高中化學(xué)專題3常見的烴第一單元脂肪烴第3課時(shí)脂肪烴的來源與石油化學(xué)工業(yè)教學(xué)案蘇教版選修5.doc-匯文網(wǎng)
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1、第3課時(shí)脂肪烴的來源與石油化學(xué)工業(yè)目標(biāo)導(dǎo)航1.通過閱讀教材,能說出天然氣、石油液化氣、汽油的來源和組成。2.通過聯(lián)系實(shí)際,認(rèn)識(shí)它們?cè)谏a(chǎn)生活中的應(yīng)用。一、石油的分餾1.石油和天然氣的組成人類使用石油和天然氣的主要目的是獲得能源和化工原料。石油主要是由氣態(tài)烴、液態(tài)烴和固態(tài)烴組成的混合物。天然氣的主要成分是甲烷。2.石油的分餾(1)原理:利用烷烴沸點(diǎn)的不同,可對(duì)石油加熱,使其汽化,然后再按沸點(diǎn)的不同,分離出不同的餾分。(2)分類:分餾根據(jù)所需要的餾分不同,可以分為常壓分餾和減壓分餾。常壓分餾所得的餾分的主要成分是石油氣、汽油、煤油、輕柴油等,這些餾分中烴的沸點(diǎn)相對(duì)較低,分子中所含碳原子數(shù)較少。常壓
2、分餾中未被蒸發(fā)的剩余物質(zhì)叫做重油。減壓分餾是利用低壓時(shí)液體的沸點(diǎn)降低的原理,使重油中各成分的沸點(diǎn)降低而進(jìn)行分餾,避免高溫下有機(jī)物的炭化。減壓分餾能把常壓分餾中得到的重油中的烴進(jìn)行分離。在壓強(qiáng)較低時(shí),重油中的烴會(huì)在較低溫度下汽化,避免了升高溫度帶來的使烴分解和損害設(shè)備等情況。減壓分餾可以得到重柴油、潤(rùn)滑油、石蠟、燃料油等餾分,未被汽化的剩余物質(zhì)為瀝青。議一議1.石油分餾得到的餾分是純凈物嗎?答案不是。餾分是由不同沸點(diǎn)范圍的烷烴組成的,因此餾分是混合物。2.分餾與蒸餾的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)有哪些?答案蒸餾:把液體加熱到沸騰變?yōu)檎魵?,再使蒸氣冷卻凝結(jié)成液體的操作。蒸餾可使混合物中沸點(diǎn)較低的組分揮發(fā)而達(dá)到混
3、合物分離或除雜的目的。被蒸餾的混合物中至少有一種組分為液體。各組分沸點(diǎn)差別越大,揮發(fā)出的物質(zhì)越純。若不同組分之間沸點(diǎn)差別小,或不同組分互溶形成恒沸液體,餾分則不純。常見的實(shí)驗(yàn)有蒸餾水的制取。分餾:對(duì)多組分的液體混合物在控溫條件下先后、連續(xù)進(jìn)行兩次或多次蒸餾。分餾可使多組分混合物在一個(gè)完整的操作過程中分離為兩種或多種餾分而達(dá)到混合物分離或除雜的目的。常見的實(shí)驗(yàn)有石油的分餾。二、石油的裂化與裂解1.裂化(1)原理:在一定條件下,使分子里含碳原子多、相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為分子中含碳原子少、相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴的過程。石油的裂化屬于化學(xué)變化。如:C16H34C8H18C8H16C8H1
4、8C4H10C4H8C8H16C5H10C3H6(2)分類:石油的裂化可分為熱裂化和催化裂化。石油不使用催化劑的裂化稱為熱裂化,使用催化劑的裂化稱為催化裂化。(3)目的:為了提高從石油中得到的汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量。2.裂解(1)原理:使具有長(zhǎng)鏈的烴分子斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量的液態(tài)烴的方法。石油的裂解屬于化學(xué)變化。(2)裂解的原料:石油分餾產(chǎn)品,一般是輕質(zhì)油。(3)裂解的目的:得到以“三烯”(乙烯、丙烯、丁二烯)為主的短鏈不飽和烴,為石油化工提供原料。其中乙烯的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志。在石油加工中,還有催化重整和加氫裂化等工藝,它們都是為了提高汽油等輕質(zhì)油品質(zhì)的石油加工工藝
