人教版高中化学选修二教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：07石油、煤和天然气的综合利用(基础)
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修二教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：07石油、煤和天然气的综合利用(基础) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 186.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-12-24 07:51:47 | ||
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文档简介
石油、煤和天然气的综合利用
【学习目标】
1、了解煤和石油综合利用的最新进展；
2、了解天然气综合利用的最新进展。
【要点梳理】
要点一、石油的炼制
1．石油的成分：石油所含的元素主要成分是碳和氢（碳、氢在石油中的质量分数平均为97%～98%），它主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。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。
2．石油的炼制【 化学与资源开发利用#石油的炼制】
（1）石油的分馏
①原理：石油是烃的混合物，因此没有固定的沸点。含碳原子数越少的烃，沸点越低。因此，在给石油加热时，低沸点的烃先汽化，经过冷凝液化后分离出来。随着温度的升高，较高混点的烃再汽化，经过冷凝液化后，又分离出来。这样不断地加热汽化和冷凝液化，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法就是石油的分馏。分馏出来的各种成分叫做馏分。每一种馏分仍然是多种烃的混合物。
②产品：石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油和重油。
③石油分馏的实验：
仪器：蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶、温度计导管、温度计、酒精灯等。
实验装置：
实验操作：
a．检查气密性。
b．加药品：将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏烧瓶中。不要使液体从支管流出。加入几粒沸石，塞好带温度计的塞子。
c．加热：用水冷凝时，先打开冷凝水龙头缓缓通入冷水，然后开始加热。
d．观察沸点及收集馏分：用锥形瓶分别收集60～150℃和150～300℃时的馏分，就可以得到汽油和煤油。
实验注意事项：
a．蒸馏瓶要干燥，装入原油体积不能超过容积的2／3；
b．蒸馏瓶内加入碎瓷片或沸石以防暴沸；
c．温度计水银球的位置应在蒸馏瓶的支管口下缘处；
d．从冷凝管下端进水口通入冷水，从上端出水口流出。
（2）石油的裂化
①原理：裂化就是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。在催化作用下进行的裂化，又叫做催化裂化。例如C16H34C8H18+C8H16。
②原料：石油分馏产品。
③目的：为了提高汽油等轻质液体燃料的产量和质量。
④产品：各种轻质液体燃料。
（3）裂解
①原理：以比裂化更高的温度，使石油分馏产品（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃。例如C8H18C4H10+C4H8，C4H10C2H6+C2H4，C4H10CH4+C3H6，C4H8 2C2H4。
②原料：各种石油分馏产品。
③目的：获得乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料。
④产品：乙烯、丙烯、丁二烯。
要点诠释：列表比较石油炼制加工的重要手段
分馏
催化裂化
裂解
原料
原油
重油
石油分馏产物
原理
利用各成分的沸点的不同，通过不断地加热和汽化、冷凝，将石油分成各种沸点范围的馏分
在加压、加热和有催化剂存在下，使相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成相对分子质量较小、沸点较低的烃
采用比裂化更高的温度使长链烃断裂为气态链烃
目的
从石油中分离出汽油、煤油等各种有用成分
提高汽油等轻质油的质量和产量
主要是为了获得乙烯等烯烃
变化
物理变化
