第2节 从化石燃料中获取有机化合物
第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料
［核心素养发展目标］ 1.了解天然气、石油和煤是重要的化石燃料，认识有机化合物在能源领域的应用价值。认识煤直接燃烧带来的环境问题，培养保护环境的“社会责任”。2.了解石油分馏的原理及主要产品，认识石油对生产、生活的重大贡献，培养节约资源、可持续发展的科学态度。
一、天然气和煤直接用作燃料
1.化石燃料
天然气、石油和煤不仅是重要的 ，而且是重要的 ，属于 能源。石油和煤分别被誉为“工业的血液”和“工业的粮食”。天然气、石油和煤的主要成分都是有机化合物。
2.天然气和煤直接用作燃料
(1)天然气、可燃冰的主要成分为 ，甲烷是一种 、密度比空气 、 溶于水的气体，是一种高效、低耗、洁净的气体燃料。甲烷燃烧的化学方程式：
。
特别提醒 (1)甲烷具有可燃性，在实验室中，点燃甲烷等可燃性气体前一定要检验纯度。
(2)甲烷的验纯方法
用排水集气法收集一小试管甲烷，用拇指堵住试管口，靠近火焰，移开拇指。若听到尖锐的爆鸣声，说明气体不纯；若听到“噗”的声响，说明气体纯净。
(2)煤
①煤的组成：煤是由 和 组成的复杂混合物。其中，有机化合物除含有 元素外，还含有少量的 等元素；无机物主要含硅、铝、钙、铁等元素。
②直接烧煤的危害：直接烧煤会产生大量的大气污染物，如 、 、烟尘等，因此要对煤进行综合利用。
1.判断正误
(1)天然气是一种可再生能源( )
(2)天然气是一种清洁能源，使用时对环境不会带来任何危害( )
(3)甲烷和氢气都是可燃性气体，在点燃前都要检验纯度( )
(4)煤是化石燃料，其成分为无机物( )
(5)煤燃烧会造成大气污染，因此在能源领域，煤没有任何社会价值( )
2.我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中不能促进碳中和的是( )
A.推广氢燃料电池汽车
B.开发风能、太阳能等新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇(CH3OH)
3.为了更好地解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率，另一方面寻找新能源，以下做法可以提高燃料的燃烧效率的是( )
A.将煤转化成煤气或转化为液体甲醇
B.将煤脱硫后燃烧
C.通入适量的空气
D.将煤通过高温转化为煤焦油来燃烧
4.将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是( )
①使煤充分燃烧，提高煤的利用率 ②减少SO2的产生，避免造成“酸雨” ③减少有毒的CO产生，避免污染空气 ④减少CO2的产生，避免“温室效应”
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②③④
二、从石油中获取燃料
1.石油的组成
石油是由分子含有不同数目碳原子的 、 等组成的复杂混合物，主要有 两种元素。
2.石油的炼制——分馏和裂化
项目 分馏 裂化
原理 通过加热和冷凝的方法把石油分离成 的产物 在加热、使用催化剂条件下，把相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量 、沸点 的烃
目的 将原油分离成 的产物 提高 的产量和质量
主要变化类型 变化 变化
主要产物 石油气、 、 、柴油、重油等 等轻质燃油
思考1 下图是石油分馏产物及其主要用途的图示，仔细分析图示完成下列问题：
(1)比较汽油、煤油、柴油及润滑油的沸点高低。
(2)石油通过分馏、裂化后得到的产物是纯净物吗？
书写下列变化的化学方程式：
(1)十六烷(C16H34)在加热和催化剂条件下裂化生成辛烷(C8H18)和辛烯(C8H16)：
。
(2)汽油(主要成分为辛烷C8H18)的燃烧： 。
思考2 (1)天然气的主要成分为CH4，液化石油气的主要成分为C3H8、C4H10等，试通过方程式分析，使用天然气的煤气灶能否适用于液化石油气？若不能，则如何改进？
(2)试写出烃燃烧的通式，分析等物质的量的烃燃烧时耗氧量和烃中碳、氢原子的关系。
3.仪器设备
工业上，石油的分馏在分馏塔里进行。实验室中，石油的分馏可用蒸馏装置(如图所示)进行。
主要仪器有 、 、酒精灯、锥形瓶、牛角管、 、铁架台(带铁圈、铁夹)、石棉网等。
注意 ①温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处。②为了防止暴沸，应在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石。③冷凝管中冷凝水的流向是“低进高出”。④蒸馏烧瓶中的液体体积不超过其容积的，加热时应垫石棉网。
1.判断正误
(1)石油是由烷烃、环烷烃等组成的复杂混合物( )
(2)石油主要含有碳、氢两种元素( )
(3)石油分馏的各馏分均为纯净物( )
(4)石油裂化的目的是获取相对分子质量较小、沸点较低的气态烃( )
(5)石油的裂化和分馏一样，也为物理变化( )
2.下列关于石油及石油炼制的叙述中，错误的是( )
A.通过石油的催化裂化可以得到较多的轻质油
B.含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到煤油和柴油
C.煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
D.石油分馏是物理变化，分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物