5、。催化重整還是獲得芳香烴的主要途徑。議一議1.直餾汽油與裂化汽油都屬于汽油,其成分是否一樣?答案不一樣。直餾汽油是石油分餾的產(chǎn)物,為飽和烴,裂化汽油是石油催化裂化的產(chǎn)物,含有不飽和烴。2.裂化與裂解的原理相同,其目的也相同嗎?答案裂化與裂解的原理相同,但目的不同。裂化目的是為了提高從石油得到的汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量;裂解的目的是為了得到氣態(tài)烯烴。一、石油的分餾實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)裝置2.實(shí)驗(yàn)原理加熱石油,低沸點(diǎn)的烴先汽化,經(jīng)過冷凝液化后分離出來;隨著溫度的升高,較高沸點(diǎn)的烴再汽化,經(jīng)過冷凝液化后又分離出來;這樣不斷地加熱汽化和冷凝液化,就可把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的蒸餾產(chǎn)物。3.實(shí)驗(yàn)儀器酒精燈、蒸餾燒瓶、溫
6、度計(jì)、冷凝器、錐形瓶、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、單孔塞、牛角管等。4.注意事項(xiàng)(1)溫度計(jì)的位置和作用:溫度計(jì)的水銀球位于蒸餾燒瓶的支管口處,指示蒸氣的溫度。(2)碎瓷片的作用:防止混合液暴沸。(3)冷凝器中冷卻水從下口進(jìn),從上口出,管中的蒸氣流向與冷卻水的流向正好相反,采取逆流冷凝效果好。(4)石油的分餾是物理變化,獲得的不同沸點(diǎn)范圍的餾分汽油、煤油,仍是多種烴的混合物。例1某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下裝置進(jìn)行石油的分餾實(shí)驗(yàn),回答下列有關(guān)問題:(1)指出實(shí)驗(yàn)裝置中儀器A、B、D的名稱。A._,B._,D._。(2)指出該同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置中存在的錯(cuò)誤,并給予改正。_。(3)實(shí)驗(yàn)裝置改正后,如何進(jìn)行氣密性檢查?答
7、案(1)蒸餾燒瓶冷凝管錐形瓶(2)溫度計(jì)的水銀球位置錯(cuò)誤,溫度計(jì)的水銀球應(yīng)位于蒸餾燒瓶支管口水平位置。冷凝管進(jìn)出水方向錯(cuò)誤,應(yīng)該為“下進(jìn)上出”(3)將裝置末端導(dǎo)管口沒入水中,微熱蒸餾燒瓶,水槽中有氣泡冒出,停止加熱,冷卻后有一段水柱進(jìn)入導(dǎo)管,證明裝置氣密性良好。變式訓(xùn)練1(1)實(shí)驗(yàn)室分餾石油的正確操作順序是:A_D_F_。A.在鐵架臺(tái)上放酒精燈,固定好鐵圈,放上石棉網(wǎng)B.固定好儀器AC.連接儀器B及進(jìn)出水管D.連接接液管CE.檢測(cè)裝置氣密性F.裝入碎瓷片和石油,塞上帶溫度計(jì)的塞子G.加熱(2)圖中有3處錯(cuò)誤,它們分別是:_;_;_。(3)在儀器A中加入碎瓷片的作用是_。(4)分餾石油得到的各個(gè)
