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2019-2020年高中化學(xué)專題3常見的烴第1單元脂肪烴第2課時(shí)脂肪烴的來源與石油化學(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)) 　脂肪烴的來源與石油化學(xué)工業(yè) [基礎(chǔ)初探] 教材整理　脂肪烴的來源與石油化學(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 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(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：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，開發(fā)對環(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。(　　) (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，在低于常壓下的沸點(diǎn)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(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴的過程。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)中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等的加工過程。裂解實(shí)際是深度裂化，石油裂解的化學(xué)過程比較復(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。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(zhì)高 C．重油通過裂化可獲得大量的輕質(zhì)油 D．輕質(zhì)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(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(xiàn)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(xiàn)象是________________，裂化汽油中觀察到的現(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(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 物 質(zhì) 燃 燒 的 有 關(guān) 計(jì) 算 [合作探究] [探究問題] 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．寫出CxHy完全燃燒的化學(xué)方程式。 【提示】　CxHy＋O2xCO2＋H2O。 4．最簡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