化学变化
化学变化
主要
产品
汽油（C5～C12）、煤油（C12～C16）、柴油（C15～C18）、润滑油、重油
轻质油（主要是汽油）
乙烯、丙烯、丁二烯等
要点二、天然气的利用
1．制备合成氨的原料气氢气：CH4+H2OCO+3H2，CH4+2H2OCO2+4H2。
2．制乙烯。
3．制甲醇。
4．合成液体燃料
要点三、煤的综合利用
1．煤的干馏【 化学与资源开发利用#煤的干馏】
（1）概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏。
（2）煤干馏的产物：煤经过干馏能生产出焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。
焦炉气的主要成分是氢气和甲烷，其中混有很少量的一氧化碳、二氧化碳、乙烯、氮气和其他气体。
要点诠释：煤的干馏主要产品及用途
干馏产品
主要成分
主要用途
焦炉气
H2、CH4、C2H4、CO
气体燃料、化工原料
煤焦油
苯、甲苯、二甲苯
炸药、染料、医药、农药、合成材料
酚类、萘
染料、医药、农药、合成材料
沥青
筑路材料、制碳素电极
焦炭
碳
冶金、合成氨造气、电石、燃料
2．煤的气化和液化【 化学与资源开发利用#煤的气化和液化】
（1）作用：使煤变成清洁能源，提高煤的燃烧效率。
（2）煤的气化：把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。
反应原理：C (s)+H2O (g)CO (g)+H2 (g)
（3）煤的液化：把煤转化成液体燃料的过程。
直接液化
间接液化
过程
把煤与适当的溶剂混合后，在高温、高压和有催化剂的条件下，使煤与氢气作用生成液体燃料
先把煤转化成一氧化碳和氢气（合成气），然后再经过催化合成得到烃类燃料、醇类燃料及化学品等
产品
优质汽油、柴油、芳香烃和其他化工原料，副产燃料气、液化石油气、硫黄和氨气等
甲醇等
要点诠释：分馏与干馏的对比见下表
加工对象
加工目的
变化的本质
相似点
实例
分馏
液体混合物
分离各成分
物理变化
均需加热
石油的分馏
干馏
固体物质
分解成各种不同成分
化学变化
煤的干馏
【典型例题】
类型一：石油的分馏及其产品组成
例1 某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在启动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是（ ）
A．酒精 B．汽油 C．柴油 D．液化石油气
【思路点拨】本题考查石油的分馏产品，需要熟悉分馏产品的组成。碳的百分含量越高，产生黑烟越多。
【答案】C
【解析】按一般常识，汽车所用的燃料为汽油或柴油，且酒精、液化石油气燃烧一般不会产生黑烟，所以答案应在B、C中选择。柴油分子中的碳原子数目多于汽油分子中的碳原子数，而碳原子数越多的烷烃，其中碳的质量分数越大，燃烧时多发生不完全燃烧，生成C等而产生黑烟。故排出黑烟者，其燃料为柴油。
【总结升华】汽油的主要成分为C5～C11的烃，柴油主要成分为C15～C18的烃。
举一反三：
【变式1】（2019 云南检测）近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法正确的是（ ）。
A．石油属于可再生矿物能源
B．石油主要含有碳、氢两种元素
C．石油的裂化是物理变化
D．石油分馏的各馏分均是纯净物
【答案】B
【解析】石油、煤和天然气属于化石燃料，是不可再生能源。石油的裂化和裂解均属于化学变化。石油分馏所得的各馏分均是含有不同碳原子数的烃类混合物，如汽油、煤油、柴油等。
类型二：石油的裂化及煤的干馏
例2（2019 重庆检测）C8H18经多步裂化，最后完全转化为C4H8、C3H6、C2H4、C2H6、CH4五种气体混合物，该混合物的平均相对分子质量可能是（双选）（ ）。
A．28 B．30 C．38 D．40
【思路点拨】讨论分析法、极限思维法的应用对解好本题具有重要的作用。
【答案】BC
【解析】C8H18裂化发生如下反应：（1）C8H18—→C4H8+C4H10；（2）C4H10—→C2H4+C2H6；（3）C4H10—→CH4+C3H6；（4）C4H8—→2C2H4，若仅发生（1）（2）（3）反应，则该混合物平均相对分子质量最大，，若C4H8趋近于零，发生（1）（2）（3）（4）反应，则该混合物平均相对分子质量最小，，则。
【总结升华】使用催化剂使含碳原子数较多的烃分子在较低温度下断裂成含碳原子数较少的烃分子，从而增加轻质油的产量。
举一反三：
【变式1】根据右图把煤隔绝空气加强热。下列叙述错误的是（ ）?
