文档内容
第 3 课时 煤、石油和天然气的综合利用
学业要求 核心素养对接
1.了解煤、石油、天然气的组成。
通过煤、石油、天然气的组成及其综合利
2.掌握煤、石油、天然气的综合应用。
用，培养学生科学探究与创新意识。
3.认识化学对环境保护的意义。
[知 识 梳 理]
知识点 煤、石油和天然气的综合利用
如图是煤和石油化工的图片，它们究竟是如何获得化工原料的？请完成下列知识
点：
1．煤的组成和加工
①煤的组成
②煤的加工方法及产品2．天然气的组成和利用
3．石油的组成和加工
微判断
（1）煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源（ ）
（2）把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏（ ）
（3）化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一（ ）
（4）天然气的主要用途就是作燃料（ ）
（5）不能用裂化汽油萃取溴水中的溴（ ）
答案 （1）× （2）× （3）× （4）× （5）√
微训练
1．下列说法中正确的是（ ）
A．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
B．将煤在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
C．将石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料D．用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油
解析 A项，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，错误。B项，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，错误。C项，石油分馏主要得到汽油、煤油等，乙烯、丙烯等可通过
石油裂化、裂解获得，错误。D项，分馏获得的汽油主要成分是饱和烃，裂化获得
的汽油中含有不饱和烃，二者可用溴的四氯化碳溶液鉴别，正确。
答案 D
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
微思考
1．煤的加工方法有哪些？
提示 干馏、气化、液化。
2．蒸馏与分馏的主要区别是什么？
提示 它们的原理相同，主要区别是蒸馏得到的是单一产品为纯净物，分馏得到
的是沸点相近的多种物质的混合物。
学习任务 （核心素养）煤、石油、天然气的综合利用
一、知识要点
1．“三馏”比较干馏 蒸馏 分馏
根据液态混合物中各
隔绝空气加强热使物质
原理 组分沸点不同进行分 与蒸馏原理相同
分解
离
产物为沸点不同的
产物为单一组分的纯
产物 产物为混合物 各组分组成的混合
净物
物
反应类型 化学变化 物理变化 物理变化
2.化学中“两裂”的比较
名称 定义 目的
在一定条件下，把相对分子质量大、沸点
提高轻质油的产量，特别是
裂化 高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低
提高汽油的产量
的烃
在高温下，使具有长链分子的烃断裂成
裂解 获得短链不饱和烃
各种短链的气态烃和少量液态烃
3.化学“六气”的主要成分
高炉 液化
水煤气 天然气 焦炉气 裂解气
煤气 石油气
C H 、
主要 CO、 H 、 C H 、 H 、CH 、 2 4
2 3 8 2 4 C H 、
CH 3 6
4
成分 CO CO C H C H 、CO
2 4 10 2 4 C H 、CH
4 8 4
二、核心素养
煤、石油和天然气的综合应用⇒培养学生科学精神与社会责任
【素养解题】
[典例示范] 下列转化不属于煤或石油的综合利用的是（ ）
A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C．将煤变为煤饼作燃料
D．将石油裂解制得乙烯等化工原料
[解题思路]
关键词：不属于、煤的综合利用、石油的综合利用
读题干
考察点：煤、石油的综合利用
看选项 A.煤的干馏B．煤的液化
C．煤直接燃烧
D．石油的裂解
得答案 C
三、对点训练
1．下列关于燃料的说法错误的是（双选）（ ）
A．燃料燃烧产物CO 是温室气体之一
2
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不可减少大气污染
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CO 、CH 等气体，正确；B项，二氧化硫主要来源于煤、
2 4
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
减少燃油中硫等杂质燃烧产生的空气污染物，错误；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 BC
2．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C 以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
20
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
3．我国城市为了减少燃煤造成的大气污染，对于作民用燃料的煤进行了多方面
的改进。（1）为了除去煤中的含硫化合物，采用FeCl 脱硫，即用FeCl 溶液浸洗煤粉，发生
3 3
如下反应：FeS ＋14FeCl ＋8H O===2FeSO ＋13FeCl ＋16HCl。
2 3 2 4 2
①该反应中的氧化剂是 ，若有1 mol FeS 被除去，则发生转移的电子的
2
物质的量是 。
②为了充分利用Fe2＋并减少酸（HCl）污染，本方法中可利用工业废铁屑和氯气让
废液重新利用生成 FeCl 。请写出这一过程中有关的离子方程式：
3
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
