資源簡介

8.1第2課時　石油的煉制　乙烯
【學習目標】
1.知道石油的煉制方法(分餾、裂化、裂解)及主要產品。
2.知道乙烯的分子結構特點和性質。
3.會寫乙烯等物質發生加成反應的化學方程式。
【合作探究】
【學習情境】
南方的香蕉在未成熟(青香蕉)時采摘下來運到北方后,有經驗的消費者常把購回家的青香蕉同幾個熟透的蘋果一起放入塑料袋中,放一段時間后就可以吃上成熟的香蕉了。在一些水果存貯庫及花店里,人們常把水果或花朵密封好后再放入一些浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土,這樣做可大大提高它們的保鮮期,從而延長銷售期,獲得更好的經濟效益。
你知道青香蕉變熟的原理嗎 浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土為什么能延長水果或花朵的保鮮期呢
任務1　石油煉制
【新知生成】
一、石油的成分
石油的組成元素主要是　　　　和　,
同時含少量　　　　、氧、　　　　等元素。
二、石油的煉制
1.分餾:利用石油組成成分的　　　　差異,對石油進行分離的過程。
2.催化裂化:在加熱、加壓和　　　　存在的條件下,使相對分子質量較大、沸點較高的烴　　　　為相對分子質量較小、沸點較低的烴的過程。
3.裂解:以比裂化更高的溫度,使長鏈烴斷裂成　　　　、　　　　等氣態短鏈烴的過程。
4.石油的分餾、裂化、裂解分別屬于　　　　(填“物理”或“化學”,下同)變化、　　　　變化、　　　　變化。
5.石油裂化的主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　,石油裂解的主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】一、 碳　氫　硫　氮　二、 1.沸點　2.催化劑　斷裂　3.乙烯　丙烯　4.物理　化學　化學　5.提高輕質油(特別是汽油)的產量　得到氣態短鏈烴(特別是乙烯),作化工原料
【核心突破】
典例1　下列石油及其煉制的說法不正確的是(　　)。
A.石油中含多種液態烴,并溶有少量的氣態和固態烴
B.石油的分餾產物汽油是一種具有恒定沸點的純凈物
C.催化裂化是化學變化
D.工業上獲得大量乙烯可通過石油的裂解
【答案】B
【解析】汽油是沸點為20~200 ℃的C5~C12碳氫化合物組成的混合物。
【歸納總結】
1.分餾石油實驗的注意事項
(1)蒸餾燒瓶中石油的量不能超過蒸餾燒瓶球體體積的。
(2)汽油、柴油等對橡膠有較強的腐蝕性,在實驗時所用的橡膠塞要用錫箔包起來,防止被腐蝕。
(3)對燒瓶加熱一定要墊石棉網,防止燒瓶因受熱不均炸裂而引起火災。
(4)蒸餾燒瓶中加幾片碎瓷片是為了防止混合液在受熱時劇烈跳動(防止暴沸)。
(5)使用溫度計的目的是測量餾分蒸氣的溫度,便于控制溫度在一定的范圍內,溫度計水銀球應放在蒸餾燒瓶支管口處。
(6)冷凝管內的冷卻水從下口進、上口出,采用逆流原理,使冷凝管中充滿水,冷凝效果好。
2.石油分餾、裂化、裂解的比較
石油煉制 的方法 分餾 裂化 裂解
原理 用蒸發和冷凝的方法把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產物 在一定條件下,把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小、沸點低的烴 在高溫下,把石油產品中具有長鏈分子的烴斷裂為乙烯、丙烯等小分子烴
主要原料 原油 重油、石蠟 石油分餾產品(包括石油氣)
主要產品 石油氣、汽油、煤油、柴油、重油、瀝青等 優質汽油 乙烯、丙烯等
