8.1 化石燃料与有机化合物 第2课时（教学课件） 化学苏教版必修第二册

该高中化学课件围绕石油炼制（分馏、裂化、裂解）、乙烯结构与性质及不饱和烃（乙炔）展开，以“黑色黄金”导入石油重要性，从石油组成到炼制方法，再到乙烯微观结构与性质，最后扩展到不饱和烃，构建递进式学习支架。 其亮点在于通过实验探究（如石油分馏实验操作与现象分析）培养科学探究与实践能力，用对比表格（直馏与裂化汽油成分、鉴别等）发展科学思维，结合乙烯结构（双键）与性质（加成反应）体现结构决定性质的化学观念。学生能深化理解，教师可高效开展教学。

专题8 有机化合物的 获得与应用 第一单元 化石燃料与有机化合物 第2课时 石油炼制 乙烯 苏教版必修第二册 乙烯的结构与性质 2 石油的炼制 1 知识导航 不饱和烃 乙炔 3 知识导航 明·学习目标 1.知道石油的炼制方法（分馏、裂化、裂解）、目的及主要产品； 2.了解乙烯的组成、结构和性质，认识加成反应的特点，体会分子结构对其性质的影响； 3.了解不饱和烃的结构，认识乙炔的性质。 引·新课导入 “黑色黄金” 01 石油的炼制 1.石油的组成 探·知识奥秘 一、石油的炼制 (1)组成元素：石油的组成元素主要是碳和氢，同时含有少量的硫、氧、氮等元素。 (2)主要成分：石油中含有多种液态烃，并溶有少量的气态和固态烃。 2.石油的分馏 探·知识奥秘 一、石油的炼制 观察实验室蒸馏石油的实验，分析有关操作和现象。 在250mL蒸馏烧瓶中加入100mL石油和一些沸石（或碎 瓷片），按图8-7所示装置进行实验，分别收集60～150℃、 150～300℃温度段的馏分。 1.观察装置中温度计水银球的位置，并分析这样放置的原因。 2. 观察实验中冷凝管内冷凝水的流向，并说明这样做的理由。 3. 结合图8-8说明石油分馏收集得到60～150 ℃、150～300 ℃温度段馏分的主要成分。分别取少量馏分点燃，观察并比较燃烧的现象。 2.石油的分馏 探·知识奥秘 一、石油的炼制 2.石油的分馏 探·知识奥秘 一、石油的炼制 （1）实验注意事项： a．蒸馏烧瓶加热时要垫石棉网； b．碎瓷片的作用是防暴沸； c．温度计的作用是测量馏分蒸气的温度，温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处； d．冷凝管的作用是冷凝蒸气，进出水方向是下口进，上口出。 （2）实验现象及结论： 锥形瓶中收集到油状液体。60~150℃温度范围内收集到液体为汽油。150~300℃度范围内收集到液体为煤油。 2.石油的分馏 探·知识奥秘 一、石油的炼制 （3）原理：加热石油时，沸点低的成分先汽化，经冷凝后收集，沸点高的成分随后汽化、冷凝，使沸点不同的成分（馏分）逐步分离出来。这一过程在石油工业中是在分馏塔中进行的，称为石油的分馏。 （4）产品：按沸点由低到高，有石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油和重油。 （5）特点： a．石油分馏属于物理变化 b．各种馏分都是混合物，各馏分含有沸点相近的若干种烃。 c．随着烃分子含有的碳原子数增加， 碳链增长，相对分子质量增大，沸点逐渐升高。 2.石油的分馏 探·知识奥秘 一、石油的炼制 3.石油的催化裂化 探·知识奥秘 一、石油的炼制 (1)目的：提高石油分馏产品中低沸点的汽油等轻质油的产量和质量。 (2)原理：用石油分馏产品中沸点较高的馏分为原料，在加热、加压和催化剂存在下，使相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。 (3)催化裂化反应的产物为烷烃和烯烃。 4.石油的催化裂解 探·知识奥秘 一、石油的炼制 (1)原理：以石油分馏产物（包括石油气）为原料，以比裂化更高的温度（700～800 ℃，有时甚至高达1 000 ℃以上）使石油分馏产物中的长链烃断裂为乙烯、丙烯等气态短链烃的过程。 (2)目的：获得乙烯、丙烯等气态短链烃，为石油化工提供原料。 探·知识奥秘 一、石油的炼制 蒸馏与分馏有何区别？直馏汽油与裂化汽油有何区别？ (1)蒸馏和分馏的区别 ①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。 ②分馏：对多组分的混合物在控温下先后、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。 探·知识奥秘 一、石油的炼制 蒸馏与分馏有何区别？直馏汽油与裂化汽油有何区别？ 汽油种类 获得方法 主要化学成分 鉴别方法 能否作溴水中溴的萃取剂 溴水或酸性KMnO4溶液是否褪色 直馏汽油 原油分馏，物理变化 一般是C5～C12烷烃 不褪色 能 裂化汽油 重油裂化，化学变化 含C5～C11烷烃和烯烃 褪色 否 迁·拓展延伸 汽油的辛烷值 经催化裂化得到的汽油，称为裂化汽油，它就是汽油的基础油，但这种基础油抗爆性较差，无法直接使用。汽油的不完全燃烧造成发动机强烈震动，导致输出功率下降、机件受损。若想提高裂化汽油的抗爆性，必须向其中加入抗爆性优良的成分。早期使用的抗爆剂是四乙基铅，但由于其易造成环境污染，现已被淘汰，改用甲基叔丁基醚（MTBE）等。 