浙江2017_2018学年高中化学有机物的获得与利用天然气的利用甲烷第3课时教学案苏教版.docx

第3课时石油炼制乙烯知识条目必考要求加试要求1.石油的分馏、裂化、裂解的主要原理及产物ab2.乙烯的分子组成、结构特征及主要性质(加成、氧化)bb3.乙炔的分子组成及主要性质(加成、氧化)aa4.可燃性燃料(气、液)在保存、点燃中的安全问题aa能力要求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=CH2CHCHHCCH(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。(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=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；乙烯能与溴水和酸性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。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关于裂解与裂化的叙述中，不正确的是()A裂解需要比裂化更高的温度，因此裂解又叫做“深度裂化”B裂解与裂化都是为了得到气态烃C裂解与裂化都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程D裂解的目的是获得石油化工的基本原料，裂化是以生产汽油为主要目的，它们的产物都含有不饱和烃答案B解析裂化和裂解都是使烃分子的碳链断裂从而得到更短碳链的烃的过程，在断裂过程中均会生成不饱和烃(主要是烯烃)，它们的区别是程度的不同，裂化主要是为了得到汽油等轻质油，以液态产品为主，而裂解是为了获得乙烯、丙烯等气态短链烃，是气态产品，故B错误。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。3不可能是丙烯(CH2=CHCH3)的加成产物的是()ACH3CH2CH3BCH3CH2CHCl2CCH3CH2CH2OHDCH3CH2CH2Br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乙稀的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。请回答：(1)乙烯的结构式是_。(2)若将乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中，反应的化学方程式为_。(3)可以用来除去乙烷中混有的乙烯的试剂是_(填序号)。水氢气溴水酸性高锰酸钾溶液(4)在一定条件下，乙烯能与水反应生成有机物A。A的结构简式是_，其反应类型是_(填“取代”或“加成”)反应。(5)下列化学反应原理相同的是_(填序号)。乙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色SO2使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色SO2使品红溶液和滴有酚酞的NaOH溶液褪色答案(1)(2)CH2=CH2Br2CH2BrCH2Br(3)(4)CH3CH2OH加成(5)解析(1)乙烯的结构式为(2)乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中，发生加成反应生成1，2二溴乙烷；(3)由(2)知用生成的1，2二溴乙烷为液体，可与乙烷分离；而分别会在乙烷中混有杂质乙醇、氢气和二氧化碳；(4)在一定条件下，乙烯能与水发生加成反应生成乙醇；(5)乙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色，分别发生加成反应和氧化反应，故原理不同；SO2使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，都是由于SO2具有还原性；SO2使品红溶液和滴有酚酞的NaOH溶液褪色，分别表现SO2的漂白性和酸性氧化物的性质，故原理不同。基础过关题组一石油的分馏、裂化、裂解的主要原理及产物12017温州市十五校联合体高一(下)期中下列关于石油加工的叙述中，不正确的是()A石油分馏所得的馏分是一种具有固定熔、沸点的纯净物B石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量C石油的裂化与裂解都属于化学变化D石油的化学成分主要是各种液态的碳氢化合物，其中还溶有气态和固态的碳氢化合物答案A解析石油的馏分仍然是多种烷烃和环烷烃的混合物，没有固定的熔、沸点，故A错误；石油裂化的目的是提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量，故B正确；石油是碳原子数在150的多种烷烃和环烷烃的混合物，其中主要成分是液态烃，其中还溶有气态烃和固态烃，故D正确。2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石油裂解产物中含有乙烯、丙烯等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。