3.1 脂肪烃的性质及应用（第2课时 脂肪烃与石油化工）-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练（苏教版2019选择性必修3）

专题3 石油化工的基础物质——烃 第一单元 脂肪烃的性质及应用 第2课时 脂肪烃与石油化工 版块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．能描述石油炼制的基本工艺，说明脂肪烃、芳香烃与石油化工的关系； 2．能从绿色发展对石油化工工艺进行评估。 重难点：石油的分馏、裂化和裂解。 一、石油和天然气 1．石油的成分 石油是一种黄绿色至黑褐色的粘稠液体，主要是_________、_________和_________组成的混合物，其中还含有少量不属于烃的物质。 2．石油化工产品 以_________和_________为原料制造的化学品，统称为石油化工产品。 石油经过各种加工过程，可制得_________、_________、_________、_________、_________、_________等石油产品。并可以为_________、_________、_________、_________、_________等产品提供丰富的原料。 3．石油和天然气的组成成分 (1)石油的组成成分随产地不同有所不同。我国黑龙江出产的石油以_________为主，新疆、辽宁和山东出产的石油主要由_________和_________组成，我国台湾出产的石油则以_________为主。 (2)天然气的主要成分是_________，有些地区的天然气中还含有_________、_________和_________等。 二、石油的炼制 1．石油的分馏 (1)石油的分馏： (1)对石油加热，使其汽化，然后再按_________的不同，分离出不同的馏分。 (2)分馏根据所需要的馏分不同，可以分为____________和____________。 (3)石油分馏产物： ①石油常压分馏可得到碳原子数_________、沸点_________的_________、_________、_________、_________等馏分，未被蒸发的碳原子数_________，沸点_________的物质，叫重油。 ②重油减压蒸馏可得到_________、_________、_________、_________等馏分，未被汽化的剩余物质为_________。 2．石油的裂化 (1)原理：石油的裂化是利用_________中_________碳链的烃在高温下分解生成_____________来获得较多_________和____________。属于_________变化。 (2)目的：获得_________，解决石油分馏所得汽油、煤油、柴油等轻质油_________的问题。 (3)分类：_______裂化和_________裂化。 (4)常见裂化反应 C16H34__________________；C8H18__________________；C8H16__________________。 3．石油的裂解 (1)原理：同裂化原理相同，由_________生产____________，又称_________裂化。 (2)目的：得到以“三烯”(_________、_________和丁二烯)为主的短链不饱和烃，为石油化工提供原料。其中_________的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。 4．催化重整和加氢裂化 (1)目的：提高_________等轻质油品质。 (2)产品：催化重整是工业上获得_________的主要途径。 【特别提示】直馏汽油与裂化汽油的区别与鉴别 (1)原油直接分馏得到的汽油为直馏汽油，重油通过裂化分解可得到裂化汽油。 (2)直馏汽油(石油常压蒸馏)中不含不饱和烃，可用作卤素单质的萃取剂，而裂化汽油(重油裂化产品)含有不饱和烃，易与卤素单质发生加成反应，不能用作卤素单质的萃取剂。 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)石油属于可再生矿物能源(　　) (2)石油只含有碳、氢、氧三种元素(　　) (3)石油分馏的产品均是纯净物，且都能与溴水发生加成反应(　　) (4)天然气的主要成分是甲烷，开采天然气应做到安全规范的操作(　　) (5)石油和天然气是脂肪烃的主要来源，其主要成分为烷烃和烯烃(　　) (6)石油中含有C5～C12的碳氢化合物，可以通过石油的分馏得到汽油(　　) (7)石油的加工中，催化重整和加氢裂化等工艺主要目的都是为了提高汽油等轻质油的品质(　　) (8)裂化汽油可以作为萃取碘水的萃取剂(　　) (9)石油的裂化、裂解和催化重整都是化学变化(　　) (10)轻质油的裂解也称为深度裂化，目的是获得质量更高的汽油(　　) 2．雪蜡是冰雪运动的重要材料，主要成分为石蜡。以下关于石蜡的说法正确的是(　　) A．常温下是气态 B．易溶于水 C．是纯净物 D．是石油分馏产物 3．钓鱼岛的附近蕴藏着大量石油和天然气。下列关于石油及石油炼制的叙述错误的是(　　) A．石油是多种碳氢化合物组成的混合物 B．石油中含有含5～12个碳原子的烷烃，可以通过石油的常压分馏得到直馏汽油 C．重油(C20以上)经减压分馏可以得到煤油和柴油 D．石油经分馏得到的各馏分主要是多种烃的混合物 4．石蜡是石油分馏的产物之一，是由分子中碳原子数为17~36的多种烷烃组成的混合物。实验室探究石蜡油(液态烷烃混合物)分解产物的装置如图所示。 (1)碎瓷片的作用是_______________________。  (2)②中溶液褪色，反应类型为________________，③溶液褪色，反应类型为____________。  (3)反应结束时的实验操作为__________________________。  (4)石蜡油分解实验产生的气体的主要成分是__________。  5．石油的主要炼制过程如图所示。 完成下列填空： (1)上述过程属于物理变化的是________(填写序号)；工业上利用步骤③获得短链气态不饱和烃，该步操作的名称是______________。  (2)步骤④是工业制乙醇(CH3CH2OH)的方法之一，该反应的化学方程式是________________________，反应类型属于___________(选填“加成”或“取代”)反应。  (3)乙烯(CH2==CH2)的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。利用乙烯生成聚乙烯塑料(PE)的化学方程式是________________________________。  ►问题一 石油的分馏 【典例1】下图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中(　　) A．a的沸点最高 B．b的熔点最低 C．c的平均相对分子质量最大 D．每一种馏分都是纯净物 【解题必备】分馏与蒸馏的相同点与不同点 (1)蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或除杂的目的。被蒸馏的混合物中至少有一种组分为液体。各组分沸点差别越大，挥发出的物质越纯。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。常见的实验有蒸馏水的制取。 (2)分馏：对多组分的液体混合物在控温条件下先后、连续进行两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂的目的。常见的实验有石油的分馏。 【变式1-1】石油减压分馏的目的是(　　) A．使高沸点的重油进一步分离 B．得到更多的重油 C．分离得到汽油、煤油等轻质油 D．得到高质量的汽油 【变式1-2】某同学设计了如图装置进行石油的分馏实验，回答下列有关问题： (1)指出实验装置中仪器A、B、D的名称。 A：____________，B：____________，D：______________。 (2)指出该同学所设计的实验装置中存在的错误，并给予改正：__________________________。 ►问题二 石油化工 【典例2】关于石油的炼制，下列说法不正确的是(　　) A．通过石油的分馏可以得到汽油、煤油、柴油等产品 B．石油进行裂化的主要目的是提高汽油的产量 C．石油裂解的主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气体，因为它们是重要的化工原料 D．石油的裂化、分馏、裂解等都是化学变化 【解题必备】 (1)石油炼制的三种工艺比较 石油炼制的方法 分馏 裂化与裂解 催化重整 常压 减压 主要原料 原油 重油 重油、轻质油 链状烃及环状烃(n≥6) 目的 将原油分离成轻质油 将重油充分分离，并防止炭化 裂化是提高轻质油的产量和质量，裂解生产气态烯烃 获取芳香烃 主要产品 汽油、煤油、轻柴油、重油、石油气 重柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青 汽油、丁二烯、乙烯、丙烯等 、 (2)裂化和裂解的区别 方法 裂化 裂解 主要原料 重油、石蜡 石油分馏产品(包括石油气) 主要产品 优质汽油 乙烯、丙烯等 变化 化学变化 化学变化 【变式2-1】中国南海海域是全球范围内石油储量与可开采储量较丰富、开采潜力较大的地方，有“第二个波斯湾”之称。下列关于石油的说法正确的是(　　) A．石油属于可再生矿物能源 B．石油只含有碳、氢、氧三种元素 C．石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量 D．石油分馏所得的各馏分均是纯净物 【变式2-2】石油化工专家闵恩泽院士获得2007年度国家最高科学技术奖，他是石油化工技术自主创新的先行者和绿色化学的开拓者，他研制的多种石油炼制催化剂极大降低了我国石油化工产品的成本。 (1)使用催化剂进行石油裂化及裂解获得的主要产品是________________。 (2)“绿色化学工艺”的理想状态是反应物中原子利用率为100%。工业上，通过绿色化学工艺用CO、CH3OH和一种不饱和脂肪链烃合成CH2==C(CH3)COOCH3，该不饱和脂肪链烃的分子式为______________。 (3)科研人员在实验室中按下列流程在催化反应器中装载不同的催化剂，探究不同的催化剂对石油裂解反应的催化性能。 ①该探究实验的条件控制非常重要，检测装置中选择的检测试剂及必须注意的问题是_______________________________________________________________________________。 ②从安全的角度考虑，本实验尾气处理的方法是______________________________________。 1．3 000多年前，我们祖先发现石油，古书记载“泽中有火”，且《梦溪笔谈》第一次记载了石油的用途，并预言“此物必大行于世”。下列说法不正确的是(　　) A．石油主要是由烷烃和烯烃组成的混合物 B．“泽中有火”是指地下流出石油溢到水面而燃烧 C．石油可通过常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油等 D．