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2026人教版高中化学必修第二册
第八章　化学与可持续发展
第一节　自然资源的开发利用
第3课时　煤、石油、天然气的开发利用
基础过关练
题组一　煤的综合利用
1.(易错题)(2024河北石家庄月考)煤是“工业粮食”,煤燃烧时不仅产生我们所需的能量,同时还会生成大量的污染物,为了减少煤的燃烧对环境的污染,将煤转化为高热值的清洁燃料,煤的干馏属于煤的综合利用之一,下列关于煤的干馏的叙述,不正确的是(　　)
A.将煤直接加强热而分解的过程叫煤的干馏
B.煤的干馏、煤的气化和液化都是化学变化
C.工业上苯、萘等物质可由煤干馏得到,它们主要存在于煤干馏所得的煤焦油中
D.煤的干馏可以得到冶金用的优质焦炭
2.(2025山东济南月考)下列叙述正确的是(　　)
A.煤的干馏和石油的分馏原理相同
B.将煤进行干馏可直接生成NH4HCO3
C.如图所示装置可用于实验室中煤干馏
D.煤的干馏和石油的分馏都必须采取环境保护措施
3.(2025湖南长沙雅礼中学月考)我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破,达到5 t煤可以合成1 t成品油的水平。下列有关叙述错误的是　(　　)
A.煤的组成元素主要是C,还含有少量的H、N、S、O等元素
B.“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物
C.煤之所以能变“油”,是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油
D.煤变成成品油需要经过一系列工艺流程,发生复杂的物理、化学变化才能实现
4.(2024江西上饶广丰一中月考)有关煤的综合利用如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.煤和水煤气均是可再生能源
B.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物
C.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
D.B可能为甲醇
题组二　天然气、石油的综合利用
5.(2025河北保定期中)石油被称为工业的血液,煤被称为工业的粮食。下列说法正确的是(　　)
A.石油的裂化、裂解都属于物理变化
B.煤的干馏可以得到苯、甲苯等物质,说明煤中含有苯和甲苯
C.石油分馏的产物如汽油、煤油等都是纯净物
D.石油裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量
6.(2024浙江绍兴期末)下列关于石油、煤和天然气的说法正确的是(　　)
A.甲烷是煤层气的主要成分,作为化工原料可用于生产甲醇
B.石油裂化可提高汽油的产量,裂化汽油可用于萃取溴水中的溴
C.“可燃冰”的主要成分是甲烷,甲烷是一种高效清洁能源
D.沼气、石油、煤等化石能源都是混合物
7.(2025河南郑州期中)下列关于石油的说法正确的是(　　)
A.石油是由多种烷烃、烯烃、芳香烃组成的混合物
B.对石油进行裂解,可以提高轻质液体燃料的产量
C.石油的分馏利用了物质的化学性质,所得到的馏分均为混合物
D.石油燃烧时“烟甚浓”是因为有机物不完全燃烧产生了炭黑
能力提升练
题组一　能源的综合利用
1.(2025广东广州联考)我国的能源结构中,化石能源仍然占有相当大的比例。下列关于能源的说法正确的是(　　)
A.天然气是清洁的化石燃料,属于一级能源,可用于合成氨
B.氢能、风能、天然气、海洋能、生物质能资源丰富,可以再生,没有污染或者很少污染,很可能成为未来的主要能源
C.神舟十三号载人飞船返回舱的烧蚀防热涂层以苯基橡胶为基体,工业上制备苯基橡胶的原料苯可来自煤的干馏或石油的分馏
D.石油催化裂化的主要目的是得到乙烯、丙烯等化工原料
2.(2024宁夏石嘴山平罗中学期末)原油经过炼油厂的加工,可制备某些化工产品。
(1)石油分馏可得到直馏汽油,重油裂化可以得到裂化汽油,区分直馏汽油和裂化汽油的化学方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(说明所需试剂、可能出现的现象、结论)。
(2)以石油为原料制备某些化工产品的部分流程如下。请回答:
①写出反应Ⅱ的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
②B分子式为C3H5Cl,且分子中无甲基,则B的结构简式为　　　　　。
③反应Ⅳ的化学方程式为　　　　　　　　。
题组二　与化石能源相关的操作及实验
3.(2024上海零陵中学期末)如图是模拟石油分馏塔的示意图,下列说法正确的是(　　)
A.a处馏分的沸点最高
B.塔内发生了化学变化
C.c处馏分的平均相对分子质量比a处和b处的大
D.每一种馏分都是纯净物
4.(2025陕西渭南期末)实验室中用如图装置模拟工业上用石蜡油分解制乙烯。下列说法错误的是(　　)
A.石蜡油是石油分馏的产物之一,石油分馏为化学变化
B.碎瓷片的作用是作催化剂和使石蜡油附着在高温的碎瓷片上发生分解
C.试管B和C中溶液褪色原理不同
D.根据实验现象可推知石蜡油分解产生了与烷烃性质不同的烃
5.某化学学习小组在实验室条件下探究煤干馏
的现象及产物,装置如图所示,请回答有关问题:
(1)煤干馏的条件是　　　　　　　　　　　　　。
(2)盛有冷水的烧杯的作用是　　　　　　。
(3)实验后检验有粗氨水生成的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)已知CO不能使溴水褪色,若将从具支试管支管口处逸出的气体通入溴水中,发现溴水褪色,则说明煤的干馏产生了　　　　　　　　　　　　　。
