河南省罗山高中2022届高三化学一轮复习4.2煤石油和天然气的综合利用精盐时练2含解析新人教版必修2

4.2煤石油和天然气的综合利用（2）1、已知成分不同的石油，加工方法往往不同。下列有关石油的加工方法，说法不正确的是（　　）A．为了获得更多的轻质燃油，往往需要对石油进行分馏处理B．为了提高汽油的产量，通常采用裂化，裂化分为热裂化、加氢裂化和催化裂化三种C．为了提高汽油的品质，往往对汽油进行催化重整D．催化重整可以使汽油中烷烃的支链增加，环烷烃和烷烃转变为芳香烃，从而提高汽油品质【答案】A【解析】对石油的加工处理，常见的方法有分馏、裂化和重整。石油的分馏是利用沸点的不同，对各种成分进行分离的方法，A错误；裂化是为了提高轻质燃油特别是汽油的产量的方法，裂化可分为热裂化、催化裂化和加氢裂化三种方式，故B正确；催化重整可以提高汽油的品质，可以调整分馏所得到的汽油中烃分子的碳链结构，使其中的烷烃支链增加，环烷烃转变为芳香烃，所以C、D正确。2、下列操作方法或实验装置正确的是（　　）A．装置①探究NaHCO3的热稳定性B．装置②SO2的收集C．装置③向容量瓶中转移液体D．装置④石油蒸馏【答案】D【解析】A不正确，应该是试管底略高于试管口；SO2易溶于水，不能用排水法收集，B不正确；C不正确，转移时应该用玻璃棒引流，所以正确的答案选D。3、下列实验中，仪器的下端不需插入液面下的是（　　）A．制备Fe(OH)2操作中的胶头滴管B．实验室制乙烯时的温度计C．制备氢气的简易装置中的长颈漏斗D．分馏石油时的温度计【答案】D【解析】本题考查常见化学仪器的正确使用。A中因为Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，操作中的胶头滴管必须插入液面下；B中需测混合液的温度，所以温度计必须插入液面下；C中要防止生成的氢气从长颈漏斗逸出，所以长颈漏斗必须插入液面下；D中分馏石油时温度计应放在蒸馏烧瓶的支管口附近，不需插入液面下。4、“信息”、“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱。下列说法错误的是（）A在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将可能成为主要能源B用油料作物生产的生物柴油成分与从石油中提取的柴油成分不相同C钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此生铁炼钢时必须尽可能完全除去生铁中的碳D煤的“气化”和“液化”技术可提高煤的综合利用效率【答案】C9\n【解析】5、化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是（）A．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用B．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源C．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理D．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药【答案】A【解析】化石燃料即使实现清洁利用，也会造成环境的污染，开发新能源是必须的，B不正确；绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物，C不正确；大量使用化肥和农药会造成环境的污染，D不正确，所以正确的答案选A。6、根据下图所示，把煤隔绝空气加强热，下列叙述错误的是（　　）A．煤发生了化学变化B．液体X的pH＞7；Y是一种黑色黏稠状液体C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色D．横玻璃管中产生浓的白烟【答案】D【解析】煤的干馏是化学变化，A正确；煤的干馏产物X是粗氨水，显碱性，pH＞7，Y是煤焦油，所以是黑色黏稠状液体，B正确；气体Z是焦炉气，其主要成分为CH4、H2、CO、C2H4，它是易燃气体，而且CO、H2均有还原性，能还原CuO，C2H4可与溴水发生加成反应而使溴水褪色，所以C正确；把煤隔绝空气加强热产生大量棕黄色烟而不会有浓的白烟生成，所以D错。7、煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。加热某地煤样所得煤气组成及体积分数随温度变化的曲线如图所示。由图可知该煤气中（）A.只含有碳、氢两种元素B.所含的有机物是CH4、CnHm、COC.CO的体积分数小于CH4的体积分数D.氢气的体积分数最大【答案】C【解析】根据图像知，该煤气中含CO、CH4、H29\n、CnHm，则该煤气中含碳、氢、氧元素，A项错误；CO不是有机物，属于无机物，B项错误；随着温度升高，甲烷含量降低，CO含量升高，可能在较高温度下CO含量高于甲烷，因此，比较CH4与CO含量要强调温度，“该煤气”指温度在400℃～1000℃时，CO的体积分数比CH4的体积分数低，C项正确；在600℃以下，H2含量不是最高的，D项错误。8、下列说法中正确的是（）A．石油裂解可以得到氯乙烯B．油脂水解可得到氨基酸和甘油C．所有烷烃和蛋白质中都存在碳碳单键D．淀粉和纤维素的组成都是(C6H10O5)n，水解的最终产物都是葡萄糖【答案】D【解析】本题主要考查高分子化合物的知识。石油裂解可得乙烯，丙烯，丁二烯，油脂水解生成高级脂肪酸或其它盐和甘油。所有烷烃中，不一定都存在碳碳单键，如甲烷，故A、B、C错误，D项中淀粉纤维素水解产物都是葡萄糖。