苏教版高中化学必修2第一单元第二课时石油炼制 乙烯.docx

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苏教版高中化学必修2第一单元第二课时石油炼制乙烯

第二课时

石油炼制　乙烯

[课标要求]

1．知道石油炼制方法（分馏、催化裂化、裂解）、目的及其主要产品。

2．知道乙烯的分子结构特点和性质。

3．会书写乙烯等物质发生加成反应的化学方程式。

1.石油炼制的方法有分馏、催化裂化和裂解。

石油的分馏是物理变化，石油的裂化、裂解是化学变化。

2．乙烯的结构与性质：

（1）乙烯分子是平面形结构，分子中2个C原子与4个H原子共平面；

（2）乙烯能使溴水褪色（加成反应），也能使酸性KMnO4溶液褪色（氧化反应）。

3．乙炔的结构与性质：

（1）乙炔分子是直线形结构，分子中2个C原子与2个H原子在同一直线上；

（2）乙炔能使溴水褪色（加成反应），也能使酸性KMnO4溶液褪色（氧化反应）。

石油的炼制

1．石油的分馏

（1）实验室蒸馏石油

①实验装置：

②注意事项：

③实验现象及结论：

（2）石油的分馏

2．石油的裂化

（1）目的：

为了提高从石油得到的汽油等轻质油的产量和质量。

（2）原理：

用石油分馏产品为原料，在加热、加压和催化剂存在下，使相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。

（3）举例（十六烷的裂化）。

化学方程式：

C16H34C8H18＋C8H16。

3．石油的裂解

（1）原理

以比裂化更高的温度使石油分馏产物中的长链烃断裂为乙烯、丙烯等气态短链烃的过程。

（2）目的

获得乙烯、丙烯等气态短链烃，为石油化工提供原料。

1．石油裂化的目的是什么？

石油裂解的目的是什么？

提示：

石油裂化的主要目的是为了提高轻质油（特别是汽油）的产量；石油裂解的主要目的是为了得到气态短链烃（特别是乙烯），作化工原料。

2．石油的分馏、催化裂化、裂解分别属于哪种变化类型？

提示：

分馏属于物理变化，催化裂化、裂解属于化学变化。

3．如何区分裂化汽油和直馏（分馏得到）汽油？

提示：

能使溴的CCl4溶液褪色的是裂化汽油，不褪色的是直馏汽油。

1．石油分馏、裂化、裂解的比较

石油炼制

的方法

分馏

裂化

裂解

原理

用蒸发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

在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为乙烯、丙烯等小分子的烃

主要原料

原油

重油、石蜡

石油分馏产品（包括石油气）

主要产品

石油气、汽油、煤油、柴油、重油、沥青等

优质汽油

乙烯、丙烯等

主要变化类型

物理变化

化学变化

化学变化

2.直馏汽油和裂化汽油的区别

石油分馏、裂化所生产的汽油分别叫做直馏汽油和裂化汽油，二者的区别如下：

获得方法

主要化学成分

鉴别方法

直馏汽油

原油直接分馏，物理变化

C5～C12的烷烃、环烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定

能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油

裂化汽油

重油催化裂化，化学变化

C5～C12的烷烃、烯烃、二烯烃等，性质活泼

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．分馏　　　　　　　　　B．裂解

C．分馏和裂解D．催化裂化

解析：

选D　分馏可以得到不同沸点范围的产物；裂解是把长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃；催化裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量和质量，特别是提高汽油的产量。

2．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　石油经加热后从下部进入分馏塔中，随着气体的上升温度逐渐降低，沸点高的馏分首先冷凝从下部流出，越往上馏分沸点越低，故a处馏分沸点最低，A错误；b处馏分熔点介于a、c之间，B错误；C处的平均相对分子质量是最大的，C正确；而石油分馏的馏分中都含有不同碳原子数的烃，所以石油的馏分都是混合物，D错误。

乙烯的分子结构与性质

1．乙烯的分子结构

（1）分子结构

分子式

电子式

结构式

结构简式

分子模型

球棍模型

比例模型

C2H4

CH2===CH2

（2）空间结构

图示

空间结构

乙烯为平面结构，2个碳原子和4个氢原子共平面

　　2.乙烯的化学性质

（1）氧化反应

（2）加成反应

①概念：

有机物分子中双键（或叁键）两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。

②与Br2、H2、HX、H2O等的反应：

3．乙烯的用途

（1）乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。

（2）在农业生产中用作植物生长调节剂。

[特别提醒]　鉴别乙烯与乙烷可以使用溴水或酸性KMnO4溶液，但除去乙烷中的乙烯气体不能使用酸性KMnO4溶液（因为乙烯被氧化的产物CO2会混入乙烷中），应使用溴的CCl4溶液。

