聚丙烯：nCH2==CH—CH3。
(1)石油的分馏为物理变化，获取的各种产品为混合物(　　)
(2)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同(　　)
(3)含4个碳原子的烷烃，经催化裂解后，只能生成2种气态烃(　　)
(4)石油在加热和催化剂的作用下，可通过结构重整，获取苯、甲苯等环状烃(　　)
某研究学习小组在实验室中模拟石油的炼制，设计了如图的装置。
实验过程中，可观察到b中试管内有少量液体凝结且闻到有汽油的气味，c中试管内酸性高锰酸钾溶液褪色。
(1)实验研究小组模拟的是______________(填化工工艺名称)。
(2)c中试管内酸性KMnO4溶液褪色，体现了酸性KMnO4溶液的________性。
(3)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程式：_________________________________。
(4)实验过程中，装置d中的溴水褪色，写出验证烯烃与溴水的反应是加成反应而不是取代反应的方法：___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(1)煤的干馏、气化、液化均发生的是化学变化。
(2)石油分馏属于物理变化，由于石油中有些物质的沸点很接近，所以分馏产物一般为混合物。常压蒸馏的原料为石油，减压蒸馏的原料为重油。分馏时沸点低(相对分子质量小)的烃类先汽化，沸点高(相对分子质量大)的烃类后汽化。
(3)石油分馏所得汽油为直馏汽油，多为饱和烃。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不饱和烃，能与卤素单质反应。
(4)裂化是为了提高汽油等的产量和质量，而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物作化工原料。
1．我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列叙述错误的是(　　)
A．煤的组成元素主要是碳，但煤是混合物
B．“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物
C．煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油
D．煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学变化才能实现
2．(2022·泉州七中高一期中)下列关于化石燃料的说法不正确的是(　　)
A．石油是混合物，汽油也是混合物
B．石油分馏可以得到乙烯，煤干馏可以得到苯
C．“西气东输”的“气”指的是甲烷
D．石油的分馏是物理变化，而裂化和裂解属于化学变化
3．下列关于煤和石油的说法不正确的是(　　)
①石油是混合物，其分馏产品煤油为纯净物
②煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
③煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量
⑤煤的干馏属于化学变化
⑥煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源
⑦通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品
A．①③ B．②④⑥
C．①②⑤ D．③④⑦
4．下列说法正确的是(　　)
A．煤和石油都是混合物，都只由碳和氢两种元素组成
B．石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C．煤的气化、液化是使煤变成清洁能源、减小环境污染的有效途径
D．沸点范围：汽油>煤油>柴油>重油
5．(2022·上海高一调研)请将下列物质的转化或分离方法的序号填在横线上(每一项只填写一种方法)。
①分馏　②液化　③气化　④裂化　⑤裂解　⑥干馏　⑦蒸馏
(1)把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等_____________________________________________。
(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等_____________________________________________。
(3)将重油转化为汽油____________________________________________________________。
第2课时　煤、石油和天然气的综合利用
一、
1．有机物　无机物　碳　氮　硫
2．(1)隔绝空气　粗苯　焦炭　(2)可燃性气体　C＋H2O(g)CO＋H2　(3)氢气　CO　H2　甲醇
3．CH4　化石燃料　氨　甲醇
正误判断
(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×
应用体验
(1)冷却　H2、CO、CH4、C2H4　(2)粗氨水　蒸馏
解析　该实验为煤的干馏，其产品为焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭，d装置为冷却作用，液体分层，水层中含有粗氨水，有机物层可以通过蒸馏加以分离。
二、
1．碳氢化合物
2．沸点　汽油　汽油　乙烯　环状　苯
3．(1)塑料　合成橡胶　合成纤维　(2)①nCH2==CH2?CH2—CH2?
正误判断
(1)√　(2)×　(3)×　(4)√
应用体验
(1)石油的裂化　(2)氧化　(3)C16H34C8H18＋C8H16　(4)向反应后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不变红，则说明该反应为加成反应而非取代反应
随堂演练　知识落实
1．C　2.B
3．A　[石油是混合物，其分馏产品煤油仍为混合物，故①错误；煤油可由石油分馏获得，可用作燃料，煤油的密度比钠小，故能用于保存金属钠，故②正确；煤的气化和液化有新物质生成，属于化学变化，故③错误；石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量，故④正确；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，是化学变化，故⑤正确；煤的干馏可以获得芳香烃，故煤是获得芳香烃的一种重要来源，故⑥正确；通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品，故⑦正确。]
4．C
5．(1)⑥　(2)①　(3)④
解析　(1)把煤隔绝空气加强热，得到焦炉气、煤焦油和焦炭等过程属于煤的干馏。(2)根据原油中各组分沸点不同，从原油中分离出汽油、煤油、柴油等方法是分馏。(3)将由长碳链组成的重油转化为短碳链组成的汽油的过程为裂化。