3.2.1 石油的炼制　乙烯

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1、第2节 石油和煤 重要的烃 第1课时 石油的炼制 乙烯 核心素养目标 核心素养形成 1.了解石油的主要成分以及石油炼制的主要原理、主要产品 2.掌握乙烯的结构和性质,了解其用途 3.认识有机化学反应加成反应、氧化反应 自主阅读 自主检测 一、石油的炼制 1.石油的组成 石油主要是由分子中含有不同数目碳原子的烃组成的复杂混合物。 2.石油的炼制 分馏 裂化 裂解 原理 用加热和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的分馏产物 在加热、使用催化剂条件下,使相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃 把石油产品经过深度裂化,生成乙烯、丙烯等小分子气态烃 主要原料 原油 重油 石油分馏产

2、品(包括石油气) 自主阅读 自主检测 分馏 裂化 裂解 目的 将原油分离成不同沸点范围的产品 提高轻质液体燃料的产量和质量 得到气态短链烃 主要变 化类型 物理变化 化学变化 化学变化 主要产品 石油气、汽油、煤油、柴油、重油等 汽油等轻质燃油 乙烯、丙烯等小分子不饱和烃 自主阅读 自主检测 二、乙烯 1.分子结构 分子式 结构式 结构简式 球棍模型 填充模型 C2H4 CH2CH2 2.物理性质 颜色 气味 状态 密度 水溶性 无色 稍有气味 气体 比水小 难溶 自主阅读 自主检测 3.化学性质 (1)氧化反应 (2)加成反应 有机化合物分子中双键上的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成

3、新的化合物分子的反应属于加成反应。 碳碳双键( )中的一个键断裂,其他两个原子(或原子团)分别加在断键的两个碳原子上,双键变成单键。 自主阅读 自主检测 乙烯的加成反应 有关反应的化学方程式为: a:CH2CH2+H2CH3CH3 b:CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br c:CH2CH2+HClCH3CH2Cl d:CH2CH2+H2OCH3CH2OH 自主阅读 自主检测 4.用途 (1)乙烯是一种重要的化工原料,乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。 (2)乙烯是一种植物生长调节剂。 自主阅读 自主检测 1.下列说法正确的是( ) A.石油是混合物,汽油是纯净物 B.沸点:汽

4、油煤油柴油润滑油 C.石油属于可再生矿物能源 D.石油的分馏是物理变化,而裂化和裂解是化学变化 解析：石油、汽油都是混合物,A项不正确。石油分馏时,分馏出馏分的先后顺序:汽油、煤油、柴油、润滑油。根据沸点低的先分馏、沸点高的后分馏可判断,沸点:汽油煤油柴油润滑油,B项不正确。石油属于不可再生能源,C项不正确。石油的分馏只是物质状态的改变,而裂化和裂解都有新物质生成,D项正确。 答案：D 自主阅读 自主检测 2.下列分子中的各原子均在同一平面上的是( ) A.C2H4 B.CHCl3 C.CH3CH CH2 D.CH3CH3 解析：乙烯分子是一种平面结构,2个碳原子和4个氢原子在同一平面上。因为

5、CH4是正四面体结构,所以只要含有CH3结构的分子就不可能是所有原子在同一平面上。 答案：A 自主阅读 自主检测 3.对比甲烷和乙烯的燃烧反应,下列叙述中正确的是 ( ) A.二者燃烧时现象完全相同 B.点燃前都应验纯 C.甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧的火焰较明亮,二者都有黑烟生成 D.二者燃烧时都有黑烟生成 解析：甲烷和乙烯含碳量不同,燃烧现象不同,故A错误;可燃性气体在点燃之前都应检验纯度,防止爆炸,故B正确;甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰,没有黑烟,乙烯燃烧火焰明亮,并伴有黑烟,故C、D错误。 答案：B 自主阅读 自主检测 4.下列物质不可能是乙烯加成产物的是( ) A.CH3CH3 B