石油通过裂化和裂解可得到轻质油和气态烯烃 2．近年来我国部分地区陆续发现了“毒油”。所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不宜食用。下列有关说法正确的是(　　) A．汽油是纯净物，有固定的沸点 B．汽油只能由石油分馏得到 C．可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油 D．汽油中烃分子内所含碳原子数为5～12 3．某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在启动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是(　　) A．酒精 B．汽油 C．柴油 D．液化石油气 4．下列叙述不正确的是(　　) A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷，燃烧天然气较环保 B．石油通过常压分馏、减压分馏得到的汽油比催化重整后的汽油品质高 C．重油通过裂化可获得大量的轻质油 D．轻质油的裂解也可称为深度裂化，目的是为了获得大量的气态不饱和烃 5．已知裂化汽油与直馏汽油的主要成分如下表： 裂化汽油 直馏汽油 主要成分 烷烃、烯烃 烷烃、环烷烃、芳香烃 为使溴从溴水中萃取出来，可选用萃取剂，下列物质因与溴发生加成反应而不能作为萃取剂的是(　　) A．酒精 B．直馏汽油 C．裂化汽油 D．四氯化碳 6．下列说法错误的是(　　) 石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br A．石油主要是由烃组成的混合物 B．①主要发生物理变化 C．②包括裂化、裂解等过程 D．③是加成反应，产物名称是二溴乙烷 7．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>煤油>柴油>润滑油 C．直馏汽油和裂化汽油成分完全相同 D．石油的分馏是物理过程，而裂化和裂解属于化学过程 8．下列关于石油及石油炼制的叙述错误的是(　　) A．石油主要是烷烃、环烷烃、芳香烃等组成的混合物 B．石油的常压分馏得到的汽油是混合物，但石油气为纯净的丙烷 C．为了提高汽油等轻质油的产量，可以重油为原料进行催化裂化 D．石油的减压分馏可以得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馏分 9．某研究性学习小组所做的石蜡油(17～36个碳原子的烷烃和环烷烃的混合物)分解实验如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．装置Ⅱ中逸出的气体通入酸性KMnO4溶液中，发生加成反应 B．石蜡油分解生成的气体中只有烯烃 C．十八烷完全分解为乙烷和最多乙烯时，二者物质的量之比为1∶8 D．装置Ⅰ中硫酸铝和碎瓷片都是催化剂 10．石油是工业的血液，与我们的生产、生活息息相关，乙烯的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平。根据下面转化关系回答下列问题： (1)操作①、操作②的名称分别为____________、_____________。  (2)乙烯的结构简式为________。  (3)写出乙烯和水反应生成B的反应③的化学方程式(注明条件)：___________________________， 反应类型为________。写出反应⑥的化学方程式(注明条件)：_____________________________。  (4)物质C的沸点为12.27 ℃，常用于局部冷冻麻醉应急处理。物质C可通过反应④和反应⑥制得，其中最好的方法是反应_____(填“④”或“⑥”)，理由为_____________________________。  1．如图，甲为石蜡油分解装置图，乙为改进后的装置图，乙可明显缩短实验时间。下列说法错误的是(　　) A．素瓷片的作用是防止暴沸 B．矿渣棉浸透石蜡油的目的是保证产生足够多的气体供后续实验使用 C．酸性KMnO4溶液褪色证明石蜡油分解产生的气体发生了氧化反应 D．乙的优点是反应物与催化剂充分接触，酒精灯火焰集中 2．某研究所的研究团队利用多功能催化剂首次实现了CO2直接加氢制汽油的过程。其转化过程如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．反应①的产物中含有水 B．反应②为化合反应 C．所制得汽油的主要成分是烃和烃的含氧衍生物 D．这种人造汽油用作汽车的燃料时，汽车尾气不含氮氧化物 3．我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如图。下列说法不正确的是(　　) A．反应①的产物中含有水 B．反应②中只有碳碳键形成 C．汽油主要是C5~C11的烃类混合物 D．图中a的名称是2-甲基丁烷 4．汽油不仅是重要的燃料，而且是重要的化工原料，可以通过汽油裂解得到化工原料，如乙烯等；还可以在催化剂作用下改变汽油分子的结构，由链烃变为芳香烃，这种变化叫异构化。以石油为原料发生的有机物的衍变关系如图： (已知：反应③④中的原子利用率均为100%)。 请回答下列问题： (1)上述反应①～⑦中属于加成反应的有_________(填序号，下同)，属于取代反应的有____________。 (2)写出A、B的结构简式：A____________，B______________。C的分子式为____________。 (3)写出下列反应的化学方程式： ①__________________________________________________； ②__________________________________________________。 5．石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油精炼可以获得多种化工原料。 请根据上图回答下列问题： (1)由原油获得汽油，分离的方法是__________。  (2)丙烯在一定条件下生成聚丙烯，这种高分子化合物的链节为__________。  (3)石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是_____________________________________________。  (4)石油中某些有机物在加热和催化剂条件下可由链状烃变为环状烃。已知在一定条件下某链状烃转化为环状烃C6H6，研究人员推测其可能是或，为验证其结构，取少量该有机物，加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡，静置。若结构为，则现象为___________________；若结构为，则现象为_____________________________。  原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题3 石油化工的基础物质——烃 第一单元 脂肪烃的性质及应用 第2课时 脂肪烃与石油化工 版块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．能描述石油炼制的基本工艺，说明脂肪烃、芳香烃与石油化工的关系； 2．能从绿色发展对石油化工工艺进行评估。 重难点：石油的分馏、裂化和裂解。 一、石油和天然气 1．石油的成分 石油是一种黄绿色至黑褐色的粘稠液体，主要是气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物，其中还含有少量不属于烃的物质。 2．石油化工产品 以石油和天然气为原料制造的化学品，统称为石油化工产品。 石油经过各种加工过程，可制得汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等石油产品。并可以为塑料、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、化肥等产品提供丰富的原料。 3．石油和天然气的组成成分 (1)石油的组成成分随产地不同有所不同。我国黑龙江出产的石油以烷烃为主，新疆、辽宁和山东出产的石油主要由烷烃和环烷烃组成，我国台湾出产的石油则以芳香烃为主。 (2)天然气的主要成分是甲烷，有些地区的天然气中还含有乙烷、丙烷和丁烷等。 二、石油的炼制 1．石油的分馏 (1)石油的分馏： (1)对石油加热，使其汽化，然后再按沸点的不同，分离出不同的馏分。 (2)分馏根据所需要的馏分不同，可以分为常压分馏和减压分馏。 (3)石油分馏产物： ①石油常压分馏可得到碳原子数较少、沸点较低的石油气、汽油、煤油、轻柴油等馏分，未被蒸发的碳原子数较多，沸点较高的物质，叫重油。 ②重油减压蒸馏可得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馏分，未被汽化的剩余物质为沥青。 2．石油的裂化 (1)原理：石油的裂化是利用重油中较长碳链的烃在高温下分解生成较短链烃来获得较多轻质油和气态烯烃。属于化学变化。 (2)目的：获得轻质油，解决石油分馏所得汽油、煤油、柴油等轻质油产量低的问题。 (3)分类：热裂化和催化裂化。 (4)常见裂化反应 C16H34C8H18＋C8H16；C8H18C4H10＋C4H8；C8H16C5H10＋C3H6。 3．石油的裂解 (1)原理：同裂化原理相同，由轻质油生产气态烯烃，又称深度裂化。 (2)目的：得到以“三烯”(乙烯、丙烯和丁二烯)为主的短链不饱和烃，为石油化工提供原料。其中乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。 4．催化重整和加氢裂化 (1)目的：提高汽油等轻质油品质。 (2)产品：催化重整是工业上获得芳香烃的主要途径。 【特别提示】直馏汽油与裂化汽油的区别与鉴别 (1)原油直接分馏得到的汽油为直馏汽油，重油通过裂化分解可得到裂化汽油。 (2)直馏汽油(石油常压蒸馏)中不含不饱和烃，可用作卤素单质的萃取剂，而裂化汽油(重油裂化产品)含有不饱和烃，易与卤素单质发生加成反应，不能用作卤素单质的萃取剂。 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)石油属于可再生矿物能源(　　) (2)石油只含有碳、氢、氧三种元素(　　) (3)石油分馏的产品均是纯净物，且都能与溴水发生加成反应(　　) (4)天然气的主要成分是甲烷，开采天然气应做到安全规范的操作(　　) (5)石油和天然气是脂肪烃的主要来源，其主要成分为烷烃和烯烃(　　) (6)石油中含有C5～C12的碳氢化合物，可以通过石油的分馏得到汽油(　　) (7)石油的加工中，催化重整和加氢裂化等工艺主要目的都是为了提高汽油等轻质油的品质(　　) (8)裂化汽油可以作为萃取碘水的萃取剂(　　) (9)石油的裂化、裂解和催化重整都是化学变化(　　) (10)轻质油的裂解也称为深度裂化，目的是获得质量更高的汽油(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ (7)√　(8)×　(9)√　(10)× 2．