新教材适用2023-2024学年高中化学专题8有机化合物的获得与应用第1单元化石燃料与有机化合物第2课时石油炼制乙烯课件苏教版必修第二册

第一单元化石燃料与有机化合物第2课时石油炼制乙烯自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结课标定位素养阐释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、乙炔的分子组成、结构特征和主要化学性质。3.通过搭建乙烯、乙炔分子模型,能从分子微观结构的角度探析有机化合物中碳原子的成键特点,进而推知烯烃、炔烃的结构模型,加深对加成反应的理解。

自主预习·新知导学一、石油炼制1.石油的分馏。(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)实验室蒸馏石油。①实验操作:在250mL蒸馏烧瓶中加入100mL石油和一些沸石(或碎瓷片),按图示装置进行实验,分别收集60~150℃、150~300℃温度段的馏分。②实验装置及分析:(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。【自主思考1】

石油分馏得到的各种馏分是纯净物还是混合物?石油分馏时收集到50~150℃时的馏分主要是什么?提示:石油分馏得到的各种馏分是混合物。60~150

℃时的馏分主要是汽油。2.石油的催化裂化与裂解。(1)催化裂化。(2)裂解:裂解即是深度裂化,以比裂化更高的温度,使长链烃断裂成CH2═CH2、CH3—CH═CH2(填结构简式)等气态短(填“长”或“短”)链烃,其目的是获得碳原子数更小的烃类。二、乙烯1.组成和结构。2.乙烯的空间结构。乙烯分子中既含有单键,又含有双键,乙烯中6个原子都在同一平面上,即乙烯是平面形分子。3.化学性质。(1)氧化反应。(2)加成反应。①概念:有机物分子中双键(或三键)连接的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应,叫作加成反应。②乙烯的加成反应实验。【自主思考2】

如何鉴别乙烯和甲烷?提示:将气体分别通入溴水或酸性KMnO4溶液中,能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是乙烯,无明显现象的是甲烷。三、乙炔的结构与性质1.乙炔的组成和结构。乙炔分子中所有原子都在同一条直线上。

2.乙炔的化学性质——加成反应:CH≡CH+Br2(不足)→CHBr═CHBr;CH≡CH+2Br2(过量)→CHBr2—CHBr2。【效果自测】

1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)乙烯主要是通过石油分馏得到的。(

)(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)蒸馏时温度计的水银球应插入液体中。(

)(5)乙烯和乙炔的结构简式分别为CH2═CH2和CH≡CH。(

)××××√(6)乙炔和甲烷或乙烯互为同系物。(

)(7)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。(

)(8)甲烷、乙烯、乙炔燃烧的现象完全相同。(

)×××2.下列关于石油的说法正确的是(

)。A.石油属于可再生能源B.石油只含有碳、氢、氧三种元素C.石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量D.石油分馏的各馏分均是纯净物答案:C解析:石油属于不可再生能源,A项错误;石油中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素,B项错误;石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量,C项正确;石油分馏得到的各馏分仍是混合物,D项错误。3.分析CH4、C2H4、C2H2分子的立体构型。(1)①CH4是

形,C2H4是

形,C2H2是

形。②CH3CH═CH2中三个碳原子

(填“共直线”或“共平面”)。

(2)以上三种气体中能使溴水褪色的是C2H4与

,其中C2H4使溴水褪色的化学方程式为

。产物中所有原子

(填“共”或“不共”)平面。

答案:(1)①正四面体平面直线②共平面(2)C2H2

CH2═CH2+Br2→

不共解析:(1)CH4是正四面体形,C2H4是平面形,C2H2是直线形,据C2H4分子的立体构型知CH3CH═CH2中三个碳原子共平面。(2)C2H4和C2H2都能与Br2发生加成反应而使溴水褪色,但C2H4与Br2的加成产物中所有原子不共平面。

