8.1.3煤、石油和天然气的综合利用 学案（含答案）

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1、第第 3 3 课时课时 煤、石油和天然气的综合利用煤、石油和天然气的综合利用 学业要求 核心素养建构 1.了解煤、石油、天然气的组成。 2.掌握煤、石油、天然气的综合应用。 3.认识化学对环境保护的意义。 知识梳理 煤、石油和天然气的综合利用 1.煤的组成和加工 (1)煤的组成 (2)煤的加工方法及产品 微自测 1.下列关于煤的干馏的叙述，不正确的是( ) A.煤加强热而分解的过程叫做煤的干馏 B.煤的干馏和石油的分馏的本质区别是干馏是化学变化而分馏是物理变化 C.煤的干馏可得到苯、萘等物质，它们主要存在于煤焦油中 D.煤干馏的一个主要目的是得到冶金用的优质焦炭 解析 煤的干馏是在隔绝空气加强

2、热的条件下使煤分解的过程， 因此煤的干馏要 满足两个条件：一是隔绝空气，以防止煤在高温下燃烧；二是要加强热，A 不正 确；煤的干馏是化学变化，煤在此过程中发生了分解反应，生成了新物质。而石 油的分馏是利用沸点不同将混合物中各组分分离， 是一个物理变化， B 正确； 苯、 萘等物质主要存在于煤焦油中，C 正确；煤干馏的产物主要是焦炭，焦炭可用于 冶金工业，D 正确。 答案 A 2.天然气的组成和利用 3.石油的组成和加工 微自测 2.下列关于化石燃料的加工说法正确的是( ) A.石油裂化主要得到乙烯 B.石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油 C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气 D.煤

3、制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径 解析 石油裂化主要得到更多的液态轻质油，A 错误；石油的分馏是指在加热条 件下将石油分成不同沸点范围的产物的过程属于物理变化，B 错误；煤的干馏是 将煤隔绝空气加强热分解的过程，其产物有焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气，C 正确；由煤制取煤气的过程中，煤中的碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，两 者的混合物被称为“水煤气”，这个过程发生的是化学变化，D 错误。 答案 C 探究 煤、石油、天然气的综合利用 对比加深煤、石油、天然气的综合利用 的认知 探究素材 “三馏”比较 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气加强热使 物质分解 根据液态混合物中 各组分沸点

4、不同进 行分离 与蒸馏原理相同 产物 产物为混合物 产物为单一组分的 纯净物 产物为沸点相近的 各组分组成的混合 物 反应类型 化学变化 物理变化 物理变化 探究题目 1.下列说法中错误的是( ) A.石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物 B.含 C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C.焦炭是煤干馏的一种重要产品 D.煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来 解析 石油通过分馏的方法获得汽油、 煤油和柴油等轻质液体燃料， 但产量不高。 通常采用裂化的方法，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、 沸点低的烃，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组

5、成的复杂混合物， 主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏 得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以 生产芳香族化合物苯和甲苯。 答案 D 石油的综合利用 探究素材 化学中“两裂”的比较 名称 定义 目的 裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸 点高的烃断裂为相对分子质量小、 沸点 低的烃 提高轻质油的产量， 特别是 提高汽油的产量 裂解 在高温下， 使具有长链分子的烃断裂成 各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃 探究题目 2.下列说法不正确的是( ) A.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯 B.将重油经过裂化可以得到汽油

6、C.将石油裂解制得乙烯等化工原料 D.石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃料的产量和质量 解析 石油分馏得到不同沸点范围的烃的混合物，主要产物是石油气、汽油、煤 油、柴油及重油等，A 不正确；碳原子数较多的烃经裂化可以得到 C5C11的烷 烃和烯烃的裂化汽油，B 正确；石油裂解可得到乙烯、丙烯等短链烃，是重要的 化工原料，C 正确；裂化的目的就是提高汽油等轻质油的质量和产量，D 正确。 答案 A 煤的干馏 探究素材 化学“六气”的主要成分 高炉 煤气 水煤气 天然气 液化 石油气 焦炉气 裂解气 主要 成分 CO、 CO2 H2、 CO CH4 C3H8、 C4H10 H2、CH4、 C2H4、C

7、O C2H4、 C3H6、 C4H8、 CH4 探究题目 3.下图是实验室干馏煤的装置图： (1)指出图中仪器名称：a. ，d. 。 (2)仪器 d 的作用是_， c 中液体有 和 ，其中无机物里溶有 ，可用 检 验出来。有机物可以通过 的方法使其中的重要成分分离出来。 (3)e 处点燃的气体主要成分有 (填化学式)，火焰的颜色是 。 解析 本题是关于煤干馏的实验， 根据煤干馏的主要产品， b 中得到的应是焦炭， c 中得到的应是粗氨水和煤焦油， e 处点燃的应是焦炉气。 其中粗氨水中溶有氨， 呈碱性，可用酚酞溶液等检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用 分馏的方法分离；焦炉气的主要

