课题3 石油、煤和天然气的综合利用

前言我们分析每年考上清华北大的北京考生的成绩，发现能够考上清北的学生化学的平均分都在95分以上，先开始我们认为，学习能力强的孩子化学一定学得好。

可是在分析没有考上清北的学生的成绩的时候发现，很多与清北失之交臂的学生，化学的平均分要略低，数学物理的分数却不相上下。

我们仔细讨论其中的缘由，通过对学生的调查研究发现一个令人惊讶的结论：化学学的好的学生更容易在理综上考得高分！这是因为化学学的好的学生，能够用更快的速度在理综考试中解决100分的分值，之后孩子可以用更多的时间去处理没有见过的物理难题。

物理的难题在充分的时间中得到更多考虑的空间，使得考生在理综总分上能够有所突破。

所以想上好大学，化学必须学好，化学的使命就是在高考当中帮助考生提速提分。

因此这份资料提供给大家使用，主要包含有一些课件和习题教案。

后序中有提到一些关于学习的建议。

第2单元课题3(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．(2010年四川理综)节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。

下列措施不能减少二氧化碳排放的是()A．利用太阳能制氢B．关停小火电企业C．举行“地球一小时”熄灯活动D．推广使用煤液化技术【解析】A项利用太阳能制氢一是节省电能，减少煤的燃烧，二是氢可代替一部分化石燃料，减少CO2的排放，B项关停小火电企业减少煤的燃烧，C项举行熄灯活动，节省了煤电，减少了CO2的排放，D项煤液化成水煤气，燃烧后，CO2的排放没减少。

【答案】 D2．下列变化，属于物理变化的是()A．炭化B．裂化C．分馏D．干馏【解析】分馏只是利用混合物中各物质沸点不同将它们分离开，并没有新物质生成，属物理变化。

其他变化都有新物质生成，属于化学变化。

【答案】 C3．为了更好地解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃煤的燃烧效率，另一方面寻找能源，以下做法不能提高燃烧效率的是()A．煤的气化与液化B．液体燃料呈雾状喷出C．通入大量的空气D．将煤粉碎【解析】A、B、D都是通过改变燃料的状态，来增大反应物的接触面积，使其充分燃烧；C通入大量空气，也能使燃料充分燃烧，但大量气体逸出时会带走热量。

【答案】 C4．近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是()A．提高汽油燃烧效率B．降低汽油成本C．避免污染大气D．铅资源短缺【解析】凡汽油燃烧，都会产生污染，不管是否含铅。

含铅汽油防爆震，但铅作为重金属，易引起大气污染。

【答案】 C5．在下列各种石油的加工处理过程中，属于裂化过程的是()A．分离汽油和煤油B．将重油分离为润滑油等C．十六烷变为辛烷和辛烯D．将直链烃变为芳香烃【解析】裂化是在一定条件下，把相对分子质量较大、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，C属于此变化。

A、B属于分馏，D属于催化重整，故A、B、D均不符合题意。

【答案】 C6．下列说法中正确的是(多选)()A．煤是各种芳香烃组成的混合物B．煤燃烧时，会产生大量二氧化硫、氮氧化合物、碳氧化合物和烟尘等污染物C．煤是以单质碳为主的复杂混合物D．以煤为主要原料，不仅可以合成甲醇，还可以加工成高级汽油【解析】煤是由复杂的无机物和有机物组成，除主要含有C元素外，还含有H、O、S、N等元素，但不含碳单质和简单的有机物，因此A、C是错误的。

煤燃烧会产生大量的二氧化硫等污染物，所以B正确。

【答案】BD7．下列物质中不能用于萃取溴水中的溴的是(多选)()A．直馏汽油B．己烯C．酒精D．己烷【解析】本题主要考查学生是否理解了萃取剂的选择原则。

能从溴水中萃取溴的物质必须满足下列条件：(1)与溴不发生反应；(2)与水互不相溶；(3)溴在萃取剂中比在水中易溶。

显然，己烯和酒精不能用于萃取溴水中的溴。

【答案】BC8.“可燃冰”是水与天然气相互作用形成的晶体物质，经研究测定：每立方米“可燃冰”释放200 m3的甲烷气体，下列有关“可燃冰”的说法不正确的是()A．“可燃冰”将成为新能源B．“可燃冰”使用方便，清洁卫生C．“可燃冰”实质是水变成的固态油D．在海底和冻土层可能存在“可燃冰”【解析】“可燃冰”是水与天然气相互作用形成的晶体物质，不是水变成的油。

【答案】 C9．某混合气体通过溴水(使其褪色)，再通过灼热的氧化铜(使其由黑色变红色)，再通过无水CuSO4白色粉末(使其变蓝色)，再通过澄清石灰水(石灰水由澄清变浑浊，再变澄清)，最后剩余气体在空气中点燃，火焰呈蓝色，这种混合气体是()A．水煤气B．焦炉煤气C．石油液化气D．高炉煤气【解析】水煤气主要成分为CO、H2等，焦炉煤气主要成分为H2、CH4、C2H4、CO 等，石油液化气主要成分为C3H4、C4H10，高炉煤气主要成分为CO2、CO、N2等。

能符合题意的气体只有焦炉煤气。

【答案】 B10．利用合成气(H2＋CO)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可转化成醛、酸、酯等多种产物。

下列表述正确的是()①以合成气为原料的反应都是化合反应②改变合成气中CO与H2的体积比，可以得到不同产物③合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成④从合成气出发生产液态烃或醇类有机物是实现“煤变油”的有效途径⑤以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水A．①②④B．②③④C．②④⑤D．③④⑤【解析】以合成气为原料的反应不一定都是化合反应，①错；以合成气为原料的反应产物中可能有烯烃和水，这可通过题设条件来判断，⑤错。

【答案】 B二、非选择题11．煤干馏制得的煤焦油中含一种烃A，A的相对分子质量为128，则其分子式可能是________或________。

若A是易升华的块状晶体(芳香烃)，则其结构简式可能为________。

【解析】本题考查烃的化学式与相对分子质量的关系以及如何根据相对分子质量推导化学式。

烃是由碳氢两种元素组成的有机物，CH2是烃骨架的基础，CH2的式量是14，若用烃的相对分子质量被14除后，正好除尽的是烯烃或环烷烃，若除不尽，余2的是烷烃；加2就可除尽的是炔烃及其同系物。

本题是相对分子质量为128的烃，除以14后，商为9余2，就可确定是烷烃C9H20，然后我们又可考虑分子中减少或增加1个碳原子，同时必然增加或减少12个氢原子，此时C10H8符合题意，又因为A是易升华的片状晶体，所以是萘。

【答案】C9H20C10H812．(2009年山西太原)下图为实验室干馏煤的装置图，请回答下列问题：(1)指出图中各仪器的名称：a________；b：________；c：________；d：________。

(2)装置c的作用是________，d中的液体有________和________。

其中的无机物里溶有________，可用________检验出来；有机化合物可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。

在170～230 ℃时可得到________，加热到230 ℃以上可以得到________。

(3)e处点燃的气体主要是________，火焰的颜色是________色。

【解析】煤干馏是将煤隔绝空气加强热使其发生分解的过程，煤干馏后得到焦炭、煤焦油、焦炉气和出炉煤气。

【答案】(1)酒精喷灯铁管烧杯U形管(2)冷水浴煤焦油粗氨水氨酚酞分馏酚类和萘更复杂的芳香族化合物(如蒽)(3)CH4、H2淡蓝13．将下图所列仪器组装成一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏得到汽油和煤油。

(三) (一) (五) (二) (六) (四)(2)将以上仪器(一)→(六)，按连接顺序表示(用字母a，b，c……表示)：e接i；________接________；k接l；________接________；________接________。

(3)A仪器中，c口用于________，d口用于________。

(4)蒸馏时，温度计水银球应在________位置。

(5)在B中注入原油后，再加几片碎瓷片的目的是________。

(6)给B加热，收集到沸点在60～150 ℃之间的馏分是________，收集到150～300 ℃之间的馏分是________。

【解析】此实验装置的安装应本着“由下往上，由左到右”的原则进行。

注意检查装置气密性，及冷凝管的水流方向是低进高出，温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口附近。

收集到汽油和煤油(沸点范围分别在60～150 ℃和150～300 ℃)。

【答案】(1)A是冷凝管，B是蒸馏烧瓶，C是锥形瓶(2)h a b f g q(3)进水 出水(4)蒸馏烧瓶支管口附近(5)防止暴沸(6)溶剂油和汽油 煤油14．“汽车尾气污染”已备受世人关注。

汽车内燃机中，汽油汽化后与空气按一定比例混合进入汽缸，被引擎用电火花点燃。

燃烧使汽缸内温度迅速升高，气体体积急剧膨胀，由此产生的压力推动活塞运动。

燃烧时产生的有害气体通过尾气排出，造成大气污染。

为简化讨论，以辛烷(C 8H 18)代表汽油的成分，并设空气中O 2占1/5体积。

请回答下列问题：(1)设辛烷气与空气的体积比(相同条件下)为a ，要使辛烷完全燃烧，a 的最小值为(用小数表示，设此最小值为a ′)________。

(2)若辛烷气与空气的体积比大于a ′则尾气所含污染大气的有害气体中相对含量会增多的是(写分子式)________。

(3)若辛烷气与空气的体积比小于a ′，则尾气所含污染大气的有害气体中相对含量会增多的是(写分子式)________，产生这种气体的反应方程式是__________________________。

【解析】 (1)辛烷完全燃烧时的化学方程式为：2C 8H 18＋25O 2――→点燃16CO 2＋18H 2O(设C 8H 18为a L)每升辛烷完全燃烧需O 2为252L ，需空气为252×5 L ，即a ′＝225×5＝0.016。

(2)若a >0.016时，辛烷过量，则辛烷不能充分燃烧，尾气中会增加CO 。

(3)若a <0.016时，O 2过量，即空气过量，由于放电条件下空气中的N 2被氧化成NO ，进而生成NO 2，故NO 2气体增多。

反应方程式：N 2＋O 2=====放电2NO,2NO ＋O 2===2NO 2。

【答案】 (1)0.016 (2)CO(3)NO 3 N 2＋O 2=====放电2NO,2NO ＋O 2===2NO 2后序：巧妙运用“三先三后”，把握主动1. 先通览后答卷2. 先做熟后做生3. 先做易后做难由于选择题的特殊性，即使随意选择一个答案也有25%的正确率，所以不要将选择题的答案空下，根据感觉把自己认为最有可能的一个选项作为正确答案。