新教材人教版必修2第八章第一節(jié)第二課時煤石油和天然氣的綜合利用學案

第二課時煤、石油和天然氣的綜合利用［明確學習目標］1.了解煤、石油和天然氣的組成及其綜合利用。2.了解以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料。3.了解節(jié)約能源和防止污染的重要性。1.從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料(1)煤的組成和加工①煤的組成②煤的加工方法及產(chǎn)品(2)天然氣的組成和利用21世紀的高效清潔能源——可燃冰。其主要成分是甲烷水合物，組成可表示為暨(3)石油的組成和加工2.以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料四塑料、一合成橡膠、四合成纖維這三大合成材料,主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。.下列變化不屬于化學變化的是()A.煤的干儲B.石油分鐳C.由乙烯制聚乙烯D.重油裂化答案B.下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是()A.將煤干窗制得煤焦油和焦炭B.在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料C.將煤變?yōu)槊猴炞魅剂螪.將石油裂解制得乙烯等化工原料答案C.下列說法中不正確的是()A.與煤、石油相比較，天然氣是一種比較清潔的化石燃料B.乙醇是一種可再生能源，它作為燃料的優(yōu)點是完全燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)二、選擇題（本題共4小題，每小題有1個或2個選項符合題意）10.如圖所示是石油分福塔的示意圖，a、b、c三種福分中（）c的沸點最高b的沸點最低c的平均相對分子質(zhì)量最大D.每一種僧分都是純凈物答案AC解析石油分儲得到的每一種僧分都是混合物，a、b、c三種做分中，a儲分的沸點最低，c鐳分的沸點最高，沸點最高的得分含碳原子數(shù)最多，即平均相對分子質(zhì)量最大。H.關(guān)于石油煉制的說法正確的是（）A.石油的煉制過程是將相對分子質(zhì)量較大的分子變成相對分子質(zhì)量較小的分子的過程B.石油分僧的目的是將含碳原子數(shù)較多的煌先汽化，經(jīng)冷凝而分離出來C.石油經(jīng)過分鐳、裂化等工序后得到大量乙烯、苯等不飽和燃D.石油經(jīng)分鐳得到的各福分仍然是多種燒的混合物答案D解析石油的煉制包括分儲、裂化和裂解等；石油的裂化、裂解是將相對分子質(zhì)量大的分子變成相對分子質(zhì)量較小的分子，石油的分錨為物理變化，A錯誤;石油分緇是將含碳原子數(shù)較少的煌先汽化，經(jīng)冷凝而分離出來，B錯誤；石油經(jīng)過裂解得到乙烯、丙烯、丁二烯等，石油經(jīng)催化重整可得到苯和甲苯等，C錯誤;石油分屈得到的各僧分中含有多種煌類物質(zhì)，是混合物，D正確。12.天然氣的主要成分一CH4是一種會產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體，等物質(zhì)的量的CH4和COz產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，前者大。下列是有關(guān)天然氣的幾種敘述，其中正確的是（）A.天然氣與煤、柴油相比是較清潔的能源B.等質(zhì)量的CE和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是前者小C.燃燒天然氣也是形成酸雨的原因之一CH’作為化工原料可用于合成氨、生產(chǎn)甲醇答案AD解析A項，天然氣與煤、柴油相比，是相對清潔的能源；B項，CK的摩爾質(zhì)量為16g?morlCO2的摩爾質(zhì)量為44g.mol-,則等質(zhì)量時，CH,產(chǎn)生的溫室效應(yīng)大于CO2；C項，天然氣燃燒不產(chǎn)生硫、氮的氧化物，不會形成酸雨；由CH4的用途知D正確。.