2020高中化学第三章重要的有机化合物第二节石油和煤重要的烃第1课时石油的炼制乙烯教案鲁科版必修2

2020高中化学第三章重要的有机化合物第二节石油和煤重要的烃第1课时石油的炼制乙烯教案鲁科版必修2

第1课时　石油的炼制　乙烯 ‎[学习目标]　1.了解石油的成分及石油分馏、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。‎ 一、石油的炼制 ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎[自主学习]‎ ‎1．石油的组成 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；组成石油的主要元素是C、H，在石油中的质量分数之和可达97%～98%。‎ ‎2．石油的分馏 ‎(1)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。‎ ‎(2)目的：将原油分离成不同沸点范围的产品。‎ ‎(3)主要产物：石油气、汽油、煤油、柴油及重油等。‎ ‎3．石油的裂化 ‎(1)原理：在加热、使用催化剂的条件下，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。‎ ‎(2)目的：提高轻质液体燃料的产量和质量。‎ ‎(3)实例：十六烷的裂化 ‎ ‎4．石油的裂解 ‎(1)原理：采用比裂化更高的温度，使相对分子质量较大的烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃。‎ ‎(2)目的：获得乙烯、丙烯等小分子烯烃，用做有机化工原料。‎ ‎1．比较汽油、煤油、柴油及润滑油的沸点高低？‎ 提示：沸点逐渐升高。‎ ‎2．裂化和裂解有何异同？‎ 提示：‎ - 7 -‎ 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；裂解是深度的裂化，所需温度比裂化所需温度更高。‎ ‎[点拨提升]‎ ‎1．石油炼制的工艺流程 石油分馏产品、裂解和裂化产品都是混合物；石油分馏是物理变化，裂解和裂化是化学变化。‎ ‎2．分馏汽油与裂化汽油 ‎[练习与活动]‎ ‎1．石油炼制过程中，既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是(　　)‎ A．常压分馏 B．减压分馏 C．裂解 D．裂化 答案　D 解析　选项中的四种方法都是石油炼制加工的方法，而其目的不同。A项中能对石油进行初步加工，得到的汽油产量较小；B项操作不会得到汽油；C项所得产物主要是乙烯、丙烯等小分子短链不饱和烃；只有D项才能得到质量更高、产量更多的汽油。‎ - 7 -‎ ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．石油裂解的目的是为了提高汽油等轻质液体燃料的产量和质量 B．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠 C．石油分馏可得到乙烯 D．石油分馏得到的汽油和裂化得到的汽油都可用作汽车发动机的燃料，它们的成分相同 答案　B 解析　石油裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯等短链烃，A不正确；石油分馏得到煤油等混合烃，煤油密度比钠小，可保存少量金属钠，B正确；石油分馏得不到乙烯，C不正确；石油分馏得到的汽油主要成分是烷烃，不含碳碳双键，而裂化汽油中含有碳碳双键，D不正确。‎ 规律方法 直馏汽油中不含不饱和烃，可用作卤素单质的萃取剂；而裂化汽油含有不饱和烃，易与卤素单质发生反应，故不能用作卤素单质的萃取剂。二、乙烯 ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎[自主学习]‎ ‎1．乙烯的组成与结构 ‎3．乙烯的化学性质 ‎(1)氧化反应 ‎①乙烯能在空气中燃烧，火焰明亮并伴有黑烟：‎ C2H4＋3O22CO2＋2H2O。‎ ‎②乙烯能被KMnO4(H＋)氧化，而使其溶液退色。‎ ‎(2)加成反应 - 7 -‎ ‎①定义：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。‎ ‎②将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，现象是溶液退色，乙烯与溴发生了加成反应，生成了1,2二溴乙烷：‎ ‎1．为什么甲烷燃烧没有黑烟，而乙烯燃烧有黑烟？‎ 提示：因为甲烷分子里含碳量低，燃烧充分；乙烯分子里含碳量(85.7%)比较大，未完全燃烧，产生碳的小颗粒。‎ ‎2．乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液退色，二者的退色原理是否相同？‎ 提示：二者退色原理不同。乙烯使酸性KMnO4溶液退色是因为乙烯发生氧化反应，KMnO4将乙烯氧化成CO2；乙烯使溴的CCl4溶液退色是因为乙烯与Br2发生加成反应。‎ ‎[点拨提升]‎ ‎1．乙烯的结构特点 ‎(1)1个乙烯分子比1个乙烷分子(C2H6)少2个氢原子，乙烯分子中的单键可以旋转，碳碳双键不能旋转，分子里碳原子之间的共价键是双键，并且乙烯分子中的2个碳原子和4个氢原子都处于同一平面内，它们彼此之间的键角都是120°。‎ ‎(2)乙烯的结构简式不可以写成CH2CH2，而应写成 CH2===CH2，即必须把其中的碳碳双键体现出来，碳碳双键一定不能省略。‎ ‎(3)由于乙烯碳碳双键中的两个碳碳键不完全相同，其中一个键不稳定，发生化学反应时易断裂，因此乙烯的化学性质活泼。‎ ‎2．乙烯的加成反应 - 7 -‎ ‎(1)CH2===CH2＋H2CH3CH3；‎ ‎(2)CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH(工业制酒精)；‎ ‎(3)CH2===CH2＋HClCH3CH2Cl(工业制氯乙烷)。‎ ‎3．加成反应与取代反应的比较 - 7 -‎ ‎[练习与活动]‎ ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．相同质量的乙烯和乙烷完全燃烧后产生的H2O的质量不相同 B．乙烯能使Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液退色，二者退色的原理相同 C．Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液都能鉴别乙烷和乙烯，都能除去乙烷中的乙烯 D．乙烯和乙烷均可与Cl2反应制取纯净的氯乙烷 答案　A 解析　乙烯和乙烷中H的质量分数不同，所以相同质量的乙烯和乙烷完全燃烧后生成的H2O质量不同，A正确；乙烯与Br2的CCl4溶液发生加成反应而使溴水退色，乙烯被酸性KMnO4溶液氧化成CO2气体而使酸性KMnO4溶液退色，二者原理不同，B不正确；乙烯通过Br2的CCl4溶液转化为液态1,2二溴乙烷而溶于CCl4，从而除去杂质气体，但乙烯通过酸性KMnO4溶液被氧化成CO2而引入杂质气体CO2，C不正确；乙烷与Cl2发生取代反应得到的产物是混合物，乙烯与Cl2加成反应得到的是1,2二氯乙烷，D不正确。‎ ‎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 答案　D 解析　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。故选D。‎ 规律方法 ‎(1)不能用酸性KMnO4溶液除去乙烷中的乙烯，因为乙烯被氧化为CO2，引入新的杂质气体，可以选用Br2的CCl4溶液。‎ ‎(2)可以用乙烯与氯化氢通过加成反应制备纯净的氯乙烷，而不宜用乙烷与氯气通过取代反应制备。‎ 本课归纳总结 ‎　　‎ - 7 -‎ - 7 -‎