高中化学沪科技版（2020）必修第二册7.1 饱和烃优秀同步练习题

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7.2.1 不饱和烃-石油化工与煤化工
学习聚焦


知识精讲

知识点01 石油化工
石油
1．石油的形成
石油是由远古时代的海洋或湖泊中的动植物遗体在地下经过漫长复杂的变化而形成的黏稠状液体。
2．石油的物理性质
石油呈黑色或深棕色，有特殊气味，不溶于水，密度比水稍小，没有固定的熔点和沸点。
3．石油的组成
石油主要含有碳、氢两种元素（碳元素占83%～87%，氢元素占10 %～14%），还含有少量的氮、氧、硫及微量的磷、钾、硅、铁、镁等元素。石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。大部分是液态烃，同时也溶有气态烃和固态烃。
4．原油
开采出来未经处理的石油叫原油，原油中含水、氧化钙和氯化镁等盐类，必须经过脱水、脱盐等处理。
5．石油的分馏
(1)原理：经过脱水、脱盐等处理的石油主要是各种碳氢化合物组成的混合物。其中，含碳原子数少的沸点低，含碳原子数多的沸点高。因此，将石油加热至沸腾，通过分馏塔，可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。
【注意】石油分馏过程属于物理变化。
(2)石油分馏产物（即馏分）的特点：每一种馏分仍然是多种碳氢化合物的混合物。
(3)石油分馏的产品及用途
分馏产品
分子所含碳原子数
沸点范围
用 途
溶剂油
C5～C8
30～150℃
在油脂、橡胶、油漆生产中作溶剂
汽油
C5 ~C11
200℃以下
飞机、汽车以及各种汽油机燃料
航空煤油
C10～C15
150～250℃
喷气式飞机燃料
煤油
C11~C16
180～310℃
拖拉机用燃料、工业洗涤剂
柴油
C15～C18
200～360℃
使用各种柴油机的汽车、军舰、轮船、坦克、拖拉机、火车等的燃料
重油
润滑油（锭子油、机油、汽缸油等）
C16～C20
360℃以上
机械上的润滑剂、减少机械磨损、防锈
凡士林
C18～C22
润滑剂、防锈剂、制药膏
石蜡
C20～C30
制蜡纸、绝缘材料
沥}青
C30～C40
铺路、建筑材料、防腐涂剂
石油焦
主要成分是C
制电极、生产SiC等


【即学即练1】下列说法正确的是
A．石油是混合物，汽油是纯净物 B．沸点：汽油＞煤油＞柴油
C．石油的裂化与裂解都属于化学变化 D．石油的分馏是化学变化
【答案】C
【解析】A．石油的分馏产品都是由不同沸点的组分组成的混合物，故A错误；
B．各馏分按照沸点由高到低的顺序排列为重油＞柴油＞煤油＞汽油＞石油气，故B错误；
C．把相对分子质量大、沸点高的烃分解为相对分子质量小、沸点低的烃的过程叫石油的裂化，石油裂解属于深度裂化，采用的温度比裂化高，长链烃分子断裂程度大，它们发生的都是化学变化，故C正确；
D．石油分馏过程发生的是物理变化，故D错误；
故选C。
知识点02 煤化工
煤是一种矿物燃料，分布在世界各地，但比较集中地分布在北纬30°以上地区，你知道煤是怎样形成的吗？

(一)煤和煤化工
1．煤的组成
煤是由有机物、无机物所组成的复杂混合物。主要组成元素是碳，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧以及微量的硅、铝、钙、铁等元素。
2．煤的分类
根据含碳量由高到低，可分为无烟煤、烟煤、褐煤和泥煤。
3．煤的综合利用
(1)煤的干馏
把煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏。

(2)煤的气化和液化
①煤的气化是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。
主要反应为C(s)+H2O(g)CO(g) + H2(g)
②煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程。煤的气化、液化的过程都是化学变化。
③煤气化、液化的目的：减少污染，提高热效率。
4．煤千馏的主要产品及用途
产品
主要组成
主要用途
焦炉气
氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳
气体燃料、化工原料
粗氨水
氨、铵盐
氮肥
煤焦油
苯、甲苯、二甲苯
炸药、染料、医药、农药、合成材料
酚类、萘
染料、医药、农药、合成材料
沥青
筑路材料、制碳素电极
焦炭
炭
冶金、制电石、燃料、合成氨
(二)高分子导电材料
1．导电有机高分子材料
聚乙炔用碘或溴掺杂以后，聚乙炔的导电率提高了7个数量级，从而改变了塑料不导电的观念，开发了有机高分子导电材料。
2．合成聚乙炔的反应
n CHCH -[-CH—CH-]-n
3．乙炔的工业制法
(1)煤为原料制乙炔
①煤干馏得到焦炭
②CaO+3CCaC2+CO
③CaC2+2H2O → HCCH↑+Ca(OH)2
(2)以天燃气为原料
2CH4HCCH+3H2

