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文档介绍
2020届一轮复习人教版 石油、煤和天燃气的综合利用 课时作业
2020届一轮复习人教版 石油、煤和天燃气的综合利用 课时作业 1、2015年底联合国气候变化大会在巴黎召开,签署了《巴黎协定》。该协定要求各国采取更有效的“节能减排”措施控制温室效应。下列做法不利于“节能减排”的是( ) A.减少使用化石燃料 B.大力发展火力发电 C.改变能源结构,开发使用清洁能源 D.将煤气化或液化,以提高其综合利用率 2、 明代名臣于谦作诗“凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉……”,诗中所写“乌金”是( ) A. 焦炭 B. 煤炭 C. 磁铁矿 D. 软锰矿 3、我国《可再生能源法》倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图所示)。下列做法与上述理念相违背的是 ( ) A.大力发展煤的气化及液化技术 B.加快石油等化石燃料的开采和使用 C.以CO2为原料生产可降解塑料 D.将秸秆进行加工转化为乙醇燃料 4、下列说法中,不正确的是( ) A.石油化学工业是以石油为原料,既生产石油产品又生产化学用品的石油加工业 B.石油的催化裂化既能提高汽油产量,又能提高汽油的质量 C.石油的裂解和裂化都是化学变化,但二者的目的不一样 D.烷烃在裂解过程中既可发生断链裂解又可发生脱氢裂解 5、化学与科学、技术、社会、环境密切相关.下列有关说法中不正确的是( ) A.聚乙烯食品包装袋、食物保鲜膜都是无毒的高分子化合物 B.煤经过气化和液化两个物理变化,可变为清洁能 C.高温能杀死流感病毒是因为构成病毒的蛋白质受热变性 D.太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置 6、下列说法正确的是( ) A.(2012·海南高考)煤气的主要成分是丁烷 B.(2011·福建高考)CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体 C.(2012·山东高考)石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物 D.(2012·浙江高考)石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量;石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃 7、未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生,下列属于未来新能源标准的是 ①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能 A. ⑤⑥⑦ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ③⑤⑥⑦⑧ D. ③④⑤⑥⑦⑧ 8、PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm的可吸入颗粒物,它是大气的一种污染物主要来自化石燃料的燃烧等,以下不属于化石燃料的是( ) A. 天然气 B. 煤 C. 石油 D. 酒精 9、未来可再生能源和清洁能源将成为人类利用新能源的主力军,下列关于能源的叙述正确的是 A. 化石燃料是可再生能源 B. 风能、太阳能是清洁能源 C. 化石燃料都是清洁能源 D. 氢能是不可再生的清洁能源 10、下列对能源的看法不合理的是( ) A. 风能是人类通过风车等工具获取的能源,但属于一次能源 B. 生物质能是一种可再生能源,有广泛的应用前景 C. 太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源 D. 化石燃料与人类生活密切相关,要多开采,多使用 11、下列关于煤和石油的加工过程属于物理变化的是( ) A. 煤的干馏 B. 煤的汽化和液化 C. 石油的分馏 D. 石油的裂化和裂解 12、下列关于煤、石油、天然气的说法正确的是( ) A. 丙烯等石油产品可用于生产塑料 B. 水煤气是通过煤的干馏得到的气体燃料 C. 天然气只能用做燃料 D. 石油裂化得到的汽油是一种纯净物 13、下列关于常见有机物的说法中正确的是( ) A.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应 B.乙烯和乙烷的混合气体可用酸性高锰酸钾溶液分离 C.石油裂解与裂化的原理相同、目的不同 D.光照条件下,控制C2H6和Cl2的比例为1:1,能够制得纯净的C2H5Cl和HCl 14、下列关于矿物油(汽油、煤油、柴油等)的判断正确的是( ) A. 都是烃的衍生物 B. 都有固定沸点 C. 都易溶于水 D. 都不能与氢氧化钠溶液反应 15、下列不属于煤干馏产物的是( ) A. 焦炭 B. 煤焦油 C. 焦炉气 D. 人造石油 16、煤是重要的能源也是生成化工产品的重要原料,如图1是煤化工业链的一部分. 试用所学知识,解决下列问题: (1)煤的转化技术包括煤的气化技术和煤的液化技术.煤的液化技术又分为 和 . (2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理.