合作探究·释疑解惑探究任务1探究任务2探究任务1石油炼制的方法问题引领1.实验室蒸馏石油的实验。(1)为什么要使用温度计?温度计水银球的位置在哪儿?(2)冷凝管的作用是什么?水流方向是什么?(3)加入碎瓷片(或沸石)的作用是什么?提示:(1)由蒸馏实验获取几种沸点不同的馏分时,用温度计控制收集沸点不同的馏分。温度计的液泡(又称水银球)上沿要恰好与蒸馏烧瓶支管口的下沿在同一水平线上,不能浸入液体中。(2)冷凝管的作用是冷凝蒸气;冷凝水的流向要从低处流向高处,即下口进水,上口出水。(3)是为了防止蒸馏烧瓶内液体暴沸。2.石油的催化裂化与裂解有哪些不同?提示:催化裂化与裂解的主要不同:①反应条件不同,裂解的温度比催化裂化的温度更高;②目的不同,催化裂化是提高轻质油的产量和质量,裂解是制得乙烯、丙烯等气态短链烃。归纳提升1.石油炼制方法比较。方法分馏裂化裂解主要原料原油石油分馏产品石油分馏产品(包括石油气)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。

物质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的碳氢化合物,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,化学变化含有不饱和烃的碳氢化合物,性质活泼典型例题【例题1】

实验室可通过蒸馏石油得到多种沸点范围不同的馏分,装置如图所示。下列说法不正确的是(

)。A.沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出B.蒸馏烧瓶中放入碎瓷片可防止蒸馏时发生暴沸C.冷凝管中的冷凝水应该从a口进b口出D.温度计水银球的上沿和蒸馏烧瓶支管口下沿相平答案:C解析:汽油的沸点比柴油的沸点低,先馏出,A项正确;蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片是为了防止混合液受热发生暴沸,B项正确;冷凝管中冷凝水应从下方b口进,上方a口出,采用逆流原理,冷却效果好,C项错误;温度计水银球的上沿应与蒸馏烧瓶支管口的下沿在同一水平线上,D项正确。

石油蒸馏实验的注意事项。(1)蒸馏烧瓶中石油的量不能超过蒸馏烧瓶容积的

。(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。【变式训练1】

下图是石油分馏塔的示意图,a、b、c三种馏分中(

)。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答案:C解析:石油经加热后从下部进入分馏塔中,沸点高的馏分首先冷凝从下部流出,越往上馏分沸点越低,故a处馏分沸点最低,A、B项错误;三种馏分中c处的平均相对分子质量是最大的,C项正确;而石油分馏的馏分中都含有沸点相近的若干种烃,所以每一种馏分都是混合物,D项错误。

探究任务2乙烷、乙烯、乙炔的异同问题引领1.利用如图装置分别点燃乙烷、乙烯、乙炔三种纯净的气体,观察到的现象是否相同?是什么原因造成的呢?你能得到什么启示?提示:不相同;乙烷燃烧火焰呈淡蓝色,无黑烟;乙烯燃烧火焰明亮,有黑烟;乙炔燃烧火焰明亮,有浓烟。这是由三种物质中所含碳元素质量分数不同造成的。碳元素质量分数越高,燃烧时火焰越明亮,燃烧越不充分,产生黑烟越多。2.利用下列装置分别通入足量乙烷、乙烯、乙炔三种纯净的气体,观察到的现象是否相同?从中你能得到什么启示?提示:不相同;乙烷通入三种溶液中没有明显现象;乙烯、乙炔通入三种溶液中①②均褪色,③内澄清石灰水变浑浊。乙烯、乙炔是不饱和烃,化学性质较烷烃活泼,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳,也可以与溴的四氯化碳溶液发生加成反应。归纳提升1.乙烷、乙烯、乙炔的比较。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。注意:不能将混合气体通过酸性高锰酸钾溶液进行洗气除杂,因为乙烯会被氧化为CO2,从而引入新杂质。典型例题【例题2】

下列关于乙炔性质的叙述中,既不同于乙烯又不同于乙烷的是(

)。A.能燃烧生成二氧化碳和水B.能发生加成反应C.能使酸性KMnO4溶液褪色D.能与氯化氢反应生成氯乙烯答案:D解析:乙烷、乙烯、乙炔均能燃烧生成二氧化碳和水;乙烯(CH2═CH2)、乙炔(CH≡CH)中均含有碳碳不饱和键,既能与Br2、H2等物质发生加成反应,又能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液褪色;乙炔能与氯化氢加成生成氯乙烯,乙烷与氯化氢不反应,乙烯与氯化氢加成生成氯乙烷,D项符合题意。

乙烯、乙炔的加成反应。

【变式训练2】

下列说法中,错误的是(

)。A.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同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.无论乙烯与Br2的加成,还是乙烯使酸性KMnO