6、.CH3CHCl2 C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br 解析：乙烯与H2反应生成CH3CH3,与H2O反应生成CH3CH2OH,与HBr反应生成CH3CH2Br。 答案：B 自主阅读 自主检测 5.根据你所学的有机化学反应类型,对下列反应进行归类。 由乙烯制氯乙烷 乙烷在空气中燃烧 乙烯使溴水退色 乙烯通入酸性高锰酸钾溶液 乙烷与氯气光照 其中属于取代反应的有 ;属于氧化反应的有 ;属于加成反应的有 。 解析：CH2CH2+HClCH3CH2Cl, 2C2H6+7O24CO2+6H2O, CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br, CH2CH2CO2+H2O, C2H6+Cl2C2H5

7、Cl+HCl。 答案： 情景引入 知识点拨 典例引领 探究点一 探究点二 石油的炼制石油的炼制 石油的炼制包括分馏、裂化和裂解等不同的流程。下图为石油分馏示意图。 情景引入 知识点拨 典例引领 探究点一 探究点二 讨论探究 1.石油通过分馏、裂化和裂解后得到的产物是纯净物吗? 2.直馏汽油(石油分馏产品)和裂化汽油都适合做溴的萃取实验吗? 探究提示：1.不是。石油通过分馏、裂化、裂解得到的产物是沸点相近的多种烃的混合物,而不是单一的纯净物。 2.裂化汽油中含有烯烃,能与溴发生加成反应。不适合做溴的萃取实验。直馏汽油主要成分是烷烃,不含烯烃,适合做溴的萃取实验。 情景引入 知识点拨 典例引领 探

8、究点一 探究点二 1.石油炼制的工艺流程 情景引入 知识点拨 典例引领 探究点一 探究点二 2.直馏汽油和裂化汽油的区别 获得方法 主要化学成分 鉴别方法 直馏 汽油 原油直接分馏,物理变化 一般是 C5C11的烷烃及少量的芳香烃等,性质稳定 能使溴的四氯化碳溶液退色的是裂化汽油 裂化 汽油 重油裂化,化学变化 含有 C5C11的烷烃和烯烃,性质活泼 情景引入 知识点拨 典例引领 探究点一 探究点二 【例题1】实验室用下列仪器组装一套蒸馏石油的装置,并进行蒸馏得到汽油和煤油。 (1)写出下列仪器的名称: ; ; 。 (2)将以上仪器按从左到右顺序,用字母a、b、c进行连接:e接( );( )接

9、( );( )接( )接( )。 (3)仪器的A口是 ,B口是 。 (4)蒸馏时,温度计水银球应在 (位置)。 (5)在中注入石油后,加几片碎瓷片的目的是 。 情景引入 知识点拨 典例引领 探究点一 探究点二 (6)在实验结束后,为了探究石油中含有烷烃还是烯烃,某学生用g中的物质做了一个探究实验,其操作、现象及结论是 。 解析：(2)装置的一般安装顺序为“自上而下,从左到右”。(3)冷凝管采用逆流原理,即上口为出水口,下口为进水口。(4)温度计需要测定馏分的温度,所以应该将温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口的下端在同一水平线上,以保证水银球被馏分蒸气包围。 情景引入 知识点拨 典例引领 探究点一 探

10、究点二 答案：(1)冷凝管 蒸馏烧瓶 锥形瓶 (2)c d a b f g (3)进水口 出水口 (4)蒸馏烧瓶支管口处 (5)防止暴沸 (6)用一支洁净的试管,取约23 mL容器g中的馏出物,再向试管中滴加34滴酸性高锰酸钾溶液(或溴水),若溶液颜色不消失,则石油中含有烷烃;若溶液颜色消失,则石油中含有烯烃 规律方法点拨石油的主要成分是烷烃,直馏汽油不能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液退色,而裂化汽油和裂解气中含有烯烃,能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液退色。 情景引入 知识点拨 典例引领 探究点一 探究点二 成功体验1 下列说法不正确的是( ) A.石油有固定的沸点,所以可以进行分

