高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 智能考點(diǎn) 歸類(lèi)總結(jié)(教材精講+典型例題+跟蹤訓(xùn)練)：天然氣 石油和煤的綜合利用

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1、智能考點(diǎn) 天然氣 石油和煤的綜合利用 I、課標(biāo)要求 能說(shuō)出天然氣、石油液化氣、汽油的組成，認(rèn)識(shí)它們?cè)谏a(chǎn)，生活中的應(yīng)用 II、考綱要求 了解天然氣、石油液化氣、汽油的主要組成及其應(yīng)用 III、教材精講 1．天然氣系古生物遺骸長(zhǎng)期沉積地下，經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生之氣態(tài)碳?xì)浠衔铮呖扇夹?，多在油田開(kāi)采原油時(shí)伴隨而出， 天然氣蘊(yùn)藏在地下約3000— 4000米之多孔隙巖層中，主要成分為甲烷。 2．石油的組成及其分餾產(chǎn)品 成分：石油是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的復(fù)雜的混合物，因此沒(méi)有固定的沸點(diǎn)。含碳原子數(shù)越少的烴，沸點(diǎn)越低。因此，在給石油加熱時(shí)，低沸點(diǎn)的烴先汽化，經(jīng)過(guò)冷凝

2、液化后分離出來(lái)。隨著溫度的升高，較高沸點(diǎn)的烴再汽化，經(jīng)過(guò)冷凝液化后，又分離出來(lái)。這樣不斷地加熱汽化和冷凝液化，就可以把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的蒸餾產(chǎn)物。這種方法就是叫做餾分。每一種餾分仍然是多種烴的混合 石油分餾的各種成分 石油分餾產(chǎn)品的沸點(diǎn)與成分 分餾產(chǎn)品 分餾溫度（沸點(diǎn)） 碳原子數(shù) ?用 ?? 途 粗 汽 油 石油氣 40℃以下 C1-C4 燃料、化工原料 石油醚 40~60℃ C5-C6 溶劑 汽油 60~205℃ C7-C9 內(nèi)燃機(jī)燃料 煤油 205~300℃ C9-C16 燃料 柴油 300~360℃ C16-C18 柴油機(jī)

3、燃料 潤(rùn)滑油 360℃以上 C16-C20 機(jī)械潤(rùn)滑劑 凡士林 360℃以上 C20-C24 防銹劑制藥 重油 360℃以上 殘留物 燃料、建筑材料 ②減壓分餾。為了分離重油的成分，并防止溫度過(guò)高而使烴分解，甚至炭化結(jié)焦損壞設(shè)備，因此在減壓的條件下進(jìn)行分餾，通常叫減壓分餾。 ?③裂解與裂化。裂化是為了提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量，產(chǎn)品是裂化汽油，其中含有烯烴不能做溶劑;而裂解采用比裂化更高的溫度，是為了獲得大量的不飽和氣體產(chǎn)物。裂化溫度一般不超過(guò)500℃，而裂解溫度一般是在700～1000℃，所以裂解就是深度裂化。裂解的目的是為了獲取石油化工原料---工業(yè)“三烯”---乙烯

4、、丙烯、1，3-丁二烯，裂解的原料是重油、石油氣等。 ④石油化工：把石油產(chǎn)品作原料經(jīng)裂解等過(guò)程制得基礎(chǔ)有機(jī)原料，進(jìn)而生產(chǎn)大量化工產(chǎn)品。在石油化工業(yè)，常把乙烯的產(chǎn)量作為衡量石油化工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。 3．煤及其綜合利用 煤是有機(jī)物、無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物。 煤的干餾 將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過(guò)程，叫做煤的干餾 表一 煤干餾的主要產(chǎn)品和用途 干餾產(chǎn)品 主要成分 主要用途 出 爐 煤 氣 焦?fàn)t氣 氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳 氣體燃料、化工原料 粗氨水 氨、銨鹽 氮肥 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸藥、染料、醫(yī)用、農(nóng)用、合成材料 煤 焦 油 苯、甲

5、苯、二甲苯 酚類(lèi)、萘 染料、醫(yī)用、農(nóng)用、合成材料 瀝青 建筑材料、制碳素電極 焦 炭 碳 冶金、合成氨造氣、電石 Ⅳ、典型例題 例1 某人坐在空調(diào)車(chē)內(nèi)跟在一輛卡車(chē)后面，觀察到這輛卡車(chē)在起動(dòng)、剎車(chē)時(shí)排出黑煙，由此可推斷這輛卡車(chē)所用的燃料是( ) A.酒精 B.汽油 C.柴油 D.液化石油氣 解析 按一般常識(shí)，汽車(chē)所用的燃料為汽油或柴油，且酒精、液化石油氣燃燒一般不會(huì)產(chǎn)生黑煙，所以答案應(yīng)在(B)、(C)中選擇。汽油的主要成分為C5～C11的烷烴，柴油的主要成分為C15～C18的烷烴，柴油分子中的碳原子數(shù)目多于汽油分

