苏教版必修二石油炼制、乙烯

苏教版必修二石油炼制、苏教版必修二石油炼制、乙烯乙烯石油石油工业的血液工业的血液【阅读并思考】【阅读并思考】石油是怎样形成的石油是怎样形成的?石油所含的元素主要有哪些石油所含的元素主要有哪些?石油主要由哪些物质组成石油主要由哪些物质组成?石油是古代石油是古代动植物遗体动植物遗体经过非常经过非常 复杂的变化而形成的。复杂的变化而形成的。是一种是一种黑色或暗深棕色的粘稠的油状液体，不溶于水，有黑色或暗深棕色的粘稠的油状液体，不溶于水，有特殊气味，密度小于水，特殊气味，密度小于水，没有一定的熔点和沸点没有一定的熔点和沸点。1 1、组成元素：、组成元素：除除C C、H H元素外，还含有少量的元素外，还含有少量的 O O、N N、S S 等元素等元素2 2、组成组成化合物：化合物：主要是由各种主要是由各种烷烃、环烷烃烷烃、环烷烃和和芳香烃芳香烃所组成的所组成的混合物混合物1、石油概述、石油概述3 3、状态：大部分是、状态：大部分是液态烃液态烃，同时溶有少量，同时溶有少量的的气态烃气态烃、固态烃固态烃。没有固定的沸点。没有固定的沸点.注意：注意：石油的化学成分随产地的不同而不同。石油的化学成分随产地的不同而不同。2、石油的炼制实验室蒸馏实验室蒸馏石油石油蒸蒸 馏馏 烧烧 瓶瓶冷冷 凝凝 管管接接液液管管 锥锥 形形 瓶瓶 温度计温度计酒酒 精精 灯灯铁架台铁架台冷凝水出口冷凝水出口冷凝水进口冷凝水进口铁圈、石棉网铁圈、石棉网石油石油蒸馏蒸馏 如右图所示，将如右图所示，将100 mL100 mL石油注入到石油注入到250 250 mLmL蒸馏烧瓶中，再加蒸馏烧瓶中，再加入几片碎瓷片以防石入几片碎瓷片以防石油暴沸。然后加热，油暴沸。然后加热，分别收集分别收集60 60 150 150 和和150 150 300 300 时的馏分，就可以得时的馏分，就可以得到汽油和煤油。到汽油和煤油。1 1、蒸馏烧瓶中液体体积、蒸馏烧瓶中液体体积不得超过容积的不得超过容积的 2/32/3 2 2、加少量瓷片，以、加少量瓷片，以防止防止液体液体在沸腾时剧烈跳动在沸腾时剧烈跳动(暴暴沸沸)3 3、因是、因是测定气体的温度测定气体的温度，所以温度计的水银球不能插入液体中所以温度计的水银球不能插入液体中 应把温度计的水银球与烧瓶的支管口相平行应把温度计的水银球与烧瓶的支管口相平行(或相切或相切)4 4、冷凝水要从低处向高处逆流，却不可颠倒、冷凝水要从低处向高处逆流，却不可颠倒石石油油蒸蒸馏馏应应注注意意事事项项原理：原理：各种纯净物都有自已固定的熔、沸点，当加热时，沸点低各种纯净物都有自已固定的熔、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。在液体内，从而达到分离的目的。蒸馏：蒸馏：适用于不同物质之间沸点相差适用于不同物质之间沸点相差较大较大的混合物的分离，的混合物的分离，精确蒸馏可得到精确蒸馏可得到纯净物纯净物。分馏分馏：适用于不同物质之间沸点相差较为适用于不同物质之间沸点相差较为接近接近的混合物的的混合物的分离，得到的物质为分离，得到的物质为混合物混合物。注意：注意：蒸馏与分馏的原理是一致的，都是蒸馏与分馏的原理是一致的，都是物理变化物理变化，混合物混合物 气体气体 冷凝冷凝液体液体气化气化(1)(1)蒸馏与分馏蒸馏与分馏石油分馏产品及用途示意图石油分馏产品及用途示意图石油的裂化石油的裂化 目的：目的：提高汽油的产量和质量；提高汽油的产量和质量；原理：原理：在一定条件下，将相对分子质量较大的烃断在一定条件下，将相对分子质量较大的烃断裂为相对分子质量较小的烃的过程；裂为相对分子质量较小的烃的过程；类型：类型：催化裂化催化裂化C16H34 催化剂催化剂加热、加热、加压加压C8H18 辛烷辛烷+C8H16 辛烯辛烯故裂化汽油中含有故裂化汽油中含有不饱和烃不饱和烃。