PAGEPAGE1第1課時煤、石油和自然氣的綜合利用1．相識煤、石油、自然氣等化石燃料的組成及綜合利用。2．駕馭加聚反應和縮聚反應。以聚乙烯為例，了解高分子材料在生活領域中的應用及對環(huán)境造成的壓力。一、從煤、石油和自然氣中獲得基本化工原料1．煤的綜合利用(1)煤的組成煤是由有機物和少量無機物組成的困難混合物，主要含碳元素，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。(2)煤的綜合利用2．自然氣的綜合利用(1)組成：自然氣的主要成分是甲烷。(2)綜合應用①自然氣是一種清潔的化石燃料，②作為一種化工原料，主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等。3．石油的綜合利用(1)石油的組成石油是由多種碳氫化合物組成的混合物。(2)石油的綜合利用①分餾：利用原油中各組分沸點的不同進行分別的過程。②裂化：將含碳原子數(shù)較多，沸點較高的烴斷裂為碳原子數(shù)較少、沸點較低的烴的過程。③裂解：即深度裂化。④催化重整：石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴。二、以煤、石油和自然氣為原料生產(chǎn)合成材料1．三大合成材料：塑料、合成橡膠、合成纖維。2．實例：制取聚乙烯反應的化學方程式為nCH2===CH2eq\o(――→,\s\up12(催化劑))CH2—CH2。3．四個概念(1)加聚反應：由不飽和的小分子化合物通過加成反應生成高分子化合物的反應稱為加成聚合反應，簡稱加聚反應。(2)單體：聚合成高分子化合物的小分子化合物，聚乙烯的單體為CH2===CH2。(3)鏈節(jié)：高分子化合物中的最小重復結(jié)構(gòu)單元，聚乙烯的鏈節(jié)為—CH2—CH2—。(4)聚合度：高分子化合物中所含鏈節(jié)的數(shù)目，聚乙烯的聚合度為n。1．(2024·浙江卷)下列屬于物理改變的是()A．煤的氣化 B．自然氣的燃燒C．烴的裂解 D．石油的分餾解析：煤的氣化屬于困難的物理化學改變，A錯誤；自然氣的燃燒屬于化學改變，B錯誤；烴的裂解屬于化學改變，C錯誤；石油的分餾屬于物理改變，D正確。答案：D2．(2024·甘肅師大附中期末)下列有關(guān)煤、石油、自然氣等資源的說法正確的是()A．石油裂化得到的汽油是純凈物B．煤的氣化就是將煤在高溫條件由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)是物理改變過程C．自然氣是一種清潔的化石燃料D．煤就是碳，屬于單質(zhì)解析：石油裂化得到的汽油是混合物，A錯誤；煤的氣化是將其轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，屬于化學改變，B錯誤；自然氣燃燒只生成CO2和H2O，是一種清潔的化石燃料，C正確；煤是由有機物和少量無機物組成的困難混合物，其組成以碳元素為主，D錯誤。答案：C3．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)煤、石油、自然氣都是干凈的化石燃料。()(2)汽油、柴油都是混合物。()(3)乙烯、聚乙烯含碳量相同，相同質(zhì)量的乙烯、聚乙烯完全燃燒生成CO2相同。()(4)煤的氣化、液化與水的汽化、液化一樣，均屬于物理改變。()(5)三大合成材料都主要是以煤、石油、自然氣為原料生產(chǎn)的。