2020版新教材高中化学-3.2.2-石油裂解与乙烯课件-鲁教版必修2

第2课时石油裂解与乙烯一、石油的裂解1.实验探究石油的裂解(1)实验装置(2)实验现象实验步骤实验现象1、将生成的气体通入酸性KMnO4溶液中溶液褪色2、将生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中溶液褪色结论:石蜡油分解产生了能使酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物,由此可知产物中含有与烷烃性质(烷烃不能使酸性KMnO4溶液褪色)不同的烃2.石油裂解原理石油化工生产中,常以石油分馏产物为原料,采用比裂化更高的温度,使其中相对分子质量_____的烃分解成_____、_____等小分子烃原料_________产物(包括_______)目的获得_____、_____等小分子烃变化类型_____变化主要产品乙烯、丙烯等小分子烃较大乙烯丙烯石油分馏石油气乙烯丙烯化学3.不饱和烃与烯烃【微思考】石油的裂化和裂解有何区别和联系?提示:裂化和裂解原理相同,但裂解温度更高,裂解又叫深度裂化。二者目的不同,裂化是为了提高轻质液态燃料的产量和质量,而裂解的目的是得到气态短链烃。二、乙烯1.分子组成与结构(1)组成与结构(2)结构特点图示空间结构乙烯分子为_____结构,2个碳原子和4个氢原子_______平面共平面2.物理性质颜色状态气味水溶性密度___色_________________溶于水密度比空气___无气体稍有气味难小3.化学性质分析下列实验,总结乙烯的化学性质实验实验内容实验现象实验结论1火焰_____并伴有_____乙烯易燃烧明亮黑烟实验实验内容实验现象实验结论2酸性KMnO4溶液_____乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化3溴的四氯化碳溶液_____;溴水_____乙烯易与溴反应褪色褪色褪色(1)氧化反应。(2)加成反应。①概念:有机物分子中_____上的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应。②乙烯的加成反应。双键4.乙烯的用途(1)乙烯是一种重要的有机化工基础原料,用于生产塑料等化工产品。目前,世界上已将___________作为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。乙烯的产量【情境·思考】观察下列漫画,思考:乙烯和二氧化硫使溴水褪色的原理相同吗?提示:不同。SO2使溴水褪色是因为SO2将溴单质还原生成了无色的HBr,乙烯使溴水褪色是因为乙烯与溴单质发生了加成反应生成无色的1,2-二溴乙烷。【巧判断】(1)乙烯的结构简式为CH2CH2。()提示:×。书写结构简式时乙烯分子中的官能团“＝”不能省略。(2)乙烯的化学性质比乙烷活泼。()提示:√。乙烯的双键中有一个易断裂,化学性质较活泼。(3)乙烯双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应。()提示:×。乙烯双键中有一个键可以断裂,容易发生加成反应。知识点乙烷和乙烯的比较【重点释疑】1.分子结构名称(化学式)乙烯(C2H4)乙烷(C2H6)结构式结构简式CH2＝CH2CH3—CH3名称(化学式)乙烯(C2H4)乙烷(C2H6)碳碳键类型饱和程度不饱和饱和空间构型两个碳原子和四个氢原子处于同一平面上两个碳原子和六个氢原子不在同一平面上,以每个碳原子为中心形成四面体结构2.化学性质名称(化学式)乙烯(C2H4)乙烷(C2H6)典型反应加成反应取代反应能否使溴水褪色能不能能否使酸性高锰酸钾溶液褪色能不能3.乙烯与乙烷的鉴别实验操作现象结论方法一溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷实验操作现象结论方法二溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷方法三火焰明亮有黑烟者为乙烯,另一种为乙烷4.除去乙烷中乙烯的方法将混合气体通过盛溴水的洗气瓶,如图所示。【易错提醒】学习乙烯性质时的注意事项(1)乙烯是可燃性气体,与空气混合后遇明火极易发生爆炸,因此点燃乙烯前一定要检验其纯度。(2)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能把乙烯氧化为CO2。因此酸性高锰酸钾溶液可用来鉴别烷烃和乙烯,但不能用于除去烷烃中的乙烯(因为引入新的杂质二氧化碳)。【规律方法】加成反应与取代反应的对比类型取代反应加成反应反应物的结构特征含有易被取代的原子或原子团含等不饱和键生成物两种一种类型取代反应加成反应碳碳键变化情况无变化键打开(一般是双键变单键)结构变化形式等价替换式开键加合式【思考·讨论】(1)乙烯分子中所有的原子都在同一个平面上,丙烯(CH3CH＝CH2)呢?