第八章 第一节 第2课时
课时达标分层练
学业考达标练
1.下列各组物质中，全部属于化石燃料的是( )
A．煤、天然气、报纸
B．秸秆、焦炭、汽油
C．煤油、柴油、柴草
D．天然气、石油、煤
【答案】 D
【解析】 秸秆，柴草属于生物质能，报纸是植物纤维做的，也属于生物质能，焦炭、煤油、柴油是以化石燃烧生产出来的，属于化石燃料，据此分析。煤、天然气属于化石燃料，但报纸不是，故A不符合题意；焦炭、汽油属于化石燃料，但秸秆不是，故B不符合题意；煤油、柴油属于化石燃料，但柴草不是，故C不符合题意；天然气、石油、煤都属于化石燃料，故D符合题意。
2.下列说法不正确的是( )
A．煤的干馏和石油分馏都是物理变化
B．石油主要是由多种烃组成的混合物
C．石油分馏得到的汽油是混合物
D．石油主要含有碳、氢两种元素
【答案】 A
【解析】 煤的干馏是化学变化，石油分馏是物理变化，故A错误；石油主要是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，故B正确；石油分馏得到的各种馏分是沸点在一定范围内的混合物，汽油是一种馏分，也是混合物，故C正确；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，故D正确。
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
【答案】 A
【解析】 石油是混合物，其分馏产品煤油仍为多种烃的混合物，不是纯净物，①错误；煤油的密度比钠小，能将钠与空气和水隔绝，所以煤油能用于保存少量金属钠；煤油还是一种重要的燃料，可由石油分馏获得，②正确；煤的气化是用煤来生产CO和氢气，煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料，煤的气化和液化均为化学变化，③错误；石油催化裂化的主要目的是生产汽油，提高汽油等轻质油的产量和质量，④正确；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程，是化学变化，⑤正确；煤的干馏可以获得煤焦油，煤焦油经分馏可获得芳香烃，煤是芳香烃的一种重要的来源，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，进而能得到芳香烃等产品，⑦正确。
4.下列关于石油的分馏的说法中正确的是( )
A．石油的分馏是利用石油中各种馏分的沸点不同加以分离的
B．石油分馏过程中，首先得到沸点较高的烃
C．通过石油的分馏可以将相对分子质量较大的烃分解为相对分子质量较小的烃
D．石油的分馏产品都是各种纯净物
【答案】 A
【解析】 石油的分馏是利用石油中各种馏分的沸点不同加以分离的，A项正确；分馏时，首先得到的是沸点较低的石油气，B项错误；石油分馏是物理变化不能将相对分子质量较大的烃分解为相对分子质量较小的烃，石油的裂化可以将相对分子质量较大的烃断裂为较小的烃分子，C项错误；石油分馏的馏分均为混合物，D项错误。
5.工业上制取大量乙烯、丙烯采用( )
A．石油分馏 B．催化裂化
C．石油裂解 D．天然气加工
【答案】 C
【解析】 A项，石油分馏的目的是将石油按沸点的差异进行分离，可得到汽油、煤油、柴油等多种分馏产品；B项，催化裂化的目的是为了提高轻质油(汽油、煤油、柴油等)的产量和质量；C项，裂解是深度裂化，以获得短链不饱和烃(主要为乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃)为主要成分的石油加工过程；D项，天然气加工后可转变为氨气、甲醇及其他产品。
6.近年来，我国科学家开发了二氧化碳加氢制汽油技术，该研究被誉为“CO2催化转化领域的突破性进展”，被《自然》杂志选为研究亮点。其转化过程如图所示，下列说法正确的是( )
A．汽油通常由石油的干馏获得
B．制备过程中CO2被还原
C．汽油是由C、H、O元素组成的纯净物
D．制备过程中的反应Ⅱ属于化合反应
【答案】 B
【解析】 A项，汽油通常由石油的分馏和重油的裂化获得；B项，制备过程中CO2被还原生成CO，C的化合价降低；C项，汽油是由C、H元素组成的混合物，含有多种烷烃、环烷烃等；D项，由元素守恒可知，反应Ⅱ除了生成烃以外，还会生成含氧元素的化合物，故制备过程中的反应Ⅱ不属于化合反应。
7.有关煤的综合利用如图所示。下列说法错误的是( )
A．煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程
B．反应①为置换反应
C．煤是一种纯净物
D．M为甲醇(CH3OH)时，反应②的化学方程式为CO＋2H2CH3OH
【答案】 C
【解析】 煤干馏得到焦炭，焦炭与水反应得到水煤气，水煤气主要成分为CO和H2，在催化剂作用下合成M。煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，发生了化学变化，A项正确；焦炭和水反应生成H2和CO，发生了置换反应：C＋H2O(g)CO＋H2，B项正确；煤是混合物，C项错误；根据分析，M为甲醇时，发生的反应方程式正确，D项正确。
