《3 煤、石油和天然气》习题
一、选择题
1．下列关于有机物说法正确的是（ ）。
A．乙醇、乙烷和乙酸都可以与钠反应生成氢气
B．75%（体积分数）的乙醇溶液常用于医疗消毒
C．苯和乙烯都可使溴的四氯化碳溶液褪色
D．石油分馏可获得乙酸、苯及其衍生物
2．将下列液体分别与溴水混合并振荡，静置后混合液分为两层，溴水层几乎无色的是（ ）。
A．NaOH溶液 B．FeCl3溶液
C．苯 D．碘化钾溶液
3．下列属于苯的同系物的是（ ）。
4．下列说法中，正确的是（ ）。
A．煤的干馏是物理变化
B．石油裂解的主要目的是为了得到更多的汽油
C．石油分馏能得到不同沸点范围的产物
D．石油裂化主要得到的是乙烯、丙烯等
5．将a g聚苯乙烯树脂溶于b L苯中，然后通入c mol乙炔气体，所得混合物中的碳氢两元素的质量比是（ ）。
A．6∶1 B．12∶1 C．8∶3 D．1∶12
6．已知化合物B3N3H6（硼氮苯）与C6H6（苯）的分子结构相似，如下图所示：
则硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体的数目为（ ）。
A．2 B．3 C．4 D．6
7．分子组成为C9H12苯的同系物，已知苯环上只有一个取代基，下列说法中正确的是（ ）。
A．该有机物不能发生加成反应，但能发生取代反应
B．该有机物不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但能使溴水褪色
C．该有机物分子中的所有原子可能在同一平面上
D．该有机物的一溴代物最多有6种同分异构体
二、填空题
1．某芳香烃中含碳元素的质量分数为90.6%，相同条件下，其蒸气密度为空气密度的3.66倍（M空气设为29）。
（1）该烃的分子式为__________。其最简单的同系物中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是（写出其结构简式）__________________。
（2）若该烃硝化时，苯环上的一硝基取代物有三种，则该烃的结构简式可能为____________________。
2．下图为苯和溴取代反应的改进实验装置。其中A为带支管的试管改制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑。
填写下列空白：
（1）向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内就发生反应。写出A中所发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）：________________________________。
（2）试管C中苯的作用是________________________________________________；反应开始后，观察D试管，看到的现象为___________________________________________。
（3）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器_________________________（填字母）。
《3 煤、石油和天然气》习题
一、选择题
1．下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是（ ）。
A．石油裂解得到的汽油是纯净物
B．石油产品都可用于加成反应
C．天然气是一种清洁的化石燃料
D．煤就是碳，属于单质
2．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是（ ）。
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．将煤变为煤饼作燃料
D．将石油裂解制得乙烯等化工原料
3．下列变化属于化学变化，且产物中有气体、液体、固体的是（ ）。
A．石油分馏 B．石油裂解
C．煤的干馏 D．煤的气化
4．石油裂解的目的和原理是（ ）。
A．使具有长链的烃深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃
B．使直链烃转化为芳香烃
C．避免炭化结焦
D．除去石油中的杂质
5．可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是（ ）。
A．乙醇 B．溴的四氯化碳溶液
C．NaOH溶液 D．盐酸
6．有关煤的叙述中不正确的是（ ）。
A．煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质
B．煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分
C．煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素
D．煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键
7．下列变化不属于化学变化的是（ ）。
A．煤的干馏 B．煤的液化
C．煤的气化 D．煤的开采
8．下列关于石油组成的叙述中，正确的是（ ）。
A．石油是烯烃和其他一些不饱和烃的混合物
B．石油是各种烷烃和烯烃的混合物
C．石油是各种饱和烃的混合物
D．石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物
9．下列有关说法错误的是（ ）。
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
B．石油的分馏是物理变化
C．石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测得的是混合液的温度
D．石油分馏得到的汽油仍是混合物
二、填空题
1．下图是实验室干馏煤的装置图，根据图回答下列问题。
（1）指出图中各仪器的名称：
b：____________，c：____________，d：____________。
（2）装置c的作用：_______________________________________，有机物可通过____________的方法使其中的重要成分分离出来。
（3）e处点燃的气体是__________，火焰呈______色。