【即学即练2】燃煤是影响空气质量的主要原因之一。下列有关叙述错误的是
A．煤的大量使用是雾霾形成的一个重要因素
B．煤的干馏、液化都是化学变化
C．将煤气化后再燃烧可降低污染
D．生石灰和煤混合燃烧可减少SO2排放，CaSO3是最终产物
【答案】D
【解析】A．大量燃烧化石燃料可导致颗粒物的排放，主要导致温室效应、酸雨以及PM2.5等，A正确；
B．煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化，属于化学变化；煤可以直接液化，使煤与氢气作用生成气体燃料，煤也可以间接液化，一般是先转化为一氧化碳和氢气，然后在催化剂的作用下合成甲醇等，也属于化学变化，B正确；
C．煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等，故煤气化后再燃烧可降低污染，C正确；
D．向煤中加入适量的石灰石，石灰石在高温条件下分解产生的CaO与煤燃烧产生的SO2反应先反应产生CaSO3，然后CaSO3与O2反应最终转化为CaSO4留在炉渣中，故最终产物是CaSO4，D错误；
故选D。

常见考法
常见考法一 石油化工
【例1】9．下列说法正确的是
A．石油的炼制过程都是化学变化过程
B．石油分馏出来的各馏分仍是多种烃的混合物
C．石油经过常、减压分馏、裂化等工序炼制后即能制得纯净物
D．石油分馏的目的是将含碳原子数较多的烃先气化，再经冷凝而分离出来
【答案】B
【解析】A．石油的分馏是物理变化过程，A错误；
B． 石油分馏出来的各馏分是沸点在一定范围内的多种烃的混合物，B正确；
C． 石油经过常、减压分馏、裂化等工序炼制后不能制得纯净物、仍是沸点在一定范围内的多种成分的混合物，C错误；
D．含碳原子数较少的烃沸点低、先气化，石油分馏的目的是将含碳原子数较少的烃先气化，再经冷凝而分离出来，D错误；
答案选B。
【同步练习1】通过石油分馏不能得到的物质是
A．石油气 B．柴油 C．煤焦油 D．石蜡
【答案】C
【解析】石油分馏是将石油中几种不同沸点的混合物分离的一种方法，常压分馏产物：液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油，减压分馏的产物：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青；煤焦油煤炭干馏的产物；
答案选C。

常见考法二 煤化工
【例2】19．煤的干馏是煤综合利用的重要途径，如图是实验室干馏煤的装置图，回答下列问题：

(1)反应完全后，试管A中剩下的灰黑色固体是___。
(2)试管B中的液体分两层，上层为澄清、透明的水溶液，能使酚酞变红，是___，下层的黑色黏稠物是___。
(3)C处点燃的气体在工业上叫___，其主要成分是___。
【答案】(1)焦炭
(2)     粗氨水     粗苯和煤焦油
(3)     焦炉气     H2、CO、CH4、C2H4

【解析】(1)
煤干馏得到焦炭，则反应完全后，试管A中剩下的灰黑色固体是焦炭；
(2)
干馏产物经过冷却后，在试管中变为液体，上层是粗氨水，下层是煤焦油，粗氨水显碱性，能使酚酞变红，粗苯和煤焦油是黑色黏稠状液体；
(3)
C处点燃的气体在工业上叫焦炉气，其主要成分是H2、CO、CH4、C2H4等，它们均是可燃性气体。

必杀技
【同步练习2】煤的干馏、气化和液化是实现煤的综合利用的主要途径，主要产物及转化关系如下：

(1)途径I是煤的___________，属于___________变化(填“物理”或“化学")。
(2)途径II用化学方程式可表示为___________。
(3)煤直接燃烧会产生二氧化硫，下图表示“双碱法”烟气脱硫过程：

