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第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用 课时作业
第三课时 煤、石油和天然气的综合利用
基础达标
1.下列各组物质中，全部属于化石燃料的是（ ）
A．煤、天然气、报纸 B．秸秆、焦炭、汽油
C．煤油、柴油、柴草 D．天然气、石油、煤
【答案】D
【解析】秸秆，柴草属于生物质能，报纸是植物纤维做的，也属于生物质能，焦炭、煤
油、柴油是以化石燃烧生产出来的，属于化石燃料，据此分析。A．煤、天然气属于化石
燃料，但报纸不是，故A不符合题意；B．焦炭、汽油属于化石燃料，但秸秆不是，故B
不符合题意；C．煤油、柴油属于化石燃料，但柴草不是，故C不符合题意；D．天然气、
石油、煤都属于化石燃料，故D符合题意；本题答案D。
2.下列说法不正确的是（ ）
A．煤的干馏和石油分馏都是物理变化 B．石油主要是由多种烃组成的混合物
C．石油分馏得到的汽油是混合物 D．石油主要含有碳、氢两种元素
【答案】A
【解析】A.煤的干馏是化学变化，石油分馏都是物理变化，故A错误；B.石油主要是由各
种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，故B正确；C.石油分馏得到的各种馏分是沸点在
一定范围内的混合物，汽油是一种馏分，也是混合物，故 C正确；D.石油主要含有碳和氢
两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素，故D正确；本题答案为A。
3.于谦在《咏煤炭》中写道：“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深，爝火燃回春浩浩，洪
炉照破夜沉沉……”，下列有关说法错误的是（ ）
A．煤的干馏是化学变化，煤的液化是物理变化
B．煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物
C．煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气
D．煤经过气化和液化可转化为清洁燃料
【答案】A
【解析】选A。煤的干馏是指煤在隔绝空气条件下加强热分解生成焦炭、煤焦油等产物，
煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料，故煤的干馏和液化均是化学变化，故A错误；煤
是由多种有机物和无机物组成的复杂的混合物，主要成分为C，故B正确；煤中含硫，燃
烧会产生大气污染物，故煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气，故C正确；煤的气化是用煤来生产水煤气，煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料，可转化为清洁能源，且提
高了煤的利用率，故D正确。
4.下列关于石油的分馏的说法中正确的是（ ）
A．石油的分馏是利用石油中各种馏分的沸点不同加以分离的
B．石油分馏过程中，首先得到沸点较高的烃
C．通过石油的分馏可以将相对分子质量较大的烃分解为相对分子质量较小的烃
D．石油的分馏产品都是各种纯净物
【答案】A
【解析】A．石油的分馏是利用石油中各种馏分的沸点不同加以分离的，A项正确；B．分
馏时，首先得到的是沸点较低的石油气，B项错误；C．分馏是物理变化，C项错误；D．
石油的馏分均为混合物，D项错误；故选A。
5.下列说法错误的是（ ）
A．石油中含有C ～C 的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
5 11
B．含C 以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
18
C．将煤在隔绝空气中加强热使之分解的过程，称为煤的干馏，也叫煤的焦化
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
【答案】D
【解析】汽油是C ～C 的烷烃，可以通过石油的分馏得到，也可由 C 以上的烷烃经过裂
5 11 18
化反应得到，A、B正确；煤在隔绝空气加强热的条件下分解的过程称为煤的干馏，而不
是在空气中，，故C正确，煤中不含苯和甲苯，煤干馏后从煤焦油或出炉煤气中能分离出
来苯和甲苯，D错误。
6.有关煤的综合利用如图所示。下列说法错误的是（ ）
干馏—\s\up 4()H2O① 催化剂②