8.石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br。下列说法错误的是( )
A．过程①主要发生物理变化
B．分馏产品有固定熔沸点
C．过程②包括裂化、裂解等化学变化
D．过程③属于加成反应
【答案】 B
【解析】 石油经过分馏得到分馏产品，分馏产品经过裂化、裂解等得到乙烯，乙烯与溴发生加成反应得到CH2BrCH2Br。过程①为石油的分馏，分馏是利用沸点不同将物质进行分离，为物理变化，A项正确；石油分馏得到的分馏产品为混合物，无固定熔沸点，B项错误；裂化、裂解过程是将大分子的烃转化为小分子的烃，过程中产生乙烯，因此过程②包括裂化、裂解等化学变化，C项正确；过程③为乙烯与溴发生加成反应得到CH2BrCH2Br，D项正确。
选择考提升练
9.煤被誉为“工业的粮食”，下列关于煤的说法正确的是( )
A．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃
B．煤的液化是在高温时将固体煤熔化为液体煤
C．煤的气化在一定程度上实现了煤的高效、清洁利用
D．向煤中加入适量CaSO4，可大大减少燃烧产物中SO2的量
【答案】 C
【解析】 煤的干馏可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，但煤本身不含有这些芳香烃，A项错误；煤的液化是煤在高温高压条件下转化为液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化，B项错误；煤气化生成CO、H2，CO和H2的燃烧高效、清洁，C项正确；向煤中加入适量CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可大大减少燃烧产物中SO2的量，D项错误。
10.化学与生活密切相关，下列有关说法正确的个数是( )
①糖类、蛋白质、油脂属于天然高分子化合物
②煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源
③制作航天服的聚酯纤维和用于光缆通信的光导纤维都是新型无机非金属材料
④用苯萃取溴水中的溴时，将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出
⑤苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色
⑥葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构体
⑦甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应
⑧乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2，二者分子中官能团相同
⑨中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶
⑩非金属元素组成的化合物中只含共价键
A．1 B．2
C．3 D．4
【答案】 A
【解析】 糖类中的单糖和双糖都不是高分子化合物，油脂也不是高分子化合物，故①错误；煤气化是一个热化学过程，以煤或煤焦为原料，以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程；煤液化就是把煤裂化，再利用催化剂向那些小分子中加入氢，以得到与石油产品成分相近的燃料油，是化学变化，故②错误；制作航天服的聚酯纤维属于有机物，故③错误；苯的密度比水小，苯在上层，应从上口倒出，故④错误；苯不能使酸性高锰酸钾褪色，但有些油脂中含有官能团，可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而使高锰酸钾溶液褪色，故⑤错误；葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故⑥正确；甲烷与Cl2在光照条件下发生取代反应，乙烯与Br2发生加成反应，故⑦错误；乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2，二者分子中官能团不同，故⑧错误；中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶，会使待测液的物质的量偏大，消耗的标准液体积偏大，测定结果偏大，故⑨错误；铵盐是离子化合物，含有离子键，由非金属元素组成，故⑩错误。故选A。
11.如何实现化石燃料的综合利用，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。下列关于化石燃料以及使用的一些说法不正确的是( )
A．煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧
B．天然气除可用作清洁能源外，也可用于合成氨和生产甲醇等
C．石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分和化学性质不相同
D．化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料
【答案】 A
【解析】 煤的气化是以氧气、水蒸气或氢气作气化剂，在高温条件下通过化学反应把煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的过程，A错误；天然气本身是一种清洁能源，除此之外还可以作为化工原料，用于合成氨和生产甲醇等，B正确；石油分馏得到的汽油为直馏汽油，饱和程度高，石油催化裂化得到的汽油为裂化汽油，含有不饱和键，化学性质不同，C正确；煤干馏得到的出炉煤气中含有乙烯，石油的催化裂解可以得到乙烯，苯来自于重油的催化重整，煤的干馏等。D正确。故选A。
12.对煤干馏并检验其中部分产物，装置(夹持装置已略)如图所示。下列说法不正确的是( )
A．煤的干馏过程发生了复杂的物理、化学变化
B．向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝
C．c装置可检验产生的气体中一定含有H2S
D．e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色
【答案】 C
【解析】 煤的干馏是隔绝空气加强热发生复杂的物理、化学变化的过程，主要产物有焦炭、焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油等，故A正确；煤的干馏产物中有氨生成，氨进入b装置极易溶于水生成一水合氨，溶液呈碱性，则向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝，故B正确；焦炉气中生成的乙烯气体等也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，不一定是硫化氢，故C错误；焦炉气中含氢气、一氧化碳等还原性气体，可以还原氧化铜生成单质铜，e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色，故D正确。
13.A是来自石油的重要有机化工原料，其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平，F是一种油状液体，转化关系如下图所示(部分反应条件、产物省略)。
已知：RCH2BrRCH2OH。
回答下列问题：
(1)A的结构简式为________________；D分子中最多有________个原子共平面；E中官能团的名称为________________。
(2)设计实验证明A与溴水发生加成反应而不是取代反应：_______________
_____________________________________________________________________。
(3)已知烃X中碳、氢元素的质量比为5∶1，它的同分异构体共有________种，其中一氯代物有4种的是________________(写结构简式)。
(4)C＋E→F的化学方程式为________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)E可用于制取聚丙烯酸树脂漆，聚丙烯酸的结构简式为________________。
【答案】 (1)CH2===CH2 7 碳碳双键、羧基
(2)用pH计分别测反应前后溶液的pH，测得反应后溶液的pH变大，证明乙烯与溴水发生加成反应而不是取代反应
(3)3
(4)HOCH2CH2OH＋2CH2===CHCOOHCH2=== CHCOOCH2CH2OOCCH===CH2＋2H2O
(5)
【解析】 A是来自石油的重要有机化工原料，其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。这句话表明A为乙烯。一般情况下，乙烯与Br2发生加成反应生成1,2-二溴乙烷()。依据RCH2BrRCH2OH可知在加热条件下1,2-二溴乙烷在碱的水溶液中发生反应生成乙二醇()。(1)乙烯产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平，所以A为乙烯，其结构简式为CH2===CH2。D为丙烯，可认为是甲烷中的一个氢原子被乙烯基(—CH===CH2)取代而获得。由于乙烯是平面结构，乙烯基中的5个原子均在一个平面上。甲烷中的碳原子由于与乙烯基相连也处于乙烯基平面上。另外，碳碳单键能够旋转，使得甲基上的一个氢原子也可处于乙烯基平面上。于是，最多有7个原子共平面。E中官能团结构为和—COOH，分别称为碳碳双键和羧基。(2)如乙烯与Br2发生取代反应，则反应过程中有HBr生成，使溴水溶液酸性增强，pH降低。