2025年高中化學(xué)新教材同步必修第二冊 第8章　第1節(jié)　第2課時　煤、石油和天然氣的綜合利用

第2課時煤、石油和天然氣的綜合利用

[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.了解煤、石油、天然氣的組成及綜合利用的意義，提高宏觀辨識與微觀探析的能

力。2.了解煤、石油、天然氣綜合利用的內(nèi)容，培養(yǎng)變化觀念的學(xué)科素養(yǎng)。3.了解節(jié)約能源及防止污染的

重要性，培養(yǎng)社會可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。

一、煤和天然氣的綜合利用

1.煤的組成

煤是由有機物和少量無機物組成的復(fù)雜混合物，其組成以碳元素為主，還含有少量氫、氧、氮、硫等

元素。

2.煤的綜合利用

(1)

(2)

(3)

(4)煤的綜合利用的意義

①減少污染物的排放：減少煤燃燒產(chǎn)生的SO2、NOx、CO和粉塵等污染物的排放。

②提高煤燃燒的效率：煤的氣化、液化都是使煤變成清潔能源的有效途徑，煤的燃燒效率也有很大的

提高。

③獲得重要的化工原料：通過煤的干餾，獲得多種重要的化工原料。

3.天然氣的綜合利用

1.判斷正誤

(1)煤俗稱煤炭，因此可看作碳元素形成的單質(zhì)()

(2)煤中含粗苯、煤焦油等物質(zhì)，可通過蒸餾獲取苯、甲苯等芳香烴()

(3)在一定條件下，煤可以和氫氣直接反應(yīng)生成液體燃料()

(4)煤的氣化和液化都是物理變化()

(5)天然氣是清潔的化石燃料，對環(huán)境沒有污染()

答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×

2.有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說法錯誤的是()

A.煤的干餾是將煤在空氣中加強熱使其分解的過程

B.反應(yīng)①為置換反應(yīng)

C.煤是一種混合物

D.M為甲醇(CH3OH)時，反應(yīng)②的化學(xué)方程式為CO+2H2CH3OH

答案A

解析煤的干餾是將煤隔絕空氣加強熱使其分解的過程，發(fā)生了化學(xué)變化，A錯誤；焦炭和水反應(yīng)生成H2

和CO，發(fā)生了置換反應(yīng)，B正確。

二、石油的綜合利用化石能源與合成高分子材料

1.石油的組成

石油是由多種碳氫化合物組成的混合物。

2.石油的綜合利用途徑

思考生活中汽車的車用燃料一般為裂化汽油，這種汽油和直餾汽油在組成上的區(qū)別是直餾汽油主要

是飽和烴的混合物，裂化汽油中含不飽和烴。如何鑒別它們？

提示各取少許于試管中，加入溴的四氯化碳溶液，不褪色的是直餾汽油，褪色的是裂化汽油。

3.化石能源與合成高分子材料

(1)三大合成高分子材料：塑料、合成橡膠、合成纖維。

(2)以煤、石油、天然氣為原料，通過化學(xué)反應(yīng)可以制得合成高分子材料。例如：

①乙烯制聚乙烯：nCH2==CH2；

②丙烯制聚丙烯：nCH2==CH—CH3。

1.判斷正誤

(1)石油的分餾為物理變化，獲取的各種產(chǎn)品為混合物()

(2)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同()

(3)含4個碳原子的烷烴，經(jīng)催化裂解后，只能生成2種氣態(tài)烴()

(4)許多性能優(yōu)異的合成高分子材料的原始原料為煤、石油和天然氣()

答案(1)√(2)×(3)×(4)√

2.(2023·江蘇常州高一月考)工業(yè)上獲得汽油的化學(xué)方法主要是()

