8.1第2课时石油炼制乙烯ppt课件-（2020）新苏教版高中化学高一必修第二册.pptx

1、第一单元第一单元化石燃料与有机化合物化石燃料与有机化合物专专题题8有机化合物的获得与应用有机化合物的获得与应用第第2 2课课时石油炼制乙烯时石油炼制乙烯1.了解石油的主要成分,了解石油炼制方法(分馏、催化裂化、裂解)、目的及其主要产品,运用对比的方法理解石油的裂化和裂解,逐渐形成科学态度与社会责任的学科核心素养。2.从乙烯的球棍模型入手,分析乙烯的分子结构和乙烯的加成反应,理解加成反应的特点和碳碳双键的性质,培养证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的学科核心素养。素养目标【知识铺垫】1.石油是一种重要的化石燃料,是不可再生能源。2.乙烷的分子式为C2H6,结构简式为CH3CH3。3.烷烃可以

2、燃烧,甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O。素养初探【自主梳理】一、石油炼制1.石油的组成石油是由多种液态烃组成,并溶有少量的气态和固态烃。石油的组成元素主要是碳和氢,同时还含有少量硫、氧、氮等元素。2.石油的分馏 (1)定义:加热石油时,沸点低的成分先汽化,经冷凝后收集,沸点较高的成分随后汽化、冷凝,这样不断操作,能使沸点不同的成分(馏分)逐步分离出来。这一过程在石油工业中是在分馏塔内进行的,称为石油分馏。(2)产物:石油分馏得到的各种馏分都是混合物,石油经过分馏以后得到的主要产物有石油气、汽油、煤油、柴油及重油等。物理变化 3.石油的裂化 化学变化 (1)目的:提高汽油等

3、轻质油的产量和质量。(2)原理:用石油分馏产品中沸点较高的馏分为原料,在加热、加压和催化剂存在条件下,使相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成相对分子质量较小、沸点较低的烃。如十六烷被裂化为含8个碳原子的烷烃和烯烃的化学方程式为C16H34 C8H18+C8H16。4.石油的裂解 化学变化 (1)目的:制备碳原子数更小的烃类,如乙烯、丙烯等基本有机化工原料。(2)原理:对石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃进行裂解,以比裂化更高的温度(700800 ,有时甚至高达1 000 以上),使这些长链烃断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃。【微思考1】直接蒸馏得到的汽油和裂化得到的汽油成分是否相同?提示 直接蒸

4、馏得到的汽油是烷烃的混合物,裂化得到的汽油是烷烃和烯烃的混合物。二、乙烯1.乙烯的结构乙烯是一种不饱和烃,分子中6个原子都在同一平面上。 2.乙烯的化学性质(1)氧化反应 (2)加成反应定义:有机化合物分子中双键(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。“ 断一,加二”:“ 断一”是指碳碳双键中的一个键断裂;“加二”是在两个半键上加上两个其他原子或原子团 乙烯的加成反应 有关反应的化学方程式为 3.烃的分类 【微思考2】(1)如何鉴别乙烯与乙烷?提示 方法一:将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中,使溶液褪色的为乙烯,不能使溶液褪色的为乙烷。方

5、法二:将两种气体分别通入酸性KMnO4溶液中,使溶液褪色的为乙烯,不能使溶液褪色的为乙烷。方法三:点燃两种气体,火焰较明亮,有黑烟产生的为乙烯,另一种为乙烷。(2)如何除去乙烷中混有的乙烯? 提示 将混合气体通过盛溴水的洗气瓶,如图所示。 【自我检测】1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)石油、煤、天然气、可燃冰都属于化石燃料()(2)石油的分馏是化学变化()(3)石油裂化的目的是得到气态短链烃()(4)乙烯完全燃烧生成水和二氧化碳的物质的量相等()(5)乙烯使溴水和酸性KMnO4溶液褪色的原理相同() 2.下列物质不可能是乙烯加成产物的是()A.CH3CH3B.CH3CHCl2C

