新苏教版选修5化学同步讲义脂肪烃的来源与石油化学工业.docx
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新苏教版选修5化学同步讲义脂肪烃的来源与石油化学工业
第二课时
脂肪烃的来与源石油化学工业
[课标要求]
1．了解脂肪烃的来源。
2．掌握石油的炼制方法。
1.石油主要是由气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物，主要成分是烷烃。
2．依据石油中烷烃沸点的不同，对其加热汽化，按沸点不同分离出不同的馏分，此过程称为石油的分馏。
馏分一般为混合物。
3．石油的裂化是为了提高汽油的产量及质量，裂解是为了获得短链不饱和气态烃，催化重整是为了获取芳香烃。
石油的成分与分馏
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。
2．石油的分馏
（1）原理：
利用烷烃沸点不同，对石油加热，使其汽化，再按沸点的不同，分离出不同的馏分。
（2）分类
常压分馏：
主要产品有石油气、汽油、煤油、轻柴油等。
减压分馏：
主要产品有重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等。
1．石油是纯净物还是混合物？
石油的分馏是化学变化吗？
提示：
石油是由气态烃、液态烃和固态烃组成的混合物。
石油的分馏是物理变化。
2．石油分馏的产品是纯净物还是混合物？
提示：
石油分馏得到的每一馏分主要是由不同沸点范围的烃组成的，属于混合物。
3．减压分馏的原理、目的是什么？
提示：
降低了物质的沸点，可以避免产品在高温下发生分解。
1．常压分馏可以得到的馏分中烃的沸点相对较低，分子中所含碳原子较少；常压分馏中未被蒸发的剩余物质叫做重油，重油中烃的沸点相对较高，分子中含碳原子较多。
2．减压分馏可以得到的馏分中烃的沸点相对较高，分子中所含碳原子较多，即得到润滑油、石蜡等相对分子质量较大的烃。
3．减压分馏的原理是利用外界压强对物质沸点的影响。
外界压强越大，物质的沸点就越高；外界压强越小，物质的沸点就越低。
用降低分馏塔内压强的办法，能使重油的沸点随压强降低而降低。
也就是说，在低于常压下的沸点就可以使重油沸腾，这种过程就是减压
分馏。
1．石油的主要成分是（ ）
①烷烃 ②烯烃 ③炔烃 ④二烯烃 ⑤环烷烃 ⑥芳香烃
A．①②③ B．①②④
C．①③⑤D．①⑤⑥
解析：
选D 石油中含量最多的是烷烃，其次还有环烷烃、芳香烃。
2．我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。
下列关于石油的说法正确的是（ ）
A．石油属于可再生矿物能源
B．石油主要含有碳、氢两种元素
C．石油的分馏是化学变化
D．石油分馏的各馏分均是纯净物
解析：
选B 煤、石油等化石能源属于不可再生能源，A错误；石油的分馏是物理变化，C错误；石油分馏是依据蒸馏原理将石油中各成分按沸点范围进行分离，得到的各馏分是处于某一温度范围内的混合物，D错误。
石油的裂化与裂解
1．裂化与裂解
（1）原理：
使较长碳链的烃在高温下反应生成短碳链烃的方法。
（2）目的：
提高汽油的产量。
（3）分类：
热裂化和催化裂化。
（4）裂解：
同裂化原理相同，由轻质油生产气态烯烃，又称深度裂化。
2．催化重整和加氢裂化
（1）目的：
提高汽油等轻质油的品质。
（2）产品：
催化重整是获得芳香烃的主要途径。
1．为提高轻质燃料油的产量，在石油工业上采用的主要方法是什么？
提示：
催化裂化。
2．石油分馏可得到汽油，石油裂化也得到汽油，怎样区别两种不同方法得到的汽油？
提示：
分馏是物理变化，裂化是化学变化，化学变化的产物中有烯烃生成，可用溴水作试剂鉴别，因发生反应而使溴水褪色的是裂化汽油，而发生萃取的是分馏得到的汽油。
1．石油分馏、裂化和裂解的比较
炼制
方法
分馏
裂化
裂解
原理
用加热和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物
在一定条件下把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃
采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃
主要
原料
经过脱水、脱盐的石油
重油、石蜡
石油分馏产品
主要
产品
石油气、汽油、煤油、柴油、重油及沥青等
高质量的汽油
乙烯、丙烯
主要变
化类型
