2017_2018学年高中化学有机化合物的获得与应用第1单元化石燃料与有机化合物第3课时教学案苏教版.docx

第3课时石油炼制乙烯学习目标定位1.知道石油的炼制方法(分馏、裂化、裂解)、目的及其主要产品。2.知道乙烯的分子结构特点和性质。3.会写乙烯等物质发生加成反应的化学方程式。一、石油的炼制1阅读教材内容，填写下表：炼制方法分馏催化裂化裂解原理用加热和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的分馏产品在加热、加压和催化剂存在下，把相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃把石油产品中相对分子质量较大的长链烃断裂为乙烯、丙烯等小分子气态短链烃主要原料原油重油石油分馏产品(包括石油气)目的将原油分离成不同沸点范围的产品提高轻质液体燃料的产量和质量得到气态短链烃主要产品石油气、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2.分析讨论，回答下列问题：(1)实验室蒸馏石油的装置如下图所示，回答下列问题：在蒸馏实验中，为什么要使用温度计？答案由蒸馏实验获取几种沸点不同的馏分时，用温度计控制收集沸点不同的馏分。温度计的位置在哪儿？答案温度计的液泡(又称水银球)上缘要恰好与蒸馏烧瓶支管口的下缘在同一水平线上，不能浸入液体中。冷凝管的作用是什么？水流方向是什么？答案冷凝管的作用是冷凝蒸气；冷凝水的流向要从低处流向高处，即下口进水，上口出水。加入碎瓷片(或沸石)的作用是什么？答案是为了防止蒸馏烧瓶内液体暴沸。(2)石油分馏得到的馏分是纯净物吗？石油分馏是物理变化还是化学变化？答案不是纯净物是混合物，石油分馏是物理变化。(3)石油的催化裂化与裂解有哪些不同？答案催化裂化与裂解的主要不同：反应条件不同，催化裂化是加热、使用催化剂，而裂解加热的温度更高；目的不同，催化裂化是提高轻质油的产量和质量，裂解是制得乙烯、丙烯等气态短链烃。(4)裂化汽油和直馏汽油有何主要不同？答案裂化汽油是由重油催化裂化而得到，其中含有液态不饱和烃。如C16H34C8H18C8H16。直馏汽油是由石油分馏直接得到，一般不含不饱和烃。1.石油的分馏是物理过程，而催化裂化和裂解属于化学过程。2石油裂解是生产乙烯的主要方法。1下列说法正确的是()A石油是混合物，汽油是纯净物B沸点：汽油柴油柴油煤油汽油石油气。把相对分子质量大、沸点高的烃分解为相对分子质量小、沸点低的烃的过程叫石油的裂化，石油裂解属于深度裂化，采用的温度比裂化高，长链烃分子断裂程度大，它们发生的都是化学变化。2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催化裂化答案D解析催化裂化将长链烃断裂为短链烃，从而提高汽油的产量和质量。二、乙烯、乙炔的分子结构与性质1以下是三种有机物的球棍模型，代表H原子，代表C原子，请回答下列问题：(1)()、()、()的分子式分别为_、_、_；()、()、()的结构简式分别为_、_、_；()、()、()的结构式分别为_、_、_。(2)说出()、()、()结构上的两点差异：_；_。答案(1)C2H6C2H4C2H2CH3CH3CH2=CH2CHCH HCCH(2)()中含有碳碳单键，()中含有碳碳双键，()中含碳碳叁键()是空间立体结构，()是平面结构，()是直线结构2乙烯、乙炔的氧化反应(1)观察实验，记录现象：实验现象点燃乙烯火焰明亮，伴有黑烟，同时放出大量热通入酸性高锰酸钾溶液酸性高锰酸钾溶液褪色(2)写出乙烯燃烧的化学方程式。为什么甲烷燃烧没有黑烟，而乙烯燃烧有较浓的黑烟？答案C2H43O22CO22H2O。乙烯燃烧时有较浓的黑烟是因为乙烯分子里含碳量(85.7%)比较大，未完全燃烧，产生碳的小颗粒造成的。(3)乙烯可以作为水果的催熟剂，可以使生果实尽快成熟，但是用浸泡过酸性高锰酸钾溶液的硅藻土与果实或花朵放在一起，可以延长果实或花朵的成熟期，达到保鲜的目的。请你解释其中的奥秘。答案乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化。(4)乙炔在空气中燃烧冒出浓烈的黑烟，写出反应的化学方程式。答案2C2H25O24CO22H2O。依据乙炔结构特点，推测乙炔能否使酸性高锰酸钾溶液褪色？答案乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而使酸性高锰酸钾溶液褪色。3乙烯的加成反应(1)将乙烯通入溴的四氯化碳溶液(或溴水)中，你能观察到什么现象？写出该反应的化学方程式。答案溴的红棕色褪去。CH2=CH2Br2(2)乙烯分子中不饱和的碳碳双键发生断裂，两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物，这类化学反应叫做加成反应。(3)乙烯除了与溴加成外，一定条件下还能与H2、HCl、Cl2、H2O等发生加成反应，请你写出相关的化学方程式。