A、图中发生了化学变化
B、X的水溶液pH＞7；Y是一种黑色粘稠液体
C、气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色
D、试管A中产生浓的白色的烟
【答案】D。
【解析】煤的干馏是化学变化，A正确；煤的干馏产品中氨水显碱性，pH＞7正确；而Y中含有沥青肯定为黑色；焦炉气中所含气体为2种常见无机气体（H2和CO），和2种常见的有机气体（CH4和C2H4），C正确；把煤隔绝空气加强热不会有浓的白烟生成。
【巩固练习】
一、选择题
1．欧洲航天局的惠更斯号探测器首次成功登陆土星的最大卫星一一土卫六。科学家对探测器发回的数据进行了分析，发现土卫六的大气层中含有95％的氮气，剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是（ ）
A．碳氢化合物的通式为CnH2n+2 B．石油的主要成分是碳氢化合物
C．乙炔是含碳量最高的碳氢化合物 D．碳氢化合物中的化学键都是极性键
2．从石油分馏得到的固体石蜡，用氯气漂白后，燃烧时会产生含氯元素的气体，这是由于石蜡在漂白时与氯气发生过（ ）
A．加成反应 B取代反应 C．聚合反应 D．催化裂化反应
3．某学生的以下实验操作，正确的是（ ）
A．用酒精萃取碘水中的碘 B．用CCl4分离苯和溴苯
C．用裂化汽油萃取溴水中的溴 D．将金属钠保存于十二烷中
4．石油气中主要含有原子数目较多的烷烃，某石油气充分燃烧后，在相同条件下测得生成的二氧化碳的体积是该石油体积的1.2倍，则石油气中一定含有（ ）
A．甲烷 B．丁烷 C．戊烷 D．乙烷
5．丁烷在催化剂作用下可裂解为乙烯和乙烷，假定丁烷的裂解率为50％，标准状况下，1.5体积裂解后的混合气体和10体积的氧气混合完全燃烧，恢复到标准状况时，气体体积是（ ）
A．7.5体积 B．8体积 C．7体积 D．9体积
6．（2019 上海检测）天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4+2O2CO2+2H2O，C3H8+5O23CO2 +4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为燃烧液化石油气，应采取的正确措施是（ ）。
A．减小空气进入量或增大石油气进入量
B．增大空气进入量或减小石油气进入量
C．减小空气进入量或减小石油气进入量
D．增大空气进入量或增大石油气进入量
7．在煤焦油中含有苊（acenaphthene）、芴（fuorene）、芘（pyrene）等多种稠环芳香烃，有关苊、芴、芘的结构简式分别如下：
则下列说法中正确的是 （ ）
A．苊、芴是互为同分异构体
B．芴、芘二者的一氯代物的同分异构体种类相等
C．等物质的量的苊、芴、芘完全燃烧时生成水的量相等
D．等物质的量的苊、芴、芘完全燃烧时消耗氧气的量相等
8．某残余焦炉气由一氧化碳、甲烷和乙烯组成，为了测定其中CO的含量，在120℃和1大气压下，取该焦炉气30 mL与90 mL O2混合后，点火使其充分反应后，恢复到原来的温度和压强时，得到117 mL的气体，则原焦炉气中CO的体积分数为（ ）
A．10％ B．20％ C．40％ D．66.7％
9．（2019 南昌检测）煤的干馏和石油的分馏，两种变化在本质上的差别是（ ）。
A．加热的温度不同
B．得到的产品不同
C．前者要隔绝空气，后者不必
D．干馏是化学变化，分馏是物理变化
10．在煤焦油中含有多种芳香烃，其中有一类是由多个苯环“并联”而成，下面①～④就属于这一类多苯环“并联”而成的芳香烃，它们被称为“稠环芳香烃”。试判断下列说法中正确的是（ ）
A．①～④所表示的芳香烃都是苯的同系物 B．②和③是同一种物质
C．①和②互为同分异构体 D．④的一氯代物的种类最多
11．通常用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志是（ ）
A．石油的产量 B．乙烯的产量 C．硫酸的产量 D．合成纤维的产量
12．关于石油的不正确的说法是（ ）
A．石油主要含C、H两种元素
B．石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物
C．石油有固定的沸点，故可分馏
D．石油分馏得到的汽油是混合物
13．下列说法中，不正确的是（ ）
