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1、第一单元化石燃料与第一单元化石燃料与有机化合物有机化合物第第2课时石油炼制乙烯课时石油炼制乙烯自主自主预习预习新知新知导学导学合作探究合作探究释疑释疑解惑解惑课课 堂堂 小小 结结课标定位课标定位素养阐释素养阐释1.知道石油的炼制方法知道石油的炼制方法(分馏、裂化、裂解分馏、裂化、裂解)、目、目的及其主要产品。的及其主要产品。2.认识乙烯、乙炔的分子组成、结构特征和主认识乙烯、乙炔的分子组成、结构特征和主要化学性质。要化学性质。3.通过搭建乙烯、乙炔分子模型通过搭建乙烯、乙炔分子模型,能从分子微观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结构的角度探析有机化合物中碳原子的成键特点点,
2、进而推知烯烃、炔烃的结构模型进而推知烯烃、炔烃的结构模型,加深对加加深对加成反应的理解。成反应的理解。一、石油一、石油炼制制1.石油的分馏。石油的分馏。(1)分馏原理分馏原理:根据根据沸点沸点不同不同,通过加热汽化通过加热汽化,然后冷凝然后冷凝,把石油把石油分成不同沸点范围内的产物。分成不同沸点范围内的产物。(2)实验室蒸馏石油。实验室蒸馏石油。实验操作实验操作:在在250mL蒸馏烧瓶中加入蒸馏烧瓶中加入100mL石油和一些石油和一些沸石沸石(或碎瓷片或碎瓷片),按图示装置进行实验按图示装置进行实验,分别收集分别收集60150、150300温度段的馏分。温度段的馏分。实验装置及分析实验装置及分
3、析:(3)工业生产。工业生产。设备设备:分馏塔。分馏塔。产品产品:石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、重油等。石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、重油等。【自主思考【自主思考1】石油分馏得到的各种馏分是纯净物还是混石油分馏得到的各种馏分是纯净物还是混合物合物?石油分馏时收集到石油分馏时收集到50150时的馏分主要是什么时的馏分主要是什么?提示提示:石油分馏得到的各种馏分是混合物。石油分馏得到的各种馏分是混合物。60150时的时的馏分主要是汽油。馏分主要是汽油。2.石油的催化裂化与裂解。石油的催化裂化与裂解。(1)催化裂化。催化裂化。(2)裂解裂解:裂解即是深度裂化裂解即是深度裂化,以比裂化更以比裂
4、化更高高的温度的温度,使长链烃使长链烃断裂成断裂成CH2CH2、CH3CHCH2(填结构简式填结构简式)等等气气态态短短(填填“长长”或或“短短”)链烃链烃,其目的是获得其目的是获得碳原子数更小碳原子数更小的烃类。的烃类。二、乙二、乙烯1.组成和结构。组成和结构。2.乙烯的空间结构。乙烯的空间结构。乙烯分子中既含有单键乙烯分子中既含有单键,又含有又含有双双键键,乙烯中乙烯中6个原子都在同个原子都在同一一平面平面上上,即乙烯是即乙烯是平面形平面形分子。分子。3.化学性质。化学性质。(1)氧化反应。氧化反应。(2)加成反应。加成反应。概念概念:有机物分子中双键有机物分子中双键(或三键或三键)连接的
5、碳原子与其他连接的碳原子与其他原原子或原子团子或原子团直接结合生成新的化合物的反应直接结合生成新的化合物的反应,叫作加成反应。叫作加成反应。乙烯的加成反应实验。乙烯的加成反应实验。【自主思考【自主思考2】如何鉴别乙烯和甲烷如何鉴别乙烯和甲烷?提示提示:将气体分别通入溴水或酸性将气体分别通入溴水或酸性KMnO4溶液中溶液中,能使溴水能使溴水或酸性或酸性KMnO4溶液褪色的是乙烯溶液褪色的是乙烯,无明显现象的是甲烷。无明显现象的是甲烷。三、乙炔的三、乙炔的结构与性构与性质1.乙炔的组成和结构。乙炔的组成和结构。乙炔分子中所有原子都在乙炔分子中所有原子都在同一条直线上同一条直线上。2.乙炔的化学性质
6、乙炔的化学性质加成反应加成反应:CH CH+Br2(不足不足)CHBrCHBr;CH CH+2Br2(过量过量)CHBr2CHBr2。【效果自测】【效果自测】1.判断正误判断正误,正确的画正确的画“”,错误的画错误的画“”。(1)乙烯主要是通过石油分馏得到的。乙烯主要是通过石油分馏得到的。()(2)汽油为石油分馏产品汽油为石油分馏产品,属于纯净物。属于纯净物。()(3)石油的分馏和裂化均属于化学变化。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。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乙烯和乙炔的结构简式分别为CH2CH2和和CH C