（2）另一种方法是采用“固硫法”，即在燃料中加入生石灰，使含硫煤在燃烧时生
成的 SO 不能逸出而进入炉渣中，试用化学方程式表示这一“固硫”过程：
2
_________________________________________________________________、
_________________________________________________________________。
（3）某城市采用了以油制气代替煤作民用燃料的做法。油制气的主要成分是丙烷
请写出其燃烧的化学方程式：_______________________________________
_______________________________________________________________。
（4）绿色能源是人类的理想能源，不会造成环境污染，下列能源属于绿色能源的
是 。
A．氢能源 B．太阳能
C．风能 D．石油
解析 （1）反应中FeS 中S由－1价升高至＋6价，每1 mol FeS 被氧化，转移14
2 2
mol电子，FeCl 中Fe由＋3价降至＋2价，FeCl 作氧化剂。加入废铁屑是消耗H
3 3
＋，减少污染，而通入Cl 是氧化Fe2＋。
2
（2）“固硫法”是利用生石灰将SO 转化为CaSO 在高温时被氧化为CaSO 。
2 3 4
（3）C H 燃烧方程式为C H ＋5O ――→3CO ＋4H O。
3 8 3 8 2 2 2
（4）氢能源、太阳能、风能属于绿色能源。
答案 （1）①FeCl 14 mol ②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H ↑，2Fe2＋＋Cl ===2Fe3＋＋
3 2 2
2Cl－（2）SO ＋CaO=====CaSO 2CaSO ＋O =====2CaSO
2 3 3 2 4
（3）C H ＋5O ――→3CO ＋4H O （4）ABC
3 8 2 2 2
[学 考 练]
1．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
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C ～C 的烷烃
5 11
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
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 煤的干馏是化学变化，A项正确；所得产物有焦炉气（含有CH 、H 、C H 、
4 2 2 4
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
H 、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
2
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．下列关于石油的说法不正确的是（双选）（ ）
A．石油主要含C、H两种元素
B．石油通过催化重整可得到环状烃
C．石油裂化是物理变化
D．石油分馏得到的汽油是纯净物
解析 石油裂化是化学变化。
答案 CD
4．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
5．含有6个碳原子的烷烃，经催化裂化可生成的烷烃最多有（ ）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
解析 C H 裂解的方式可能有下列四种：
6 14
C H ――→CH ＋C H
6 14 4 5 10
C H ――→C H ＋C H
6 14 2 6 4 8
C H ――→C H ＋C H
6 14 3 8 3 6
C H ――→C H ＋C H
6 14 4 10 2 4
其中CH 、C H 、C H 分别为甲烷、乙烷、丙烷，没有同分异构体，而C H 有2种
4 2 6 3 8 4 10
同分异构体CH —CH —CH —CH 、 ，因此考虑C H 的同
3 2 2 3 4 10
分异构体，最终生成的烷烃最多有5种。
答案 C6．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
7．下列说法正确的是（ ）
A．煤的干馏、气化、石油的分馏都是物理变化
B．由于煤中含有苯，所以从煤干馏的产品中分离得到苯
C．石油没有固定的熔、沸点，但分馏产物有固定的熔、沸点
D．石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉气都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析 煤的干馏、气化都是化学变化，而分馏是根据液体的沸点不同而分离的方
法，是物理变化，A项错误；煤中不含苯，而是经过复杂的物理、化学变化而生成
苯等，B项错误；石油及分馏产物都是混合物，没有固定的熔、沸点，C项错误；裂
解气、焦炉气中含有烯烃，均能使KMnO （H＋）溶液褪色。
4
答案 D
8．下列说法中，正确的是（双选） （ ）
A．煤和石油都是可再生的化石能源，其主要组成元素均为碳、氢元素，二者都是
混合物
B．煤的干馏和石油的分馏原理相同，都是化学变化C．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物
D．煤干馏得到的煤焦油，其主要用途就是再经蒸馏得到苯、甲苯等
解析 煤和石油属于不可再生能源，A不正确；煤的干馏是化学变化，石油分馏
为物理变化，B不正确；煤焦油经蒸馏得到苯、甲苯、二甲苯等，不是高品质燃油，
D正确。
答案 CD
9．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是（ ）
A．石油裂解得到的汽油是纯净物
B．煤中含有苯、甲苯和二甲苯等物质，通过煤的干馏即可得到这些物质
C．石油分馏可以得到轻质液体燃料，煤干馏可获得焦炭、煤焦油、焦炉气等化工
原料
D．水煤气是通过煤的干馏得到的气体燃料
