第3章 第2节 第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料 石油裂解与乙烯(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（鲁科版）

本讲义聚焦化石燃料的综合利用与乙烯性质，系统梳理天然气、煤的组成及燃料优缺点，石油分馏、裂化、裂解的炼制原理，以及乙烯的结构、加成反应等核心知识点，构建从宏观燃料应用到微观有机反应的递进学习支架。 资料通过实验探究（如石蜡分解实验）、对比表格（直馏与裂化汽油性质比较）及“碳中和”习题设计，培养科学探究与实践能力和科学态度与责任。课中辅助教师演示实验教学，课后练习题助力学生巩固化学观念，查漏补缺。

第2节　从化石燃料中获取有机化合物 第1课时　从天然气、石油和煤中获取燃料　 石油裂解与乙烯 　　 知识点一 1.（1）矿石　不可再生　2.（1）甲烷　（2）无　小　难 对点训练 1.D　实现“碳中和”应减少人为CO2的排放量，减少使用含碳燃料，煤、汽油、天然气均含有碳元素，因此较理想的燃料是H2。 2.B　甲烷是一种可燃性气体，点燃不纯甲烷易发生爆炸，因此点燃前应检验纯度。 知识点二 2.（3）2C8H18＋25O216CO2＋18H2O　3.（1）相对分子质量较大　沸点较高　相对分子质量较小　沸点较低　＋　4.（2）乙烯、丙烯 探究活动 1.提示：不是，石油通过分馏、裂化、裂解得到的产物是多种小分子烃的混合物。 2.提示：裂化和裂解都是使石油分馏产物中的长链烃断裂生成更短的链烃；裂解是深度的裂化，所需温度比裂化所需温度更高。 对点训练 1.C　汽油也是混合物，A错误；沸点：柴油＞煤油＞汽油，B错误；石油裂化发生烃的分解反应，C正确；石油分馏属于物理变化，没有新物质生成，D错误。 2.D　在石油常见的炼制方法中，分馏是物理变化，而裂化和裂解是化学变化，D错误。 知识点三 1.（1）H︰︰︰︰H　　2.稍有气味　小　难 对点训练 1.A　乙烯难溶于水，常温、常压下也不与水反应，不能生成乙醇，错误；②乙烯燃烧时，火焰明亮，有黑烟，错误；③乙烯能与溴水发生加成反应，正确；④乙烯是无色、稍有气味、难溶于水的气体，正确。 2.B　应把乙烯转化为CO2后吸收CO2或直接吸收才能提纯甲烷。方法一：混合气体通过溴水吸收C2H4，然后用浓硫酸干燥CH4；方法二：混合气体通过酸性高锰酸钾溶液，然后用澄清石灰水（或NaOH溶液）吸收CO2，最后用浓硫酸干燥CH4。 3.A　乙烯分子中含有碳碳双键，属于不饱和烃，乙烷属于饱和烃，A错误；乙烯含有不饱和键，容易被酸性KMnO4溶液氧化，而乙烷性质稳定，不能够被酸性KMnO4溶液氧化，B正确；甲烷是正四面体形结构，所以乙烷中所有原子不可能在同一平面上；乙烯为平面形结构，所有原子都处在同一平面上，C正确；乙烯易发生加成反应，乙烷易发生取代反应，D正确。 【随堂演练】 1.C　乙烯的结构简式为CH2CH2，电子式为 H︰︰︰︰H。乙烯分子中所有原子都在同一个平面上，不在同一条直线上。 2.B　K和N分别为甲烷和乙烷，二者都属于烷烃，互为同系物，A正确；除去K（CH4）中混有的M（CH2CH2），若通入酸性KMnO4溶液，CH2CH2被氧化生成的CO2混在CH4中，从而引入了新的杂质，B错误；M为乙烯，CH2CH2分子中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应使其褪色，C正确；三种烃的最简式分别为CH4、CH2、CH3，CH4中含H量最高，则等质量三种烃完全燃烧，消耗O2最多的是K（CH4），D正确。 3.D　在分馏塔中，石油蒸气在上升过程中，易挥发、沸点较低的馏分从高处出来，也就是说分馏塔中出口位置越低，分馏出的馏分的沸点越高，D项正确；从分馏塔各个出口出来的馏分都为混合物，A项错误；从上述分析可知，a的沸点较低，其主要成分为汽油，B项错误；沸点越高的烃中含碳原子数越多，平均相对分子质量越大，故平均相对分子质量的大小顺序为a＜b＜c，C项错误。 4.D　乙烯与H2、H2O、Br2的反应都属于加成反应；乙烯与氧气反应生成二氧化碳和水，属于氧化反应，不属于加成反应。 5.