7、H。()(6)乙炔和甲烷或乙烯互为同系物。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乙烯双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代容易发生加成反应和取代反应。反应。()(8)甲烷、乙烯、乙炔燃烧的现象完全相同。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下列关于石油的说法正确的是()。A.石油属于可再生能源石油属于可再生能源B.石油只含有碳、氢、氧三种元素石油只含有碳、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石油分馏的各馏分均是纯净物答案答
8、案:C解析解析:石油属于不可再生能源石油属于不可再生能源,A项错误项错误;石油中含有碳、氢、氧、石油中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素氮、硫等元素,B项错误项错误;石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量料的产量和质量,C项正确项正确;石油分馏得到的各馏分仍是混合物石油分馏得到的各馏分仍是混合物,D项错误。项错误。3.分析分析CH4、C2H4、C2H2分子的立体分子的立体构型构型。(1)CH4是是形形,C2H4是是形形,C2H2是是形形。CH3CHCH2中三个碳原子中三个碳原子(填填“共直线共直线”或或“共平共平面面”)。(2)以上三种气体中能使溴水褪色的
9、是以上三种气体中能使溴水褪色的是C2H4与与,其中其中C2H4使溴水褪色的化学方程式为使溴水褪色的化学方程式为。产物中所有原子产物中所有原子(填填“共共”或或“不共不共”)平面。平面。答案答案:(1)正四面体平面直线正四面体平面直线共平面共平面(2)C2H2CH2CH2+Br2不共不共解析解析:(1)CH4是正四面体形是正四面体形,C2H4是平面形是平面形,C2H2是直线形是直线形,据据C2H4分子的立体构型知分子的立体构型知CH3CHCH2中三个碳原子共平面。中三个碳原子共平面。(2)C2H4和和C2H2都能与都能与Br2发生加成反应而使溴水褪色发生加成反应而使溴水褪色,但但C2H4与与Br
10、2的加成产物中所有原子不共平面。的加成产物中所有原子不共平面。探究任探究任务1 石油石油炼制制的的方法方法问题引领问题引领1.实验室蒸馏石油的实验。实验室蒸馏石油的实验。(1)为什么要使用温度计为什么要使用温度计?温度计水银球的位置在哪儿温度计水银球的位置在哪儿?(2)冷凝管的作用是什么冷凝管的作用是什么?水流方向是什么水流方向是什么?(3)加入碎瓷片加入碎瓷片(或沸石或沸石)的作用是什么的作用是什么?提示提示:(1)由蒸馏实验获取几种沸点不同的馏分时由蒸馏实验获取几种沸点不同的馏分时,用温度计用温度计控制收集沸点不同的馏分。温度计的液泡控制收集沸点不同的馏分。温度计的液泡(又称水银球又称水银
11、球)上沿上沿要恰好与蒸馏烧瓶支管口的下沿在同一水平线上要恰好与蒸馏烧瓶支管口的下沿在同一水平线上,不能浸入不能浸入液体中。液体中。(2)冷凝管的作用是冷凝蒸气冷凝管的作用是冷凝蒸气;冷凝水的流向要从低处流向冷凝水的流向要从低处流向高处高处,即下口进水即下口进水,上口出水。上口出水。(3)是为了防止蒸馏烧瓶内液体暴沸。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石油的催化裂化与裂解有哪些不同?提示提示:催化裂化与裂解的主要不同催化裂化与裂解的主要不同:反应条件不同反应条件不同,裂解的裂解的温度比催化裂化的温度更高温度比催化裂化的温度更高;目的不同目的不同,催化裂化是提高轻催化
