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第四章化学与自然资源的开发利用第二节资源综合利用环境保护课时作业22资源综合利用环境保护作业目标①掌握煤、石油、天然气的组成和综合应用；②环境污染的类型、危害及防治；③绿色化学的涵义。作业设计限时：40分钟满分：100分i一、选择题(每小题4分，共40分)1．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是()A.石油裂化得到的汽油是纯净物B.石油产品都可用于聚合反应C.天然气是一种清洁的化石燃料D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料解析石油裂化产物一种为烷烃，一种为烯烃，属于混合物，A项错误；石油产品中也含有烷烃，它们不能发生聚合反应，B项错误；天然气的主要成分是甲烷，属于清洁能源，C项正确；水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，是煤的气化产物，D项错误。答案C2．有关煤的说法正确的是()A.煤中含有碳的单质、苯、二甲苯、焦炉气B.煤的干馏是物理变化C.煤由复杂的有机物和无机物组成，煤的干馏是化学变化D.煤主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素解析煤主要含有碳元素，同时还含有少量的氢、硫、氧、氮等元素；煤是由复杂的有机物和无机物组成的。煤的干馏可获得焦炭、苯、二甲苯、焦炉气等，属于化学变化。答案C3．下列有关石油加工的叙述中，正确的是()A.石油分馏所得的馏分都是纯净物B.石油裂化的原料是石油分馏产品，包括石油气C.石油裂化的主要目的是获得更多汽油等轻质油D.石油裂解的原料是石油分馏产品，包括石油气解析石油分馏得到的汽油、煤油、柴油、石油气等每一种均为混合物；石油裂化和裂解的原料都是重油，都是使长链烃变为短链烃，而石油气是C1～C4的烃，即短链烃。答案C4．下列关于煤的干馏的叙述中，正确的是()A.煤加强热而分解的过程叫做煤的干馏B.煤干馏的目的是得到冶金用的优质焦炭C.煤的干馏和石油的分馏的本质差别是：干馏是化学变化而分馏是物理变化D.工业上芳香烃原料可由煤干馏得到，其存在于干馏所得的焦炉气中解析A项，干馏要在隔绝空气的条件下进行；B项，煤干馏的产物主要是焦炭，同时得到焦炉气、煤焦油等物质；C项，煤干馏时发生了分解反应，是化学变化，分馏是利用沸点不同而分开混合物中的各成分，是物理变化；D项，芳香烃主要存在于煤焦油中。答案BC5．关于石油的加工炼制过程，说法不正确的是()A.石油的分馏是物理变化，沸点最低的馏分是汽油B.石油经催化裂化可以提高汽油的产量C.石油经裂化和裂解可以得到重要的化工原料——乙烯D.石油经常压分馏和催化裂化都可得到汽油、煤油、柴油答案A6．下列说法中正确的是()A.煤属于有机化合物B.在物质变化类型上，煤的干馏过程包含了物理变化和化学变化C.煤中含有大量的苯等芳香烃，煤是获取芳香烃的主要来源D.煤的气化和液化属于煤的综合利用解析煤是由无机物和有机物组成的混合物。煤不直接含有芳香烃，在煤的干馏过程中生成了芳香烃。答案BD7．下列说法错误的是()A.石油中含有C5～C11的烷烃，可通过石油的分馏得到汽油B.含C18以上的烷烃经过催化裂化可以得到汽油C.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物D.煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来解析煤经干馏得煤焦油等物质，而煤焦油是含多种芳香族化合物的复杂混合物，分馏可得到苯、甲苯等，但煤本身不含有苯、甲苯。答案D8.观察图示装置，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的pH7，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此题考查有关煤的干馏及其产物的知识。煤的干馏是煤在隔绝空气的条件下加强热的过程，它发生了复杂的物理、化学变化。煤的干馏产物中有NH3，NH3易溶于水而呈碱性，pH7，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；干馏的气态产物中有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A、B、C三项均正确。答案D9．在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是()①置换反应②化合反应③分解反应④取代反应⑤加成反应⑥加聚反应A.②⑤⑥B.②④⑤C.只有⑥D.只有⑤解析根据四种基本反应类型的定义即可判断出只有化合反应产物唯一，在有机反应类型中，取代反应的产物不唯一，而加成产物、加聚产物唯一，反应物中原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。答案A10．化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是()A.改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放B.开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用C.研发可降解高分子材料，减少“白色污染”D.过度开采矿物资源，促进地方经济发展解析本题考查化学与STS。A项，汽车排放的氮氧化物会污染大气，需要净化，正确；B项，化石燃料属于不可再生资源，需要节约，正确；C项，“白色污染”难降解，正确；D项，应该适度开采，否则会使资源枯竭，且会浪费，D项错误。答案D二、非选择题(共60分)11．(6分)为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料，目前使用的清洁燃料主要有两类：一类是压缩天然气，一类是液化石油气。据此信息回答下列问题。(1)这类燃料的主要成分都是()A．碳水化合物B．碳氢化合物C．氢气D．醇类(2)这类燃料之所以被称为“清洁燃料”，下列解释中正确的是()A．使用这类燃料的汽车不会排放对环境有害的气体B．这类燃料燃烧不会产生对环境有害的气体C．使用这类燃料的汽车所排放的有害气体比使用普通燃料少D．这种清洁燃料比普通燃料燃烧更充分解析天然气的主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分是烷烃和烯烃的混合物。