第二节资源综合利用环境保护
第1课时煤、石油和天然气的综合利用
煤、石油、天然气的综合利用
1．煤的综合利用
(1)煤的组成
煤是由________和少量________组成的复杂混合物。
煤的元素组成主要是____，还含有少量的____、____、N、S等元素。
(2)煤的综合利用
煤的综合利用主要是通过煤的______、煤的____和______，获得洁净的______和多种化工原料。
①煤的干馏
煤的干馏是将煤____________加强热使其______的过程，也叫煤的焦化。
②煤的气化
a．意义：将煤转化为____________的过程。
b．主要反应方程式：________________________________________________________________________。
③煤的液化
a．直接液化：使煤与______作用生成液体燃料。
b．间接液化：使煤先气化为____和____，再催化合成________________________________________________________________________。
2．天然气的综合利用
(1)成分：主要成分是______。
(2)用途：天然气是一种清洁的______，又是重要的化工原料，主要用于________和__________等。
3．石油的综合利用
(1)石油的成分
从组成元素上看，石油的成分主要是____和____。
从组成物质上看，石油是由各种____烃、______烃和______烃组成的混合物。
(2)石油的分馏
利用原油中各组分______的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做分馏。
(3)石油的裂化和裂解
裂化就是在一定条件下，将____________较大、沸点较高的烃断裂为____________较小、沸点较低的烃的过程。
裂解又叫______裂化，是石油化工生产过程中，以比裂化更高的温度，使长链烃断裂成短链烃——乙烯、丙烯等的加工过程。
(4)石油的催化重整，可以使链状烃转化为__________，从而获得苯、甲苯等重要化工原料。
(5)蒸馏、分馏和干馏的区别与联系
蒸馏：把液体加热到沸腾变为______，再使______冷却凝结成______的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到________________________的目的。被蒸馏的混合物中至少要有一种组分为液体。各组分沸点差别______，挥发出的物质(馏分)______。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。
分馏：对多组分混合物在控温下先后、连续进行的________________。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为________________馏分而达到____________________的目的。
干馏：把______混合物(如煤、木材)__________加强热使它______的过程叫做干馏。
蒸馏与分馏同属______变化，干馏过程往往发生复杂的____________变化。
4．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
(1)三大合成材料：______、__________、__________。
(2)加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过加成反应相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。
乙烯的加聚反应方程式为________________________________________________________________________。
(3)高分子化合物中的几个化学用语(以聚乙烯为例)
①单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如________________________________________________________________________。
②链节：高分子化合物中的最小重复单元，如________________________________________________________________________。
③聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。
a．制备聚丙烯：
nCH3CH===CH2____________。
b．制备聚2-丁烯()
nCH3CH===CHCH3______________________。
知识点一煤的综合利用
1．煤的干馏()
A．就是煤的燃烧过程
B．是在空气中加热的过程
C．是隔绝空气加强热使煤分解的过程
D．是一个物理变化
2．下列关于煤的干馏的叙述中，正确的是()
A．加强热使煤分解的过程称为干馏
B．煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化
C．对煤进行干馏的主要目的是为了得到煤焦油
D．煤是以单质碳为主的复杂混合物，干馏时单质碳与混合物质发生了化学变化
3．有关煤的叙述中不正确的是()
A．煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质
B．煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分
C．煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素
D．煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键
4．下列变化不属于化学变化的是()
A．煤的干馏B．煤的液化
C．煤的气化D．煤的开采
知识点二石油及石油化工
5．下列关于石油组成的叙述中，正确的是()
A．石油是烯烃和其他一些不饱和烃的混合物
B．石油是各种烷烃和烯烃的混合物
C．石油是各种饱和烃的混合物
D．石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物
6．下列有关说法错误的是()
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
B．石油的分馏是物理变化
C．石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测得的是混合液的温度
D．石油分馏得到的汽油仍是混合物
7．关于裂解与裂化的叙述中，不正确的是()
A．裂解的目的是获得石油化工的基本原料，裂化是以生产汽油为主要目的，它们的产物中都含有不饱和烃
B．裂解与裂化都是为了得到气态烃
C．裂解与裂化都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程
D．裂解需要比裂化更高的温度，因此裂解又叫做“深度裂化”