主要變 化類型 物理變化 化學變化 化學變化
3.直餾汽油和裂化汽油的區別
石油分餾、裂化所生產的汽油分別叫作直餾汽油和裂化汽油,二者的區別如下:
獲得方法 主要化學成分 鑒別方法
直餾 汽油 原油直接分餾,物理變化 C5~C12的烷烴、環烷烴及少量的芳香烴等,性質穩定 能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油
裂化 汽油 重油催化裂化,化學變化 C5~C12的烷烴、烯烴、二烯烴等,性質活潑
訓練1　下列是實驗室做石油蒸餾實驗的幾個主要裝置和儀器,請回答下列問題:
A　B　C　D
(1)寫出儀器b的名稱:　　　　　　。
(2)裝置C中存在的錯誤是　 、　 。
(3)在裝置B中水是從　　　　端進,　　　　端出。這樣做的好處是　 。
(4)實驗中收集到60~150 ℃時的餾分是　 ,
150~300 ℃時的餾分是　　　　。
【答案】(1)直形冷凝管　(2)溫度計的水銀球未放在蒸餾燒瓶支管口處　石油中沒有放碎瓷片　(3)X　Y　使冷凝管中充滿水從而使蒸出的氣體充分冷凝　(4)汽油　煤油
任務2　乙烯的結構與化學性質
【新知生成】
一、乙烯的結構
分子式 電子式 結構式 結構簡式
　　 　　 　　 　　
空間結構:乙烯分子中6個原子　　　　同一平面上。
二、乙烯的化學性質
1.乙烯　　　　酸性高錳酸鉀溶液褪色。
2.加成反應:有機物分子中　　　　　　　　(或　　　　　　　　)兩端的原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應。
(1)乙烯和溴的四氯化碳溶液反應時,反應液的橙紅色　　　　,反應的化學方程式為　。
(2)乙烯在　　　　下還能與　　　　、　　　　、　　　　等發生加成反應。
3.已知:乙烯被酸性高錳酸鉀溶液氧化會生成CO2氣體。鑒別乙烯、乙烷的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,除去乙烷中混有的少量乙烯的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】一、 C2H4　H︰︰︰︰H　　CH2CH2　都在
二、1.能使　2.雙鍵　三鍵　(1)褪去　CH2CH2+Br2 CH2BrCH2Br　(2)一定條件　水　氫氣　鹵化氫　3.將兩種氣體分別通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中,能使溶液褪色的氣體是乙烯,不能使溶液褪色的氣體是乙烷(或將兩種氣體分別通入酸性KMnO4溶液中,能使溶液褪色的氣體是乙烯,不能使溶液褪色的氣體是乙烷)　將混合氣體通過盛足量溴水的洗氣瓶(或將混合氣體先通過盛有酸性高錳酸鉀溶液的洗氣瓶,再通過盛有堿石灰的干燥管)
【核心突破】
典例2　下列關于乙烯的用途、性質、結構的敘述正確的是(　　)。
①乙烯通入水中即可轉化為乙醇?、谝蚁┛勺飨憬兜人拇呤靹、垡蚁┤菀着c溴水發生反應,1 mol乙烯加成消耗1 mol Br2,說明乙烯分子含有一個碳碳雙鍵?、芤蚁┠軌虮凰嵝訩MnO4溶液氧化,說明乙烯結構中含有一個碳碳雙鍵
⑤乙烯分子中所有原子在同一個平面上
A.①②④ B.②④⑤ C.②③⑤ D.①④⑤
【答案】C
【解析】乙烯與水在有催化劑、加熱、加壓的條件下生成乙醇,①錯誤;乙烯可作香蕉等水果的催熟劑,②正確;乙烯分子含有一個碳碳雙鍵,1 mol乙烯加成消耗1 mol Br2,③正確;乙烯能夠被酸性KMnO4溶液氧化,只能說明乙烯結構中含有碳碳不飽和鍵,但不能確定碳碳不飽和鍵的種類和數目,④錯誤;乙烯分子中所有原子共平面,⑤正確。