答案CH2=CH2H2CH3CH3CH2=CH2HClCH3CH2ClCH2=CH2Cl2CH2=CH2H2OCH3CH2OH(4)乙炔能使溴的四氯化碳溶液褪色，写出反应的化学方程式：CHCHBr2(不足)CHBr=CHBr；CHCH2Br2(过量)CHBr2CHBr2。4如何区分甲烷和乙烯？甲烷中有乙烯如何除去？答案乙烯能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，由此可区别甲烷(烷烃)和乙烯(烯烃)。乙烯被酸性KMnO4溶液氧化的产物是CO2，因此CH4中混有乙烯时，不能用酸性高锰酸钾溶液除去(引入新的杂质)，应用溴水洗气除去。1.乙烯是最简单的烯烃，它是一种无色、稍有气味、难溶于水的气体。从石油中可以获得大量乙烯，乙烯的产量是衡量一个国家化工水平的标志；它还是一种植物生长调节剂。2乙烯的分子结构(1)乙烯分子中6个原子处于同一平面上。(2)乙烯分子中含有一个键(碳碳双键)。3乙烯的氧化反应4乙烯的加成反应3关于乙烯分子结构的描述错误的是()A乙烯的结构简式为CH2=CH2B乙烯是最简单的烯烃C乙烯分子中所有原子都在同一平面上D乙烯分子中所有原子都在一条直线上答案D思维启迪4下列说法中错误的是()A无论乙烯与Br2的加成，还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，都与分子内含有碳碳双键有关B用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷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答案C解析本题考查乙烯的性质。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对；乙烯能与溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液反应，但是乙烷不能，故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙烷，B对；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错；甲烷燃烧产生淡蓝色火焰，乙烯燃烧火焰明亮有黑烟，D对。思维启迪乙烯的性质稍有气味水难溶，高锰酸钾溴反应。现象相同理不同，前因氧化后加成。加氧燃烧黑烟冒，聚合分子碳链增。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C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C石油裂解产物中含有乙烯、丙烯等D石油裂解是为了得到高质量的轻质油答案D解析石油裂解的目的是得到所需纯度的乙烯、丙烯等气态短链烃。而催化裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量和质量，二者不能混为一谈。2下列说法不正确的是()A石油分馏所得的产物是具有恒定沸点的纯净物B天然气和液化石油气的主要成分不同C石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物D石油裂解的目的是得到气态短链烃答案A解析石油分馏产品是混合物，A不正确；天然气的主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分是小分子烃，如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，B正确；天然气的主要成分是甲烷，甲烷是最简单的烃，石油的主要成分是烃，烃属于碳氢化合物，C正确；D正确。3不可能是丙烯(CH2=CHCH3)的加成产物的是()ACH3CH2CH3 BCH3CH2CHCl2CCH3CH2CH2OH DCH3CH2CH2Br答案B解析A项，丙烯与氢气的加成产物是CH3CH2CH3；B项，CH3CH2CHCl2不可能是丙烯的加成产物；C项，CH3CH2CH2OH是丙烯与水的加成产物；D项，CH3CH2CH2Br是丙烯与HBr的加成产物。4下列关于乙烯和乙烷的说法中错误的是()A乙烯是不饱和烃，乙烷是饱和烃B乙烯分子中的两个碳原子在同一条直线上，乙烷分子中的两个碳原子也在同一条直线上C乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键键能的两倍，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答案C解析A项，乙烯含有碳碳双键，属于不饱和烃，乙烷属于饱和烃，正确；B项，两点决定一条直线，所以分子中的两个碳原子一定在同一条直线上，正确；C项，乙烯分子中碳碳双键键能小于乙烷分子中碳碳单键键能的两倍，因此乙烯结构不稳定，导致乙烯能和溴水发生加成反应，错误；D项，甲烷是正四面体结构，所以乙烷中所有原子不可能在同一平面上；乙烯为平面结构，所有原子都处在同一平面上，正确。