A.催化裂化B.石油的裂解

C.石油的分餾D.煤的干餾

答案A

解析石油的裂解是深度裂化，是以獲得乙烯、丙烯等短鏈不飽和烴為主要目的的石油加工過程；石油分

餾為物理方法；煤的干餾是將煤隔絕空氣加強熱，得到焦炭、煤焦油、焦爐氣和粗氨水等多種化工產(chǎn)品的

過程。

3.下列說法正確的是()

A.石油的煉制過程都是化學(xué)變化

B.石油分餾出來的各餾分仍是多種烴的混合物

C.石油經(jīng)過常壓分餾、減壓分餾、裂化等工序煉制后能制得純凈物

D.石油分餾的目的是將含碳原子數(shù)較多的烴先氣化，再經(jīng)冷凝而分離出來

答案B

解析石油的分餾是物理變化，A錯誤；石油分餾出來的各餾分是沸點在一定范圍內(nèi)的多種烴的混合物，

B正確；石油經(jīng)過常、減壓分餾、裂化等工序煉制后不能制得純凈物，仍是沸點在一定范圍內(nèi)的多種成分

的混合物，C錯誤；含碳原子數(shù)較少的烴沸點低、先汽化，石油分餾的目的是將含碳原子數(shù)較少的烴先汽

化，再經(jīng)冷凝而分離出來，D錯誤。

(1)煤的干餾、氣化、液化均發(fā)生的是化學(xué)變化。

(2)石油分餾屬于物理變化，由于石油中有些物質(zhì)的沸點很接近，所以分餾產(chǎn)物一般為混合物。常壓蒸餾的

原料為石油，減壓蒸餾的原料為重油。分餾時沸點低(相對分子質(zhì)量小)的烴類先汽化，沸點高(相對分子質(zhì)

量大)的烴類后汽化。

(3)石油分餾所得汽油為直餾汽油，多為飽和烴。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不飽和烴。

(4)裂化是為了提高汽油等的產(chǎn)量和質(zhì)量，而裂解采用比裂化更高的溫度，是為了獲得大量的乙烯、丙烯等

不飽和氣體產(chǎn)物作化工原料。

1.我國在“煤變油”技術(shù)上已取得了重大突破，達到5噸煤可以合成1噸成品油的水平。下列敘述錯

誤的是()

A.煤的組成元素主要是碳，但煤是混合物

B.“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機物

C.煤之所以能變“油”，是因為煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油

D.煤變成成品油需要經(jīng)過一系列工藝流程，發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化才能實現(xiàn)

答案C

2.(2024·成都高一期末)煤、石油和天然氣是人類當前使用的主要能源。下列說法錯誤的是()

A.煤的干餾、氣化、液化均為化學(xué)變化

B.天然氣是生產(chǎn)甲醇的原料之一

C.石油是混合物，其分餾產(chǎn)品煤油為純凈物

D.石油裂化獲得的汽油可使溴水褪色

答案C

解析煤油中含有多種成分，屬于混合物，故選C。

3.下列關(guān)于煤和石油的說法正確的是()

①煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料和保存少量金屬鈉

②石油在加熱和催化劑作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴

③煤的干餾屬于化學(xué)變化

④煤是工業(yè)上獲得芳香烴的唯一來源

⑤通過煤的干餾，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦爐氣等產(chǎn)品

A.①②③⑤B.②④⑤

C.①②④D.③④⑤

答案A

解析煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料，煤油的密度比鈉小，故能用于保存金屬鈉，故①正確；煤的

干餾是將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，是化學(xué)變化，故③正確；通過煤的干餾可以獲得芳香烴，石

油通過催化重整也可獲得芳香烴，故④錯誤；通過煤的干餾，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦爐氣等

產(chǎn)品，故⑤正確。

4.(2024·河北張家口高一月考)2022年，中國已形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動的

能源供應(yīng)體系，但化石能源仍占比高達82.7%，化石能源仍是中國能源供應(yīng)主導(dǎo)，煤炭、石油、天然

氣是中國能源重中之重。下列關(guān)于化石燃料的說法正確的是()