（1）检验B装置中是否有溴挥发出来　（2）红棕色褪去，液体不分层　橙黄色褪去，液体分层，下层为有机层　（3）氧化反应　（4）CH2CH2＋Br2CH2BrCH2Br　加成反应　检验乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应的产物有二氧化碳　澄清石灰水变浑浊　（5）检验乙烯的纯度　产生明亮火焰并伴有黑烟　（6）①CH3CHBrCH2Br　②CH3CHOHCH3、CH3CH2CH2OH 解析：乙烯通入装置A中生成1，2-二溴乙烷，装置B中乙烯与溴水发生反应，橙黄色褪去，C装置的作用是检验B装置中是否有溴挥发出来，装置D中乙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成的产物为二氧化碳和水，装置E中用澄清石灰水检验二氧化碳。（6）丙烯（CH2CHCH3）与乙烯具有相似的化学性质（写结构简式）。①丙烯与溴的加成反应产物只有1种：CH3CHBrCH2Br。②在一定条件下丙烯与H2O的加成产物有2种：CH3CHOHCH3、CH3CH2CH2OH。 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1课时　从天然气、石油和煤中获取燃料　石油裂解与乙烯 1.了解天然气和煤的组成。 2.通过学习认识天然气和煤用作燃料的优缺点。 3.了解石油的组成，学习如何从石油中获取燃料，认识石油的炼制方法。 4.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。 知识点一　天然气和煤直接用作燃料 1.化石燃料 （1）含义 化石燃料又叫作　　　　燃料、矿物燃料，属于　　　　　　能源。常见的有天然气、石油、煤三大化石燃料。 （2）现存问题 ①化石燃料存在着逐渐枯竭的危机。 ②引起的环境问题：如温室效应、有毒气体和粉尘污染等。 2.天然气 （1）天然气、可燃冰（天然气水合物）的主要成分为　　　　。 （2）甲烷的物理性质 颜色 状态 气味 密度 水溶性 无色 气体 　　味 比空气　 　　溶于水 （3）甲烷的用途：优良的气体燃料，CH4燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。1 mol甲烷充分燃烧放出890.3 kJ的热量。燃烧时火焰为淡蓝色。 （4）烷烃的化学性质 ①稳定性：通常条件下与强酸、强碱或KMnO4等强氧化剂不反应，如甲烷不能使酸性KMnO4溶液褪色。 ②可燃性：烷烃都能燃烧。 链状烷烃燃烧通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋（n＋1）H2O ③取代反应：和甲烷类似，烷烃中的氢原子能被卤素原子取代。 ④分解反应：烷烃在较高的温度下会发生分解。如甲烷分解的化学方程式：CH4C（炭黑）＋2H2； 辛烷分解的化学方程式：＋ 3.煤 （1）煤的组成：煤是由有机化合物和无机物组成的复杂混合物，除含有碳、氢元素外，还含有少量的氧、氮、硫等元素；无机物主要含有硅、铝、钙、铁等元素。 （2）用途 ①用作燃料，但直接烧煤会产生一些大气污染物，如硫的氧化物、氮的氧化物、烟尘等。 ②提取化工原料。 1.从有利于实现“碳中和”的角度考虑，下列燃料中较理想的是（　　） A.煤 B.汽油 C.天然气 D.氢气 2.天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述错误的是（　　） A.通常情况下，甲烷与强酸、强碱、强氧化剂都不反应 B.甲烷的化学性质比较稳定，点燃前不必检验纯度 C.甲烷与氯气反应，生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4，都属于取代反应 D.甲烷的四种有机氯代产物都难溶于水 知识点二　从石油中获取燃料　石油裂解 1.石油的组成 （1）物质组成 石油是由分子含有不同数目碳原子的烷烃、环烷烃等组成的复杂混合物。 （2）元素组成 组成石油的基本元素是C、H，其在石油中的质量分数之和高达98％。 2.石油的分馏 （1）含义 通过加热和冷凝，可以把石油分离成沸点范围不同的产物，这种方法叫作石油的分馏。 （2）分馏原理 分子中碳原子数不同，烃的沸点就不同。通常情况下，随着烃分子中碳原子数的增多，烃的沸点也相应升高。加热石油时，沸点较低的烃（分子中碳原子数较少）先汽化，经冷凝后变为液体首先从混合物中分离出来；随着温度的升高，沸点较高的烃再汽化，经冷凝也被分离出来。 （3）石油分馏产物燃烧用作燃料 如辛烷：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3.