专题3 第一单元 第2课时 脂肪烃与石油化工-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（苏教版）

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 优化探究 专题3　石油化工的基础物质——烃 [课程标准要求]　1.了解石油、天然气的来源与组成。2.了解石油的分馏、裂化、裂解、重整等化学工业。3.通过联系实际,认识石油和天然气在生产、生活中的应用。 任务一　石油的分馏 任务二　石油的炼制工艺比较、环境保护 课时作业　巩固提升 任务一　石油的分馏 1.石油的物理性质和成分 (1)颜色状态:　　　色至　　　色的黏稠液体。  (2)组成:主要是由　　　　、　　　　和　　　　组成的混合物,其中还含有少量不属于烃的物质。其成分因产地不同而有所差异,有的以链烷烃和环烷烃为主,有的以芳香烃为主。  2.天然气的成分 天然气的主要成分是　　　,不同产地的天然气成分差别也较大,有些地区的天然气中含有较多的　　　、　　　和　　　等。  黄绿 黑褐 气态烃 液态烃 固态烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 (2)分类 ①　　　 分馏 ②　　　 分馏 常压 减压 (1)石油中含有C5~C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油。(　　) (2)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。(　　) (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)石油的分馏是化学变化。(　　) √ √ × × 1.蒸馏、分馏和干馏都是物理变化吗? 提示:蒸馏是把液体加热至沸腾变为蒸气,再使蒸气冷凝成液体的操作。分馏是对多组分混合物在控制温度条件下先后连续进行的多次蒸馏。干馏是将固态混合物(煤、木材等)隔绝空气加强热使其分解的过程。蒸馏与分馏的过程中都没有新物质生成,所以都是物理变化,而干馏过程往往发生复杂的物理、化学变化。 2.某同学设计了如下装置进行石油的分馏实验,回答下列有关问题: (1)实验装置中仪器A、B、D的名称各是什么? 提示:该实验装置中仪器A、B、D的名称各为蒸馏烧瓶、直形冷凝管、锥形瓶。 (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。 提示: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处。②直形冷凝管进、出水方向错误,应为“下进上出”。 (3)实验装置改正后,如何进行气密性检查? 提示:连接好装置后,将牛角管的下口浸入水槽中,对烧瓶的底部微热,可看到牛角管的管口有气泡冒出;冷却后,若牛角管内形成一段水柱,说明装置气密性良好。 归纳总结 石油的分馏实验 1.实验装置 2.实验原理 加热石油,低沸点的烃先汽化,经过冷凝液化后分离出来;随着温度的升高,较高沸点的烃再汽化,经过冷凝液化后又分离出来;这样不断地加热汽化和冷凝液化,就可把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。 3.实验仪器 酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、铁架台、石棉网、单孔塞、牛角管等。 4.注意事项 (1)温度计的位置和作用:温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处,指示蒸气的温度。 (2)碎瓷片的作用:防止混合液暴沸。 (3)冷凝管中冷却水从下口进,从上口出,管中的蒸气流向与冷却水的流向正好相反,采取逆流冷凝。 (4)石油的分馏是物理变化,获得的不同沸点范围的馏分——汽油、煤油等,每一处馏分仍是多种烃的混合物。 1.如图是石油分馏塔的示意图,对于a、b、c 三种馏分,下列说法正确的是(　　) A.每一种馏分都是纯净物 B.a 可以作为润滑油 C.b 的平均分子质量最大 D.c 的沸点最高 D 解析:石油分馏得到的是不同沸点范围的产物,仍然是混合物,故A错误;a先分馏出来,沸点低,主要成分为汽油,故B错误;依据分析可知,c较a、b最后分馏出来,故沸点高低顺序为a<b<c,沸点越高,烃中含碳原子数越多,平均分子量越大,故C错误,D正确。 2.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 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。 任务二　石油的炼制工艺比较、 环境保护 一、石油的裂化与裂解 1.石油的裂化 (1)原理:使　　　　　的烃在高温下发生反应生成　　　　　的方法。  (2)目的:提高汽油、煤油和柴油等轻质油的产量。 (3)分类:　　裂化和催化裂化。使用催化剂的裂化称为催化裂化,不使用催化剂的裂化称为热裂化。  较长碳链 短碳链烃 热 2.石油的裂解 与裂化原理相同,由　　　　生产　　　　　,又称　　　裂化。  3.催化重整和加氢裂化 目的是提高　　　　　　　　品质。催化重整还是工业上获得 　　　　的主要途径。  轻质油 气态烯烃 深度 汽油等轻质油 芳香烃 二、环境保护 发展绿色石油化工已成为当今的一种潮流,科学家正在积极探索 “　　　　、　　　　”的绿色化学工艺,开发对环境友好的产品。  全合成 零排放 (1)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。(　　) (2)石油经过减压蒸馏,可以得到更多的汽油。(　　) (3)石油可通过催化重整,使链状烃转化为环状烃,如苯或甲苯。(　　) (4)石油裂解气能使酸性高锰酸钾溶液褪色,证明裂解气中含有乙烯。 (　　) (5)石油裂解和裂化的主要目的都是得到重要产品乙烯。(　　) (6)加成反应、加聚反应、化合反应都符合绿色化学工艺的要求。(　　) (7)为满足工业发展的需求,应采用新技术快速开采煤、石油、天然气。 (　　) × × √ × × √ × 1.直馏汽油与裂化汽油均为汽油,二者成分是否一样? 提示:不一样。直馏汽油是石油分馏的产物,为饱和烃;裂化汽油是石油裂化的产物,含有不饱和烃。 2.能用裂化汽油萃取溴水中的溴吗?为什么? 提示:不能。裂化汽油中含有不饱和烃,可与溴发生加成反应,因此裂化汽油不能萃取溴水中的溴。 