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油分馏得到汽油
B．含C18以上的烷烃的重油，经过催化裂化可以得到汽油
C．煤是有机物与无机物组成的复杂的混合物
D．煤中含有苯和甲苯，通过先干馏后裂解的方法可以把它们分离出来
二、填空题
1．1 mol某链烃A，在一定条件下完全裂化成1 mol烷烃B和1 mol烯烃C，生成的混合气体对氢气的相对密度为14.5。试通过计算回答下列问题：
（1）写出链烃A可能的结构简式________________。
（2）烷烃B和烯烃C可能各是什么物质________。
（3）如果将1 mol B完全燃烧时，需要O2的物质的量是整数时，那么C只能是什么烯烃________。
2．（2019 北京海淀）将下表所列仪器组装为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________。
（2）将以上仪器组装成一套实验室蒸馏石油装置，用字母a，b，c…表示连接顺序：
e接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）。
（3）A仪器中c口是________，d口是________（填“进水口”或“出水口”）。
（4）蒸馏时，温度计水银球应在________位置。
（5）在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是________。
（6）给B加热，收集到沸点为60～150℃间的馏分是________，收集到150～300℃间的馏分是________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．B
【解析】CnH2n+2只是烷烃的分子通式；乙炔的分子式为C2H2，萘的分子式是C10H8，显然萘的含碳量比乙炔高；碳氢化合物中的碳碳键为非极性键。）
2．B
【解析】固体石蜡的主要成分是固态的烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物，氯气可与石蜡发生取代反应。）
3．D
【解析】实验室里，通常将钠保存在煤油中，煤油的主要成分是十二烷。）
4．A
【解析】由题意可知，石油气中平均碳原子数为1.2。四种物质中，只有甲烷含有的碳原子数小于1.2，故一定有甲烷。）
5．A
【解析】因裂解率为50%，故裂化后的1.5体积混合气体的燃烧耗O2的量与未裂解时的1体积丁烷的燃烧耗O2量相等。标况时，水不是气态，据丁烷燃烧的化学方程式C4H10+O24CO2+5H2O知，1.5体积混合气体在10体积O2中充分燃烧后气体体积为：1.5+10－4=7.5（体积）。）
6．B
【解析】从燃烧的化学方程式知，燃烧单位体积的甲烷比液化石油气耗的O2少。因此，原来烧天然气的灶具改为烧液化石油气，必须增大空气进入量或减小石油气进入量。
7．C
【解析】苊、芴的C数不同；芴、芘二者的一氯化物分别为5、3；苊、芴的分子中的H数相同。）
8．B
【解析】假设30 mL都是乙烯气体，根据乙烯燃烧方程式，当30 mL乙烯完全燃烧时所需氧气的体积是90 mL，由于30 mL CO完全燃烧所需氧气的体积是15 mL，30 mL CH4完全燃烧所需氧气的体积是60 mL，因此30 mL它们的混合气体完全燃烧时所需氧气的体积必小于90 mL，氧气过量。由CH4+2O2—→CO2+2H2O (g)和C2H4+3O2—→2CO2+2H2O (g)可知，甲烷、乙烯两种气体完全燃烧时，反应前后的气体体积不变，由方程式2CO+O2==2CO2可知CO气体的体积是燃烧前后气体体积缩小值的2倍，故此混合气体中CO的体积为6 mL。其体积分数为。）
9．D
【解析】分馏：用加热蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物，无新物质生成，属于物理变化。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热，使其分解的过程，是化学变化。
10．BC
【解析】②和③在纸面上旋转后可看出是同一种物质；④的一氯代物只有3种。）
11．B
12．C
13．D
二、填空题
1．（1）CH3CH2CH2CH3、
（2）B：CH4；C：C3H6或B：C2H6；C：C2H4 （3）C3H6
