第三章 第2节 第2课时 石油裂解与乙烯-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂教师用书word（鲁科版）

本讲义聚焦“石油裂解与乙烯”核心知识点，系统梳理石油裂解的原理、原料及产物，深入剖析乙烯的分子结构（平面结构、碳碳双键）、化学性质（氧化反应、加成反应）及用途，并通过与乙烷的结构、性质对比构建知识网络，形成从工业生产到物质性质的完整学习支架。 该资料以实验探究为特色，通过石油裂解实验现象分析培养科学探究与实践能力，结合乙烯分子结构模型建构发展科学思维，强调“结构决定性质”的化学观念。课中辅助教师开展实验教学，课后通过典例解析和分层练习帮助学生巩固加成反应等核心知识，有效查漏补缺。

第2课时　石油裂解与乙烯 课程标准 核心素养 1.通过石油的裂解的学习进一步了解石油加工工艺，并认识石油裂解的产物 2．通过乙烯的分子结构的学习，进一步认识有机物分子的结构 3．通过乙烯化学性质的学习，认识有机化合物中官能团的决定作用，并认识加成反应的原理 4．了解乙烯的用途 ①宏观辨识与 微观探析 能根据实验现象辨认乙烯的结构和加成反应，能够联系乙烯的组成和结构解释有关的宏观现象 ②证据推理与 模型认知 能从乙烯及其变化的事实中提取证据，建立不饱和碳原子的平面结构模型 ③科学探究与 创新意识 能设计简单的实验方案，完成石油裂解和乙烯的性质实验操作，并对实验现象作出解释，发现和提出需要进一步研究的问题 [知识梳理] 一、石油的裂解 1．实验探究石油的裂解 (1)实验装置 (2)实验现象 实验步骤 实验现象 1.将生成的气体通入酸性KMnO4溶液中 溶液褪色 2.将生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中 溶液褪色 结论：石蜡油分解产生了能使酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物，由此可知产物中含有与烷烃性质(烷烃不能使酸性KMnO4溶液褪色)不同的烃 2.石油裂解 原理 石油化工生产中，常以石油分馏产物为原料，采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量　较大　的烃分解成　乙烯　、　丙烯　等小分子烃 原料 　石油分馏　产物(包括　石油气　) 目的 获得　乙烯　、　丙烯　等小分子烃 变化类型 　化学　变化 主要产品 乙烯、丙烯等小分子烃 3.不饱和烃与烯烃 二、乙烯 1．分子组成与结构 (1)组成与结构 (2)结构特点 图示 空间结构 乙烯分子为　平面　结构，2个碳原子和4个氢原子　共平面　 2.物理性质 颜色 状态 气味 水溶性 密度 　无色　 　气体　 　稍有　 　气味　 　难　溶于水 密度比空 气　小　 3.化学性质 分析下列实验，总结乙烯的化学性质 实验 实验内容 实验现象 实验结论 1 火焰　明亮　并伴有　黑烟　 乙烯易燃烧 2 酸性KMnO4溶液　褪色　 乙烯易被酸性KMnO4 溶液氧化 3 溴的四氯化碳溶液　褪色　；溴水　褪色　 乙烯易与溴反应 (1)氧化反应 (2)加成反应 ①概念：有机物分子中的　双键　(或　三键　两端)的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应。 ②乙烯的加成反应 4．乙烯的用途 (1)乙烯是一种重要的有机化工基础原料，用于生产塑料等化工产品。目前，世界上已将　乙烯的产量　作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志。 (2)乙烯是一种植物生长调节剂。 乙烷和乙烯的比较 1．分子结构 名称 (化学式) 乙烯(C2H4) 乙烷(C2H6) 结构式 结构 简式 CH2＝CH2 CH3—CH3 碳碳键 类型 双键 () 单键 () 饱和 程度 不饱和 饱和 空间 结构 两个碳原子和四个氢原子处于同一平面上 两个碳原子和六个氢原子不在同一平面上，以每个碳原子为中心形成四面体结构 2.化学性质 名称(化学式) 乙烯(C2H4) 乙烷(C2H6) 典型反应 加成反应 取代反应 能否使溴 水褪色 能 不能 能否使酸性高锰 酸钾溶液褪色 能 不能 3．乙烯与乙烷的鉴别 实验操作 现象结论 方法一 溶液褪色者为乙烯，溶液不褪色者为乙烷 方法二 溶液褪色者为乙烯，溶液不褪色者为乙烷 方法三 火焰明亮有黑烟者为乙烯，另一种为乙烷 4.除去乙烷中乙烯的方法 将混合气体通过盛溴水的洗气瓶，如图所示。 [易错提醒]　学习乙烯性质时的注意事项 (1)乙烯是可燃性气体，与空气混合后遇明火极易发生爆炸，因此点燃乙烯前一定要检验其纯度。 (2)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能把乙烯氧化为CO2。