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2019-2020年高中化學專題3常見的烴第1單元脂肪烴第2課時脂肪烴的來源與石油化學工業(yè)學案蘇教版 1．了解石油、天然氣是脂肪烴的主要來源。 2．了解石油的分餾、裂化、裂解、重整等化學工業(yè)。(重點) 3．烴燃燒的有關計算。(重點) 　脂肪烴的來源與石油化學工業(yè) [基礎初探] 教材整理　脂肪烴的來源與石油化學工業(yè) 1．石油的物理性質和成分 (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 ①常壓分餾 ②減壓分餾 4．石油的裂化 (1)原理：使長碳鏈的烴在高溫下反應生成短碳鏈烴的方法。 (2)目的：提高汽油、煤油等輕質油的產量。 (3)分類：熱裂化和催化裂化。 (4)裂解：同裂化原理相同，由輕質油生產氣態(tài)烯烴，又稱深度裂化。 5．催化重整和加氫裂化 (1)目的：提高_汽油等輕質油品質。 (2)產品：催化重整是獲得芳香烴的主要途徑。 6．環(huán)境保護 石油化工，科學家正在積極探索“全合成、零排放”的綠色化學工藝，開發(fā)對環(huán)境友好的產品、控制設備和儀器。 (1)石油中含有C5～C11的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油。(　　) (2)含C18以上的重油經催化裂化可以得到汽油。(　　) (3)天然氣的主要成分是甲烷，開采天然氣應做到安全規(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。(　　) (5)石油的分餾、裂化、裂解均是化學變化。(　　) 【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相對較低，分子中所含碳原子數較少。 減壓分餾得到的餾分中烴的沸點相對較高，分子中所含碳原子數較多。 (2)減壓分餾的原理是利用外界壓強對物質沸點的影響。外界壓強越大，物質的沸點就越高；外界壓強越小，物質的沸點就越低。用降低分餾塔內壓強的辦法，能使重油的沸點隨壓強降低而降低。也就是說，在低于常壓下的沸點就可以使重油沸騰，這種過程就是減壓分餾。 2．石油的裂化和裂解 (1)裂化就是在一定條件下，將相對分子質量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴的過程。在催化劑作用下進行的裂化，又叫催化裂化，不使用催化劑的裂化稱為熱裂化。如： C16H34C8H18＋C8H16 十六烷　　辛烷　　辛烯 (2)裂解是指以比裂化更高的溫度，使石油分餾產物(包括石油氣)中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等的加工過程。裂解實際是深度裂化，石油裂解的化學過程比較復雜，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 將原油分離成輕質油 將重油充分分離，并防炭化 裂化是提高輕質油的產量和質量，裂解生成化工原料 獲取芳香烴 主要 產品 溶劑油、汽油、煤油、柴油、重油、石油氣 潤滑油、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] 題組　石油化工 1．我國冀東渤海灣發(fā)現儲量達10億噸的大型油田。下列關于石油的說法正確的是(　　) 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液體燃料的產量和質量 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知識。石油主要是由碳與氫元素組成的不可再生的混合物，通過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．石油通過常壓分餾、減壓分餾得到的汽油比催化重整后的汽油品質高 C．重油通過裂化可獲得大量的輕質油 D．輕質油的裂解也可稱為深度裂化，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油的品質，B不正確；重油的裂化就是為了解決石油分餾輕質油產量不高而采取的補救措施，C正確；D說法正確。 【答案】　B 3．石油主要由烷烴、環(huán)烷烴和各種芳香烴組成，石油通過分餾、裂化可得直餾汽油和裂化汽油?，F有直餾汽油和裂化汽油各一瓶。 (1)請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，直餾汽油中觀察到的現象是________________，裂化汽油中觀察到的現象是__________________。 【解析】　(1)直餾汽油中含有的芳香烴也會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)生加成反應生成無色溴代烴。 【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： 主要化學成分 燃燒質量 鑒別方法 直餾汽油 一般是C5～C11的烷烴及少量的芳香烴等，性質穩(wěn)定 差，爆震性強 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，性質活潑 好，爆震性弱 　烴 類 物 質 燃 燒 的 有 關 計 算 [合作探究] [探究問題] 1．等物質的量的CH4、C2H6和C3H8完全燃燒，消耗的O2最多的是哪種物質？有什么規(guī)律？ 【提示】　C3H8，分子中碳個數越多，氫個數越多，耗O2越多。 2．等質量的CH4、C2H6和C3H8完全燃燒，消耗O2最多的是哪種物質？有什么規(guī)律？ 【提示】　CH4，分子中含氫的質量分數越大，耗O2越多。 3．寫出CxHy完全燃燒的化學方程式。 【提示】　CxHy＋O2xCO2＋H2O。 4．最簡式相同的烴完全燃燒時，若烴的質量相同，其耗O2，生成CO2和H2O的質量是否相同？ 【提示】　相同。 [核心突破] 1．等物質的量的烴CxHy完全燃燒時，消耗氧氣的量決定于“x＋”的值，此值越大，耗氧量越多。 2．等質量的烴完全燃燒時，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、氫原子個數比為1∶2，則完全燃燒后生成的二氧化碳和水的物質的量相等。 4．等質量的且最簡式相同的各種烴完全燃燒時其耗氧量、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H2O為氣態(tài)時(＞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y＝4時，ΔV＝0，反應后氣體總體積不變時，常溫常壓下呈氣態(tài)的烴中，只有甲烷、乙烯、丙炔。 當y＞4時，ΔV＝－1，反應后氣體總體積增大； 當y＜4時，ΔV＝1－，反應后氣體總體積減小。 [題組沖關] 題組　烴類燃燒的有關計算 1．物質的量相同的下列烴，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．等質量的下列各組物質不管以任何比例混合，消耗氧氣的物質的量相同的是(　　) 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，最簡式相同符合題意。 【答案】　B 3．1.01105 Pa,150℃時，將1 L C2H4、2 L C2H6與20 L氧氣混合并點燃，完全反應后氧氣有剩余。當反應后的混合氣體恢復至原條件時，氣體體積為(　　) A．15 L　　 B．20 L C．23 L D．24 L 【解析】　由于150 ℃時，C2H4燃燒不會引起體積的改變，只有C2H6會引起氣體體積增加，V后＞20＋1＋2，所以應選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，反應前后壓強不發(fā)生變化，該有機物可能是(　　) A．CH4 B．C2H6 C．C2H4 D．C2H2 【解析】　設該烴的分子式為CxHy，其燃燒通式為： CxHy＋O2xCO2＋H2O(g) 　1　　　x＋　　　x　　　 根據氣體定律可知反應容器容積不變，壓強、溫度不變，則反應前后氣體的物質的量也不變，故1＋x＋＝x＋，解得y＝4。常見氣態(tài)烴分子式中含4個H原子的物質有CH4、C2H4、C3H4，故A、C兩項正確。 【答案】　AC