9、铝能用来冶炼难熔金属(如Cr、V、Mn等)，这是因为铝（）A．有两性B．有良好的导电性C．熔点低D．有还原性，且在反应中放出大量热【答案】D【解析】活泼的金属可以作还原剂，将相对不活泼的金属还原出来，铝热反应放出大量的热，使炼得的金属变为液态，便于分离。10、金属冶炼的实质是（）A．金属元素失去电子B．金属元素获得电子C．金属元素被氧化了D．金属元素可能被氧化了，也可能被还原了【答案】B【解析】大多数金属元素在自然界中以化合态形式存在，其化合价为正价，在冶炼过程中得电子被还原，故B项正确。11、金属K与Na金属性相近，用K与钠盐共熔时，很难将Na从混合物中分离。若调整温度到一定程度，则可用Na与KCl反应制取金属K。已知四种物质的熔、沸点如下：根据平衡移动原理可推知，用Na与KCl反应制K的适宜温度是（）A．97.8～770℃B．770～774℃C．774～882.9℃D．1413～1500℃【答案】C【解析】在金属活动性顺序表中，Na排在K的后面，似乎不能从K的熔融盐中置换出K。但将Na与KCl共熔，其共熔体中Na＋、K＋、Cl－和e－自由移动，如果继续加热，则Na、K、NaCl和KCl首先沸腾者先逸出。工业上，就是采用这种原理用Na还原K的，因为K的沸点比Na、NaCl、KCl的沸点都低，且低于NaCl的熔点。12、某无色气体X可和红热的单质固体Y反应，得到另一种无色气体Z，Y和Z都可以和灼热的三氧化二铁反应生成X，则X、Z分别是（）9\nA．CO2、COB．O2、CO2C．CO、O2D．CO、CO2【答案】A【解析】由Y和Z都可以和灼热的Fe2O3反应生成X，可判断X为CO2，Y为C。CO2和红热的炭反应制得CO。13、历史最久的海水淡化方法是（）A．蒸馏法B．电渗析法C．离子交换法D．过滤法【答案】A【解析】在中国历史最久的海水淡化方法就是加热海水得到的蒸汽再冷凝就是淡水了也就是蒸馏法。14、许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要通过化学变化就能够从海水中获得的物质是（）A．氯、溴、碘B．钠、镁、铝C．烧碱、氢气D．食盐、淡水【答案】D【解析】A、B、C三项均涉及化合价变化，属化学变化，海水蒸发得食盐和淡水，属物理变化。15、已知海带中的碘以I－形式存在，若将其转化为单质碘，不能使用的物质是（）A．Cl2B．Br2C．H2O2D．H2O【答案】D【解析】I－转化成I2，碘元素的化合价升高，故需加入能将I－氧化成I2的氧化剂。Cl2、Br2、H2O2都能氧化I－，而H2O不能，所以应该选D。16、煤气化的化学方程式。【答案】C（s）+H2O（g）CO(g)+H2(g)【解析】根据已经学习的知识可以得到，煤气化的化学方程式为：C（s）+H2O（g）CO(g)+H2(g)。17、煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、NO2和NO等多种有害气体与烟尘会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。(1)将煤直接进行燃烧，造成环境污染的主要方面之一是形成硝酸型酸雨。①写出有关物质转化为硝酸的化学方程式：_____________________。②以下是对硝酸型酸雨的评价，其中正确的是______(用序号填空)。a．杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，破坏水生生态系统b．对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害c．破坏臭氧空洞d．硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐，向植物提供氮肥(2)下图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图，试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要化学反应方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。9\n(3)脱硫以后，在废气中含量明显增加的不良气体是(写物质名称)__________，它对环境的负面影响是____________________。(4)检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)①2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　②abd　(2)CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2,2CaSO3＋O2===2CaSO4，CaSO4＋2H2O===CaSO4·2H2O　(3)二氧化碳　使温室效应加剧，导致全球气候变暖　(4)将气体通入品红溶液观察品红是否褪色，品红褪色，说明废气中还含有SO2；品红不褪色，说明废气中不含SO2【解析】(1)形成硝酸型酸雨，这说明煤燃烧生成NO和NO2等氮氧化物，NO跟O2反应生成NO2，NO2跟H2O反应生成HNO3。硝酸型酸雨有它的危害性，但它所含有的氮元素又是植物所需要的主要肥料之一。因此应该一分为二地评价酸雨的利与弊。这里不是对NO和NO2的评价，而是对硝酸型酸雨的评价，该酸雨对臭氧层没有破坏作用。(2)由图可知，脱硫是硫元素转化为CaSO4，最终产品是CaSO4·2H2O。