6、.CH3CH2OH D.CH3CH2BrB3.以石油为原料制备1,2-二溴乙烷(BrCH2CH2Br)的流程如下: 试回答下列问题:(1)步骤称为石油的。 (2)步骤为(填“物理”或“化学”)变化,称为石油的。 (3)乙烯的电子式为,步骤的化学方程式为,该反应的反应类型为。 答案 (1)分馏(2)化学裂解 新知一新知一 石石油的炼制油的炼制【问题探究】下面是实验室蒸馏石油的装置及操作。 实验操作:在250 mL蒸馏烧瓶中加入100 mL石油和一些沸石或碎瓷片,按实验装置进行实验,收集60150 和150300 的馏分。素养提升1.该实验是依据什么原理进行分离的?提示 各种纯净物都有自己固定的熔

7、、沸点,当加热时,沸点低的物质先挥发变成气态,沸点高的物质不易挥发,而仍留在液体内,从而达到分离的目的。2.该实验中温度计的位置及其作用是什么?提示 蒸馏时使用温度计,温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口附近,以测量导出蒸气的温度。3.冷凝管内冷凝水的流向是怎样的?这样做有什么好处?提示 为提高冷却效率采用逆流冷却原理,即进水口在下端,出水口在上端,这样水的流动方向和气体的流向相反,有利于气体的冷却。4.蒸馏烧瓶中除了加入石油外还加入了什么?为什么?提示 蒸馏烧瓶中还要加入沸石或碎瓷片,其作用是防止暴沸。5.得到的汽油、煤油是纯净物吗?提示 得到的汽油、煤油等石油分馏产物都是混合物。【深化拓展】

8、1.石油的炼制石油的炼制包括分馏、催化裂化、裂解等过程。类别分馏裂化裂解主要原料原油重油石油分馏产品(包括石油气)均属于烷烃的分解反应,裂化和裂解的原料有差别,温度不同,主要产品中碳数范围和状态不同 类别分馏裂化裂解目的将原油分离成不同沸点范围的产物提高汽油等轻质油的产量和质量得到碳原子数更小的烃,如乙烯、丙烯等基本有机化工原料主要变化类型物理变化化学变化化学变化主要产物石油气、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 都是混合物,裂化汽油中含有烯烃 分类获得方法主要化学成分鉴别方法直馏汽油原油直接分馏,物理变化主要是C5C12的烷烃,性质稳定能

9、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C5C12的烷烃和烯烃,性质活泼【微点拨】蒸馏实验1.蒸馏是用于分离两种沸点不同的液态混合物的方法。2.主要仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(接液管)、锥形瓶。3.冷凝管:常见的冷凝管有三种,分别为直形冷凝管、球形冷凝管、蛇形冷凝管(如图)。蒸馏实验中只能使用直形冷凝管,不能用球形冷凝管和蛇形冷凝管。这三种冷凝管均可用于冷凝回流。【素能应用】例1 下列说法错误的是()A.石油中含有C5C12的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油B.含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C.石油裂解是为了获得更多的

10、汽油D.汽油、煤油、柴油都是由烃组成的混合物C【变式设问】(1)若用汽油作卤素单质的萃取剂,是用裂化汽油还是直馏汽油?为什么?提示 直馏汽油。因为裂化汽油是利用烷烃的分解反应,在此过程中生成烯烃,能与卤素单质发生加成反应。(2)乙烯是重要的有机化工基础原料,乙烯工业已成为石油化工产业的核心,乙烯的产量被用于衡量一个国家石油化工产业发展水平的标志。在石油化工产业中乙烯是怎样制得的?提示 石油的裂解。变式训练1下列关于石油的说法不正确的是()A.石油是混合物,主要是各种液态的碳氢化合物,其中溶有气态和固态的碳氢化合物B.常压分馏得到的汽油是混合物,没有固定的沸点C.裂化是化学变化,裂解是物理变化D

11、.裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量C新知二新知二 乙乙烯的性质烯的性质【问题探究】下图是乙烷和乙烯的球棍模型。 (1)利用乙烷和乙烯能否制备氯乙烷?如果能,写出化学方程式并说明反应类型;不能,解释原因。提示 能利用乙烷和乙烯制备氯乙烷。CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl(取代反应),CH2=CH2+HClCH3CH2Cl(加成反应)。(2)利用乙烷和乙烯制氯乙烷,哪种比较合理?提示 用乙烯制备氯乙烷比较合理。乙烷的取代反应得到的是混合物,副产物太多,产物不纯。而乙烯的加成反应可制得较纯净的氯乙烷,产物纯净,故该方法更合理。【深化拓展】取代反应、加成反应的比较 类型取代反应加

