高中化学主题4化石燃料石油和煤的综合利用课题从石油中获取更多的高品质燃油学案选修.docx

课题1从石油中获取更多的高品质燃油1了解从石油中获取燃油的基本过程和方法。掌握石油分馏的原理及化学工艺。(重点)2了解为增加轻质燃油的产量和提高汽油品质所采取的化学加工技术。3知道一些有关燃油的基本知识。4通过学习从石油中提炼燃油的过程和方法，理解化学化工技术在社会发展中的重要作用。(重难点)从石油中提炼燃油1.石油的性质、成分和分类(1)物理性质：棕黑色、可燃的黏稠液体，具有特殊的气味，密度比水小，不溶于水。(2)化学成分：碳和氢两种元素组成的各种烷烃、环烷烃和芳香烃，以及少量的含硫、氮、氧等元素的烃类衍生物和金属化合物。(3)分类2石油的加工方法(1)常压分馏原理：给原油加热时，低沸点的烃先汽化，经过冷凝先分离出来，高沸点的烃后汽化，再冷凝分离出来。设备：分馏塔(2)减压分馏原理：降低压强，使烃的沸点降低。原因：高温时烃会分解，甚至炭化结焦而损坏设备。3石油分馏的主要产品汽油、煤油、柴油三者含碳原子个数的范围由小到大的顺序为：汽油煤油煤油汽油。1汽油、煤油、柴油有哪些用途？【提示】汽油用于飞机、汽车；煤油用于喷气飞机、拖拉机；柴油用于重型汽车、军舰、轮船、坦克、拖拉机等。从石油中获得更多的轻质燃油1.热裂化(1)定义：在一定压强下加强热，使分子中碳原子数较多的烃分子发生断裂，从而生成相对分子质量较小、沸点较低、分子中碳原子数与轻质燃油烃分子中碳原子数相近的各种烃的混合物的方法。(2)十六烷和二十烷热裂化反应为：2催化裂化(1)定义：使分子中碳原子较多的烃汽化，让气态反应物在固体催化剂表面发生催化反应，生成含碳原子较少的烃分子。(2)十八烷的催化裂化反应为：3加氢裂化(1)定义：在一定压强和温度下，含碳原子较多的烃分子在催化剂的作用下与氢气反应而断裂成含碳原子较少的烃分子。(2)十六烷、二十烷的加氢裂化反应为：2热裂化、催化裂化、加氢裂化的相同点是什么？【提示】均使碳链长的烃变为碳链短的烃。如何提高汽油的品质1.指标：辛烷值2提高辛烷值的方法(1)在汽油中加入抗爆剂，提高汽油的质量(2)改进汽油的炼制工艺，增加汽油中烃分子的支链及芳香烃和环烷烃的比例3. 3为什么汽车尾气会造成空气污染？【提示】在汽油中若用四乙基铅作为抗爆剂，燃油含铅，排放的汽车尾气会对环境造成严重的重金属污染，目前已被许多国家禁用，现在常用的抗爆剂是甲基叔丁基醚(简称MTBE)，它会增加汽车尾气中氮氧化物的排放量，造成环境污染。从石油中提炼燃油的方法【问题导思】石油分馏属于什么变化？【提示】石油分馏过程中无新物质生成，所以属于物理变化。石油分馏包括哪几种方法？【提示】常压分馏和减压分馏。裂化包括哪几种方法？目的是什么？【提示】裂化包括热裂化、催化裂化、加氢裂化；目的是提高汽油的产量。炼制和加工方法分馏裂化常压分馏减压分馏热裂化催化裂化加氢裂化原理用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物在一定条件下，将相对分子质量大、沸点高的烃断裂成小分子的过程原料脱水、脱盐的原油重油重油条件常压加热减压加热加热催化剂、加热催化剂、H2、加热目的将原油分离成轻质油将重油充分分离，并防止炭化结焦提高轻质汽油的产量和质量主要产品溶剂油(C5C8)、汽油(C5C11)、煤油、柴油、重油润滑油凡士林等汽油等轻质油(1)石油分馏时，在不断向_(填工业设备名称)内投放原料的同时获得产品，该过程为_操作过程。(2)石油裂化分为热裂化、_和加氢裂化，裂化的目的是提高_的产量。【解析】(1)石油的分馏是在分馏塔中进行的，该过程为连续操作过程。(2)石油裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化，裂化的目的是提高轻质燃料油(或汽油)的产量。【答案】(1)分馏塔连续(2)催化裂化轻质燃料油(或汽油)裂化、裂解均属于化学变化；裂化目的是提高汽油产量，裂解目的是获得乙烯、丙烯等气态不饱和烃。1下列化学反应中，属于烃裂化反应的是()AC16H34C8H16C8H18BCH3CH=CH2Br2CCH3CH2CH3Cl2CH3CH2CH2ClHClDnCH2=CHCH=CH2CH2CH=CHCH2【解析】裂化反应是在一定条件下，使分子中碳原子数多、相对分子质量大的烃变为分子中碳原子数少、相对分子质量小的烃的过程。B项，属于加成反应；C项，属于取代反应；D项，属于加聚反应。【答案】A石油分馏实验【问题导思】石油分馏模拟实验中，需要哪些仪器？【提示】铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝器、尾接管、锥形瓶、瓶塞、导管等。温度计水银球在什么位置？【提示】在蒸馏烧瓶支管口处。