8、成分有 CH4、CO、H2、CH2= CH2，燃烧时呈 淡蓝色火焰。 答案 (1)酒精喷灯 烧杯 (2)盛装冷水对蒸气进行冷却 粗氨水 煤焦油 氨 酚酞溶液 分馏 (3)H2、CH4、CH2=CH2、CO 淡蓝色 1.下列关于燃料的说法错误的是( ) A.燃料燃烧产物 CO2是温室气体之一 B.化石燃料完全燃烧不会造成大气污染 C.以液化石油气代替燃油可减少大气污染 D.燃料不完全燃烧排放的 CO 是大气污染物之一 解析 A 项，温室气体包括 CO2、CH4等气体，正确；B 项，二氧化硫主要来源 于煤、石油等化石燃料的燃烧排放的废气，会造成大气污染，错误；C 项，用液 化石油气减少燃油中硫元素

9、等杂质燃烧产生的空气污染物，且燃烧更充分，产生 的 CO 少，正确；D 项，燃料不完全燃烧会产生 CO，CO 易与血红蛋白结合而 阻碍血红蛋白与氧气的结合， 使人体或动物窒息中毒， 是大气污染物之一， 正确。 答案 B 2.下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是( ) A.图示实验中发生了化学变化 B.实验后水溶液的 pH7，溶液 Y 是黑色黏稠的煤焦油，上层 X 是粗苯等 C.气体 Z 易燃，可以还原氧化铜 D.液体 Y 是一种纯净物 解析 煤的干馏是化学变化， A 项正确； 所得产物有焦炉气(含有 CH4、 H2、 C2H4、 CO 等)、煤焦油(不溶于水的一种多成分混合

10、物)、粗氨水、焦炭等，焦炉气中的 H2、CO 可还原氧化铜，且易燃，C 项正确；氨水的 pH7，煤焦油居于水层以 下，粗苯密度小于水，在上层，故 B 项正确；煤焦油中含有多种物质，属混合 物，D 项错误。 答案 D 3.石油裂解的目的主要是( ) A.提高轻质液体燃料的产量 B.提高汽油的产量 C.改善汽油的质量 D.获得短链不饱和烃 解析 石油裂解的主要目的是获得乙烯、丙烯等工业原料。 答案 D 4.如图是石油分馏塔的示意图，a、b、c 三种馏分中 ( ) A.a 的沸点最高 B.b 的熔点最低 C.c 的平均相对分子质量最大 D.每一种馏分都是纯净物 解析 a、b、c 三种馏分均为蒸气，故

11、最上面的熔、沸点最低，c 的熔点最高， 对应的平均相对分子质量也最大。 答案 C 5.煤和石油等化石燃料对促进经济社会发展起到了重要的作用，这些燃料合理的 综合利用是当前节能减排的要求。请回答下列问题： (1)石油分馏是石油炼制的重要环节， 这种操作是在 (填设备名称)内完成 的。工业上通常使用的分馏石油的方法有常压分馏和 ，分馏的目的是 _。 (2)石油不仅是重要的燃料， 还是重要的化工原料的来源， 如利用石油生产乙烯。 为了使石油分馏产物进一步生成更多的乙烯、 丙烯等短链烃而采取 措施。 (3)目前石油资源逐渐匮乏，人们把目光聚集到储量相对丰富的煤上。目前煤综 合利用的主要方法是 、 和煤

12、的气化，煤气化涉及的化学方程式 有：CO2= 点燃 CO2 2CO2= 点燃 2CO_ _ _(写出第三个 化学方程式)。 解析 (1)石油分馏是在分馏塔中完成的，分馏的种类有常压分馏和减压分馏， 分馏是物理变化；分馏的目的是为了获得沸点范围不同的各种馏分；(2)为了获 得化工原料乙烯、丙烯等短链烃，往往采用高温裂解的方式，这种反应属于化学 反应；(3)煤的干馏是化学变化，这是煤的综合利用，而煤的气化、液化也是近 年来综合利用的重要方法，煤的气化涉及的化学方程式有：CO2= 点燃 CO2、2C O2= 点燃 2CO、CH2O(g)= 高温 COH2。 答案 (1)分馏塔 减压分馏 为了获得沸点范围不同的各种馏分 (2)高温裂解 (3)煤的干馏 煤的液化 CH2O(g)= 高温 COH2