6、子中的碳原子數(shù)，而碳原子數(shù)越多的烷烴，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，燃燒時(shí)多發(fā)生不完全燃燒，生成C等而產(chǎn)生黑煙。故排出黑煙者，其燃料為柴油。選C。 例2 在瀝青中含稠環(huán)芳香烴，其中偶數(shù)個(gè)苯環(huán)的可視為同系物。如： 此順推還有D、E、F……等，在該系列化合物中含碳的最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)是： (A)100% (B)93.75% (C)56% (D)97.3% 解析 根據(jù)題意，應(yīng)先找出這一類(lèi)化合物的規(guī)律，A的分子式為C10H8，B為C16H10，C為C22H12。故這一類(lèi)化合物的通式為C6n+4H2n+6，從通式可知n值越大，含碳量越高，故最大含碳量＝當(dāng)n→∞時(shí)最大含碳量

7、＝＝×100%＝97.3%。故選(D)。 例3 在密閉容器中，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%，求裂解后混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量。 ＝0.1mol (0.9-x)mol (0.9-x)mol 則n(總)＝0.1+2x+2(0.9-x)＝1.9(mol) 由質(zhì)量守恒知：m(總)＝m(丁烷)＝58(g) 則＝＝＝30.5 答案：30.5 Ⅴ、跟蹤訓(xùn)練 一、選擇題（單選題） 1．近來(lái)來(lái)我國(guó)許多城市禁止汽車(chē)使用含鉛汽油，其主要原因是 （　　） A.提高汽油燃燒效率 B. 降低汽油成本 C. 避免?鉛污染大氣

8、　 D.鉛資源短缺 2．已知天然氣的主要成分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。 下面是有關(guān)天然氣的幾種敘述：①天然氣與煤、柴油相比是較潔凈的能源；②等質(zhì)量的CH4和CO4產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大；③燃燒天然氣也是酸雨的成因之一。其中正確的是 　　　 ( ) A．①②③ B.只有① C.①和② D．只有③ 3．汽車(chē)尾氣（含有烴類(lèi)、CO、NO和SO2等）是城市空氣的主要污染源。治理方案是在汽車(chē)排氣管上加裝“催化轉(zhuǎn)化器”，它使CO和NO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無(wú)毒氣體，并促使烴類(lèi)充分燃

9、燒及SO2的轉(zhuǎn)化。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A、CO和NO反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO + 2NO = 2CO2 + N2 B、此方法的缺點(diǎn)是由于CO2的增多，會(huì)大大提高空氣的酸度； C、汽車(chē)改用天然氣為燃料或開(kāi)發(fā)氫能源，都會(huì)減少對(duì)空氣的污染； D、CO、NO均可與人體內(nèi)血紅蛋白結(jié)合而使人中毒。 4．管道煤氣的主要成分是H2、CO和少量的甲烷。相應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； △H=-571.6kJ／mol 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)； △H=-566kJ／mol CH4(g

10、)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l)； △H=-890.3kJ／mol 當(dāng)使用管道煤氣的用戶改用天然氣后，在相同條件下燃燒等體積的燃?xì)猓碚撋纤@得的熱值，后者大約是前者的多少倍 A．0.8 B．1.3 C．1.6 D．3.l 5.下列有關(guān)石油加工的敘述中，不正確的是( ) A.石油分餾所得的餾分仍是混合物 B.石油裂化的原料是石油分餾產(chǎn)品，包括石油氣 C.石油裂化的主要目的是獲得更多汽油等輕質(zhì)油 D.石油裂解的原料是石油分餾產(chǎn)品，包括石油氣 二、選擇題（每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意） 天然氣、沼氣、坑

11、道氣、瓦斯氣的主要成分為CH4，CH4是僅由碳、氫組成的烴。它是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物，也是含氫量最大的化合物。沼氣凈化后得到的甲烷可以制取CCl4和炭黑的化工材料。 據(jù)此回答下列3-5題： 6．實(shí)驗(yàn)室制取甲烷可表示為：CH3COONa+NaOH NaCO3+ CH4 下列有關(guān)反應(yīng)中添加CaO作用說(shuō)法正確的是： A.吸收水分使反應(yīng)易于進(jìn)行 B.使NaOH與玻璃SiO2的反應(yīng)減慢 C.使反應(yīng)物結(jié)塊，阻止分散 D.不利于CH4從混合物中逸出 7．在煤礦的礦井里容易發(fā)生瓦斯爆炸事件，所以必須采取安全措施，如通風(fēng)