(3)通过问题(2)的解答可知，在脱硫的同时生成了CO2，并且CO2与SO2以等物质的量代换。(4)检验SO2的高效试剂是品红溶液，并且这里没有干扰因素。18、某1mol链烃A在一定条件下完全裂化成1mol烷烃B和1mol烯烃C，生成的混合气体对氢气的相对密度为14.5，试通过计算回答下列问题：(1)写出链烃A可能的结构简式和名称。(2)烷烃B和烯烃C可能各是什么？(3)如果要求1molB完全燃烧时需要氧气的物质的量是整数，那么C只能是什么烯烃？【答案】(1)CH3CH2CH2CH3　正丁烷　异丁烷(2)B为甲烷，C为丙烯或B为乙烷，C为乙烯。(3)C为丙烯。【解析】本题以煤的液化为背景分别考查煤化工及一碳化学的相关知识，是一道综合应用较强的题目。煤的气化可得到CO和H2，CO和H2在上述条件下反应生成汽油(CnH2n＋2)和水，配平此反应方程式，取n＝5和n＝8两个极值，计算出CO和H2的体积比，即可确定取值范围。9\nnCO＋(2n＋1)H2OCnH2n＋2＋nH2O。19、已知：A、B、F是家庭中常见的有机物，E是石油化工发展水平的标志。根据下图所示的转化关系回答问题。(1)操作⑥的名称为________。(2)取代反应的范畴很广，①～⑤中属于取代反应的是________。(填序号)(3)请写出下列反应的化学方程式：①________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________。(4)F是一种常见的高分子材料，它给我们带来了巨大的方便。然而，这种材料造成当今世界的某一环境问题是____________________。【答案】(1)分馏(2)①②③(3)CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOCH2CH3＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2OH(或其他合理写法)nCH2===CH2(4)白色污染【解析】设烷烃B的分子组成为CnH2n＋2，相对分子质量为MB，烯烃C分子组成为：CmH2m，相对分子质量为MC，根据质量守恒定律，链烃A的组成应为C(n＋m)H2(m＋n)＋2。可知A为烷烃，据题意：MA＝MB＋MC＝2×14.5×2＝58。即14(n＋m)＋2＝58。化简得：n＋m＝4所以A分子式为C4H10(1)CH3CH2CH2CH3正丁烷异丁烷。(2)讨论n＋m＝4。当n＝1时，m＝3，即B为甲烷，C为丙烯。当n＝2时，m＝2，即B为乙烷，C为乙烯。当n≥3时，m≤1，无意义。(3)从B的燃烧反应来看：CH4＋2O2CO2＋2H2OC2H6＋3.5O22CO2＋3H2O。9\n∴B应是甲烷，则C只能是丙烯。20、目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料，管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4，它们的燃烧反应如下：2CO＋O22CO2　2H2＋O22H2O　CH4＋2O2CO2＋2H2O根据以上化学方程式判断，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是________，因此燃烧管道煤气的灶具如许改烧天然气，灶具的改进方法是________进风口(填“增大”或“减小”)，如不改进可能产生的不良后果是____________________________________________________。管道煤气中含有的烃类，除甲烷外还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：乙烷丙烷丁烷熔点/℃－183.3－189.7－138.4沸点/℃－88.6－42.1－0.5试根据以上某个关键数据解释冬天严寒季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是________________________________________________【答案】天然气　增大　天然气不能充分燃烧，生成有毒的CO　丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅【解析】根据“E是石油化工发展水平的标志”可知E为乙烯。一方面，乙烯可以转化成F，另一方面，乙烯与水反应生成B。结合“B、F都是家庭中常见的物质”的信息，推断B是乙醇，F是聚乙烯。观察框图，C在酸性或碱性条件下都可以得到乙醇，说明C是某种酸与乙醇反应生成的酯。是什么酸呢？既然这种酸是家庭中常见的物质，则A是乙酸。其他答案可依次推出。21、汽车工业同能源工业的发展有着密切的关系。由石油通过________、________等方法炼制可得到汽油、柴油和煤油等燃料，三种燃料的碳原子数由少到多的顺序是_____________，它们的主要成份是______类化合物，飞机一般使用_____________作为燃料。【答案】分馏裂化　汽油、煤油、柴油　烃煤油【解析】22、裂化和裂解是石油炼制的两种重要方法，通过教材学习请你比较这两种工艺的异同点，在横线上填入“裂解”或“裂化”。（1）相同点：都是将相对分子质量稍大的烃分解为相对分子质量的烃，都需要加热。（2）不同点：①目的不同：的目的是为了提高汽油的质量，即获得更多的轻质液体燃料，而则是为了获得乙烯、丙烯等小分子的化工原料。②条件不完全相同：一般需要在催化剂的条件下加热，而不需要催化剂，但加热的温度比更高。③原料不同：可以采用所有石油分馏产品（包括石油气）作为原料的工艺是。