因此酸性高锰酸钾溶液可用来鉴别烷烃和乙烯，但不能用于除去烷烃中的乙烯(因为引入新的杂质二氧化碳)。 加成反应与取代反应的对比 类型 取代反应 加成反应 反应物的 结构特征 含有易被取代的原子或原子团 含等不饱和键 生成物 两种 一种 碳碳键变 化情况 无变化 键打开(一般是双键变单键) 结构变化 形式 等价替换式 开键加合式 [典例示范] [典例] 下列各反应中属于加成反应的是 ②CH3CH2Cl＋NaOHCH2＝CH2↑＋NaCl＋H2O ④CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O A．①③　　　　　　　　　 B．②③ C．①④ D．②④ [要点归纳]　取代反应与加成反应比较 　名称 比较 取代反应 加成反应 概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 有机物分子中不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应 反应前后 分子数目 一般相等 减少 反应特点 可发生分步取代反应 有时只有一种加成方式，有时有多种加成方式 取代反应和加成反应是两类重要的有机反应，饱和烃的特征反应是取代反应，不饱和烃的特征反应是加成反应。 [学以致用] 下列反应中能够说明烯烃具有不饱和结构的是(　　) A．燃烧　　　　　　　 B．取代反应 C．加成反应 D．分解反应 解析：C　[加成反应是在不饱和键两端的碳原子上直接加上原子或原子团，故加成反应为不饱和烃的特征反应。] 1．下列关于乙烯和乙烷的各说法中，错误的是(　　) A．乙烯是不饱和烃，乙烷是饱和烃 B．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，乙烷则不能 C．乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键的键能的两倍，因此乙烯比乙烷稳定 D．乙烯分子为“平面”结构，乙烷分子为立体结构 解析：C　[本题考查乙烯、乙烷的结构和性质。乙烯分子中含有碳碳双键，性质活泼，易发生加成反应，遇某些氧化剂发生氧化反应。乙烯分子内键角是120°，为平面结构。] 2．下列关于乙烯的叙述正确的是(　　) ①无色气体　②难溶于水　③有臭味　④密度比空气小 A．①②③④　　　　　 B．①② C．①②④ D．①④ 解析：C　[乙烯是一种无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气小。] 3．石油裂解的目的是(　　) A．得到更多的汽油、柴油 B．提高汽油的产量和质量 C．获得乙烯等 D．获得润滑油、石蜡油等 解析：C　[石油裂解的目的是获得乙烯、丙烯等小分子烃，用作有机化工原料。] 4．1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应，然后使该加成产物与氯气在光照条件下发生完全取代反应，则两个过程中消耗氯气的总物质的量是(　　) A．3 mol B．4 mol C．5 mol D．6 mol 解析：C　[1 mol CH2＝CH2与1 mol Cl2反应生成1 mol CH2ClCH2Cl，而1 mol CH2ClCH2Cl与4 mol Cl2反应生成1 mol CCl3CCl3和4 mol HCl，则两个反应总共消耗5 mol Cl2。] 5．根据你学的有机化学反应类型，对下列反应进行归类。 ①由乙烯制氯乙烷　②乙烷在空气中燃烧　③乙烯使溴水褪色　④乙烯通入酸性高锰酸钾溶液　⑤乙烷与氯气光照 其中属于取代反应的有　________　；属于氧化反应的有　________　；属于加成反应的有　________　。 解析：①CH2＝CH2＋HClCH3CH2Cl， ②2C2H6＋7O24CO2＋6H2O， ③CH2＝CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br， ④CH2＝CH2CO2＋H2O， ⑤C2H6＋Cl2C2H5Cl＋HCl。 答案：⑤　②④　①③ 1．下列物质中，不可能是乙烯的加成产物的是(　　) A．CH3CH3　　　　 B．CH3CHCl2 C．CH3CH2OH D．CH3CH2Br 解析：B 2．常温下，下列各种物质既能使溴水褪色，又能使酸性KMnO4溶液褪色，并且化学反应原理相同的是(　　) A．CH2===CH2 B．SO2 C．H2 D．CH3CH3 解析：B　[H2和CH3CH3既不能使溴水褪色又不能使酸性KMnO4溶液褪色；乙烯与Br2发生加成反应使溴水褪色，被酸性KMnO4溶液氧化的同时，KMnO4溶液褪色；因发生氧化还原反应，SO2使溴水或KMnO4溶液褪色。] 3．可以用来鉴别甲烷和乙烯，还可以用来除去甲烷中乙烯的操作方法的是(　　) A．将混合气体通过盛有酸性KMnO4溶液的洗气瓶 B．