12、、嚴(yán)禁煙火等，而且要隨時(shí)檢測(cè)瓦斯的體積分?jǐn)?shù)。空氣中含甲烷5%-15%(體積分?jǐn)?shù))，點(diǎn)燃就會(huì)發(fā)生爆炸。發(fā)生爆炸最強(qiáng)烈時(shí)，甲烷在空氣中所占的體積分?jǐn)?shù)是： A.5% B.9.5% C.10% D.15% 8．天然氣和液化石油氣(主要成分為高碳烷烴)燃燒的化學(xué)方程式分別為： CH4+2O2 CO2+2H2O C3H8+5O2 3CO2+4H2O 現(xiàn)有一套以天然氣為燃?xì)獾脑罹?，今改燒液化石油氣，?yīng)采取的正確措施是： A. 減少空氣的進(jìn)入量，增大石油進(jìn)入量 B.兩種氣體量都減少 C.增加空氣的

13、進(jìn)入量，也增大石油進(jìn)入量 D.增加空氣的進(jìn)入量，或減少石油進(jìn)入量 閱讀下面一段文字材料，回答第22-24題 為了減少煤燃燒時(shí)對(duì)環(huán)境造成的污染，人們一方面改善燃煤技術(shù)；另一方面，設(shè)法把煤轉(zhuǎn)化成清潔的燃料。 碳燃燒時(shí)既可以使用空氣，也可以使用氧氣，但得到的煤氣的成分、熱值及用途都不同，分別叫做低熱值氣和中熱值氣。中熱值氣在適當(dāng)催化劑作用下，又可以轉(zhuǎn)變成高熱值氣。 碳在空氣中燃燒 成分：一氧化碳、氫氣、相當(dāng)量的氮?dú)? 低熱值氣 特點(diǎn)與用途：熱值較低、用作冶

14、金、機(jī)械工業(yè)的燃料氣 煤氣化 碳在氧氣中燃燒 成分：一氧化碳、氫氣、少量的甲烷 熱值氣 特點(diǎn)與用途：熱值較高，可以短距離輸送。 用作居民使用煤氣，也可以用于合成氨、甲醇等 反應(yīng)方程式a 高熱值氣(合成天然氣) 主要成分：A 特點(diǎn)與用途：熱值很高，可以長(zhǎng)距離輸送。 乙二

15、醇 液態(tài)烴 合成氣 CO+H2 C2-C4 輕烯烴 甲 醇 煤 乙 醇 合成汽油 醋 酸 9．某地工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，沒(méi)有高級(jí)的分餾設(shè)備,則可以利用外地產(chǎn)生的出爐煤氣發(fā)展的化學(xué)工業(yè)是 A.無(wú)機(jī)化肥加工工業(yè) B.橡膠合成工業(yè) C.高熱值甲烷工業(yè) D.炸藥合成工業(yè) 10．在煤氣化合成圖中，化學(xué)方程式a與高熱值氣A的主要

16、成分各代表 A. CO+3H2 催化劑 CH4+H2O CH4 B. C+2H2 催化劑 CH4 CH4 C.2C+2H2 催化劑 C2H4 C2H4 D. 2CO+4H2 催化劑 C2H4+2H2O C2H4 11．在煤氣化合成中，可以產(chǎn)生一種化工原料B，其可以作為一種水果的催熟劑，在工業(yè)中，它可以由C在催化劑的作用下裂解而成，又得到另一種化工原料——乙烷，假定C的裂解率為50%，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1.5體積裂解后的混合氣體和10體積的氧氣完全燃燒，恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，氣體體積是 A.7.5體積 B.8體積

17、 C.7體積 D.9體積 12、 C8H18經(jīng)多步裂化，最后完全轉(zhuǎn)化為C4H8、C3H6、C2H4、C2H6、CH4五種氣體的混合物。該混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量可能是( ) A.28 B.30 C.38 D.40 三、 13.“汽車(chē)尾氣污染”問(wèn)題已備受世人的關(guān)注。汽車(chē)汽油(辛烷C8H18)引擎若采用電 火花去點(diǎn)燃汽缸中的燃料和空氣混合物，汽缸內(nèi)發(fā)生燃燒，燃燒是急速而猛烈的，溫度很高。當(dāng)活塞從汽缸里往外推出時(shí)，燃燒的氣體跟著在不到百分之一秒的時(shí)間內(nèi)受到膨脹和冷卻，因此燃料必有一部