8．石油裂解后生成的裂解气，其主要成分是()
A．各种烷烃
B．短链饱和烃和不饱和烃的混合物
C．苯
D．苯和苯的同系物知识点三聚合反应
9．聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是()
10．乳酸()在一定条件下经聚合生成一种塑料用这种塑料制成的餐具，在乳酸菌的作用下，60天内可分解成无害的物质，不会对环境造成污染。在该聚合反应中，生成的另一种物质是()
A．H2OB．CO2C．O2D．H2
练基础落实
1．下列有关煤、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．石油产品都可用于加成反应
C．天然气是一种清洁的化石燃料
D．煤就是碳，属于单质
2．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
3．下列变化属于化学变化，且产物中有气体、液体、固体的是()
A．石油分馏B．石油裂解
C．煤的干馏D．煤的气化
4．石油裂解的目的和原理是()
A．使具有长链的烃深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃
B．使直链烃转化为芳香烃
C．避免炭化结焦
D．除去石油中的杂质
5．可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是()
A．乙醇B．溴的四氯化碳溶液
C．NaOH溶液D．盐酸
练方法技巧——烯烃加聚反应产物判断
6．现有两种烯烃：CH2===CH2和CH2===CR2(R为烃基)，它们的混合物进行聚合反应，产物中可能含有()
A．①⑤B．②④C．①③⑤D．①②③⑤
题号 1 2 3 4 5 6 答案 练综合拓展
7．下图是实验室干馏煤的装置图，根据图回答下列问题。
(1)指出图中各仪器的名称：
b：____________，c：____________，d：____________。
(2)装置c的作用：________________________________________________________________________，
有机物可通过____________的方法使其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体是__________，火焰呈______色。
8．现以C8H18为原料经裂解制得乙烯，进而制得1,2-二溴乙烷，根据如图所示装置，结合有关知识回答问题：
(1)制取乙烯的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)制取的二溴乙烷可能混有一些杂质，这些杂质可能是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)冷凝管的进出水方向为__________________，使用冷凝管的目的是________________________________________________________________________。
(4)设计三种简单的实验证明广口瓶内发生的是加成反应而不是取代反应：
①第一种________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②第二种________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③第三种________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。第二节资源综合利用环境保护
第1课时煤、石油和天然气的综合利用
基础落实
1．(1)有机物无机物碳HO(2)干馏气化
液化燃料①隔绝空气分解②a.可燃性气体b．C＋H2OCO＋H2③a.氢气b．COH2液体燃料
2．(1)甲烷(2)燃料合成氨生产甲醇
3．(1)碳氢烷环烷芳香(2)沸点(3)相对分子质量相对分子质量深度(4)环状烃(5)蒸气蒸气液体使混合物分离或除杂质越大越纯两次或多次蒸馏两种或多种混合物分离或除杂质固态隔绝空气分解物理物理、化学
4．(1)塑料合成纤维合成橡胶(2)nCH2===CH2(3)①CH2===CH2
②—CH2—CH2—③a.
b．
对点训练
1．C2.B
3．B[该题主要考查煤的成分及利用，煤是由有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的化学成分，故B不正确。]
4．D5.D
6．C[石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热汽化和冷凝而分离的操作，故为物理变化，则B对；石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度，故C错。]
7．B8.B9.B
10．A[比较和可知，后者比前者少1个H原子和1个—OH原子团，则另一种生成物是H2O。]
课后作业
1．C[石油裂解得到多种烃的混合物，石油产品中的烷烃不能发生加成反应，天然气是一种清洁的化石燃料，煤是由复杂的有机物和无机物组成的混合物，主要元素是碳。]
2．C[煤的综合利用包括煤的干馏、气化和液化；石油的综合利用包括分馏、裂化、裂解、重整等。煤变成煤饼，并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用。]
3．C[煤干馏的产品中焦炭是固体，煤焦油是液体，焦炉气是气体。]
4．A[A项，石油的裂解是深度裂化，目的是为了获取大量石油化工原料。作为合成原料的主要是气态烯烃，其中以乙烯量为最大，其次还有丙烯、丁二烯等。裂化产物中还有作为芳香烃的液态产品：苯、甲苯、二甲苯；B项，使直链烃转化为芳香烃属于结构的重新调整；C项，重油采用减压蒸馏是为了避免炭化结焦；D项与裂解原理和目的无关。]
5．B[裂化汽油由饱和烃和不饱和烃组成，直馏汽油仅含饱和烃，故可利用不饱和烃的性质来选择试剂。]
6．D[根据乙烯的聚合反应，两种烯烃双键打开后的结构为—CH2—CH2—、—CH2—CR2—，当相同的结构发生聚合时得到的产物分别是CH2—CH2、CH2—CR2；当两种结构相互聚合时得到的产物为CH2CH2CR2CH2或CH2CH2CH2CR2，发生聚合时烃基R的位置不变，故得不到产物。]
7．(1)硬质玻璃管烧杯U形管(2)将干馏生成的气体降温和冷凝分馏(3)焦炉气蓝
8．(1)C8H18C4H10＋C4H8，C4H10C2H4＋C2H6
(2)
(3)b处进水，a处出水使辛烷冷凝回流
(4)①向广口瓶中加入适量AgNO3溶液，无淡黄色沉淀生成，证明是加成反应
②向广口瓶中加入适量紫色石蕊试液，溶液不变红，证明是加成反应
③用pH试纸测定广口瓶中试剂的pH，不显酸性，证明是加成反应
解析C8H18裂解反应有C8HC4H＋C4H，C4HC2H＋C2H，C4HCH＋C3H，因此与Br2发生反应生成的杂质可能有：
证明广口瓶内发生的是加成反应可用反证法，若为取代反应，则有HBr生成，可用AgNO3溶液、紫色石蕊试液、pH试纸检验。
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