煤的某种脱硫技术的原理如图2所示: FeS2Fe2++SOFe3+ 这种脱硫技术称为微生物脱硫技术.该技术的第一步反应的离子方程式为 ,第一步反应的离子方程式为 (3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、 (4)工业上主要采用氨氧法生成硝酸,如图2是氨氧化率与氨﹣空气混合气中氨氧比的关系.其中直线表示反应的理论值,曲线表示实际生成情况,当氨氧化率达到100%,理论上γ= ,实际生产要将γ值维护在1.7﹣2.2之间,原因是 . 17、石油和煤都是重要的能源和化工原料,如图1是煤化工产业链的一部分. 试用所学知识,解决下列问题: (1)柴油是由石油加工得到的重要产品,它在燃烧时往往冒黑烟,可能的原因是 。 (2)煤经过干馏可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭等.煤焦油经过 (填加工方法)可得到芳香族化合物. (3)煤的直接液化是煤和适当溶剂混合在高温和 存在下与 作用生成液态燃料的过程. (4)煤和石油等化石燃料燃烧排放的大量二氧化碳会引起全球气候变暖.一种新的处理方法是将二氧化碳气体通入含有长石(地壳中最常见的矿石,含量高达60%)成分的水溶液里,其中一种反应的化学方程式:KAlSi3O8+CO2+2H2O=KHCO3+X↓+3SiO2↓,则X的化学式为 . (5)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理.煤的某种脱硫技术的原理如图2所示: FeS2→Fe2++SO42﹣→Fe3+这种脱硫技术称为微生物脱硫技术.该技术的第一步反应的离子方程式为 ,第二步反应的离子方程式为 . (6)工业上主要采用氨氧化法生产硝酸,如图是氨氧化率与氨﹣﹣空气混合气体中氧氨比的关系.其中直线表示反应的理论值;曲线表示实际生产情况.当氨氧化率达到100%,理论上γ[n(O2)/n(NH3)]= ,实际生产将γ维持在1.7~2.2之间,原因是 . 18、合成气(CO+H2)是一种重要的化工原料,在化工生产中具有十分广泛的用途。其制备及运用的一种工艺流程如图所示(其中X与X′的主要成分类似)。 (1)在合成气冶炼金属铁的流程中,向燃烧室中通入甲烷与氧气的目的是 ____ _________________________________________________________________, 其最佳体积配比V(CH4)∶V(O2)为 。 (2)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)等物质被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效等优良的性能。 ①写出用合成气生产甲醇的化学方程式: _______________________________ _______________________________________________________________。 用该方法合成甲醇的最大优点是 _______________________________________ ____________________。 ②用合成气为原料生产二甲醚,随着原料配比的不同,反应产物不尽相同,但产生的尾气可循环使用,试写出以CO、H2为原料制取二甲醚的两种不同方法的化学方程式: _________________ 、 _____________________ 。 (3)某化工厂试图使用如图所示流程联合生产甲醇、二甲醚、生铁,你认为是否可行?若不可行,请说明理由;若可行,联合生产有什么优点? _________ 。 19、煤和石油等化石燃料对促进经济、社会发展起到了重要的作用,这些燃料合理的综合利用是当前节能减排的要求。请回答下列问题: (1)石油分馏是石油炼制的重要环节,这种操作是在 (填设备名称)内完成的。工业上通常用于分馏石油的方法有常压分馏和 ,分馏的目的是 。 (2)石油不仅是重要的燃料,还是重要化工原料的来源,如利用石油生产乙烯。为了使石油分馏产物进一步生成更多的乙烯、丙烯等短链烃而采取 措施。 (3)目前石油资源逐渐匮乏,人们把目光聚集到储量相对丰富的煤上。煤综合利用的主要方法是 、 和煤的气化,煤气化涉及的化学方程式有: C+O2CO2 2C+O22CO (写出第三个化学方程式)。 20、煤的主要组成元素是碳、氢、氧、硫、氮,还有极少量的磷、砷、锗、镓、铟等元素,燃煤产生CxHy、SO2等大气污染物,煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。回答下列问题: (1)锗是第四周期第ⅣA族元素,其原子结构示意图为_______________________。 (2)利用煤的气化获得的水煤气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。 已知:H2O(l)=H2O(g) △H1=+44.0kJ/mol CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l) △H2=-3.0 kJ/mol CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-58.7 kJ/mol 写出由CO 与 H2制备 CH3OH 气体的热化学方程式___________________________________。 (3)甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC) : 2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH4<0 ①该化学反应的平衡常数表达式为K=_________________________。 ②在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是_____________(填标号)。 A.v正(CH3OH)= 2v逆(H2O) B.容器内气体的密度不变 C.容器内压强不变 D.CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变 ③一定条件下分别向甲、乙丙个恒容密团容器中加入一定量的初始物质发生该反应,各容器中温度、反应物的起始量如下表,反应过程中DMC的物质的量依度随时间变化如下图所示: 容器 甲 乙 丙 容积(L) 0.5 0.5 V 温度(℃) T1 T2 T1 起始量 1molCO2(g)2molCH3OH(g) 1molDMC(g)1mol H2O (g) 2molCO2(g)2molCH3OH(g) 甲容器中,在5-15min中的平均反应速率v(CO2) =_____________。乙容器中,若平衡时n(CO2) =0.2mol,则T1________T2(填“>”“<"或”=”)。甲、丙两容器的反应达平衡时CO2的转化率:甲________丙(填“>”“<"或”=”)。 (4)一定温度下,用水吸收SO2气体时,溶液中水的电离平衡_________移动(填“向左” “向右”或“不”);若得到pH=4的H2SO3溶液,试计算溶液中=____________。SO2可用足量小苏打溶液吸收,反应的离子方程式是_________________________________。(已知该温度下,H2SO3的电离常数:K1=4.5×10-2,K2=2.5×10-7,H2CO3的电离常数K1=8.4×10-7,K2=1.2×10-10) 参考答案 1、答案:B 2、答案:B 诗“凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深”中的“乌金”指的是煤炭,它的主要成分是炭,在燃烧时发出红色的火焰:爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉,答案选D. 3、答案:B. 4、答案: A 石油化学工业的原料是石油和天然气,A不正确;石油催化裂化既能提高汽油的产量又能提高汽油的质量,裂解是深度裂化,以获取化工原料乙烯、丙烯、丁烯为生产目的,B、C正确.烷烃裂解方式主要有两种,即断链和脱氢,可表示为Cm+nH2(m+n)+2―→CnH2n+CmH2m+2,CnH2n+2―→CnH2n+H2,D正确。 5、答案:B 煤的气化是煤与水蒸气反应生成氢气和CO、液化是氢气和CO反应生成甲醇,都是化学变化,B错误。 6、答案:D A项,煤气的主要成分是一氧化碳,A项错误;B项,N2不是温室气体,B项错误;C项,石油是混合物,石油的分馏产物汽油为C5~C11的烃,仍为混合物,C项错误;D项,石油催化裂化是为了提高汽油等轻质油的产量与质量;石油裂解是为了得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃,D项正确。 7、答案:B 煤、石油、天然气是化石能源,能引起严重的空气污染,不是新能源;核能使用不当,会对环境造成严重污染;常见未来新能源有:太阳能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等,这些能源对环境污染小,属于环境友好型能源,故选B。 8、答案:D 分析:化石燃料是指由埋藏在地下的古生物经长期自然演化形成的燃料。主要指煤和石油、天然气等。 详解:天然气、煤、石油是常见的化石燃料,酒精就是乙醇,不是化石燃料,答案选D。 9、答案:B A. 化石燃料属于不可再生能源,故A错误;B. 风能、太阳能对环境无影响,是清洁能源,故B正确;C. 化石燃料燃烧时会产生二氧化硫等污染物,不是清洁能源,故C错误;D.氢气燃烧的产物是水,电解水可以获得氢气,因此 氢能是可再生的清洁能源,故D错误;故选B。 10、答案:D A.风能可以直接从自然界获得并加以利用,属于一次能源,所以A选项是正确的; 生物能是自然界有生命的植物提供的,这些植物以生物质作为介质储存太阳能,属于再生能源,故B正确;C.核能、太阳能、氢能、地热能都是洁净能源,是未来发展的新能源,所以C 正确的;D化石燃料的贮量有限,是不可再生能源,故要节约、高效使用,避免资源枯竭。故D错误。 11、答案:C A.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,有新物质生成,属于化学变化,故A错误; B.煤经过气化生成水煤气,液化生成甲醇,有新物质生成,都属于化学变化,由水煤气加工得到液态烃和甲醇,有新物质生成,属于化学变化,故B错误; C.石油的分馏是控制各物质沸点的不同来实现物质的分离的方法,属于物理变化过程,所以C选项是正确的; D.石油的催裂化和裂解是在一定的条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程,属于化学变化,故D错误。 