①方框内的物质是___________，可循环利用的物质是___________(填化学式)。
②从物质类别视角看，SO2属于酸性氧化物，上述流程中能体现该性质的离子方程式为___________。
③上述流程的优点是___________(写出一点即可)。
【答案】(1)     干馏     化学
(2)
(3)          NaOH          污染物零排放等
【解析】煤经过干馏得到出炉煤气、煤焦油和焦炭，煤与水蒸气在高温条件下反应生成可燃性气体，煤经过直接液化得到液体燃料，间接液化得到水煤气。
（1）
由分析可知，途径I是煤的干馏，干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解，属于化学变化。
（2）
途径II为煤与水蒸气在高温条件下反应生成CO和H2，反应的化学方程式为：。
（3）
二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，亚硫酸钠与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和氢氧化钠，亚硫酸钙经过一系列处理得到石膏。
①由分析可知，亚硫酸钠与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和氢氧化钠，因此方框内的物质是，可循环利用的物质是NaOH。
②酸性氧化物能与碱反应生成盐和水，因此上述流程中能体现二氧化硫是酸性氧化物的离子方程式为：。
③由分析可知，过程中不产生污染性物质，因此上述流程的优点是：污染物零排放。
分层提分


题组A 基础过关练
1．工业上以获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯为主要目的，所采用的方法是
A．分馏 B．催化重整 C．裂化 D．裂解
【答案】D
【解析】A．石油分馏能获得煤油、汽油、柴油等产品，A不符合题意；
B．在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整，可得到富含芳烃的高辛烷值汽油（重整汽油），并副产液化石油气和氢气的过程，B不符合题意；
C．石油裂化是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程，可得到裂化气、汽油和柴油等，C不符合题意；
D．石油裂解是深度裂化，所得气体主要成分是乙烯，还有丙烯、异丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烃等，裂解气经净化和分离，就可以得到所需纯度的乙烯、丙烯和丁二烯等化工原料，D符合题意；
故选D。
2．下列有关化石燃料综合利用的说法正确的是
A．水煤气可用来合成甲醇等含氧有机物
B．石油是混合物，其分馏产品汽油为纯净物
C．甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到
D．煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
【答案】A
【解析】A． 水煤气成分是氢气和CO，可用来合成甲醇等含氧有机物，故A正确；
B． 石油是混合物，其分馏产品汽油仍然是多种烃类组成的混合物，故B错误；
C． 石油是由多种烷烃、环烷烃的混合物，不含苯和乙烯，故乙烯和苯不能通过石油分馏得到，故C错误；
D． 煤经过气化和液化会有新物质生成，是化学变化，故D错误；
故选A。
3．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是
A．开采可燃冰作为新能源
B．研发催化剂将CO2还原为甲醇
C．将重油裂化为轻质油作为燃料
D．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
【答案】B
【解析】A．开采可燃冰作为新能源，燃烧生成二氧化碳，不能促进碳中和，故A不符合题意；
B．研发催化剂将CO2还原为甲醇，减少二氧化碳排放量，促进碳中和，故B符合题意；
C．将重质油裂解为轻质油作为燃料，二氧化碳排放量没有减少，不能促进碳中和，故C不符合题意；
D．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，只是减少了SO2的排放，并没有减少CO2的排放，没有促进碳中和，故D不符合题意；
故答案为：B。
4．下列说法正确的是
A．分馏、干馏都是物理变化，裂化、裂解都是化学变化
B．工业制取大量乙烯、丙烯可采用石油裂解的方法．
C．石油经过常、减压分馏等工序炼制后即能制得纯净物
D．汽油、生物柴油、酒精都是碳氢化合物，都可作燃料
【答案】B
【解析】A. 分馏是物理变化，干馏都是化学变化，裂化、裂解都是化学变化，A错误。
B．工业制取大量乙烯、丙烯可采用石油裂解的方法，B正确。
C．石油经过常、减压分馏等工序炼制后得到的是混合物，C错误。
D．汽油、酒精都是碳氢化合物，都可作燃料，生物柴油是植物油不可以做燃料，D错误。
故答案为：B。
5．下列生产过程中属于物理变化的是
A．海水晒盐 B．粮食酿酒 C．石油裂化 D．海水中提取金属Mg
【答案】A
【解析】A．海水晒盐过程中没有新物质生成，属于物理变化，故A选；
B．粮食酿酒过程中有新物质酒精生成，属于化学变化，故B不选；
C．石油裂化的目的是将长链的烷烃裂解后得到短链的轻质液体燃料烯烃，是化学变化，故C不选；
D．海水制镁过程中有新物质镁生成，属于化学变化，故D不选；
故选A。
6．回答下列问题：
(1)下列各组物质属于同素异形体的是____；属于同位素的是____；属于同分异构体的是____；属于同系物的是____。(写序号)
①红磷与白磷；②12C与14C；③O2与O3；④235U与238U；⑤干冰与二氧化碳；⑥CH4与CH3CH3；⑦与；⑧正丁烷和异丁烷
(2)如图为石油的分馏装置，石油的分馏属于____(填“物理变化”或“化学变化”)，该装置中有一处典型错误，请加以改正：____。