3.现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种有机化合物。相同质量的以上物质，在标准状况下体积最大的是 ，完全燃烧时消耗O2的量最多的是 ，生成CO2的量最多的是 ，生成H2O的量最多的是 ；同状况、同体积的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 。
分子式为CxHy的烃燃烧情况分析
(1)比较两种物质的量相等的烃的燃烧情况，x+值越大，耗O2量越多；x值越大，生成CO2越多，y值越大，生成H2O越多。
(2)比较两种质量相等的烃的燃烧情况，分析，值越大，耗O2越多，生成的H2O越多，生成的CO2越少。
答案精析
一、
1.化石燃料 化工原料 不可再生
2.(1)甲烷 无色无味 小 难 CH4+2O2CO2+2H2O
(2)①有机化合物 无机物 碳、氢 氧、氮、硫 ②硫的氧化物 氮的氧化物
应用体验
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2.C ［推广氢燃料电池汽车，减少CO2的排放，有利于实现“碳中和”，故A不符合题意；开发风能、太阳能等新能源可以减少二氧化碳的排放，故B不符合题意；通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放，达不到碳中和的目的，故C符合题意；研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放，达到碳中和的目的，故D不符合题意。］
3.A ［A对，将煤气化与液化，能增大其与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率；B错，将煤脱硫后燃烧可减少二氧化硫的排放，但不能提高燃烧效率；C错，通入过量的空气，会带走热量，使燃烧效率降低；D错，将煤通过高温转化为煤焦油，既浪费了资源，又不能提高燃烧效率。］
4.A ［煤中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，直接燃烧时燃烧不充分会造成资源浪费，还会产生SO2、CO、氮氧化物等有毒气体污染环境，但将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，就会减少SO2的产生，减少CO的产生，使煤燃烧充分。］
二、
1.烷烃 环烷烃 碳、氢
2.沸点范围不同 较小 较低 沸点范围不同 轻质液体燃料 物理 化学 汽油 煤油 汽油
思考1 (1)沸点逐渐升高。
(2)不是，石油通过分馏、裂化得到的产物是多种烃的混合物而不是单一的纯净物。
(1)C16H34C8H18+C8H16 (2)2C8H18+25O216CO2+18H2O
思考2 (1)CH4+2O2CO2+2H2O；
C3H8+5O23CO2+4H2O；
2C4H10+13O28CO2+10H2O。
由方程式可知，通入等体积的天然气和液化石油气，液化石油气消耗的氧气更多，如直接使用，则液化石油气燃烧不充分，会产生CO等有害物质。若将天然气改用液化石油气，可以减小液化石油气进气量，或增大空气的进气量。
(2)CxHy+(x+)O2xCO2+H2O，由化学方程式可知，当烃的物质的量一定时，烃燃烧时的耗氧量和分子中碳和氢原子都有关系，1 mol的烃消耗氧气的量为(x+) mol，因此碳和氢原子越多，则耗氧量越大。
3.蒸馏烧瓶 冷凝管 温度计
应用体验
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)×
2.B ［煤油和柴油是石油的常压分馏产物，含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到润滑油、石蜡油等，B错误。］
3.CH4 CH4 C3H4 CH4 C3H6
解析 相同质量的烃(CxHy)完全燃烧时，耗氧量由决定，值越大，耗氧量越大，且生成H2O的量越多，生成CO2的量越少；相同物质的量的烃完全燃烧时，耗氧量由(x+)决定，同碳(x)看氢(y)，同氢(y)看碳(x)，1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相同。(共69张PPT)
第3章 第2节
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从天然气、石油和煤中获取燃料
第1课时
核心素养
发展目标
1.了解天然气、石油和煤是重要的化石燃料，认识有机化合物在能源领域的应用价值。认识煤直接燃烧带来的环境问题，培养保护环境的“社会责任”。
2.了解石油分馏的原理及主要产品，认识石油对生产、生活的重大贡献，培养节约资源、可持续发展的科学态度。
内容索引
一、天然气和煤直接用作燃料
二、从石油中获取燃料
课时对点练
天然气和煤直接用作燃料
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一
一、天然气和煤直接用作燃料
1.化石燃料
天然气、石油和煤不仅是重要的_________，而且是重要的_________，属于_________能源。石油和煤分别被誉为“工业的血液”和“工业的粮食”。天然气、石油和煤的主要成分都是有机化合物。
2.天然气和煤直接用作燃料
(1)天然气、可燃冰的主要成分为_____，甲烷是一种_________、密度比空气___、___溶于水的气体，是一种高效、低耗、洁净的气体燃料。甲烷燃烧的化学方程式：_______________________。
化石燃料
化工原料
不可再生
甲烷
无色无味
小
难
CH4+2O2 CO2+2H2O
特别提醒 (1)甲烷具有可燃性，在实验室中，点燃甲烷等可燃性气体前一定要检验纯度。
(2)甲烷的验纯方法
用排水集气法收集一小试管甲烷，用拇指堵住试管口，靠近火焰，移开拇指。若听到尖锐的爆鸣声，说明气体不纯；若听到“噗”的声响，说明气体纯净。
(2)煤