将混合气体通过盛有适量溴水的洗气瓶 C．将混合气体中通入氢气，在Ni催化加热的条件下反应 D．将混合气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶 解析：B　[酸性KMnO4溶液可用于鉴别甲烷和乙烯，但不能用于除去甲烷中的乙烯，因为KMnO4将乙烯氧化生成CO2仍为杂质。乙烯通过溴水与Br2发生加成反应，液态的1,2­二溴乙烷留在溴水中，甲烷不与溴水反应，B方法可行；C方法不可取，因为通入的H2的量不好控制，少了不能将乙烯全部除去，多了就会使乙烷中混有H2，而且该反应条件要求高；由于乙烯与NaOH溶液不反应，D方法不可取。] 4．海南的水果大量向北方销售，运输这些水果时，常常将浸泡有高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的集装箱中。高锰酸钾溶液的作用是(　　) A．杀死水果周围的细菌，防止水果霉变 B．吸收水果周围的氧气，防止水果腐烂 C．吸收水果产生的乙烯，防止水果早熟 D．发挥氧化性，催熟水果 解析：C　[水果散发乙烯，乙烯又能催熟水果，高锰酸钾能够与水果产生的乙烯反应，降低集装箱内乙烯的浓度，防止运输中水果早熟腐烂。] 5．下列各反应中不属于加成反应的是(　　) A．CH2===CH2＋H—OHCH3—CH2—OH B．CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCBrH2 C．＋H2CH3—CH2—OH D．CH3CH3＋2Cl2CH2ClCH2Cl＋2HCl 解析：D　[本题的难点是对C项的判断，反应物分子里有一个不饱和碳原子，而另一个不饱和原子是氧原子。反应是H2分子里的氢原子跟反应物分子里的不饱和原子直接结合的反应。由此可知，C项是加成反应。] 6．(双选)下列叙述正确的是(　　) A．破坏乙烯分子里的碳碳双键所需要的键能是破坏乙烷分子里碳碳单键能量的两倍 B．乙烯分子里碳、氢原子都处在同一平面上，而乙烷分子里的碳、氢原子不处在同一平面上 C．乙烯和乙烷都能在空气中燃烧而被氧气氧化，具有强还原性，所以它们也能被强氧化剂酸性高锰酸钾溶液氧化 D．乙烯易发生加成反应，乙烷能发生取代反应 解析：BD　[乙烯分子中的双键有一个容易断裂，破坏碳碳双键所需的能量不是破坏碳碳单键所需能量的2倍；乙烯分子中6个原子同平面；乙烷能在氧气中燃烧，但不能被KMnO4(H＋)溶液氧化；乙烯易发生加成反应，乙烷能发生取代反应。] 7．下列关于裂解和裂化的叙述中，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 解析：B　[裂化就是在一定条件下，将相对分子质量大，沸点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液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量；裂解是采用比裂化更高的温度，使长链烃断裂为短链的不饱和烃的过程。裂解气的主要成分是乙烯、丙烯等。] 8．能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是(　　) A．乙烯分子里碳氢原子个数比为1∶2 B．乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等 C．乙烯容易与溴水发生加成反应，且1 mol乙烯完全加成消耗1 mol溴单质 D．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色 解析：C　[碳与氢的原子个数比1∶2的还有其他物质(如)，故A项错。B项也是只能证明乙烯分子中n(C)∶n(H)＝1∶2，不符合题意。加成反应只有含有不饱和键时才能发生，且n(C2H4)∶n(Br2)＝1∶1，所以乙烯必含，且只含一个，C项正确。D项中，含时能使酸性KMnO4溶液褪色，但被酸性KMnO4溶液氧化而褪色的物质并不一定都有碳碳双键，故D项不能确定乙烯分子中是否含有。] 9．下列物质反应后可生成纯净的Br—CH2—CH2—Br的是(　　) A．乙烯和溴化氢加成 B．乙烷和少量的溴蒸气光照 C．乙烯通入溴的四氯化碳溶液中 D．乙烷通入溴水中 解析：C　[乙烯和溴化氢发生加成反应的产物是CH3CH2Br(溴乙烷)；乙烷和溴蒸气反应生成多种取代物；乙烯通入溴的四氯化碳溶液中反应生成Br—CH2—CH2—Br；乙烷通入溴水中不反应。] 10．(双选)下列说法错误的是(　　) A．乙烯具有可燃性，在点燃前要验纯 B．乙烷中混有的乙烯可用溴水除去 C．乙烯使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色的原理一样 D．