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导学案高中化学鲁科必修教师用书 石油炼制 乙烯

2020-10-17 08:36:38

第2节 石油和煤 重要的烃

第1课时 石油的炼制 乙烯

1.了解乙烯的物理性质、工业制取原理和在化工生产中的作用。

2.掌握乙烯的分子结构,初步体会其结构特点对性质的影响。

3.掌握乙烯的化学性质,认识加成反应的特点。

1.在进行石油分馏的教学时,需要首先说明随着烃分子中碳原子数的增加,烃的沸点也相应升高,然后才能提出怎样把石油组成里的低沸点烃和高沸点烃分离开的问题,启发学生思考、讨论,从而使他们明确石油分馏的原理;石油的裂化只要求学生了解裂化的目的和原理;可以让学生认识裂解就是深度裂化,但其主要目的是得到重要有机化工原料,如乙烯、丙烯等。

2.关于乙烯分子结构的教学,要注意两点:①充分演示乙烯分子结构的球棍模型和填充模型的拼插,使学生建立乙烯分子的空间立体概念,认识乙烯分子中各原子的相对位置;②采用归纳、对比的方法加深认识,如将乙烯的组成结构与乙烷比较。

3.关于乙烯性质的教学:点燃乙烯前一定要先检验乙烯的纯度,防止储气瓶中混有空气。点燃后要引导学生观察火焰的明亮程度和少量黑烟,并且与甲烷燃烧时产生的浅蓝色火焰对比(可做对比实验)。

4.在乙烯与水、氯化氢加成反应化学方程式的书写过程中,一定要强调书写的规范性,注意原子或原子团之间的连接顺序,如、,可以先练习用结构式书写化学方程式,然后改为用结构简式。

一、石油的炼制

1.石油的组成

石油主要是由分子中含有不同数目碳原子的①烃组成的复杂②混合物。

2.石油的炼制

(1)常见炼制加工石油的重要手段有石油的③分馏、④裂化、⑤裂解等。

(2)石油分馏的主要产物有⑥石油气、⑦汽油、⑧煤油、⑨柴油、⑩重油等;石油裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量和质量;石油裂解的目的是获得乙烯、丙烯等小分子烃。

二、乙烯

1.组成

名称

分子式

结构式

结构简式

乙烯

C2H4

  2.物理性质

颜色

气味

状态

密度

水溶性

无色

稍有气味

气态

比空气小

难溶于水

  3.化学性质

(1)乙烯的化学性质

(2)加成反应的原理

①定义: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原理:碳碳双键()中的一个键断裂,其他两个原子(或原子团)分别加在断键的两个碳原子上,双键变成单键。

4.用途

(1)乙烯是一种重要的化工原料,乙烯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调节剂。

1.比较甲烷与乙烯的含碳量大小,分析乙烯燃烧时为什么会看到黑烟。

【答案】乙烯的含碳量高于甲烷;乙烯的含碳量高,所以燃烧时会看到黑烟。

2.乙烯在发生加成反应时,双键全部断裂了吗?

【答案】没有,只断裂双键中的一个键。

1.下列有关石油加工的叙述中,不正确的是(  )。

A.石油分馏所得的馏分仍是混合物

B.石油催化裂化的原料是石油分馏产品

C.石油分馏得到的汽油和催化裂化得到的汽油成分相同

D.石油裂解是生产乙烯的主要方法

【解析】裂化汽油中含有碳碳双键,成分和分馏汽油不同。

【答案】C

2.下列说法错误的是(  )。

A.石油中含有C5~C12的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油

B.含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C.石油裂解产物中含有乙烯、丙烯等

D.石油裂解是为了得到高质量的轻质油

【解析】石油裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量和质量,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等气态短链烃。

【答案】D

3.有关乙烯的下列叙述:①乙烯易溶于水;②乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色;③乙烯能与溴水发生加成反应;④乙烯分子中6个原子处于同一平面;其中正确的是    (填序号)。?

【答案】②③④

探究:乙烯的化学性质

丙烯可看作是乙烯分子中的一个氢原子被取代的产物,由乙烯推测丙烯的结构或性质不正确的是(  )。

A.丙烯分子中三个碳原子可在同一平面

B.与氯化氢加成只生成一种产物

C.丙烯能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色

D.丙烯与氢气在一定条件下反应可生成丙烷

【解析】乙烯分子属于平面形分子,2个碳原子与4个氢原子共平面,当取代乙烯分子中的一个H原子后,3个C原子会共平面,A项正确;与氯化氢加成时,可以得到1-氯丙烷或2-氯丙烷,B项错误;碳碳双键能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应,C项正确;丙烯与氢气加成后产物是丙烷,D项正确。

【答案】B

1.乙烯和丙烯属于同系物吗?说出你判断的理由。

【答案】属于,二者结构相似,都含有一个碳碳双键,分子组成相差一个CH2,所以属于同系物。

2.如何除去乙烷中混有的乙烯气体?

【答案】将混合气体通入盛有溴水的洗气瓶。注意不能用H2,也不能用酸性高锰酸钾溶液(酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯,生成CO2气体,会引入新的杂质)。

3.乙烯能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,其褪色原理相同吗?

【答案】不同,乙烯与溴水发生的是加成反应,与酸性高锰酸钾溶液发生的是氧化反应。

一、乙烯、乙烷的鉴别

利用被鉴别物质性质的差异进行区分,要求操作简单、安全,现象明显,结论准确。

方法一:将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中,溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷。

方法二:将两种气体分别通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷。

二、除去乙烷中乙烯的方法

1.除杂原则:要求将杂质除干净,又不能引入新的杂质,还不能对主要成分产生不利影响。

2.操作:将混合气体通入盛有溴水的洗气瓶,乙烯与溴发生加成反应生成液态产物而被除去,乙烷因不反应而逸出。

1.下列物质既能使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色,并且化学反应原理不相同的是(  )。

A.乙烯       B.二氧化硫

C.氢气 D.乙烷

【答案】A

2.下列物质不可能是乙烯加成产物的是(  )。

A.CH3CH3  B.CH3CHCl2

C.CH3CH2OH  D.CH3CH2Br

【解析】CH3CH3是乙烯与氢气的加成产物;CH3CHCl2中2个氯原子连在同一个碳原子上,不能由乙烯加成得到。CH3CH2OH是乙烯与水的加成产物;CH3CH2Br是乙烯与溴化氢的加成产物。

【答案】B

3.使1 mol 乙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生取代反应,则两个过程中消耗的氯气的总物质的量是(  )。

A.3 mol    B.4 mol   C.5 mol   D.6 mol

【解析】分析乙烯和氯气的加成反应和甲烷与氯气发生的取代反应的结构变化,不难发现加成所消耗的氯气与双键数之比为1∶1,而取代反应所消耗的氯气与分子中的氢原子数之比为1∶1。1 mol 乙烯中含有碳碳双键1 mol、氢原子4 mol,所以该两个过程中消耗的氯气总物质的量为5 mol 。

【答案】C

4.氯乙烷是一种重要的化工产品。通过如下两个反应均可得到氯乙烷:

①CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl

②CH2CH2+HClCH3CH2Cl

(1)①属于    反应;②属于    反应。?

A.加成    B.取代    C.氧化

(2)你认为采用哪个方案合理?为什么?

【答案】(1)B;A

(2)②方案合理,因为①方案在产生氯乙烷的同时,有大量的副产物产生,反应很难停留在第一步取代上。