物理变化
化学变化
化学变化
2．直馏汽油与裂化汽油的区别
（1）原油直接分馏得到的汽油为直馏汽油，重油通过裂化分解可得到裂化汽油，直馏汽油与裂化汽油的区别与比较如下：
主要化学成分
燃烧质量
鉴别方法
直馏汽油
一般是C5～C11的烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定
差，爆震性强
能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油
裂化汽油
含有较多的C5～C11烯烃，性质活泼
好，爆震性弱
（2）直馏汽油可用于萃取剂，而裂化汽油不可用于萃取剂。
裂化汽油中含有碳碳双键，可以与卤素单质发生加成反应。
1．石油裂解的目的是（ ）
A．提高轻质液体燃料的产量
B．主要是提高汽油的产量
C．获得短链不饱和气态烃
D．主要是提高汽油的质量
解析：
选C 石油裂解的目的就是获得碳原子数较少的不饱和烃。
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。
化石燃料的加工
原料
条件/方法
产品
何种变化
石油
常压分馏
石油气、汽油、煤油、柴油等
物理变化
减压分馏
润滑油、石蜡等
物理变化
高温高压
轻质油、气态烯烃（乙烯、丙烯）
化学变化
催化重整
芳香烃
—
天然气
—
甲烷
—
煤
干馏
芳香烃
化学变化
气化或液化
燃料油、化工原料（甲醇等）
化学变化
[特别提醒] 煤的气化，是指煤与H2O在高温下反应生成气态物质，从而转化成清洁的燃料；煤的液化包括直接液化和间接液化，直接液化是使煤与H2作用生成液体燃料；间接液化是先转化为CO和H2，再合成甲醇。
由此判断气化和液化过程均为化学变化。
1．下列说法中，错误的是（ ）
A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
B．含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油
C．天然气的主要成分是甲烷，开采天然气应做到安全规范地操作
D．石油常压分馏得到的是纯净物，减压分馏得到的是混合物
解析：
选D 石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的常压分馏得到汽油、煤油、柴油等；含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油、煤油、柴油等；天然气的主要成分是甲烷，开采天然气必须安全规范地操作，否则易造成井喷事件；石油常压分馏和减压分馏得到的都是混合物。
2．下列说法不正确的是（ ）
A．石油裂解和煤的干馏都是化学变化
B．石油裂解制丙烯属于分解反应
C．煤经过气化和液化等物理变化可以转化为清洁燃料
D．做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸。
如果在沸腾前发现忘记加沸石，应立即停止加热，冷却后补加
解析：
选C C项，煤的气化和液化属于化学变化，错误。
[三级训练·节节过关]
1．下列物质有固定沸点的是（ ）
A．石油 B．汽油
C．煤油D．新戊烷
解析：
选D A、B、C均为混合物，没有固定熔沸点。
而D是纯净物。
2．下列说法不正确的是（ ）
A．石油是混合物
B．石油通过催化重整可获得环状烃
C．石油的分馏发生的是化学变化
D．用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油
解析：
选C 石油是混合物，A正确；石油通过催化重整可获得环状烃，B正确；石油的分馏是物理变化，C错误；分馏汽油不能与溴发生加成反应，无明显现象。
裂化汽油能与溴发生加成反应，使橙色褪去因此用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油，D正确。
3．关于裂解和裂化的叙述不正确的是（ ）
A．裂解与裂化的产物都含有不饱和烃
B．裂解与裂化都是为了得到气态烃
C．裂解与裂化的原料都是石油分馏产品
D．裂解与裂化都是为了得到轻质油
解析：
选BD 裂化就是在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程，裂化的目的是提高轻质油的产量，特别是汽油的产量；裂解是采用更高的温度，使石油分馏产物中的长链烃断裂为短链的不饱和烃的过程。
裂解的主要目的是获得短链不饱和烃。
裂解气的主要成分是乙烯、丙烯、1,3丁二烯等。