2．（1）冷凝管、蒸馏烧瓶、锥形瓶 （2）i h a b f g w
（3）进水口 出水口 （4）蒸馏烧瓶支管出口 （5）防止液体暴沸 （6）汽油 煤油
【解析】实验装置的组装应本着“由下往上、从左向右”的原则进行。注意检查装置的气密性、冷凝管的水流方向是低进高出、温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管出口位置。沸点较低的馏分汽油先汽化，然后是煤油。
【学习目标】
1、了解煤和石油综合利用的最新进展；
2、了解天然气综合利用的最新进展。
【要点梳理】
要点一、石油的炼制
1．石油的成分：石油所含的元素主要成分是碳和氢（碳、氢在石油中的质量分数平均为97%～98%），它主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。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。
2．石油的炼制【 化学与资源开发利用#石油的炼制】
（1）石油的分馏
①原理：石油是烃的混合物，因此没有固定的沸点。含碳原子数越少的烃，沸点越低。因此，在给石油加热时，低沸点的烃先汽化，经过冷凝液化后分离出来。随着温度的升高，较高混点的烃再汽化，经过冷凝液化后，又分离出来。这样不断地加热汽化和冷凝液化，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法就是石油的分馏。分馏出来的各种成分叫做馏分。每一种馏分仍然是多种烃的混合物。
②产品：石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油和重油。
③石油分馏的实验：
仪器：蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶、温度计导管、温度计、酒精灯等。
实验装置：
实验操作：
a．检查气密性。
b．加药品：将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏烧瓶中。不要使液体从支管流出。加入几粒沸石，塞好带温度计的塞子。
c．加热：用水冷凝时，先打开冷凝水龙头缓缓通入冷水，然后开始加热。
d．观察沸点及收集馏分：用锥形瓶分别收集60～150℃和150～300℃时的馏分，就可以得到汽油和煤油。
实验注意事项：
a．蒸馏瓶要干燥，装入原油体积不能超过容积的2／3；
b．蒸馏瓶内加入碎瓷片或沸石以防暴沸；
c．温度计水银球的位置应在蒸馏瓶的支管口下缘处；
d．从冷凝管下端进水口通入冷水，从上端出水口流出。
（2）石油的裂化
①原理：裂化就是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。在催化作用下进行的裂化，又叫做催化裂化。例如C16H34C8H18+C8H16。
②原料：石油分馏产品。
③目的：为了提高汽油等轻质液体燃料的产量和质量。
④产品：各种轻质液体燃料。
（3）裂解
①原理：以比裂化更高的温度，使石油分馏产品（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃。例如C8H18C4H10+C4H8，C4H10C2H6+C2H4，C4H10CH4+C3H6，C4H8 2C2H4。
②原料：各种石油分馏产品。
③目的：获得乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料。
④产品：乙烯、丙烯、丁二烯。
要点诠释：列表比较石油炼制加工的重要手段
分馏
催化裂化
裂解
原料
原油
重油
石油分馏产物
原理
利用各成分的沸点的不同，通过不断地加热和汽化、冷凝，将石油分成各种沸点范围的馏分
在加压、加热和有催化剂存在下，使相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成相对分子质量较小、沸点较低的烃
采用比裂化更高的温度使长链烃断裂为气态链烃
目的
从石油中分离出汽油、煤油等各种有用成分
提高汽油等轻质油的质量和产量
主要是为了获得乙烯等烯烃
变化
物理变化
化学变化
化学变化
主要
产品
汽油（C5～C12）、煤油（C12～C16）、柴油（C15～C18）、润滑油、重油
轻质油（主要是汽油）
乙烯、丙烯、丁二烯等
要点二、天然气的利用
