高中化学必修2学案第3章重要的有机化合物321石油的炼制乙烯

第2节石油和煤重要的烃第1课时石油的炼制乙烯[学习目标定位]1.了解石油的化学成分及石油分馏、裂化和裂解的基本原理。2.掌握乙烯的分子结构、主要性质和重要应用，进一步理解结构与性质的关系。3.了解加成反应，会书写乙烯与H2、HCl、Cl2、H2O发生加成反应的化学方程式。一、石油的炼制1．石油的组成石油主要是由分子中含有____________________组成的复杂混合物，主要包括各种烷烃、环烷烃和芳香烃。石油中所含元素主要有____________两种元素。2．石油的分馏(1)石油是以含多种烃为主的混合物，没有固定的沸点。加热石油，________的烃(含碳原子数______的)先汽化，其蒸气经冷凝变为________首先从混合物里分离出来；随着温度的升高，____________的烃(含碳原子数________的)再汽化，经过冷凝也从混合物里分离出来。通过不断地加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物，这种方法称为石油的分馏。(2)石油经过分馏后得到的一系列产物有石油气、________、煤油、柴油、重油及沥清等。(3)分馏石油得到的各种馏分仍是________物。3．石油的裂化(1)石油裂化的原理：在一定条件(加热、使用催化剂)下，使相对分子质量大、沸点高的烃________成相对分子质量较小、沸点较低的烃。如：十六烷的裂化反应：C16H34eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))____________________。(2)石油裂化的目的：提高______________________的产量和质量。4．石油的裂解(1)石油裂解的原理：裂解是采用比裂化更高的________，使相对分子质量较大的烃________成________、丙烯等小分子烃。裂化和裂解都是________变化。石油裂解气里________的含量比较高。(2)石油裂解的目的：是为了获得____________等小分子烯烃，做为有机化工原料。归纳总结1．石油炼制方法比较炼制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原料原油重油石油分馏产品(包括石油气)目的将石油分离成不同沸点范围的产物提高轻质液体燃料的产量和质量得到气态短链烃主要产品石油气、汽油、煤油、柴油及重油等汽油等轻质燃油乙烯、丙稀等小分子烃2.直馏汽油和裂化汽油的区别获得方法主要化学成分直馏汽油原油分馏一般是C5～C11的烷烃及少量的芳香烃等裂化汽油重油裂化含有C5～C11的烷烃和烯烃3.裂化和裂解都是使石油分馏产物中的长链烃断裂生成更短的链烃，裂解所需温度比裂化所需的温度更高，裂化和裂解的原料、目的和产品不同。1．下列关于石油加工的叙述中，不正确的是()A．石油分馏所得的产物是具有恒定沸点的纯净物B．石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃油的产量和质量C．石油裂解的原料是石油分馏产物，包括石油气D．石油的分馏是物理变化过程二、乙烯的分子结构1．下图表示4个碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。(1)它们同属于有机物中的____________类，其中烷烃有____________(填字母)。(2)在结构上B与A的主要不同是_______________________________________________________________；B应属于烃的类别是________________。(3)分子中碳原子所结合的氢原子数少于饱和烃里的氢原子数的碳氢化合物称为____________。分子中含有______________的烃称为烯烃。若烯烃含有一个碳碳双键，该类烯烃的组成通式为________________。(4)写出上图中烯烃的结构简式，并简述你是怎样从上图中识别烷烃和烯烃的。2．以下是两种有机物的球棍模型，代表H原子，代表C原子，请回答下列问题：(1)Ⅰ、Ⅱ的分子式分别为________、________。(2)说出Ⅰ、Ⅱ结构上的两点差异：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。乙烯的分子组成与结构空间结构：所有C、H原子都在____________上。关键提醒碳碳双键决定乙烯的化学性质。2．关于乙烯分子结构的描述正确的是()A．乙烯的分子式为、结构简式、最简式分别为(CH2)2、CH2CH2、CH—CHB．乙烯不是最简单的烯烃C．