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课时 石油炼制 乙烯学案 苏教版必修2

1 第第 2 2 课时课时 石油炼制石油炼制 乙烯乙烯 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 石油的炼制 石油的分馏 1 1 分馏原理 根据沸点不同 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 2 实验室石油的分馏 3 工业生产 设备 分馏塔 产品 石油气 汽油 煤油 柴油 润滑油 重油等 石油的裂化与裂解 2 1 裂化 2 裂解 裂解即是深度裂化 其目的是获得乙烯 丙烯等化工原料 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 2 4 石油的裂解和裂化目的不同 答案 1 2 3 4 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 d 1 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 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 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 能使溴的四氯化碳溶 液褪色的是裂化汽油 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 3 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 x y 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 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 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 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 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 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 4 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 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 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 5 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 分馏产品 乙烯 a 石油是由烃组成的混合物 只含碳 氢元素 b 主要发生物理变化 c 是石油的裂解 d 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 6 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 c2h4 电子式为 结构式为 结构简 式为 ch2 ch2 该分子中的 6 个原子处于同一平面上 2 化学性质 2 乙炔 1 结构 7 分子式电子式结构式结构简式 c2h2hc ch h c c hch ch 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 3 化学性质 加成反应 乙炔能使溴的四氯化碳溶液褪色 ch ch br2 不足 chbr chbr ch ch 2br2 过量 chbr2 chbr2 氧化反应 a 乙炔在空气中燃烧 2c2h2 5o24co2 2h2o 化学方程式 乙炔燃烧时火焰 点燃 明亮且有浓烈的黑烟 b 乙炔能使酸性 kmno4溶液褪色 1 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 1 d 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 8 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 化学 稳定性 较稳定不稳定不稳定 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 化 学 性 质 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 9 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 10 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 乙烯分子中含有碳碳双键 正确的结构简式为 ch2 ch2 d 错误 2 如图是某种有机化合物分子的球棍模型 图中的 棍 代表单 键或双键 不同大小的 球 代表不同的短周期元素的原子 对该有机 化合物的叙述不正确的是 a 该有机化合物可能的化学式为 c2hcl3 b 该有机化合物可以由乙烯和氯化氢通过加成反应得到 c 该有机化合物分子中的所有原子在一个平面上 d 该有机化合物分子中一定有碳碳双键 解析 选 b 白球是碳原子 短周期元素中原子半径比碳原子小且与碳原子形成单键 的可以是氢原子 原子半径比碳原子大且与碳原子形成单键的可以是第 3 周期的氯原子 该有机化合物可能的化学式为 c2hcl3 a 正确 乙烯和氯化氢加成得到氯乙烷 不能得到 c2hcl3 b 错误 该有机化合物结构与乙烯类似 所有原子共平面 c 正确 分子中存在碳 碳双键 d 正确 3 下列说法中 错误的是 a 无论乙烯与 br2的加成 还是乙烯使酸性 kmno4溶液褪色 都与分子内含有碳碳双 键有关 b 用溴的四氯化碳溶液或酸性 kmno4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷 c 相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同 d 利用燃烧的方法可以鉴别乙炔和甲烷 解析 选 c 乙烯分子中含有碳碳双键 决定了它的性质与甲烷 乙烷等烷烃的性质 有所不同 乙烯的加成反应和氧化反应过程中碳碳双键断裂 a 项正确 乙烯能与溴水 和酸性 kmno4溶液反应 但是乙烷不能 故能用溴的四氯化碳溶液或酸性 kmno4溶液鉴别乙 烯和乙烷 b 项正确 乙烯和甲烷中氢的质量分数不同 故相同质量的乙烯和甲烷完全燃 烧后产生的水的质量不同 c 项错误 甲烷燃烧产生淡蓝色火焰 乙炔燃烧火焰明亮有浓 11 烟 d 项正确 加成反应的理解与判断 4 如图表示某有机反应过程的示意图 该反应的类型是 a 加成反应 b 取代反应 c 氧化反应 d 置换反应 解析 选 a 根据示意图可判断该反应应该是乙烯和卤素单质如氯气的加成反应 5 下列物质不可能是乙烯加成产物的是 a ch3ch3 b ch3chcl2 c ch3ch2oh d ch3ch2br 解析 选 b 乙烯和氢气加成得到 ch3ch3 a 项不符合题意 ch3chcl2不是乙烯加成的 产物 b