8、餾分都是_(填“混合物”或“純凈物”)。答案(1)BCEG(2)溫度計(jì)水銀球應(yīng)在燒瓶支管口附近沒有用石棉網(wǎng)冷卻水的方向通反了(3)防止在石油蒸餾時(shí)發(fā)生暴沸(4)混合物二、石油煉制工藝石油的加工方法比較加工方法分餾裂化裂解常壓減壓熱裂化催化裂化深度裂化變化物理變化化學(xué)變化化學(xué)變化原料原油重油重油重油分餾產(chǎn)物原理根據(jù)烴的沸點(diǎn)不同,用加熱方法使石油汽化分離成各種餾分通過加熱方法(或催化劑作用下)使長(zhǎng)鏈烴分解變成短鏈烴使分餾產(chǎn)物中的長(zhǎng)鏈烴斷裂成短鏈烴的過程目的把石油中各成分分離成各種餾分(仍是混合物)提高汽油產(chǎn)量提高汽油質(zhì)量獲得氣態(tài)烯烴主要產(chǎn)品石油氣、汽油、煤油和輕柴油重柴油、潤(rùn)滑油、石蠟、燃料油石油
9、氣、汽油、煤油、柴油等乙烯、丙烯、丁二烯等氣體化工原料例2下列說法錯(cuò)誤的是()A.石油中含有C5C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油B.含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C.石油裂解是為了獲得更多的汽油D.煤油、柴油、汽油都是烴的混合物解析C選項(xiàng),石油裂解屬于深度裂化,采用的溫度比裂化高,長(zhǎng)鏈烴分子斷裂程度大。裂解的目的不是為了生產(chǎn)更多的汽油,而是為了獲得大量的石油化工產(chǎn)品,主要是三烯:乙烯、丙烯、丁二烯。答案C變式訓(xùn)練2城市居民用的石油氣主要成分是丁烷,在使用的過程中,常有一些雜質(zhì)以液態(tài)沉積于鋼瓶中,這種雜質(zhì)是()A.丙烷和丁烷B.乙烷和丙烷C.乙烷和戊烷D.戊烷和己烷答案D
10、解析常溫下,烴中含碳原子數(shù)不大于4的烴以氣體形式存在,故液態(tài)雜質(zhì)中,烴分子的碳原子數(shù)必大于4,故選D項(xiàng)。1.下列有關(guān)石油加工的敘述中不正確的是()A.石油分餾所得的餾分仍是混合物B.石油裂化的原料是石油分餾產(chǎn)品,包括石油氣C.石油裂化的主要目的是獲得更多汽油等輕質(zhì)油D.石油裂解的原料是石油分餾產(chǎn)品,包括石油氣答案B解析石油裂化的原料是石油分餾產(chǎn)品中的重油,不包括石油氣。2.石油是一種重要能源,人類正面臨著石油短缺、油價(jià)上漲的困擾。以下解決能源問題的方法不當(dāng)?shù)氖?)A.用木材作燃料B.用液氫替代汽油C.開發(fā)風(fēng)能D.開發(fā)地?zé)崮艽鸢窤解析A中用木材作燃料,其熱值利用率太低,且會(huì)造成環(huán)境污染,破壞森林
11、資源。3.下列敘述正確的是()A.汽油、柴油都是碳?xì)浠衔顱.汽油通過化學(xué)反應(yīng)一定可以使溴水褪色C.甲烷、乙烯和苯在工業(yè)上都可通過石油分餾得到D.含5個(gè)碳原子的有機(jī)物,每個(gè)分子中最多可形成4個(gè)CC單鍵答案A解析汽油可能是直餾汽油,不能通過化學(xué)反應(yīng)使溴水褪色,B錯(cuò)誤;乙烯和苯在工業(yè)上都不能通過石油分餾得到,C錯(cuò)誤;含5個(gè)碳原子的環(huán)狀烷烴含5個(gè)CC單鍵,D錯(cuò)誤。4.下列液體分別和溴水混合振蕩,靜置后分為兩層,水層、油層均為無色的是()A.己烷B.四氯化碳C.裂化汽油D.直餾汽油答案C解析裂化汽油含有烯烴,能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)。5.近年來我國(guó)部分地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了“毒油”,如吉林市衛(wèi)生防疫部門一次查獲
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