苏教版 (2019)选择性必修3第一单元 脂肪烃的性质及应用第2课时学案

这是一份苏教版 (2019)选择性必修3第一单元 脂肪烃的性质及应用第2课时学案，共8页。学案主要包含了学习目标，合作探究，学习情境，新知生成，核心突破，归纳总结，方法技巧，课堂小结等内容，欢迎下载使用。

1.能从化学角度描述石油的分馏、石油的裂化与裂解等石油炼制的基本工艺,说明脂肪烃、芳香烃与石油化工的关系。
2.通过联系实际,认识石油产品在生产生活中的应用。能从绿色发展视角对石油化工工艺进行评估。
3.理解并应用烃的燃烧规律。
【合作探究】
【学习情境】
石油化学工业是国民经济的重要支柱之一,它是以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的工业。石油经过炼制可以得到石油产品,主要包括各种燃料油、润滑油以及液化石油气、石油焦炭、石蜡、沥青等。对一些石油产品进行进一步或多步化学加工可以获得石油化工产品,主要包括乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等基本化工原料以及大约200多种有机化工原料和合成原料等。
任务1 石油化工
【新知生成】
1.石油的成分
主要是由气态烃、 和固态烃组成的混合物。其成分主要是 和环烷烃,有的含 。
2.石油的分馏
(1)原理:利用烷烃 的不同,对石油加热,使其汽化,然后再按沸点的不同,分离出不同的馏分。
(2)分类:
① :可得到碳原子数较少、沸点较低的石油气、汽油、煤油、轻柴油等馏分。
② :可得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馏分。
3.石油的裂化
(1)原理:使 的烃在高温下反应生成 的烃的方法。属于 变化。
(2)目的:提高 的产量。
(3)分类:热裂化和催化裂化。
4.石油的裂解
(1)原理:同裂化原理相同,由轻质油生产 ,又称深度裂化。
(2)目的:得到以乙烯、丙烯、丁二烯为主的短链不饱和烃。
5.石油的催化重整
催化重整是获得 的主要途径。
6.环境保护
对于石油化工,科学家正在积极探索“ 、 ”的绿色化学工艺。
【答案】1.液态烃 烷烃 芳香烃 2.(1)沸点 (2)常压分馏 减压分馏
3.(1)长碳链 短碳链 化学 (2)汽油、煤油等轻质油
4.(1)气态烯烃 5.芳香烃 6.全合成 零排放
【核心突破】
典例1 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
【答案】D
【解析】石油的分馏是物理变化,石油的裂化和裂解是化学变化,D项错误。
典例2 下列液体分别和溴水混合并充分振荡,静置后分为两层,且水层、油层均为无色的是( )。
A.裂化汽油 B.四氯化碳
C.NaOH溶液 D.直馏汽油
【答案】A
【解析】裂化汽油含有不饱和烃,和溴水发生加成反应生成无色不溶于水的物质,所以分层,水层、油层均为无色,所以A项正确。四氯化碳萃取溴,水层为无色,有机层为橙红色,B 项错误;Br2和NaOH溶液反应,生成NaBr和NaBrO,液体无色不分层,C项错误;直馏汽油与溴不反应,可萃取溴,水层为无色,油层为橙红色,D项错误。
【归纳总结】
1.石油的加工及主要产品
2.石油加工工艺中除石油分馏外都属于化学变化。
3.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。
训练1 石油炼制过程中,既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是( )。
A.蒸馏B.分馏
C.裂解D.催化裂化
【答案】D
【解析】分馏可得到汽油、煤油、柴油、沥青等,裂解主要得到乙烯、丙烯,裂化是把碳链长的碳原子多的变成碳链短的碳原子少的烃,主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量。
训练2 对图示“石蜡油(液态烷烃混合物)催化分解”的实验说法不正确的是( )。
A.碎瓷片作催化剂
B.酸性高锰酸钾溶液褪色
C.石蜡油分解产生的不饱和烃一定是乙烯
D.若试管中盛放溴的四氯化碳溶液,发生的是加成反应
【答案】C
【解析】该实验中碎瓷片作催化剂,A项正确;裂解反应生成短链、气态的烷烃和烯烃,烯烃可与高锰酸钾发生氧化还原反应而使高锰酸钾溶液褪色,B项正确;石蜡油经催化裂解后获得小分子的烷烃和烯烃混合物,但烯烃不一定指的是乙烯,C项错误;不饱和烯烃可以与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,D项正确。
任务2 烃的燃烧规律
【新知生成】
1.烃完全燃烧前后气体体积变化规律
烃完全燃烧的通式:
CxHy+x+y4O2xCO2+y2H2O
(1)燃烧后温度高于100℃,即水为气态时ΔV=V后-V前=y4-1。
①y=4时,ΔV=0,反应后气体总体积不变(y=4的烃有甲烷、乙烯、丙炔等);
②y>4时,ΔV>0,反应后气体总体积增大;
③y<4时,ΔV<0,反应后气体总体积减小。
(2)燃烧后温度低于100℃,即水为液态时ΔV=V前-V后=1+y4,总体积减小。
2.烃完全燃烧时耗氧量规律
(1)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧时,其耗氧量的大小取决于x+y4的值,其值越大,耗氧量越多。
