2025版高一化學(xué)必修第二冊(cè)（含不定項(xiàng)選擇）課時(shí)過(guò)程性評(píng)價(jià) 二十三 煤、石油、天然氣的綜合利用

二十三煤、石油、天然氣的綜合利用(30分鐘45分)題組過(guò)關(guān)·夯基礎(chǔ)題組一:煤和天然氣的綜合利用1.(2分)(2024·棗莊高一檢測(cè))有關(guān)煤的綜合利用如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.煤和水煤氣都屬于化石燃料B.煤中含有出爐煤氣、煤焦油、焦炭等物質(zhì)C.①是將煤在空氣中加強(qiáng)熱使其分解的過(guò)程D.②是煤的氣化方式之一【解析】選D。水煤氣屬于二次能源,不是化石燃料,A錯(cuò)誤;煤干餾后能得到出爐煤氣、煤焦油、焦炭等物質(zhì),但煤本身并不含這些物質(zhì),B錯(cuò)誤;①是煤的干餾,需隔絕空氣,C錯(cuò)誤;煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過(guò)程,煤干餾得到的焦炭和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成水煤氣是煤的氣化方式之一,D正確。2.(2分)我國(guó)研發(fā)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤液化創(chuàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了“煤變油”的重大突破。下列敘述錯(cuò)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(jī)物C.煤之所以能變“油”,是因?yàn)槊褐泻写罅康钠?、柴油和煤焦油D.煤變成成品油需要經(jīng)過(guò)一系列工藝流程,發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化才能實(shí)現(xiàn)【解析】選C。煤是有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的混合物;煤之所以能變“油”,是通過(guò)煤的液化將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性液體燃油,并不是因?yàn)槊褐泻衅汀⒉裼秃兔航褂汀?.(2分)天然氣的主要成分CH4是一種會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體,等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)前者大。下列敘述不正確的是 ()A.天然氣與煤、石油相比是比較清潔的能源B.等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大C.燃燒天然氣也是酸雨的成因之一D.用甲烷可生成CCl4【解析】選C。天然氣燃燒主要產(chǎn)生CO2和H2O,對(duì)環(huán)境污染小,與煤、石油相比是比較清潔的能源,A正確;等質(zhì)量的CH4和CO2相比,前者的物質(zhì)的量大,由題給信息可知,產(chǎn)生的溫室效應(yīng)前者大,B正確;燃燒天然氣對(duì)形成酸雨沒(méi)有影響,C錯(cuò)誤;甲烷和Cl2在一定條件下可發(fā)生取代反應(yīng)生成CCl4,D正確。4.(2分)甲烷是一種清潔的化石燃料。下列物質(zhì)中不含甲烷的是 ()A.天然氣B.煤干餾所得的焦?fàn)t氣C.碳酸氫銨分解得到的氣體D.石油裂解所得的氣體【解析】選C。天然氣的主要成分是甲烷,A不符合題意;煤干餾過(guò)程中生成的焦?fàn)t氣主要成分為氫氣和甲烷等,B不符合題意;加熱碳酸氫銨會(huì)使其分解,產(chǎn)物有氨氣、二氧化碳、水,不含甲烷,C符合題意;石油裂解的化學(xué)過(guò)程是比較復(fù)雜的,生成的裂解氣是一種復(fù)雜的混合氣體,它除了主要含有乙烯、丙烯等不飽和烴外,還含有甲烷、乙烷等物質(zhì),D不符合題意。題組二:石油的綜合利用5.(2分)下列說(shuō)法正確的是 ()A.石油的煉制過(guò)程都是化學(xué)變化過(guò)程B.石油分餾出來(lái)的各餾分仍是多種烴的混合物C.石油經(jīng)過(guò)常、減壓蒸餾、裂化等工序煉制后即能制得純凈物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(lái)【解析】選B。石油的分餾是物理變化過(guò)程,A錯(cuò)誤;石油經(jīng)過(guò)常壓蒸餾、減壓蒸餾、裂化等工序煉制后制得的仍是沸點(diǎn)在一定范圍內(nèi)的多種成分的混合物,C錯(cuò)誤;含碳原子數(shù)較少的烴沸點(diǎn)低,先氣化,石油分餾的目的是將含碳原子數(shù)較少的烴先氣化,再經(jīng)冷凝而分離出來(lái),D錯(cuò)誤。6.(2分)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.