5某研究性小组为了探究石蜡油(17个碳以上液态烷烃混合物)分解产物中有乙烯存在，设计如下实验方案：将浸透了石蜡油的石棉放置在硬质试管的底部，试管中加入碎瓷片，给碎瓷片加强热，石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面，发生反应后将得到的气体混合物通入盛有某试剂的试管中加以验证(装置如下图所示)。回答下列问题：(1)决定乙烯性质的官能团是_。(2)验证该气体混合物中含有乙烯的实验方案是_。(3)验证该气体混合物中含有乙烯的实验现象是_。答案(1)碳碳双键(或)(2)将产生的气体产物通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中(或通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中)(3)酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去(或溴的四氯化碳溶液的红棕色褪去)基础过关题组一石油的炼制1下列关于石油加工的叙述中，不正确的是()A石油是混合物，石油分馏得到的汽油是纯净物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石油炼制过程中发生一系列物理化学变化答案A解析石油是混合物，石油分馏得到的馏分是不同沸点范围的混合物，故A不正确；B、C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正确。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，而裂化汽油的成分中含有碳碳双键，D不正确。题组二乙烯、乙炔的分子结构与性质3能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是()A乙烯分子里碳氢个数比为12B乙烯完全燃烧生成的CO2和水的物质的量相等C乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，且1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol溴D乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色答案C解析碳氢原子个数比为12，是对乙烯的组成分析，而不能证明碳碳双键存在的事实；B选项与A选项的实质是一样的，根据生成的CO2和水的物质的量相等，也只能推断出碳、氢原子个数比为12；C选项，加成反应是不饱和烃的特征性质，1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol溴，说明乙烯分子中含有一个碳碳双键；D选项，能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征，并不能说明一定含有碳碳双键，也不能定量地说明乙烯分子的结构中只含有一个碳碳双键。4下列叙述的乙炔的结构和性质中，既不同于乙烯，也不同于乙烷的是()A存在碳碳不饱和键B不易发生取代反应，易发生加成反应C分子中的所有原子都处在同一条直线上D能使酸性KMnO4溶液褪色答案C解析乙炔与乙烯分子中都存在不饱和键，故都易发生加成反应而不易发生取代反应，且都能使酸性KMnO4溶液褪色。5下列各组物质在一定条件下反应，可以制得较纯净的1,2二氯乙烷的是()A乙烷与氯气光照反应B乙烯与氯化氢气体混合C乙烯与氯气加成D乙烯通入浓盐酸答案C解析制备二氯代烷烃常用烯烃与氯气的加成反应，而不用烷烃与氯气发生取代反应，因其产物不纯。6由乙烯的结构和性质推测丙烯(CH2=CHCH3)的结构或性质正确的是()A不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B不能在空气中燃烧C能使溴的四氯化碳溶液褪色D与HCl在一定条件下能加成并只得到一种产物答案C解析丙烯与乙烯都含有碳碳双键结构，性质有相似之处。丙烯同样能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错；丙烯与乙烯的元素组成是相同的，可以燃烧，B错；丙烯也能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应，C正确；乙烯与HCl加成只生成一种产物一氯乙烷，但是CH2=CHCH3与HCl加成，由于氯原子连接的位置有两种情况，加成产物也应该有两种，即：ClCH2CH2CH3和CH3CHClCH3，它们互为同分异构体，不是同一物质，D错。题组三气态烃的净化与检验7甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净的甲烷，可依次将其通过下列哪组试剂的洗气瓶()A澄清石灰水，浓H2SO4B溴水，浓H2SO4C酸性高锰酸钾溶液，浓H2SO4D浓H2SO4，酸性高锰酸钾溶液答案B解析应把乙烯转化为CO2或直接吸收才能提纯甲烷。