A.化石燃料中天然氣為純凈物

B.煤經(jīng)過氣化和液化等物理變化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料

C.石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴

D.煤中含有甲苯和苯，可用先干餾后分餾的方法將它們分離出來

答案C

解析天然氣的主要成分為甲烷，為混合物，A錯誤；煤的氣化和液化均為化學(xué)變化，B錯誤。

5.某研究學(xué)習(xí)小組在實驗室中模擬石油的煉制，設(shè)計了如圖的裝置。

實驗過程中，可觀察到b中試管內(nèi)有少量液體凝結(jié)且聞到有汽油的氣味，c中試管內(nèi)酸性高錳酸鉀溶液

褪色。

(1)實驗研究小組模擬的是(填化工工藝名稱)。

(2)c中試管內(nèi)酸性KMnO4溶液褪色，體現(xiàn)了酸性KMnO4溶液的性。

(3)寫出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化學(xué)方程式：。

(4)實驗過程中，裝置d中的溴水褪色，寫出驗證烯烴與溴水的反應(yīng)是加成反應(yīng)而不是取代反應(yīng)的方

法：。

答案(1)石油的裂化(2)氧化

(3)C16H34C8H18+C8H16

(4)向反應(yīng)后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不變紅，則說明該反應(yīng)為加成反應(yīng)而非取代反應(yīng)

課時對點練[分值：100分]

(選擇題1~13題，每小題6分，共78分)

題組一煤、天然氣的綜合利用

1.天然氣水合物外形似冰，被人們稱為“可燃冰”。天然氣的主要成分是()

A.氫氣B.一氧化碳

C.二氧化碳D.甲烷

答案D

2.下列不屬于煤的綜合利用的是()

A.將煤干餾制得煤焦油和焦炭

B.在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料

C.煤變?yōu)槊猴?/p>

D.將煤氣化為可燃性氣體

答案C

解析將煤干餾制得煤焦油和焦炭，屬于煤的綜合利用，故A項不符合題意；在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)

化為液體燃料，屬于煤的綜合利用，故B項不符合題意；將煤變?yōu)槊猴灒皇瞧湮锢硇螒B(tài)發(fā)生了改變，并

未改變其成分及結(jié)構(gòu)，不屬于煤的綜合利用，故C項符合題意；將煤氣化為可燃性氣體，屬于煤的綜合利

用，故D項不符合題意。

3.(2024·福建泉州高一下月考)為了方便和環(huán)保，煤應(yīng)綜合利用，干餾是較易實現(xiàn)的成熟方式。下列敘述不

正確的是()

A.煤的干餾屬于化學(xué)變化，由粗苯獲得甲苯屬于物理變化

B.煤的主要成分是炭和苯等

C.粗氨水可以用于制化肥

D.焦炭可用于煉鐵

答案B

解析煤中不含苯，煤中主要含炭，故選B。

4.(2023·合肥高一檢測)有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說法正確的是()

A.煤和水煤氣都屬于化石燃料

B.煤中含有焦爐氣、煤焦油、焦炭等物質(zhì)

C.①是將煤在空氣中加強熱使其分解的過程

D.②是煤的氣化方式之一

答案D

解析水煤氣屬于二次能源，不是化石燃料，A錯誤；煤干餾后能得到這些物質(zhì)，但煤本身并不含這些物

質(zhì)，B錯誤；①是煤的干餾，需隔絕空氣，C錯誤；煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程，煤干餾得到

的焦炭和水蒸氣在高溫下生成水煤氣是煤的氣化方式之一，D正確。

題組二石油的綜合利用

5.(2023·南京高一檢測)下列說法錯誤的是()

A.石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量

B.含C20以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油

C.石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴

D.石油裂化和裂解都屬于物理變化

答案D

解析石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴，乙烯、丙烯是重要的有機化工原料，

故C正確；石油的裂化和裂解實際上都是烴的分解反應(yīng)，都屬于化學(xué)變化，故D錯誤。

6.下列有關(guān)石油的煉制及產(chǎn)品說法正確的是()