石油主要是由烴組成的混合物B.①主要發(fā)生物理變化C.②包括裂化、裂解等過(guò)程D.③是加成反應(yīng),產(chǎn)物名稱是二溴乙烷【解析】選D。石油是由多種烴組成的混合物,故A正確;分餾是物理變化,故B正確;由分餾產(chǎn)品得到乙烯發(fā)生了裂化、裂解,故C正確;乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)得到1,2-二溴乙烷,故D錯(cuò)誤。7.(2分)石油蒸餾裝置如圖所示,下列說(shuō)法正確的是 ()A.儀器W的名稱:圓底燒瓶B.收集到的60~150℃的餾分為混合物C.冷卻水的流向:X進(jìn)水,Y出水D.碎瓷片的作用:作催化劑【解析】選B。儀器W的名稱是蒸餾燒瓶,A錯(cuò)誤;石油分餾得到汽油、煤油、柴油等餾分,都是多種烴的混合物,B正確;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(jìn)水口,C錯(cuò)誤;碎瓷片的作用是防止暴沸,不是作催化劑,D錯(cuò)誤。綜合應(yīng)用·拓思維8.(2分)丁烷催化裂解,其碳鏈按兩種方式斷裂,生成兩種烷烴和兩種烯烴:若丁烷的裂解率為90%,且裂解后兩種烯烴的質(zhì)量相等,則裂解后得到的相對(duì)分子質(zhì)量最小的氣態(tài)烴在混合烴中的體積分?jǐn)?shù)為 ()A.11%B.19%C.40%D.50%【解析】選B。設(shè)丁烷的物質(zhì)的量為1mol,則裂解的物質(zhì)的量為0.9mol,設(shè)生成物C2H6、C2H4均為xmol,CH4、C3H6均為ymol,由題意可得:28x=42y,x+y=0.9,聯(lián)立解得x=0.54,y=0.36,所以CH4的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)為0.369.(2分)下列關(guān)于石油、煤和天然氣的說(shuō)法正確的是 ()A.“可燃冰”的主要成分是甲烷水合物,是一種高效清潔能源B.不能用KMnO4溶液鑒別分餾汽油和裂化汽油C.煤中含有苯和甲苯,通過(guò)干餾后分餾的方式可以分離提純D.天然氣、石油、煤等化石燃料都是混合物,屬于可再生能源【解析】選A?！翱扇急钡闹饕煞质羌淄樗衔?具有可燃性,是一種高效清潔能源,A項(xiàng)正確;分餾汽油主要成分是烷烴和環(huán)烷烴,不能使KMnO4溶液褪色,而裂化汽油中含烯烴,可以使KMnO4溶液褪色,B項(xiàng)錯(cuò)誤;煤中不含苯和甲苯,煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,其組成以碳元素為主,還含有少量H、O、N、S等元素,通過(guò)煤的干餾獲得煤焦油,煤焦油經(jīng)分餾可得到苯、甲苯等,C項(xiàng)錯(cuò)誤;天然氣、石油、煤都屬于化石能源,屬于非再生能源,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.(4分)(2024·青島高一檢測(cè))中科院研制出一種多功能催化劑,首次實(shí)現(xiàn)將CO2轉(zhuǎn)化為汽油(主要成分是C5~C11的烴類混合物),過(guò)程示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.該技術(shù)能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的戰(zhàn)略愿景B.該多功能催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率C.a和b的一氯代物均有4種D.反應(yīng)①的產(chǎn)物中含有水,反應(yīng)②只有碳?xì)滏I的形成【解析】選D。由示意圖可知,在多功能催化劑的作用下,二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成汽油和水,反應(yīng)能消耗二氧化碳,減少二氧化碳的排放,從而達(dá)到“碳中和”的戰(zhàn)略愿景,A正確;多功能催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率,B正確;由示意圖可知,a和b兩種物質(zhì)的一氯代物都有4種,C正確;由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)①的產(chǎn)物為一氧化碳和水,反應(yīng)②有碳?xì)滏I、碳碳單鍵等的形成,D錯(cuò)誤。11.(12分)煤是一種重要能源,工業(yè)上常把煤進(jìn)行氣化和液化處理,變?yōu)榍鍧嵞茉?。由水蒸氣和熾熱的無(wú)煙煤作用可得水煤氣,水煤氣是混合氣體,主要由兩種無(wú)色無(wú)味氣體組成,是重要的工業(yè)原料。(1)在工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時(shí),燃料層的溫度會(huì)下降,說(shuō)明__________________。(2分)

