高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 智能考點(diǎn) 歸類總結(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

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呖扇夹裕嘣谟吞镩_(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4060C5-C6溶劑汽油60205C7-C9內(nèi)燃機(jī)燃料煤油205300C9-C16燃料柴油300360C16-C18柴油機(jī)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。 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7001000，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、丙烯、1，3-丁二烯，裂解的原料是重油、石油氣等。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?xì)怏w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、甲苯、二甲苯酚類、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、典型例題例1 某人坐在空調(diào)車內(nèi)跟在一輛卡車后面，觀察到這輛卡車在起動(dòng)、剎車時(shí)排出黑煙，由此可推斷這輛卡車所用的燃料是( )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C5C11的烷烴，柴油的主要成分為C15C18的烷烴，柴油分子中的碳原子數(shù)目多于汽油分子中的碳原子數(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)先找出這一類化合物的規(guī)律，A的分子式為C10H8，B為C16H10，C為C22H12。故這一類化合物的通式為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×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、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 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：天然氣與煤、柴油相比是較潔凈的能源；等質(zhì)量的CH4和CO4產(chǎn)生的溫室效應(yīng)也是前者大；燃燒天然氣也是酸雨的成因之一。其中正確的是 ( )A B.只有 C.和 D只有 3汽車尾氣（含有烴類、CO、NO和SO2等）是城市空氣的主要污染源。治理方案是在汽車排氣管上加裝“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，并促使烴類充分燃燒及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 + N2B、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=-571.6kJmol 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)； H=-566kJmol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l)； H=-890.3kJmol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A0.8 B1.3 C1.6 D3.l5.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)、嚴(yán)禁煙火等，而且要隨時(shí)檢測(cè)瓦斯的體積分?jǐn)?shù)?？諝庵泻淄?%-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+2O2CO2+2H2O C3H8+5O2 3CO2+4H2O現(xiàn)有一套以天然氣為燃?xì)獾脑罹撸窀臒夯蜌?，?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)獾蜔嶂禋?特點(diǎn)與用途：熱值較低、用作冶金、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。乙二醇液態(tài)烴合成氣 CO+H2C2-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的主要成分各代表A. CO+3H2 催化劑 CH4+H2O CH4 B. C+2H2 催化劑 CH4 CH4C.2C+2H2 催化劑 C2H4 C2H4 D. 2CO+4H2 催化劑 C2H4+2H2O C2H411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 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.“汽車尾氣污染”問(wèn)題已備受世人的關(guān)注。汽車汽油(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），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、BC5.(1) (1)2C8H18+17O216CO+18H2O(不完全)2C8H18+25O216CO2+18H2O(完全) 2CO+O2=2CO2 高溫N2+O2=2NO高壓2NO+O2=2NO22NO2=N2O4 (3分) (2)14.7 (3)NOx(或NO、NO2)、CO.14（1）AC（2）裝置是否密封（3）1/2，低于（4）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