提示:丙烯中含有甲基(CH3—),其中的碳原子与周围的三个氢原子和一个碳原子形成四面体结构,因此丙烯的所有原子不全在同一平面上。(2)乙烯与氢气反应生成乙烷,若要除去乙烷中混有的乙烯气体,能否采用通入氢气的方法?若不能,应该采取何种方法?提示:否。除掉气体中的杂质时,通入气体容易引入新杂质,只能通过溶液或者固体。可将混合气通过足量的溴水,乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷液体,而乙烷既不会发生反应,也不溶于水。(3)为什么甲烷燃烧没有黑烟,而乙烯燃烧有黑烟?提示:因为甲烷分子里含碳量低,燃烧充分;乙烯分子里含碳量(85.7%)比较大,未完全燃烧,产生碳的小颗粒。(4)乙烯既可使酸性KMnO4溶液褪色,又可使溴水褪色,二者原理是否相同?提示:不相同。乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,发生的是氧化反应,乙烯被氧化;而乙烯使溴水褪色,发生的是加成反应,乙烯与溴加成生成了1,2-二溴乙烷。【案例示范】【典例】(2019·衡水高一检测)下列叙述正确的是()A.破坏乙烯分子里键所需吸收的能量是破坏乙烷分子里C—C键能量的两倍B.乙烯分子里碳、氢原子都处在同一直线上,而乙烷分子里碳、氢原子处在同一平面上C.因为乙烯和甲烷都能在空气中燃烧,所以它们也都能被酸性KMnO4溶液氧化D.乙烯易发生加成反应,乙烷易发生取代反应【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)碳碳双键并不是两个单键的叠加;(2)乙烯是平面形分子而不是直线形分子。【解析】选D。A项中破坏乙烯分子里键所需吸收的能量小于破坏乙烷分子里C—C键能量的两倍;B项中乙烯分子里碳、氢原子都处在同一平面上而不是同一直线上,乙烷分子里碳、氢原子不在同一平面上;C项中甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化。【母题追问】(1)乙烷与氯气反应生成一氯乙烷,乙烯与氯化氢反应也生成一氯乙烷,若制取较为纯净的一氯乙烷,哪一种方法更合适?(证据推理与模型认知)提示:乙烷与氯气发生取代反应时,除了生成一氯乙烷之外,还会生成二氯乙烷、三氯乙烷等多种取代产物,但是乙烯与氯化氢通过加成反应,产物中只有一氯乙烷,因此第二种方法更合适。(2)能不能用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯?(科学探究与创新意识)提示:不能。酸性高锰酸钾可以将乙烯氧化为二氧化碳,会在甲烷中混入新的杂质气体。【迁移·应用】1.常温下,下列各种物质既能使溴水褪色,又能使酸性KMnO4溶液褪色,并且化学反应原理相同的是()A.CH2＝CH2B.SO2C.H2D.CH3CH3【解析】选B。H2和CH3CH3既不能使溴水褪色又不能使酸性KMnO4溶液褪色;乙烯与Br2发生加成反应使溴水褪色,被酸性KMnO4溶液氧化的同时,酸性KMnO4溶液褪色;SO2能与酸性KMnO4溶液和溴水发生氧化还原反应,使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。2.(2019·福州高一检测)下列物质不可能是乙烯加成产物的是世纪金榜导学号()A.CH3CH3B.CH3CHCl2C.CH3CH2OHD.CH3CH2Br【解析】选B。CH2＝CH2加成反应时,应该是每个碳原子上加一个原子或原子团,B项不符合。【补偿训练】(2019·潍坊高一检测)烃完全燃烧时,消耗的氧气与生成的CO2体积比为3∶2,该烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也能使溴水褪色,则该烃的分子式可能为()A.C3H4B.C2H4C.C2H6D.C6H6【解析】选B。烃的燃烧通式是CnHm+(n+m/4)O2→nCO2+m/2H2O,所以根据题意可知,(n+m/4)∶n=3∶2,解得n∶m=1∶2。又因为该烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色,能使溴水褪色,所以应该是乙烯。【素养提升】研究表明,很多成熟的瓜果会缓慢释放出乙烯,对其他未成熟的瓜果有催熟作用。长途运输水果时,为防止水果过熟发生腐烂,常常将浸泡有高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中。(1)用水浸泡水果可以除去乙烯吗?(2)为什么高锰酸钾溶液可以吸收乙烯?提示:(1)乙烯在水中的溶解度很小,因此用水浸泡无法除去乙烯,且长期用水浸泡会使水果腐烂变质。(2)乙烯中含有碳碳双键,能被高锰酸钾氧化,因此可以用高锰酸钾溶液吸收乙烯,从而防止水果早熟。【课堂回眸】