专题3 第1单元 第2课时 脂肪烃与石油化工-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修3创新导学案word（苏教版2019）

第2课时　脂肪烃与石油化工 1.能从化学角度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.能从绿色发展视角对石油化工工艺进行评估。 一　石油的分馏 1．石油的物理性质和成分 (1)颜色状态：黄绿色至黑褐色的黏稠液体。 (2)组成：主要是由气态烃、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。其成分有链烷烃和环烷烃，有的含芳香烃。 2．天然气的成分 天然气主要成分是甲烷，有些地区的天然气中含有较多的乙烷、丙烷和丁烷等。 3．石油的分馏 (1)原理：对石油加热，使其汽化，然后按烷烃沸点的不同，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。此种分馏中未被蒸发的剩余物质叫做重油。 ②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。 二　石油的裂化与裂解 1．石油的裂化 (1)原理：由重油获得轻质油的方法，属于化学变化。 (2)目的：提高汽油、煤油和柴油等轻质油的产量。 (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。 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：催化重整是工业上获得芳香烃的主要途径。 3．环境保护 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。 1．下列化工工艺可得到汽油的是(　　) A．干馏 B．常压分馏 C．裂解 D．减压分馏 答案：B 2．我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。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．石油主要含有碳、氢两种元素 C．石油的裂化是物理变化 D．石油分馏的各馏分均是纯净物 答案：B 3．下列有关石油加工的叙述中不正确的是(　　) A．石油分馏所得的馏分是混合物 B．石油裂化的主要目的是获得更多汽油等轻质油 C．石油裂化的原料是石油分馏产品，包括石油气 D．石油裂解的原料是石油分馏产品，包括汽油 答案：C 解析：石油裂化的原料是石油分馏产品中的重油，不包括石油气，C错误。 4．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 答案：B 5．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．石油的分馏是物理变化，而裂化和裂解属于化学变化 答案：D 知识点　石油的炼制 1．石油炼制的三种工艺比较 石油炼制的方法　 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、轻质油 链状烃及环状烃(n≥6) 目的 获得轻质油 将重油充分分离，并防炭化 裂化是为提高轻质油的产量；裂解是为了生产气态烯烃 提高汽油等轻质油的品质；获取芳香烃 主要产品 汽油、煤油、轻柴油、重油、石油气等 润滑油、燃料油、石蜡、沥青等 轻质油；气态烯烃 、等 2.直馏汽油与裂化汽油的区别与鉴别 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，直馏汽油与裂化汽油的区别与鉴别如下： 主要化学成分 鉴别方法 直馏汽油 一般是C5～C12的烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定 能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油 裂化汽油 含有较多C5～C12的烯烃，性质活泼 　蒸馏、分馏、干馏三者的区别 蒸馏：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：对多组分混合物在控温下先后连续进行的多次蒸馏。 干馏：将固态混合物(煤、木材等)隔绝空气加强热使其分解的过程。 蒸馏与分馏同属物理变化，而干馏过程往往发生复杂的物理、化学变化。 1．下列关于石油及石油炼制的叙述错误的是(　　) A．通过石油的催化裂化和裂解可以得到较多的轻质油和气态烯烃 B．石油经减压分馏可以得到煤油和轻柴油 C．裂化汽油不能用于萃取溴水，通过石油的催化重整可以得到芳香烃 D．石油分馏是物理变化，分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物 答案：B 解析：石油通过常压分馏可以得到煤油和轻柴油等。 2．下列说法正确的是(　　) A．石油的催化重整可以得到芳香烃，说明石油中含有芳香烃 B．煤的干馏和石油裂解得到的产物相同 C．石油分馏得到的产物可用来萃取溴水中的溴 D．石油裂解得到的汽油是纯净物 答案：C 本课归纳总结 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．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 答案：B 2．生物柴油是由动植物油脂转化而来的，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法不正确的是(　　) A．生物柴油是可再生资源 B．可减少二氧化硫的排放 C．比普通柴油环保 D．与普通柴油的制取方法相同 答案：D 3．