煤是重要的能源和化工原料，直接燃燒既浪費資源又污染環(huán)境。最近，某企業(yè)利用“煤粉加壓氣化制備合成氣新技術(shù)”將煤變成合成氣(一氧化碳及氫氣總含量290%),把煤“吃干榨盡”。下列有關(guān)說法正確的是()①煤粉加壓氣化制備合成氣的過程涉及化學變化和物理變化②煤粉加壓氣化制備合成氣的過程僅涉及化學變化③該技術(shù)實現(xiàn)了煤的清潔利用④該技術(shù)實現(xiàn)了煤的高效利用A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④答案C解析煤粉加壓氣化制備合成氣的過程將煤變成了以CO和H2為主要成分的合成氣，此過程涉及化學變化和物理變化，減少了煤直接燃燒造成的污染，提高了煤的利用率。三、非選擇題.由石油裂化和裂解得到的乙烯、丙烯來合成丙烯酸乙酯的路線如下：根據(jù)以上材料和你所學的化學知識回答下列問題：(1)由CH2cH2制得有機物A的化學方程式是,反應(yīng)類型是O(2)由A與B合成丙烯酸乙酯的化學方程式是,反應(yīng)類型是⑶由石油裂解產(chǎn)物乙烯合成聚乙烯塑料的化學方程式是催化劑答案(1)CH2=CH2+H2O——ACH3CH2OH加成反應(yīng)加熱、加壓濃硫酸(2)CH2=CHCOOH+CH3CH2OH△CH2=CHCOOCH2CH3+H2O取代反應(yīng)(或酯化反應(yīng))催化劑(3)"CH2=CH2——ACH2—CH2解析類比制取乙酸乙酯的反應(yīng)可知有機物A為CH3CH2OH,B為CH2=CHCOOH,故A為乙烯與H2O發(fā)生加成反應(yīng)的產(chǎn)物。聚乙烯是以乙烯為單體，通過加聚反應(yīng)制得的。.將煤直接作為燃料燃燒，不但熱效率較低，且產(chǎn)生煙塵、二氧化硫、氮的氧化物等物質(zhì)，造成嚴重的環(huán)境污染。煤的干僧是提高煤的利用率、生產(chǎn)重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。某化學學習小組在實驗室條件下探究煤干僧的現(xiàn)象及產(chǎn)物，裝置如圖所示，請回答有關(guān)問題：(1)煤干帽的條件是o⑵實驗后檢驗有粗氨水生成的操作是(3)已知CO不能使溪水褪色，若將從具支試管支管口處逸出的氣體通入濱水中，發(fā)現(xiàn)溪水褪色，則說明煤的干僧產(chǎn)生了o(4)點燃尾氣，火焰的顏色為。答案(1)隔絕空氣加強熱(2)將具支試管取出，塞上試管塞并加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在支管口處，若試紙變藍，則說明有粗氨水生成(3)乙烯等不飽和燒類物質(zhì)(4)淡藍色解析(1)根據(jù)煤干僧的定義可知其條件為隔絕空氣加強熱。⑵可用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗是否有NH3逸出。⑶漠水褪色，證明煤干僧過程產(chǎn)生了乙烯等不飽和燒類物質(zhì)。(4)CO、CH,、H2等氣體燃燒時火焰呈淡藍色。高溫.煤氣化是有效利用化石能源的手段之一，有關(guān)反應(yīng)為①C+H20(g)M^一定條件C0+H2、②C0+H20(g)CO2+H2,獲得的氣體稱為水煤氣。某研究性學習小組為探究氣體的成分，進行了如下實驗?！緦嶒灐渴顾魵馔ㄟ^灼熱的焦炭，收集反應(yīng)后流出的氣體?！咎岢黾僭O(shè)】對氣體的成分提出了三種假設(shè)。假設(shè)1:該氣體是CO、H2、H2Oo假設(shè)2：該氣體是C02、H2、H2Oo(1H段設(shè)3：o【設(shè)計實驗方案，驗證假設(shè)】擬用圖中提供的儀器，選擇必要的試劑，設(shè)計一個實驗，驗證上述假設(shè)3。