1．如何鉴别乙烷和乙烯两种气体？

提示：

将气体分别通入溴水或酸性KMnO4溶液中，能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是乙烯，不褪色的是乙烷。

2．工业上用乙烯和水反应制取乙醇，是利用了乙烯的什么性质？

提示：

乙烯分子中含有碳碳双键，在一定条件下能与水发生加成反应。

1．对乙烯加成反应的理解

（1）乙烯可以与溴水在不需要其他条件下发生加成反应使溴水褪色，而甲烷与纯溴在光照条件下发生取代反应，与溴水不反应。

（2）乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色与使酸性KMnO4溶液褪色的原理不同，前者发生的是加成反应，后者发生的是氧化反应。

（3）制取氯乙烷应用乙烯和HCl的加成反应而不能用乙烷与Cl2的取代反应。

因为乙烯与HCl的加成产物只有一种，而乙烷与Cl2的取代产物是多种氯代烃的混合物。

2．乙烯的特征反应及应用

（1）乙烯的两个特征反应：

①能使溴水褪色（加成反应）；

②能使酸性KMnO4溶液褪色（氧化反应）。

（2）鉴别甲烷和乙烯的方法：

①通入溴水中，褪色的为乙烯；

②通入酸性KMnO4溶液中，褪色的为乙烯；

③点燃时，火焰明亮并伴有黑烟的为乙烯。

（3）除去甲烷中混有乙烯的方法：

溴水或溴的四氯化碳溶液，不能使用酸性KMnO4溶液。

1．下列关于乙烯的叙述中，不正确的是（　　）

A．乙烯的化学性质比乙烷活泼

B．乙烯燃烧时，火焰明亮，同时伴有黑烟

C．乙烯因与溴水发生氧化反应而使其褪色

D．乙烯双键中的一个键可以断裂，容易发生加成反应

解析：

选C　乙烯使溴水褪色是发生加成反应，乙烯使酸性KMnO4溶液褪色是发生氧化反应。

2．下列说法不正确的是（　　）

A．乙烯发生加成反应时，双键中的一个键断裂

B．乙烯分子中6个原子共平面

C．乙烯使溴水褪色与使酸性KMnO4溶液褪色的原理相同

D．在一定条件下，乙烯能与氢气发生加成反应

解析：

选C　乙烯分子中6个原子共平面，分子中含碳碳双键，其中一个键易断裂，故乙烯化学性质较活泼，能与溴水中的Br2及H2发生加成反应，易被酸性KMnO4溶液氧化而

使之褪色，A、B、D正确，C错误。

乙炔的分子结构与性质

1．分子结构

分子式

电子式

结构式

结构简式

球棍模型

比例模型

C2H2

2.化学性质

（1）氧化反应

（2）加成反应

化学方程式：

1．写出乙炔的结构简式，乙炔分子中的四个原子在同一直线上吗？

提示：

CH≡CH；在同一直线上。

2．怎样鉴别乙炔和乙烷？

提示：

能使溴水或溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液褪色的气体是乙炔，不能使三者褪色的气体是乙烷。