（4）给B加热，收集到沸点为60℃～150℃间的馏分是________；收集到沸点为150℃～300℃间的馏分是_____________________________；
（5）该装置能否用于苯和硝基苯的分离_________________________________。
2．如图为某同学在实验室中组装的一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，得到汽油和煤油。
（1）图中A、B、C三种仪器的名称分别是：
A____________，B____________，C______________。
（2）图中尚缺少的一种仪器的名称是_____________________________________；
（3）冷却装置的进水口是____________；
（4）在B中加入原油后，加入几片碎瓷片的目的是__________________________；
（5）馏分接受容器换成烧杯好不好？________；为什么？
______________________________________________________________________________________________________________________________；
（6）给B加热，收集到沸点为60℃～150℃间的馏分是________；收集到沸点为150℃～300℃间的馏分是_____________________________；
（7）该装置能否用于苯和硝基苯的分离_________________________________。
《3 煤、石油和天然气》教案
教学目的：
1、了解石油的分馏及其产品和用途，了解石油的裂化和裂解。
2、了解煤的干馏和综合利用。
3、了解煤化工和天然气化工的发展。
教学过程：
一、煤的综合利用：
1、煤的干馏：
（1）定义：煤的干馏，也叫煤的焦化，是指将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。
（2）煤干馏的产品及用途。
（3）工业上炼焦，就属于煤的干馏，其原理是将煤粉放在隔绝空气的炼焦炉中加热，煤粉受热分解得到焦炭、煤焦油、焦炉气（可燃烧）、粗氨水、和粗苯等。这些产物可用于生产化肥、塑料、合成橡胶、合成纤维、炸药、染料、医药等。
2、煤的气化和液化：
（1）煤的气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
（2）煤的液化：煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程，煤的液化分直接液化和间接液化。
①直接液化是把煤炭制成煤浆，然后在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物即“合成石油”。主要产品有优质汽油、柴油、芳香烃和其他化工原料。副产品有液化石油气、硫磺和氨气等。
②间接液化是把煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO、H2等，然后合成气通过催化合成得到性能优良的液态醇类、烃类等。间接液化的效率一般较低。
二、石油和天然气
1、石油的炼制和石油化工：
（1）认识石油：
形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。
元素组成：C、H、S等。
物质组成：烷烃、环烷、芳香烃等，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。
物理性质：黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。
思考：石油是纯净物还是混合物？有无固定的沸点？
（2）原油：
从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。要炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃。
（3）石油的分馏：
工业上常用常压分馏和减压分馏的方法把不同沸点的产品分离出来，为了提高汽油产量，还可采用催化裂化的方法。
①常压分馏：将石油分成轻质油和重油。
常压分馏主要产品：轻质油：溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等。
②减压分馏：将重油再进一步分成各种馏分。重油进行减压分馏的产物主要有：重柴油、润滑油、凡士林、石 蜡、沥青等。
思考：为什么要减压分馏？
师：若要将重油进一步分离，则要在更高的温度，而在高温下，高沸点的烃会分解，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。由于同一种物质，在不同的压强下，沸点不同。因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界压强越小，物质沸点就越低。因此要将重油进行减压分馏。
（4）石油的裂化和裂解：
①石油裂化有热裂化和催化裂化两种
热裂化：
目的：提高汽油的产量。
缺点：温度过高，发生结焦现象。
催化裂化：
目的：提高汽油的质量和产量
②裂解：即深度裂化，使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃。
2、天然气的利用：
（1）天然气的来源
天然气又称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6—0.8g/cm3，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。
（2）天然气的主要用途：
用作燃料；制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他许多有机化合物的原料。
（3）天然气化工：
以天然气为原料的化学工业简称天然气化工。
其主要内容有：①天然气制碳黑；②天然气提取氦气；③天然气制氢；④天然气制氨；⑤天然气制甲醇；⑥天然气制乙炔；⑦天然气制氯甲烷；⑧天然气制四氯化碳；⑨天然气制硝基甲烷；⑩天然气制二硫化碳；天然气制乙烯；天然气制硫磺等。
课件17张PPT。煤、石油和天然气煤的用途 煤是三大能源之一，在我国是第一大能源，是最早被人类使用的一种固体燃料，在全球矿物能源中，煤的储量为丰富，石油和天燃气可开采的总量约为煤的一半。 煤是远古的植物埋在地下，处在空气不足的条件下，经过漫长的岁月，逐渐转变成煤。它是不可再生的一次能源。煤是如何形成的？煤的组成
