石油的炼制乙烯

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资源描述
,第,2,节石油和煤重要的烃,第,1,课时石油的炼制乙烯,沾化一中:孔令杰,一、石油的炼制,1.,石油的组成:,(1),组成元素:主要是,_,两种元素,质量分数占到,97%,98%,。,(2),主要物质:石油主要是由分子中含有不同数目碳原子的烃组成的复杂混合物。,C,、,H,2.,石油的炼制:,分馏,裂化,裂解,原理,通过加热和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的产物,在加热、使用催化,剂条件下,使相对分,子质量大、沸点高,的烃断裂为相对分,子质量,_,、沸,点,_,的烃,把石油产品经过深,度裂化,生成,_,、,_,等小分子气态,烃,主要,原料,原油,重油,石油分馏产品,(,包括石油气,),较小,较低,乙烯,丙烯,分馏,裂化,裂解,目的,将原油分离成不同沸点范围的产品,提高,_,的产量和质量,得到气态短链烃,主要变,化类型,_,_,_,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,轻质液体燃料,物理变化,化学变化,化学变化,【微点拨,】,石油的分馏是物理变化过程,石油的裂化和裂解是化学变化的过程。,二、乙烯,1.,乙烯分子的组成和结构:,2.,物理性质:,颜色,状态,气味,水溶性,密度,无色,_,稍有气味,_,_,气体,难溶于水,比空气略小,3.,化学性质:,(1),氧化反应。,C,2,H,4,+3O,2,2CO,2,+2H,2,O,点燃,明亮,黑烟,褪色,【微点拨,】,利用乙烯可以使酸性高锰酸钾褪色,甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色的性质可以鉴别甲烷和乙烯。,(2),加成反应。,概念:有机物分子中的,_,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。,乙烯的加成反应。,双键,有关反应的化学方程式:,a.,_,。,b.,_,。,c.CH,2,CH,2,+HCl CH,3,CH,2,Cl,。,d.,_,。,CH,2,CH,2,+H,2,CH,3,CH,3,催化剂,催化剂,催化剂,CH,2,CH,2,+H,2,O CH,3,CH,2,OH,4.,乙烯的用途:,(1),乙烯是一种重要的,_,用于生产塑料等化工产品。目前,世界上已将,_,作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志。,(2),乙烯是一种植物生长调节剂。,化工原料,乙烯的产量,【自我小测,】,1.,思考辨析:,(1),石油的分馏过程发生了复杂的物理变化和化学变化。,(,),分析:,。石油分馏的过程只有物理变化,没有化学变化。,(2),石油中含有大量乙烯,通过石油的分馏即可得到乙烯,(,),分析:,。石油主要是烷烃的混合物,不含乙烯,乙烯是通过石油的裂解得到的。,(3),乙烯完全燃烧生成水和二氧化碳的物质的量相等。,(,),分析:,。乙烯分子中碳、氢原子数之比是,1,2,完全燃烧生成水和二氧化碳的物质的量相等。,(4),乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色主要是利用了乙烯的氧化性。,(,),分析:,。乙烯分子使酸性高锰酸钾溶液褪色主要是利用了乙烯的还原性。,(5),乙烯使溴水褪色是由于乙烯和溴单质发生了氧化反应。,(,),分析:,。乙烯使溴水褪色主要是乙烯和溴单质发生了加成反应。,2.,下列说法不正确的是,(,),A.,石油生产乙烯是化学变化,B.,汽油使溴水褪色是发生了取代反应,C.,天然气和液化石油气的主要成分不同,D.,汽油、煤油、柴油都是碳氢化合物,【解析,】,选,B,。汽油与溴水不能发生取代反应,裂化汽油中含有烯烃,能与溴水发生加成反应,使溴水褪色;直馏汽油能将溴水中的溴萃取出来,而使水层褪色。,3.,下列说法正确的是,(,),A.,乙烯的分子式可写成,(CH,2,),2,B.,乙烯的最简式为,CHCH,C.,乙烯分子是空间平面结构,D.,乙烯的结构简式为,CH,2,【解析,】,选,C,。乙烯的分子式为,C,2,H,4,最简式为,CH,2,结构简式写成,CH,2,CH,2,双键不能省略。,4.,下列说法正确的是,(,),A.,沸点:汽油、煤油、柴油依次降低,B.,石油的成分全部为有机物,C.,石油分馏时,沸点高的烃先汽化,D.,石油裂解气中含大量乙烯,【解析,】,选,D,。汽油、煤油、柴油的沸点依次升高;石油是有机物和无机物的混合物;石油分馏时,沸点低的烃先汽化;石油裂解产生大量短链烯烃。,5.,下列物质的分子中,所有原子均在同一平面上的是,(,),A.,丙烷,B.,乙烷,C.,甲烷,D.,乙烯,【解析,】,选,D,。