近年来我国部分地区陆续发现了“毒油”，如吉林市卫生防疫部门一次查获“毒油”178.3 t。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。 4．城市中许多家庭使用的罐装“煤气”，实际上是液化石油气，以下有关液化石油气的叙述不正确的是(　　) A．液化气是一种混合物，其主要成分是丙烷、丁烷、丁烯 B．液化气用完后，瓶内往往会残留一些液体，其成分是水 C．液化气可用作燃料 D．液化气是石油化工生产过程中的一种副产品 答案：B 解析：液化气作为石油化工生产过程中的一种副产品，其主要成分是丙烷、丁烷、丁烯，此外还含有相对分子质量较大的戊烷、己烷等烃类物质，故用完后会残留少量的液体。这些残留液体是液态烃类物质。 5．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 6．下列物质的说法错误的是(　　) A．某实验过程中得到一定量的碘水，可用裂化汽油从碘水中萃取出碘 B．石油的成分因产地不同而不同，因此其分馏产物也有所差异 C．常压分馏得到的汽油是混合物，没有固定的沸点 D．乙烯是轻质油裂解的产物，其产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平 答案：A 解析：A项，裂化汽油中含有不饱和烃，能与碘反应，因此不能用裂化汽油从碘水中萃取出碘，错误。 7．3000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．“泽中有火”是指地下流出石油溢到水面而燃烧 B．石油主要是由烷烃和烯烃组成的混合物 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：B 8．下图是石油分馏塔的示意图，下列关于a、b、c三种馏分的说法正确的是(　　) 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小 D．每一种馏分都是混合物 答案：D 9．某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。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的衍生物 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不含有氧元素，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。 10．用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料，例如由石油得到的乙烯和由煤得到的苯制聚苯乙烯，生产过程如下： ①CH2===CH2＋―→ ② ③n―→ 下列说法不正确的是(　　) A．通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯 B．把煤干馏不能直接得到苯 C．制聚苯乙烯的反应①为加成反应 D．反应①②③的原子利用率都达到了100% 答案：D 解析：石油裂解是为了得到更多的有机化工原料，如乙烯等；煤干馏能得到苯和苯的同系物等混合物，再进行蒸馏才能得到苯；根据反应特点可知反应①为加成反应；反应①③的原子利用率都达到了100%，而反应②中除生成目标产物外，还生成了其他产物，原子利用率小于100%。 11．某学生设计石蜡油受热催化分解反应的实验装置如图所示。下列有关该实验的说法正确的是(　　) A．装置A中素瓷片有催化作用，同时可以增大气态石蜡油的受热面积 B．装置B中试管内产生了液体，说明汽化的石蜡油重新冷凝 C．装置C、D中溶液均褪色，说明石蜡油催化分解生成的气体为乙烯 D．装置E中的气体可以燃烧，说明装置E中收集了甲烷 答案：A 解析：B项，装置B中试管内产生的液体不仅有冷凝的石蜡油，还有石蜡油分解生成的相对分子质量较大的烯烃和烷烃，错误；C项，装置C、D中溶液均褪色，说明石蜡油催化分解的产物中含不饱和烃，错误；D项，装置E中的气体可以燃烧，说明装置E中收集了小分子烃，可能含有甲烷，错误。 12．石油气中主要含有碳原子数目较少的烷烃，某石油气充分燃烧后，在相同条件下测得生成的CO2的体积是该石油气体积的1.2倍，则石油气中一定含有(　　) A．甲烷 B．丁烷 C．戊烷 D．乙烷 答案：A 解析：由题给数据可知石油气的平均碳原子数为1.2，则其中一定含有碳原子数为1的甲烷。 13．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．19% B．24% C．30% D．40% 答案：B 解析：丁烷裂化的反应方程式是C4H10C2H4＋C2H6、C4H10CH4＋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%，故选B。 二、非选择题 14．使用催化剂可极大地降低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为____________________，其必须注意的问题是____________________________________。 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　(2)C3H4 (3)①溴水或酸性高锰酸钾溶液　试剂的浓度、体积在每次实验中均相等　②将剩余气态有机物点燃 解析：(2)根据原子守恒，不饱和脂肪链烃的分子式为C3H4。 (3)①检测试剂的选择应该考虑到产物的性质，石油裂解产物中含烯烃，用溴水或酸性高锰酸钾溶液进行检验，探究催化剂对反应的催化性能需控制变量，即单一变量，所以试剂浓度、体积均应相同。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$