①煤的组成：煤是由___________和_______组成的复杂混合物。其中，有机化合物除含有_______元素外，还含有少量的___________等元素；无机物主要含硅、铝、钙、铁等元素。
②直接烧煤的危害：直接烧煤会产生大量的大气污染物，如__________、___________、烟尘等，因此要对煤进行综合利用。
有机化合物
无机物
碳、氢
氧、氮、硫
硫的氧化物
氮的氧化物
(2)天然气是一种清洁能源，使用时对环境不会带来任何危害
1.判断正误
(1)天然气是一种可再生能源
×
×
提示 天然气是化石能源，不可再生。
提示 天然气是一种优良的气体燃料，但燃烧产生大量CO2，会导致温室效应。
(3)甲烷和氢气都是可燃性气体，在点燃前都要检验纯度
(4)煤是化石燃料，其成分为无机物
√
×
(5)煤燃烧会造成大气污染，因此在能源领域，煤没有任何社会价值
提示 煤是由有机化合物和无机物组成的复杂混合物。
提示 煤被誉为“工业的粮食”，在国民经济中占重要地位，可综合利用，减少煤燃烧的污染。
×
2.我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中不能促进碳中和的是
A.推广氢燃料电池汽车
B.开发风能、太阳能等新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇(CH3OH)
√
推广氢燃料电池汽车，减少CO2的排放，有利于实现“碳中和”，故A不符合题意；
开发风能、太阳能等新能源可以减少二氧化碳的排放，故B不符合题意；
通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放，达不到碳中和的目的，故C符合题意；
研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放，达到碳中和的目的，故D不符合题意。
3.为了更好地解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率，另一方面寻找新能源，以下做法可以提高燃料的燃烧效率的是
A.将煤转化成煤气或转化为液体甲醇
B.将煤脱硫后燃烧
C.通入过量的空气
D.将煤通过高温转化为煤焦油来燃烧
√
A对，将煤气化与液化，能增大其与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率；
B错，将煤脱硫后燃烧可减少二氧化硫的排放，但不能提高燃烧效率；C错，通入过量的空气，会带走热量，使燃烧效率降低；
D错，将煤通过高温转化为煤焦油，既浪费了资源，又不能提高燃烧效率。
4.将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是
①使煤充分燃烧，提高煤的利用率 ②减少SO2的产生，避免造成“酸雨” ③减少有毒的CO产生，避免污染空气 ④减少CO2的产生，避免“温室效应”
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②③④
√
煤中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，直接燃烧时燃烧不充分会造成资源浪费，还会产生SO2、CO、氮氧化物等有毒气体污染环境，但将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，就会减少SO2的
产生，减少CO的产生，使煤燃烧充分。
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从石油中获取燃料
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二
二、从石油中获取燃料
1.石油的组成
石油是由分子含有不同数目碳原子的_____、_______等组成的复杂混合物，主要有_______两种元素。
烷烃
环烷烃
碳、氢
2.石油的炼制——分馏和裂化
项目 分馏 裂化
原理 通过加热和冷凝的方法把石油分离成______________的产物 在加热、使用催化剂条件下，把相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量_____、沸点_____的烃
目的 将原油分离成_____________的产物 提高_____________的产量和质量
沸点范围不同
沸点范围不同
较小
较低
轻质液体燃料
项目 分馏 裂化
主要变化类型 _____变化 _____变化
主要产物 石油气、______、_____、柴油、重油等 ______等轻质燃油
物理
化学
汽油
煤油
汽油
右图是石油分馏产物及其主要用途的图示，仔细分析图示完成下列问题：
(1)比较汽油、煤油、柴油及润滑油的沸点高低。
提示 沸点逐渐升高。
(2)石油通过分馏、裂化后得到的产物是纯净物吗？
提示 不是，石油通过分馏、裂化得到的产物是多种烃的混合物而不是单一的纯净物。
书写下列变化的化学方程式：
(1)十六烷(C16H34)在加热和催化剂条件下裂化生成辛烷(C8H18)和辛烯
(C8H16)：_________________________。
(2)汽油(主要成分为辛烷C8H18)的燃烧：____________________________。
C16H34 C8H18+C8H16
2C8H18+25O2 16CO2+18H2O
(1)天然气的主要成分为CH4，液化石油气的主要成分为C3H8、C4H10等，试通过方程式分析，使用天然气的煤气灶能否适用于液化石油气？若不能，则如何改进？
提示 CH4+2O2 CO2+2H2O；
C3H8+5O2 3CO2+4H2O；
2C4H10+13O2 8CO2+10H2O。
由方程式可知，通入等体积的天然气和液化石油气，液化石油气消耗的氧气更多，如直接使用，则液化石油气燃烧不充分，会产生CO等有害物质。若将天然气改用液化石油气，可以减小液化石油气进气量，或增大空气的进气量。