A.加熱石油時，沸點高的成分先汽化，經(jīng)冷凝后收集，沸點較低的成分隨后汽化、冷凝

B.石油分餾所得的餾分都是混合物

C.通過石油分餾可以獲得大量的短鏈烴

D.石油分餾得到汽油、煤油、乙烯等產(chǎn)品

答案B

7.石油蒸餾裝置如圖所示，下列說法正確的是()

A.儀器W的名稱：圓底燒瓶

B.碎瓷片的作用：催化劑

C.冷卻水的流向：X進水，Y出水

D.收集到的60~150℃的餾分為混合物

答案D

解析A錯，儀器W的名稱是蒸餾燒瓶；B錯，碎瓷片的作用是防止暴沸，不是催化劑；C錯，冷凝管中

冷卻水從下口通入，上口流出，故X是出水口，Y是進水口；D對，石油分餾得到汽油、煤油、柴油等餾

分，都是多種烴的混合物。

8.(2024·蘇州高一期中)下列有關(guān)石油加工的敘述中，正確的是()

A.石油屬于可再生礦物能源

B.裂化汽油中含有不飽和烴

C.石油分餾所得的餾分是一種具有固定熔、沸點的純凈物

D.石油的分餾、裂化和裂解都是化學(xué)變化

答案B

解析石油屬于不可再生礦物能源，A錯誤；石油的分餾是物理變化，裂化和裂解都是化學(xué)變化，D錯誤。

題組三煤、石油、天然氣的綜合利用與可持續(xù)發(fā)展

9.(2024·河北滄州高一期中)下列關(guān)于煤和石油的說法錯誤的是()

A.煤和石油均是混合物，屬于傳統(tǒng)能源

B.石油裂化和裂解的主要目的都是為了得到重要產(chǎn)品乙烯

C.新型煤化工以生產(chǎn)清潔能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主

D.煤化工和石油化工均可以制得汽油

答案B

解析石油裂化得到的是輕質(zhì)汽油，裂解得到的是乙烯等氣態(tài)烴，故選B。

10.(2024·天津濱海新區(qū)高一月考)下列有關(guān)煤、石油和天然氣的說法錯誤的是()

A.可通過石油裂解獲取乙烯等工業(yè)原料

B.“可燃冰”是天然氣與水在高壓、低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)

C.以煤或天然氣為主要原料，均可以生產(chǎn)甲醇

D.通過石油裂化和裂解可以得到苯或甲苯等環(huán)狀烴

答案D

解析石油裂化主要獲得汽油，石油裂解主要獲得乙烯、丙烯等氣態(tài)烴，石油在加熱和催化劑的作用下，

可以通過結(jié)構(gòu)調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為苯或甲苯等環(huán)狀烴，故選D。

11.煤被譽為“工業(yè)的糧食”，下列關(guān)于煤的說法正確的是()

A.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烴

B.煤的液化是在高溫時將固體煤熔化為液體煤

C.煤的氣化在一定程度上實現(xiàn)了煤的高效、清潔利用

D.向煤中加入適量CaSO4，可大大減少燃燒產(chǎn)物中SO2的量

答案C

解析A項，煤的干餾可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烴，但煤本身不含有這些芳香烴，錯誤；B項，

煤的液化是煤在高溫高壓條件下轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程，分為直接液化和間接液化，錯誤；C項，煤氣化

生成CO、H2，CO和H2燃燒時高效、清潔，正確；D項，向煤中加入適量CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可

大大減少燃燒產(chǎn)物中SO2的量，錯誤。

12.(2024·揚州高一段考)以天然氣為原料合成氨是新的生產(chǎn)氮肥的方法，其工藝流程如下，下列說法不正確

的是()