如乙烯与Br2发生加成反应，Br2分子不断减少，反应Br2＋H2O??HBr＋HBrO不断逆向移动，HBr不断减少，酸性降低，pH变大。答案为：用pH计分别测反应前后溶液的pH，测得反应后溶液的pH变大，证明乙烯与溴水发生加成反应而不是取代反应。(3)X为烃，表明X只含碳和氢两种元素。设X的化学式为CxHy，依据题意有＝。于是，＝，X的化学式可写为C5H12，为戊烷。戊烷的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH3、，共3种。每种同分异构体一氯代物的种类分别为：3种(CH3①CH2②CH2③CH2－CH3，编号表示氯原子可取代的位置，下同)、4种()和1种()。于是，符合题目要求的结构为。(4)C为乙二醇，可与2分子E在一定条件下发生酯化反应形成二酯，其方程式为HOCH2CH2OH＋2CH2===CHCOOHCH2===CHCOOCH2CH2OOCCH===CH2＋2H2O。(5)聚丙烯酸由丙烯酸加聚而成。丙烯酸结构简式为CH2===CHCOOH，聚丙烯酸结构简式为。
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第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第2课时 煤、石油和天然气的综合利用
学习任务二 石油的综合利用 化石能源与合成高分子材料
自主学习 认知形成
?石油的组成
由多种____________组成的混合物(主要由______和________等饱和烃组成)。
?石油的综合利用途径
碳氢化合物
烷烃
环烷烃
?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：
塑料
合成橡胶
合成纤维
1．石油的组成有何特点？
提示：①石油是由古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的一种化石能源。②石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，成分主要为各种烷烃、环烷烃和芳香烃(还有水分、盐分等杂质)。③石油是一种黑褐色的黏稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定的熔、沸点，只能在一定温度范围内熔化或汽化。
2．生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油，这种汽油和直馏汽油在组成上的区别是直馏汽油主要是饱和烃的混合物，裂化汽油中含不饱和烃。如何鉴别它们？
提示：各取少许于试管中，加入溴的四氯化碳溶液，不褪色的是直馏汽油，褪色的是裂化汽油。
1．正误判断
(1)石油产品汽油、煤油、石蜡均为烃类物质。( )
(2)石油的分馏、裂化和裂解均为化学变化。( )
(3)裂化的目的是提高汽油的质量与产量。( )
(4)重油的裂化可以得到裂化汽油。( )
【答案】 (1)√ (2)× (3)√ (4)√
【解析】 (1)汽油、煤油、石蜡均为含碳原子数大于5的烃类物质。(2)石油的分馏是利用各组分沸点不同对物质进行分离，属于物理变化。(3)石油裂化可以将含碳原子数较多的烃裂化为含碳原子数较少的烃，所以可以提高汽油的质量与产量。(4)重油的裂化将部分含碳原子数较多的烃裂化为含碳原子数较少的烃，可以得到裂化汽油，裂化汽油中含有不饱和烃。
2．下列关于石油及石油炼制的叙述中，错误的是( )
A．通过石油的催化裂化和裂解可以得到较多的轻质油和气态稀烃
B．含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到煤油和柴油
C．裂化汽油不能用于萃取溴水，催化重整可得芳香烃
D．石油分馏是物理变化，分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物
【答案】 B
【解析】 石油的催化裂化的目的是获得轻质油，提高轻质油特别是汽油的产量和质量；而裂解的目的是获得气态短链不饱和烃，提高烯烃特别是乙烯的产量，选项A正确；煤油和柴油是石油的常压分馏产物，含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到润滑油、石蜡油等，选项B错误；裂化汽油中含烯烃，能和溴发生加成反应，所以不能用于萃取溴水中的溴，催化重整可得芳香烃，选项C正确；石油分馏得到的馏分仍然是多种物质的混合物，没有固定的熔沸点，选项D正确。
3．《后汉书·郡国志》中记载：“石出泉水……其水有肥，燃之极明，不可食，县人谓之石漆。”《酉阳杂俎》一书：“高奴县石脂水，水腻，浮上如漆，采以膏车及燃灯极明。”下列说法正确的是( )
A．上述材料所说“石漆”“石脂水”是石油，在工业上通过石油分馏得到苯和甲烷等
B．塑料聚乙烯(PE)的单体可以由石油裂解得到
C．聚乙烯可以使溴水褪色
D．三大合成材料分别是合金、合成橡胶和合成纤维
【答案】 B
