2019-2020年高中化學(xué)專(zhuān)題3常見(jiàn)的烴第1單元脂肪烴第2課時(shí)脂肪烴的來(lái)源與石油化學(xué)工業(yè)學(xué)案蘇教版.doc
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2019-2020年高中化學(xué)專(zhuān)題3常見(jiàn)的烴第1單元脂肪烴第2課時(shí)脂肪烴的來(lái)源與石油化學(xué)工業(yè)學(xué)案蘇教版 1.了解石油、天然氣是脂肪烴的主要來(lái)源。 2.了解石油的分餾、裂化、裂解、重整等化學(xué)工業(yè)。(重點(diǎn)) 3.烴燃燒的有關(guān)計(jì)算。(重點(diǎn)) 脂肪烴的來(lái)源與石油化學(xué)工業(yè) [基礎(chǔ)初探] 教材整理 脂肪烴的來(lái)源與石油化學(xué)工業(yè) 1.石油的物理性質(zhì)和成分 (1)顏色狀態(tài):黃綠色至黑褐色的黏稠液體。 (2)組成:主要是由氣態(tài)烴、液態(tài)烴和固態(tài)烴組成的混合物。其成分主要是烷烴和環(huán)烷烴,有的含芳香烴。 2.天然氣的成分 天然氣主要成分是甲烷,有的地區(qū)的天然氣中則含有乙烷、丙烷和丁烷等。 3.石油的分餾 (1)原理:石油汽化不同的餾分,屬于物理變化。 (2)分類(lèi) ①常壓分餾 ②減壓分餾 4.石油的裂化 (1)原理:使長(zhǎng)碳鏈的烴在高溫下反應(yīng)生成短碳鏈烴的方法。 (2)目的:提高汽油、煤油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量。 (3)分類(lèi):熱裂化和催化裂化。 (4)裂解:同裂化原理相同,由輕質(zhì)油生產(chǎn)氣態(tài)烯烴,又稱(chēng)深度裂化。 5.催化重整和加氫裂化 (1)目的:提高_(dá)汽油等輕質(zhì)油品質(zhì)。 (2)產(chǎn)品:催化重整是獲得芳香烴的主要途徑。 6.環(huán)境保護(hù) 石油化工,科學(xué)家正在積極探索“全合成、零排放”的綠色化學(xué)工藝,開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境友好的產(chǎn)品、控制設(shè)備和儀器。 (1)石油中含有C5~C11的烷烴,可以通過(guò)石油的分餾得到汽油。( ) (2)含C18以上的重油經(jīng)催化裂化可以得到汽油。( ) (3)天然氣的主要成分是甲烷,開(kāi)采天然氣應(yīng)做到安全規(guī)范的操作。( ) (4)煤中含有苯和甲苯,可用分餾的方法把它們分離出來(lái)。( ) (5)石油的分餾、裂化、裂解均是化學(xué)變化。( ) 【答案】 (1)√ (2)√ (3)√ (4) (5) [核心突破] 1.石油的分餾 (1)常壓分餾得到的餾分中烴的沸點(diǎn)相對(duì)較低,分子中所含碳原子數(shù)較少。 減壓分餾得到的餾分中烴的沸點(diǎn)相對(duì)較高,分子中所含碳原子數(shù)較多。 (2)減壓分餾的原理是利用外界壓強(qiáng)對(duì)物質(zhì)沸點(diǎn)的影響。外界壓強(qiáng)越大,物質(zhì)的沸點(diǎn)就越高;外界壓強(qiáng)越小,物質(zhì)的沸點(diǎn)就越低。用降低分餾塔內(nèi)壓強(qiáng)的辦法,能使重油的沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)降低而降低。也就是說(shuō),在低于常壓下的沸點(diǎn)就可以使重油沸騰,這種過(guò)程就是減壓分餾。 2.石油的裂化和裂解 (1)裂化就是在一定條件下,將相對(duì)分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴的過(guò)程。在催化劑作用下進(jìn)行的裂化,又叫催化裂化,不使用催化劑的裂化稱(chēng)為熱裂化。如: C16H34C8H18+C8H16 十六烷 辛烷 辛烯 (2)裂解是指以比裂化更高的溫度,使石油分餾產(chǎn)物(包括石油氣)中的長(zhǎng)鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等的加工過(guò)程。