课题 3 石油、煤和天然气的综合利用•了解石油和煤是有机物的主要来源，是各类化工生产的基础。

•理解石油分馏、裂化、裂解的基本原理；了解对石油初步加工的主要产品。

•了解煤的干馏原理，了解煤干馏产品的主要成分和用途。

•了解一碳化学的发展；通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。

〔知识梳理〕1．石油所含的基本元素是，还含有少量的等。

石油主要是由各种组成的混合物，因此，它没有固定的点和点。

地下开采出来的原油是_______ 色的状物质。

2．工业上常用的方法，把石油分成沸点不同的产品，分离出来的产品叫，这些产品仍然是物。

3．为了获得更多的轻质油，工业上常把相对分子质量较大、沸点较高的烷烃，采用的方法，进行分解，目的是为了提高的产量；也可以将长链烃在更高的温度下，进行深度裂化，目的是使长链烃断裂为、、等短链烃，这种方法又称为。

4．煤的组成元素主要是，还有少量的等元素，煤是由无机物和物组成的复杂的混合物。

将煤在使其分解的过程叫煤的干馏。

煤干馏后的主要产品是；能有力证明煤的主要成分不是碳单质的事实是。

5．为了减少煤对环境的污染，人们将煤进行和，使煤变成清洁的能源，同时提高煤的燃烧效率。

写出煤的气化的有关化学方程式、6．写出煤气化的主要反应的化学方程式：天然气重整的化学方程式为1 ．石油的炼制2 ．煤的综合利用3．几组易混淆概念的比较⑴分馏和干馏的本质区别：分馏是对石油固有的成分的分离，为物理变化；干馏是对煤强热分解得到新产物，为化学变化。

⑵煤和木炭、焦炭组成不同：煤是以碳为主的复杂有机物和无机物的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质，所以木炭、焦炭易于燃烧，而煤不易燃料。

⑶天然气和焦炉气不同：天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其主要成分是CH4、 C2H6、 C3H8等小分子烷烃，主要是CH4，它既是一种重要能源，又是一种重要的工业资源。

焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H2、 CH4、 CO、 C2 H4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。

［例题1］下列说法错误的是（）。

A．化石燃料在任何条件下都能燃烧B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的 CO、 SO2等有害气体C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D．固体煤变为气态燃料后，燃烧效率将更低［解析］本题考查燃料充分燃烧的条件及能源的综合利用等知识。

化石燃料只有在一定的温度和氧气存在情况下才能燃烧。

化石燃料不经深加工处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2 等有害气体。

煤、石油等化石燃料经深加工后变为气体燃料，不仅能减少 SO2 对大气的污染，而且能提高燃烧效率，也便于输送。

所以选项A、 D 错误，B、 C是正确的。

［答案］AD［例题2］有一套以天然气为燃料的灶具，改用石油气（C3H8）为燃料，使用时应采取的措施是，其原因是。

［解析］天然气的主要成分是CH4，其燃烧的化学方程式为：CH4＋ 2O2→ CO2＋ 2H2O；石油气燃烧的方程式为：C3H8＋ 5O2→ 3CO2＋ 4H2O，由方程式可知，燃烧等体积的天然气和石油气，石油气消耗O2的体积大。

故改装灶具时应该增大空气的进气量或减少石油气的进气量。

［答案］应增大空气的进气量或减少石油气的进气量；因燃烧等体积的天然气和石油气时，石油气消耗的氧气的体积大。

［例题 3］科学家致力于CO2“组合转化”技术研究，把过多的CO2 转化为有益于人类的物质，如将CO2和 H2按 1﹕ 4 的比例混合，通入反应器，在适当的条件下，可获得一种主要的能源，请完成以下化学方程式：CO2＋ 4H2→（）＋2H2 O若将CO2与 H2混合，在一定条件下以1﹕ 3的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水，该化工原料可能是（）。

A．烷烃B．烯烃C．炔烃D．芳香烃［解析］从原子守恒来讲，1molCO2与 4molH 2反应生成2molH2O，同时另一种物质必有1molC和 4molH ，所以是CH4。

同理，1molCO2＋3molH2→2molH2O＋ 1molCH2，即该烃的最简式为CH2，即为烯烃。

［答案］CH4 ； B1 ．天然气的主要成分是（ A ． COB ． CH 4C ． C 2H 4D ． H 22．下列变化不属于化学变化的是（ ） 。

A ．煤的干馏B ．石油的分馏C ．催化裂化D ．裂解3．在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料是（ ） 。

5．工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯采用的方法是（ ） 。

A ．石油的分馏B ．石油的裂化C ．石油的裂解D ．直馏汽油的催化重整6．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展的标志是（ ） 。

A ．石油的产量B ．乙烯的产量C ．合成纤维的产量D ．硫酸的产量7．某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在起动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是（ ） 。

A ．酒精B ．汽油C ．柴油D ．液化石油气8．为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料。