乙烷、乙烯、乙炔的结构和性质及鉴别方法的比较

名称

乙烷

乙烯

乙炔

分子式

C2H6

C2H4

C2H2

结构简式

CH3—CH3

CH2===CH2

CH≡CH

结构特点

碳碳单键，碳原子饱和

碳碳双键，碳原子不饱和，平面形分子

碳碳叁键，碳原子不饱和，直线形分子

所属烃类通式

CnH2n＋2（n≥1）

CnH2n（n≥2）

CnH2n－2（n≥2）

取代反应

卤代

－

－

加成反应

不能发生

能够与H2、X2、HX、H2O发生加成反应

能够与H2、X2、HX、H2O发生加成反应

氧化反应

酸性KMnO4溶液不褪色

酸性KMnO4溶液褪色

酸性KMnO4溶液褪色

燃烧产生淡蓝色火焰

燃烧火焰明亮，带黑烟

燃烧火焰很明亮，带浓烈的黑烟

鉴别

溴水不褪色或酸性KMnO4溶液不褪色

溴水褪色或酸性KMnO4溶液褪色

溴水褪色或酸性KMnO4溶液褪色

1．下列关于乙炔性质的叙述中，既不同于乙烯又不同于乙烷的是（　　）

A．能燃烧生成二氧化碳和水

B．能发生加成反应

C．能使酸性KMnO4溶液褪色

D．能与氯化氢反应生成氯乙烯

解析：

选D　乙烷、乙烯、乙炔均能燃烧生成二氧化碳和水；乙烯、乙炔中均含有碳碳不饱和键，既能与Br2、H2等物质发生加成反应，又能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色；乙炔能与氯化氢加成生成氯乙烯，乙烷与氯化氢不反应，乙烯与氯化氢加成生成氯乙烷，故选项D符合题意。

2．

（1）CH3CH3与溴水________（填“能反应”或“不反应”），与溴蒸气在光照时反应生成一溴代物的化学方程式为

________________________________________________________________________。

（2）乙烯、乙炔通入足量溴水中的化学方程式分别为________________________、________________________________________________________________________。

答案：

（1）不反应

CH3CH3＋Br2CH3CH2Br＋HBr

（2）CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br

CH≡CH＋2Br2―→CHBr2CHBr2

[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列物质，不可能是乙烯加成产物的是（　　）

A．CH3CH3　　　　　　　B．CH3CHCl2

C．CH3CH2OHD．CH3CH2Br

解析：

选B　乙烯加成是断开双键中的一个键，分别在双键两端的碳原子上连接一个原子或原子团，如果去掉加上去的成分应恢复为乙烯的结构。

选项中只有B不符合这一要求。

2．下列反应属于加成反应的是（　　）

A．CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl

B．CH2===CH2＋3O22CO2＋2H2O

C．CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH

D．CH3CH2CH2CH3C2H4＋C2H6

解析：

选C　A为取代反应，B为氧化反应，D为裂解。

3．下列关于乙烯的说法正确的是（　　）

A．分子中的6个原子在同一平面上

B．通常状况下，是易溶于水的气体

C．与酸性高锰酸钾溶液的反应是加成反应

D．不能发生燃烧反应

解析：

选A　A项，乙烯是平面分子，分子中的6个原子在同一平面上，正确；B项，通常状况下，乙烯在水中的溶解度不大，错误；C项，乙烯与酸性高锰酸钾溶液的反应是氧化反应，错误；D项，乙烯能在空气中燃烧，错误。

4．关于石油的说法中，不正确的是（　　）

A．石油是混合物，主要是各种液态的碳氢化合物，其中溶有气态和固态的碳氢化合物

B．常压分馏得到的汽油是混合物，没有固定的沸点

C．裂化是化学变化，裂解是物理变化

D．裂化的目的是得到轻质油

解析：

选C　石油的成分主要是液态烃，其中溶有气态烃和固态烃，A正确；石油常压分馏得到的汽油主要为含有C5～C11的液态烃，它是混合物，没有固定的沸点，B正确；裂解是更深度的裂化，裂化是化学变化，裂解也是化学变化，C不正确；裂化得到轻质油，尤其得到汽油，裂解得到乙烯、丙烯等化工原料，D正确。

5．根据乙烯的性质填空：

（1）乙烯通入酸性KMnO4溶液中观察到的现象是__________________________

____________________，乙烯发生了________反应。

（2）乙烯通入溴的CCl4溶液中观察到的现象是__________________________________

________________________________________________________________________。

乙烯发生了________反应，化学方程式为______________________________________

________________________________________________________________________。

（3）为了安全，点燃乙烯前应________，乙烯燃烧时的实验现象是________________________________________________________________________。

化学方程式为_________________________________________________________。

解析：

CH2===CH2能被酸性KMnO4溶液氧化，能燃烧，能与Br2发生加成反应。

答案：

（1）酸性KMnO4溶液褪色　氧化

（2）溴的CCl4溶液褪色　加成

CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br

（3）检验纯度　火焰明亮伴有黑烟

CH2===CH2＋3O22CO2＋2H2O

1．下列物质中，不能和乙烯发生加成反应的是（　　）

A．H2　　　　　　　　　B．H2O

C．KMnO4D．Br2

解析：

选C　KMnO4与乙烯发生的是氧化还原反应。

2．乙烯可通过石油裂解获得。

下列有关乙烯性质的说法错误的是（　　）

A．在常温常压下为液体

B．能使酸性KMnO4溶液褪色

C．可以在空气中燃烧

D．能使溴的CCl4溶液褪色

解析：

选A　A项，在常温常压下乙烯为气体，错误；B项，乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，正确；C项，可以在空气中燃烧，正确；D项，与溴发生加成反应，能使溴的CCl4溶液褪色，正确。