11、馏 B.将含有碳原子数较多的烃经过裂化可以得到汽油 C.石油的分馏是物理过程,而裂化和裂解属于化学过程 D.石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃料的产量和质量 解析：石油是混合物,无固定熔、沸点,而分馏就是利用沸点不同加以分离的方法,A项错误;碳原子数较多的烃经裂化可以得到含C5C11的烷烃和烯烃的裂化汽油,B项正确;分馏是利用物质沸点不同进行分离,是物理过程,裂化和裂解均为物质的转化,是化学过程,C项正确;裂化目的就是提高汽油等轻质油的质量和产量,D项正确。 答案：A 探究点一 探究点二 情景引入 知识点拨 典例引领 下图是乙烷和乙烯的球棍模型。 乙烷和乙烯是重要的有机化合物,利用乙烷和乙烯可以

12、制备很多物质。 讨论探究 1.利用乙烷和乙烯能否制备氯乙烷?如果能的话写出化学方程式并说明反应类型,不能的话解释原因。 2.以上两种方法哪种比较合理? 乙烷和乙烯的性质比较及乙烷和乙烯的性质比较及应用应用 探究点一 探究点二 情景引入 知识点拨 典例引领 探究提示：1.能利用乙烷和乙烯制备氯乙烷。 2.用乙烯制备氯乙烷合理。乙烷的取代反应得到的是混合物,副产物太多,生成物不纯,不好。而乙烯的加成反应可制得较纯净的氯乙烷,产物单一,较好。 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl(取代反应) CH2CH2+HClCH3CH2Cl(加成反应) 探究点一 探究点二 情景引入 知识点拨 典例引领

13、1.乙烯和乙烷结构、性质的比较 名称 乙烯 乙烷 结构式 结构简式 CH2CH2 CH3CH3 碳碳键类型 双键() 单键() 饱和程度 不饱和 饱和 典型的反应类型 加成反应 取代反应 能否使溴水退色 能 不能 能否使酸性 KMnO4溶液退色 能 不能 探究点一 探究点二 情景引入 知识点拨 典例引领 2.乙烯、乙烷的鉴别 方法一:将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中;溶液退色者为乙烯,溶液不退色者为乙烷。 方法二:将两种气体分别通入酸性KMnO4溶液中;溶液退色者为乙烯,溶液不退色者为乙烷。 3.除去乙烷中乙烯的方法 将混合气体通入盛有溴水的洗气瓶,乙烯与溴发生加成反应生成液态产

14、物而被除去,乙烷因不反应而逸出。 探究点一 探究点二 情景引入 知识点拨 典例引领 【例题2】实验室通常用浓硫酸和乙醇反应来制取乙烯,常因温度过高而生成少量的二氧化硫。有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫,试回答下列问题。 探究点一 探究点二 情景引入 知识点拨 典例引领 (1)上图中装置可盛放的试剂分别是: , , , (将下列有关试剂的序号填到横线上)。 A.品红溶液 B.NaOH溶液 C.浓硫酸 D.酸性KMnO4溶液 (2)能说明二氧化硫气体存在的现象是 。 (3)使用装置和的目的是 。 (4)说明含有乙烯的现象是 。 探究点一 探究点二 情景引入 知识点拨 典例引领

15、解析：该实验的目的是:确认混合气体中有乙烯和SO2。由于乙烯和SO2都能使酸性KMnO4溶液退色,可利用乙烯不与NaOH溶液反应,而SO2能与NaOH溶液反应的性质除去SO2;用品红溶液可检验SO2的存在和是否除尽;除去SO2后,再利用酸性KMnO4溶液是否退色来确定乙烯的存在。 答案：(1)A B A D (2)装置中品红溶液退色 (3)装置是除去SO2气体,以免干扰乙烯的性质实验;装置是检验SO2是否被除尽 (4)装置中的品红溶液不退色,装置中的酸性KMnO4溶液退色 探究点一 探究点二 情景引入 知识点拨 典例引领 规律方法点拨物质的鉴别和除杂要充分利用各物质的性质,特别要注意试剂使用的