甲烷、乙烷、丙烷均是立体结构的分子,乙烯是平面形分子,分子中所有原子均在同一平面上。,6.(LK,必修,2,P74,改编,),可以用来鉴别甲烷和乙烯,也可以用来除去甲烷中的乙烯的方法是,(,),A.,将混合气体通入盛有硝酸的洗气瓶,B.,将混合气体通入盛有酸性高锰酸钾的洗气瓶,C.,将混合气体通入盛有水的洗气瓶,D.,将混合气体通入盛有溴的四氯化碳的洗气瓶,【解析,】,选,D,。高锰酸钾能把乙烯氧化成二氧化碳,所以高锰酸钾只能鉴别二者,溴的四氯化碳可以鉴别二者也可以除去甲烷中的乙烯。,一、石油的炼制,思考探究:,上图是一个石油的分馏装置示意图,根据上图思考:,(1),石油分馏应用的原理是什么,?,(2),石油的炼制还有哪些工艺方法,?,【归纳总结,】,1.,石油炼制的工艺流程简图:,2.,直馏汽油和裂化汽油的区别:,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,C,5,C,12,的烷烃及少量的芳香烃等,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,C,5,C,12,的烷烃和烯烃,性质活泼,【拓展深化,】,三种石油炼制方法的比较,方法,原理,主要变,化类型,产品及,用途,分馏,利用烃类混合物的各种成分的沸点不同,通过加热和冷凝,把石油分成不同沸点范围的产物,物理,变化,石油气、汽油、煤油、柴油、蜡油、润滑油、重油,裂化,在一定条件下,(,加热、使用催化剂,),把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃,化学,变化,轻质液体燃料,(,汽油,),方法,原理,主要变,化类型,产品及,用途,裂解,以石油分馏产品为原料,采用比裂化更高的温度,使其中相对分子质量较大的烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃,化学,变化,乙烯,(,有机化工原料,),【典题训练,】,(2015,惠州高一检测,),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.,石油炼制过程包括物理过程和化学过程,【解题指南,】,解答本题需注意以下两点:,(1),明确石油分馏得到的各馏分仍然是混合物。,(2),注意石油裂解和裂化的目的。,【解析,】,选,A,。石油分馏得到的馏分是不同沸点范围的产物,仍为混合物,故,A,项错误,B,、,C,两项正确;在石油常见的炼制方法中,分馏是物理变化,而裂化和裂解是化学变化,故,D,项正确。,【互动探究,】,(1),若将,C,选项改成,“,石油裂化的原料是石油气,”,是否正确,?,为什么,?,提示:,不正确。石油裂化的原料是重油不是石油气。,(2),若将,B,选项改成,“,石油裂解的主要目的是得到乙烯、丙烯等小分子烃,”,是否正确,?,为什么,?,提示:,正确。石油裂解的产物主要是乙烯和丙烯等小分子化合物。,【对点训练,】,(2015,广州高一检测,),下列说法正确的是,(,),A.,石油主要含碳、氢两种元素,石油产品均为纯净物,B.,沸点:汽油,煤油,柴油,C.,石油的分馏是物理过程,而裂化和裂解属于化学过程,D.,直馏汽油能使溴的四氯化碳溶液褪色,【解析,】,选,C,。石油分馏后得到的仍是不同沸点范围内的各种烃的混合物,A,不正确;石油分馏时,首先分馏出的是汽油,其次是煤油,再次是柴油、润滑油,故其沸点:汽油,煤油,柴油,润滑油,B,不正确;分馏是利用沸点不同,是物理过程,裂化和裂解均为物质的转化,是化学过程,C,正确;直馏汽油中不含烯烃等不饱和烃,D,不正确。,【补偿训练,】,关于裂化汽油和直馏汽油的说法正确的是,(,),A.,物理性质及化学性质均相同,B.,主要成分都是烷烃、环烷烃和芳香烃,C.,裂化汽油中含有一些不饱和链烃,而直馏汽油中不含,D.,可以用溴水或酸性高锰酸钾溶液来鉴别它们,【解析,】,选,C,。裂化汽油和直馏汽油的成分不同,裂化汽油的成分主要是不饱和烃,而直馏汽油的成分主要为烷烃和芳香烃。不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别裂化汽油和直馏汽油,因为直馏汽油中含有芳香烃,有些芳香烃也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。,二、乙烷和乙烯的比较,典题探究:,1.(2015,西安高一检测,),下列是由乙烯的结构和性质推测丙烯,(CH,2,CH,CH,3,),的结构或性质的说法,其中正确的是,(,),A.,不能使酸性,KMnO,4,溶液褪色,B.,不能在空气中燃烧,C.,能使溴的四氯化碳溶液褪色,D.,在一定条件下能与,HCl,加成,且只能得到一种产物,【解题指南,】,解答本题需注意以下,3,点:,(1),丙烯分子中含有碳碳双键,与乙烯性质相似。,(2),有机物大部分能燃烧。