4．汽油不仅是最重要的燃料，而且是重要的化工原料，它既可以裂解得到气态化工原料如乙烯等，还可以在催化剂催化下改变分子结构，由链烃变成芳香烃，如己烷变成苯，庚烷变成甲苯，这个变化叫异构化。
请根据以汽油为原料的下列衍变关系，写出相应的化学方程式，在括弧中填反应类型。
（1）________________________________________________________________________；
（2）________________________________________________________________________；
（3）________________________________________________________________________。
解析：
框图中的转化关系为：
（对应课时跟踪检测P83）
一、单项选择题
1．随着国际油价持续上涨，面对能源安全的挑战，美国声称可能动用战略石油储备。
下列有关石油的说法中不正确的是（ ）
A．石油被称为“工业的血液”
B．衡量一个国家石油化工工业水平发展的标志是乙烯的产量
C．石油的主要成分与植物油相同
D．在海洋里航行的油轮发生泄漏时，会对海洋产生严重的污染
解析：
选C 石油主要是各类烃的混合物，植物油主要是高级脂肪酸的甘油酯，两者的成分不同。
2．下列燃料中，不属于化石燃料的是（ ）
A．煤 B．石油
C．天然气D．水煤气
解析：
选D 化石燃料包括煤、石油、天然气。
3．下列石油的分馏产品中，沸点最低的是（ ）
A．汽油B．煤油
C．柴油D．石油气
解析：
选D 石油分馏首先得到的是石油气，这说明石油气的沸点最低。
4．下列关于化石燃料煤、石油和天然气的说法中，不正确的是（ ）
A．石油是多种碳氢化合物的混合物，可据各组分沸点不同进行分馏利用
B．煤的气化、液化是物理变化，煤的干馏是化学变化
C．天然气的主要成分是甲烷
D．酸雨形成的主要原因是含硫化石燃料的大量燃烧
解析：
选B A项，石油是多种烃的混合物，能用分馏的方法获得各种产品，正确；B项，煤的气化和液化，煤的干馏均是化学变化，错误；C项，天然气、沼气等主要成分是甲烷，正确；D项，含硫化石燃料的大量燃烧生成SO2，SO2随雨水下降形成酸雨，正确。
5．下列叙述不正确的是（ ）
A．石油分馏和裂化都能得到汽油产品，但性能有差异
B．石油中通过常压分馏、减压分馏得到的汽油比催化重整后的汽油品质高
C．重油通过裂化可获得大量的轻质油
D．轻质油的裂解也可称为深度裂化，目的是为了获得大量的气态不饱和烃
解析：
选B 石油分馏得到的汽油（直馏汽油）主要是烷烃、苯的同系物等，石油裂化得到的汽油中含有烯烃，A正确；催化重整目的就是为了提高轻质油的品质，B不正确；重油的裂化就是为了解决石油分馏，轻质油产量不高，而采取的补救措施，C正确；D说法正确。
二、不定项选择题
6．下列叙述不正确的是（ ）
A．裂解和裂化均为物理变化
B．加氢裂化的目的是为了提高汽油等轻质油的品质
C．裂化和裂解均是将相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量小的烃的过程
D．实验室蒸馏石油的实验中，冷凝管的水流方向是上方进水下方出水
解析：
选AD A项，裂解、裂化均是化学变化；D项，实验室蒸馏石油的实验中，冷凝管的水流方向是下方进水上方出水，错误。
7．下列物质的说法错误的是（ ）
A．某实验过程中得到一定量的碘水，可用裂化汽油从碘水中萃取出碘
B．石油的成分因产地不同而不同，因此其分馏产物也有所差异
C．常压分馏得到的汽油是混合物，没有固定的沸点
D．乙烯是轻质油裂解的产物，其产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平
解析：
选A A项，裂化汽油中含有不饱和烃，能与碘反应，因此不能用裂化汽油从碘水中萃取出碘，错误。
8．下列说法不正确的是（ ）
A．煤和石油都是混合物
B．石油通过催化重整可获得环状烃
C．煤的干馏和石油的分馏发生的都是化学变化
D．用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油
解析：
选C 由题意知A、B项正确；C项，煤的干馏发生的是化学变化，石油的分馏是物理变化，错误；D项，分馏汽油不能与溴水发生加成反应，但可以萃取溴。
裂化汽油能与溴水发生加成反应，因此用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油，正确。