(加熱裝置和導(dǎo)管等在圖中略去，實驗前裝置內(nèi)部的空氣已經(jīng)排盡)(2)按氣流從左至右連接各儀器，用題中小寫字母表示接口的連接順序(儀器可重復(fù)使用)：混合氣fdeffffffijo(3)儀器A中需加入的試劑名稱是,其中反應(yīng)的化學方程式可能有(4)儀器B中需加入試劑的名稱是,其作用是o【思考與交流】(5)本實驗的尾氣需要處理，處理的方法為答案（1）該氣體是CO、H2、H2O、CO2（2）ijghefabde△△⑶氧化銅（或其他合理答案）CuO+H2-Cu+H2OxCuO+CO-Cu+C02(4)無水硫酸銅檢驗混合氣體中是否有水(5)可在裝置最后的導(dǎo)氣管口放一燃著的酒精燈將氣體燃燒(或其他合理答案)解析(1)根據(jù)反應(yīng)原理，混合氣體組成存在三種情況，第三種情況的氣體組成是CO、H2、H2。、CO2o(2)為了驗證混合氣中含CO、H2、H2O、CO2,實驗儀器的先后連接順序為檢驗水分一檢驗二氧化碳一除掉二氧化碳一除掉水分一還原裝置一檢驗水分一檢驗二氧化碳，儀器連接順序為混合氣體一dc-ij-gh-effab-dc-ij。(3)儀器A用于檢驗氫氣和一氧化碳，可以選用氧化銅，利用氫氣、一氧化碳△加熱還原氧化銅完成檢驗，反應(yīng)的化學方程式為CuO+H2=Cu+H2O,CuO△+CO^====Cu+CO??(4)白色的無水硫酸銅遇水后變成藍色，所以可在裝置B中加入無水硫酸銅(CuSO4),通過觀察顏色是否改變來確定混合氣體中是否有水蒸氣。(5)一氧化碳有毒，直接排放到空氣中會污染環(huán)境，可在裝置最后的導(dǎo)管口處放一個點燃的酒精燈，利用燃燒的方法消除CO的污染等。C.利用太陽能、風能和氫能等能源替代化石能源能有效改善空氣質(zhì)量D.煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量不會增加，因此煤的氣化毫無意義答案D將煤塊粉碎、經(jīng)脫硫處理、在適當過量的空氣中燃燒，這樣處理的目的是()①使煤充分燃燒，提高煤的利用率②減少SCh的產(chǎn)生，避免造成“酸雨”③減少有毒的co產(chǎn)生，避免污染空氣④減少C02的產(chǎn)生，避免“溫室效應(yīng)”A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④答案A某同學設(shè)計了如圖所示裝置進行石油分僧的實驗。(1)指出實驗裝置中儀器A、B、C、D的名稱：A、B、C、D<>(2)指出該同學所設(shè)計的實驗裝置中存在的錯誤，并給予改正。錯誤：①；②O改正：①；②O答案(1)蒸僧燒瓶冷凝管牛角管錐形瓶(2)錯誤：①溫度計水銀球伸入液面以下②冷凝管水流方向是上口進水、下口出水改正：①溫度計水銀球應(yīng)與蒸僧燒瓶的支管口相平②冷凝管水流方向是下口進水、上口出水1.化學“三僧”的比較2.化學“兩裂”干福蒸播分僧原理隔絕空氣、高溫下使物質(zhì)分解根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點不同進行分離與蒸鐳原理相同產(chǎn)物產(chǎn)物為混合物產(chǎn)物為單一組分的純凈物產(chǎn)物為沸點相近的各組分組成的混合物反應(yīng)類型化學變化物理變化物理變化目的：獲得短鏈不飽和燒，特別是乙烯裂解一〔主要產(chǎn)物(三烯二烷)：乙烯、丙烯、異丁烯、甲烷、乙烷3.注意事項(1)煤干鐳時一定要隔絕空氣，目的是防止煤在空氣中燃燒。(2)由于石油中有些物質(zhì)的沸點很接近，所以每種石油的僧分仍然是多種姓的混合物。(3)直悟汽油和裂化汽油的成分不同，性質(zhì)有明顯的區(qū)別，直僧汽油的成分為飽和燒，裂化汽油為飽和燒和不飽和燃的混合物，故裂化汽油可以發(fā)生加成反應(yīng),可使酸性高鎰酸鉀溶液和溪水褪色。