雪蜡是冰雪运动的重要材料，主要成分为石蜡。以下关于石蜡的说法正确的是(　　) A．常温下是气态 B．易溶于水 C．是纯净物 D．是石油分馏产物 答案　D 解析　石蜡是固态高级烷烃混合物的俗称，分子式为CnH2n＋2，碳原子数约为18～30的烃类混合物，所以石蜡常温下是固态，故A、C错误；石蜡中不含亲水基，所以难溶于水，故B错误；石蜡是从原油分馏所得到的无色无味的混合物，所以石蜡是石油分馏产物，故D正确。 3．钓鱼岛的附近蕴藏着大量石油和天然气。下列关于石油及石油炼制的叙述错误的是(　　) A．石油是多种碳氢化合物组成的混合物 B．石油中含有含5～12个碳原子的烷烃，可以通过石油的常压分馏得到直馏汽油 C．重油(C20以上)经减压分馏可以得到煤油和柴油 D．石油经分馏得到的各馏分主要是多种烃的混合物 答案　C 解析　石油主要是烷烃、环烷烃、芳香烃等组成的混合物，故A正确；石油中含有含5～12个碳原子的烷烃，可以通过石油的常压分馏得到直馏汽油、液化石油气、汽油、煤油、柴油等，故B正确；煤油和柴油是石油的常压分馏产物，含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到润滑油、石蜡等，故C错误；石油的馏分仍然是混合物，没有固定的熔、沸点，故D正确。 4．石蜡是石油分馏的产物之一，是由分子中碳原子数为17~36的多种烷烃组成的混合物。实验室探究石蜡油(液态烷烃混合物)分解产物的装置如图所示。 (1)碎瓷片的作用是_______________________。  (2)②中溶液褪色，反应类型为________________，③溶液褪色，反应类型为____________。  (3)反应结束时的实验操作为__________________________。  (4)石蜡油分解实验产生的气体的主要成分是__________。  答案 (1)催化和积蓄热量　(2)氧化反应　加成反应　(3)先撤出导管，再停止加热　(4)烷烃和烯烃的混合物 解析：(1)碎瓷片的作用是催化和积蓄热量。(2)②中溶液褪色，为烯烃的氧化反应，③溶液褪色，发生烯烃的加成反应。(3)反应结束时，为了防止倒吸，先撤出导管，再停止加热。(4)石蜡油分解实验产生的气体的主要成分是烷烃和烯烃的混合物。 5．石油的主要炼制过程如图所示。 完成下列填空： (1)上述过程属于物理变化的是________(填写序号)；工业上利用步骤③获得短链气态不饱和烃，该步操作的名称是______________。  (2)步骤④是工业制乙醇(CH3CH2OH)的方法之一，该反应的化学方程式是________________________，反应类型属于___________(选填“加成”或“取代”)反应。  (3)乙烯(CH2==CH2)的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。利用乙烯生成聚乙烯塑料(PE)的化学方程式是________________________________。  答案 (1)①　裂解 (2)CH2==CH2+H2OCH3CH2OH　加成 (3)nCH2==CH2 解析 (1)分馏过程中没有新物质产生，因此上述过程属于物理变化的是①；工业上利用步骤③获得短链气态不饱和烃乙烯，因此该步操作的名称是裂解。 (2)步骤④是工业制乙醇(CH3CH2OH)的方法之一，原理是利用乙烯和水加成，则该反应的化学方程式是CH2==CH2+H2OCH3CH2OH，反应类型属于加成反应。 (3)利用乙烯的加聚反应生产聚乙烯：nCH2==CH2。 ►问题一 石油的分馏 【典例1】下图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中(　　) A．a的沸点最高 B．b的熔点最低 C．c的平均相对分子质量最大 D．每一种馏分都是纯净物 答案　C 解析　分馏是根据物质沸点的不同进行物质分离的一种方法，但石油的分馏产物往往都是混合物，D不正确；在分馏过程中沸点低的首先被分离出来，沸点低的馏分在最高处，A、B错误；其沸点高低顺序为c＞b＞a，而相对分子质量越大，沸点越高，C正确。 【解题必备】分馏与蒸馏的相同点与不同点 (1)蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或除杂的目的。被蒸馏的混合物中至少有一种组分为液体。各组分沸点差别越大，挥发出的物质越纯。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。常见的实验有蒸馏水的制取。 (2)分馏：对多组分的液体混合物在控温条件下先后、连续进行两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂的目的。常见的实验有石油的分馏。 【变式1-1】石油减压分馏的目的是(　　) A．使高沸点的重油进一步分离 B．得到更多的重油 C．分离得到汽油、煤油等轻质油 D．得到高质量的汽油 答案　A 解析　石油分馏有常压分馏和减压分馏两种，减压分馏的目的是使高沸点的重油进一步分离。 【变式1-2】某同学设计了如图装置进行石油的分馏实验，回答下列有关问题： (1)指出实验装置中仪器A、B、D的名称。 A：____________，B：____________，D：______________。 (2)指出该同学所设计的实验装置中存在的错误，并给予改正：__________________________。 