解析 石油裂解产物有烯烃和烷烃，属于混合物，A不正确；煤中不含苯和甲苯，
煤干馏后产品中的煤焦油中能分离出苯和甲苯，依据苯和甲苯沸点不同，可以用
分馏的方法进行分离，B不正确；水煤气是炭和水蒸气高温反应得到的CO和H
2
的混合气体，故D不正确。
答案 C
10．将煤直接作为燃料燃烧，不但热效率较低，且产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物
等物质，造成严重的环境污染。煤的干馏是提高煤的利用率、生产重要化工原料、
降低污染物排放量的有效措施之一。某化学学习小组在实验室条件下探究煤干馏
的现象及产物，装置如图所示，请回答有关问题：
（1）煤干馏的条件是_______________________________________________。
（2）盛有冷水的烧杯的作用是_________________________________________
___________________________________________________________。
（3）实验后检验有粗氨水生成的操作是_________________________
___________________________________________________________。（4）已知CO不能使溴水褪色，若将从具支试管支管口处逸出的气体通入溴水中
发现溴水褪色，则说明煤的干馏产生了___________________________。
（5）点燃尾气，火焰的颜色为_______________________________________。
（6）从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯的实验方法是
____________________________________________________。
解析 解答本题的关键是要掌握煤的干馏原理。（1）根据煤干馏的定义可知其条
件为隔绝空气加强热。（2）冷水浴的作用是冷凝，使粗氨水和煤焦油冷凝液化。
（3）可用湿润的红色石蕊试纸检验是否有NH 逸出。（4）溴水褪色，证明煤干馏过
3
程产生了不饱和烃类物质。（5）CO、CH 等气体燃烧时火焰呈淡蓝色。（6）煤焦油
4
中苯及其同系物与其他成分互溶，可通过分馏的方法将它们分离。
答案 （1）隔绝空气加强热
（2）使粗氨水和煤焦油冷凝液化
（3）将具支试管取出，塞上试管塞并加热，将润湿的红色石蕊试纸放在支管口处，
若试纸变蓝，则说明有粗氨水生成
（4）不饱和烃类物质
（5）淡蓝色 （6）分馏
11．实验室用下列仪器组装一套石油分馏的装置，并进行相关实验，可以得到汽
油和煤油。
（1）写出下列仪器的名称：
① ；② ；③ 。
（2）将以上仪器按从左到右的顺序，用字母a、b、c……进行连接：e接（ ）接（ ）
接（ ）接（ ）接（ ）接（ ）接（ ）接（ ）接（ ）。
（3）仪器②中A是 （填“进水口”或“出水口”，下同），B是 。
（4）蒸馏时，温度计水银球应在 （位置）。
（5）在①中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是
（6）在实验结束后，为了探究石油中是否含有烯烃，某学生用③中的物质做了一个探究实验，其操作、现象及结论是 。
解析 实验装置的一般安装顺序为“自下而上，从左到右”。冷凝管采用逆流原
理，即上口为出水口，下口为进水口；温度计需要测定馏分的温度，所以温度计水
银球与蒸馏烧瓶支管口应在同一水平线上，以保证水银球被馏分蒸气包围。
答案 （1）①蒸馏烧瓶 ②冷凝管 ③锥形瓶 （2）c d a k l b f g w
（3）进水口 出水口
（4）蒸馏烧瓶支管口处
（5）防止暴沸
（6）用一支洁净的试管，取约2～3 mL容器③中的馏出物，再向试管中滴加3～4
滴酸性KMnO 溶液（或溴水），若溶液颜色不消失，则石油中不含有烯烃；若溶液
4
颜色消失，则石油中含有烯烃
[能 力 练]
12．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；焦炉气的主要成分有CH 、CO、H 、CH === CH ，燃烧时呈淡蓝色
4 2 2 2
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）H 、CH 、CH ===CH 、CO 淡蓝色
2 4 2 2
13．裂化汽油中除含有C ～C 的烷烃外，还含有C ～C 的烯烃及甲苯、二甲苯
5 11 5 11
等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO 溶液褪色。要用化学方法检验
4
某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤为
（1）先逐滴加入 ，振荡，如果看到 ，则证明有 存在。
（2）继续逐滴加入 至 为止，静置，用分液漏斗分出 （填
“上”或“下”）层的裂化汽油样品，再加入 振荡，如果看到 ，
则证明裂化汽油中有 存在。
解析 因为烯烃可使溴水、酸性 KMnO 溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性
4
KMnO 溶液褪色，根据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性
4
KMnO 溶液检验苯的同系物的存在。（1）向样品中逐滴加入溴水，振荡，如看到
4
溴水褪色，则证明有烯烃存在。（2）继续逐滴加溴水至不再褪色为止，用分液漏斗
分出上层的裂化汽油样品，因为加足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷
烃和苯的同系物大，所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样
品中加入酸性KMnO 溶液，如果紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。
4
答案 （1）溴水 溴水褪色 烯烃
（2）溴水 不褪色 上 酸性KMnO 溶液 溶液褪色 苯的同系物
4