(2)试写出烃燃烧的通式，分析等物质的量的烃燃烧时耗氧量和烃中碳、氢原子的关系。
提示 CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O，由化学方程式可知，当烃的物
质的量一定时，烃燃烧时的耗氧量和分子中碳和氢原子都有关系，1 mol
的烃消耗氧气的量为(x+) mol，因此碳和氢原子越多，则耗氧量越大。
3.仪器设备
工业上，石油的分馏在分馏塔里进行。实验室中，石油的分馏可用蒸馏装置(如图所示)进行。
主要仪器有_________、_______、酒精灯、锥形瓶、牛角管、_______、铁架台(带铁圈、铁夹)、石棉网等。
蒸馏烧瓶
冷凝管
温度计
注意 ①温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处。②为了防止暴沸，应在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石。③冷凝管中冷凝水的流向是
“低进高出”。④蒸馏烧瓶中的液体体积不超过其容积的，加热时应垫石棉网。
1.判断正误
(1)石油是由烷烃、环烷烃等组成的复杂混合物
(2)石油主要含有碳、氢两种元素
(3)石油分馏的各馏分均为纯净物
×
√
提示 石油分馏的各馏分为沸点范围不同的产物，各馏分仍然是混合物。
√
提示 石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量。
(4)石油裂化的目的是获取相对分子质量较小、沸点较低的气态烃
×
(5)石油的裂化和分馏一样，也为物理变化
提示 石油的裂化是化学变化。
×
2.下列关于石油及石油炼制的叙述中，错误的是
A.通过石油的催化裂化可以得到较多的轻质油
B.含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到煤油和柴油
C.煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
D.石油分馏是物理变化，分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物
√
煤油和柴油是石油的常压分馏产物，含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到润滑油、石蜡油等，B错误。
3.现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种有机化合物。相同质量的以上物质，在标准状况下体积最大的是 ，完全燃烧时消耗O2的量最多的是 ，生成CO2的量最多的是 ，生成H2O的量最多的是 ；同状况、同体积的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 。
CH4
CH4
C3H4
CH4
C3H6
相同质量的烃(CxHy)完全燃烧时，耗氧量由值越大，耗氧量
越大，且生成H2O的量越多，生成CO2的量越少；相同物质的量的烃完
全燃烧时，耗氧量由(x+)决定，同碳(x)看氢(y)，同氢(y)看碳(x)，1个
碳原子与4个氢原子的耗氧量相同。
归纳总结
分子式为CxHy的烃燃烧情况分析
(1)比较两种物质的量相等的烃的燃烧情况，x+值越大，耗O2量越
多；x值越大，生成CO2越多，y值越大，生成H2O越多。
(2)比较两种质量相等的烃的燃烧情况，分析，值越大，耗O2越多，
生成的H2O越多，生成的CO2越少。
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课时对点练
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D B B C D C B A
题号 9 10 11 12
答案 C D D A
对一对
答案
(1)天然气 温室效应 酸雨
(2)①分馏 ②裂化
(3)C4H10 C4H10C2H4+C2H6
(4)C+H2O(g) CO+H2 1∶2
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Ⅰ.AC
Ⅱ.(1)验纯
(2)火焰被吸入漏斗内，干燥管中蘸有无水CuSO4的棉花慢慢变蓝，洗气瓶中澄清石灰水逐渐变浑浊
(3)不能验证是否产生水蒸气
(4)B
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(1)72 g·mol-1
(2)C5H12
(3)
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题组一 化石燃料
1.下列说法不正确的是
A.天然气、沼气的主要成分是甲烷
B.煤矿中的“瓦斯”爆炸是一定含量的甲烷在空气中遇明火燃烧所致
C.“西气东输”中所说的气是指天然气
D.以液化石油气做燃料的炉灶改用天然气做燃料时，应增大空气的进入量
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甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分；“西气东输”就是将新疆等地的天然气，输送到长江三角洲；液化石油气的主要成分为丙烷，C3H8+5O2 3CO2+4H2O，CH4+2O2 CO2+2H2O，根据燃烧方程式知相同体积的丙烷耗氧量大于甲烷，故D项错误。
答案
2.化石燃料对人类社会的发展具有十分重要的作用。下列说法正确的是
A.化石燃料十分重要，要尽可能多地开发利用
B.可燃冰的主要成分是甲烷的水合物
C.煤转化为气体燃料可减少二氧化碳的排放，避免出现温室效应
D.天然气是重要的化工原料，经物理变化可合成