()答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√化學“三餾”的比較蒸餾分餾干餾原理依據(jù)物質(zhì)沸點的差異，對液態(tài)混合物加熱和冷凝，分別成兩組不同沸點范圍的物質(zhì)依據(jù)物質(zhì)沸點的差異，對液態(tài)混合物不斷地加熱和冷凝，分別成多組不同沸點范圍的物質(zhì)把固態(tài)混合物(如煤、木材)隔絕空氣加強熱使其分解的過程改變類型物理改變物理改變化學改變好用舉例從海水中提取淡水；除去碘的四氯化碳溶液中的四氯化碳將石油(原油)分別為石油氣、汽油、煤油等；將煤焦油分別為苯、二甲苯、甲苯、酚類、萘和瀝青干餾煤、干餾木材常用裝置下圖是試驗室干餾煤的裝置圖：(1)指出圖中儀器的名稱：b________，c________。(2)儀器d的作用是____________________________，c中的液體中無機物有________，可用________檢驗出來。有機物有________，可以通過________的方法使其中的重要成分分別出來。(3)e處點燃的氣體主要成分有________________，火焰顏色是________。(4)反應結(jié)束后b中留有的固體是________。【解析】本題是關(guān)于煤干餾的試驗，依據(jù)煤干餾的主要產(chǎn)品，e處放出的氣體為焦爐氣，c中得到常溫下為液態(tài)的產(chǎn)品應為粗氨水、粗苯和煤焦油，b處得到固體產(chǎn)品焦炭。c中液體無機物為粗氨水，呈堿性，用指示劑酚酞等可以檢驗；有機物有粗苯和煤焦油里的苯、甲苯、二甲苯、酚、萘等的混合物，它們是相互混溶且沸點不同的液體混合物，可用分餾將其分開。焦爐氣的主要成分為H2、CH4、C2H4、CO均為易燃燒氣體，火焰呈淡藍色?！敬鸢浮?1)硬質(zhì)玻璃管U形管(2)對氣體產(chǎn)物進行冷卻，使其液化粗氨水酚酞溶液煤焦油分餾(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO淡藍色(4)焦炭下列過程屬于物理改變的是()A．煤的干餾 B．煤的氣化C．石油分餾 D．石油裂化解析：石油的分餾是通過限制沸點的不同來實現(xiàn)物質(zhì)分別的方法，屬于物理改變，C項符合題意；其他三項改變過程中均有新物質(zhì)生成，為化學改變。答案：C兩組反應類型比較1．加成反應和加聚反應(1)相同點：都是有機物分子中雙鍵(或三鍵)兩端的碳原子與其他的原子或原子團干脆結(jié)合生成新的化合物。(2)不同點：加成反應生成的新化合物是小分子，加聚反應生成的是高分子。舉例：加成反應：2．加聚反應和縮聚反應(1)相同點：均為小分子反應生成高分子化合物。(2)不同點：加聚反應的產(chǎn)物只有高分子化合物；縮聚反應的產(chǎn)物有高分子化合物和小分子。舉例：加聚反應：聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)為，試回答下列問題：(1)聚苯乙烯的鏈節(jié)是________，單體是________，生成該物質(zhì)的反應類型是________。(2)試驗測得某聚乙烯的相對分子質(zhì)量(平均值)為52000，則該高聚物的聚合度n＝________?！窘馕觥?1)把聚苯乙烯結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)看成氫原子，則可知該物質(zhì)是通過加聚反應生成的，單體即為，鏈節(jié)即重復的結(jié)構(gòu)單元為。(2)相對分子質(zhì)量等于52000，則聚合度n＝eq\f(52000,M苯乙烯)＝eq\f(52000,104)＝500?！敬鸢浮?1)加聚反應(2)500(雙選)乙烯和丙烯按物質(zhì)的量之比1∶1聚合成乙丙樹脂，該高聚物的結(jié)構(gòu)簡式是()解析：乙烯(CH2=CH2)和丙烯(CH3—CH=CH2)兩種烯烴雙鍵斷開后的結(jié)構(gòu)為—CH2—CH2—、，兩種不同結(jié)構(gòu)按1∶1聚合成乙丙樹脂時可得到、兩種高聚物，故選A、B項。答案：AB1.(2024·鹽城市期末)下列氣體主要成分是CH4的是()A．