——→ /高温 ———
A．煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程
B．反应①为置换反应
C．煤是一种纯净物
D．M为甲醇(CHOH)时，反应②的化学方程式为CO＋2H=====CHOH
3 2 3
【答案】C
【解析】煤干馏得到焦炭，焦炭与水反应得到水煤气，水煤气主要成分为CO和H ，在催
2
化剂作用下合成M。A项，煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，发生了化学
变化，正确；B项，焦炭和水反应生成H 和CO，发生了置换反应：C＋HO(g)====CO＋
2 2
H ，正确；C项，煤是混合物，错误；D项，根据分析，M为甲醇时，发生的反应方程式
2
正确，正确。7.下列说法正确的是（ ）
A．在一定条件下，可以用氢气除去乙烷中的乙烯
B．乙烯和苯均能使溴水褪色，但褪色原理不同
C．取相同质量的乙炔和苯在空气中不完全燃烧，生成的CO 的量一定相同
2
D．煤和石油综合利用的加工方法不同，得到的产物也完全不同
【答案】B
【解析】A．虽然乙烯可以和氢气发生加成反应，但氢气的量不好控制，会引入新的杂
质，故A错误；B．乙烯可以和溴发生加成反应使溴水褪色，苯通过萃取使溴水褪色，故
B正确；C．乙炔和苯的最简式均为CH，故等质量的乙炔和苯中含有的CH的物质的量相
同，完全燃烧时生成的CO2的量相同，但不完全燃烧时则不确定，故C错误；D．煤的干
馏和石油的催化重整都可以获得芳香烃，故D错误；综上所述答案为B。
8．石油①—\s\up 4()分馏产品②—\s\up 4()乙烯③—\s\up 4()CHBrCHBr。下列说法错误的是（
—→ —→ —→ 2 2
）
A．过程①主要发生物理变化 B．分馏产品有固定熔沸点
C．过程②包括裂化、裂解等化学变化 D．过程③属于加成反应
【答案】B
【解析】石油经过分馏得到分馏产品，分馏产品经过裂化、裂解等得到乙烯，乙烯与溴发
生加成反应得到CHBrCHBr。A项，过程①为石油的分馏，分馏是利用沸点不同将物质进
2 2
行分离，为物理变化，正确；B项，石油分馏得到的分馏产品为混合物，无固定熔沸点，
错误；C项，裂化、裂解过程是将大分子的烃转化为小分子的烃，过程中产生乙烯，因此
过程②包括裂化、裂解等化学变化，正确；D项，过程③为乙烯与溴发生加成反应得到
CHBrCHBr，正确。
2 2
9.下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是（ ）
A．煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物质的过程
B．煤的液化就是将煤转化成甲醇、乙醇等液态物质的过程
C．煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程
D．石油通过催化裂化，可以获得碳原子数较少的轻质油
【答案】C
【解析】A项，煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，煤的干馏产品主要有焦
炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等；B项，煤的液化是将煤转化为液体燃料(如甲醇等)的过
程；C项，煤的气化是将煤转化为气体燃料(如CO、H)的过程，属于化学变化；D项，石
2
油的催化裂化是将相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程，从而获得轻质油。
10．近年我国在科技领域不断取得新成就。对相关成就所涉及的化学知识理解错误的是（
）
A．我国科学家实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成，淀粉是一种单糖
B．中国“深海一号”平台成功实现从深海中开采石油和天然气，石油和天然气都是混合
物
C．我国实现了高性能纤维锂离子电池的规模化制备，锂离子电池放电时将化学能转化为
电能
D．以硅树脂为基体的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，硅树脂是一种高分子材料
【答案】A
【解析】A．淀粉是一种多糖，故A错误；B．石油主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混
合物，天然气主要含甲烷，还有少量的其他烷烃气体，因此天然气是混合物，故B正确；
