内容正文:
第二课时 石油裂解与乙烯
新知探究(一)——石油裂解
1.石油裂解
在石油化工生产中,常以石油分馏产物为原料,采用比裂化更高的温度(700~800 ℃,有时甚至高达1 000 ℃以上),使其中相对分子质量较大的烃分解成 等小分子烃的加工过程
获得 等有机化工原料
乙烯、丙烯等小分子烃,裂解气中, 的含量比较高
2.石蜡的分解
实验
操作
实验
现象
B中溶液紫色褪去;
C中溶液红棕色褪去;
D处点燃,火焰明亮并伴有黑烟
实验
结论
①液状石蜡分解产生了能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物;
②气态产物中含有与烷烃性质不同的烃,实际上是烯烃和烷烃的混合物
[微思考]
石油的裂化和裂解有何区别和联系?
[题点多维训练]
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)石油裂解的目的是提高汽油等轻质燃油的产量和质量。 ( )
(3)石油的裂解是深度裂化,条件更苛刻,反应更难。 ( )
(4)分馏、干馏都是物理变化,裂化、裂解都是化学变化。 ( )
2.工业上以获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯为主要目的,所采用的方法是 ( )
A.分馏 B.催化重整
C.裂化 D.裂解
3.下列反应属于裂解反应的是 ( )
A.C16H34十六烷C8H18辛烷+C8H16辛烯
B.2C8H18+25O216CO2+18H2O
C.C4H10C2H4+C2H6
D.CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl
4.我国冀东渤海湾已发现储量达10亿吨的大型油田。下列有关说法正确的是 ( )
A.石油裂化得到的汽油与直接分馏得到的汽油成分相同
B.石油的分馏是化学变化
C.石油的裂化和裂解目的不同,裂解的主要目的是获得更多的轻质燃料
D.石油的裂解得到的气态烃含有烷烃和烯烃
新知探究(二)——乙烯
(一)乙烯的组成、结构、物理性质
1.乙烯的分子组成及结构
分子式
电子式
结构式
结构简式
球棍模型
空间填充模型
C2H4
H︰︰︰︰H
CH2==CH2
2.乙烯的空间结构
3.物理性质
颜色
气味
状态
密度
溶解性
无色
气味
气体
比空气
溶于水
(二)乙烯的化学性质
1.实验探究
实验
实验现象
实验结论
乙烯在空气中燃烧
火焰明亮并伴有黑烟
可燃性
向酸性KMnO4溶液中通入乙烯
溶液紫色褪去
易被氧化
向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯
溶液橙色褪去
易发生加成反应
[微思考]
若用甲烷进行上述实验,实验现象会有哪些相同或不同之处?
2.化学性质
(1)氧化反应
①燃烧氧化
现象:火焰明亮并伴有黑烟
化学方程式:C2H4+3O22CO2+2H2O
②乙烯被酸性KMnO4溶液氧化成CO2和H2O,可以用来鉴别 。
(2)加成反应
①定义:有机化合物分子中双键上的 与其他原子(或原子团)直接结合生成新的 的反应。
②示例
乙烯与溴水加成
生成1,2⁃二溴乙烷
化学方程式:CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br
乙烯与水加成
生成乙醇
化学方程式:CH2CH2+H2OCH3CH2OH
乙烯与氢气加成
生成
化学方程式:CH2CH2+H2CH3CH3
乙烯与氯化氢加成
生成一氯乙烷
化学方程式:CH2CH2+HClCH3CH2Cl
[微思考]
除去乙烷中的少量乙烯能用什么试剂呢?