［解析］煤的干僧產(chǎn)物有粗氨水、煤焦油、焦爐氣和焦炭等物質(zhì)，其中焦炭居多，為無機物，故A錯誤；石油的分僧屬于物理變化，故B錯誤；煤通過干鐳得到苯、甲苯、二甲苯等有機物，但本身不含有苯等芳香燒，故C錯誤；石油的裂化、裂解是在一定條件下將長鏈的煌斷裂為短鏈的煌的過程，爛在加熱條件下是可以分解的，且碳鏈越長越易分解，故D正確。［答案1D［練1］石油裂解的目的和原理是()A.使具有長鏈的燒深度裂化，斷裂成各種短鏈的氣態(tài)不飽和燒和少量液態(tài)B.使直鏈煌轉(zhuǎn)化為芳香燒C.提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量D.除去石油中的雜質(zhì)答案A解析石油的催化重整使直鏈燒轉(zhuǎn)化為環(huán)狀燃，B錯誤；石油裂化是為了提高輕質(zhì)油產(chǎn)量，C錯誤；D項與石油裂解無關(guān)。［練2］下列說法正確的是（）A.煤是各種芳香燒組成的混合物B.煤是由非常復(fù)雜的無機物和有機物組成的化合物C.煤的干僧可以得到焦爐氣、煤焦油、焦炭等產(chǎn)品，該過程屬于物理變化D.煤里主要含有碳及少量其他元素與礦物，但絕大多數(shù)都含硫，在工業(yè)上,大量燃燒含硫煤是造成酸雨的主要原因之一答案D解析煤是由無機物和有機物組成的混合物，煤中并無各種芳香燒，而是其發(fā)生化學變化以后的干僧產(chǎn)物煤焦油中含有芳香燒。煤中含有的硫在燃燒時轉(zhuǎn)化為SO2,會造成環(huán)境問題，故燃燒之前應(yīng)進行脫硫處理。.煤的干得、氣化和液化，石油的裂化和裂解均為化學變化，石油的分播屬于物理變化。.水煤氣的主要成分是CO和H2；焦爐氣的主要成分是Hz、CK、C2H八COo.石油裂化的目的是提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，石油裂解的目的是獲得氣態(tài)短鏈不飽和運作化工原料。1.下列事實、事件、事故中與甲烷無關(guān)的是（）A.天然氣的主要成分B.石油經(jīng)過催化裂化的產(chǎn)物C.“西氣東輸”中的氣體D.煤礦中的瓦斯爆炸答案B解析“西氣東輸”中的氣體指的是甲烷，也是天然氣的主要成分，瓦斯爆炸是由甲烷燃燒引起的；石油裂化的產(chǎn)物是碳原子數(shù)相對較少的烷爆和烯燒，而非甲烷。.氣體產(chǎn)品作為現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎(chǔ)原料，應(yīng)用范圍十分廣泛，例如冶金、鋼鐵、石油、化工、機械、電子、玻璃、陶瓷、建材等行業(yè)。以下氣體不是從煤炭或石油工業(yè)獲得的是（）A.水煤氣B.裂解氣C.焦爐氣D.氧氣答案D解析水煤氣是煤氣化得到的，焦爐氣是煤干僧得到的，裂解氣是石油裂解得到的。.下列關(guān)于化石燃料的說法錯誤的是（）A.石油中含有C5?C”的烷燒，可以通過石油的分僧得到汽油.含C】8以上烷燃的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C.煤是由有機化合物和無機物組成的復(fù)雜的混合物D.煤中含有苯和甲苯，可以用分僧的方法把它們從煤中分離出來答案D解析A項，石油主要由液態(tài)燒構(gòu)成，也溶有少量氣態(tài)燒和固態(tài)燒，因此通過石油的分僧就可以得到汽油、煤油等分鐳產(chǎn)品，正確；B項，采用催化裂化的方法可使長鏈煌分子斷裂為C5?C”的燒，正確；C項，煤是由有機物和少量無機物組成的復(fù)雜的混合物，正確；D項，煤經(jīng)過干鐳發(fā)生復(fù)雜的物理、化學變化后得到出爐煤氣和煤焦油等物質(zhì)，出爐煤氣和煤焦油是含有多種芳香族化合物的復(fù)雜混合物，而煤中并不含有苯和甲苯，錯誤。.煤、石油、天然氣是人類使用的主要能源，同時也是重要的化工原料，下列不屬于以煤、石油和天然氣為主要原料生產(chǎn)的合成材料是（）A.塑料B.合成橡膠C.淀粉D.合成纖維答案C解析淀粉是天然高分子，其他都是以煤、石油、天然氣為主要原料通過人工合成的。.