裂解實(shí)際是深度裂化,石油裂解的化學(xué)過(guò)程比較復(fù)雜,裂解的目的是為了獲取氣態(tài)烯烴。 3.石油煉制的三種工藝比較 石油煉 制的方法 分餾 催化裂化 與裂解 催化重整 常壓 減壓 主要 原料 原油 重油 重油、含直鏈烷烴的石油分餾產(chǎn)品(含石油氣) 鏈狀烴及環(huán)狀烴(n≥6) 目的 將原油分離成輕質(zhì)油 將重油充分分離,并防炭化 裂化是提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量和質(zhì)量,裂解生成化工原料 獲取芳香烴 主要 產(chǎn)品 溶劑油、汽油、煤油、柴油、重油、石油氣 潤(rùn)滑油、凡士林、石蠟、瀝青 汽油和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯等 [題組沖關(guān)] 題組 石油化工 1.我國(guó)冀東渤海灣發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量達(dá)10億噸的大型油田。下列關(guān)于石油的說(shuō)法正確的是( ) A.石油屬于可再生礦物能源 B.石油主要含有碳、氫、氧三種元素 C.石油裂化的主要目的是提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量和質(zhì)量 D.石油分餾所得的各餾分均是純凈物 【解析】 本題主要考查石油化工的基礎(chǔ)知識(shí)。石油主要是由碳與氫元素組成的不可再生的混合物,通過(guò)分餾得到的餾分仍然為混合物。 【答案】 C 2.下列敘述不正確的是( ) A.天然氣和沼氣的主要成分都是甲烷,燃燒天然氣較環(huán)保 B.石油通過(guò)常壓分餾、減壓分餾得到的汽油比催化重整后的汽油品質(zhì)高 C.重油通過(guò)裂化可獲得大量的輕質(zhì)油 D.輕質(zhì)油的裂解也可稱(chēng)為深度裂化,目的是為了獲得大量的氣態(tài)不飽和烴 【解析】 天然氣和沼氣的主要成分都是CH4,天然氣中含硫元素的量很少,所以天然氣在空氣中燃燒,產(chǎn)生SO2污染物的量也少,A正確;催化重整的目的就是為了提高輕質(zhì)油的品質(zhì),B不正確;重油的裂化就是為了解決石油分餾輕質(zhì)油產(chǎn)量不高而采取的補(bǔ)救措施,C正確;D說(shuō)法正確。 【答案】 B 3.石油主要由烷烴、環(huán)烷烴和各種芳香烴組成,石油通過(guò)分餾、裂化可得直餾汽油和裂化汽油?,F(xiàn)有直餾汽油和裂化汽油各一瓶。 (1)請(qǐng)從下列試劑中選擇最合理的試劑予以區(qū)別。所選試劑是________。 A.酸性KMnO4溶液 B.乙醇 C.溴水 (2)加入所選試劑后,直餾汽油中觀(guān)察到的現(xiàn)象是________________,裂化汽油中觀(guān)察到的現(xiàn)象是__________________。 【解析】 (1)直餾汽油中含有的芳香烴也會(huì)被酸性高錳酸鉀溶液氧化。(2)汽油可萃取溴,裂化汽油中含有不飽和鏈烴,可與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成無(wú)色溴代烴。 【答案】 (1)C (2)液體分層,溴水褪色,上層油層呈橙色 分層,油層、水層均無(wú)色 【規(guī)律方法】 直餾汽油與裂化汽油的區(qū)別與鑒別 原油直接分餾得到的汽油為直餾汽油,重油通過(guò)裂化分解可得到裂化汽油,直餾汽油與裂化汽油的區(qū)別與比較如下: 主要化學(xué)成分 燃燒質(zhì)量 鑒別方法 直餾汽油 一般是C5~C11的烷烴及少量的芳香烴等,性質(zhì)穩(wěn)定 差,爆震性強(qiáng) 能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油 裂化汽油 含有較多的C5~C11烯烴,性質(zhì)活潑 好,爆震性弱 烴 類(lèi) 物 質(zhì) 燃 燒 的 有 關(guān) 計(jì) 算 [合作探究] [探究問(wèn)題] 1.等物質(zhì)的量的CH4、C2H6和C3H8完全燃燒,消耗的O2最多的是哪種物質(zhì)?有什么規(guī)律? 