答案　(1)蒸馏烧瓶　直形冷凝管　锥形瓶 (2)①温度计的水银球位置错误，温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口水平位置； ②冷凝管进出水方向错误，应该为“下进上出” ►问题二 石油化工 【典例2】关于石油的炼制，下列说法不正确的是(　　) A．通过石油的分馏可以得到汽油、煤油、柴油等产品 B．石油进行裂化的主要目的是提高汽油的产量 C．石油裂解的主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气体，因为它们是重要的化工原料 D．石油的裂化、分馏、裂解等都是化学变化 答案　D 解析　石油的分馏是物理变化，石油的裂化和裂解是化学变化。 【解题必备】 (1)石油炼制的三种工艺比较 石油炼制的方法 分馏 裂化与裂解 催化重整 常压 减压 主要原料 原油 重油 重油、轻质油 链状烃及环状烃(n≥6) 目的 将原油分离成轻质油 将重油充分分离，并防止炭化 裂化是提高轻质油的产量和质量，裂解生产气态烯烃 获取芳香烃 主要产品 汽油、煤油、轻柴油、重油、石油气 重柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青 汽油、丁二烯、乙烯、丙烯等 、 (2)裂化和裂解的区别 方法 裂化 裂解 主要原料 重油、石蜡 石油分馏产品(包括石油气) 主要产品 优质汽油 乙烯、丙烯等 变化 化学变化 化学变化 【变式2-1】中国南海海域是全球范围内石油储量与可开采储量较丰富、开采潜力较大的地方，有“第二个波斯湾”之称。下列关于石油的说法正确的是(　　) A．石油属于可再生矿物能源 B．石油只含有碳、氢、氧三种元素 C．石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量 D．石油分馏所得的各馏分均是纯净物 答案 C 解析 石油属于不可再生矿物能源，故A错误；因石油中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，故B错误；因石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量，故C正确；因石油分馏的各馏分仍是混合物，故D错误。 【变式2-2】石油化工专家闵恩泽院士获得2007年度国家最高科学技术奖，他是石油化工技术自主创新的先行者和绿色化学的开拓者，他研制的多种石油炼制催化剂极大降低了我国石油化工产品的成本。 (1)使用催化剂进行石油裂化及裂解获得的主要产品是________________。 (2)“绿色化学工艺”的理想状态是反应物中原子利用率为100%。工业上，通过绿色化学工艺用CO、CH3OH和一种不饱和脂肪链烃合成CH2==C(CH3)COOCH3，该不饱和脂肪链烃的分子式为______________。 (3)科研人员在实验室中按下列流程在催化反应器中装载不同的催化剂，探究不同的催化剂对石油裂解反应的催化性能。 ①该探究实验的条件控制非常重要，检测装置中选择的检测试剂及必须注意的问题是_______________________________________________________________________________。 ②从安全的角度考虑，本实验尾气处理的方法是______________________________________。 答案　(1)轻质油和气态烯烃(或碳原子数较少的烃)　(2)C3H4　(3)①试剂为溴水或酸性高锰酸钾溶液，其浓度、体积在每次实验中均相等　②将剩余气态有机物点燃 1．3 000多年前，我们祖先发现石油，古书记载“泽中有火”，且《梦溪笔谈》第一次记载了石油的用途，并预言“此物必大行于世”。下列说法不正确的是(　　) A．石油主要是由烷烃和烯烃组成的混合物 B．“泽中有火”是指地下流出石油溢到水面而燃烧 C．石油可通过常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油等 D．石油通过裂化和裂解可得到轻质油和气态烯烃 答案　A 解析　石油主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，不含有烯烃，A错误；“泽中有火”是指地下的石油流出，在水面上燃烧，B正确；石油可通过利用烷烃的沸点不同进行常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油等，C正确；石油裂化可得到更多的轻质油，裂解可得到气态烯烃等化工原料，D正确。 2．近年来我国部分地区陆续发现了“毒油”。所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不宜食用。下列有关说法正确的是(　　) A．汽油是纯净物，有固定的沸点 B．汽油只能由石油分馏得到 C．可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油 D．汽油中烃分子内所含碳原子数为5～12 答案　D 解析　汽油为碳原子数5～12的烃的混合物，它可通过石油的分馏或裂化制得，汽油能与植物油混溶。 3．某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在启动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是(　　) A．酒精 B．汽油 C．柴油 D．液化石油气 答案　C 解析　汽油的主要成分为C5～C12的碳氢化合物，柴油的主要成分为C15～C18的碳氢化合物，碳原子数越多，其中碳的质量分数越大，多发生不完全燃烧而产生黑烟。故排出黑烟的卡车所用的燃料为柴油。 