所以C选项是正确的。 12、答案:A 丙烯能发生加聚反应生成聚丙烯,故A正确;水煤气是通过碳与水蒸气反应得到的CO、H2的混合物,故B错误;甲烷也是重要的化工原料,故C错误;石油裂化得到的汽油是C4~C10烃类的混合物,故D错误。 13、答案:C 14、答案:D 矿物油(汽油、煤油、柴油等)沸点较低,在常压下加热就容易挥发,所以汽油、煤油、柴油主要来自于石油的常压蒸馏。A、都是烃,选项A错误;B. 都为混合物,没有固定沸点,选项B错误;C. 都难溶于水,选项C错误;D. 都不能与氢氧化钠溶液反应,选项D正确。答案选D。 15、答案:D 煤干馏是煤化工的重要过程之一。指煤在隔绝空气条件下加热、分解,生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、焦炉气等产物的过程。但不涉及人造石油,答案选D。 16、答案:(1)直接液化技术;间接液化技术; (2)2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42﹣;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O; (3)焦炉煤气、粗氨水、煤焦油; (4)1.25;O2浓度太少不利于NH3的转化,γ{n(O2)/n(NH3)值为2.2时NH3氧化率已近100%. 解:(1)煤的液化分为直接液化和间接液化,故答案为:直接液化技术;间接液化技术; (2)第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O,生成物有Fe2+和SO42﹣,根据化合价升降总数相等以及原子守恒,反应的离子方程式为:2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42﹣;Fe2+具有还原性,可被氧气氧化为Fe3+,根据化合价升降总数相等以及原子守恒,反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O, 故答案为:2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42﹣;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O; (3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、焦炉煤气、粗氨水、煤焦油;故答案为:焦炉煤气、粗氨水、煤焦油; (4)由氨氧化的化学方程式:4NH3+5O24NO+6H2 O,可知氨氧化率达到100%,理论上γ{n(O2)/n(NH3)}==1.25,O2浓度太少不利于NH3的转化,γ{n(O2)/n(NH3)值为2.2时NH3氧化率已近100%, 故答案为:1.25;O2浓度太少不利于NH3的转化,γ{n(O2)/n(NH3)值为2.2时NH3氧化率已近100%. 17、答案:(1)燃烧时氧气不充足; (2)分馏; (3)催化剂;水; (4)Al(OH)3; (5)2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42﹣;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O; (6)1.25; O2浓度太少不利于NH3的转化,γ{n(O2)/n(NH3)值为2.2时NH3氧化率已近100%. 解:(1)如果燃烧时氧气不充足,会不完全燃烧,有碳颗粒生成,会有黑烟产生,故答案为:燃烧时氧气不充足; (2)从煤焦油中得到芳香族化合物常用分馏的方法制备,故答案为:分馏; (3)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下与H2O作用生成液体燃料的过程,故答案为:催化剂;水; (4)根据化学方程式:KAlSi3O8+CO2+2H2O═KHCO3+X+3SiO2↓和质量守恒定律分析,反应前K:1个,反应后:1个,则x中不含K;反应前Al:1个,反应后应:1个,则x中含有一个Al,依此类推,x中还含有3个O,3个H,则X的化学式为 Al(OH)3,故答案为:Al(OH)3; (5)第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O,生成物有Fe2+和SO42﹣,根据化合价升降总数相等以及原子守恒,反应的离子方程式为:2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42﹣;Fe2+具有还原性,可被氧气氧化为Fe3+,根据化合价升降总数相等以及原子守恒,反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O, 故答案为:2FeS2+7O2+2H2O=4H++2Fe2++4SO42﹣;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O; (6)由氨氧化的化学方程式:4NH3+5O24NO+6H2O,可知氨氧化率达到100%,理论上γ{n(O2)/n(NH3)}==1.25,故答案为:1.25; O2浓度太少不利于NH3的转化,γ{n(O2)/n(NH3)值为2.2时NH3氧化率已近100%,故答案为:O2浓度太少不利于NH3的转化,γ{n(O2)/n(NH3)值为2.2时NH3氧化率已近100%. 