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化石燃料是不可再生资源，要尽可能多地开发利用新能源代替化石燃料，故A错误；
可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，主要成分是甲烷的水合物，故B正确；
将煤转化为气体燃料，可提高能源利用率，但不能减少二氧化碳的排放，故C错误。
题组二 石油的分馏和裂化
3.石油被称为“工业的血液”，石油的加工以及综合利用具有非常重要的意义。下列说法不正确的是
A.石油是多种烃的混合物
B.石油的炼制过程都是化学变化的过程
C.石油中大部分是液态烃，其中溶有气态烃和固态烃
D.石油的裂化说明烃在加热条件下是可以分解的
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石油的分馏属于物理变化，B项错误。
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4.下列有关石油的说法正确的是
①石油裂化得到的汽油可与溴水反应
②石油的分馏是化学变化
③石油的分馏实验中，温度计的水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度
④石油分馏得到的汽油仍是混合物
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
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答案
石油的分馏是物理变化，②错误；石油的分馏实验中，温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，以测量蒸气的温度，③错误。
5.(2023·上海浦东新区高一检测)石油化工是国民经济重要支柱之一，下列有关石油化工的叙述不正确的是
A.石油属于不可再生能源
B.石油的裂化是化学变化
C.石油分馏原理是利用各组分的沸点不同
D.石油分馏产品包括汽油、沥青、焦炭等
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石油是化石燃料，属于不可再生能源，故A正确；
石油的裂化过程中有新物质生成，是化学变化，故B正确；
石油分馏产品包括汽油、煤油、柴油、沥青等，不包括焦炭，故D错误。
答案
题组三 化石燃料燃烧与环境污染
6.(2023·宿州高一检测)下列不属于化石燃料燃烧造成的环境污染的是
A.酸雨 B.温室效应
C.白色污染 D.大气污染
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7.下列说法不正确的是
A.采用原煤脱硫技术，可减少燃煤燃烧时产生的SO2
B.从保护环境的角度看，燃烧天然气比H2好
C.氮氧化物可以破坏臭氧层，也能形成酸雨
D.化石燃料燃烧产生大量CO2，会导致温室效应
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答案
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8.化学与工农业生产、日常生活密切相关。下列做法不符合低碳与环保要求的是
A.加快煤、石油、天然气的开采与使用，提高人们的生活质量
B.农业生产中使用易降解的生物农药
C.居民楼及民房外墙采用保温材料
D.工业生产中使用新技术，提高燃料的利用率
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大量开采和使用化石燃料，会排放大量CO2，A项符合题意；
易降解的生物农药残留物易转化为可溶、可降解的小分子，对环境的污染很小，外墙采用保温材料可减少取暖和降温对物质和能量的消耗，燃料利用率提高可以减少CO2的排放，B、C、D项不符合题意。
答案
9.为缓解能源紧张，许多省市开始推广使用车用乙醇汽油，所谓乙醇汽油就是在汽油中加入适量的乙醇混合而成的一种燃料，下列说法正确的是
A.乙醇汽油是纯净物，汽油是混合物
B.推广使用乙醇汽油是为了减少温室气体排放
C.推广使用乙醇汽油是为了减少化石燃料的消耗
D.用粮食生产乙醇是开发新能源的发展方向
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乙醇汽油、汽油都是混合物，故A错误；
乙醇燃烧产生CO2，不能减少温室气体排放，故B错误；
用植物的秸秆生产乙醇是新能源的发展方向，用粮食会造成巨大浪费，故D错误。
10.实验室分馏石油的装置如图所示，下列说法正确的是
A.仪器W的名称：圆底烧瓶
B.碎瓷片的作用：催化剂
C.冷却水的流向：X进水，Y出水
D.收集到的60~150 ℃的馏分为混合物
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A错，仪器W的名称是蒸馏烧瓶；
B错，碎瓷片的作用是防止暴沸，不是催化剂；
C错，冷凝管中冷却水从下口通入，从上口流出，故X是出水口，Y是进水口；
D对，石油分馏得到的产物仍是混合物。
11.下列说法正确的是
A.石油裂化的主要目的是得到乙烯
B.通过石油的分馏可以提高汽油的产量
C.石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料
D.分馏获得的汽油中的主要成分是饱和烃，裂化获得的汽油中含有不饱
和烃
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石油分馏主要得到汽油、煤油等，而不是乙烯、丙烯等，故C项错误。
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12.0.1 L某气态烃完全燃烧，在相同条件下测得生成0.1 L CO2和0.2 L 水蒸气，且标准状况下其密度为0.717 g·L-1，则该烃的分子式是
