高1下册鲁科版化学 3.2.1石油的炼制 乙烯 逐字稿-4,283字

  师:同学们好,今天我们学习的内容是必修二第三章第二节第一课时——石油的炼制 乙烯。本节课学习目标有三个方面:一是了解石油的组成、炼制原理及产物;二是掌握乙烯的结构、性质及应用,这是本节课重点;三是掌握重要的有机反应类型——加成反应。

  (展示海上开采石油的照片)石油我们并不陌生,作为化石燃料,被誉为“工业的血液”,是目前消耗量最大的能源之一,石油化工产物也是许多化工产品的主要原料,综合利用价值极大。那石油从开采到利用经历了怎样的过程呢?下面揭晓。

  石油是一种复杂的混合物,主要由分子中含有不同数目碳原子的烃组成。组成元素主要是碳和氢,质量分数之和可达97% - 98%。接下来请同学们思考两个问题:一是石油开采出来后如何进行分离?原理是什么?

  石油开采出来后,首先进行脱水、脱盐处理,再利用烃类混合物中各种成分沸点不同的特点进行分离。第二个问题,烃类物质的熔沸点有什么规律?

  通常状态下,烃的状态与碳原子数有关。碳原子数在1 - 4之间的烃通常为气态;碳原子数在5 - 16之间的烃通常为液态;碳原子数在16以上的烃通常为固态。由此可见,随着烃分子碳原子数递增,即相对分子质量逐渐增大,烃的熔沸点也逐渐升高。

  利用此规律,在分馏塔中加热液态烃类混合物时,沸点低的烃先汽化,蒸汽经冷凝后变为液体,首先从混合物里分离出来。随着温度升高,沸点较高的烃再汽化,经过冷凝也分离出来。通过这种方式得到的主要产物有石油气(主要是4个碳以下的烃)、汽油(碳原子数在5 - 11之间)、煤油、柴油以及重油等产品,它们广泛应用于人类生产和生活的许多领域。这种用加热和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的分馏产品的方法叫做分馏。但是石油分馏获得的轻质液体燃料产量不够高。为了提高轻质液体燃料的产量和质量,工业上在一定条件下,例如加热、使用催化剂,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃,这种方法称为石油的裂化。例如教材上给出的十六烷的裂化,十六烷是16个碳原子的烷烃,在催化剂、加热的条件下使其碳链从中间断裂,得到8个碳的烷烃辛烷和辛烯。

  该过程主要目的是为了获得汽油等轻质燃油。除此以外,还可以用石油分馏产品(包括石油气)作为原料,采用比裂化更高的温度,使其中相对分子质量较大的烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃。这种加工方法叫做石油的裂解,裂解相当于深度裂化,碳链会进一步断裂,最后可以得到乙烯、丙烯等小分子烃。下面我们将分馏、裂化、裂解三种方法进行对比。

  除了原理、目的和产物不同之外,我们还需要注意分馏的过程属于物理变化,利用的是不同烃沸点不同来进行分离,而裂化和裂解的过程涉及到碳链断裂,属于化学变化。以上就是石油炼制过程中常用的三种方法,学完之后我们需要解决这样两个问题:第一,石油的分馏、裂化、裂解得到的产品是纯净物吗?请同学们思考。

  生:不是。石油分馏、裂化、裂解得到的产品仍然是由各种不同烃组成的混合物。

  师:第二个问题,石油的分馏和裂化都能得到汽油,二者在组成上有什么不同?

  生:由分馏得到的汽油又称直馏汽油,主要成分多为饱和烃,有各种烷烃;而裂化得到的汽油又称裂化汽油,成分中含有较多的不饱和烃,各种烯烃,所以二者在组成上是有区别的。

  师:今天的主角乙烯主要来源于石油裂解气,石油裂解气中乙烯含量比较高。目前世界上已将乙烯的产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志,由此可见乙烯的重要性。紧接着,就让我们一起走进乙烯的世界,去感受它的魅力。

  乙烯是一种无色、稍有气味的气体,难溶于水,密度比空气略小。分子式为C?H?,比乙烷(C?H?)少了两个氢原子。结构式、结构简式以及乙烯的球棍模型如图所示。可以发现乙烯的结构中含有一个碳碳双键。与乙烷的结构进行对比,乙烯的特殊之处正是有一个碳碳双键,碳碳双键的存在决定了乙烯具有一些特殊的性质。

  那乙烯到底具有怎样的性质呢?我们通过教材68页“观察思考”栏目中给出的三个乙烯的性质实验去学习。实验一,点燃纯净的乙烯,观察燃烧时火焰的亮度和颜色。实验二,将乙烯通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中,观察试管内溶液颜色的变化。实验三,将过量的乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中,观察试管内溶液颜色的变化。请同学们认真观看实验视频,并在表格中记录下相应的实验现象。

  (学生观看实验视频记录现象)

  师:通过实验视频可以发现,实验一中乙烯燃烧时火焰明亮并伴有少许黑烟;实验二中乙烯可以使高锰酸钾溶液很快褪色;实验三中乙烯也可以使溴的四氯化碳溶液褪色。由此我们可以得出以下几点乙烯的化学性质:一、乙烯燃烧生成二氧化碳和水,具有可燃性,燃烧时伴有少许黑烟,是因为乙烯的含碳量比较高,燃烧不充分所致。二、乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为乙烯被高锰酸钾氧化成二氧化碳和水,而紫红色的高锰酸根离子被还原为无色的二价锰离子所致。而烷烃例如乙烷则不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不具备这样的性质。请同学们思考这样一个问题,在实验3中,乙烯也使溴的四氯化碳溶液褪色了,那乙烯也是被氧化了吗?请同学们思考一下。

  (展示动画讲解乙烯与溴的反应机理)

  师:通过动画我们发现乙烯与溴反应过程中,乙烯的碳碳双键断裂了,一个键变成了碳碳单键;溴单质中溴 - 溴键断裂,两个溴原子分别连接在双键的两个碳原子上,从而形成了两个碳 - 溴键,生成了1,2 - 二溴乙烷。像乙烯与溴的反应这样,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,叫加成反应。加成反应概括起来一般为“只上不下,加而成之”,指的是加成反应发生时只有原子或原子团连接到双键碳原子上,没有其他原子从有机物中下来,加和在一起生成了产物。

>> 点击阅读全文
《高1下册鲁科版化学 3.2.1石油的炼制 乙烯 逐字稿-4,283字》.docx
将本文下载保存,方便收藏和打印
导出文档