A.反應(yīng)①的化學(xué)方程式為CH4+2H2OCO2+4H2

B.反應(yīng)②中每個N原子轉(zhuǎn)移1個電子

C.生成1.0molNH4NO3至少需要0.75molCH4

D.反應(yīng)③理論上當n∶n=1∶1時，恰好完全反應(yīng)

答案BNH3O2

解析反應(yīng)①為催化劑作用下甲烷與水反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

CH4+2H2OCO2+4H2，A正確；反應(yīng)②的化學(xué)方程式為CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O，反應(yīng)中

元素化合價沒有發(fā)生變化，該反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，B錯誤；生成1mol硝酸銨需要2mol氨氣，2

mol氨氣需要3molH2，1mol甲烷與水反應(yīng)生成4molH2，轉(zhuǎn)化關(guān)系為NH4NO3~2NH3~3H2~CH4，則生成

3

4

1mol硝酸銨至少需要0.75molCH4，C正確；反應(yīng)③的化學(xué)方程式為2NH3+2O2NH4NO3+H2O，由

方程式可知，反應(yīng)中氨氣和氧氣的物質(zhì)的量比為1∶1，D正確。

13.對煤干餾并檢驗其中部分產(chǎn)物，裝置(夾持裝置已略)如圖所示。下列說法不正確的是()

A.煤的干餾過程發(fā)生了復(fù)雜的物理、化學(xué)變化

B.向b裝置的水層中滴入紫色石蕊溶液，溶液變藍

C.c裝置可檢驗產(chǎn)生的氣體中一定含有H2S

D.e裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色

答案C

解析煤的干餾是隔絕空氣加強熱發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化的過程，主要產(chǎn)物有焦炭、焦爐氣、粗氨水、

粗苯、煤焦油等，故A正確；煤的干餾產(chǎn)物中有氨生成，氨進入b裝置極易溶于水生成一水合氨，溶液呈

堿性，則向b裝置的水層中滴入紫色石蕊溶液，溶液變藍，故B正確；焦爐氣中生成的乙烯氣體等也可以

使酸性高錳酸鉀溶液褪色，不一定是硫化氫，故C錯誤；焦爐氣中含氫氣、一氧化碳等還原性氣體，可以

還原氧化銅生成單質(zhì)銅，e裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色，故D正確。

14.(8分)(2023·南通高一檢測)用石油裂化和裂解過程得到的乙烯、丙烯來合成丙烯酸乙酯的路線如下：

根據(jù)以上材料和所學(xué)的化學(xué)知識回答下列問題：

(1)由CH2==CH2制得有機物A的化學(xué)反應(yīng)類型是。

(2)丙烯醛(CH2==CHCHO)中含有的官能團是(填名稱)。

(3)A與B合成丙烯酸乙酯反應(yīng)的化學(xué)方程式是；該反應(yīng)的類型是。

(4)由石油裂解產(chǎn)物乙烯合成聚乙烯塑料的化學(xué)方程式是。

答案(1)加成反應(yīng)(2)碳碳雙鍵、醛基

(3)CH2==CHCOOH+CH3CH2OHCH2==CHCOOCH2CH3+H2O取代反應(yīng)(或酯化反應(yīng))

(4)nCH2==CH2

解析(1)有機物A為CH2==CH2與H2O的加成產(chǎn)物：CH3CH2OH，故為加成反應(yīng)。(2)丙烯醛中官能團有

兩個：碳碳雙鍵和醛基。(3)A與B分別含—OH和—COOH，它們可發(fā)生酯化反應(yīng)生成丙烯酸乙酯。

15.(14分)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+H2O(g)CO+H2、②

CO+H2OCO2+H2，獲得的氣體稱為水煤氣。某研究性學(xué)習(xí)小組為探究氣體的成分，進行了如下

實驗：

[實驗]使水蒸氣通過灼熱的焦炭，收集反應(yīng)后的氣體。

[提出假設(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、H2O。

假設(shè)2：該氣體是CO2、H2、H2O。

(1)假設(shè)3：