(5)工业上从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯的操作方法是　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A　煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程(易错点),A错误;煤的干馏、气化和液化均有新物质生成,均属于化学变化,B正确;煤干馏得到的煤焦油中含苯、萘等,C正确;煤的干馏可得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水等多种化工原料,焦炭可用于冶金工业,D正确。
2.D　煤的干馏属于化学变化,石油的分馏属于物理变化,二者原理不同,A错误;煤干馏的条件之一是高温,NH4HCO3受热易分解,故将煤进行干馏不可能直接生成NH4HCO3,B错误;题图装置为蒸馏装置,不能用于实验室中煤的干馏,C错误;煤的干馏和石油的分馏都会产生环境污染物,故必须采取环境保护措施,D正确。
3.C　煤是由无机物和有机物组成的复杂混合物,组成元素主要是C,还含有少量的H、N、S、O等元素,A正确;“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物,即煤的液化,B正确;煤中没有汽油、柴油和煤焦油,煤干馏后才能得到煤焦油,C不正确;煤变成成品油需要经过一系列工艺流程,发生复杂的物理、化学变化才能实现,D正确。
4.D　煤是不可再生的化石能源,A项错误;煤中不含苯、甲苯、二甲苯等有机物,煤经干馏得到苯、甲苯、二甲苯等,B项错误;①是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,C项错误;水煤气的主要成分是H2和CO,当n(H2)∶n(CO)=2∶1时反应生成CH3OH,D项正确。
5.D　石油的裂化、裂解是使长链烃断裂成短链烃,属于化学变化,A错误;煤干馏发生的是复杂的化学变化,苯、甲苯是由煤经干馏得来的,而不是煤中原来就有的,B错误;石油的分馏产物汽油、柴油、煤油仍然是多种烃的混合物,C错误;石油裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量,D正确。
6.A　煤层气的主要成分是甲烷,甲烷可用于生产甲醇,A正确;裂化汽油中含不饱和烃,能与溴发生加成反应,故裂化汽油不能用于萃取溴水中的溴,B错误;可燃冰的主要成分是CH4·nH2O,C错误;天然气、石油、煤属于化石能源,沼气不属于化石能源,D错误。
7.D　石油主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物,不含烯烃,A错误;石油裂解的目的是获得乙烯、丙烯等重要的化工基本原料,B错误;石油中各成分沸点不同,石油的分馏利用了物质的物理性质,所得到的馏分均为混合物,C错误;石油燃烧时产生的烟是炭黑,是有机物不完全燃烧产生的,D正确。
能力提升练
1.A　天然气是清洁的化石燃料,其主要成分是甲烷,属于一级能源,可以用于制CO及氢气,分离后,氢气可作为合成氨的原料,A正确;天然气是不可再生能源,B错误;石油的分馏不能得到苯,C错误;石油催化裂解的主要目的是得到乙烯、丙烯等化工原料,D错误。
2.答案　(1)加入溴水,褪色的是裂化汽油(合理即可)
(2)①nCH2CHCl CH2—CHCl
②CH2CHCH2Cl
③CH2CHCH2Cl+Br2 CH2BrCHBrCH2Cl
解析　(1)直馏汽油主要成分为烷烃,裂化汽油含烯烃,可通过溴水或酸性KMnO4溶液区分直馏汽油和裂化汽油,加入溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是裂化汽油。
(2)①反应Ⅱ为氯乙烯的加聚反应,化学方程式为nCH2CHCl CH2—CHCl 。②由B分子式为C3H5Cl,且分子中无甲基可知,B的结构简式为CH2CHCH2Cl。③反应Ⅳ为CH2CHCH2Cl与Br2的加成反应,其化学方程式是CH2CHCH2Cl+Br2 CH2BrCHBrCH2Cl。
3.C　石油分馏时,沸点低的先蒸出,即a、b、c处中a处馏分的沸点最低,A错误;石油的分馏是物理变化,B错误;沸点高的馏分含碳原子数多,平均相对分子质量大,由A的分析可知c处馏分沸点比a处、b处的高,故c处馏分的平均相对分子质量比a处和b处的大,C正确;石油分馏得到的每一种馏分都是混合物,D错误。
4.A　石油分馏为物理变化,A错误;碎瓷片的作用是作催化剂,还可使石蜡油附着在高温的碎瓷片上发生分解,B正确;试管B中溶液褪色是发生了氧化反应,试管C中溶液褪色是发生了加成反应,褪色原理不同,C正确;烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色,根据实验现象可推知石蜡油分解产生了与烷烃性质不同的烃,D正确。
5.答案　(1)隔绝空气加强热
(2)使粗氨水、煤焦油等冷凝液化
(3)将具支试管取出,塞上塞子并加热,将润湿的红色石蕊试纸放在支管口处,若试纸变蓝,则说明有粗氨水生成
(4)不饱和烃类物质
(5)分馏
解析　(1)根据煤干馏的定义可知其条件为隔绝空气加强热。
(2)冷水浴的作用是冷凝,使粗氨水、煤焦油等冷凝液化。
(3)可用湿润的红色石蕊试纸检验是否有NH3逸出从而检验是否有粗氨水生成。
(4)溴水褪色,证明煤干馏过程产生了不饱和烃类物质。
(5)煤焦油中苯及其同系物与其他成分互溶但沸点不同,可通过分馏的方法将它们分离。
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