2025人教版高中化学必修第二册强化练习题--第3课时　煤、石油、天然气的开发利用（含解析）

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2025人教版高中化学必修第二册
第3课时　煤、石油、天然气的开发利用
基础过关练
题组一　煤的综合利用
1.(2023上海新中高级中学月考)已知热值是指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。将煤转化为水煤气,不能产生的效果是(　　)
A.得到相对清洁的能源
B.增加了单位质量煤的热值
C.提高了能源利用率
D.便于管道输送
2.(易错题)(2024河北石家庄月考)煤是“工业粮食”,煤燃烧时不仅产生我们所需的能量,同时还会生成大量的污染物,为了减少煤的燃烧对环境的污染,将煤转化为高热值的清洁燃料,煤的干馏属于煤的综合利用之一,下列关于煤的干馏的叙述,不正确的是(　　)
A.将煤直接加强热而分解的过程叫煤的干馏
B.煤的干馏、煤的气化和液化都是化学变化
C.工业上苯、萘等物质可由煤干馏得到,它们主要存在于煤干馏所得的煤焦油中
D.煤的干馏可以得到冶金用的优质焦炭
3.(2023山东烟台月考)我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破,达到5 t煤可以合成1 t成品油的水平。下列有关叙述错误的是(　　)
A.煤的组成元素主要是C,还含有少量的H、N、S、O等元素
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
4.(2024江西上饶广丰一中月考)有关煤的综合利用如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.煤和水煤气均是可再生能源
B.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D.B可能为甲醇
题组二　天然气、石油的综合利用
5.(2023辽宁合格考)下列过程不涉及化学变化的是(　　)
A.煤的气化　　　　　　B.石油裂解
C.乙烯加聚　　　　　　D.石油分馏
6.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”指的是天然气
D.石油的分馏是物理变化,而裂化和裂解属于化学变化
7.下列有关石油加工的叙述中,正确的是(　　)
A.石油属于可再生矿物能源
B.石油裂解的主要目的是获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料
C.石油分馏所得的馏分是一种具有固定熔、沸点的纯净物
D.石油的催化重整,可通过结构的调整,使环状烃变为链状烃
8.(2024浙江绍兴期末)下列关于石油、煤和天然气的说法正确的是(　　)
A.甲烷是煤层气的主要成分,作为化工原料可用于生产甲醇
B.石油裂化可提高汽油的产量,裂化汽油可用于萃取溴水中的溴
C.“可燃冰”的主要成分是甲烷,甲烷是一种高效清洁能源
D.沼气、石油、煤等化石能源都是混合物
能力提升练
题组一　能源的综合利用
1.(2024福建厦门湖滨中学期中,)下列说法正确的是(　　)
A.石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.煤的液化就是将煤转化为液态,属于物理变化
C.煤干馏得到的产品中只有焦炉气为混合物
D.石油没有固定的熔、沸点,但分馏产物有固定的熔、沸点
2.(2024江苏苏州中学月考)以下关于能源的说法正确的是(　　)
A.用天然气代替煤炭或木炭作为燃料可以实现碳的零排放
B.氢能、风能、天然气、海洋能、生物质能资源丰富,可以再生,没有污染或者很少污染,很可能成为未来的主要能源
C.可燃冰主要成分是甲烷水合物,其组成可表示为CH4·nH2O,具有可燃性,被认为是21世纪的高效清洁能源
D.为了实现我国关于碳达峰与碳中和的承诺,应该立刻禁止使用煤炭与石油作燃料
3.(2024宁夏石嘴山平罗中学期末)原油经过炼油厂的加工,可制备某些化工产品。
(1)石油分馏可得到直馏汽油,重油裂化可以得到裂化汽油,区分直馏汽油和裂化汽油的化学方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(说明所需试剂、可能出现的现象、结论)。
(2)以石油为原料制备某些化工产品的部分流程如下。请回答:
①写出反应Ⅱ的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
②B分子式为C3H5Cl,且分子中无甲基,则B的结构简式为　　　　　。
③反应Ⅳ的化学方程式为　　　　　　　　。
题组二　与化石能源相关的操作及实验
4.(2024上海零陵中学期末)下图是模拟石油分馏塔的示意图,下列说法正确的是(　　)
A.a处馏分的沸点最高
B.塔内发生了化学变化
C.c处馏分的平均相对分子质量比a处和b处的大
D.每一种馏分都是纯净物
5.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、降低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不能使溴水褪色,若将从具支试管支管口处逸出的气体通入溴水中,发现溴水褪色,则说明煤的干馏产生了　　　　　　　　　　。
(5)工业上从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯的操作方法是　　　　。
