内容正文:
第3课时 脂肪烃与石油化工
新知探究(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。其成分主要是烷烃、环烷烃、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还含有乙烷、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,属于物理变化。
(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
②减压分馏
[微点拨] 石油是一种混合物,石油分馏可以得到直馏汽油,为饱和烃。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)石油属于可再生矿物能源。 (×)
(2)石油只含有碳、氢、氧三种元素。 (×)
(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)石油和天然气是脂肪烃的主要来源,其主要成分为烷烃和烯烃。 (×)
(5)石油中含有C5~C12的碳氢化合物,可以通过石油的分馏得到汽油。 (√)
2.下列说法不正确的是 ( )
A.煤中含有苯和甲苯,可用分馏的方法把它们分离出来
B.天然气的主要成分是甲烷,开采天然气应按照安全规范进行操作
C.石油没有固定的沸点
D.石油通过分馏可以得到多种馏分,但每种馏分仍然是多种烃的混合物
解析:选A 煤是多种无机物和有机物组成的复杂混合物,它的高温干馏产物中含有苯和甲苯,但煤中不含有苯和甲苯。
3.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
解析:选A 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。
4.某同学设计了如图装置进行石油的分馏实验,回答下列有关问题:
(1)指出实验装置中仪器A、B、D的名称。
A: ,B: ,D: 。
(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: 。
答案:(1)蒸馏烧瓶 直形冷凝管 锥形瓶
(2)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水平位置;
②冷凝管进出水方向错误,应该为“下进上出”
新知探究(二)——石油的裂化与裂解
1.石油的裂化
(1)原理:使较长碳链的烃在高温下发生反应生成短碳链烃。属于化学变化。
(2)目的:提高汽油、煤油等轻质油的产量。
(3)分类:热裂化和催化裂化。
(4)常见裂化反应
[微点拨] 裂化汽油是石油催化裂化的产物,含有不饱和烃。鉴别直馏汽油和裂化汽油的方法是分别滴加溴的四氯化碳溶液,褪色的是裂化汽油、不褪色的是直馏汽油。
2.石油的裂解
原理
同裂化原理相同,由轻质油生产气态烯烃,又称深度裂化。
目的
得到以“三烯”(乙烯、丙烯和丁二烯)为主的短链不饱和烃,为石油化工提供原料。其中乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。
3.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。
4.环境保护
石油化工,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、控制设备和仪器。
[微点拨] 分馏属于物理变化,裂化、裂解、催化重整和加氢裂化都属于化学变化。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)石油的加工中,催化重整和加氢裂化等工艺主要目的都是为了提高汽油等轻质油的品质。 (√)
(2)裂化汽油可以作为萃取碘水的萃取剂。 (×)
(3)石油的裂化、裂解和催化重整都是化学变化。 (√)
(4)轻质油的裂解也称为深度裂化,目的是获得质量更高的汽油。 (×)
(5)石油裂解和煤的干馏都是化学变化。 (√)
2.关于石油的炼制,下列说法不正确的是 ( )
A.通过石油的分馏可以得到汽油、煤油、柴油等产品
B.石油进行裂化的主要目的是提高汽油的产量
C.石油裂解的主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气体,因为它们是重要的化工原料
D.石油的裂化、分馏、裂解等都是化学变化
解析:选D 石油的分馏是物理变化,石油的裂化和裂解是化学变化。
3.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
解析:选B 裂化的原料是重油,产品是汽油;而裂解的原料是轻质油,产品是气态烃。
4.石蜡是石油分馏的产物之一,是由分子中碳原子数为17~36的多种烷烃组成的混合物。实验室探究石蜡油(液态烷烃混合物)分解产物的装置如图所示。
(1)碎瓷片的作用是 。
(2)②中溶液褪色,反应类型为 ,③溶液褪色,反应类型为 。
(3)反应结束时的实验操作为 。
(4)石蜡油分解实验产生的气体的主要成分是 。
解析:(1)碎瓷片的作用是催化和积蓄热量。(2)②中溶液褪色,为烯烃的氧化反应,③溶液褪色,发生烯烃的加成反应。(3)反应结束时,为了防止倒吸,先撤出导管,再停止加热。(4)石蜡油分解实验产生的气体的主要成分是烷烃和烯烃的混合物。
答案:(1)催化和积蓄热量 (2)氧化反应 加成反应 (3)先撤出导管,再停止加热 (4)烷烃和烯烃的混合物
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