A.CH4 B.C2H4
C.C2H2 D.C3H6
答案
√
0.1 L某气态烃完全燃烧，在相同条件下测得生成0.1 L CO2和0.2 L水蒸气，说明气态烃分子中C、H原子个数比为1∶4，且标准状况下气态烃的密度为0.717 g·L-1，可确定气态烃的摩尔质量为0.717 g·L-1×
22.4 L·mol-1≈16 g·mol-1，因此该烃是甲烷，其分子式是CH4。
13.迄今为止，化石燃料仍是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料。
(1)化石燃料包括煤、石油和 。化石燃料燃烧时容易引起的环境问题是 、 等，解决这些问题是现今面临的重要挑战。
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天然气
温室效应
酸雨
(2)请将对化石燃料进行综合利用的方法名称填入下表。
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序号 原料 产品 方法
① 原油 汽油
② 重油 煤油
分馏
裂化
①石油通过分馏得到汽油；②重油通过裂化可以得到煤油。
(3)由辛烷可制得一系列产品：C8H18 C4H8+X，则X是 ；X在催化剂、加热、加压的条件下可生成乙烯和乙烷，该反应的化学方
程式是__________________________。
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答案
C4H10
C4H10 C2H4+C2H6
根据原子守恒可知X的化学式是C4H10；X在催化剂、加热、加压的条件下可生成乙烯和乙烷，该反应的化学方程式是C4H10 C2H4+C2H6。
(4)碳与水蒸气反应生成水煤气(CO和H2)，反应的化学方程式是_________
____________；在此基础上，由水煤气可进一步合成甲醇(CH3OH)，则合成甲醇所需的CO和H2的体积比是 。
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答案
C+H2O(g)
CO+H2
1∶2
碳与水蒸气反应生成水煤气(CO和H2)，反应的化学方程式是C+H2O(g)
CO+H2；在此基础上，由水煤气可进一步合成甲醇(CH3OH)，反应的化学方程式为CO+2H2 CH3OH，则合成甲醇所需的CO和H2的体积比是1∶2。
14.“可燃冰”，学名天然气水合物，其化学式为CH4·nH2O，“可燃冰”是未来洁净的新能源。
Ⅰ.下列关于“可燃冰”的说法，正确的是 (填字母)。
A.“可燃冰”中含有甲烷
B.“可燃冰”能燃烧，所以水也能燃烧
C.“可燃冰”燃烧后几乎不产生任何残渣或废弃物
D.“可燃冰”就是天然气冷却后得到的固体
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答案
AC
Ⅱ.为了验证可燃冰中甲烷的燃烧产物，研究人员设计了简单的甲烷燃烧实验(如图所示)：
根据实验装置完成下列实验步骤和现象：
(1)点燃甲烷前必须进行的实验步骤是______。
(2)开启水龙头(未画出)抽气后，在漏斗下方点燃甲烷，可观察到的现象是_____________________________________________________________
_________________________。
(3)如果将B、C两个装置的位置交换，会对实验结论产生什么影响？________________________。
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答案
验纯
不能验证是否产生水蒸气
瓶中澄清石灰水逐渐变浑浊
火焰被吸入漏斗内，干燥管中蘸有无水CuSO4的棉花慢慢变蓝，洗气
(4)以甲烷为代表的烷烃都具有可燃性，下列有关烷烃燃烧的说法正确的是 (填字母)。
A.等物质的量的CH4和C3H8完全燃烧，CH4的耗氧高
B.等质量的CH4比C3H8完全燃烧时的耗氧高
C.CH4完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量之比为2∶1
D.完全燃烧生成CO2和H2O物质的量之比为1∶2的有机物一定为CH4
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答案
B
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据烃燃烧通式CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O，1 mol CH4和C3H8分别
完全燃烧消耗氧气为2 mol和5 mol，16 g CH4消耗2 mol氧气，44 g C3H8消耗5 mol氧气，故A错误；
1 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，故C错误；完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2的有机物可能为CH4，也可能为甲醇(CH3OH)，故D错误。
答案
15.某烃在标准状况下的密度为3.215 g·L-1，现取3.6 g该烃完全燃烧，将全部产物依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重5.4 g，碱石灰增重11 g，则：
(1)该烃分子的摩尔质量约为 。
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答案
72 g·mol-1
M=ρ·Vm=3.215 g·L-1×22.4 L·mol-1=72.016 g·mol-1，所以该烃分子的摩尔质量约为72 g·mol-1。