只通过加成反应可以生成CH3CH2Cl 解析：CD　[乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色发生的为氧化还原反应，而使溴水褪色发生的为加成反应，所以原理不一样。] 11．下面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)B中溶液褪色，是因为乙烯被_______________________________________。 (2)C中发生反应的化学方程式______________________________________。 (3)在D处点燃时必须进行的操作是________________________________。 解析：(1)乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，是因为乙烯发生了氧化反应，把KMnO4还原而使之褪色。 (2)C中发生反应为CH2＝CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br (3)在点燃可燃性气体前应先验纯。 答案：(1)氧化　(2)CH2＝CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br　(3)检验乙烯的纯度 12．为探究乙烯与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验；先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OHCH2＝CH2↑＋H2O)，生成的气体直接通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙烯与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，产生的气体有刺激性气味，推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此提出必须先除去杂质，再与溴水反应。 请你回答下列问题： (1)甲同学设计的实验　________　(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应，其理由是　________　。 A．使溴水褪色的反应未必是加成反应 B．使溴水褪色的反应就是加成反应 C．使溴水褪色的物质未必是乙烯 D．使溴水褪色的物质就是乙烯 (2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是　________　，它与溴水反应的化学方程式是　__________________　，因此在验证过程中必须全部除去。 (3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是________________________________________________。 解析：在实验室制备乙烯的过程中，由于浓硫酸具有强氧化性，可以将一部分乙醇氧化，本身被还原成SO2，SO2具有较强的还原性，可以将溴水还原，所以，要想证明乙烯能与溴水反应，必须除去SO2。在确认完全除去SO2后将气体通入盛有溴水的试管中，溴水褪色，则一定是乙烯与溴水反应的结果。但不能认为，二者发生的一定是加成反应。证明二者发生的不是取代反应，根据两种反应的特点，加成反应只有一种产物，而取代反应除了有机产物外，还有HBr生成，可以设法证明反应后的溶液中无HBr，则可知二者发生的反应是加成反应而不是取代反应。 答案：(1)不能　AC　(2)SO2　SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr (3)如果发生取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用pH试纸验证 13．在一定条件下，乙烯和乙烷都能制得氯乙烷，据此回答问题： (1)由乙烷制备氯乙烷的化学方程式：　________________________________　，该反应类型属于　________　反应。 (2)由乙烯制备氯乙烷的化学方程式为　______________________________　，该反应类型属于　________　反应。 (3)比较两种方法，第　________　种方法较好，其原因是_______________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)CH3CH3＋Cl2光,CH3CH2Cl＋HCl　取代 (2)CH2===CH2＋HClCH3CH2Cl　加成 (3)(2)　第(2)种方法得到的产物较为纯净，而第(1)种方法会发生多种副反应，生成多种产物的混合物 学科网（北京）股份有限公司 $