【答案】(1)     ①③     ②④     ⑧     ⑥
(2)     物理变化     温度计的水银球应该位于蒸馏烧瓶的支管口处

【解析】（1）
同素异形体是同种元素形成的不同单质，属于同素异形体的是①③；同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子，属于同位素的是②④；同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物，属于同分异构体的是⑧；同系物是结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，属于同系物的是⑥；⑤中的干冰和二氧化碳是同种物质，干冰是固体二氧化碳；⑦为二氯甲烷，甲烷是正四面体结构，所以其二氯代物只有一种。
（2）
分馏是利用液态混合物中各组分的沸点不同，用蒸发和冷凝的方法将它们分开的操作，石油的分馏属于物理变化；蒸馏时，温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口附近，目的是测蒸气的温度。

题组B 能力提升练
7．发射“天问一号”火星探测器的长征五号遥四运载火箭使用的是两种推进剂组合液：液氧/煤油和液氧/液氢。下列说法错误的是
A．煤油主要从石油中提取 B．氢气和煤油均是一次能源
C．氢能是具有发展潜力的清洁能源 D．煤油不完全燃烧会产生CO等污染物
【答案】B
【解析】A．煤油属于石油，是一种化石燃料，A正确；
B．煤油属于不可再生能源，是一次能源，氢气可以通过光解水等方法获取，不是一次能源，B错误；
C．氢气燃烧的产物只有水，煤油是多种烃的混合物，不完全燃烧会产生C、CO、碳氢化合物等污染物，所以氢气是比煤油更清洁的能源，C正确；
D．煤油是多种烃的混合物，不完全燃烧会产生C、CO和碳氢化合物等污染物，D正确；
故答案为：B。
8．下列关于石油的叙述中不正确的是
A．石油是一种可再生资源 B．石油是一种多种烃的混合物
C．石油通过裂解可获得乙烯 D．石油通过分馏可得到汽油
【答案】A
【解析】A．石油是不可再生资源，A项错误；
B．石油是指气态、液态和固态的烃类混合物，B项正确；
C．石油裂解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，通过裂解可获得乙烯，C项正确；
D．石油分馏是将石油中几种不同沸点的混合物分离的一种方法，通过分馏可得到汽油，D项正确；
答案选A。
9．工业上制取大量乙烯、丙烯采用
A．石油分馏 B．催化裂化 C．石油裂解 D．天然气加工
【答案】C
【解析】A． 石油分馏的目的是将石油按沸点的差异进行分离，可得到汽油、煤油、柴油等多种分馏产品，A错误；    
B． 催化裂化的目的是为了提高轻质油(汽油，煤油，柴油等)的产量和质量，B错误；
C．裂解是深度裂化，以获得短链不饱和烃(主要为乙烯，丙烯，丁二烯等不饱和烃)为主要成分的石油加工过程，C正确；    
D． 天然气加工后可转变为制氨气、甲醇及其它产品，D错误；
答案选C。
10．2022年6月5日，我国神舟十四号载人飞船成功发射！筑梦苍穹，星辰大海，再添一抹中国红！下列有关说法正确的是
A．载人飞船上的太阳能电池板能实现将化学能直接转化为电能
B．用作运载火箭壳体复合材料增强体的纤维属于新型无机材料
C．运载火箭加注的燃烧剂煤油是石油分馏后获得的碳氢氧化合物
D．载人飞船内氧气主要来自运送的高压氧气、固体燃料氧气发生器和电解水
【答案】D
【解析】A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能，A错误；
B．纤维属于有机高分子材料，B错误；
C．石油为碳氢化合物，所以分馏后得到的煤油也是碳氢化合物，C错误；
D．载人飞船内氧气主要来自运送的高压氧气、固体燃料氧气发生器，另外电解水也生成氧气，D正确；
故选D。
11．请将下列物质的转化或分离方法的序号填在横线上(每一项只填写一种方法)。
①分馏　②液化　③气化　④裂化　⑤裂解　⑥干馏　⑦蒸馏
(1)把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等。______
(2)从原油中分离出汽油、煤油、柴油等。______
(3)将重油转化为汽油。 ______
【答案】(1)⑥
(2)①
(3)④
【解析】(1)
把煤隔绝空气加强热，得焦炉气、煤焦油和焦炭等过程属于煤的干馏，故答案为⑥；
(2)
根据原油中各组分沸点不同，从原油中分离出汽油、煤油、柴油等方法是分馏，故答案为①；
(3)
将由长碳链组成的重油转化为短碳链组成的汽油的过程为裂化，故答案为④。
12．填写下列知识点
(1)煤的气化
①概念：把煤转化为_______的过程。
②原理：在高温下煤和水蒸气作用得到_______等气体。
③目的：生成的气体可作为_______或化工原料气。
(2)煤的液化
①概念：把煤转化为_______的过程。
②原理：在高温、催化剂存在条件下，煤和_______作用，可得到_______，也可以获得洁净的燃料油和_______。
(3)煤的干馏
①概念：将煤_______，使其发生复杂的变化。
②产物：_______等。
③煤焦油和粗苯经过_______，可以分离出苯、甲苯和二甲苯等有机化合物。
【答案】(1)     可燃性气体     CO、H2     燃料
(2)     液态燃料     氢气     液态烃     化工原料
(3)     隔绝空气加强热     焦炭、煤焦油、焦炉煤气、粗氨水、粗苯     分馏