18、答案:(1)为还原铁矿石提供热量 1∶2 (2)①CO+2H2CH3OH 原子利用率为100% ②2CO+4H2CH3OCH3+H2O 3CO+3H2CH3OCH3+CO2 (3)可行。优点是原料易得、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用、产品结构多样化(只要答出任意一点答案合理即可) (1)合成气冶炼金属铁的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2和Fe2O3+3H22Fe+3H2O,这两个反应都是在高温或加热条件下进行的,所以应该在燃烧室中通入甲烷与氧气,使它们反应放出的热量为这两个反应提供反应所需的条件。甲烷与氧气完全燃烧放出的热量最多,所以其最佳体积配比即为完全反应时的化学计量数之比。这两个反应得到的高温尾气X的主要成分是CO2和H2O。 (2)①用合成气生产甲醇的化学方程式为CO+2H2CH3OH,该反应为化合反应,反应物中所有的原子都转化为CH3OH,原子利用率为100%,符合绿色化学要求。②因为X与X′的主要成分类似,所以X′的主要成分也为CO2和H2O,即用合成气为原料生产二甲醚时,另一种产物可能是CO2,也可能是H2O,据此可以写出相应的化学方程式。 (3)图中所示流程联合生产甲醇、二甲醚、生铁,理论上都是可行的,而且具有原料易得、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用等优点。 19、答案:(1)分馏塔 减压分馏 获得沸点范围不同的各种馏分 (2)高温裂解 (3)煤的干馏 煤的液化 C+H2OCO+H2 (1)石油分馏是在分馏塔中完成的,分馏的种类有常压分馏和减压分馏。 (2)为了获得化工原料乙烯,往往对石油进行裂解,需要较高的温度(700℃~ 1 000℃),这种反应属于化学反应。 (3)煤的干馏是化学变化,这是煤的综合利用;而煤的气化、液化也是近年来煤综合利用的重要方法。 20、答案: (1). (2). CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-99.7kJ·mol-1 (3). (4). AC (5). 0.05mol·L-l·min-1 (6). > (7). > (8). 向左 (9). 400 (10). HCO3-+SO2=HSO3-+CO2 (1)锗是第四周期第ⅣA族元素,其原子结构示意图为,故答案为:; (2)已知:①H2O(l)=H2O(g) △H1=+44.0kJ/mol,②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l) △H2=-3.0 kJ/mol,③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-58.7 kJ/mol,根据盖斯定律计算③-①-②得到CO 与 H2生成 CH3OH 气体反应的热化学方程式CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-99.7 kJ?mol-1,故答案为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-99.7 kJ?mol-1; (3)2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH4<0。 ①化学平衡常数等于平衡时生成物的浓度幂之积比上反应物浓度幂之积,K=,故答案为:K=; ②A.v正(CH3OH)= 2v逆(H2O),表示正逆反应速率相等,能说明反应达到平衡状态,正确; B.容器的体积不变,气体的质量不变,容器内气体的密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,错误;C.反应恰好气体的物质的量发生变化,容器内压强不变,说明各物质的量不变,能说明反应达到平衡状态,正确; D.CH3OH与CO2的物质的量之比与反应前加入的物质的量有关,平衡时CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比可能保持不变,也可能变化,不能说明反应达到平衡状态,错误;故选AC; ③甲容器中,在5-15min中的平均反应速率v(CO2)= v(DMC) ===0.05 mol·L-l·min-1;根据表格数据,n(CO2)减小,平衡正向移动,因此是降温的结果,因此T1>T2;甲、丙两容器相比,丙中加入了二氧化碳,平衡正向移动,但二氧化碳的转化率降低,即平衡时CO2的转化率:甲>丙,故答案为:0.05mol·L-l·min-1;>;>; (4)二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸电离生成氢离子导致溶液中氢离子浓度增大,从而抑制水电离,即水的电离平衡向逆反应方向移动;===400;根据电离平衡常数可知,亚硫酸氢根离子的酸性小于碳酸,SO2可用足量小苏打溶液吸收,反应生成二氧化碳和亚硫酸氢根离子,反应的离子方程式为HCO3-+SO2=HSO3-+CO2,故答案为:向左;400;HCO3-+SO2=HSO3-+CO2。 查看更多