12 专题3 第一单元 第2课时 脂肪烃与石油化工-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（苏教版2019）

第2课时　脂肪烃与石油化工 [素养发展目标]　1．知道天然气、石油液化气、汽油的来源和组成。2．了解烃类在日常生活、有机合成和化工生产中的重要作用。 一、石油的分馏 1．脂肪烃的来源 石油和天然气是脂肪烃的主要来源，是重要的能源和化工原料。 (1)石油的成分 石油是一种黄绿色至黑褐色的黏稠液体，主要是气态烃、液态烃和固态烃的混合物，其中还含有少量不属于烃的物质。我国石油资源丰富，组成各不相同，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以烷烃和环烷烃为主，台湾出产的石油以芳香烃为主。 (2)天然气的主要成分 天然气的主要成分为甲烷，不同产地的天然气成分差别也较大。我国四川的天然气中甲烷的含量高达95%以上，而有些地区的天然气中则含有较多的乙烷、丙烷、丁烷等，甲烷只占85%左右。 2．石油的分馏 (1)原理：利用烷烃沸点的不同，可对石油加热，使其汽化，然后再按沸点的不同，分离出不同的馏分。 (2)分类：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。 ①常压分馏所得的馏分的主要成分是石油气、汽油、煤油、轻柴油等，这些馏分中烃的沸点相对较低，分子中所含碳原子数较少。常压分馏中未被蒸发的剩余物质叫做重油。 ②减压分馏是利用低压时液体的沸点降低的原理，使重油中各成分的沸点降低而进行分馏，避免高温 学生用书第48页 下有机物的炭化。减压分馏能把常压分馏中得到的重油中的烃进行分离。在压强较低时，重油中的烃会在较低温度下汽化，避免了升高温度带来的使烃分解和损害设备等情况。减压分馏可以得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馏分，未被汽化的剩余物质为沥青。 【即学即练】 1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)石油裂解是获取乙烯的主要方法(√) (2)石油是混合物，其分馏产品汽油为纯净物(×) (3)石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料(×) (4)为了提高冷凝效果可用球形冷凝管替代直冷凝管(×) 二、石油的裂化与裂解 1．石油的裂化 (1)原理：使长碳链的烃在高温下反应生成短碳链烃的方法。属于化学变化。 (2)目的：提高汽油、煤油等轻质油的产量。 (3)分类：热裂化和催化裂化。 (4)裂解：同裂化原理相同，由轻质油生产气态烯烃，又称深度裂化。裂解的目的：得到以“三烯”(乙烯、丙烯、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。 2．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：催化重整是获得芳香烃的主要途径。 3．环境保护 石油化工，科学家正在积极探索“全合成、零排放”的绿色化学工艺，开发对环境友好的产品、控制设备和仪器。 【即学即练】 2．下列有关裂化与裂解的叙述正确的是(　　) A．两者的原料均是石油的分馏产品重油 B．两者都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程 C．两者都是为了得到气态烃 D．前者是为了提高汽油的质量，后者是为了提高汽油的产量 B　[裂化的原料是重油，产品是汽油；而裂解的原料是轻质油，产品是气态烃。] 石油的炼制 1．分馏与蒸馏的相同点与不同点有哪些？ 提示：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。 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。 2．直馏汽油与裂化汽油都属于汽油，其成分是否一样？ 提示：不一样。直馏汽油是石油分馏的产物，为饱和烃，裂化汽油是石油催化裂化的产物，含有不饱和烃。 3．石蜡裂解的产物中一定是乙烯吗？ 提示：不一定。石蜡裂解可以获得小分子气态烃可以是乙烯、丙烯、1，3－丁二烯等不饱和烃。 学生用书第49页 4．石油的裂化和裂解有何区别和联系？ 提示：裂化和裂解原理相同，但裂解温度更高，裂解又叫深度裂化。二者目的不同，裂化是为了提高轻质燃油的产量和质量，裂解的目的是得到气态短链烃。 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、含直链烷烃的石油分馏产品(含石油气) 链状烃及环状烃(n≥6) 续表 石油炼制的方法 分馏 裂化与裂解 催化重整 常压 减压 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 溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油、石油气 润滑油、凡士林、石蜡、沥青 汽油、丁二烯、乙烯、丙烯等 1．(2023·保定市博野中学期末)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 C　[因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。] 2．某研究性学习小组所做的石蜡油(17个碳原子以上的烷烃)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高锰酸钾溶液，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 C　[装置Ⅱ中逸出的气体通入酸性高锰酸钾溶液，烯烃将发生氧化反应，A不正确；石蜡油发生的是裂解反应，所以分解生成的气体中既有烯烃，又有烷烃，B不正确；十八烷完全分解为乙烷和最多乙烯时，按每两个碳原子作为一组，将碳碳单键打断，共可断为9截，其中8截为乙烯，1截为乙烷，乙烷与乙烯物质的量之比为1∶8，C正确；装置Ⅰ中硫酸铝是催化剂，碎瓷片是防止暴沸，D不正确。故选C。] 1．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法不正确的是(　　) A．脂肪烃来源于石油、天然气、煤等 B．石油的分馏产品都能与溴水发生加成反应 C．石油催化裂化及裂解可得到较多的轻质油和气态烯烃 D．天然气是高效清洁燃料，其主要成分是甲烷 B　[石油的主要成分是1～50个碳原子的烷烃及环烷烃，因此石油的分馏产品都不能与溴水发生加成反应。] 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 D　[石油的分馏是物理变化，石油的裂化和裂解是化学变化。] 学生用书第50页 3．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 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 C　[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。] 4．石油主要由烷烃、环烷烃和各种芳香烃组成，石油通过分馏、裂化可得直馏汽油和裂化汽油。现有直馏汽油和裂化汽油各一瓶。 (1)请从下列试剂中选择最合理的试剂予以区别。所选试剂是________（填字母）。 A．酸性KMnO4溶液　 B．乙醇　　C．溴水 (2)加入所选试剂后，直馏汽油中观察到的现象是______________________________， 裂化汽油中观察到的现象是________________________________________________。 解析：　(1)直馏汽油中含有的芳香烃可能会被酸性高锰酸钾溶液氧化。(2)汽油可萃取溴，裂化汽油中含有不饱和链烃，可与溴发生加成反应生成无色溴代烃。 答案：　(1)C　(2)液体分层，溴水褪色，上层油层呈橙红色　分层，油层、水层均无色 5．下图是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生C2H4并检验C2H4性质的实验，完成下列各问题。 (1)从装置A中出来的气体中含有烷烃和________。 (2)B中酸性高锰酸钾溶液________，这是因为生成的气体被________(填“氧化”或“还原”)，反应类型为________________。 (3)C中溴的四氯化碳溶液________，发生反应的化学方程式：_______________________， 反应类型为________________。 (4)在D处点燃之前必须进行的操作是_______________________________________。 答案：　(1)乙烯(2)褪色　氧化　氧化反应 (3)褪色　CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br　加成反应 (4)检验乙烯的纯度 学科网（北京）股份有限公司 $$