【解析】 石油分馏不能得到苯，石油的催化重整是获得芳香烃的主要途径，故A错误；乙烯是通过石油的裂解获得，故B正确；聚乙烯中没有不饱和键，不可以使溴水褪色，故C错误；三大合成材料是合成纤维、合成橡胶、塑料，故D错误。
互动探究 能力提升
●情境创设
石油不可以直接用作燃料，石油需要经过炼制，才能分离出能驱动汽车、飞机等的汽油、煤油等。
石油的综合利用工艺流程图
●问题探究
1．石油的综合利用途径有哪些？
提示：
加工方法 定义 主要原料 主要产品或原理
常压分馏 通过加热和冷凝方法，把石油分离成不同沸点范围内的产物的过程。 石油 汽油、煤油、柴油、重油
减压分馏 重油 柴油、润滑油、燃料油、沥青、石蜡
裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程。 烷烃 碳原子数较少的烷烃、烯烃。
C16H34
C8H18＋C8H16
加工方法 定义 主要原料 主要产品或原理
催化重整 在加热和催化剂的作用下，使链状烃发生结构的重新调整而转化为环状烃的过程。 链状烃 环状烃(苯、甲苯等芳香烃)
2.分馏、蒸馏、干馏有什么不同？
提示：
干馏 蒸馏 分馏
原理 隔绝空气加强热使物质分解 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同
产物 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点不同的各组分组成的混合物
反应类型 化学变化 物理变化 物理变化
●要点归纳
1．化学中“两裂”的比较
名称 定义 目的
裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量
裂解 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃
2.石油常压蒸馏时所得馏分的先后顺序为石油气(C4以下)、汽油(C5～C11)、煤油(C11～C16)、柴油(C15～C18)、重油(C20以上)等。
3．减压可以降低物质的沸点，石油的减压蒸馏可以在较低温度下，使重油、柴油等常压蒸馏产品继续分离，可得到燃料油、润滑油、石蜡等石油产品。
4．化学“七气”比较
名称 来源 主要成分 用途
高炉煤气 炼铁高炉 CO2、CO等 燃料
水煤气 水煤气炉 CO、H2等 燃料、化工原料
炼厂气 石油炼制厂 低级烷烃 燃料、化工原料
油田气 油田 低级烷烃 燃料、化工原料
天然气 天然气田、油田 CH4 燃料、化工原料
裂解气 裂解炉 低级烷烃和烯烃 石油化工原料
焦炉气 炼焦炉 H2、CH4、C2H4等 燃料、化工原料
下列关于石油及石油炼制的叙述中正确的是( )
A．石油裂化主要得到乙烯
B．将石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料
C．用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油
D．减压分馏的主要产品有汽油、润滑油、煤油和沥青
【答案】 C
题点1
石油的组成及综合利用
●题点例练
【解析】 A项，石油裂化主要得到轻质油，石油的裂解主要是得到乙烯；B项，石油分馏主要得到汽油、煤油等，乙烯、丙烯等可通过石油裂解获得；C项，分馏获得的汽油主要成分是饱和烃，裂化获得的汽油中含有不饱和烃，二者可用溴的四氯化碳溶液鉴别；D项，常压分馏的主要产品有汽油、柴油、煤油等，减压分馏的主要产品是润滑油、石蜡、燃料油、沥青等。
1.下列说法正确的是( )
A．裂化汽油和直馏汽油都可以与溴水反应使其褪色
B．煤通过干馏可获得焦炉气、煤焦油、焦炭等
C．石油通过分馏得到的汽油是纯净物
D．煤通过气化、液化这样的物理变化可获得洁净的燃料
【答案】 B
【解析】 裂化汽油中含烯烃，可以与溴水反应使其褪色，但直馏汽油不含碳碳不饱和键，不能使溴水发生加成反应而使其褪色，A项错误；将煤隔绝空气加强热使其分解的过程为煤的干馏，故煤的干馏是化学变化，能得到焦炉气、煤焦油和焦炭等，B项正确；石油的各种馏分均是一个温度段内分馏的产物，故仍然是混合物，C项错误；煤的气化是用煤生产水煤气，煤的液化是用煤来生产甲醇，故均为化学变化，D项错误。
煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料，我们熟悉的塑料、合成纤维和合成橡胶都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。下列说法中不正确的是( )
A．石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构重整，生成苯、甲苯、苯甲酸等芳香烃
B．煤干馏的产品有出炉煤气、煤焦油和焦炭
C．石油的分馏是物理变化，煤的气化和液化均是化学变化
D．天然气是一种清洁的化石燃料，作为化工原料它主要用于合成氨和甲醇
【答案】 A
题点2
化石燃料与合成高分子