3．下列关于有机物的说法正确的是（　　）

A．乙烯的分子式为CH2===CH2

B．甲烷结构简式为CH4

C．乙炔的结构简式为C2H2

D．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色说明它具有漂白性

解析：

选B　A项应为C2H4；C项C2H2是乙炔的分子式，其结构简式应为CH≡CH；D项乙烯发生了氧化反应，无漂白性。

4．下列反应中，属于加成反应的是（　　）

A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色

B．将四氯化碳滴入溴水中，振荡后水层接近无色

C．乙烯使溴水褪色

D．甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色变浅

解析：

选C　A项，乙烯使酸性KMnO4溶液褪色发生的是氧化反应，错误；B项，将四氯化碳滴入溴水中，振荡后水层接近无色属于萃取，错误；C项，乙烯与溴水发生加成反应而使溴水褪色，正确；D项，甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色变浅，属于取代反应，错误。

5．下列说法错误的是（　　）

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以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C．石油裂解是为了获得更多化工原料，如乙烯、丙烯等

D．汽油是烃的混合物，煤油、柴油是由烃构成的纯净物

解析：

选D　选项A中，石油是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，含有C5～C11的烷烃，通过石油分馏就可以得到汽油、煤油等分馏产品；选项B中，使含C18以上的固态烃的长链分子断裂就可以得到汽油，使长链烃分子断裂为C5～C11烷烃的过程采用催化裂化的方法；选项C中，裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、丁二烯等作化工原料；选项D中，石油是烃的混合物，石油分馏产品汽油、煤油、柴油等仍是烃的混合物。

6．将CH4和C2H4的混合气体15g通入盛有足量溴水的容器中，溴水的质量增加了7g，则混合气体中CH4和C2H4的体积比为（　　）

A．1∶2B．2∶1

C．3∶2D．2∶3

解析：

选B　CH4不与溴水反应，与溴水反应的是C2H4，因此溴水增加的7g即为混合气体中C2H4的质量，其物质的量n（C2H4）＝＝0.25mol，n（CH4）＝＝0.5mol，V（CH4）∶V（C2H4）＝n（CH4）∶n（C2H4）＝2∶1。

7．下列说法错误的是（　　）

A．无论是乙烯与Br2的加成反应，还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，都与分子内含有碳碳双键有关

B．溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷

C．相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量相同

D．乙烯不易发生取代反应

解析：

选C　乙烯发生加成反应和氧化反应的过程中碳碳双键都参与反应，A项正确；乙烯能与溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液反应，但是乙烷不能，故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙烷，B项正确；乙烯和甲烷中氢的质量分数不同，故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量不同，C项错误；乙烯分子中含有碳碳双键，易发生加成反应，不易发生取代反应，D项正确。

8．使1mol乙烯与氯气完全发生加成反应，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，则两个过程中消耗氯气的总物质的量最多为（　　）

A．3molB．4mol

C．5molD．6mol

解析：

选C　CH2===CH2＋Cl2―→CH2Cl—CH2Cl，1mol产物中含4mol氢原子，则取代时消耗4molCl2，因此1mol乙烯在与Cl2反应（加成反应和取代反应）的过程中共消耗Cl25mol。

9．下面是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生C2H4并检验C2H4性质的实验，完成下列各问题。

（1）B中溶液褪色，是因为乙烯被____________________________________________。

（2）C中发生反应的化学方程式：

______________________________________________。

（3）在D处点燃时必须进行的操作是____________________________________________。

解析：

（1）乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，是因为乙烯发生了氧化反应，把KMnO4还原而使之褪色。