C．锂离子电池放电属于原电池，是将化学能转化为电能，故C正确；D．硅树脂是高聚
物，属于高分子材料，故D正确。综上所述，答案为A。
能力提升
11．化学与生活密切相关，下列有关说法正确的是（ ）
①糖类、蛋白质、油脂属于天然高分子化合物
②煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源
③制作航天服的聚酯纤维和用于光缆通信的光导纤维都是新型无机非金属材料
④用苯萃取溴水中的溴时，将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出
⑤苯、油脂均不能使酸性KMnO 溶液褪色
4
⑥葡萄糖、果糖的分子式均为C H O，二者互为同分异构体
6 12 6
⑦甲烷和Cl 的反应与乙烯和Br 的反应属于同一类型的反应
2 2
⑧乙醇、乙酸均能与Na反应放出H，二者分子中官能团相同
2
⑨中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶
⑩非金属元素组成的化合物中只含共价键
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】A
【解析】①.糖类中的单糖和双糖都不是高分子化合物，油脂也不是高分子化合物，故①错
误；②.煤气化是一个热化学过程，以煤或煤焦为原料，以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃
料的过程；煤液化就是把煤裂化，再利用催化剂向那些小分子中加入氢，以得到与石油产
品成分相近的燃料油，是化学变化，故②错误；③.制作航天服的聚酯纤维属于有机物，故
③错误；④.苯的密度比水小，苯在上层，应从上口倒出，故④错误；⑤.苯不能使酸性高锰
酸钾褪色，但有些油脂中含有C=C官能团，可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而使高锰
酸钾褪色，故⑤错误；⑥.葡萄糖、果糖的分子式均为C H O ，葡萄糖是多羟基醛，果糖
6 12 6
是多羟基酮，二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故⑥正确；⑦.甲烷与Cl2在
光照条件下发生取代反应，乙烯与Br2发生加成反应，故⑦错误；⑧.乙醇、乙酸均能与Na
反应放出H2，二者分子中官能团不同，故⑧错误；⑨.中和滴定实验时，用待测液润洗锥
形瓶，会使待测液的物质的量偏大，消耗的标准液体积偏大，测定结果偏大，故⑨错误；
⑩.铵盐是离子化合物，含有离子键，由非金属元素组成，故⑩错误；故选A。
12.化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是（ ）
A．向煤中加入适量生石灰，可减少SO 对大气的污染
2
B．用CO 合成聚碳酸酯类可降解塑料，减少白色污染
2
C．光化学烟雾、硝酸型酸雨的形成都与氮氧化合物有关
D．人造纤维、合成纤维和光导纤维都属于有机高分子化合物
【答案】D
【解析】A项，CaSO 易被氧化为CaSO，向煤中加入适量生石灰，在煤燃烧时SO 最终生
3 4 2
成CaSO ，故A正确；B项，利用CO 合成聚碳酸酯类可降解塑料，将CO 转化为可降解
4 2 2
塑料，实现了“碳”的循环利用，可以减少白色污染，故B正确；C项，光化学烟雾、硝
酸型酸雨的形成都与氮氧化合物有关，故C正确；D项，光导纤维的主要成分是SiO ，不
2
属于有机高分子化合物，故D错误。
13．如何实现化石燃料的综合利用，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的
重大挑战。下列关于化石燃料以及使用的一些说法不正确的是（ ）
A．煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧
B．天然气除可用作清洁能源外，也可用于合成氨和生产甲醇等
C．石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分和化学性质不相同
D．化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料
【答案】A
【解析】A．煤的气化是以氧气、水蒸气或氢气作气化剂，在高温条件下通过化学反应把煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的过程，A错误；B．天然气本身是一种清洁能源，
除此之外还可以作为化工原料，用于合成氨和生产甲醇等，B正确；C．石油分馏得到的汽