三、非选择题
9．判断下列说法是否正确。
（1）炼油厂用分馏法生产汽油，其中涉及化学变化（ ）
（2）石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量；石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃（ ）
（3）石油是混合物，其分馏产品汽油为纯净物（ ）
（4）石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯（ ）
（5）煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠（ ）
解析：
（1）分馏是物理变化；（3）汽油是混合物；（4）烯烃应通过裂解获得。
答案：
（1）×
（2）√ （3）× （4）× （5）√
10．石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。
（1）石油分馏时，在不断向__________（填工业设备名称）内投放原料的同时获得产品，该过程为__________操作过程。
（2）石油裂化分为热裂化、__________和加氢裂化，裂化的目的是提高_______________的产量。
（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和__________的含量。
煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒__________进行燃烧的过程。
（4）煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和__________存在下与__________作用生成液体燃料的过程。
解析：
（1）石油分馏在分馏塔中进行；
（2）裂化的目的是提高汽油的产量；（3）煤的洗选是为了降低原煤中灰分和硫分的含量。
煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒，并使全部煤炭颗粒进行燃烧的过程；（4）煤的直接液化是煤在高温和催化剂存在下与氢气作用生成液体燃料的过程。
答案：
（1）分馏塔 连续
（2）催化裂化 轻质燃料油（或汽油） （3）硫 浮动 （4）催化剂 氢气（或H2）
一、单项选择题
1．下列石油的炼制和加工过程中，属于化学变化的是（ ）
①常压分馏 ②减压分馏
③裂化④裂解
A．①②B．①③
C．②③D．③④
解析：
选D 分馏是利用混合物中各组分的沸点不同而分离开的，故属于物理变化。
裂化和裂解均是将烃分子断裂成小分子，有新物质生成，故均属于化学变化。
2．下列关于石油、天然气等资源的说法不正确的是（ ）
A．石油裂解得到的汽油是纯净物
B．石油裂化的主要目的是为了提高轻质液体燃料的产量
C．天然气是一种清洁的化石燃料
D．含C18以上重油经催化裂化可以得到汽油
解析：
选A A项，石油得到的裂化汽油是各种烷烃和烯烃的混合物，错误；B项，通过石油的催化裂化可以得到较多的轻质油，提高轻质液体燃料的产量，正确；C项，天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁的化石燃料，正确；D项，含C18以上的重油经催化裂化可以得到汽油、煤油、柴油等，正确。
3．下列说法不正确的是（ ）
A．石油是由烃组成的混合物
B．①主要发生物理变化
C．②是石油的裂化、裂解
D．③属于取代反应
解析：
选D 石油是由多种烃组成的混合物，A正确；①为石油的分馏，发生物理变化，B正确；石油分馏产品获得气态烃乙烯需经过石油的裂化和裂解，C正确；由乙烯得1,2二溴乙烷发生反应为CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br，属于加成反应，D错。
4．下列变化中，属于化学变化的是（ ）
A．用苯从溴水中萃取溴
B．重油裂化得到轻质燃料油
C．从煤焦油中提取苯、甲苯、二甲苯
D．石油分馏得到汽油、煤油等产物
解析：
选B A项，用苯从溴水中萃取溴为物理变化，错误；B项，重油裂化长链烷烃分解生成短链的烷烃和烯烃，为化学变化，正确；C项，从煤焦油中提取苯、甲苯、二甲苯的方法为分馏，属于物理变化，错误；D项，石油分馏得到汽油、煤油等产物，属于物理变化，错误。
5．关于石油化工综合利用的说法不正确的是（ ）