3.加成反应与取代反应的比较
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
含有不饱和键(如碳碳双键等)
生成物
两种(一般是一种有机物和一种无机物)
一种(有机物)
碳碳键变化情况
无变化
不饱和键断裂
结构变化形式举例
等量替换式,如CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
开键加合式,如
CH2CH2+HClCH3CH2Cl
(三)乙烯用途
1.乙烯是一种重要的化工原料,可用于合成乙醇、聚乙烯等。 的产量是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 ,还可以作为水果的催熟剂。
[题点多维训练]
题点(一) 乙烯的结构及物理性质
1.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密度比空气的略小
A.①②③④ B.①②
C.①②④ D.③④
2.(2025·南昌高一检测)关于乙烯的结构,下列说法正确的是 ( )
A.乙烯的电子式为H
B.乙烯的球棍模型为
C.乙烯分子在空间上呈平面结构
D.乙烯的结构简式为CH2CH2
题点(二) 乙烯的化学性质
3.甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净的甲烷,下列所选试剂及顺序均正确的是 ( )
A.澄清石灰水,浓硫酸
B.酸性KMnO4溶液,浓硫酸
C.溴水,烧碱溶液,浓硫酸
D.浓硫酸,酸性KMnO4溶液
4.①②是两种常见烃的球棍模型,下列对于其共同点的叙述正确的是 ( )
A.①②两种分子中所有的原子都在同一平面
B.都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.都能发生加成反应
D.等物质的量①、②完全燃烧时,放出CO2的物质的量相等
5.(2025·江苏第一中学月考)下列有关说法错误的是 ( )
A.乙烯的化学性质比乙烷的活泼是因为乙烯分子中含有碳碳双键
B.乙烯能发生加成反应
C.乙烯、SO2均能使溴水褪色且原理相同
D.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等
6.下列各反应中属于加成反应的是 ( )
A. CH2===CH2+3O22CO2+2H2O
B.H2+Cl22HCl
C.+H2CH3CH2OH
D.CH3CH3+2Cl2CH2ClCH2Cl+2HCl
第二课时 石油裂解与乙烯
新知探究(一)
1.乙烯、丙烯 乙烯、丙烯 乙烯
[微思考]
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。
[题点多维训练]
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.选D 石油分馏能获得煤油、汽油、柴油等产品,A不符合题意;在有催化剂作用的条件下,对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整,可得到富含芳烃的高辛烷值汽油,并副产液化石油气和氢气的过程,B不符合题意;石油裂化是在一定的条件下,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,可得到裂化气、汽油和柴油等,C不符合题意;石油裂解是深度裂化,所得气体主要成分是乙烯,还有丙烯等,裂解气经净化和分离,就可以得到所需纯度的乙烯、丙烯和丁二烯等化工原料,D符合题意。
3.选C A项属于裂化反应,B项属于氧化反应,D项属于取代反应。
4.选D 石油裂化得到的汽油与直接分馏得到的汽油成分不同,A错误;石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热汽化和冷凝而达到分离目的的操作,故为物理变化,B错误;石油裂化的目的是获取更多更好的轻质燃料,但裂解的目的是获取化工原料乙烯等气态短链烃,C错误。
新知探究(二)
(一)1.C2H4 2.共平面 3.稍有 略小 难
(二)
[微思考]
提示:甲烷也可以在空气中燃烧,蓝色火焰,没有黑烟,是因为甲烷的含碳量低,燃烧较充分;但是甲烷不能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去,也不能使溴的四氯化碳溶液的橙色褪去。
2.(1)②烯烃和烷烃 (2)①碳原子 化合物分子 ②乙烷
[微思考]
提示:通过溴水,发生加成反应除去乙烯。
(三)1.乙烯 2.调节剂
[题点多维训练]
1.选C 乙烯是一种无色、稍有气味的气体,难溶于水,密度比空气的略小。
2.选C 乙烯分子中碳原子间形成的是双键,其电子式为H,A项错误;碳原子的半径应比氢原子的半径大,B项错误;乙烯的结构简式为CH2CH2,D项错误。
3.选C 由于酸性高锰酸钾的氧化性很强,可以使乙烯分子中的碳碳双键断裂,最终氧化成CO2气体,与甲烷混合在一起。为了得到纯净的甲烷,需用碱液将CO2气体除去。若将混合气体通入溴水中,乙烯可以与Br2发生加成反应生成1,2⁃二溴乙烷而从混合气体中除去,但是由于溴单质易挥发,甲烷气流中必然会带出溴蒸气。为了得到纯净的甲烷,需用NaOH溶液将Br2吸收,再用浓硫酸吸收水蒸气,最终得到纯净的甲烷气体,故A、B、D错误,C正确。
4.选D 由题图可知,①为CH3CH3,②为CH2CH2。饱和碳原子具有甲烷的结构特征,CH3CH3含有2个饱和碳原子,所有原子不可能在同一平面,故A错误;CH3CH3的性质稳定,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B错误;CH3CH3中没有不饱和键,不能发生加成反应,故C错误;乙烷和乙烯分子中均含有2个碳原子,根据碳原子守恒可知,等物质的量①②完全燃烧时,放出CO2的物质的量相等,故D正确。
5.选C 乙烯分子中含有碳碳双键,碳碳双键不稳定,容易断裂,故乙烯的化学性质比乙烷的活泼,A项正确;乙烯分子中含有碳碳双键,在一定条件下能发生加成反应,B项正确;乙烯、SO2均能使溴水褪色,但乙烯与Br2发生加成反应而使溴水褪色,SO2与Br2发生氧化还原反应而使溴水褪色,原理不同,C项错误;乙烯的分子式为C2H4,根据原子守恒可知,1 mol乙烯完全燃烧生成2 mol CO2和2 mol H2O,D项正确。
6.选C 分子里有一个不饱和碳原子,另一个不饱和原子不是碳原子而是氧原子,这些不饱和原子组成的原子团为,反应是H—H分子里的氢原子跟里的不饱和原子直接结合的反应,由此可知,反应符合加成反应的特点,属于加成反应。
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