目前使用的清洁燃料主要有两类，一是压缩天然气，另一类是液化石油气。

这两类燃料的主要成分是（ ） 。

A ．碳水化合物B ．碳氢化合物C ．氢气D ．醇类9． 我国即将全面禁止使用含铅汽油（含铅汽油中溶有能提高汽油抗震性的四乙基铅） ， 其主要目的是（ ） 。

A ．减少汽车尾气中氮的氧化物的排放量B ．提高汽油的燃烧值C ．消除汽车尾气中的铅对大气的污染D ．提高汽油的抗震性10．下列说法正确是（ ） 。

A ．煤的干馏是物理变化B ．石油裂解的目的主要是为了得到更多的汽油C ．石油分馏能得到不同沸点范围的产物A ．液化气B ．煤油4．石油裂化的目的是（） 。

C ．煤饼D．木柴B ．获得短链不饱和气D．石油裂化主要得到是乙烯、丙烯等11．我国最近从国外引进一套设备，它可以有效地消除“白色污染”，把回收的废旧塑料加工成汽油、煤油等。

试分析在该加工过程中发生的主要反应类型为（）。

A．裂解B．裂化C．分馏D．干馏12．含有 5 个 C 原子的烷烃催化裂化可生成的烯烃最多是（）。

A． 2 种B． 4 种C． 5 种D． 6 种13．近年来，我国部分地区陆续发现了“毒油”，所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不宜食用。

下列有关说法中正确的是（）。

A．汽油是纯净物，有固定的沸点B．汽油只能是石油分馏得到C．可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油D．汽油是含碳原子数为5～ 11 的多种烃的混合物14．把下列各物质的制取方法填写在各题后面的空格中：⑴用煤制取煤焦油；⑵用煤焦油制取二甲苯；⑶用石蜡制汽油；⑷用煤油制乙烯。

15．能源在我国的社会主义建设中的作用举足轻重，目前我国主要的能源品种仍然是煤、石油、天然气，试以它们各自的主要成分 C、 C n H2n＋2、 CH4 为代表，写出燃烧的化学方程式、、。

比较当它们质量相同时，哪一种燃料对环境造成的负面影响（产生温室效应）最小。

16．作为国家正在实施的“西气东输”工程终点站，上海将逐步改变以煤、石油气为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。

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：点燃点燃点燃2CO＋O2 2CO2 2H2＋O2 2H2O CH4＋2O2 CO2＋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需改烧天然气，灶具的改进方法是进风口（填“增大”或“减小”），如不作改进可能产生的不良结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 见右表：试根据以上某个关键数据解释冬天严寒季节有 管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是17．下面是对三种不同类型汽车（以序号 1 、 2、 3 表示）的废气排放情况进行了比较。

这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、 以天然气 （主要成分是甲烷） 为燃料的汽车和电动汽车。

请判断其中序号为⑴的是汽车，序号为⑶的是汽车。

18．家用液化石油气的主要成分是烷烃和烯烃的混合物，它们在 1.01× 105Pa 的沸点如下表 所示：名称甲烷乙烷丙烷丁烷 戊烷 乙烯丙烯丁烯 戊烯沸点 /℃ － 161.7 － 88.6 － 42.2 － 0.5 36.1 － 102.4 － 47.7 － 6.5 30.1 有人发现液化石油气用完后 ,残留在钢瓶内的液体能溶解油脂 ,就将它倒出用来擦洗物件上,这种废物利用的做法，是否可取？。

原因是19． 汽车工业同能源工业的发展有着密切的联系。

由石油炼制可得到汽油和柴油等燃料。

它 们的主要成分是 类化合物。

目前有些国家把煤气化成 CO和 H 2， 然后再经催化合成液体燃料甲醇，甲醇代替汽油作发动机的燃料。

⑴试写出CO 、 H 2合成甲醇的化学方程式，甲醇燃烧乙烷丙烷 丁烷熔点/℃ － 183.3 － 189.7 － 138.4 沸点 /℃－ 88.6－ 42.1 － 0.5的化学方程式为。

⑵在汽车尾气中，造成大气污染的主要物质是和。

现在人们正研究在汽车尾气出口处安装催化转化装置，可消除主要污染物，试写出化学方程式⑶氢气最有希望成为未来汽车的理想燃料，氢气作为燃料的主要优点是20．用CO和 H2在 443K～ 473K的温度下，并用钴(Co)作催化剂时，可以反应生成n＝ 5～ 8的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一。

⑴写出用C n H2n+2 表示的人工合成汽油的配平化学方程式。

⑵如果向密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的CO和 H2，当完全反应时，合成塔温度不变，而塔内气体压强降低为原来的2/5，通过计算说明这里有无汽油生成。

⑶要达到上述合成汽油的要求，CO和 H2的体积比的取值范围是多少？基础训练参考答案I． B 2 ． B 3．A 4．AD 5． C 6． B 7．B 8．B 9．C 10．CII． B 12． C 13． DIII⑴干馏⑵蒸馏⑶裂化⑷裂解点燃3n+1 点燃15． C＋ O2 CO2 C n H2n＋2＋ 2 O2 nCO2＋ (n＋ 1)H2O点燃CH4＋ 2O2 CO2＋ H2O CH416．天然气增大不能充分燃烧，生成有毒的CO 丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅17．电动以汽油为燃料18．不可取因残留物为戊烷和戊烯，在空气中它们易挥发成气体，当空气中它们达到一定比例后，遇明火会发生爆炸，所以不可取催化剂19．烃⑴ CO＋ 2H2 CH3OH点燃2CH3OH＋ 3O2 2CO2＋ 4H2 O催化剂⑵碳的氧化物氮的氧化物2CO＋ 2NO N2＋ 2CO2⑶燃料热高，无污染20．⑴nCO＋ (2n+1)H2→ C n H2n+2＋ nH2O ⑵无汽油生成5 V(CO) 8⑶11 ≤ V(H2) ≤ 17。