【答案】①裂化裂解②裂化裂解裂化③裂解【解析】23、假如你是一位企业家，在众多开发海水资源的项目中，选择了海水提镁，在前期考察过程中你将遇到许多问题，请根据背景材料的提示，按要求完成相关问题：背景材料1：下表所示为海水中各元素含量情况(mg·L－1)。元素浓度(mg·L－1)元素浓度(mg·L－1)9\n钠10770氯19350镁1290硫885钾380溴67钙400碘0.06背景材料2：部分化学试剂的市场价格试剂氢氧化钾氢氧化钠氢氧化钙氧化钙价格(元/吨)5238.002300.001200.00700.00请完成下列问题：(1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分离，有以下三个方案：方案一：直接往海水中加入沉淀剂；方案二：加热蒸发海水后再加入沉淀剂；方案三：在晒盐后的卤水中加入沉淀剂。你认为方案________最合理。不选方案________的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。不选方案________的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)应该选择________试剂作为镁离子的沉淀剂。不考虑其他费用，沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价值比为________。(3)为了节省成本，你考虑以海边上的贝壳为原料，试简述其理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)三　一　海水中镁离子浓度太低，要沉淀必须加入大量的沉淀剂，浪费原料　二　要加热海水需耗费很多的能源(2)CaO　230∶49(3)贝壳中含碳酸钙，加热分解生成的氧化钙可用作沉淀剂，节省了成本【解析】(1)海水提镁首先要对海水进行浓缩，然后加入沉淀剂，显然方案一浪费原料，方案二浪费能量，最合理的是方案三。(2)根据市场价格，CaO作为镁离子的沉淀剂最为经济。假设沉淀amol镁离子，需要氢氧化钠和氧化钙的价格比为：2a×40×2300∶(a×56×700)＝230∶49。(3)贝壳的主要成分为碳酸钙，可以通过高温煅烧贝壳的方式生产氧化钙，作为镁离子的沉淀剂，降低成本。24、随着现代科学的不断发展，生产和生活所需淡水日益增多，甚至超过人类所能支配的淡水量，使地球上淡水资源发生危机，这就把海水淡化问题提到了科学家的面前。磺化媒(代表式NaR)是一种钠型离子交换树脂，它能使海水中的Ca2＋、Mg2＋交换除去。现代海水的淡化方法：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示。9\n(1)最早用于海水淡化的方法是蒸馏法，其原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟型阴离子交换树脂(ROH)，则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂(填其代表式)为：A柱________，B柱________。(3)说明按上述顺序装柱的理由是________________________________________________________________________。【答案】(1)利用加热海水时，盐不挥发而留在残余物中，水蒸气经冷凝而得淡水(2)HR　ROH(3)若在A中装ROH，则海水先通过ROH，溶液中就会有较多的OH－与海水中的Mn＋生成M(OH)n沉淀，造成堵塞现象，而在A中装HR，在B中装ROH，海水通过A中生成的H＋与B中生成的OH－中和，生成水而呈中性【解析】用海水采用蒸馏法获取淡水，其原理是水的沸点远低于海水中各种盐的沸点，当加热海水使水挥发时，盐不挥发从而经冷凝而得淡水。由题给信息可知，羟型阴离子交换树脂能使海水中的Cl－、SO交换除去，同时生成较多OH－，若海水中仍有Ca2＋、Mg2＋等，会生成Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀而堵塞离子交换柱，故羟型阴离子交换树脂应装入B柱。25、把下列各物质的制取、加工方法或反应类型填写在各题后的横线上。(1)煤→焦炭________________________________________________________________________。(2)煤焦油→苯________________________________________________________________________。(3)石蜡→汽油________________________________________________________________________。(4)煤→水煤气________________________________________________________________________。(5)石油→汽油、煤油、柴油__________________________________________。【答案】(1)煤的干馏　(2)分馏　(3)催化裂化　(4)煤的气化　(5)石油的分馏【解析】(1)干馏煤可得到焦炭；(2)煤焦油是苯与其他芳香烃组成的混合物，可利用分馏法从中获取苯；(3)石蜡是由相对分子质量大的固态烃和液态烃组成的混合物，可利用裂化方法制得汽油；(4)将煤气化可得水煤气；(5)将石油分馏可得到汽油、煤油、柴油等轻质油。9