【歸納總結】
1.乙烯的化學性質
氧化反應
　　2.對乙烯加成反應的理解
(1)乙烯可以與溴水在不需要其他條件下發生加成反應使溴水褪色,而甲烷與純溴在光照條件下發生取代反應,與溴水不反應。
(2)乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色與使酸性KMnO4溶液褪色的原理不同,前者發生的是加成反應,后者發生的是氧化反應。
(3)制取氯乙烷應用乙烯和HCl的加成反應而不能用乙烷與Cl2的取代反應。因為乙烯與HCl的加成產物只有一種,而乙烷與Cl2的取代產物是多種氯代烴的混合物。
訓練2　下列各組物質中,在一定條件下反應可以制得較純凈的CH2ClCH2Cl的是(　　)。
A.乙烷與氯氣在光照條件下反應
B.乙烯與氯化氫氣體混合
C.乙烯與氯氣混合
D.乙烯通入濃鹽酸中
【答案】C
【解析】乙烷和氯氣發生取代反應除了生成1,2-二氯乙烷外,還有氯化氫和其他氯代物生成,A項錯誤;乙烯和氯化氫加成生成1-氯乙烷,不是1,2-二氯乙烷,B項錯誤;乙烯和氯氣加成只生成1,2-二氯乙烷,C項正確;乙烯通入濃鹽酸中不反應,D項錯誤。
任務3　乙炔的結構與化學性質
【新知生成】
1.結構:乙炔是最簡單的　　　　,分子式為　　　　,結構簡式為　　　　　　,分子中四個原子都在　　　　上。
2.加成反應:
①HC≡CH+Br2　　　　　　　;
②CHBrCHBr+Br2　　　　　　　。
3.根據乙炔分子的結構,推測乙炔的化學性質:　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】1.炔烴　C2H2　HC≡CH　同一條直線
2.CHBrCHBr　CHBr2CHBr2　3.—C≡C—是不飽和鍵,應與乙烯的化學性質相似,可以燃燒、被酸性高錳酸鉀溶液等強氧化劑氧化、發生加成反應等
【核心突破】
典例3　下列關于乙炔性質的敘述中錯誤的是(　　)。
A.能燃燒生成二氧化碳和水
B.能發生加成反應
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.能與氯化氫反應生成一氯乙烷
【答案】D
【解析】乙炔與氯化氫1∶1加成生成氯乙烯,1∶2加成生成二氯乙烷。
【歸納總結】
乙烷、乙烯、乙炔的結構與性質的比較
名稱 比較 乙烷 乙烯 乙炔
結構式
結構 特點 碳碳單鍵,碳原子飽和,原子不在同一平面上 碳碳雙鍵,碳原子不飽和,所有原子均在同一平面上 碳碳三鍵,碳原子不飽和,所有原子均在一條直線上
所屬烴 類通式 CnH2n+2(n≥1) CnH2n(n≥2) CnH2n-2(n≥2)
取代反應 與鹵素單質間的反應 —
加成反應 — 能夠與H2、X2、HX、H2O等發生加成反應(X為鹵族元素) 能夠與H2、X2、HX、H2O等發生加成反應(X為鹵族元素)
氧化反應 不能使酸性KMnO4溶液褪色 能使酸性KMnO4溶液褪色 能使酸性KMnO4溶液褪色
燃燒產生淡藍色火焰 燃燒火焰明亮,伴有黑煙 燃燒火焰明亮,伴有濃烈的黑煙
鑒別 不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色 能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色 能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色
　　訓練3　用乙炔為原料制取CHClBr—CH2Br,下列方法中,最可行的是(　　)。
A.先與HBr加成后,再與HCl加成