乙烯分子中所有原子都在同一平面上D．乙烯分子中所有原子都在一条直线上三、乙烯的化学性质1．乙烯的氧化反应(1)观察实验，记录现象。实验现象点燃乙烯将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液(2)写出乙烯燃烧的化学方程式。为什么甲烷燃烧没有黑烟，而乙烯燃烧有较浓的黑烟？(3)乙烯可以作水果的催熟剂，可以使生果实尽快成熟，但是用浸泡过酸性高锰酸钾溶液的硅藻土与果实或花朵放在一起，可以延长果实或花朵的成熟期，达到保鲜的目的。请你解释其中的奥秘。2．乙烯的加成反应(1)加成反应：有机物分子中双键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叫加成反应。如将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，现象是____________，生成了________________。(2)请你设计实验验证乙烯通入溴水发生的不是取代反应。写出该加成反应的化学方程式。(3)乙烯除了与溴加成外，一定条件下还能与H2、HCl、Cl2、H2O等发生加成反应，请你写出相关反应的化学方程式。(4)聚乙烯(CH2—CH2)在日常生活中用途很广，是一种高分子化合物，如用做食品保鲜膜、水管材料等。它是由乙烯分子在一定条件下相互加成得到的，写出合成聚乙烯的化学方程式。3．如何区分甲烷和乙烯？甲烷中混有乙烯时如何除去？1．乙烯的氧化反应(1)乙烯能燃烧，火焰明亮且伴有黑烟。①利用燃烧时的现象与甲烷不同，可用燃烧法鉴别甲烷和乙烯。②为防止乙烯与空气混合点燃发生爆炸，点燃乙烯之前，一定要检验其纯度。③若乙烯燃烧温度高于100℃，H2O为气态，则反应前后气体体积不变；完全燃烧后产生的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1。(2)被酸性高锰酸钾溶液氧化①乙烯使酸性高锰酸钾溶液退色。利用该性质可鉴别甲烷(或烷烃)和乙烯(或烯烃)。②酸性高锰酸钾溶液将乙烯最终氧化为CO2，所以除去甲烷中的乙烯时不能用酸性高锰酸钾溶液。2．乙烯的加成反应关键提醒(1)结构决定性质，乙烯的化学性质(能被酸性高锰酸钾溶液氧化、发生加成反应)是由碳碳双键所决定的。(2)乙烯使溴水、酸性KMnO4溶液退色原理不同，前者为加成反应，后者为氧化反应。(3)加成反应是乙烯等不饱和烃的特征性质；烷烃的特征性质是取代反应。3．甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净干燥的甲烷，可依次将其通过下列哪组试剂的洗气瓶()A．澄清石灰水，浓H2SO4B．溴水，浓H2SO4C．酸性高锰酸钾溶液，浓H2SO4D．浓H2SO4，酸性高锰酸钾溶液4．体育比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医随即对准运动员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(CH3—CH2Cl)(沸点为12.27℃)，进行局部冷冻麻醉应急处理。制取氯乙烷的最好方法是()A．乙烷与氯气发生取代反应B．乙烯与氯气发生加成反应C．乙烷与氯化氢混合D．乙烯与氯化氢发生加成反应乙烯的性质稍有气味水难溶，高锰酸钾溴反应。现象相同理不同，前因氧化后加成。加氧燃烧黑烟冒，聚合分子碳链增。1．为了延长水果的保鲜期，下列水果存放方法最合适的是()A．放入敞口的容器中B．放入密封的容器中C．放入充有少量乙烯的密封容器中D．放入浸泡过酸性高锰酸钾溶液硅土的密封容器中2．下列物质反应后可生成纯净的BrCH2CH2Br的是()A．乙烯和溴化氢加成B．乙烷和少量的溴蒸气光照C．乙烯通入溴的四氯化碳溶液中D．乙烷通入溴水中3．下列各组中两个反应所属反应类型相同的是()A．光照甲烷和氯气的混合气体，混合气体颜色变浅；乙烯能使溴的四氯化碳溶液退色B．乙烷在氧气中燃烧；乙烯在空气中燃烧C．乙烯能使溴的四氯化碳溶液退色；乙烯能使酸性KMnO4溶液退色D．用乙烯与氯化氢制取氯乙烷；用乙烷与氯气反应制取氯乙烷4．下列说法错误的是()A．无论是乙烯与Br2的加成反应，还是乙烯使酸性KMnO4溶液退色，都与分子内含有碳碳双键有关B．溴的四氯化碳溶液和酸性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生成水的质量不同D．乙烷中存在碳碳单键，而乙烯中存在碳碳双键，因此乙烯较乙烷稳定5．能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是()A．乙烯分子里碳氢个数比为1∶2B．