2019-2020学年高中化学 专题3 有机化合物的获得与应用 第一单元 化石燃料与有机化合物 第2

第2课时石油炼制乙烯专题3有机化合物的获得与应用1.知道石油的炼制方法(分馏、裂化、裂解)、目的及其主要产品。2.认识乙烯的分子组成、结构特征和主要化学性质。3．认识乙炔的结构和性质。4.能识别加成反应。专题3有机化合物的获得与应用石油的炼制1.石油的分馏(1)分馏原理：根据___________不同，通过加热汽化，然后冷凝，把石油分成不同沸点范围内的产物。沸点(2)实验室石油的分馏(3)工业生产①设备：分馏塔。②产品：石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、重油等。下口上口防止液体暴沸2.石油的裂化与裂解(1)裂化(2)裂解裂解即是深度裂化，其目的是获得______________等化工原料。乙烯、丙烯C16H34――――→催化剂加热、加压C8H18+C8H16汽油1．判断正误(1)石油分馏可得到乙烯。()(2)汽油为石油分馏产品，属于纯净物。()(3)石油的分馏和裂化均属于化学变化。()(4)石油的裂解和裂化目的不同。()×××√2．下列说法正确的是()A．沸点：汽油、煤油、柴油依次降低B．石油的成分全部为有机化合物C．石油分馏时，沸点高的烃先汽化D．石油裂解气中含大量乙烯答案：D1．石油炼制方法比较方法分馏裂化裂解主要原料(包括石油气)原油石油分馏产品石油分馏产品目的将原油分离成不同沸点范围的产品提高轻质油的产量和质量得到气态短链烃方法分馏裂化裂解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、丙烯等小分子烃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C5～C12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褪色的是裂化汽油裂化汽油重油裂化，化学变化含有C5～C11的烷烃和烯烃，性质活泼下列是实验室做石油蒸馏实验的几个主要装置和仪器，请回答下列问题。(1)写出B装置中仪器的名称：________________。(2)C装置中存在的错误是_______________________________、________________________，正确的处理方法是____________、________________________________________________。(3)在B装置中水是从________端进，从________端出。这样做的好处是____________________________________________。(4)实验中收集到60～150℃时的馏分是________，150～300℃时的馏分是________。[解析]石油蒸馏的目的是为了得到沸点不同的馏分，馏出的不同馏分需经冷凝重新成为液体，故需要冷凝装置。要得到不同的馏分，需要控制蒸馏烧瓶支管口处馏出气体的温度。[答案](1)冷凝管(2)温度计的水银球位置偏下石油中没有放碎瓷片温度计的水银球位置应在蒸馏烧瓶的支管口处加少量碎瓷片到石油中(3)XY能使冷凝管中充满冷却水从而使蒸出的气体充分冷凝(4)汽油煤油有人设计了在实验室分馏原油的五个步骤，正确的操作顺序是________(填序号)。①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞，调好温度计的位置。②连接好冷凝管。把冷凝管固定在铁架台上，将冷凝管进水口的橡皮管和水龙头连接，将出水口的橡皮管放在水槽中。③把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯的高度确定铁圈的高度，放好石棉网。④向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，再用漏斗向烧瓶中加入原油，塞好带温度计的橡皮塞，把牛角管接在冷凝管的末端，并伸入接收装置(如锥形瓶)中。⑤检查气密性(利用给固定装置微热的方法)。在上述实验中，温度计水银球的位置应在________________。解析：本实验包括三部分装置，即加热装置、冷凝装置和收集装置。组装时，应遵循先加热后冷凝再收集的顺序，加热装置的组装要按先下后上、先左后右的顺序组装。