3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、乙炔的结构与性质42017温州市十五校联合体高一(下)期中下列化学用语或模型表示正确的是()ANH3分子结构式：B氚原子符号：HCMg2的电子式：MgDC2H4分子比例模型：答案A解析氨气分子中含有3个NH键，其结构式为，故A正确；氚原子的质量数为3，正确的表示方法为H，故B错误；Mg2的电子式为其离子符号，正确的电子式为Mg2，故C错误；为球棍模型，乙烯正确的比例模型为，故D错误。5(2017嵊州市高级中学第二学期期中)下列表示正确的是()ACO2的电子式：B乙炔的结构式：CHCHCCH4的球棍模型：DCl的结构示意图：答案D6(2017瑞安中学高一第二学期期末)下列物质与乙烯催化加氢得到的产物互为同系物的是()AC2H6BC3H6CC3H8DC4H8答案C7(2017温州市乐清市芙蓉中学高一下期末)相同质量的下列各烃，完全燃烧后生成水最多的是()A甲烷B乙烷C乙烯D乙炔答案A解析相同质量的各烃中氢的质量分数越大，生成的水的质量越多，首先计算各烃中C原子与H原子数目之比，C原子数目相同，H原子数目越大，H的质量分数越大，据此判断。8(2017北仑中学高一第二学期期中)有aL乙炔和乙烯的混合气体，在催化剂存在下与足量的H2发生加成反应，消耗H21.25aL，乙烯和乙炔的体积比为()A11B21C31D41答案C解析设乙烯和乙炔的体积分别为x L、y L，H2C=CH2H2C2H6x L x LHCCH2H2C2H6y L 2y L由题意可知：，解得x0.75ay0.25a故乙烯和乙炔的体积比为0.75a L0.25a L31，故选C。9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1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴D乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色答案C解析A选项，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。10以乙炔为原料制取CH2BrCHBrCl，可行的反应途径是()A先加Cl2，再加Br2B先加Cl2，再加HBrC先加HCl，再加HBrD先加HCl，再加Br2答案D解析比较CHCH与CH2BrCHBrCl可以看出，在分子组成上，产物比反应物多2个Br原子、1个H原子和1个Cl原子，则产物是通过乙炔与Br2和HCl加成所得。加成途径有两种：CHCHCHBr=CHBrCH2BrCHBrCl；CHCHCH2CH2BrCHBrCl。故答案为D。题组三气态烃的净化与检验11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；因此只能选B，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。题组四烃的燃烧12(2017浙江东阳中学高一5月月考)某两种气态烃组成的混合物，取其2.24L(标准状况下)充分燃烧，得到0.16mol二氧化碳气体和3.6g液态水。据此判断下列分析中不正确的是()A此混合气体中可能含有乙烷B此气体中一定含有甲烷C此混合气体中一定不含有丙烷D此气体若是乙烯与甲烷的混合气体，则甲烷与乙烯的体积比为23答案A解析标况下，2.24 L两种气态烃组成的混合物，其物质的量为0.1 mol，完全燃烧得到0.16 mol二氧化碳和3.6 g水，水的物质的量为0.2 mol，则混合气体平均分子式为C1.6H4，肯定含有C原子数小于1.6的烃，即一定含有甲烷，因甲烷中含有4个氢原子，则另一种烃也含有4个氢原子，不能为乙烷、丙烷，可能为乙烯、丙炔等，若为乙烯与甲烷，令其物质的量分别为x mol、y mol，根据平均C原子数，则：1.6，整理得xy32，即甲烷与乙烯的物质的量之比为23，相同条件下，物质的量之比等于其体积之比，由上述分析可知，A错误，B、C、D正确，故选A。132017宁波市效实中学高一(下)期中amL三种气态烃的混合物与足量的氧气混合点燃爆炸后，恢复到原来的状态(常温、常压)，体积共缩小2amL。则三种烃可能是()ACH4、C2H4、C3H4BC2H4、C3H6、C4H6CCH4、C2H6、C3H8DC2H4、C2H2、CH4答案A解析设混合烃的平均组成为CxHy，CxHy(x)O2xCO2H2O(l)V1 1a2a则12解得：y4，即混合气体分子中平均含有4个H原子。能力提升14(2017嵊州市高级中学第二学期期中)(1)写出戊烷的分子式_，甲烷的结构式_，乙烯的电子式_。(2)乙烯通入溴的四氯化碳溶液中现象是_，化学反应方程式：_，反应类型_。答案(1)C5H12(2)溴的四氯化碳溶液褪色CH2=CH2Br2CH2BrCH2Br加成反应15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、1.01105Pa条件下时，有两种气态烃和足量的氧气混