1．制备合成氨的原料气氢气：CH4+H2OCO+3H2，CH4+2H2OCO2+4H2。
2．制乙烯。
3．制甲醇。
4．合成液体燃料
要点三、煤的综合利用
1．煤的干馏【 化学与资源开发利用#煤的干馏】
（1）概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏。
（2）煤干馏的产物：煤经过干馏能生产出焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。
焦炉气的主要成分是氢气和甲烷，其中混有很少量的一氧化碳、二氧化碳、乙烯、氮气和其他气体。
要点诠释：煤的干馏主要产品及用途
干馏产品
主要成分
主要用途
焦炉气
H2、CH4、C2H4、CO
气体燃料、化工原料
煤焦油
苯、甲苯、二甲苯
炸药、染料、医药、农药、合成材料
酚类、萘
染料、医药、农药、合成材料
沥青
筑路材料、制碳素电极
焦炭
碳
冶金、合成氨造气、电石、燃料
2．煤的气化和液化【 化学与资源开发利用#煤的气化和液化】
（1）作用：使煤变成清洁能源，提高煤的燃烧效率。
（2）煤的气化：把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。
反应原理：C (s)+H2O (g)CO (g)+H2 (g)
（3）煤的液化：把煤转化成液体燃料的过程。
直接液化
间接液化
过程
把煤与适当的溶剂混合后，在高温、高压和有催化剂的条件下，使煤与氢气作用生成液体燃料
先把煤转化成一氧化碳和氢气（合成气），然后再经过催化合成得到烃类燃料、醇类燃料及化学品等
产品
优质汽油、柴油、芳香烃和其他化工原料，副产燃料气、液化石油气、硫黄和氨气等
甲醇等
要点诠释：分馏与干馏的对比见下表
加工对象
加工目的
变化的本质
相似点
实例
分馏
液体混合物
分离各成分
物理变化
均需加热
石油的分馏
干馏
固体物质
分解成各种不同成分
化学变化
煤的干馏
【典型例题】
类型一：石油的分馏及其产品组成
例1 某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在启动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是（ ）
A．酒精 B．汽油 C．柴油 D．液化石油气
【思路点拨】本题考查石油的分馏产品，需要熟悉分馏产品的组成。碳的百分含量越高，产生黑烟越多。
【答案】C
【解析】按一般常识，汽车所用的燃料为汽油或柴油，且酒精、液化石油气燃烧一般不会产生黑烟，所以答案应在B、C中选择。柴油分子中的碳原子数目多于汽油分子中的碳原子数，而碳原子数越多的烷烃，其中碳的质量分数越大，燃烧时多发生不完全燃烧，生成C等而产生黑烟。故排出黑烟者，其燃料为柴油。
【总结升华】汽油的主要成分为C5～C11的烃，柴油主要成分为C15～C18的烃。
举一反三：
【变式1】（2019 云南检测）近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法正确的是（ ）。
A．石油属于可再生矿物能源
B．石油主要含有碳、氢两种元素
C．石油的裂化是物理变化
D．石油分馏的各馏分均是纯净物
【答案】B
【解析】石油、煤和天然气属于化石燃料，是不可再生能源。石油的裂化和裂解均属于化学变化。石油分馏所得的各馏分均是含有不同碳原子数的烃类混合物，如汽油、煤油、柴油等。
类型二：石油的裂化及煤的干馏
例2（2019 重庆检测）C8H18经多步裂化，最后完全转化为C4H8、C3H6、C2H4、C2H6、CH4五种气体混合物，该混合物的平均相对分子质量可能是（双选）（ ）。
A．28 B．30 C．38 D．40
【思路点拨】讨论分析法、极限思维法的应用对解好本题具有重要的作用。
【答案】BC
【解析】C8H18裂化发生如下反应：（1）C8H18—→C4H8+C4H10；（2）C4H10—→C2H4+C2H6；（3）C4H10—→CH4+C3H6；（4）C4H8—→2C2H4，若仅发生（1）（2）（3）反应，则该混合物平均相对分子质量最大，，若C4H8趋近于零，发生（1）（2）（3）（4）反应，则该混合物平均相对分子质量最小，，则。
【总结升华】使用催化剂使含碳原子数较多的烃分子在较低温度下断裂成含碳原子数较少的烃分子，从而增加轻质油的产量。
举一反三：
【变式1】根据右图把煤隔绝空气加强热。下列叙述错误的是（ ）?
A、图中发生了化学变化
B、X的水溶液pH＞7；Y是一种黑色粘稠液体
C、气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色
D、试管A中产生浓的白色的烟
【答案】D。
【解析】煤的干馏是化学变化，A正确；煤的干馏产品中氨水显碱性，pH＞7正确；而Y中含有沥青肯定为黑色；焦炉气中所含气体为2种常见无机气体（H2和CO），和2种常见的有机气体（CH4和C2H4），C正确；把煤隔绝空气加强热不会有浓的白烟生成。
【巩固练习】
一、选择题
1．欧洲航天局的惠更斯号探测器首次成功登陆土星的最大卫星一一土卫六。科学家对探测器发回的数据进行了分析，发现土卫六的大气层中含有95％的氮气，剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是（ ）
A．碳氢化合物的通式为CnH2n+2 B．石油的主要成分是碳氢化合物
C．乙炔是含碳量最高的碳氢化合物 D．碳氢化合物中的化学键都是极性键
2．从石油分馏得到的固体石蜡，用氯气漂白后，燃烧时会产生含氯元素的气体，这是由于石蜡在漂白时与氯气发生过（ ）
A．加成反应 B取代反应 C．聚合反应 D．催化裂化反应
3．某学生的以下实验操作，正确的是（ ）
A．用酒精萃取碘水中的碘 B．用CCl4分离苯和溴苯
C．用裂化汽油萃取溴水中的溴 D．将金属钠保存于十二烷中
4．石油气中主要含有原子数目较多的烷烃，某石油气充分燃烧后，在相同条件下测得生成的二氧化碳的体积是该石油体积的1.2倍，则石油气中一定含有（ ）
A．甲烷 B．丁烷 C．戊烷 D．乙烷
5．丁烷在催化剂作用下可裂解为乙烯和乙烷，假定丁烷的裂解率为50％，标准状况下，1.5体积裂解后的混合气体和10体积的氧气混合完全燃烧，恢复到标准状况时，气体体积是（ ）
A．7.5体积 B．8体积 C．7体积 D．9体积
6．（2019 上海检测）天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4+2O2CO2+2H2O，C3H8+5O23CO2 +4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为燃烧液化石油气，应采取的正确措施是（ ）。
A．减小空气进入量或增大石油气进入量
B．增大空气进入量或减小石油气进入量
C．减小空气进入量或减小石油气进入量
D．增大空气进入量或增大石油气进入量
7．在煤焦油中含有苊（acenaphthene）、芴（fuorene）、芘（pyrene）等多种稠环芳香烃，有关苊、芴、芘的结构简式分别如下：
则下列说法中正确的是 （ ）
A．苊、芴是互为同分异构体
B．芴、芘二者的一氯代物的同分异构体种类相等
C．等物质的量的苊、芴、芘完全燃烧时生成水的量相等
D．等物质的量的苊、芴、芘完全燃烧时消耗氧气的量相等
8．某残余焦炉气由一氧化碳、甲烷和乙烯组成，为了测定其中CO的含量，在120℃和1大气压下，取该焦炉气30 mL与90 mL O2混合后，点火使其充分反应后，恢复到原来的温度和压强时，得到117 mL的气体，则原焦炉气中CO的体积分数为（ ）
A．10％ B．20％ C．40％ D．66.7％
9．（2019 南昌检测）煤的干馏和石油的分馏，两种变化在本质上的差别是（ ）。
A．加热的温度不同
B．得到的产品不同
C．前者要隔绝空气，后者不必
D．干馏是化学变化，分馏是物理变化
10．在煤焦油中含有多种芳香烃，其中有一类是由多个苯环“并联”而成，下面①～④就属于这一类多苯环“并联”而成的芳香烃，它们被称为“稠环芳香烃”。试判断下列说法中正确的是（ ）
A．①～④所表示的芳香烃都是苯的同系物 B．②和③是同一种物质
C．①和②互为同分异构体 D．④的一氯代物的种类最多
11．通常用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志是（ ）
A．石油的产量 B．乙烯的产量 C．硫酸的产量 D．合成纤维的产量
12．关于石油的不正确的说法是（ ）
A．石油主要含C、H两种元素
B．石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物
C．石油有固定的沸点，故可分馏
D．石油分馏得到的汽油是混合物
13．下列说法中，不正确的是（ ）
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油分馏得到汽油
B．含C18以上的烷烃的重油，经过催化裂化可以得到汽油
C．煤是有机物与无机物组成的复杂的混合物