水煤氣 B．裂解氣C．焦爐氣 D．自然氣解析：水煤氣是CO和H2的混合氣，A錯誤；裂解氣主要成分是烷烴和烯烴，B錯誤；焦爐氣主要成分是H2、CH4、C2H4、CO等，C錯誤；自然氣主要成分是CH4，D正確。答案：D2．下列說法錯誤的是()A．石油中含有C5～C11的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油B．含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C．煤是由有機物和無機物組成的困難的混合物D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分別出來解析：汽油是C5～C11的烷烴，可以通過石油的分餾得到，也可由C18以上的烷烴經(jīng)過裂化反應得到，A、B項正確；煤是由有機物和無機物所組成的困難混合物，C項正確；煤干餾產(chǎn)物中有苯和甲苯，而煤本身不含有苯和甲苯，D項錯誤。答案：D3．石油煉制過程中，既能提高汽油產(chǎn)量又能提高汽油質(zhì)量的方法是()A．常壓分餾 B．減壓分餾C．裂解 D．催化裂化解析：A項只能對石油初加工，各類烴僅占石油總量的25%左右；B項操作是對重油的加工不會得到汽油；C項所得產(chǎn)物主要是乙烯、丙烯等小分子短鏈化合物；D項主要目的就是對重油加工得到質(zhì)量更高、產(chǎn)量更多的汽油。答案：D4．日常生活中接觸到的材料多為合成材料。下列物質(zhì)中，不屬于合成材料的是()A．塑料 B．棉花C．合成纖維 D．合成橡膠解析：合成材料為人造材料，是用化學方法合成的，A、C、D三項屬于；B項棉花屬于自然材料。答案：B5．下列高分子不能通過加聚反應合成的是()解析：A的單體為CH2=CH2，B的單體為，D的單體為，均含有碳碳雙鍵，通過加聚反應生成高分子化合物；C項是通過和HO—CH2—CH2—OH發(fā)生縮聚反應合成的。答案：C1．下列說法中不正確的是()A．自然氣、沼氣的主要成分是甲烷B．煤礦中的“瓦斯”爆炸是肯定含量的甲烷在空氣中遇明火燃燒所致C．“西氣東輸”中所說的氣是指自然氣D．以液化石油氣作燃料的爐灶改用自然氣作燃料時，應增大空氣的進入量解析：甲烷是自然氣、沼氣、油田氣和煤礦坑道氣的主要成分?！拔鳉鈻|輸”就是將新疆等地的自然氣，輸送到長江三角洲。液化石油氣的主要成分為丙烷，C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up12(點燃))3CO2＋4H2O，CH4＋2O2eq\o(→,\s\up12(點燃))CO2＋2H2O，依據(jù)燃燒方程式知相同體積的丙烷耗氧量大于甲烷，故D錯誤。答案：D2．(2024·福建師大附中期末)下列說法正確的是()A．石油的分餾、裂化、裂解屬于化學改變B．煤的干餾、氣化、液化屬于物理改變C．汽油、煤油、柴油是純凈物D．自然氣、沼氣的主要成分均是甲烷解析：石油的分餾是物理改變，A錯誤；煤的干餾、氣化、液化屬于化學改變，B錯誤；汽油、煤油、柴油是混合物，C錯誤；自然氣、沼氣的主要成分均是甲烷，D正確。答案：D3．下列關(guān)于化石燃料的加工說法正確的是()A．石油裂化主要目的是得到乙烯B．石油分餾是化學改變，可得到汽油、煤油C．煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣D．自然氣是重要的化工原料，經(jīng)物理改變可合成甲醇解析：石油裂化主要目的是獲得更多的液態(tài)輕質(zhì)汽油，A項錯誤；石油分餾屬于物理改變，B項錯誤；自然氣的主要成分是甲烷，由甲烷合成甲醇發(fā)生了化學改變，D項錯誤。答案：C4．下列對乙烯和聚乙烯的描述中不正確的是()A．乙烯是純凈物，常溫下為氣態(tài)，聚乙烯為固態(tài)，是混合物B．乙烯性質(zhì)比聚乙烯活潑，乙烯能發(fā)生加成反應，而聚乙烯不能C．取等質(zhì)量的乙烯和聚乙烯完全燃燒后，生成的CO2和H2O的質(zhì)量分別相等D．取等物質(zhì)的量的乙烯和聚乙烯完全燃燒后，生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量分別相等解析：乙烯：CH2=CH2，聚乙烯：CH2—CH2，乙烯發(fā)生加聚反應生成聚乙烯，雙鍵變?yōu)閱捂I，性質(zhì)變得穩(wěn)定，不再能發(fā)生加成反應，并且聚乙烯為高分子化合物，常溫下為固態(tài)，因為n值不同，所以為混合物，A、B正確；因為乙烯和聚乙烯分子中C、H百分含量相同，相對分子質(zhì)量不同，所以等質(zhì)量的二者分別完全燃燒生成的CO2和H2O的量分別相等，但等物質(zhì)的量的二者燃燒生成的CO2和H2O，聚乙烯比乙烯要多，故C正確，D錯誤。答案：D5．某混合氣體通過溴水，溴水褪色，再通過灼熱的氧化銅，氧化銅由黑色變?yōu)榧t色，再通過無水硫酸銅白色粉末，無水硫酸銅變?yōu)樗{色，再通過澄清的石灰水，石灰水由澄清變渾濁再變澄清，最終剩余氣體在空氣中點燃，火焰呈淡藍色，則混合氣體是()A．水煤氣 B．焦爐氣C．石油液化氣 D．自然氣解析：水煤氣的成分是H2和CO；焦爐氣主要成分是H2、CH4、C2H4、CO等；石油液化氣主要是含4個碳原子以下的烷烴等飽和烴；自然氣的主要成分是CH4。從題給信息分析該混合氣體含有使溴水褪色的氣體，含有還原性氣體，故只有焦爐氣滿意條件，選B項。答案：B6．某高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡式為，下列有關(guān)敘述正確的是()A．其單體是CH2=CH2和HCOOC2H5B．其鏈節(jié)是CH3CH2—COOC2H5C．它是縮聚反應產(chǎn)物D．其單體是CH2=CH—COOC2H5解析：是加聚反應的產(chǎn)物，其單體是CH2=CH—COOC2H5，其鏈節(jié)為，故選D項。答案：D7．某同學設計了如下圖所示裝置進行石油蒸餾的試驗，回答下列問題：(1)指出試驗裝置中儀器A、B、C、D的名稱：A________，B________，C________，D________。(2)指出該同學所設計的試驗裝置中存在的錯誤，并賜予改正。(3)試驗裝置改正后，應如何檢查氣密性？解析：(1)各儀器名稱依次為：蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管(或尾接管)、錐形瓶。(2)蒸餾試驗要用蒸餾燒瓶，且溫度計水銀球置于支管口處，為了測蒸氣的溫度。蒸氣出來后需用冷凝管冷卻，冷卻水的方向與蒸氣方向相反，即采納“逆流”原理，這樣冷卻效果會很好，故該裝置此處錯誤。(3)整套裝置檢查其氣密性用微熱法。要點為：封閉體系→加熱→氣泡→停止加熱→倒吸穩(wěn)定水柱→氣密性好。答案：(1)蒸餾燒瓶冷凝管牛角管(或尾接管)錐形瓶(2)錯誤：冷凝水水流方向錯誤。改正：冷凝水應下口進，上口出。(3)連接好裝置后，將尾接管換成導管，并將導管下端浸沒在水中，對燒瓶加熱，看到導管口有氣泡冒出，冷卻后，導管內(nèi)倒吸一段水柱，水柱高度保持不變，證明裝置氣密性好。8．(2024·云南民族高校附中期中)Ⅰ.現(xiàn)代以石油化工為基礎的三大合成材料除塑料外，還有________、________。Ⅱ.了解一些用藥常識，有利于自我保健。(1)藥品常用淀粉作黏合劑，淀粉水解的最終產(chǎn)物是________。(2)現(xiàn)有下列藥物：青霉素、阿司匹林、麻黃堿、抗酸藥(有效成分為碳酸鎂)。①其中屬于解熱鎮(zhèn)痛藥物的是_______，青霉素的作用_______。②碳酸鎂可治療胃酸過多的原理是(用離子方程式表示)________________。解析：Ⅰ.