归纳总结 石油的炼制方法比较   石油的炼制方法 分馏 催化裂化 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) 目的 将原油分离成轻质油 将重油充分分离,并防炭化 裂化是提高轻质油的产量和质量,裂解生成气态烯烃等化工原料 获取 芳香烃 石油的炼制方法 分馏 催化裂化 与裂解 催化重整 常压 减压 主要 产品 汽油、煤油、轻柴油、石油气等 重柴油、润滑油、燃料油、石蜡等 汽油和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯等 、   下列叙述不正确的是(　　) A.裂解和裂化均为化学变化 B.加氢裂化的目的是提高汽油等轻质油的品质 C.石油分馏的各馏分属于混合物 D.实验室石油的分馏实验中,冷凝管的水流方向是上方进水下方出水 D 解析:D项,实验室石油的分馏实验中,冷凝管的水流方向是下方进水上方出水,错误。 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 1.下列叙述正确的是(　　) A.汽油、柴油都是石油分馏的产物 B.汽油通过化学反应一定可以使溴水褪色 C.苯在工业上可通过石油裂化得到 D.含5个碳原子的有机物,每个分子中最多可形成4个C—C键 9 10 11 12 A 解析:汽油可能是直馏汽油,不能通过化学反应使溴水褪色,B错误;苯在工业上不能通过石油裂化得到,可通过石油的催化重整得到,C错误;含5个碳原子的环状烷烃中含5个C—C键,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 2.下列关于化石燃料的加工说法正确的是(　　) A.石油裂化主要得到乙烯 B.石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油 C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气、粗苯和粗氢水等 D.煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:石油裂化的目的是得到汽油、煤油和柴油等轻质油,A项错误;石油分馏是物理变化,B项错误;煤隔绝空气加强热主要得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气、粗苯和粗氢水等,C项正确;煤制煤气有新物质一氧化碳和氢气生成,是化学变化,D项错误。 11 12 3.含有6个碳原子的烷烃,经催化裂化可生成的烷烃最多有(　　) A.3种　　　　　　　 B.4种 C.5种 D.6种 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 其中CH4、C2H6、C3H8分别为甲烷、乙烷、丙烷,没有同分异构体,而 C4H10有2种同分异构体CH3—CH2—CH2—CH3、 ,因此 考虑C4H10的同分异构体,最终生成的烷烃最多有5种。 11 12 4.石油化学工业是国民经济重要支柱之一,下列有关石油化工的叙述错误的是(　　) A.石油的分馏是利用各组分的沸点不同 B.石油裂化过程涉及碳碳键的断裂 C.聚丙烯含有碳碳双键,易被酸性KMnO4氧化 D.沥青可用于铺设马路 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:A.石油的分馏是利用石油中各组分的沸点的不同、用加热的方法将各组分分离的操作,故是一种物理过程,故A正确;B.石油裂化是用碳链较长的重油来生产碳链较短的轻质油的过程,故其过程中存在碳碳键的断裂,故B正确;C.聚丙烯不含碳碳双键,不能被酸性高锰酸钾氧化,故C错误;D.沥青是固态的烃的混合物,可以用于铺设路面,故D正确。 11 12 5.加油站有不同型号的汽油,下列说法正确的是(　　) A.汽油属于纯净物 B.煤通过干馏可以转化为汽油 C.石油分馏可以获得汽油 D.重油的裂解可以提高汽油的产量 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:汽油是主要成分为C5~C12的烷烃和环烷烃类,以及一定量芳香烃,是混合物,故A错误;煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气,故B错误;石油分馏可得汽油、柴油等,故C正确;裂解是深度裂化,其目的是生成气态烯烃或提高燃油品质,故D错误。 11 12 6.下列说法错误的是(　　) A.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物 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 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:石油主要是由多种烃组成的混合物,故A正确;石油中含有多种成分,这些成分的沸点不同,根据沸点不同将它们加热分离可得到汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、溶剂油、沥青等产品,则①主要发生物理变化,故 B正确;裂化、裂解等过程是把大分子烃转化为小分子烃,过程中有乙烯生成,所以②包括裂化、裂解等过程,故C正确;乙烯与溴加成生成CH2BrCH2Br,所以③是加成反应,CH2BrCH2Br的名称为1,2-二溴乙烷,故D错误。 11 12 7.已知裂化汽油与直馏汽油的主要成分如表: 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 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 裂化汽油 直馏汽油 烷烃、烯烃 烷烃、环烷烃、芳香烃 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。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 8.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资源 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.