乙烯完全燃烧生成的CO2和水的物质的量相等C．乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，且1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴D．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液退色6．某烃A是有机化学工业的基本原料，还是一种植物生长调节剂，A可发生如图所示的一系列化学反应，其中①②③属于同种反应类型。根据图回答下列问题：(1)写出A、B、C、D的结构简式：A____________________，B____________________，C____________________，D____________________。(2)写出②④两步反应的化学方程式，并注明反应类型：②___________________________________________________________，反应类型__________________________________________________________。④________________________________________________________________________，反应类型_______________________________________________________。

答案精析新知导学一、1．不同数目碳原子的烃碳和氢2．(1)沸点低较少液体沸点较高较多(2)汽油(3)混合3．(1)断裂C8H16＋C8H18(2)汽油等轻质液体燃料4．(1)温度断裂乙烯化学乙烯(2)乙烯、丙烯活学活用1．A二、1．(1)烃AC(2)B中有键，比A少两个H原子不饱和烃(或烯烃)(3)不饱和烃碳碳双键CnH2n(n≥2)(4)B：CH3CH=CHCH3E：CH3CH2CH=CH2F：(CH3)2C=CH2，识别烷烃和烯烃要看分子结构中有无碳碳双键：若碳原子之间全部以碳碳单键结合的链烃，就是烷烃；若分子中含有碳碳双键的链烃，则为烯烃。2．(1)C2H6C2H4(2)①Ⅰ中含有碳碳单键，Ⅱ中含有碳碳双键②Ⅰ是空间立体结构，Ⅱ是平面结构归纳总结CH2=CH2C2H4同一平面活学活用2．C[乙烯的分子式为C2H4，最简式为CH2，结构简式为CH2=CH2，乙烯分子中所有原子都在一个平面上，不在同一条直线上。烯烃是指含有碳碳双键的烃，乙烯是最简单的烯烃。]三、1．(1)火焰明亮，伴有黑烟，同时放出大量热酸性高锰酸钾溶液退色(2)C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O，乙烯分子里含碳量比较大，未完全燃烧，产生碳的小颗粒造成的。(3)乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化。2．(1)橙红色退去1,2­二溴乙烷(2)比较通入乙烯前后溴水的酸性强弱，通入乙烯之后溴水的酸性减弱，说明发生的不是取代反应。CH2=CH2＋Br2→(3)CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3—CH3CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2ClCH2=CH2＋Cl2→CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(一定条件))CH3CH2OH(4)nCH2=CH2eq\o(→,\s\up7(一定条件))CH2—CH23．乙烯能使酸性KMnO4溶液或溴水退色，由此可区别甲烷(烷烃)和乙烯(烯烃)。乙烯被酸性KMnO4溶液氧化的产物是CO2，因此CH4中混有乙烯时，不能用酸性高锰酸钾溶液除去(引入新的杂质)，应用溴水洗气除去，并用浓硫酸干燥，或用Br2的CCl4溶液洗气除去。归纳总结(从上到下，从左到右)CH3CH2OHCH3—CH3CH3CH2Cl活学活用3．B4．D[乙烷与Cl2发生取代反应生成多种氯代烃的混合物；乙烯与Cl2发生加成反应生成1,2­二氯乙烷；乙烷与氯化氢不反应；乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷。D项正确。]达标检测1．D[乙烯具有催熟作用，C项错误；酸性KMnO4能杀菌，且能与水果产生的乙烯反应，防止水果早熟，方便运输与贮存。]2．C[乙烯和溴化氢发生加成反应的产物是CH3CH2Br(溴乙烷)；乙烷和溴蒸气反应生成多种取代物；乙烯通入溴的四氯化碳溶液中反应生成Br—CH2—CH2—Br；乙烷与溴水不反