为确定所使用的某种汽油在气缸内的抗爆震能力，常常选择最理想的抗爆剂——异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）为参 照标准，这就是通常所说的辛烷值，其值越高表示抗爆性越 好。不同结构的烃类，具有不同的抗爆震能力。异辛烷的抗 爆性好，其辛烷值定为100。正庚烷的抗爆性差，其辛烷值定为0。其他的碳氢化合物也有不同的辛烷值，有可能小于0（如正辛烷），也有可能大于100（如甲苯）。 汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料进行 的。调节标准燃料组成的比例，使标准燃料产生的爆震强度 与试样相同，此时标准燃料中异辛烷所占的体积分数就是试样的辛烷值。如某种标号的汽油与含异辛烷90%、正庚烷10%的标准汽油具有相同的抗爆性，则该汽油的辛烷值为90。我们常用的93#汽油的辛烷值为93，就代表与含异辛烷93%、正庚烷7%的标准汽油具有相同的抗爆性，以此类推，97#汽油就是与含异辛烷97%、正庚烷3%的标准汽油抗爆性相同。 析·典型范例 D 1.石油是工业的“血液”，开发利用南海丰富的石油资源，对广东乃至全国的经济发展意义重大。下列关于石油的说法正确的是(　　) A．石油的裂解属于物理变化 B．石油裂解的产物主要为饱和烃 C．石油的分馏属于化学变化 D．石油的主要成分是烃类物质 析·典型范例 2、用下面的装置蒸馏石油，可以得到汽油和煤油。请按下列要求填空： (1)图中A、B、C三种仪器的名称分别是____________、___________、_____________ (2)B仪器中a、b口分别为 和_____________ (3)蒸馏时，温度计的水银球应在 ，在A中注入石油后，加几片碎瓷片的目的是_______________。 (4)收集到60℃~150℃间馏分的主要成分是___________，150℃~300℃间馏分的主要成分是____________。 蒸馏烧瓶 冷凝管 锥形瓶 进水口 出水口 蒸馏烧瓶支管口附近 防止暴沸 汽油 煤油 02 乙烯的结构与性质 探·知识奥秘 二、乙烯的结构与性质 1.乙烯的组成与结构 (1)乙烯的组成 分子式 电子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间填充模型 C2H4     CH2=CH2 探·知识奥秘 二、乙烯的结构与性质 1.乙烯的组成与结构 (2)乙烯的结构 乙烯是一种不饱和烃，为平面结构，分子中含有一个碳碳双键，6个原子在同一平面上，键角约为120° 探·知识奥秘 二、乙烯的结构与性质 1.乙烯的组成与结构 基础实验：比较乙烯、乙烷结构上的差异 1. 观察下图，搭建乙烯、乙烷结构的球棍模型。 2. 比较乙烯、乙烷在组成、结构上的差异，预测乙烯可能具有的性质。 乙烯和乙烷都属于烃类，但两者的组成不同，分子中原子间的成键方式也有差异。乙烷分子中的化学键都是单键，乙烯分子中含有双键和单键，乙烯中6个原子都在同一平面上。乙烷的化学性质比较稳定，乙烯相对比较活泼。 探·知识奥秘 二、甲烷的性质 2.乙烯的化学性质 点燃乙烯气体，观察燃烧现象。 (1)可燃性——氧化反应： 乙烯在空气中燃烧，产生明亮的火焰并伴有黑烟。 C2H4 + 3O2 　 2CO2 + 2H2O 点燃 为何火焰颜色会明亮？并伴有黑烟？ 产生黑烟是因为含碳量高，燃烧不充分； 火焰明亮是碳微粒受灼热而发光。 探·知识奥秘 二、乙烯的结构与性质 2.乙烯的化学性质 把乙烯气体依次通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液中，观察现象。 (2)与酸性高锰酸钾溶液反应——氧化反应： 乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色。 乙烷中混有乙烯，能用酸性KMnO4溶液除去吗？ KMnO4 + H2SO4+ C2H4→ MnSO4+ K2SO4+ CO2 + H2O（未配平） 酸性KMnO4可鉴别CH4和C2H4 （即烷烃和烯烃） 酸性KMnO4不能除掉乙烷中混有的乙烯，因为会引入新杂质CO2 探·知识奥秘 二、乙烯的结构与性质 2.乙烯的化学性质 把乙烯气体依次通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液中，观察现象。 (3)与溴的四氯化碳溶液反应——加成反应 ①溶液的橙红色褪去。 ②反应方程式：CH2=CH2＋Br2―→CH2Br-CH2Br 探·知识奥秘 二、乙烯的结构与性质 2.乙烯的化学性质 加成反应 ①概念：把有机化合物分子中的双键（或三键）连接的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。 ②特点：断一加二，只进不出 ③乙烯在一定条件下能与水、氢气、卤化氢（HX）等发生加成反应： 探·知识奥秘 二、乙烯的结构与性质 3.乙烯的用途 植物生长调节剂 石油 塑料 石油化工基础原料 乙烯 纤维 有机溶剂等 乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 B 1.下列说法中正确的是（ ） A．乙烯具有平面结构，与乙烷相比，性质更稳定 B．乙烯分子中含有碳碳双键，易发生加成反应 C．乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应时，MnO4-被氧化 D．乙烷与氯气发生反应的类型与乙烯与氯气发生反应的类型相同 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 B 2.下列有关乙烯和乙烷的说法错误的是(　　) A．乙烯分子中所有原子一定共平面而乙烷分子中所有原子不可能在同一平面内 B．乙烯的化学性质比乙烷的活泼，乙烯中组成碳碳双键的两个化学键活性完全相同 C．不能用酸性KMnO4溶液除去乙烷中混有的乙烯 D．可以用酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙烷   03 不饱和烃 乙炔 探·知识奥秘 三、不饱和烃 乙炔 1. 不饱和烃 不饱和烃：碳原子所结合的氢原子数小于饱和烃里的氢原子数的碳氢化合物。 不饱和烃包括烯烃（含有碳碳双键）和炔烃（含有碳碳三键）。 2. 烯烃 (1)只含有一个碳碳双键，其余碳原子以单键与其他碳原子或氢原子相连呈链状。 (2)烯烃的通式为CnH2n（n≥2） 探·知识奥秘 三、不饱和烃 乙炔 3. 乙炔 乙炔是最简单的炔烃，分子式为：C2H2，结构式为H-C≡C-H， 结构简式为CH≡CH，四个原子在同一条直线上。 (1)只含有一个碳碳三键，其余碳原子以单键与其他碳原子或氢原子相连呈链状。 (2)炔烃的通式为CnH2n-2（n≥2） 探·知识奥秘 三、不饱和烃 乙炔 3. 乙炔 (3)化学性质：与乙烯类似 ①可燃性（氧化反应）：乙炔在空气中燃烧，产生明亮的火焰并伴有浓烟。 ②使酸性高锰酸钾溶液褪色（氧化反应） ③使溴的四氯化碳溶液褪色（加成反应） CH≡CH＋Br2(不足)―→CHBr=CHBr    CH≡CH＋2Br2(过量)―→CHBr2-CHBr2   A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 C 1.区别CH4、CH2=CH2、CH≡CH的最简易方法是(　　) A．分别通入溴水 B．分别通入酸性高锰酸钾溶液 C．分别在空气中点燃 D．分别通入盛有碱石灰的干燥管 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 2.已知丙烯的结构简式为CH3-CH=CH2，下列说法中不正确的是（ ） A．丙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化 B．丙烯与溴的四氯化碳溶液反应的产物只有一种 C．丙烯与HBr反应的产物只有一种 D．丙烯与乙烯互为同系物 C 石油的炼制 不饱和烃 乙炔 分馏 催化裂化 催化裂解 乙炔 理·核心要点 石油炼制 乙烯 不饱和烃 乙烯的结构与性质 组成与结构 化学性质 练·技能实战 A 1.“下列关于石油加工的叙述中，不正确的是(　　) A．石油是混合物，石油分馏得到的汽油是纯净物 B．石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃油的产量和质量 C．石油裂解的原料是石油分馏产物，包括石油气 D．石油炼制过程中发生一系列物理化学变化 选项 M N P A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 练·技能实战 A 2.下列说法正确的是(　　) A．相同质量的乙烯和乙烷完全燃烧后产生的H2O的质量不相同 B．乙烯能使Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液褪色，二者褪色的原理相同 C．Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液都能鉴别乙烷和乙烯，都能除去乙烷中的乙烯 D．乙烯和乙烷均可与Cl2反应制取纯净的氯乙烷 A．1-氯丙烷 B．1，2-二氯丙烷 C．1-氯丙烯 D．2-氯丙烯 练·技能实战 3.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、氢原子个数之比为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 　C 选项 M N P A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 练·技能实战 4. 科学家在－100 ℃的低温下合成了一种结构简式为 的烃X，实验测得其分子中只有一种氢原子，根据分析，下列说法不正确的是(　　) A．X的分子式为C5H4 B．X能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．1 mol X在一定条件下可与2 mol氢气发生反应 D．X的一氯代物只有2种 D 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版必修第二册 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 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