【解析】 烃的催化重整可以使链状结构转化为环状结构，石油中含有链状烃，它们在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯，但苯甲酸不属于芳香烃，故A错误；煤干馏是隔绝空气加强热发生反应，产品主要为出炉煤气、煤焦油和焦炭，故B正确；石油分馏是利用馏分的沸点不同来分离的方法，是物理变化；煤的气化、液化有新物质生成是化学变化，故C正确；天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器，天然气也可用作化工原料，以天然气为原料的一次加工产品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近20个品种，故D正确。
2.加热聚丙烯废塑料可以得到炭、
氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。
用如图所示装置探究废塑料的再利用。
下列叙述中不正确的是( )
A．聚丙烯的链节是—CH2—CH2
—CH2—
B．装置乙的试管中可收集到芳香烃
C．装置丙中的试剂可吸收烯烃以制取卤代烃
D．最后收集的气体可作燃料
【答案】 A
【解析】 聚丙烯的链节是—CH2—CH(CH3)—，故A错误；加热聚丙烯废塑料可以得到芳香烃、苯和甲苯，苯和甲苯的沸点较高，在乙中被冷凝液化，故B正确；烯烃可以与溴单质发生加成反应生成卤代烃，故C正确；最后收集的气体为氢气和甲烷，可作燃料，故D正确。
知识思维导图
课堂素养评价
1.人类生产生活离不开能源，下列关于能源的描述正确的是( )
A．天然气是可再生能源
B．电能、氢能是二次能源
C．煤、石油、水能是人类使用最广泛的传统能源
D．为满足人类需要，可以无限制的开采化石燃料
【答案】 B
【解析】 人类使用最广泛的能源：煤、石油、天然气，天然气是化石能源，属于不可再生能源，故A错误；二次能源是由一次能源经过加工转化以后得到的能源产品，电能、氢能是二次能源，故B正确；煤、石油是人类使用最广泛的传统能源，水能不是人类使用最广泛的传统能源，故C错误；化石能源是不可再生能源，不可以无限制的开采化石燃料，故D错误。
2.下列转化不属于煤、石油、天然气的综合利用的是( )
A．将煤制成蜂窝煤作燃料
B．天然气作化工原料可用于合成氨
C．将煤转化为CO和H2，然后在催化剂的作用下合成甲醇
D．将石油分馏获得汽油、柴油等
【答案】 A
【解析】 将煤制成蜂窝煤作燃料，只改变煤制品的形状，没有改变煤的组成，仍属于原煤的直接使用，A符合题意；天然气作化工原料时，将其与水反应制成水煤气，再分离出氢气，最后可用于合成氨，属于天然气的综合利用，B不符合题意；将煤与水蒸气反应转化为CO和H2，然后在催化剂的作用下CO、H2合成甲醇，属于煤的综合利用，C不符合题意；将石油进行分馏，从而获得汽油、柴油等，可提高石油的使用效率，属于石油的综合利用，D不符合题意。
3.石油是一种重要的化石燃料，通过石油的炼制，我们可以获得多种有机化合物，下列关于石油及其炼制的说法中错误的是( )
A．石油是混合物
B．石油的分馏是物理变化
C．石油分馏得到的馏分是纯净物
D．通过裂解可以提高乙烯等短链烃的产量
【答案】 C
【解析】 石油是多种烃组成的混合物，A正确；根据石油中各种成分的沸点不同，将石油蒸馏得到不同的产品的过程称为石油的分馏，石油的分馏为物理变化，B正确；石油分馏得到的馏分如汽油、柴油、石蜡油等依然是混合物，C错误；在一定条件下，将石油中长链烃转化为短链烃(如乙烯、丙烯等)的过程称为石油的裂解，因此通过裂解可以提高乙烯等短链烃的产量，D正确。
4.化学与生产和生活密切相关，下列说法正确的是( )
A．味精的主要成分为谷氨酸钠，是一种常见的增味剂，最早发现于海带中
B．煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
C．聚氯乙烯塑料袋可用于包装食品
D．葵花籽油、人造奶油、牛油均属于高级脂肪酸高级酯
【答案】 A
【解析】 味精的主要成分为谷氨酸钠，是一种常见的增味剂，最早发现于海带中，故A正确；煤的气化和液化过程中有新物质生成，属于化学变化，故B错误；聚氯乙烯塑料在较高温度分解产生氯化氢，对人体有害，不可用于包装食品，故C错误；葵花籽油、人造奶油、牛油均属于高级脂肪酸甘油酯，故D错误。
5.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油精炼可以获得多种化工原料。
请根据上图回答下列问题：
(1)由原油获得汽油，分离的方法是________。
(2)石油裂化是为了得到更多的汽油，例如：C16H34→C8H18＋C8H16，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是___________