答案与分层梯度式解析
第3课时　煤、石油、天然气的开发利用
基础过关练
1.B　煤转化为水煤气,由固态煤转化为气态的CO和H2,CO和H2完全燃烧时产物无污染且燃烧更充分,也便于管道运输,A、C、D正确;在一定条件下,煤的热值为定值,固态煤转化为水煤气,不可能增加单位质量煤的热值,B错误。
2.A　煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,A错误;煤的干馏、气化和液化均有新物质生成,均属于化学变化,B正确;煤干馏得到的煤焦油中含苯、萘等,C正确;煤的干馏可得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水等多种化工原料,焦炭可用于冶金工业,D正确。
3.C　煤是由无机物和有机物组成的复杂混合物,组成元素主要是C,还含有少量的H、N、S、O等元素,A正确;“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物,即煤的液化,B正确;煤中没有汽油、柴油和煤焦油,煤干馏后才能得到煤焦油,C不正确;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,D正确。
4.D　煤是不可再生的化石能源,A项错误;煤中不含苯、甲苯、二甲苯等有机物,煤经干馏得到苯、甲苯、二甲苯等,B项错误;反应①是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,C项错误;水煤气的主要成分是H2和CO,当n(H2)∶n(CO)=2∶1时反应生成CH3OH,D项正确。
5.D　煤的气化、石油裂解、乙烯加聚均有新物质生成,属于化学变化,而石油分馏,是根据石油中各成分的沸点不同进行分离,并没有新物质生成,属于物理变化。
6.B　石油是多种烃的混合物,汽油是多种液态短链烃的混合物,A正确;乙烯是石油裂解的主要产物,煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解,生成焦炭、煤焦油、粗苯、焦炉气等的过程,可以得到苯,B不正确;“西气东输”的“气”指的是天然气,C正确;石油的分馏是利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程,属于物理变化,而裂化和裂解是将长链烃转化为短链烃,属于化学变化,D正确。
7.B　石油属于不可再生矿物能源,A错误;石油分馏所得的馏分仍是混合物,没有固定的熔、沸点,C错误;石油催化重整,通过结构的调整,可将链状烃转化为环状烃,D错误。
8.A　煤层气的主要成分是甲烷,甲烷可用于生产甲醇,A正确;裂化汽油中含不饱和烃,能与溴发生加成反应,故裂化汽油不能用于萃取溴水中的溴,B错误;可燃冰的主要成分是CH4·nH2O,C错误;天然气、石油、煤属于化石能源,沼气不属于化石能源,D错误。
能力提升练
1.A　石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气中都含烯烃,都能使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;煤可以直接液化也可以间接液化,煤的液化属于化学变化,B错误;煤干馏得到的出炉煤气、煤焦油均为混合物,C错误;石油的分馏产物仍是混合物,没有固定的熔、沸点,D错误。
2.C　天然气的主要成分为CH4,其燃烧同样能产生CO2,不能实现碳的零排放,A项错误;天然气是不可再生能源,B项错误;煤炭和石油目前在生产生活中仍具有重要作用,不能立刻禁止使用,D项错误。
3.答案　(1)加入溴水,褪色的是裂化汽油(合理即可)
(2)①nCH2CHCl CH2—CHCl
②CH2CHCH2Cl
③CH2CHCH2Cl+Br2 CH2BrCHBrCH2Cl
解析　(1)直馏汽油主要成分为烷烃,裂化汽油含烯烃,可通过溴水或酸性KMnO4溶液区分直馏汽油和裂化汽油,加入溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是裂化汽油。
(2)①反应Ⅱ为氯乙烯的加聚反应,化学方程式为nCH2CHCl CH2—CHCl 。②由B分子式为C3H5Cl,且分子中无甲基可知,B的结构简式为CH2CHCH2Cl。③反应Ⅳ为CH2CHCH2Cl与Br2的加成反应,其化学方程式是CH2CHCH2Cl+Br2 CH2BrCHBrCH2Cl。
4.C　石油分馏时,沸点最低的最先蒸出,即a处馏分的沸点最低,A错误;石油的分馏是物理变化,B错误;沸点高的馏分含碳原子数多,平均相对分子质量大,由A的分析可知c处馏分沸点比a处、b处的高,故c处馏分的平均相对分子质量比a处和b处的大,C正确;石油分馏得到的每一种馏分都是混合物,D错误。
5.答案　(1)隔绝空气加强热
(2)使粗氨水、煤焦油等冷凝液化
(3)将具支试管取出,塞上塞子并加热,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
解析　(1)根据煤干馏的定义可知其条件为隔绝空气加强热。
(2)冷水浴的作用是冷凝,使粗氨水、煤焦油等冷凝液化。
(3)可用湿润的红色石蕊试纸检验是否有NH3逸出从而检验是否有粗氨水生成。
(4)溴水褪色,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沸点不同,可通过分馏的方法将它们分离。
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