油为直馏汽油，饱和程度高，石油催化裂化得到的汽油为裂化汽油，含有不饱和键，化学
性质不同，C正确；D．煤干馏得到的出炉煤气中含有乙烯，石油的催化裂解可以得到乙烯，
苯来自于重油的催化重整，煤的干馏等，D正确；答案为A。
14．A是来自石油的重要有机化工原料，其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水
平，F是一种油状液体，转化关系如下图所示(部分反应条件、产物省略)。
已知：RCHBrNaOΔRCHOH。
2 H/H 2
回答下列问题：
（1）A的结构简式为___________；D分子中最多有_____个原子共平面；E中官能团的名
称为___________________。
（2）设计实验证明A与溴水发生加成反应而不是取代反应：
___________________________。
（3）已知烃X中碳、氢元素的质量比为5∶1，它的同分异构体共有_______种，其中一氯代
物有4种的是_____________________(写结构简式)。
（4）C＋E→F的化学方程式为__________________________________________________。
（5）E可用于制取聚丙烯酸树脂漆，聚丙烯酸的结构简式为_________________。
【答案】（1）CH＝CH 7 碳碳双键、羧基
2 2
（2）用pH计分别测反应前后溶液的pH，测得反应后溶液的pH变大，证明乙烯与溴水发
生加成反应而不是取代反应
（3）3
（4）HOCH CHOH＋2CH ＝CHCOOH CH ＝CHCOOCH CHOOCCH＝CH ＋
2 2 2 2 2 2 2
2HO
2
（5）【解析】A是来自石油的重要有机化工原料，其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发
展水平。这句话表明A为乙烯。一般情况下，乙烯与Br 发生加成反应生成1，2-二溴乙烷
2
（ ）。依据RCHBrNaOΔRCHOH可知在加热条件下1，2-二溴乙烷在碱的水溶液
2 H/H 2
中发生反应生成乙二醇（ ）。
（1）乙烯产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平，所以A为乙烯，其结构简式
为CH＝CH。D为丙烯，可认为是甲烷中的一个氢原子被乙烯基（-CH＝CH）取代而获
2 2 2
得。由于乙烯是平面结构，乙烯基中的5个原子均在一个平面上。甲烷中的碳原子由于与
乙烯基相连也处于乙烯基平面上。另外，碳碳单键能够旋转，使得甲基上的一个氢原子也
可处于乙烯基平面上。于是，最多有7个原子共面。E中官能团结构为＞C＝C＜和-
COOH，分别称为碳碳双键和羧基。答案为：CH＝CH；7；碳碳双键、羧基；（2）如乙
2 2
烯与Br 发生取代反应，则反应过程中有HBr生成，使溴水溶液酸性增强，pH降低。如乙
2
烯与Br 发生加成反应，Br 分子不断减少，反应Br ＋HO HBr＋HBrO不断逆向移
2 2 2 2
动，HBr不断减少，酸性减低，pH变大。答案为：用pH计分别测反应前后溶液的pH，测
得反应后溶液的pH变大，证明乙烯与溴水发生加成反应而不是取代反应；（3）X为烃，
表明X只含碳和氢两种元素。设X的化学式为CH，依据题意有＝。于是，＝，X的化学
x y
式可写为C H ，为戊烷。戊烷的同分异构体有CHCHCHCHCH、
5 12 3 2 2 2 3
和 ，共3种。每种同分异构体一氯代物的种类分别
为：3种( ，编号表示氯原子可取代的位置，下同)、4种()和1种( )。于是，符合题目要求的结构为
。答案为：3； ；（4）C为乙二醇，可与2
分子E在一定条件下发生酯化反应形成二酯，其方程式为：HOCH CHOH＋2CH＝
2 2 2
CHCOOH CH＝CHCOOCH CHOOCCH＝CH＋2HO；
2 2 2 2 2
（5）聚丙烯酸由丙烯酸加聚而成。丙烯酸结构简式为CH＝CHCOOH，聚丙烯酸结构简
2
式为 。答案为： 。
直击高考
15.有关煤的综合利用如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
B．条件a为Cl/光照
2
C．B为甲醇或乙酸时，反应③原子利用率均可达到100%
D．反应②为置换反应
【答案】A
【解析】A项，①是煤的干馏，是指煤在隔绝空气的条件下加热，使煤分解的过程，生成
煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质，错误；B项，甲苯侧链甲基上的H原子被取代的反应，