,(3),丙烯与氯化氢加成时氯原子连接的位置有两种。,【解析,】,选,C,。由于丙烯与乙烯都含有碳碳双键结构,性质有相似之处。丙烯同样能使酸性,KMnO,4,溶液褪色,A,项错误;丙烯与乙烯的组成元素是相同的,可以燃烧,B,项错误;丙烯也能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,C,项正确;乙烯与,HCl,加成只生成一氯乙烷这一种产物,但是由于,CH,2,CH,CH,3,与,HCl,加成,氯原子连接的位置有两种,加成产物也应该有两种,分别为,Cl,CH,2,CH,2,CH,3,和,CH,3,CHCl,CH,3,它们互为同分异构体,不是同一种物质,D,项错误。,2.,下列说法中,错误的是,(,),A.,无论乙烯使溴水褪色,还是乙烯使酸性,KMnO,4,溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关,B.,充分燃烧相同质量的乙烯和乙烷,乙烷生成的,CO,2,少,C.,相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同,D.,利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷,【解题指南,】,解答本题时应注意以下,3,点:,(1),明确结构决定性质的思想。,(2),明确乙烷与乙烯分子结构和性质的区别。,(3),烃类物质的燃烧现象与分子中碳元素的含量有关,含量越大火焰越明亮,烟越浓越黑。,【解析,】,选,C,。乙烯分子中含有碳碳双键,决定了它的性质与甲烷、乙烷等烷烃的性质有所不同。乙烯的加成反应和氧化反应过程中碳碳双键断裂,A,项正确;乙烷的摩尔质量大于乙烯,质量相同时,乙烷的物质的量少,完全燃烧生成的,CO,2,少,B,项正确;乙烯和甲烷中氢的质量分数不同,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量不同,C,项错误;甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧,火焰明亮有黑烟,D,项正确。,【归纳总结,】,1.,乙烷和乙烯性质的比较:,名称,乙烯,乙烷,结构式,结构简式,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,名称,乙烯,乙烷,碳碳键类型,双键,( ),单键,( ),饱和程度,不饱和,饱和,典型的反应类型,加成反应,取代反应,能否使溴水褪色,能,不能,能否使酸性,KMnO,4,溶液褪色,能,不能,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,KMnO,4,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,C,2,H,4,另一种为,C,2,H,6,。,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。,【警示,】,学习乙烯性质时的注意事项:,(1),乙烯是可燃性气体,与空气混合后遇明火极易发生爆炸,因此点燃乙烯前一定要检验其纯度。,(2),酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能把乙烯氧化为,CO,2,。因此酸性高锰酸钾溶液可用来鉴别烷烃和乙烯,但不能用于除去烷烃中的乙烯,(,因为引入新的杂质二氧化碳,),。,【对点训练,】,(2015,长沙高一检测,),下列物质反应后可生成纯净的,BrCH,2,CH,2,Br,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,【解析,】,选,C,。乙烯与,HBr,加成得,CH,3,CH,2,Br,A,错;乙烷与溴取代后,产物为各种取代物及,HBr,的混合物,B,错;乙烷与溴水不反应,D,错。,【补偿训练,】,甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净的甲烷,可依次通过盛有下列哪一组试剂的洗气瓶,(,),A.,澄清石灰水、浓硫酸,B.,酸性,KMnO,4,溶液、浓硫酸,C.,溴水、浓硫酸,D.,浓硫酸、,NaOH,溶液,【解析,】,选,C,。乙烯能被酸性,KMnO,4,溶液氧化,也可以与溴水发生加成反应,不与浓硫酸、,NaOH,溶液等酸或碱发生反应;甲烷与气态卤素单质在光照条件下发生取代反应,不与酸、碱和氧化剂等发生反应,因此首先排除,A,、,D,两项;,B,项酸性,KMnO,4,溶液虽能氧化乙烯,但氧化产物是,CO,2,和,H,2,O,CO,2,成为新杂质,B,项错误。,
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