(2)等质量的烃完全燃烧,其耗氧量大小取决于该烃分子中氢的质量分数,其值越大,耗氧量越多。
(3)最简式相同的烃,不论它们以何种比例混合,只要总质量一定,完全燃烧时所消耗的氧气为定值。
【核心突破】
典例3 两种气态烃以任意比例混合,在105 ℃时,1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体的体积仍是10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是( )。
A.CH4、C2H4B.CH4、C3H4
C.C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H6
【答案】D
【解析】据题意,T>100 ℃(水为气态),在此状况下气态烃充分燃烧,混合气体的总体积始终为10 L(未变),即ΔV=0,故两种气态烃分子中的平均氢原子数为4;又因为两种气态烃是以任意比例混合的,故两种烃分子中含氢原子数均为4。
典例4 等质量的下列各烃分别完全燃烧,耗O2量最少的是( )。
A.C3H8B.CH4
C.C2H2D.C2H4
【答案】C
【解析】等质量的烃完全燃烧,其耗氧量大小取决于该烃分子中氢的质量分数,其值越小,耗O2量越少,C2H2中氢的质量分数最小,耗O2量最少。
【方法技巧】
1.烃完全燃烧时,无论水是气态还是液态,燃烧前后气体体积变化都只与烃分子中的氢原子数有关,而与烃分子中的碳原子数无关。
2.若烃分子的组成中碳、氢原子个数比为1∶2,则完全燃烧后生成的二氧化碳和水的物质的量相等。
训练3 分子式为CH4、C2H4、C2H2、C6H6、C5H10的烃。
(1)质量相同时,耗氧量最多的是 (填分子式,下同),生成CO2最多的是 ,生成H2O最多的是 。
(2)物质的量相同时,耗氧量最多的是 ,生成CO2最多的是 ,生成H2O最多的是 。
(3)与同质量丙烯生成CO2的量一定相等的是 ,比丙烯生成CO2多的是 ,比丙烯生成CO2少的是 。
(4)在足量O2中燃烧,恢复到原状况(120℃),混合气体总体积大于原混合气体的是 ,混合气体总体积等于原混合气体的是 ,混合气体总体积小于原混合气体的是 。
【答案】(1)CH4 C2H2、C6H6 CH4 (2)C6H6、C5H10 C6H6 C5H10 (3)C2H4、C5H10 C2H2、C6H6 CH4
(4)C6H6、C5H10 CH4、C2H4 C2H2
【解析】(1)烃CxHy完全燃烧时,质量一定,y/x值越大,耗氧越多,C%越大生成CO2越多,H%越大生成H2O越多。(2)物质的量一定时,x+y4值越大,耗氧越多,x越大生成CO2越多,y越大生成H2O越多。(3)烯烃的C%一定,生成CO2的量一定相等的是烯烃,多的是炔烃,少的是烷烃。(4)120 ℃燃烧前后体积不变的是氢原子数为4的烃,大于4体积变大,小于4体积变小。
训练4 下列各组中的两种物质各1 ml,分别燃烧时,需要氧气的量相等的是( )。
①乙烯、乙醇 ②乙烯、乙烷 ③ 正丁烷、异丁烷 ④ 苯、苯甲酸 ⑤乙炔、乙醛
A. ①④⑤ B.②③⑤
C.①②③④⑤ D.①③④⑤
【答案】D
【解析】①乙醇的分子组成可表示为C2H4(H2O),所以1 ml乙醇就是1 ml C2H4的消耗氧气的量,二者相等;②乙烯和乙烷碳原子数相等,分子组成中氢原子越多消耗氧气的量越多,所以1 ml乙烯和乙烷耗氧量不同,后者大于前者;③正丁烷和异丁烷是同分异松体,分子式相同,所以1 ml物质完全燃烧耗氧量相同;④苯甲酸可以表示为C6H6(CO2),所以两者耗氧量完全相同;⑤乙醛可以表示为C2H2(H2O),所以两者耗氧量完全相同。
【课堂小结】
【随堂检测】
1.石油是一种重要能源,人类正面临着石油短缺、油价上涨的困扰。以下解决能源问题的方法不当的是( )。
A.用木材作燃料 B.用液氢替代汽油
C.开发风能 D.开发地热能
【答案】A
【解析】化石能源不能再生,乱砍伐树林,不仅导致水土流失、温室效应加剧,而且破坏生态环境,弊大于利,只有开发新能源,利用绿色能源才是正道。
2.下列物质不能用于萃取溴水中的溴的是( )。
①直馏汽油 ②裂化汽油 ③酒精 ④己烷
A.①②B.②③C.②④D.③④
【答案】B
【解析】裂化汽油含有烯烃等可以与溴发生加成反应,酒精与水互溶,二者均不可萃取溴水中的溴,B项正确。
3.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.石油裂化的原料是石油分馏产品,包括石油气
C.石油裂化的主要目的是获得更多汽油等轻质油
D.石油裂解的原料是石油分馏产品,包括石油气
【答案】B
【解析】石油裂化的主要目的是获得更多汽油等轻质油,原料是重油,不包括石油气。
4.石油主要由烷烃、环烷烃和各种芳香烃组成,石油通过分馏、裂化可得直馏汽油和裂化汽油。现有直馏汽油和裂化汽油各一瓶。
(1)请从下列试剂中选择最合理的试剂予以区别。所选试剂是 (填字母)。
A.NaOH溶液 B.乙醇 C.溴水
(2)加入所选试剂后,直馏汽油中观察到的现象是 ,裂化汽油中观察到的现象是 。
【答案】(1)C (2)液体分层,溴水褪色,上层油层呈橙色 分层,油层、水层均无色
【解析】(2)汽油可萃取溴,裂化汽油中含有不饱和链烃,可与溴发生加成反应生成无色溴代烃。分类
主要产品
分馏
常压分馏
石油气、汽油、煤油、柴油等
减压分馏
润滑油、石蜡等
裂化
热裂化、催化裂化
轻质油、气态烃
裂解
—
气态烃
催化重整
—
芳香烃