原料：原料：重油或石蜡重油或石蜡(2)(2)石油的裂化和裂解石油的裂化和裂解目的：目的：为了获得更多的短链的不饱和气态烃为了获得更多的短链的不饱和气态烃(主要是乙烯主要是乙烯)衡量石油化工发展水平的重要标志衡量石油化工发展水平的重要标志原理：原理：采用比裂化更高的温度采用比裂化更高的温度(700-1000)(700-1000)，把，把具有长链的分子烃断裂成各种短链的气态烃的过程。具有长链的分子烃断裂成各种短链的气态烃的过程。深度的裂化深度的裂化注意：注意：裂解气的成分：主要是乙烯还含有丙烯、异丁裂解气的成分：主要是乙烯还含有丙烯、异丁烯、甲烷、乙烷、异丁烷、硫化氢和碳的氧化物等。烯、甲烷、乙烷、异丁烷、硫化氢和碳的氧化物等。石油的裂解石油的裂解丁烷丁烷 丁烯丁烯乙烯乙烯 乙烷乙烷甲烷甲烷 丙烯丙烯C4H82C2H4 催化剂催化剂加热、加热、加压加压乙烯乙烯C4H10CH4 +C3H6 催化剂催化剂加热、加热、加压加压C8H18C4H10 +C4H8 催化剂催化剂加热、加热、加压加压C4H10C2H4 +C2H6 催化剂催化剂加热、加热、加压加压乙乙烯烯一一、乙烯的模型乙烯的模型乙烷的模型乙烷的模型分子式分子式C2H4C2H6电子式电子式结构式结构式结构简式结构简式分子内各原分子内各原子的相对位子的相对位置置2个碳原子和个碳原子和4个氢原子在个氢原子在 上上2个碳原子和个碳原子和6个氢原子在个氢原子在 上上分子式分子式C2H4C2H6电子式电子式结构式结构式结构简式结构简式 CH2=CH2 CH3-CH3分子内各原子分子内各原子的相对位置的相对位置2个碳原子和个碳原子和4个氢原子在个氢原子在同一平面同一平面上上2个碳原子和个碳原子和6个氢原子个氢原子不不在在同一平面同一平面 上上H:C:C:HH:C:C:HH H.HHHHH-C=C-HHHH-C-C-HH HH H乙烯与乙烷结构的对比分子式分子式乙烷乙烷乙烯乙烯结构式结构式键的类别键的类别键角键角键长（键长（10-10米）米）键能（键能（KJ/mol）空间各原子的位子空间各原子的位子2C和和4H在同在同一平面上一平面上CCC=C109281.543482C和和6H不在不在同一平面上同一平面上1201.33615CH2CH2CH3CH3说说 明：明：3、C=C的键能并不是的键能并不是C-C的两倍，键长也不是的两倍，键长也不是C-C的的1/2，说明，说明C=C双键中有一个键不稳定，双键中有一个键不稳定，容易断裂，有一个键较稳定。容易断裂，有一个键较稳定。1、分子里含有碳碳双键或碳碳三键，碳原子、分子里含有碳碳双键或碳碳三键，碳原子所结合的氢原子少于饱和链烃里的氢原子数，所结合的氢原子少于饱和链烃里的氢原子数，这样的烃叫做这样的烃叫做不饱和烃。不饱和烃。2、链烃分子里含有、链烃分子里含有碳碳双键碳碳双键的不饱和烃称为的不饱和烃称为烯烃，乙烯是最简单的烯烃。烯烃，乙烯是最简单的烯烃。二、二、乙烯的性质乙烯的性质1.氧化反应氧化反应（1）将乙烯气体点燃化学反应方程式：（产生黑烟是因为含碳量高，燃烧不充分；（产生黑烟是因为含碳量高，燃烧不充分；火焰明亮是碳微粒受灼热而发光）火焰明亮是碳微粒受灼热而发光）常温下为无色、无味的气体，比空气轻，难溶于水 乙烯的物理性质：乙烯的物理性质：乙烯的化学性质：乙烯的化学性质：活动与探究观察并记录下列实验现象，实验事实说明乙烯有什么性质？