12、成反应定义有机化合物分子中的某种原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所取代的反应有机化合物分子中双键(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反应前后分子数目一般相等减少类型取代反应加成反应反应特点“上一下一,有进有出”,类似无机反应中的复分解反应“断一,加二”。“断一”是指不饱和键中的不稳定键断裂;“加二”是指两个其他原子或原子团分别加在两个不饱和碳原子上实例烷烃和X2的反应烯烃与H2、X2等的反应【微点拨】乙烯可使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,原理不同,乙烯使溴水褪色是因为乙烯与溴发生加成反应,乙烯使酸性KMnO4溶液褪色是因为乙烯被酸性KMnO4溶液氧化,发

13、生氧化反应。乙烯使溴水和酸性KMnO4溶液褪色可用于鉴别乙烯和乙烷;除去乙烷中混有的乙烯可用溴水,但不能用酸性KMnO4溶液,因为乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2,会带入新的杂质。【素能应用】例2 1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成产物与氯气在光照条件下发生完全取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量是()A.3 molB.4 molC.5 molD.6 molC【变式设问】(1)写出上述反应过程中的化学方程式。提示 CH2=CH2+Cl2ClCH2CH2Cl,ClCH2CH2Cl+4Cl2 CCl3CCl3+4HCl。(2)若1 mol乙烯与HCl发生完全加成反应,然

14、后使该加成产物与氯气在光照条件下发生完全取代反应,则消耗多少氯气?提示 1 mol CH2=CH2与1 mol HCl反应生成1 mol CH3CH2Cl,1 mol CH3CH2Cl可与5 mol Cl2完全取代生成1 mol CCl3CCl3和5 mol HCl。【微点拨】(1)碳碳双键可与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应,1 mol 可与1 mol H2、X2、HX或H2O反应。(2)烷烃与卤素单质X2发生取代反应,每有1 mol H被取代消耗1 mol X2,可生成1 mol HX。变式训练2下列关于乙烯和乙烷的说法错误的是()A.乙烯是不饱和烃,乙烷是饱和烃B.乙烯能使酸性高锰

15、酸钾溶液和溴水褪色,乙烷则不能C.乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键的键能的两倍,因此乙烯比乙烷稳定D.乙烯分子为“平面”结构,乙烷分子为立体结构C规律方法含有CH3的有机化合物的原子一定不可能都在同一平面内。 素养脉络1.既可以用来鉴别乙烯和乙烷,又可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯的最佳方法是()A.混合气体通过盛水的洗气瓶B.混合气体通过装有过量溴水的洗气瓶C.混合气体和过量H2混合D.混合气体通过酸性KMnO4溶液B素养巩固2.能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实的是()A.乙烯分子里碳氢原子个数比为1 2B.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等C.乙烯容易与溴水发

16、生加成反应,且1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol Br2D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色C3.下列关于乙烯结构与性质的叙述错误的是()A.乙烯分子中6个原子在同一平面内B.乙烯与酸性KMnO4溶液发生加成反应使其褪色C.乙烯分子没有同分异构体D.乙烯分子的一氯代物只有一种结构B4.下列反应不属于加成反应的是() D.CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br B5.请回答实验室分馏石油的有关问题:(1)实验室分馏石油的正确操作顺序(填字母):EAG。 A.连接接液管B.装入碎瓷片和石油,塞上带温度计的塞子C.检查装置气密性D.连接冷凝管及进出水管E.在铁架台上放酒精灯,固定好铁圈,放上石棉网F.固定好蒸馏烧瓶G.加热FDCB(2)下图是石油分馏的装置图,试指出有关仪器的名称:A;B。 (3)分馏石油得到的各馏分都是(填“混合物”或“纯净物”)。 混合物冷凝管蒸馏烧瓶