煤是一种由有机物和无机物所组成的复杂的混合物。
主要的组成元素是碳，另外还有一定的氢，氧，硫，氮，磷等元素。 煤的直接燃烧的热效率不高，只有20%—30%，并且无法充分利用其中的资源，生成的废气SO2与NOX会造成环境污染，还有粉尘和煤渣等固体垃圾的处理问题。因此煤直接燃烧会造成环境的污染和资源的极大浪费，我们必须进行煤的综合利用，不仅使媒转化成清洁高效的能源，还可分离提取出煤中宝贵的化工原料。煤的综合利用 石油是当今世界的主要能源，目前在我国为第二能源，石油是战略物资，现代战争往往与争夺石油资源有关，现代生活中的衣，食，住，行，用都直接或间接地与石油产品有关。 石油石油的用途想一想：
1、石油是如何形成的？
2、石油的主要组成成分是什么？
3、石油有哪些性质？1、石油的形成：石油是由远古的动植物遗体在地下经过漫长而复杂的变化形成的黑色或棕褐色的粘稠液体混合物，它也是不可再生的一次能源，未经加工的石沿用称为原油 。2、石油的组成成份：石油的元素组成主要是碳和氢，还有少量的氧，氮，硫等，与煤相比，石油的含氢量较多，含氧量较低。3、石油的性质：石油是黑色或褐色的液体，有特殊气体，不溶于水，密度比水小，没有固定的熔点和沸点。
用连续加热的方法使石油中沸点不同的有机物依次汽化再使这些汽化物依次冷凝，得到各种燃料和化工原料的石油炼制方法叫做分馏，可见，分馏是一种物理变化。石油的分馏石油的分馏 天燃气指蕴藏在地壳中的可燃性气体，主要成分是甲烷，天燃气一般是动植物遗体在地下经过漫长的复杂变化而形成的，分布的范围和生成温度范围比石油宽得多，通常与石油，煤伴生，是一种清洁能源，热值与热效率均高于煤和石油。 天燃气可燃冰 海洋深处的甲烷，可在高压和低温条件条件下与水结合形成水合物。天然气水合物晶体无色透明，外形似冰，因含大量可燃的甲烷，故俗称可燃冰。丙烯简介
化学性质：
丙烯除了在烯键上起反应外，还可在甲基上起反应 。丙烯在酸性催化剂（硫酸、无水氢氟酸等）存在下聚合，生成二聚体、三聚体和四聚体的混合物，可用作高辛烷值燃料。在齐格勒催化剂存在下丙烯聚合生成聚丙烯。丙烯与乙烯共聚生成乙丙橡胶。丙烯与硫酸起加成反应，生成异丙基硫酸，后者水解生成异丙醇：丙烯与氯和水起加成反应，生成1—氯—2—丙醇，后者与碱反应生成环氧丙烷，加水生成丙二醇：丙烯在酸性催化剂存在下与苯反应，生成异丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料。丙烯在酸性催化剂（硫酸、氢氟酸等）存在下，可与异丁烷发生烃基化反应，生成的支链烷烃可用作高辛烷值燃料。丙烯在催化剂存在下与氨和空气中的氧起氨氧化反应，生成丙烯腈，它是合成塑料、橡胶、纤维等高聚物的原料。丙烯在高温下氯化，生成烯丙基氯CH2=CHCH2Cl，它是合成甘油的原料。
主要用途：
用于制丙烯腈、环氧丙烷、丙酮等。用以生产多种重要有机化工原料、生成合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等。
用丙烯颜料绘制的画。丙烯颜料是用一种化学合成胶乳剂（含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸，以及增稠剂、填充剂等）与颜色微粒混合而成的新型绘画颜料。丙烯颜料出现于20世纪60年代，试验证明，它有很多优于其他颜料的特征：干燥后为柔韧薄膜，坚固耐磨，耐水，抗腐蚀，抗自然老化，不褪色，不变质脱落，画面不反光，画好后易于冲洗，适合于作架上画、室内外壁画等。它可以一层层反复堆砌，画出厚重的感觉；也可加入粉料及适量的水，用类似水粉的画法覆盖重叠，画面层次丰富而明朗；如在颜料中加入大量的水分可以出水彩、工笔画的效果，一层层烘染，推晕，透叠，效果纯净透明。由于丙烯颜料的主要调剂含水量很大，因此在容易吸水的粗糙底面上作画更为适宜。作丙烯画可以用一般的油画笔、画刀、中国画笔、水彩画笔、板刷、海绵、丝瓜络等。调色盘和笔洗多用不吸水的陶瓷、玻璃、珐琅质地的容器，以防清洗不净。丙烯颜料在水分挥发后即干透，因此作画时对程序要心中有数，以使笔触衔接自然，达到预想效果。
丙烯用量最大的是生产聚丙烯，另外丙烯可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。
煤干馏
变化：
当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结晶水释出；高达350℃以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400—500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450—550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦继续分解，析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃，半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。
煤干馏的产物是焦炭、煤焦油和煤气。
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳香烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳香烃的重要来源；低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。
发展：
2008年中国的煤化工产业继续有序发展，煤化工产业发展政策逐步完善，煤基甲醇和煤基二甲醚的试点应用取得可喜进展，产能得到进一步释放，新型煤化工产品逐渐走向市场，并被市场接受。随着金融危机影响的加剧，中国煤化工产业面临成本压力，行业发展趋缓。由于国家政策总体上仍支持煤化工发展，节能减排已是大势所趋，故中国煤化工产业虽短期受困但前景仍十分可观。
新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭——能源化工一体化的新兴产业。煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要发展方向，这对于中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。