（2）C中发生反应为CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br。

（3）在点燃可燃性气体前应先检验纯度。

答案：

（1）氧化

（2）CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br

（3）检验乙烯的纯度

10．请回答实验室分馏石油的有关问题：

（1）实验室分馏石油的正确操作顺序是E→____→____→A→____→____→G。

A．连接接液管

B．装入碎瓷片和石油，塞上带温度计的塞子

C．检查装置气密性

D．连接冷凝管及进出水管

E．在铁架台上放酒精灯，固定好铁圈，放上石棉网

F．固定好蒸馏烧瓶

G．加热

（2）以下是石油分馏的装置图，试指出有关仪器的名称：

A________；B________。

（3）图中有______处错误。

（4）分馏石油得到的各个馏分都是________（填“混合物”或“纯净物”）。

解析：

（1）按组装仪器的顺序从下到上，从左到右，连接好装置后，先检验装置气密性，再装入碎瓷片和石油进行蒸馏，即顺序为E→F→D→A→C→B→G。

（2）A为蒸馏烧瓶，B为冷凝管。

（3）①温度计水银球的位置错误，应与蒸馏烧瓶支管口下沿平齐；②蒸馏烧瓶下没垫石棉网，加热时会受热不均而炸裂；③冷凝管中冷凝水的流向错误，冷水应从下方进，上方出。

共有3处错误。

（4）石油分馏得到的各个馏分为烃类物质的混合物。

答案：

（1）F　D　C　B　

（2）蒸馏烧瓶　冷凝管　（3）3　（4）混合物

1．制取一氯乙烷最好采用的方法是（　　）

A．乙烷和氯气反应

B．乙烯和氯气反应

C．乙烯和氯化氢反应

D．乙烯和氢气反应后再和氯气反应

解析：

选C　乙烯和氯化氢反应的唯一产物是一氯乙烷，没有副产物。

2．下列反应中属于加成反应的是（　　）

①CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH

②H2＋Cl22HCl

④CH3—CH3＋Cl2CH3—CH2Cl＋HCl

A．①②B．②③

C．①③D．②④

解析：

选C　乙烯和水的反应属于加成反应，①正确；H2和Cl2的反应属于化合反应，②错误；COCH3H分子里有一个不饱和碳原子，而另一个不饱和原子是氧原子，它们构成的原子团为CO，所以反应的实质是氢分子里的氢原子跟CO里的不饱和原子直接结合，属于加成反应，③正确；④是烷烃的取代反应，错误。

3．由乙烯推测丙烯与溴水反应时，对反应产物的叙述正确的是（　　）

A．CH2Br—CH2—CH2Br

B．CH3—CHBr—CH3

C．CH3—CH2—CHBr2

D．CH3—CHBr—CH2Br

解析：

选D　烯烃与溴发生加成反应时，两个不饱和碳原子上各加一个溴原子，故丙烯与溴水反应的产物是CH3—CHBr—CH2Br，D项符合题意。

4．能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是（　　）

A．乙烯分子里碳氢个数比为1∶2

B．乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等

C．乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，且1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴

D．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色

解析：

选C　碳氢个数比为1∶2，是对乙烯组成的分析，而不是证明碳碳双键存在的事实；B选项与A选项实质是一样的，根据生成CO2和H2O的物质的量相等，也只能推断出碳氢个数比为1∶2；C选项，加成反应是不饱和烃的特征性质，1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴，说明乙烯分子中含有一个碳碳双键；D选项，能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征，不能说明乙烯分子中只含有一个碳碳双键。

5．乙炔分子CHCH加成可以得到CH2CHCCH（乙烯基乙炔），该物质是合成橡胶的重要原料。

下列对该物质的判断中错误的是（　　）

A．该物质既是CH2===CH2的同系物，又是CH≡CH的同系物

B．该物质既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴水褪色

C．该物质与足量的氢气加成后，只能生成一种物质

D．该物质的分子中所有原子共平面

解析：

选A　该物质既含

。

与乙烯、乙炔的结构均不相同，不是它们的同系物；该分子结构决定该物质既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴水褪色；该物质与足量的氢气加成后，只能生成一种物质即丁烷；该物质的分子相当于CH2CH2分子中的一个H原子被CCH代替，而CCH为直线形，则分子中所有原子共平面，故B、C、D正确，A错误。

6．如图是某种有机物分子的球棍模型图。

图中的“棍”代表单键或双键，不同大小的“球”代表三种不同的短周期元素的原子。

对该有机物的叙述不正确的是（　　）

A．该有机物可能的分子式为C2HCl3

B．该有机物的分子中一定有

键

C．该有机物分子中的所有原子在同一平面上

D．该有机物可以由乙烯和氯化氢加成反应得到

解析：

选D　据球棍模型知该有机物可为C2HCl3，A正确；据碳的成键特点知B正确；类比C2H4的结构知C正确；若为C2H4与HCl加成则产物为C2H5Cl，不符合成键情况。

7．某种物质的结