____________________________________________________________。
(3)石油中某些有机物在加热和催化剂条件下可由链状烃变为环状烃。已知在一定条件下某链状烃转化为环状烃C6H6，研究人员推测其可能是 或 ，为验证其结构，取少量该有机物，加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡，静置。若结构为________________，则现象为________________________________；若结构为________________，则现象为________________________________。
(4)乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，乙烯在一定条件下生成聚乙烯塑料的化学方程式_______________________。
【答案】 (1)分馏
(2)裂化汽油中含有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色
【解析】 石油的原油中含有多种液态烃，它们的沸点不同，分离沸点不同的烃得到汽油的方法为分馏，分馏得到重油裂解产生的不饱和烯烃中含有乙烯、丙烯等，它们在一定条件下发生加聚反应产生聚乙烯、聚丙烯。(1)原油是多种烷烃、环烷烃的混合物，它们的沸点不同，由原油通过分馏方法可获得石油气、汽油、重油等多种馏分，故该分离的方法名称是分馏。(2)石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，这是由于裂化汽油中含有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色。(3)石油中某些有机物在加热和催化剂条件下可由链状烃变为环状烃，已知在一定条件(共28张PPT)
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第2课时 煤、石油和天然气的综合利用
课程标准要求 1.了解煤、石油、天然气的组成。
2．了解煤、石油、天然气的综合利用及意义。
3．了解节约能源及防止污染的重要性。
学科核心素养 1.宏观辨识与微观探析：通过宏观上认识自然资源——煤、石油、天然气的综合利用，能从化学微观角度分析、探究化石燃料综合利用的原理和方法，运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响。
2．科学探究与创新意识：通过对“煤制油”工艺原理的认识，掌握并创新化石能源综合利用方法，提高思维的深度和广度，认识环境保护和资源合理开发的重要性，形成可持续发展意识和绿色化学观念。
3．科学态度与社会责任：通过认识煤、石油和天然气的综合利用，关注与化学有关的社会热点问题，并能做出正确的价值判断，并能积极参与有关化学问题的社会决策。深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，赞赏化学对社会发展的重大贡献。
学习目标 1.通过阅读教材，运用分析、推理的方法，结合图片信息，认识煤的干馏、气化、液化原理和主要产品及用途，了解煤的综合利用对可持续发展的重要性。
2．通过讨论交流、图示分析，了解石油的分馏和裂化产品的用途及石油化工产品的应用及投产与产出，认识合理开发和利用化石能源的重要性和必要性。
3．通过联系实际，问题探究，能举例说明重要资源和能源的主要类型、成分和作用，对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价，认识合成高分子材料的重要性及石油化工废弃物带来的环境影响。
学习任务一 煤和天然气的综合利用
自主学习 认知形成
?煤的组成
?煤的综合利用
1.目的：获得____________和______________。
2.煤的干馏
清洁的燃料
多种化工原料
3.煤的气化
4.煤的液化
5.煤综合利用的意义
(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。
?天然气的综合利用
1．煤的干馏、气化和液化属于物理变化还是化学变化？
提示：化学变化。
2．天然气水合物的组成有何特点？
提示：天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合物，其组成可表示为CH4·nH2O，甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。
1．正误判断
(1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏。( )
(2)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。( )
(3)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料。( )
(4)煤的气化和液化都是物理变化。( )
(5)天然气是清洁的化石燃料，对环境没有污染。( )