操作时，应遵循先检验气密性再加药品的原则。所以正确的顺序为③①②⑤④。因温度计用来测石油馏分的温度，故温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处。答案：③①②⑤④蒸馏烧瓶支管口处分馏石油实验的注意事项(1)蒸馏烧瓶中石油的量不能超过蒸馏烧瓶球体体积的1/2。(2)汽油、柴油等对橡胶有较强的腐蚀性，在实验时所用的橡胶塞要用锡箔包起来，防止被腐蚀。(3)对烧瓶加热一定要垫石棉网，防止烧瓶受热不均而炸裂引起火灾。(4)蒸馏烧瓶中加几片碎瓷片是为了防止混合液在受热时剧烈跳动(即防止暴沸)。(5)使用温度计的目的是测量馏分蒸气的温度，来控制温度在一定的范围内，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处。(6)冷凝管内的冷却水从下口进、上口出，采用逆流原理，冷却效果好。石油的分馏1．石油经过分馏提取汽油、煤油、柴油所剩余的固态与液态烃的混合物又叫做重油，其所含分子的碳原子数在20以上，黏度高，难挥发。工业上对重油进行分馏具有重要意义。下列对重油进行分馏的措施正确的是()A．加压、高温加热，冷凝B．减压、低温加热，冷凝C．加入催化剂低温加热，冷凝D．加入催化剂高温加热，冷凝解析：选B。重油难挥发，加压会升高重油组成成分的沸点，减压会降低重油组成成分的沸点；重油组成成分相对分子质量大，高温加热会使其炭化结焦；重油分馏属于物质变化中的物理变化，而催化剂是能够改变化学反应速率的物质，对物理变化无效。综合上述可知，对重油进行分馏的措施应是减压、低温加热，冷凝。2．如图是石油分馏塔的示意图。下列说法正确的是()A．a的沸点最高B．b的熔点最低C．c的平均相对分子质量最大D．每一种馏分都是纯净物解析：选C。分馏塔内的温度从下往上逐渐降低。石油蒸气从分馏塔的底部进入，沸点低的馏分先汽化，冷凝后流出，沸点高的馏分后汽化，冷凝后流出，因此a、b、c的沸点依次升高。沸点高的物质熔点高、相对分子质量大。石油中有些成分的沸点很接近，因此石油分馏的馏分仍为混合物。石油的裂化和裂解3．如下所示，下列说法不正确的是()石油――→①分馏产品――→②乙烯A．石油是由烃组成的混合物，只含碳、氢元素B．①主要发生物理变化C．②是石油的裂解D．②是化学变化解析：选A。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，其中碳元素和氢元素的质量分数之和可达97%～98%，此外还含有硫、氮、氧等元素。4．下列关于石油裂解和裂化的叙述中，不正确的是()A．裂解与裂化的产物都含有不饱和烃B．裂解与裂化都是为了得到气态烃C．裂解与裂化的原料都是石油分馏产品D．裂解与裂化都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程解析：选B。裂化就是在一定条件下，将相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量，特别是提高汽油的产量和质量。裂解是采用比裂化更高的温度，使相对分子质量较大的烃断裂为乙烯、丙烯等小分子烃的过程。石油裂解气的主要成分是乙烯、丙烯等。5．请将下列操作与相应的方法进行连线。(1)从海水中获得淡水a．裂化(2)从石油中获得汽油、柴油等b．裂解(3)以重油为原料获得汽油c．分馏(4)以石油分馏产品为原料获得乙烯、丙烯d．蒸馏答案：(1)－d(2)－c(3)－a(4)－b乙烯1．乙烯(1)结构分子式为___________，电子式为，结构式为，结构简式为_______________，该分子中的6个原子处于同一平面上。C2H4CH2===CH2(2)化学性质双键或叁键褪色2．乙炔(1)结构分子式电子式结构式结构简式C2H2______________H—C≡C—H______________乙炔分子中所有原子都在一条直线上。(2)物理性质：无色、无味的气体，比空气稍轻，微溶于水，易溶于有机溶剂。CH≡CH(3)化学性质①加成反应：乙炔能使溴的四氯化碳溶液褪色。CH≡CH＋Br2(不足)―→_________________；CH≡CH＋2Br2(过量)―→________________。②氧化反应a．乙炔在空气中燃烧：____________________________(化学方程式)。