(2)该烃的分子式为 。
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答案
C5H12
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答案
设该烃的分子式为CxHy，则
CxHy+(x+)O2 xCO2+ H2O
1 x
0.05 mol 0.05x mol 0.025y mol
故①0.025y mol×18 g·mol-1=5.4 g，解得y=12，
②0.05x mol×44 g·mol-1=11 g，解得x=5。
则该烃的分子式为C5H12。
(3)已知该烃的一氯代物只有一种，写出该烃的结构简式：______________。
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答案
C5H12有三种同分异构体，一氯代物只有一种的是 。
返回作业21 从天然气、石油和煤中获取燃料
(分值：100分)
(选择题1~9题，每小题5分，10~12题，每小题6分，共63分)
题组一 化石燃料
1.下列说法不正确的是( )
A.天然气、沼气的主要成分是甲烷
B.煤矿中的“瓦斯”爆炸是一定含量的甲烷在空气中遇明火燃烧所致
C.“西气东输”中所说的气是指天然气
D.以液化石油气做燃料的炉灶改用天然气做燃料时，应增大空气的进入量
2.化石燃料对人类社会的发展具有十分重要的作用。下列说法正确的是( )
A.化石燃料十分重要，要尽可能多地开发利用
B.可燃冰的主要成分是甲烷的水合物
C.煤转化为气体燃料可减少二氧化碳的排放，避免出现温室效应
D.天然气是重要的化工原料，经物理变化可合成
题组二 石油的分馏和裂化
3.石油被称为“工业的血液”，石油的加工以及综合利用具有非常重要的意义。下列说法不正确的是( )
A.石油是多种烃的混合物
B.石油的炼制过程都是化学变化的过程
C.石油中大部分是液态烃，其中溶有气态烃和固态烃
D.石油的裂化说明烃在加热条件下是可以分解的
4.下列有关石油的说法正确的是( )
①石油裂化得到的汽油可与溴水反应
②石油的分馏是化学变化
③石油的分馏实验中，温度计的水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度
④石油分馏得到的汽油仍是混合物
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
5.(2023·上海浦东新区高一检测)石油化工是国民经济重要支柱之一，下列有关石油化工的叙述不正确的是 ( )
A.石油属于不可再生能源
B.石油的裂化是化学变化
C.石油分馏原理是利用各组分的沸点不同
D.石油分馏产品包括汽油、沥青、焦炭等
题组三 化石燃料燃烧与环境污染
6.(2023·宿州高一检测)下列不属于化石燃料燃烧造成的环境污染的是( )
A.酸雨 B.温室效应
C.白色污染 D.大气污染
7.下列说法不正确的是( )
A.采用原煤脱硫技术，可减少燃煤燃烧时产生的SO2
B.从保护环境的角度看，燃烧天然气比H2好
C.氮氧化物可以破坏臭氧层，也能形成酸雨
D.化石燃料燃烧产生大量CO2，会导致温室效应
8.化学与工农业生产、日常生活密切相关。下列做法不符合低碳与环保要求的是( )
A.加快煤、石油、天然气的开采与使用，提高人们的生活质量
B.农业生产中使用易降解的生物农药
C.居民楼及民房外墙采用保温材料
D.工业生产中使用新技术，提高燃料的利用率
9.为缓解能源紧张，许多省市开始推广使用车用乙醇汽油，所谓乙醇汽油就是在汽油中加入适量的乙醇混合而成的一种燃料，下列说法正确的是( )
A.乙醇汽油是纯净物，汽油是混合物
B.推广使用乙醇汽油是为了减少温室气体排放
C.推广使用乙醇汽油是为了减少化石燃料的消耗
D.用粮食生产乙醇是开发新能源的发展方向
10.实验室分馏石油的装置如图所示，下列说法正确的是( )
A.仪器W的名称：圆底烧瓶
B.碎瓷片的作用：催化剂
C.冷却水的流向：X进水，Y出水
D.收集到的60~150 ℃的馏分为混合物
11.下列说法正确的是( )
A.石油裂化的主要目的是得到乙烯
B.通过石油的分馏可以提高汽油的产量
C.石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料
D.分馏获得的汽油中的主要成分是饱和烃，裂化获得的汽油中含有不饱和烃
12.0.1 L某气态烃完全燃烧，在相同条件下测得生成0.1 L CO2和0.2 L 水蒸气，且标准状况下其密度为0.717 g·L-1，则该烃的分子式是( )
A.CH4 B.C2H4
C.C2H2 D.C3H6
13.(18分)迄今为止，化石燃料仍是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料。
(1)化石燃料包括煤、石油和 。化石燃料燃烧时容易引起的环境问题是 、
等，解决这些问题是现今面临的重要挑战。
(2)请将对化石燃料进行综合利用的方法名称填入下表。
序号 原料 产品 方法
① 原油 汽油
② 重油 煤油
(3)由辛烷可制得一系列产品：C8H18C4H8+X，则X是 ；X在催化剂、加热、加压的条件下可生成乙烯和乙烷，该反应的化学方程式是 。
(4)碳与水蒸气反应生成水煤气(CO和H2)，反应的化学方程式是 ；在此基础上，由水煤气可进一步合成甲醇(CH3OH)，则合成甲醇所需的CO和H2的体积比是 。
14.(10分)“可燃冰”，学名天然气水合物，其化学式为CH4·nH2O，“可燃冰”是未来洁净的新能源。
Ⅰ.下列关于“可燃冰”的说法，正确的是 (填字母)。
A.“可燃冰”中含有甲烷
B.“可燃冰”能燃烧，所以水也能燃烧
C.“可燃冰”燃烧后几乎不产生任何残渣或废弃物
D.“可燃冰”就是天然气冷却后得到的固体