4．下列叙述不正确的是(　　) A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷，燃烧天然气较环保 B．石油通过常压分馏、减压分馏得到的汽油比催化重整后的汽油品质高 C．重油通过裂化可获得大量的轻质油 D．轻质油的裂解也可称为深度裂化，目的是为了获得大量的气态不饱和烃 答案　B 解析　天然气和沼气的主要成分都是CH4，天然气中含硫元素的量很少，所以天然气在空气中燃烧，产生SO2污染物的量也少，A正确；催化重整的目的就是为了提高轻质油的品质，B不正确；重油的裂化就是为了解决石油分馏轻质油产量不高而采取的措施，C正确。 5．已知裂化汽油与直馏汽油的主要成分如下表： 裂化汽油 直馏汽油 主要成分 烷烃、烯烃 烷烃、环烷烃、芳香烃 为使溴从溴水中萃取出来，可选用萃取剂，下列物质因与溴发生加成反应而不能作为萃取剂的是(　　) A．酒精 B．直馏汽油 C．裂化汽油 D．四氯化碳 答案　C 解析　选择萃取剂应注意：(1)与原溶液中溶剂不互溶；(2)溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，同时不能与被萃取的物质发生反应。裂化汽油中的烯烃能与Br2发生加成反应，C项符合题意。 6．下列说法错误的是(　　) 石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br A．石油主要是由烃组成的混合物 B．①主要发生物理变化 C．②包括裂化、裂解等过程 D．③是加成反应，产物名称是二溴乙烷 答案　D 解析　石油的主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃等的混合物，故A正确；分馏是利用沸点不同进行分离的操作，属于物理变化，故B正确；裂化、裂解等过程是把长碳链烃转化为短碳链烃，过程中有乙烯生成，所以②包括裂化、裂解等过程，故C正确；乙烯与Br2发生加成反应生成CH2BrCH2Br，所以③是加成反应，CH2BrCH2Br的名称为1,2-二溴乙烷，故D项错误。 7．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>煤油>柴油>润滑油 C．直馏汽油和裂化汽油成分完全相同 D．石油的分馏是物理过程，而裂化和裂解属于化学过程 答案　D 解析　石油、汽油都是混合物，A项不正确；石油分馏时，首先分馏出的是汽油，汽油的沸点最低，沸点：汽油<煤油<柴油<润滑油，B项不正确；直馏汽油中不含烯烃，而裂化汽油中含有烯烃，二者组成成分不完全相同，C项不正确；石油的分馏是利用沸点不同将石油不同组分分离，属于物理过程，而石油裂化和裂解都有新物质生成属于化学过程，D项正确。 8．下列关于石油及石油炼制的叙述错误的是(　　) A．石油主要是烷烃、环烷烃、芳香烃等组成的混合物 B．石油的常压分馏得到的汽油是混合物，但石油气为纯净的丙烷 C．为了提高汽油等轻质油的产量，可以重油为原料进行催化裂化 D．石油的减压分馏可以得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馏分 答案　B 解析　石油常压分馏得到的汽油是混合物，石油气也为混合物，故B错误。 9．某研究性学习小组所做的石蜡油(17～36个碳原子的烷烃和环烷烃的混合物)分解实验如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．装置Ⅱ中逸出的气体通入酸性KMnO4溶液中，发生加成反应 B．石蜡油分解生成的气体中只有烯烃 C．十八烷完全分解为乙烷和最多乙烯时，二者物质的量之比为1∶8 D．装置Ⅰ中硫酸铝和碎瓷片都是催化剂 答案　C 解析　石蜡油分解生成的气体中既有烯烃又有烷烃，装置Ⅱ中逸出的气体(包含烯烃)通入酸性KMnO4溶液中发生氧化反应，A、B项错误；十八烷完全分解为乙烷和最多乙烯时，遵循碳、氢原子守恒，乙烷和乙烯的物质的量之比为1∶8，C项正确。 10．石油是工业的血液，与我们的生产、生活息息相关，乙烯的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平。根据下面转化关系回答下列问题： (1)操作①、操作②的名称分别为____________、_____________。  (2)乙烯的结构简式为________。  (3)写出乙烯和水反应生成B的反应③的化学方程式(注明条件)：___________________________， 反应类型为________。写出反应⑥的化学方程式(注明条件)：_____________________________。  (4)物质C的沸点为12.27 ℃，常用于局部冷冻麻醉应急处理。物质C可通过反应④和反应⑥制得，其中最好的方法是反应_____(填“④”或“⑥”)，理由为_____________________________。  答案 (1)石油的分馏　石油的裂解 (2)CH2＝CH2 (3)CH2＝CH2+H2OCH3CH2OH　加成反应　CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl (4)④　乙烷与氯气反应将得到多种氯代物的混合物，产物不纯，原子利用率低 解析 (1)石油经过分馏可生产液化石油气、汽油、煤油、柴油等产品，而上述产品再经过高温裂解可得到乙烯等化工产品，所以操作①、操作②的名称分别为石油的分馏、石油的裂解。 (2)乙烯为平面四边形结构，官能团为碳碳双键，结构简式为CH2＝CH2。 (3)乙烯和水发生反应生成乙醇，化学方程式为CH2＝CH2+H2OCH3CH2OH，该反应为加成反应，反应⑥为乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成氯乙烷，反应方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。 (4)氯乙烷可通过乙烯与氯气发生加成反应和乙烷与氯气发生取代反应制得，最好的方法是加成反应(④)，因为乙烷与氯气反应将得到多种氯代物的混合物，产物不纯，原子利用率低。 1．如图，甲为石蜡油分解装置图，乙为改进后的装置图，乙可明显缩短实验时间。下列说法错误的是(　　) A．素瓷片的作用是防止暴沸 B．矿渣棉浸透石蜡油的目的是保证产生足够多的气体供后续实验使用 C．酸性KMnO4溶液褪色证明石蜡油分解产生的气体发生了氧化反应 D．乙的优点是反应物与催化剂充分接触，酒精灯火焰集中 答案　A 解析　A项，石蜡油的蒸气经过热的素瓷片后发生了裂化反应，则素瓷片是石蜡油裂化的催化剂，不具备防暴沸作用，错误；D项，二氧化锰粉末与石蜡油形成糊状，使接触面积增大，并且酒精灯上加防风罩可使火焰集中，提高加热温度，均能使反应速率加快，正确。 2．某研究所的研究团队利用多功能催化剂首次实现了CO2直接加氢制汽油的过程。其转化过程如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．反应①的产物中含有水 B．反应②为化合反应 C．所制得汽油的主要成分是烃和烃的含氧衍生物 D．这种人造汽油用作汽车的燃料时，汽车尾气不含氮氧化物 答案　A 解析　根据质量守恒定律可以判断反应①的产物中含有水，故A正确；反应物CO含有氧元素，而生成物(CH2)n不含氧元素，所以反应②不可能为化合反应，故B错误；所制得汽油的主要成分是烃，故C错误；在燃烧产生的高温条件下，N2＋O22NO，所以这种人造汽油用作汽车的燃料时与其他燃料一样，汽车尾气中都含有氮氧化物，故D错误。 3．我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如图。下列说法不正确的是(　　) A．反应①的产物中含有水 B．反应②中只有碳碳键形成 C．汽油主要是C5~C11的烃类混合物 D．图中a的名称是2-甲基丁烷 答案 B 解析 根据元素守恒，二氧化碳和氢气反应生成一氧化碳和水，所以反应①的产物中含有水，故A正确；反应②中的产物有(CH2)n，有碳氢键形成，故B错误；汽油主要是C5~C11的烃类混合物，故C正确；根据a的结构简式，可知a名称是2-甲基丁烷，故D正确。 4．汽油不仅是重要的燃料，而且是重要的化工原料，可以通过汽油裂解得到化工原料，如乙烯等；还可以在催化剂作用下改变汽油分子的结构，由链烃变为芳香烃，这种变化叫异构化。以石油为原料发生的有机物的衍变关系如图： (已知：反应③④中的原子利用率均为100%)。 请回答下列问题： (1)上述反应①～⑦中属于加成反应的有_________(填序号，下同)，属于取代反应的有____________。 (2)写出A、B的结构简式：A____________，B______________。C的分子式为____________。 (3)写出下列反应的化学方程式： ①__________________________________________________； ②__________________________________________________。 答案　(1)②③④　⑦　(2)CH≡CH CH2==CH2　C7H6O2　(3)nCH3—CH==CH2　CH2==CH2＋HCl―→CH3CH2Cl 解析　(2)分析可知，A为乙炔、B为乙烯，结构简式分别为CH≡CH、CH2==CH2；C为苯甲酸，结构简式为，分子式为C7H6O2。 5．石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油精炼可以获得多种化工原料。 请根据上图回答下列问题： (1)由原油获得汽油，分离的方法是__________。  (2)丙烯在一定条件下生成聚丙烯，这种高分子化合物的链节为__________。  (3)石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是_____________________________________________。  (4)石油中某些有机物在加热和催化剂条件下可由链状烃变为环状烃。已知在一定条件下某链状烃转化为环状烃C6H6，研究人员推测其可能是或，为验证其结构，取少量该有机物，加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡，静置。若结构为，则现象为___________________；若结构为，则现象为_____________________________。  答案 (1)分馏　(2) (3)裂化汽油中含有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色 (4)酸性高锰酸钾溶液不褪色　酸性高锰酸钾溶液褪色 解析 (1)汽油、煤油、柴油的沸点不同，工业常用分馏的方法分离；(2)丙烯在一定条件下生成聚丙烯，由此可确定聚丙烯的链节是；(3)裂化汽油中含有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应，可以使溴的四氯化碳溶液褪色；(4)双键能使高锰酸钾褪色，苯环不能，故若不褪色则为，褪色则为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$