【解析】煤的三化（气化、焦化、液化）都要发生化学反应，这是对煤的利用，以此来解析；
(1)
煤的气化
①概念：把煤转化为可燃性气体的过程。
②原理：在高温下煤和水蒸气作用得到CO、H2等气体。
③目的：生成的气体可作为燃料或化工原料气。
(2)
煤的液化
①概念：把煤转化为液态燃料的过程；
②原理：在高温、催化剂存在条件下，煤和氢气作用，可得到液态烃，也可以获得洁净的燃料油和化工原料；
(3)
煤的干馏
①概念：将煤隔绝空气加强热，使其发生复杂的变化。
②产物：焦炭、煤焦油、焦炉煤气、粗氨水、粗苯等。
③煤焦油和粗苯经过分馏，可以分离出苯、甲苯和二甲苯等有机化合物。
题组C 培优拔尖练
13．下列物质的制备与工业生产不相符的是
A．NH3NOHNO3
B．海水→MgOMg
C．饱和食盐水
D．石油乙烯聚乙烯塑料
【答案】B
【解析】A．氨气经催化氧化，可生成一氧化氮，一氧化氮跟氧气和水同时反应时可生成硝酸，A正确；
B．氧化镁熔点较高，制取单质镁时，通常是电解熔点较低的氯化镁，节约生产成本和能耗，B错误；
C．该过程为侯氏制碱法的原理，C正确；
D．石油经过裂解可生成乙烯，乙烯经过加聚反应，可得到聚乙烯塑料，D正确；
故选B。
14．近年来，我国科学家开发了二氧化碳加氢制汽油技术，该研究被誉为“催化转化领域的突破性进展”，被《自然》杂志选为研究亮点。其转化过程如图所示，下列说法正确的是

A．汽油通常由石油的干馏获得
B．制备过程中被还原
C．汽油是由C、H、O元素组成的纯净物
D．制备过程中的反应II属于化合反应
【答案】B
【解析】A． 汽油通常由石油的分馏和重油的裂化获得，故A错误；
B． 制备过程中被还原生成CO，C的化合价降低，故B正确；
C． 汽油是由C、H元素组成的混合物，含有多种烷烃、环烷烃等，故C错误；
D． 由元素守恒可知，反应II除了生成烃以外，还会生成含氧元素的化合物，故制备过程中的反应II不属于化合反应，故D错误；
故选B。
15．下列有关生产、环保、资源问题叙述错误的是
A．长期施用硫酸铵会使土壤呈酸性，应将硫酸铵与熟石灰混合施用
B．“温室效应”主要是由二氧化碳等气体引起的
C．pH