Ⅱ.为了验证可燃冰中甲烷的燃烧产物，研究人员设计了简单的甲烷燃烧实验(如图所示)：
根据实验装置完成下列实验步骤和现象：
(1)点燃甲烷前必须进行的实验步骤是 。
(2)开启水龙头(未画出)抽气后，在漏斗下方点燃甲烷，可观察到的现象是
。
(3)如果将B、C两个装置的位置交换，会对实验结论产生什么影响？
。
(4)以甲烷为代表的烷烃都具有可燃性，下列有关烷烃燃烧的说法正确的是 (填字母)。
A.等物质的量的CH4和C3H8完全燃烧，CH4的耗氧高
B.等质量的CH4比C3H8完全燃烧时的耗氧高
C.CH4完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量之比为2∶1
D.完全燃烧生成CO2和H2O物质的量之比为1∶2的有机物一定为CH4
15.(9分，每空3分)某烃在标准状况下的密度为3.215 g·L-1，现取3.6 g该烃完全燃烧，将全部产物依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重5.4 g，碱石灰增重11 g，则：
(1)该烃分子的摩尔质量约为 。
(2)该烃的分子式为 。
(3)已知该烃的一氯代物只有一种，写出该烃的结构简式： 。
答案精析
1.D [甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分；“西气东输”就是将新疆等地的天然气，输送到长江三角洲；液化石油气的主要成分为丙烷，C3H8+5O23CO2+4H2O，CH4+2O2CO2+2H2O，根据燃烧方程式知相同体积的丙烷耗氧量大于甲烷，故D项错误。]
2.B [化石燃料是不可再生资源，要尽可能多地开发利用新能源代替化石燃料，故A错误；可燃冰是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，主要成分是甲烷的水合物，故B正确；将煤转化为气体燃料，可提高能源利用率，但不能减少二氧化碳的排放，故C错误。]
3.B [石油的分馏属于物理变化，B项错误。]
4.C [石油的分馏是物理变化，②错误；石油的分馏实验中，温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，以测量蒸气的温度，③错误。]
5.D [石油是化石燃料，属于不可再生能源，故A正确；石油的裂化过程中有新物质生成，是化学变化，故B正确；石油分馏产品包括汽油、煤油、柴油、沥青等，不包括焦炭，故D错误。]
6.C 7.B
8.A [大量开采和使用化石燃料，会排放大量CO2，A项符合题意；易降解的生物农药残留物易转化为可溶、可降解的小分子，对环境的污染很小，外墙采用保温材料可减少取暖和降温对物质和能量的消耗，燃料利用率提高可以减少CO2的排放，B、C、D项不符合题意。]
9.C [乙醇汽油、汽油都是混合物，故A错误；乙醇燃烧产生CO2，不能减少温室气体排放，故B错误；用植物的秸秆生产乙醇是新能源的发展方向，用粮食会造成巨大浪费，故D错误。]
10.D [A错，仪器W的名称是蒸馏烧瓶；B错，碎瓷片的作用是防止暴沸，不是催化剂；C错，冷凝管中冷却水从下口通入，从上口流出，故X是出水口，Y是进水口；D对，石油分馏得到的产物仍是混合物。]
11.D [石油分馏主要得到汽油、煤油等，而不是乙烯、丙烯等，故C项错误。]
12.A [0.1 L某气态烃完全燃烧，在相同条件下测得生成0.1 L CO2和0.2 L水蒸气，说明气态烃分子中C、H原子个数比为1∶4，且标准状况下气态烃的密度为0.717 g·L-1，可确定气态烃的摩尔质量为0.717 g·L-1×22.4 L·mol-1≈16 g·mol-1，因此该烃是甲烷，其分子式是CH4。]
13.(1)天然气 温室效应 酸雨 (2)①分馏 ②裂化
(3)C4H10 C4H10C2H4+C2H6
(4)C+H2O(g)CO+H2 1∶2
解析 (2)①石油通过分馏得到汽油；②重油通过裂化可以得到煤油。(3)根据原子守恒可知X的化学式是C4H10；X在催化剂、加热、加压的条件下可生成乙烯和乙烷，该反应的化学方程式是C4H10C2H4+C2H6。
(4)碳与水蒸气反应生成水煤气(CO和H2)，反应的化学方程式是C+H2O(g)CO+H2；在此基础上，由水煤气可进一步合成甲醇(CH3OH)，反应的化学方程式为CO+2H2CH3OH，则合成甲醇所需的CO和H2的体积比是1∶2。
14.Ⅰ.AC Ⅱ.(1)验纯 (2)火焰被吸入漏斗内，干燥管中蘸有无水CuSO4的棉花慢慢变蓝，洗气瓶中澄清石灰水逐渐变浑浊 (3)不能验证是否产生水蒸气 (4)B
解析 (4)据烃燃烧通式CxHy+(x+)O2xCO2+H2O，1 mol CH4和C3H8分别完全燃烧消耗氧气为2 mol和5 mol，16 g CH4消耗2 mol氧气，44 g C3H8消耗5 mol氧气，故A错误；1 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，故C错误；完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2的有机物可能为CH4，也可能为甲醇(CH3OH)，故D错误。
15.(1)72 g·mol-1 (2)C5H12
(3)
解析 (1)M=ρ·Vm=3.215 g·L-1×22.4 L·mol-1=72.016 g·mol-1，所以该烃分子的摩尔质量约为72 g·mol-1。
(2)设该烃的分子式为CxHy，则
CxHy+(x+)O2 xCO2+ H2O
1 x
0.05 mol 0.05x mol 0.025y mol
故①0.025y mol×18 g·mol-1=5.4 g，解得y=12，
②0.05x mol×44 g·mol-1=11 g，解得x=5。
则该烃的分子式为C5H12。
(3)C5H12有三种同分异构体，一氯代物只有一种的是。