乙炔燃烧时火焰明亮且有浓烈的黑烟。b．乙炔能使酸性KMnO4溶液___________。CHBr===CHBrCHBr2—CHBr2褪色2C2H2＋5O2点燃——→4CO2＋2H2O1．下列关于乙烯的说法中错误的是()A．能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．分子中6个原子都在同一平面上C．分子中C、H元素的质量比为2∶1D．可以和溴水发生加成反应解析：选C。由于乙烯中含有，故既能使酸性KMnO4溶液褪色，又可与溴水发生加成反应，A、D正确；由于乙烯分子是平面形分子，故分子中6个原子在同一平面上，B正确；由乙烯的分子式C2H4可知，乙烯分子中C、H元素的质量比为6∶1，C错误。2．要鉴别CH4、C2H4和C2H2三种气体可采用的方法是()A．通入溴水中，观察溴水是否褪色B．通入酸性高锰酸钾溶液中，观察颜色变化C．点燃后检验燃烧产物D．点燃，观察火焰明亮程度及产生黑烟量的多少解析：选D。乙烯、乙炔都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，故A、B错误；三种气体的燃烧产物相同，均为CO2和H2O，故C错误。3．(1)检验不饱和烃的方法有哪些？(2)乙炔是甲烷和乙烯的同系物吗？(3)CH2===CHC≡CH中有多少原子共平面？最多有多少原子在同一直线上？答案：(1)用酸性KMnO4溶液、溴水或溴的CCl4溶液检验，观察是否褪色。(2)不是。(3)8个原子共平面；最多有4个原子在同一直线上。1．甲烷、乙烯、乙炔的比较比较甲烷乙烯乙炔分子式CH4C2H4C2H2结构式H—C≡C—H结构特点只有C—H键，碳原子价键饱和存在和C—H键，碳原子价键不饱和存在—C≡C—和C—H键，碳原子价键不饱和比较甲烷乙烯乙炔化学稳定性较稳定不稳定不稳定化学性质取代反应光照时与卤素单质发生取代反应一般较难一般较难燃烧火焰呈淡蓝色，无黑烟火焰明亮，有黑烟火焰明亮，有浓烟氧化反应不能被酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化能被酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化能被酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化加成反应不能发生加成反应能与卤素单质等发生加成反应能与卤素单质等发生加成反应2.乙烯与乙烷的鉴别方法一：将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中；溶液褪色者为乙烯，溶液不褪色者为乙烷。方法二：将两种气体分别通入酸性KMnO4溶液中；溶液褪色者为乙烯，溶液不褪色者为乙烷。方法三：点燃两种气体，火焰较明亮，有黑烟者为乙烯，另一种为乙烷。3．除去乙烷中的乙烯的方法将混合气体通过盛溴水的洗气瓶，如图所示。(1)乙烯是可燃性气体，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)。由乙烯推测丙烯的结构或性质，正确的是()A．分子中3个碳原子在同一直线上B．分子中所有原子都在同一平面上C．与HCl加成只生成一种产物D．丙烯能使溴水褪色[解析]丙烯CH2===CH—CH3结构可看作是CH2===CH2结构中一个氢原子被一个—CH3所替代，中，显然3个碳原子不在同一条直线上；由于甲基中4个原子不在同一平面上，所以CH2===CH—CH3分子中不可能所有原子都在同一平面上；丙烯中含碳碳双键，能与HCl加成可得或；丙烯能使溴水褪色。[答案]D根据丙烯分子的结构，分析丙烯可能具有哪些化学性质？答案：丙烯分子中含和—CH3，故兼有乙烯和烷烃的性质。例如：可以发生加成反应、取代反应，使KMnO4溶液褪色，可燃等。乙烯的组成、结构与性质1．下列说法正确的是()A．乙烯分子的电子式为B．乙烯分子的球棍模型为C．乙烯分子是平面结构D．乙烯分子的结构简式为CH2CH2解析：选C。乙烯分子中两个碳原子以双键相连，碳剩余价键被氢原子饱和，由此得其电子式为，A错误；乙烯分子中的碳原子半径应该大于氢原子半径，乙烯分子的球棍模型应为，B错误；乙烯分子是平面结构，六个原子在同一平面上，C正确；乙烯分子