【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．国内能源供应紧张形势日益加剧，煤的涨价导致部分地区电荒，煤在国民经济中的重要地位由此可见一斑。下列关于煤的说法正确的是( )
A．煤属于有机化合物
B．在物质变化类型上，煤的干馏包含了物理变化和化学变化
C．煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源
D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化并无意义
【答案】 B
【解析】 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。苯和甲苯是煤中的某些干馏产物中的主要成分，并不是煤本身含有的，是煤干馏过程中发生化学反应生成的。煤气化后变成清洁高效的燃料，再燃烧可提高其利用率，意义重大。
3．天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，其中正确的是( )
①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一；④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇。
A．①②③ B．①②④
C．③④ D．②③
【答案】 B
【解析】 ①天然气与煤、柴油相比，氢元素的质量分数高，氢燃烧产物无污染，是相对清洁的能源；②CH4的摩尔质量为16g·mol－1，CO2的摩尔质量为44g·mol－1，则等质量时，CH4产生的温室效应大于CO2；③天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨；由CH4的用途知④正确。
互动探究 能力提升
●情境创设
●问题探究
1．煤的干馏的主要产品有哪些？
提示：
煤的干馏产品 主要成分及名称 主要用途
气态 焦炉气、粗氨水、粗苯 燃料、化肥、炸药、医药、农药、合成材料
液态 煤焦油：苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青 炸药、医药、农药、合成材料、染料、筑路材料、制碳素电极
固态 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料
2.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，内含煤焦油等成分，对吗？
提示：不对，煤是由多种有机物和无机物组成的复杂的混合物，煤干馏后得到的煤焦油，原物质中不含煤焦油。
下列不属于煤的综合利用的是( )
A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C．煤变为煤饼
D．将煤气化为可燃性气体
【答案】 C
题点1
煤的综合利用
【解析】 将煤干馏制得煤焦油和焦炭，属于煤的综合利用，故A项不符合题意；在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料，属于煤的综合利用，故B项不符合题意；将煤变为煤饼，只是其物理形态发生了改变，并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用，故C项符合题意；将煤气化为可燃性气体，属于煤的综合利用，故D项不符合题意。
1.有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是( )
A．煤和水煤气都属于化石燃料
B．煤中含有焦炉气、煤焦油、焦炭等物质
C．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D．②是煤的气化方式之一
【答案】 D
【解析】 水煤气属于二次能源，不是化石燃料，A错误；煤干馏后能得到这些物质，但煤本身并不含这些物质，B错误；①是煤的干馏，需隔绝空气，C错误；煤的气化是将煤转化为气体燃料的过程，煤干馏得到的焦炭和水蒸气在高温下生成水煤气是煤的气化方式之一，D正确。
中国是世界上最早利用天然气作燃料的国家。天然气的主要成分是( )
A．H2 B．CO
C．CH4 D．CO2
【答案】 C
【解析】 天然气的主要成分是甲烷，其化学式为CH4。
题点2
天然气的综合利用
2.下列关于天然气的说法正确的是( )
A．天然气、沼气都是比较清洁的可再生能源
B．“可燃冰”的主要成分是甲烷水合物，是一种高效清洁能源
C．天然气、石油、煤等化石燃料都是混合物，属于可再生能源
D．煤和石油属于混合物，天然气属于纯净物
【答案】 B
【解析】 天然气不属于可再生能源，A项错误；“可燃冰”的主要成分是甲烷水合物，具有可燃性，是一种高效清洁能源，B项正确；天然气、石油、煤都属于化石能源，属于非再生能源，C项错误；煤和石油都是混合物，天然气的主要成分是甲烷，但其中含有多种杂质气体，天然气属于混合物，D项错误。