D．煤中含有苯和甲苯，通过先干馏后裂解的方法可以把它们分离出来
二、填空题
1．1 mol某链烃A，在一定条件下完全裂化成1 mol烷烃B和1 mol烯烃C，生成的混合气体对氢气的相对密度为14.5。试通过计算回答下列问题：
（1）写出链烃A可能的结构简式________________。
（2）烷烃B和烯烃C可能各是什么物质________。
（3）如果将1 mol B完全燃烧时，需要O2的物质的量是整数时，那么C只能是什么烯烃________。
2．（2019 北京海淀）将下表所列仪器组装为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________。
（2）将以上仪器组装成一套实验室蒸馏石油装置，用字母a，b，c…表示连接顺序：
e接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）。
（3）A仪器中c口是________，d口是________（填“进水口”或“出水口”）。
（4）蒸馏时，温度计水银球应在________位置。
（5）在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是________。
（6）给B加热，收集到沸点为60～150℃间的馏分是________，收集到150～300℃间的馏分是________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．B
【解析】CnH2n+2只是烷烃的分子通式；乙炔的分子式为C2H2，萘的分子式是C10H8，显然萘的含碳量比乙炔高；碳氢化合物中的碳碳键为非极性键。）
2．B
【解析】固体石蜡的主要成分是固态的烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物，氯气可与石蜡发生取代反应。）
3．D
【解析】实验室里，通常将钠保存在煤油中，煤油的主要成分是十二烷。）
4．A
【解析】由题意可知，石油气中平均碳原子数为1.2。四种物质中，只有甲烷含有的碳原子数小于1.2，故一定有甲烷。）
5．A
【解析】因裂解率为50%，故裂化后的1.5体积混合气体的燃烧耗O2的量与未裂解时的1体积丁烷的燃烧耗O2量相等。标况时，水不是气态，据丁烷燃烧的化学方程式C4H10+O24CO2+5H2O知，1.5体积混合气体在10体积O2中充分燃烧后气体体积为：1.5+10－4=7.5（体积）。）
6．B
【解析】从燃烧的化学方程式知，燃烧单位体积的甲烷比液化石油气耗的O2少。因此，原来烧天然气的灶具改为烧液化石油气，必须增大空气进入量或减小石油气进入量。
7．C
【解析】苊、芴的C数不同；芴、芘二者的一氯化物分别为5、3；苊、芴的分子中的H数相同。）
8．B
【解析】假设30 mL都是乙烯气体，根据乙烯燃烧方程式，当30 mL乙烯完全燃烧时所需氧气的体积是90 mL，由于30 mL CO完全燃烧所需氧气的体积是15 mL，30 mL CH4完全燃烧所需氧气的体积是60 mL，因此30 mL它们的混合气体完全燃烧时所需氧气的体积必小于90 mL，氧气过量。由CH4+2O2—→CO2+2H2O (g)和C2H4+3O2—→2CO2+2H2O (g)可知，甲烷、乙烯两种气体完全燃烧时，反应前后的气体体积不变，由方程式2CO+O2==2CO2可知CO气体的体积是燃烧前后气体体积缩小值的2倍，故此混合气体中CO的体积为6 mL。其体积分数为。）
9．D
【解析】分馏：用加热蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物，无新物质生成，属于物理变化。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热，使其分解的过程，是化学变化。
10．BC
【解析】②和③在纸面上旋转后可看出是同一种物质；④的一氯代物只有3种。）
11．B
12．C
13．D
二、填空题
1．（1）CH3CH2CH2CH3、
（2）B：CH4；C：C3H6或B：C2H6；C：C2H4 （3）C3H6
2．（1）冷凝管、蒸馏烧瓶、锥形瓶 （2）i h a b f g w
（3）进水口 出水口 （4）蒸馏烧瓶支管出口 （5）防止液体暴沸 （6）汽油 煤油
【解析】实验装置的组装应本着“由下往上、从左向右”的原则进行。注意检查装置的气密性、冷凝管的水流方向是低进高出、温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管出口位置。沸点较低的馏分汽油先汽化，然后是煤油。