18、分來(lái)不及燃燒或不完全氧化。 (1)根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)寫(xiě)出汽缸內(nèi)可能發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (2)假設(shè)辛烷在汽缸內(nèi)完全燃燒，則空氣質(zhì)量與辛烷質(zhì)量之比x值是 。 (3)若空氣質(zhì)量與辛烷質(zhì)量之比大于x值，則汽車(chē)尾氣中有害氣體含量較多的是 ；若空氣質(zhì)量與辛烷質(zhì)量之比小于x值，則汽車(chē)尾氣中有害氣體含量較多的是 。 14．（8分）實(shí)驗(yàn)室在提純化學(xué)試劑時(shí)常采用減壓蒸餾． 回答下列問(wèn)題： （1）減壓蒸餾適用于蒸餾出（?。? A．沸點(diǎn)較高（如沸點(diǎn)高于150℃）的物質(zhì) 　　B．沸點(diǎn)較低（如沸點(diǎn)低于150℃）的物質(zhì) C．熱不穩(wěn)定、易熱

19、分解的物質(zhì) 　　D．熱穩(wěn)定、不易熱分解的物質(zhì) （2）減壓蒸餾的簡(jiǎn)單裝置如下圖所示，整個(gè)系統(tǒng)由克氏（Claisen）蒸餾燒瓶、冷凝管、收集器、抽氣（真空泵）裝置、接口等部分組成．在開(kāi)始蒸餾之前，必須對(duì)減壓蒸餾裝置進(jìn)行_______________檢查． （3）將欲純化的化學(xué)試劑加入燒瓶中，加入量為燒瓶容量的________（填2/3或1/2），燒瓶浸入加熱浴的深度，務(wù)必使瓶?jī)?nèi)被蒸餾物質(zhì)的液面________（填高于或低于或等于）加熱浴的液面． （4）然后先將________（填A(yù)或B或C或D），再________（填A(yù)或B或C或D

20、），當(dāng)蒸餾成分在希望的沸點(diǎn)被蒸餾完畢時(shí)，或者蒸餾過(guò)程需要中斷時(shí)，應(yīng)當(dāng)先________（填A(yù)或B或C或D），再________（填A(yù)或B或C或D）． 　　A．移開(kāi)加熱浴將體系冷卻 　　 B．開(kāi)始加熱 　　C．緩緩解除系統(tǒng)真空，讓空氣進(jìn)入裝置內(nèi)待恢復(fù)常壓后關(guān)閉真空泵 　　D．將體系抽成減壓狀態(tài) 天然氣、石油和煤的綜合利用參考答案 選擇題（單選題） 1、C 2、C 3、B 4、D 5、B 二、6、AB 7、B、8、D9、A 10、A 11、A 12、BC 5.(1) (1)2C8H18+17O2 1

21、6CO+18H2O(不完全) 2C8H18+25O2 16CO2+18H2O(完全) 2CO+O2=2CO2 高溫 N2+O2====2NO 高壓 2NO+O2===2NO2 2NO2==N2O4 (3分) (2)14.7 (3)NOx(或NO、NO2)、CO. 14．（1）AC　（2）裝置是否密封?。?）1/2，低于?。?）D，B，A，C，加入量為燒瓶容量的一半，然后將體系抽成減壓狀態(tài)，并開(kāi)始加熱．燒瓶浸入加熱浴的深度，務(wù)必使瓶?jī)?nèi)被蒸餾物質(zhì)的液面低于加熱浴的液面．特別是在蒸餾高沸點(diǎn)物質(zhì)時(shí)，燒瓶應(yīng)當(dāng)盡量浸深一些．減壓蒸餾時(shí)，常常由于存在低沸點(diǎn)溶劑而產(chǎn)生泡沫，需要在開(kāi)始蒸餾時(shí)在低真空度條件下將這些低沸點(diǎn)溶劑蒸餾除去，然后再徐徐提高真空度．真空度的高低取決于裝置內(nèi)液體樣品的蒸氣壓．餾出之前的冷卻效果必須良好，否則難以提高系統(tǒng)的真空度．　當(dāng)蒸餾成分在希望的沸點(diǎn)被蒸餾完畢時(shí)，或者蒸餾過(guò)程需要中斷時(shí)，應(yīng)當(dāng)停止加熱，移開(kāi)加熱浴，待冷卻后，緩緩解除系統(tǒng)真空，讓空氣進(jìn)入裝置內(nèi)以恢復(fù)常壓后關(guān)閉真空泵．