B.先與H2完全加成后,再與Cl2、Br2取代
C.先與HCl加成后,再與Br2加成
D.先與Cl2加成后,再與HBr加成
【答案】C
【解析】乙炔與H2完全加成的產物是乙烷,而烷烴與Cl2、Br2在光照下的取代反應產物不可控,B項錯誤;對比乙炔、CHClBr—CH2Br的分子式可知,增加HClBr2,而加成反應的原子利用率為100%,因此最可行的方法是先與HCl加成后,再與Br2加成(也可以先與Br2加成后,再與HCl加成),還可以先與HBr加成后,再與BrCl加成(也可以先與BrCl加成后,再與HBr加成),C項正確。
【課堂小結】
【隨堂檢測】
1.要鑒別CH4、C2H4和C2H2三種氣體,可采用的方法是(　　)。
A.通入溴水中,觀察溴水是否褪色
B.通入酸性高錳酸鉀溶液中,觀察顏色變化
C.點燃后檢驗燃燒產物
D.點燃,觀察火焰明亮程度及產生黑煙量的多少
【答案】D
【解析】乙烯、乙炔都能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色,A、B兩項錯誤;三種氣體的燃燒產物相同,均為CO2和H2O,C項錯誤;三種物質含碳量不同,燃燒時火焰明亮程度及產生黑煙量不同,D項正確。
2.下列關于乙烯結構與性質的敘述中,錯誤的是(　　)。
A.乙烯分子中6個原子在同一平面內
B.乙烯與酸性KMnO4溶液發生加成反應使其褪色
C.乙烯與溴的四氯化碳溶液發生加成反應
D.乙烯分子的一氯代物只有一種結構
【答案】B
【解析】乙烯是平面形分子,6個原子在同一平面內,A項正確;乙烯與酸性高錳酸鉀發生氧化反應,使高錳酸鉀褪色,B項錯誤;乙烯含碳碳雙鍵,能夠與四氯化碳溶液發生加成反應,C項正確;乙烯中只有一種氫原子,一氯代物只有一種結構,D項正確。
3.下列物質不可能是乙烯加成產物的是(　　)。
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
【答案】B
【解析】CH3CH3是乙烯與氫氣的加成產物;CH3CHCl2中2個氯原子連在同一個碳原子上,不能由乙烯加成得到。CH3CH2OH是乙烯與水的加成產物;CH3CH2Br是乙烯與溴化氫的加成產物。
4.下列說法錯誤的是(　　)。
石油分餾產品乙烯CH2BrCH2Br
A.石油主要是由烴組成的混合物
B.①主要發生物理變化
C.②為裂解過程
D.③可以通過乙烯和HBr發生加成反應實現
【答案】D
【解析】石油主要是由烴組成的混合物,A項正確;石油分餾是利用沸點不同進行分離的,屬于物理變化,B項正確;對長鏈烴進行裂解可以得到乙烯等氣態短鏈烴,C項正確;乙烯與溴發生加成反應生成CH2BrCH2Br,所以③可以通過乙烯和Br2發生加成反應實現,D項錯誤。
5.下列有關說法不正確的是(　　)。
A.乙烯的化學性質比乙烷活潑是因為乙烯分子中含有碳碳雙鍵
B.用如圖所示方法可除去乙烷氣體中的乙烯氣體
C.乙烯、SO2均能使溴水褪色且原理相同
D.乙烯完全燃燒生成的CO2和H2O的物質的量相等
【答案】C
【解析】乙烯分子碳碳雙鍵中有一個鍵沒有乙烷中碳碳單鍵穩定,容易發生斷裂,乙烯的化學性質比乙烷活潑,A項正確;乙烯與溴發生加成反應,乙烷不反應,可以用溴水除去乙烷中混有的乙烯,B項正確;乙烯、SO2均能使溴水褪色,但乙烯與溴發生加成反應,二氧化硫與溴水發生氧化還原反應,二者褪色原理不相同,C項錯誤;乙烯的分子式為C2H4,根據原子守恒可知,1 mol乙烯完全燃燒生成2 mol CO2和2 mol H2O,D項正確。
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