石油分馏的各馏分均是纯净物 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:石油属于不可再生矿物资源,故A错误;石油中含有碳、氢、氧、 氮、硫等元素,故B错误;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;石油分馏得到的各馏分仍是混合物,故D错误。 11 12 9.丁烷催化裂化时,碳链按两种方式断裂,生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷的分解率为90%,且裂化生成的两种烯烃的物质的量相等,那么裂化所得气体中密度最小的气体在混合气体中占的体积百分含量约为 (　　) A.24% B.30% C.40% D.19% 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 A 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:丁烷裂化的反应方程式是C4H10 C2H4+C2H6、C4H10 CH4+C3H6,设生成甲烷的物质的量是x,则丙烯也是x。由于裂化生成的两种烯烃的物质的量相等,所以乙烯的物质的量也是x,则乙烷的物质的量也是x,即分解的丁烷是2x。由于丁烷的分解率为90%,所以剩余丁烷的物质的量是,所以甲烷在混合气体中占的体积百分含量为×100%≈23.68%,所以答案选A。 11 12 10.关于裂解和裂化的叙述不正确的是(　　) A.裂解与裂化的产物都含有不饱和烃 B.裂解与裂化都是为了得到气态烃 C.裂解与裂化的原料都是石油分馏产品 D.裂解与裂化都是化学变化,但两者的目的不同 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:裂化就是在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。裂化的目的是提高轻质油的产量,特别是汽油的产量。裂解是采用更高的温度,使石油分馏产物中的长链烃断裂为短链的不饱和烃的过程。裂解的主要目的是获得短链不饱和烃。无论裂化还是裂解均为化学变化。 11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11.(1)实验室蒸馏石油的正确操作顺序是:A→　　　　　→ 　　　　　→D→　　　　　→F→　　　　　。  A.在铁架台上放酒精灯,固定好铁圈,放上石棉网 B.固定好仪器a C.连接仪器b及进出水管 D.连接接液管c E.检测装置气密性 F.装入碎瓷片和石油 G.加热 11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (2)图中有3处错误,它们分别是: ①　 ;  ②　 ;  ③　 。  11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (3)在仪器a中加入碎瓷片的作用是　 。  (4)分馏石油得到的各个馏分都是　　　　(填“混合物”或“纯净物”)。  11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 答案:(1)B　C　E　G (2)温度计水银球未放在蒸馏烧瓶支管口处　没有用石棉网　冷却水的方向通反了 (3)防止在石油蒸馏时发生暴沸 (4)混合物 11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 12.某同学为了探究石油的分解原理和探究产品的性质,设计了如图的实验装置。该同学在试管①中加入石蜡油和氧化铝;试管②放在冷水中;试管③中加入酸性KMnO4溶液或溴水。 11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 经测定进入试管③的物质为气态,其中有机物A为16电子分子,在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。请回答下列问题: (1)下列有关说法不正确的是　　　　(填字母)。  A.由石油经过一系列转化后可以得到工业酒精 B.相同质量的有机物A和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同 C.有机物A在一定条件下能与溴化氢发生加成反应 D.试管③中加入酸性KMnO4溶液或溴水褪色原理相同 11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (2)取少量试管②中的液体,滴入盛有溴水的试管中,现象:　　　　,反应类型是　　　　。  (3)请你评价该同学所设计的装置可能存在的问题 　 (写出两点即可)。  11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 答案:(1)BD　(2)溴水褪色　加成反应 (3)试管①中的液体进入试管②中;产生倒吸现象 11 12 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:(1)有机物A的摩尔质量为22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1,设A的分子式为CxHy,则12x+y=28,6x+y=16,解得x=2,y=4,故A为C2H4。A中将石油的分馏产品进行催化裂化后可得到乙烯,乙烯在一定条件下与H2O发生加成反应可得乙醇;B中乙烯和甲烷中氢的质量分数不同,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生水的质量不同;C中乙烯分子中含有碳碳双键,在一定条件下与HBr发生加成反应;D中乙烯与Br2反应属于加成反应,与酸性KMnO4溶液反应属于氧化反应,二者本质不同。(2)由于试管②中的液体含有不饱和烃,滴入盛有溴水的试管中会发生加成反应,使溴水褪色。(3)仔细观察该装置可以发现,试管①中所加液态石蜡过多,加热时易使液体直接排入试管②中。由于乙烯易与溴水或酸性KMnO4溶液反应,导致装置中的气压迅速下降,产生倒吸现象。 11 12 3.石油的分馏 (1)原理:石油汽化不同的馏分。 解析:C6H14裂解的方式可能有下列四种: C6H14CH4+C5H10 C6H14C2H6+C4H8 C6H14C3H8+C3H6 C6H14C4H10+C2H4 石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br $$