【提示】 C3H8,分子中碳個(gè)數(shù)越多,氫個(gè)數(shù)越多,耗O2越多。 2.等質(zhì)量的CH4、C2H6和C3H8完全燃燒,消耗O2最多的是哪種物質(zhì)?有什么規(guī)律? 【提示】 CH4,分子中含氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,耗O2越多。 3.寫(xiě)出CxHy完全燃燒的化學(xué)方程式。 【提示】 CxHy+O2xCO2+H2O。 4.最簡(jiǎn)式相同的烴完全燃燒時(shí),若烴的質(zhì)量相同,其耗O2,生成CO2和H2O的質(zhì)量是否相同? 【提示】 相同。 [核心突破] 1.等物質(zhì)的量的烴CxHy完全燃燒時(shí),消耗氧氣的量決定于“x+”的值,此值越大,耗氧量越多。 2.等質(zhì)量的烴完全燃燒時(shí),消耗氧氣的量決定于CxHy中y/x的值,此值越大,耗氧量越多。 3.若烴分子的組成中碳、氫原子個(gè)數(shù)比為1∶2,則完全燃燒后生成的二氧化碳和水的物質(zhì)的量相等。 4.等質(zhì)量的且最簡(jiǎn)式相同的各種烴完全燃燒時(shí)其耗氧量、生成的二氧化碳和水的量均相等。 5.氣態(tài)烴CxHy完全燃燒后生成CO2和H2O。 CxHy+(x+)O2xCO2+H2O 當(dāng)H2O為氣態(tài)時(shí)(>100 ℃),1 mol氣態(tài)烴燃燒前后氣體總體積的變化有以下三種情況: 當(dāng)y=4時(shí),ΔV=0,反應(yīng)后氣體總體積不變時(shí),常溫常壓下呈氣態(tài)的烴中,只有甲烷、乙烯、丙炔。 當(dāng)y>4時(shí),ΔV=-1,反應(yīng)后氣體總體積增大; 當(dāng)y<4時(shí),ΔV=1-,反應(yīng)后氣體總體積減小。 [題組沖關(guān)] 題組 烴類(lèi)燃燒的有關(guān)計(jì)算 1.物質(zhì)的量相同的下列烴,完全燃燒,耗氧量最多的是( ) A.C2H6 B.C4H6 C.C5H10 D.C7H8 【解析】 利用1 mol CxHy耗氧(x+) mol來(lái)確定:1 mol C2H6耗氧2+=3.5 mol,1 mol C4H6耗氧4+=5.5 mol,1 mol C5H10耗氧5+=7.5 mol,1 mol C7H8耗氧7+=9 mol。 【答案】 D 2.等質(zhì)量的下列各組物質(zhì)不管以任何比例混合,消耗氧氣的物質(zhì)的量相同的是( ) A.CH4與C2H6 B.C2H4與C3H6 C.C2H2與C3H6 D.C3H6與C4H4 【解析】 符合的題意的組合中,最簡(jiǎn)式相同符合題意。 【答案】 B 3.1.01105 Pa,150℃時(shí),將1 L C2H4、2 L C2H6與20 L氧氣混合并點(diǎn)燃,完全反應(yīng)后氧氣有剩余。當(dāng)反應(yīng)后的混合氣體恢復(fù)至原條件時(shí),氣體體積為( ) A.15 L B.20 L C.23 L D.24 L 【解析】 由于150 ℃時(shí),C2H4燃燒不會(huì)引起體積的改變,只有C2H6會(huì)引起氣體體積增加,V后>20+1+2,所以應(yīng)選D。 【答案】 D 4.(雙選)在1.01105 Pa、150 ℃條件下,某氣態(tài)烴在密閉容器中完全燃燒,反應(yīng)前后壓強(qiáng)不發(fā)生變化,該有機(jī)物可能是( ) A.CH4 B.C2H6 C.C2H4 D.C2H2 【解析】 設(shè)該烴的分子式為CxHy,其燃燒通式為: CxHy+O2xCO2+H2O(g) 1 x+ x 根據(jù)氣體定律可知反應(yīng)容器容積不變,壓強(qiáng)、溫度不變,則反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量也不變,故1+x+=x+,解得y=4。常見(jiàn)氣態(tài)烴分子式中含4個(gè)H原子的物質(zhì)有CH4、C2H4、C3H4,故A、C兩項(xiàng)正確。 【答案】 AC- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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