实验1：把乙烯气体通入酸性高锰酸钾溶液中。实验2：把乙烯气体通溴的四氯化碳或溴水溶液中。实验现象实验1实验2可使酸性高锰酸钾褪色可使酸性高锰酸钾褪色溴的红棕色很快褪去溴的红棕色很快褪去可使酸性高锰酸钾褪色可使酸性高锰酸钾褪色 根据实验根据实验1归纳：归纳：12KMnO4+18H2SO4+5C2H412MnSO4+6K2SO4+10CO2+28 H2O被氧化剂氧化被氧化剂氧化 将乙烯气体通入溴的将乙烯气体通入溴的CCl4溶液或溶液或溴水中，可以见到溴的红棕色很快溴水中，可以见到溴的红棕色很快褪去，说明褪去，说明根据实验据实验2归纳：归纳：乙烯是否被溴氧化？乙烯是否被溴氧化？乙烯与溴发生反应。乙烯与溴发生反应。否，乙烯与溴发生了加成反应否，乙烯与溴发生了加成反应有机物分子中双键（或三键）两端的碳有机物分子中双键（或三键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成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，叫做新的化合物的反应，叫做加成反应加成反应2、乙烯的加成反应、乙烯的加成反应完成：完成：CH2=CH2+HH CH2=CH2+HX CH2=CH2+HOH乙乙 炔炔 H C C H 一一一一、乙炔的结构乙炔的结构乙炔的结构乙炔的结构分子式分子式 C2H2电子式电子式结构式结构式H C C H二二二二、乙炔的性质乙炔的性质乙炔的性质乙炔的性质物物理理性性质质纯纯的乙炔是没有的乙炔是没有颜色颜色、没有臭、没有臭味的味的气体气体。密度是。密度是1.16克克/升，升，比空气稍轻。微溶于水，易溶比空气稍轻。微溶于水，易溶于有机溶剂。于有机溶剂。思考思考：根据乙炔物理性质如：根据乙炔物理性质如何收集乙炔气体？何收集乙炔气体？乙炔跟空气的混合物遇火会发生爆乙炔跟空气的混合物遇火会发生爆炸，在生产和使用乙炔时，必须注炸，在生产和使用乙炔时，必须注意安全。意安全。注意注意 1.氧化反应氧化反应 (1)在空气或在氧气中燃烧在空气或在氧气中燃烧完全氧化完全氧化 2C2H2+5O2 4CO2+2H2O点燃点燃化学性质化学性质甲烷、乙烯、乙炔的燃烧甲烷、乙烯、乙炔的燃烧化化学学性性质质 1.氧化反应氧化反应 (1)在空气或在氧气中燃烧在空气或在氧气中燃烧 2C2H2+5O2 4 CO2+2H2O(2)被氧化剂氧化被氧化剂氧化 使酸性使酸性KMnO4溶液溶液褪色褪色完全氧化完全氧化点燃点燃2.加成反应加成反应1,2二溴乙烯二溴乙烯1,1,2,2四溴乙烷四溴乙烷与氢气书写下列化学方程式书写下列化学方程式CH2=CH2CH CH+H2催化剂催化剂CH2=CH2+H2催化剂催化剂CH3 CH3CH2=CHClCH CH+HCl催化剂催化剂3.乙炔的用途乙炔的用途(1)乙炔是一种重要的基本有机原料，可以乙炔是一种重要的基本有机原料，可以 用来制备氯乙烯、聚氯乙烯和乙醛等。用来制备氯乙烯、聚氯乙烯和乙醛等。CH2=CHClCH CH+HCl 催化剂催化剂nCH2=CHCl加温、加压加温、加压催化剂催化剂 CH2 CH Cln(2)乙炔燃烧时产生的乙炔燃烧时产生的氧炔焰氧炔焰可用来可用来切割切割或或 焊接焊接金属。金属。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！38