冷凝器中冷却水的流向应该怎样？【提示】下导管口进水，上导管口出水。1装置：蒸馏装置。注意所用温度计水银球的位置应当在蒸馏烧瓶支管口处，因为它所测定的是所取馏分的沸点范围。2操作注意事项：被加热的是易燃易爆物质，故装置气密性要好，注意加入药品前检验整套装置的气密性；为防止暴沸，应在加热之前放入几片碎瓷片；注意加热之前先接通冷却水，而停止加热后，仍要继续通冷却水一段时间；若所用药品为原油，应在收集器上接一导管，将残余尾气导出室外，以防发生事故。有人设计了一套实验分馏原油的五个步骤，请将正确的序号填入括号中。()将蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞。()连接好冷凝管。把冷凝管固定在铁架台上，将冷凝管进水口的橡皮管的另一端和水龙头连接，和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中。()把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的高度，放好石棉网。()向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，再用漏斗向烧瓶中加入原油，塞好带温度计的橡皮塞，把连接器连接在冷凝器的末端，并伸入接收装置(如锥形瓶)中。()检查气密性(利用给固定装置微热的方法)。在上述实验中，温度计的水银球的位置在_。【解析】本题考查石油分馏原理和根据实验目的设计实验装置的能力及组装实验装置的能力。本实验包括三个部分的装置，即加热装置、冷凝装置和收集装置。组装时，应遵循先加热后冷凝再收集的顺序，加热装置的组装要先下后上。操作应遵循先连接装置再加药品的原则。所以正确的顺序为2、3、1、5、4。因温度计是测石油气的温度，故水银球应在蒸馏烧瓶支管口处。【答案】2、3、1、5、4蒸馏烧瓶支管口处2右图是石油分馏塔的示意图，则a、b、c三种馏分中()Aa的沸点最高Bb的熔点最低Cc的平均分子量最大D每一种馏分都是纯净物【解析】在分馏塔中，位置越高温度越低，石油蒸气在上升途中会逐步液化、冷却及凝结成液体馏分，易挥发的沸点较低、较轻的馏分先出来，一定在最高处，也就是说分馏塔中出口越低，分馏出的馏分的沸点越高；从分馏塔各个出口出来的馏分都为混合物，a先分馏出来，c较a、b最后分馏出来，故熔沸点高低顺序为abc，熔沸点越高，烃中含碳原子数越多，平均分子量越大，故平均分子量的大小顺序为abc，故A、B、D错误。【答案】C1石油分馏的2种方法：常压分馏、减压分馏。2获得更多轻质燃油的3种方法：热裂化、催化裂化、加氢裂化。3提高汽油品质的1种方法：催化重整。4石油分馏的5种产品：石油气、汽油、煤油、柴油、重油。1关于石油的说法不正确的是()A石油主要含C、H两种元素B石油主要是由各种烃组成的混合物C石油有固定的沸点，故可分馏D石油分馏产物仍是混合物【答案】C2下列不属于提高汽油产量的方法是()A热裂化B催化裂化C催化重整D加氢裂化【解析】裂化的目的是提高汽油的产量；催化重整目的是提高汽油的品质。【答案】C3在下列各种石油的加工处理过程中，属于催化裂化过程的是()A分离汽油和煤油B将重油分离为润滑油等C十六烷变为辛烷和辛烯D将直链烃变为芳香烃【解析】A、B两项属于物理变化；D项，属于催化重整。【答案】C4对石油工业叙述错误的是() 【导学号：28920045】A石油含有C5C11的烷烃，可以通过石油的常压分馏得到汽油B催化裂化既能提高汽油产量又能提高汽油质量C石油裂解的目的是提高汽油产量D石油的减压分馏的生产目的是获得轻质油【解析】石油的减压分馏的生产目的是为了获得各种馏分，特别是碳原子数较大的馏分，如柴油、润滑油、石蜡、燃料油等。【答案】D5裂化汽油中除含有C5C11的烷烃外，还含有C5C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤为：(1)先逐滴加入_，振荡，如果看到_，则证明有_存在。(2)逐滴加入_至_为止，静置，用分液漏斗分出_(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入_，振荡，如果看到_，则证明裂化汽油中有_存在。【解析】本实验目的是在烷烃、烯烃、苯的同系物的混合物中检验烯烃和苯的同系物的存在，应先检验烯烃，再检验苯的同系物。因为烯烃可使溴水、酸性KMnO4溶液退色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液退色，根据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。具体实验步骤如下：(1)向样品中逐滴加入