高中化学第八章 化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用教学设计

课时素养评价  二十一

　煤、石油和天然气的综合利用

(30分钟　50分)

一、选择题(本题包括4小题,每小题6分,共24分)

1.下列说法不正确的是 (　　)

A.煤油可由石油分馏获得,可用作燃料和保存少量金属钠

B.煤可与水蒸气反应制成水煤气,水煤气的主要成分为CO和H2

C.汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物

D.以石油、煤和天然气为原料,可生产塑料、合成橡胶和合成纤维

【解析】选C。植物油是由C、H、O三种元素构成的有机物,不属于碳氢化合物。

2.煤的干馏和石油的分馏,两种变化在本质上的差别是 (　　)

A.加热的温度不同

B.得到的产品不同

C.前者要隔绝空气,后者不用隔绝空气

D.干馏是化学变化,分馏是物理变化

【解析】选D。石油分馏为物理变化;煤的干馏为化学变化。

3.“煤制油”的关键技术是煤的气化,而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),该反应是吸热反应,反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的:C+O2CO2。下面关于该过程的说法不正确的是              (　　)

A.煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染

B.第一个反应需要吸热,所以煤的气化从能量角度来看,得不偿失

C.煤气化后作为燃料,燃烧充分,热利用率高

D.上述两个反应,反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气体

【解析】选B。虽然在煤的气化过程中,会有一部分煤的潜在能量受到损失,但由于加工后得到的气态燃料的热利用率高,且较清洁,故从总体来看煤气化后使用是较合理的,B项错误,A、C项正确。D项,因反应C+O2CO2中的氧气用空气代替,故反应后混合气体成分为N2、CO、CO2和H2等,除去CO、CO2后主要就是合成氨的原料N2、H2,正确。

【补偿训练】

　　国内能源供应紧张形势日益加剧,煤在国民经济中的重要地位非同一般。下列关于煤的说法正确的是              (　　)

A.煤属于有机化合物

B.在物质变化类型上,煤的干馏包含了物理变化和化学变化

C.煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃,煤是芳香烃的主要来源

D.煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加,因此煤的气化并无意义

【解析】选B。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。苯和甲苯是煤中的某些干馏产物中的主要成分,并不是煤本身含有的,是煤干馏过程中发生化学反应生成的。煤气化后变成清洁高效的燃料,再燃烧可提高其利用率,意义重大。

4.下列关于煤、石油、天然气等能源的说法正确的是 (　　)

A.石油裂解得到的汽油是纯净物

B.石油产品都可用于聚合反应

C.天然气是一种清洁的化石燃料

D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料

【解析】选C。A项,石油的裂解是深度裂化,是将大分子烃断裂成小分子烃的过程,产物主要是短链不饱和烃的混合物,错误;B项,能发生聚合反应的分子必须含有不饱和键,但石油的分馏产品大多是烷烃、环烷烃、芳香烃,所以不是所有的石油产品都能发生聚合反应,错误;C项,天然气的主要成分是CH4,燃烧无污染,属于清洁的化石燃料,正确;D项,水煤气是由煤与水在高温条件下反应得到的,是煤的气化产物,错误。

二、非选择题(本题包括1小题,共10分)

5.(2019·郑州高一检测)某市家用燃料的更新经历了如图几个过程: 世纪

请回答下列问题:

(1)为了使煤充分燃烧,可采取的措施是 _____________。 

(2)煤的气化可产生管道煤气,其主要反应是碳与水蒸气在高温下生成两种常见的可燃性气体,这两种气体是________。 

(3)液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8),丙烷完全燃烧的化学方程式是______

___________。 

(4)天然气作燃料比煤更清洁的原因是________________________________(答一条即可)。 

【解析】(1)为了使煤充分燃烧,可以通入足量的空气或增大固体表面积(即将煤粉碎)。

(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),即碳与水蒸气在高温条件下反应生成CO和H2。

(3)丙烷完全燃烧生成二氧化碳和水:C3H8+5O23CO2+4H2O。

(4)天然气燃烧生成二氧化碳和水,无粉尘污染。

答案:(1)通入足量的空气或将煤粉碎

(2)CO和H2

(3)C3H8+5O23CO2+4H2O

(4)减少了粉尘污染(答案合理即可)

一、选择题(本题包括1小题,共6分)

6.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pH>7,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】选D。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pH>7,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。

二、非选择题(本题包括1小题,共10分)

7.(2019·洛阳高一检测)煤是一种重要能源,工业上常把煤进行气化和液化处理,变为清洁能源。由水蒸气

和炽热的无烟煤作用可得水煤气,水煤气是混合气体,主要由两种无色无味气体组成,是重要的工业原料。             

(1)在工业生产水煤气时,燃料层的温度会下降,这说明__________________

__________。 

(2)提出猜想:水煤气的成分可能是①________和氢气,②________和氢气(填化学式);提出以上猜想的依据是____________________________________。 

设计实验:请从下列装置中选择一种,设计简单的实验证明猜想。

(3)你选择的装置是(填字母代号)________。 

(4)实验结论:如果____________,那么猜想________(填序号)合理。 

【解析】(1)因碳和水蒸气的反应是吸热反应,则随着反应的进行燃料层的温度会下降。(2)碳和水蒸气的反应,根据质量守恒定律,元素的种类在化学反应前后没有变化,由此可以推测水煤气的成分可能是CO和氢气或CO2和氢气。(3)二氧化碳一般用澄清的石灰水检验。(4)如果石灰水不变浑浊,那么成分可能是CO和氢气;如果石灰水变浑浊,那么成分可能是CO2和氢气。

答案:(1)碳和水蒸气的反应是吸热反应

(2)CO　 CO2　化学反应前后元素种类不变

(3)B

(4)澄清石灰水不变浑浊

① (或澄清石灰水变浑浊　　　②)

(注:第(2)问CO与CO2两空可调换位置,与第(4)问两空答案对应合理即可)