12、裂化是提高轻质油的产量和质量质油的产量和质量,裂解是制得乙烯、丙烯等气态短链烃。裂解是制得乙烯、丙烯等气态短链烃。归纳提升归纳提升1.石油炼制方法比较。石油炼制方法比较。方法方法分馏分馏裂化裂化裂解裂解主要原料主要原料原油原油石油分馏产品石油分馏产品石油分馏产品石油分馏产品(包包括石油气括石油气)目的目的将原油分离成不同沸将原油分离成不同沸点范围的产品点范围的产品提高轻质油的产提高轻质油的产量和质量量和质量得到气态短链烃得到气态短链烃主要变主要变化类型化类型物理变化物理变化化学变化化学变化化学变化化学变化主要产品主要产品石油气、汽油、煤油、石油气、汽油、煤油、柴油、重油等柴油、重油等汽油等轻质
13、燃油汽油等轻质燃油乙烯、丙烯等小乙烯、丙烯等小分子烃分子烃2.直馏汽油和裂化汽油的区别直馏汽油和裂化汽油的区别。物质物质获得方法获得方法主要化学成分主要化学成分鉴别方法鉴别方法直馏直馏汽油汽油原油直接分原油直接分馏馏,物理变化物理变化一般是一般是C5C12的的碳氢化合物碳氢化合物,性质性质稳定稳定能使溴的四氯化碳溶能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油液褪色的是裂化汽油裂化裂化汽油汽油重油裂化重油裂化,化化学变化学变化含有不饱和烃的含有不饱和烃的碳氢化合物碳氢化合物,性质性质活泼活泼典型例题典型例题【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实验室可通过蒸馏石油得到多种沸点范围不同的
14、馏分的馏分,装置如图所示。下列说法不正确的是装置如图所示。下列说法不正确的是()。A.沸点较低的汽油比沸点较高的沸点较低的汽油比沸点较高的柴油柴油先先馏出馏出B.蒸馏烧瓶中放入碎瓷蒸馏烧瓶中放入碎瓷片可片可防止蒸馏防止蒸馏时时发生发生暴沸暴沸C.冷凝管中的冷凝水应该从冷凝管中的冷凝水应该从a口进口进b口出口出D.温度计水银球的上沿和蒸馏烧瓶支管口下沿相平温度计水银球的上沿和蒸馏烧瓶支管口下沿相平答案答案:C解析解析:汽油的沸点比柴油的沸点低汽油的沸点比柴油的沸点低,先馏出先馏出,A项正确项正确;蒸馏烧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瓶中加入几片碎瓷片是为了防止混合液受热发生
15、暴沸,B项正项正确确;冷凝管中冷凝水应从下方冷凝管中冷凝水应从下方b口进口进,上方上方a口出口出,采用逆流原理采用逆流原理,冷却效果好冷却效果好,C项错误项错误;温度计水银球的上沿应与蒸馏烧瓶支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管口的下沿在同一水平线上,D项正确。项正确。石油石油蒸馏实验的注意事项。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蒸馏烧瓶中石油的量不能超过蒸馏烧瓶容积的的。(2)汽油、柴油等对橡胶有较强的腐蚀性汽油、柴油等对橡胶有较强的腐蚀性,在实验时所用的橡在实验时所用的橡胶塞要用锡箔包起来胶塞要用锡箔包起来,防止被腐蚀。防止被腐蚀。(3
16、)对烧瓶加热一定要垫石棉网对烧瓶加热一定要垫石棉网,防止烧瓶受热不均而炸裂引防止烧瓶受热不均而炸裂引起火灾。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烈跳动(即防止暴沸即防止暴沸)。(5)使用温度计的目的是测量馏分蒸气的温度使用温度计的目的是测量馏分蒸气的温度,来控制温度在来控制温度在一定的范围内一定的范围内,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处。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、上口出冷凝管内的冷却水从下口进、上口出,采用逆流原理采用逆流原理,冷冷却效果好。却效果好。【变式训练【变式训练1】下图是石油分馏下图是石油分馏塔的示意图塔的示意图,a、b、c三种馏分中三种馏分中()。A.a的沸点最高的沸点最高B.b的熔点最低的熔点最低C.c的平均相对分子质量最大的平均相对分子质量最大D.每一种馏分都是纯净物每一种馏分都是纯净物答案答案:C解析解析:石油经加热后从下部进入分馏塔中石油经加热后从下部进入分馏塔中,沸点高的馏分首沸点高的馏分首先冷凝从下部流出先冷凝从下部流出,越往上馏分沸点越低