16、先后顺序、是否会引入新杂质以避免对后续实验产生干扰。 不能单独用酸性KMnO4溶液除去乙烷中的乙烯,因为乙烯能被氧化成CO2而引入新的杂质;若用酸性KMnO4溶液除去乙烷中的乙烯时,应再用碱石灰除去产生的CO2气体。 探究点一 探究点二 情景引入 知识点拨 典例引领 成功体验2 可以用来鉴别乙烷和乙烯,还可以用来除去乙烷中乙烯的操作方法是( ) A.将气体通过盛有硫酸的洗气瓶 B.将气体通过盛有足量溴水的洗气瓶 C.将气体通过盛有水的洗气瓶 D.将气体通过盛有澄清石灰水的洗气瓶 解析：乙烷和乙烯不溶于水,且与硫酸、石灰水不反应,故A、C、D三项方法不适用;B项,CH2 CH2+Br2 CH2B

17、rCH2Br,而乙烷与溴水不反应。 答案：B 1 2 3 4 5 1.下列关于石油组成的叙述错误的是( ) A.石油的主要成分是由碳和氢两种元素组成的 B.石油中只含有烃 C.石油是复杂的混合物 D.石油的主要成分是烃 解析：石油的主要成分是烃,但不是只含烃。 答案：B 1 2 3 4 5 2.下列关于乙烯结构与性质的叙述中,错误的是( ) A.乙烯分子是平面结构 B.乙烯是无色易溶于水的气体 C.乙烯燃烧时火焰明亮并伴有黑烟 D.乙烯发生加成反应时碳碳双键中的一个链断裂 解析：乙烯是难溶于水的气体,B项错误。 答案：B 1 2 3 4 5 3.下列各组中两个反应所属反应类型相同的是( ) A

18、.光照甲烷和氯气的混合气体,混合气体颜色变浅;乙烯能使溴的四氯化碳溶液退色 B.乙烷在氧气中燃烧;乙烯在空气中燃烧 C.乙烯能使溴的四氯化碳溶液退色;乙烯能使酸性KMnO4溶液退色 D.用乙烯与氯化氢制取氯乙烷;用乙烷与氯气反应制取氯乙烷 解析：A项中一个是取代反应,一个是加成反应,反应类型不同;B项中两个反应均是氧化反应(燃烧),反应类型相同;C项中一个是加成反应,一个是氧化反应,反应类型不同;D项中前者为加成反应,后者为取代反应,反应类型不同。 答案：B 1 2 3 4 5 4.下列关于乙烯的说法中错误的是( ) A.乙烯的化学性质比乙烷活泼 B.可作香蕉等水果的催熟剂 C.燃烧时火焰明亮

19、,同时产生黑烟 D.收集乙烯可用排空气法 解析：乙烯中碳碳双键很不稳定,其中一个键容易断裂,乙烷中的键都是单键,比乙烯稳定,所以乙烯的化学性质比乙烷活泼,故A正确;乙烯可作香蕉等水果的催熟剂,故B正确;乙烯含碳量高,燃烧时火焰明亮,同时产生黑烟,故C正确;乙烯的密度与空气相近,不能用排空气法收集,只能用排水法收集,故D错误。 答案：D 1 2 3 4 5 5. 下图所示为石蜡油分解的实验装置。在试管中加入石蜡油和氧化铝;试管放在冷水中;试管 中加入酸性KMnO4溶液;试管中加入溴水。分析实验完成下列各题: 石蜡油的分解 1 2 3 4 5 (1)试管中加入氧化铝的作用是 。 (2)试管内看到的实验现象是 。 (3)试管中看到的实验现象为 ,发生 反应(填反应类型)。 (4)试管中看到的实验现象为 ,发生 反应(填反应类型)。 (5)通过本实验说明 。 1 2 3 4 5 解析：石蜡在氧化铝的催化作用下发生裂化反应生成含碳原子较少的烷烃和烯烃。在冷水中生成油状液体,其他沸点更低的烃以气体的形式进入试管和中,其中的烯烃能够使酸性高锰酸钾溶液和溴水退色。前者是氧化反应,后者是加成反应。通过这两个反应可推测石蜡油在氧化铝的催化作用下发生裂化反应生成了烯烃。 答案：(1)催化作用 (2)有油状液体生成 (3)酸性高锰酸钾溶液退色 氧化 (4)溴水退色 加成 (5)石蜡油催化裂化有烯烃生成