石油的裂化 （1）含义 工业上在一定条件（加热、使用催化剂）下，把　　　　　　　　　　　　、　　　　　　的烃分解为　　　　　　　　　　　　、　　　　　　的烃，这种方法称为裂化。 如十六烷的一种裂化方式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）目的 提高轻质液体燃料的产量和质量。 （3）直（分）馏汽油与裂化汽油的比较 获取方法 主要化学成分 鉴别方法 溴水或酸性KMnO4溶液 直馏汽油 原油分馏，物理变化 一般是C5～C11烷烃 不褪色 裂化汽油 重油裂化，化学变化 含C5～C11烷烃和烯烃 褪色 4.石油裂解 （1）含义 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、丙烯等小分子烃的加工过程。 （2）目的 获得　　　　　　　　等有机化工原料。 （3）石蜡的分解实验 实验操作 实验现象 B中溶液紫色褪去； C中溶液橙色褪去； D处点燃，火焰明亮并伴有黑烟 实验结论 ①石蜡油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 5.石油炼制的工艺流程 石油分馏、裂解和裂化产品都是混合物；石油分馏是物理变化，裂解和裂化都是化学变化。 【探究活动】 1.石油通过分馏、裂化、裂解所得到的产品是纯净物吗？ 2.裂化和裂解有何异同？ 1.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 C.石油的裂化属于分解反应 D.石油的分馏中有新物质生成 2.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也是混合物 B.石油裂化的目的是提高汽油等轻质液体燃料的产量和质量 C.石油裂解的原料是石油分馏产物，包括石油气 D.石油炼制过程包括分馏、裂化和裂解，三者都是化学变化 知识点三　乙烯 1.乙烯的组成和结构 （1）乙烯的“三式” 分子式 电子式 结构式 C2H4 CH2CH2 （2）乙烯的分子结构特点 ①一个乙烯分子比一个乙烷分子（C2H6）少两个氢原子，乙烯分子中的碳氢单键可以旋转，碳碳双键不能旋转，分子里碳原子之间的共价键是双键，并且乙烯分子中的两个碳原子和四个氢原子都处于同一平面内，共价键彼此之间的夹角约为120°。 ②乙烯的结构简式不可以写成CH2CH2，而应写成CH2CH2。 ③由于乙烯碳碳双键中的两个键不完全相同，其中一个键不稳定，发生化学反应时易断裂，因此乙烯的化学性质活泼。 2.乙烯的物理性质 颜色 气味 状态 密度 水溶性 无色 气体 比空气　 　 溶 3.乙烯的化学性质 （1）实验探究 实验内容 实验操作 实验现象 实验结论 乙烯在空气中 燃烧 乙烯在空气中燃烧，火焰明亮并伴有黑烟，同时放出大量的热 C2H4＋3O22CO2＋2H2O 向酸性KMnO4 溶液中通入乙烯 酸性KMnO4溶液褪色 乙烯被酸性KMnO4溶液氧化，乙烯的化学性质很活泼 向溴的四氯化 碳溶液中通入乙烯 溴的四氯化碳溶液很快褪色 CH2CH2＋Br2 （2）性质解读与应用 ①乙烯属于易燃、易爆气体，在点燃之前一定要先检验纯度。检验乙烯纯度的方法与检验氢气、甲烷纯度的方法相同。乙烯燃烧伴有黑烟是因为乙烯中碳元素的质量分数较大。 ②乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为发生氧化反应，酸性高锰酸钾溶液能把乙烯最终氧化为CO2。酸性高锰酸钾溶液可以用来鉴别甲烷和乙烯，但不能用来除去甲烷中的乙烯。 ③乙烯使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色，是因为发生加成反应。溴水可用来鉴别甲烷和乙烯，也能除去甲烷中的乙烯。 4.加成反应 （1）概念 有机化合物分子中双键上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 ①CH2CH2＋H2CH3CH3。 ②CH2CH2＋HClCH3CH2Cl（工业制氯乙烷）。 ③CH2CH2＋H2OCH3CH2OH（工业制酒精）。 ④乙烯彼此间发生加成反应，生成聚合物聚乙烯。 ⑤与乙烯类似，其他含有碳碳双键的有机物也可生成高聚物，如聚氯乙烯、聚苯乙烯。 （3）加成反应与取代反应的比较 取代反应 加成反应 反应物特征 含有易被取代的原子或原子团 不饱和有机化合物（含碳碳双键等） 生成物 两种（一般是一种有机化合物和一种无机物） 一种（有机化合物） 碳碳键变化 无变化 断开碳碳双键等不饱和键中的一个键 反应特点 一上一下 断一加二 常用试剂 X2（卤素单质） H2、X2、HX、H2O 举例 CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl CH2CH2＋H2OCH3CH2OH； CH2CH2＋HXCH3CH2X　 5.乙烯的用途 （1）乙烯是石油炼制的重要产物之一，乙烯的产量被用作衡量一个国家石油化工产业发展水平的标志。 （2）乙烯是重要的有机化工基础原料，用来制造聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。 （3）在农业生产中做植物生长调节剂和催熟剂。 1.有关乙烯的下列叙述：①乙烯溶于水后可得乙醇；②乙烯燃烧时产生淡蓝色火焰；③乙烯能与溴水发生加成反应；④乙烯是无色，稍有气味、难溶于水的气体。正确的是（　　） A.③④ B.①③ C.②③ D.②③④ 2.甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净的甲烷，可依次将其通过下列哪组试剂的洗气瓶（　　） A.澄清石灰水，浓硫酸 B.溴水，浓硫酸 C.酸性高锰酸钾溶液，浓硫酸 D.浓硫酸，酸性高锰酸钾溶液 3.下列关于乙烯和乙烷相比较的各说法中，不正确的是（　　） A.乙烯和乙烷都是饱和烃 B.乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色，乙烷则不能 C.乙烯分子为平面形结构，乙烷分子为立体结构 D.乙烯易发生加成反应，乙烷易发生取代反应 1.关于乙烯分子结构的描述正确的是（　　） A.乙烯的结构简式为CH2CH2 B.乙烯的电子式为 C.乙烯分子中所有原子都在同一平面上 D.乙烯分子中所有原子都在一条直线上 2.（2025·重庆期末）有K、M、N三种烃，其球棍模型如图所示，下列说法错误的是（　　） A.K和N结构相似，互为同系物 B.除去K中混有的M，可通入酸性KMnO4溶液 C.M能与溴水发生加成反应使其褪色 D.等质量三种烃完全燃烧，消耗O2最多的是K 3.如图所示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.每一种馏分都是纯净物 B.a可以作为润滑油 C.b的平均相对分子质量最大 D.c的沸点最高 4.乙烯发生的下列反应中，不属于加成反应的是（　　 ） A.与氢气反应生成乙烷 B.与水反应生成乙醇 C.与溴水反应使之褪色 D.与氧气反应生成二氧化碳和水 5.（2025·甘肃兰州期末）在炽热条件下，将石蜡油分解产生的乙烯通入下列各试管里，装置如图所示。 根据上述装置，回答下列问题： （1）C装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。 （2）已知：1，2-二溴乙烷的密度比水的大，难溶于水，易溶于四氯化碳。 预测：A装置中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， B装置中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。 （3）D装置中溶液由紫色变无色，D装置中发生反应的类型为　　　　　。 （4）写出A装置中发生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，反应类型为　　　　　。E装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　，当观察到　　　　　　　　　现象时能验证E装置功能。 （5）做乙烯燃烧实验之前必须进行的操作是　　　　　　　　，可能观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （6）丙烯（CH2CHCH3）与乙烯具有相似的化学性质（写结构简式）。 ①丙烯与溴的加成反应产物为　　　　　。 ②在一定条件下丙烯与H2O的加成产物可能为　　　　　。 提示：完成课后作业　第3章　第2节　第1课时 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $