人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题3 石油、煤和天然气的综合利用课时作业

课时训练11　煤的综合利用　一碳化学

基础夯实

1.煤的综合利用可以获得洁净的燃料和化工原料。下列不属于煤的综合利用的是(　　)

A.煤的干馏 B.煤的液化

C.煤的气化 D.煤的燃烧

解析：煤的干馏、煤的液化、煤的气化都可以获得洁净的燃料及多种化工原料,它们都属于煤的综合利用;而煤的燃烧不属于煤的综合利用。

答案：D

2.从防止环境污染的角度出发,下列最理想的能源应是 (　　)

A.煤 B.氢气 C.天然气 D.煤油

解析：由于煤、石油中含有硫等元素,它们在燃烧过程中产生有毒气体SO2;天然气燃烧时可能产生有毒气体CO,而H2燃烧产物为水,无毒无污染,故选B。

答案：B

3.有关煤的叙述不正确的是(　　)

A.煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源

B.煤的干馏过程属于化学变化

C.煤是由多种有机物组成的混合物

D.煤除了主要含有碳元素外,还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素

解析：煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物,除含有C(主要)元素外,还含有H、N、S、O等元素;将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,叫作煤的干馏,属于化学变化;干馏产物粗苯及煤焦油的主要成分都有芳香烃,所以煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源。

答案：C

4.下列说法中正确的是(　　)

A.煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料,是取之不尽的

B.煤是由无机物和有机物所组成的复杂混合物,主要含有碳和氢两种元素

C.石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素

D.煤和石油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的

解析：煤、石油、天然气三大矿物燃料在地球上的蕴藏量是有限的,不是取之不尽的,A错;煤主要含有碳元素,而不是碳和氢两种元素,B错;C正确;石油是由古代动植物遗体在地壳中经过非常复杂的变化形成的,D不确切。

答案：C

5.下列关于化石燃料的加工说法正确的是(　　)

A.石油裂化主要得到乙烯

B.石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油

C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气

D.煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径

解析：石油裂化的目的是获得更多的液态轻质燃料;石油的分馏是物理变化;用煤制煤气是化学变化。

答案：C

6.煤的干馏和石油的分馏,两种变化在本质上的差别是 (　　)

A.加热的温度不同

B.得到的产品不同

C.前者要隔绝空气,后者不必

D.干馏是化学变化,分馏是物理变化

解析：分馏:用加热蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物,里面无新物质生成,属于物理过程。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热,使煤分解的过程,是化学变化。

答案：D

7.观察图,下列叙述错误的是 (　　)

A.右图实验中发生了化学变化

B.液体X溶液的pH>7,液体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.试管A中产生浓的白烟

解析：煤的干馏是煤在隔绝空气下加强热的过程,它发生了复杂的物理、化学变化;煤的干馏产物有NH3生成,易溶于水而呈碱性,pH>7,同时干馏还生成了煤焦油,它的化学成分主要为芳香族化合物,是难溶于水的黏稠液体;干馏的气体产物中的H2、CO具有还原性,可以还原CuO,气体产物中的C2H4可使溴水褪色。故选项A、B、C均正确,而D错误。

答案：D

8.下列描述不符合节能减排的是(　　)

A.大力发展火力发电,解决电力紧张问题

B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水

C.用石灰水对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏

D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气

解析：火力发电中燃料燃烧过程产生SO2、CO等污染空气,固体炉渣污染环境。

答案：A

9.“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量,烟尘排放量也可减少80%,致癌物苯并[α]芘的排放量也减少,同时节煤20%~30%。“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐。下列物质中适宜于作固硫剂的是(　　)

①氯化钙　②氧化钙　③硫酸钙　④氢氧化钙

A.①② B.②③ C.③④ D.②④

解析：煤燃烧产生SO2,固硫过程是使其生成稳定的硫酸盐,所以固硫剂可选用氧化钙或氢氧化钙。固硫反应为:SO2+CaOCaSO3,2CaSO3+O22CaSO4;Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O,2CaSO3+O22CaSO4。

答案：D

能力提升

10.一碳化学是指以研究分子中只含一个碳原子的化合物[如甲烷(CH4)、CO、CO2、CH3OH等]为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。              (导学号52690093)

(1)煤的气化是获得合成气的一种方法,写出煤气化的主要化学反应方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)天然气的重整的化学反应方程式为　　　　　　　　　。 

(3)科学家提出一种“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为甲醇。其技术流程如下:

①碳酸钾溶液所起的作用是　; 

②写出上述流程中分解池中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　; 

③在合成塔中,若有2.2 kg CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水、甲醇,可放出2 473.5 kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 

④“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的循环利用,上述流程中能体现循环利用的物质有　　　　　　　。 

解析：(3)①吸收池中发生反应K2CO3+CO2+H2O2KHCO3,碳酸钾溶液所起的作用是富集空气中的CO2,为合成甲醇提供CO2。②KHCO3热稳定性差,受热易分解,分解池中发生反应为2KHCO3K2CO3+H2O+CO2↑。③n(CO2)=50 mol,1 mol CO2参与反应放出的热量为:2 473.5 kJ/50=49.47 kJ,合成塔中发生反应的热化学方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.47 kJ·mol-1。

答案：(1)2C+O22CO、C+H2O(g)CO+H2、CO+H2OCO2+H2

(2)CH4+H2OCO+3H2

(3)①富集空气中的CO2,为合成甲醇提供CO2

②2KHCO3K2CO3+H2O+CO2↑

③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.47 kJ·mol-1

④碳酸钾溶液、高温水蒸气

11.乙烯是来自石油的重要化工原料,其产量是衡量一个国家石油化工水平的标志,请回答:              (导学号52690094)

(1)乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,观察到的现象是　　　　　　;其化学反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)此外,乙烯大量用来生产环氧乙烷,生产工艺主要有两种:

工艺一:

CH2CH2+Cl2+Ca(OH)2+CaCl2+H2O

工艺二:

2CH2CH2+O22

根据绿色化学的原则,理想的生产工艺是原子经济性好的反应,工艺二的原子利用率为　　　　。因此,在实际生产中,应采用工艺　　　更环保、更经济。 

解析：(1)乙烯与Br2会发生加成反应,而使溴的四氯化碳溶液褪色,反应方程式为CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br。

(2)工艺二中反应物中的原子全部转化到目标产物中,所以原子利用率为100%,而工艺一中反应物中的原子只有部分转化到目标产物中,所以工艺二比工艺一更经济、更环保。

答案：(1)溶液褪色　CH2CH2+Br2

CH2BrCH2Br

(2)100%　二