方法一：混合气体通过溴水吸收C2H4，然后用浓H2SO4干燥CH4；方法二：混合气体通过酸性高锰酸钾溶液，然后用澄清石灰水(或NaOH溶液)吸收CO2，最后用浓H2SO4干燥CH4。8既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯，得到纯净乙烷的方法是()A与足量溴反应B通入足量溴水中C在一定条件下通入氢气D分别进行燃烧答案B解析乙烷和乙烯均是无色气体，但前者易发生取代反应，后者易发生加成反应，若与足量溴作用，乙烷可以发生取代反应而生成溴代乙烷，乙烯发生加成反应生成二溴乙烷，不仅不易鉴别，还会损失大量的乙烷且混入大量的溴蒸气杂质，不合理；若在一定条件下通入氢气，虽可将乙烯转变为乙烷，但通入氢气的量不易控制，很难得到纯净的乙烷；若分别进行燃烧，无法再得到乙烷；因为乙烷不和溴水反应，而乙烯能和溴水发生加成反应而使溴水褪色，且生成的CH2BrCH2Br为液体，因此只能选B。题组四烃的燃烧9对比甲烷和乙烯的燃烧反应，下列叙述中正确的是()二者燃烧时现象完全相同点燃前都应验纯甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色，乙烯燃烧的火焰较明亮，并有大量黑烟生成二者燃烧时都有黑烟生成A BC D答案D解析甲烷和乙烯燃烧现象不同，错；可燃性气体点燃前都要验纯，对；甲烷燃烧无黑烟，错、对。10把m mol C2H4跟n mol H2混合于密闭容器中，在一定条件下发生反应，生成p mol C2H6(pm)，若将反应后的混合气体点燃，完全燃烧生成CO2和H2O时，需要O2的物质的量为()A(3mn)mol B(3m)molC(3m3p)mol D(3m3p)mol答案B解析m mol C2H4完全燃烧消耗O2为m(2)mol3m mol，n mol H2完全燃烧消耗O2为 mol；m mol C2H4和n mol H2发生反应后的生成物和剩余的反应物的耗氧量都与m mol C2H4和n mol H2的耗氧量相同，B项正确。能力提升11如下图是某种有机物分子的球棍模型图。图中的“棍”代表单键或双键，不同大小的“球”代表三种不同的短周期元素的原子。对该有机物的叙述不正确的是()A该有机物可能的分子式为C2HCl3B该有机物的分子中一定有C该有机物分子中的所有原子在同一平面上D该有机物可以由乙烯和氯化氢加成反应得到答案D解析由该分子的球棍模型可看出，碳碳之间成双键，结合CH2=CH2分子结构特点可推断A、B、C正确。12现有A、B、C三种烃，其球棍模型如下图：(1)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_(填对应字母，下同)。(2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是_。(3)等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是_，生成水最多的是_。(4)在120 、1.01105 Pa条件下时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是_。答案(1)A(2)C(3)BA(4)A、B解析据球棍模型可知A为CH4，B为C2H4，C为C2H6。(1)等质量的烃CxHy完全燃烧时，氢元素的质量分数越大，耗氧量越大，即碳氢原子个数比越小耗氧量越多。CH4、C2H4、C2H6中的依次为、，故CH4耗O2最多。(2)等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，x的值越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6的x依次为12、23、23.5，故C2H6耗O2最多。(3)等质量的三种物质，C2H4的含碳量最高，故C2H4燃烧生成的CO2最多；CH4的含氢量最高，故CH4生成的H2O最多。(4)温度大于或等于100 条件下，当烃分子中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变，故答案为CH4、C2H4。13.如图是实验室制乙烯的发生装置和乙烯性质实验装置，反应原理为CH3CH2OHCH2=CH2H2O，回答下列问题：(1)图1中仪器、的名称分别为_、_。(2)收集乙烯气体最好的方法是_。(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(如图2)，溶液的颜色很快褪去，该反应属于_(填反应类型)，反应的化学方程式为_。.实验室制取乙烯，常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。试回答下列问题：(1)图中、装置盛放的试剂是下列中的(将正确选项填入空格内)：_；_；_；_。A品红溶液 B氢氧化钠溶液C浓硫酸 D酸性高锰酸钾溶液(2)能说明二氧