条件a为Cl/光照，正确；C项，水煤气的主要成分为一氧化碳和氢气。但B为甲醇或乙酸
2时，甲醇(CHO)可变为(CO) (H )，乙酸(C HO)可变为(CO) (H )，因此反应③原子利用率
4 1 2 2 2 4 2 2 2 2
均可达到100%，正确；D项，固体A的主要成分是碳，反应②是碳和水蒸气反应生成一
氧化碳和氢气，为置换反应，正确。
16．I．实验室可用如图甲所示装置探究石蜡油的分解实验。
（1）实验开始后，酸性高锰酸钾溶液中观察到的现象是
_____________________________。
为
II．实验装置也可以改 如图乙所示装置：在试管①中加入石蜡油和氧化铝，将试管②放
在冷水中，在试管③中加入酸性高锰酸钾溶液。
（2）该实验中氧化铝的作用是___________。加入药品前，必须进行的操作是
______________。装置中，冷水的作用是
__________________________________________。
（3）试管②中的液体_______(填“能”或“不能”)用于萃取溴水中的溴，说明理由：
________________________________________________________。
III．用图丙所示装置可制取乙酸乙酯。在试管a中加入3 mL乙醇，然后边振荡试管边慢
慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸。
（4）图丙中装置A的导管应与装置_______的导管相连(填“B”或“C”)，试管a中浓硫酸
的作用是______________________。
IV．用图丁所示的装置可比较醋酸、碳酸和硅酸的酸性强弱。
（5）图丁中E中盛装的试剂是________________________，请写出F中发生反应的离子方
程式__________________________________________。【答案】（1）导管口有气泡冒出，高锰酸钾溶液紫红色褪去 （2）催化剂 检验装置的
气密性 冷凝气化的石蜡油以及产物中的长链烃 （3）不能 石蜡油分解的产物中含有烯
烃，烯烃会与溴水发生加成反应 （4）B 催化剂和吸水剂 （5）饱和碳酸氢钠溶液
CO＋SiO2－＋HO＝HSiO↓＋CO2－
2 3 2 2 3 3
【解析】石蜡油分解生成烯烃，烯烃能使高锰酸钾溶液褪色；氧化铝是石蜡油分解的催化
剂；加入药品前，必须进行的操作是检验装置的气密性，装置中，冷水的作用是冷凝；试
管②中的液体中含有烯烃，能使溴水褪色，不能用于萃取溴水中的溴；由于饱和碳酸钠溶
液能溶解乙醇、中和乙酸，为防止倒吸，导管应在液面上；图丙中装置A的导管应与装置
B的导管相连，酯化反应中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂；利用强酸和弱酸的盐溶液反
应制弱酸，可以比较醋酸、碳酸和硅酸的酸性强弱，验证碳酸和硅酸强弱时，要用饱和碳
酸氢钠溶液除去二氧化碳中的乙酸。
（1）石蜡油分解生成烯烃，实验开始后，酸性高锰酸钾溶液中观察到的现象是导管口有气
泡冒出，高锰酸钾溶液紫红色褪去，故答案为：导管口有气泡冒出，高锰酸钾溶液紫红色
褪去；
（2）氧化铝是石蜡油分解的催化剂，该实验中氧化铝的作用是催化剂；加入药品前，必须
进行的操作是检验装置的气密性，装置中，冷水的作用是冷凝气化的石蜡油以及产物中的
长链烃，故答案为：催化剂；检验装置的气密性；冷凝气化的石蜡油以及产物中的长链
烃；
（3）试管②中的液体中含有烯烃，能使溴水发生加成反应，故不能用于萃取溴水中的溴，
故答案为：不能；石蜡油分解的产物中含有烯烃，烯烃会与溴水发生加成反应；
（4）由于饱和碳酸钠溶液能溶解乙醇、中和乙酸，为防止倒吸，导管应在液面上；图丙中
装置A的导管应与装置B的导管相连，酯化反应中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂，故答
案为：B；催化剂和吸水剂；
（5）利用强酸和弱酸的盐溶液反应制弱酸可以比较醋酸、碳酸和硅酸的酸性强弱，验证碳
酸和硅酸强弱时，要用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的乙酸，图丁中E中盛装的试剂
是饱和碳酸氢钠溶液，F中CO 与NaSiO 溶液反应的离子方程式为2CO＋SiO2－＋2HO
2 2 3 2 3 2
＝HSiO↓＋2HCO －，故答案为：饱和碳酸氢钠溶液；CO＋SiO2－＋HO＝HSiO↓＋
2 3 3 2 3 2 2 3
CO2－。
3