(2)提出猜想:水煤氣的成分可能是①__________和氫氣,②__________和氫氣;提出以上猜想的依據(jù)是________________________________。(4分)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):請(qǐng)從下列裝置中選擇一種,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明猜想。(3)你選擇的裝置是______________(填字母)。(2分)

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:如果______________________________,那么猜想__________(填序號(hào))合理。(4分)

【解析】(1)因碳和水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故隨著反應(yīng)的進(jìn)行燃料層的溫度會(huì)下降。(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,元素的種類在化學(xué)反應(yīng)前后沒(méi)有變化,由此可以推測(cè)水煤氣的成分可能是CO和氫氣或CO2和氫氣。(3)二氧化碳一般用澄清石灰水檢驗(yàn)。(4)如果澄清石灰水不變渾濁,那么猜想①是合理的;如果澄清石灰水變渾濁,那么猜想②是合理的。答案:(1)碳和水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)(2)COCO2化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變(3)B(4)澄清石灰水不變渾濁①(或澄清石灰水變渾濁②)遷移創(chuàng)新·提素能12.(11分)煤、石油和天然氣是重要的化工原料,實(shí)現(xiàn)化石燃料的綜合利用,是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。(1)圖1中所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)可稱為_(kāi)_________(填“煤的干餾”“煤的氣化”或“煤的液化”)。(2分)

(2)圖1所示實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明水層中含有氨,選用的試劑為_(kāi)_________,現(xiàn)象為_(kāi)____________________________。(3分)

(3)海底蘊(yùn)藏的甲烷水合物晶體又稱為“可燃冰”,甲烷分子處于由多個(gè)水分子組成的籠中,如圖2所示。某種甲烷水合物晶體中,平均每46個(gè)水分子構(gòu)成8個(gè)分子籠,每個(gè)分子籠可容納1個(gè)甲烷分子或水分子。若這8個(gè)分子籠中有6個(gè)容納的是甲烷分子,另外兩個(gè)被水分子容納,則該甲烷水合物的化學(xué)式為_(kāi)_________。(3分)

(4)石油成分復(fù)雜,使用前需要在煉油廠進(jìn)行精煉,其操作過(guò)程如圖3所示。其中涉及化學(xué)變化的操作過(guò)程為_(kāi)_________(填“操作1”或“操作2”)。(3分)

【解析】(1)通過(guò)圖1得到的產(chǎn)物有煤焦油、可燃性氣體得到圖1中所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)可稱為煤的干餾。(2)圖1所示實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明水層中含有氨,氨氣溶于水顯堿性,因此選用的試劑為酚酞試液或紫色石蕊試液,現(xiàn)象為滴加酚酞試液變紅或紫色石蕊試液變藍(lán)。(