由此判断压缩天然气和液化石油气都是碳氢化合物。清洁燃料是相对于普通燃料而言的，燃烧更充分，排放的有害气体较少，答案选C。答案(1)B(2)C12．(14分)如图，用所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，得到汽油和煤油。(一)(二)(三)(四)(五)(六)(1)图中A、B、C三种仪器的名称是：______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)将以上仪器按(一)～(六)顺序，用字母a，b，c…表示连接顺序，e接()；()接()；()接()；()接()；()接()。(3)A仪器中c口用作________，d口用作________。(4)蒸馏时，温度计水银球应在________位置。(5)在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是________。(6)将B加热，收集到沸点60～150℃间的馏分是________，收集到150～300℃间的馏分是________。解析石油是烃的混合物，因此没有固定的沸点。含碳原子数越少的烃，沸点越低。因此，在给石油加热时，低沸点的烃先汽化，经过冷凝后分离出来。随着温度的升高，较高沸点的烃再汽化，经过冷凝后又分离出来。这样不断地加热和冷凝，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。对石油进行加热，使其温度逐渐升高，在60～150℃范围内挥发出汽油，在150～300℃范围内挥发出煤油。答案(1)A是冷凝管；B是蒸馏烧瓶；C是锥形瓶(2)ihaklbfgw(3)进水口出水口(4)蒸馏烧瓶的支管口(5)防止暴沸(6)汽油煤油13．(12分)如图是实验室干馏煤的装置图：(1)指出图中仪器名称：a________，d________。(2)仪器d的作用是______________；c中液体有________和________，其中无机物里溶有________，可用________检验出来，有机物可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。(3)e处点燃的气体主要成分有__________________，火焰的颜色是________。解析根据煤干馏的主要产品，b中得到的应是焦炭，c中得到的应是粗氨水和煤焦油，e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨，呈碱性，可用酚酞溶液等检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用分馏的方法分离；焦炉气的主要成分有H2、CH4、CH2===CH2、CO，燃烧时呈淡蓝色火焰。答案(1)酒精喷灯烧杯(2)盛装冷水对蒸气进行冷却粗氨水煤焦油氨酚酞溶液分馏(3)H2、CH4、CH2===CH2、CO淡蓝色14．(12分)已知：A、B、F是家庭中常见的有机物，E是石油化工发展水平的标志，F是一种常见的高分子材料。根据下面转化关系回答下列问题。(1)操作⑥、操作⑦的名称分别为：________、________。(2)下列物质中沸点最高的是________。A．汽油B．煤油C．柴油D．重油(3)在①～⑤中属于取代反应的是________；原子利用率为100%的反应是________(填序号)。(4)写出结构简式：A________、F________。(5)写出反应③的离子方程式________________________。(6)作为家庭中常见的物质F，它给我们带来了极大的方便，同时也给我们造成了环境污染，这种环境污染是指________。解析由“E是石油化工发展水平的标志”知E为乙烯；由乙烯与水反应生成B知B为乙醇，由F为高分子材料知F为聚乙烯，由C在酸性、碱性条件下均得到乙醇知C为酯，由A为家庭中常见的有机物知A为乙酸，C为乙酸乙酯。(1)石油通过分馏可得到汽油、煤油、柴油等轻质油，通过裂解制取乙烯。(2)先得到的馏分沸点低，后得到的馏分沸点高。(3)酯化反应、水解反应均为取代反应，加成反应、加聚反应的原子利用率为100%。(6)聚乙烯难以降解会造成白色污染。答案(1)分馏裂解(2)D(3)①②③④⑤(4)CH3COOHCH2—CH2(5)CH3COOCH2CH3＋OH－―→CH3COO－＋CH3CH2OH(6)白色污染15．(16分)酸雨形成的原理之一可简示如下：含硫燃料――→O2反应①A――→O2反应②B――→H2O反应③硫酸请回答下列问题：(1)A物质的化学式为________，B物质的化学式为________。(2)三个反应中，不属于氧化还原反应的是________(填序号)。(3)SO2中硫元素显＋4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通过合适的________(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2，达到减少污染的目的。(4)雨水的pH5.6时，就判断为酸雨。已知pH＝－lgc(H＋)，经测定某次雨水只含硫酸，且其浓度为5×10－5mol/L，则这次降雨________(填“是”或“不是”)酸雨。(5)火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害的SO2气体，在英国已进行了一个研究，结果表明：高烟囱可以有效降低地面SO2的浓度。在20世纪50年代到70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于高烟囱的建造，地面SO2浓度降低了30%之多。①你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是________。A．少用煤作燃料B．把工厂的烟囱造高C．燃料脱硫D．把工厂迁移到农村E．开发新能源②请从全球环境保护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？________，理由是_____________________________。解析(1)(2)图示原理为：含硫燃料――→O2①SO2――→O2②SO3――→H2O③H2SO4，其中反应③不是氧化还原反应。(3)SO2中硫元素化合价降低，SO2被还原，应加入还原剂。(4)c(H2SO4)＝5×10－5mol/L，则c(H＋)＝2×5×10－5mol/L＝1×10－4mol/L。所以pH＝－lg(1×10－4)＝45.6，是酸雨。(5)①少用煤作燃料、燃料脱硫，开发新能源都会减少SO2排放，A、C