現(xiàn)代以石油化工為基礎的三大合成材料除塑料外，還有合成纖維和合成橡膠。Ⅱ.(1)淀粉屬于多糖，淀粉水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖，淀粉水解的化學方程式為(2)青霉素是消炎藥；阿司匹林具有解熱鎮(zhèn)痛作用，用于治感冒；麻黃堿具有止咳平喘作用，用于治療支氣管哮喘、鼻黏膜充血引起的鼻塞等；抗酸藥用于治療胃痛，能中和胃里過多的鹽酸，緩解胃部不適。①屬于解熱鎮(zhèn)痛藥的是阿司匹林。青霉素的作用是抗菌消炎。②MgCO3與胃里過多的HCl反應的離子方程式為MgCO3＋2H＋=Mg2＋＋CO2↑＋H2O。答案：Ⅰ.(1)合成纖維合成橡膠Ⅱ.(1)葡萄糖(2)①阿司匹林抗菌消炎②MgCO3＋2H＋=Mg2＋＋CO2↑＋H2O1．下圖是石油分餾塔的示意圖，a、b、c三種餾分中()A．a(chǎn)的沸點最高B．b的熔點最低C．c的平均相對分子質(zhì)量最大D．每一種餾分都是純凈物解析：由題圖可知，a先分餾出來，c最終分餾出來，故熔沸點凹凸依次為a<b<c，熔沸點越高，烴中含碳原子數(shù)越多，相對分子質(zhì)量越大，故c的平均相對分子質(zhì)量最大；分餾得到的每一種餾分均為混合物，A、B、D三項錯誤，只有C項正確。答案：C2．對圖示中的改變敘述錯誤的是()A．圖示試驗中發(fā)生了化學改變B．液體X溶液的pH>7，液體Y是一種黑色黏稠狀液體C．氣體Z易燃，可還原CuO，也可使溴水褪色D．試管A中產(chǎn)生濃的白煙解析：本題考查煤的干餾試驗，干餾產(chǎn)物有固態(tài)的焦炭；液態(tài)的氨氣、水等無機物和煤焦油等難溶于水的有機物；氣態(tài)的H2、CO、C2H4、CH4。煤的干餾是化學改變，A正確；液體X為氨水呈堿性pH>7，液體Y為煤焦油是黏稠液體，B正確；氣體H2、CO均易燃，可還原CuO，C2H4能使溴水褪色，C正確；試管A中產(chǎn)生黃色的煙，D錯誤。答案：D3．下列對合成材料的相識不正確的是()A．有機高分子化合物稱為聚合物或高聚物，是因為它們大部分是由小分子通過聚合反應而制得的C．聚乙烯(CH2—CH2)是由乙烯加聚生成的純凈物D．高分子材料可分為自然高分子材料和合成高分子材料兩大類解析：聚乙烯是混合物，C項錯誤。答案：C4．某高分子化合物含有如下結(jié)構(gòu)片段，對此結(jié)構(gòu)的分析中正確的是()A．它是縮聚反應的產(chǎn)物B．合成它的小分子是CH3OHC．合成它的小分子是CH3CH2COOCH3D．合成它的小分子是CH2=CHCOOCH3解析：由高分子結(jié)構(gòu)片段知鏈節(jié)為，單體為，由該單體反應生成高聚物的反應為加聚反應(類似乙烯)。答案：D5．(2024·襄陽市期末)下圖是丁烷(C4H10)裂解的試驗流程。連接好裝置后，需進行的試驗操作有：①檢查整套裝置的氣密性；②排出裝置中的空氣；③給D、G裝置加熱等。G后面裝置以及鐵架臺等已省略；CuO能將烴氧化成CO2和H2O。請回答下列問題：(1)丁烷裂解的可能方程式為C4H10eq\o(→,\s\up12(催化劑),\s\do15(△))CH4＋C3H6，__________________。(2)寫出甲烷與氧化銅反應的化學方程式__________________。(3)若對反應后E裝置中的混合物(溴水足量)，再按以下流程試驗：①分別操作Ⅰ和Ⅱ的名稱分別是________、________(填字母)。a．蒸發(fā)b．過濾c．分液d．蒸餾②Na2SO3溶液的作用是(用離子方程式表示)________________。③已知A的碳原子數(shù)大于B的碳原子數(shù)，請寫出B的名稱____________。(4)假定丁烷完全裂解，流經(jīng)D、G裝置中的氣體能完全反應。當(E＋F)裝置的總質(zhì)量比反應前增加了0.49g，