如圖所示為實驗室模擬工業(yè)上催化裂化的裝置示意圖，根據(jù)圖示回答下列問題。(1)工業(yè)上石油裂化的主要目的是O(2)A中氧化鋁的作用是,B中冷水的作用是o(3)C中得到的液體具有汽油的氣味，該液體(填“能”或“不能”，下同)通過化學反應(yīng)使溟水褪色，而通過石油分僧得到的汽油通過化學反應(yīng)使溟水褪色。(4)D中酸性高鎰酸鉀溶液褪色，說明石蠟裂化時除有液態(tài)不飽和燃生成外，還有生成。答案(1)提高汽油的產(chǎn)量(2)催化劑使裂化汽油冷凝為液體(3)能不能(4)氣態(tài)不飽和晚解析(1)由于從原油中分儲得到的直謂汽油產(chǎn)量少，為了提高汽油的產(chǎn)量，故采用裂化的方法來提高汽油的產(chǎn)量。(2)石蠟的裂化需要在催化劑的作用下進行，故氧化鋁作催化劑，由于裂化的溫度較高，裂化后得到的是氣態(tài)產(chǎn)物，用冷水冷卻得到液態(tài)汽油。(3)由于裂化汽油中有不飽和燒，故能發(fā)生加成反應(yīng)使濱水褪色；通過石油分播得到的汽油中不含烯煌或快燒，故不能通過化學反應(yīng)使溟水褪色。(4)由于D中酸性高鎰酸鉀溶液褪色，說明有氣態(tài)不飽和燃生成。課時作業(yè)一、選擇題(本題共9小題，每小題只有1個選項符合題意).下列變化不屬于化學變化的是()A.煤的干僧B.石油分儲C.由乙烯制聚乙烯D.重油裂化答案B解析石油的分鐳是利用原油中各組分沸點的不同，將復(fù)雜的混合物分離成較簡單和更有用的混合物的過程，屬于物理變化。.下列關(guān)于煤、石油、天然氣等資源的說法正確的是（）A.石油裂化得到的汽油是純凈物B.石油產(chǎn)品都可用于聚合反應(yīng)C.天然氣是一種清潔的化石燃料D.水煤氣是通過煤的液化得到的氣體燃料答案C解析裂化汽油是由含碳原子數(shù)為5?11的烷燒和烯煌等組成的混合物，A錯誤；石油產(chǎn)品中有些不含雙鍵的煌類物質(zhì)不能用于聚合反應(yīng)，B錯誤；以甲烷為主要成分的天然氣是一種很好的清潔燃料，C正確；水煤氣是通過煤的氣化得到的氣體燃料，D錯誤。.有關(guān)煤的說法正確的是（）A.煤中含有碳的單質(zhì)、苯、二甲苯、焦爐氣B.煤的干播是物理變化C.煤由復(fù)雜的有機物和無機物組成，煤的干僧是化學變化D.煤主要含有碳和氫兩種元素，同時還含有少量的硫、氧、氮等元素答案C解析煤主要含有碳元素，同時還含有少量的氫、硫、氧、氮等元素；煤是由復(fù)雜的有機物和無機物組成的。煤的干僧可獲得焦炭、苯、二甲苯、焦爐氣等,屬于化學變化。.石油裂化的主要目的是為了（）A.提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量B.便于分僧C.獲得短鏈不飽和氣態(tài)燃D.提高汽油的質(zhì)量答案A解析石油裂化的主要目的是為了提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。.煤在干僧時得到的氣態(tài)產(chǎn)物是（）A.天然氣B.水煤氣C.焦爐氣D.高爐煤氣答案C解析煤干鐲時得到的氣體是焦爐氣，主要成分為氫氣、甲烷、乙烯和一氧化碳。.我國冀東渤海灣有儲量達10億噸的大型油田。下列關(guān)于石油的說法正確的是（）A.石油屬于可再生礦物能源B.石油的裂化是物理變化C.石油主要含有碳、氫兩種元素D.石油分僧的各僧分均是純凈物答案C解析石油屬于不可再生資源，A錯誤；石油的裂化有新物質(zhì)生成，屬于化學變化，B錯誤；石油分僧的各僧分為混合物，D錯誤。.化學與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)，下列說法正確的是（）A.地球上最基本的能源是化學能.太陽能熱水器、沼氣的使用、玉米制乙醇都涉及生物質(zhì)能的利用C.利用二氧化碳制造全降解塑料能有效減少“白色污染”D.人們可以把放熱反應(yīng)釋放的能量轉(zhuǎn)化為其他可利用的