A．石油的分馏是将相对分子质量较大分子变成相对分子质量较小分子的过程
B．石油裂化可提高汽油、煤油和柴油等轻质油的产量
C．石油分馏、裂化、裂解获得的产品都是混合物
D．石油是工业的血液，但石油化工及其产品也对生态环境产生了不良影响
解析：
选A 石油的分馏为物理变化，裂化过程将相对分子质量较大的烃变成相对分子质量较小的烃，故A不正确。
二、不定项选择题
6．下列关于化石燃料的说法正确的是（ ）
A．石油分馏可获得石油气、汽油、苯及其同系物等
B．石油裂解主要得到乙烯、乙炔等
C．煤含有苯和甲苯，可干馏后获得苯和甲苯
D．煤的液化、气化均属于化学变化
解析：
选BD A项，石油分馏的产物仍是混合物，主要得到汽油、煤油、柴油、石蜡等，一般石油分馏不能得到苯及其同系物，错误；B项，裂解可得到乙烯、乙炔等，正确；C项，煤干馏发生化学变化可得到苯和甲苯，本身不含苯，错误；D项，煤的气化是指在高温下与水接触转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料气CO和H2，液化是指转化成液体燃料甲醇过程，都是化学变化，正确。
7．下图是石油分馏塔的示意图。
a、b、c三种馏分中（ ）
A．a的沸点最高
B．b的熔点最低
C．c的平均相对分子质量最大
D．每一种馏分都是纯净物
解析：
选C 石油分馏得到的每一馏分都是混合物，沸点最低的最先蒸出，故a、b、c三种馏分中a处馏分的熔、沸点最低，c处馏分的熔、沸点最高，由于烃分子间不存在氢键，因此熔、沸点高的馏分对应的平均相对分子质量也大。
8．下列说法错误的是（ ）
石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br
A．石油主要是由烃组成的混合物
B．①主要发生物理变化
C．②包括裂化、裂解等过程
D．③是加成反应，产物名称是二溴乙烷
解析：
选D A项，石油主要是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，正确；B项，①根据石油中各组分沸点的不同，利用分馏的方法把混合物分离开，没有产生新的物质，因此发生的是物理变化，正确；C项，②是以石油分馏的产品为原料，使长链烃断裂为短链的气态不饱和烃的过程，产生了新的物质，因此发生的主要包括裂化、裂解等过程，正确；D项，③是乙烯与Br2发生加成反应，产物名称是1,2二溴乙烷，应该表明溴原子的位置，错误。
三、非选择题
9．石油裂解是一个复杂的过程，其产物为混合物。
例如：
（1）上述烷烃和环烷烃的裂解反应中，产物M的化学式为________，N的化学式为________。
（2）下列关于
的说法正确的是________。
A．可用溴水区别
和
B．等质量的
和
完全燃烧时的耗氧量相同
C.
可与水以任意比互溶
（3）工业上裂解反应的产物都是气态小分子烷烃和烯烃的混合物，将它们逐一分离的方法是________。
解析：
（1）根据化学方程式的配平及质量守恒定律可知M为H2，N为C5H8。
（2）
中含有碳碳双键，可以与溴水发生加成反应，A正确；
比
少两个氢原子，完全燃烧时后者耗氧量多，B错误；
为烃类有机物，难溶于水，C错误。
（3）不同的有机化合物，其沸点不同，所以可以用液化法使其分离。
答案：
（1）H2 C5H8
（2）A
（3）降低温度或液化法分离
10．用天然气、煤、石油可获得多种有机产品。
（1）从天然气获得的CH4可用于制备CHFCl2（氟利昂的一种主要成分），制备方法如下：
CHFCl2
甲为Cl2，反应①的条件是______________，写出乙的结构式______________。
（2）石油通过一定方法可获取汽油，用于获取汽油的方法有______________和_________。
（3）煤干馏可获得煤焦油，煤焦油中可分离出苯，写出由苯制备硝基苯的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：
（1）甲为氯气，这是甲烷和氯气发生取代反应，条件是光照，反应②应是取代反应，
根据目标产物有2个Cl、1个F，因此乙的结构简式：
；
（2）石油通过分馏得到一
部分汽油（直馏汽油），为了得到更多的汽油，往往还需要裂化（裂化汽油），因此获取石油的方法是分馏和裂化；（3）苯和硝酸发生取代反应，硝基取代苯环上氢原子，硫酸作催化剂。
答案：
（1）光照
（2）分馏 裂化
（3）
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