高中化学专题8有机化合物的获得与应用第1单元第2课时石油炼制乙烯教案苏教版必修2

第2课时石油炼制乙烯发展目标体系构建1.认识有机化合物的组成和结构对乙烯性质的影响。

2．能运用化学符号正确表示乙烯的组成和反应。

3．能运用结构模型描述或解释乙烯的性质。

一、石油炼制1．石油的成分石油是一种重要的化石燃料，其组成元素主要是碳和氢，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。

石油中含多种液态烃，并溶有少量的气态和固态烃。

2．石油炼制(1)实验室模拟蒸馏石油实验操作在250 mL蒸馏烧瓶中加入100 mL石油和一些沸石(或碎瓷片)，按图示装置进行实验，分别收集60～150 ℃、150～300 ℃温度段的馏分。

实验装置装置分析(1) 蒸馏烧瓶中加入沸石(碎瓷片)的目的是防止液体沸腾过于剧烈(或防止液体暴沸)。

(2)冷凝管中冷却水的流向从下往上的目的是使冷却水流方向与馏分气流方向相反，冷却效果好。

(3)温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处，水银球上缘与支管口下缘相平，目的是测量从支管口流出的气体的温度。

(4)给蒸馏烧瓶加热时要垫上石棉网，目的是使蒸馏烧瓶受热均匀。

加热石油时，沸点低的成分先汽化，经冷凝后收集，沸点较高的成分随后汽化、冷凝，这样不断操作，能使沸点不同的成分(馏分)逐步分离出来。

这一过程在石油工业中是在分馏塔内进行的，称为石油分馏。

装置如下图所示。

微点拨：石油分馏得到的各种馏分都是混合物，各馏分含有沸点相近的若干种烃，各种烃分子中含有的碳、氢原子数各不相同。

随着馏分中烃分子含有的碳原子数增加，碳链增长，相对分子质量增大，它们的沸点也逐渐升高。

(3)石油的裂化与裂解名称定义目的裂化在一定条件下，把相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成相对分子质量较小、沸点较低的烃提高石油分馏产品中低沸点的汽油等轻质油的产量和质量裂解在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃获得碳原子数更小的烃类作基本有机化工原料微点拨：石油的裂化、裂解均是化学变化，而石油的分馏是物理变化。

二、乙烯1．乙烯的结构(1)分子表示方法分子式电子式结构式结构简式分子模型球棍模型空间填充模型C2H4CH2===CH2(2)空间结构分子结构立体构型乙烯为平面结构，2个碳原子和4个氢原子共面(1)氧化反应(2)加成反应①乙烯通入溴的CCl 4溶液或溴水中，现象是溶液褪色，其化学方程式为CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2Br —CH 2Br ，产物名称为1,2­二溴乙烷。

②写出CH 2===CH 2与H 2、HCl 、H 2O 反应的化学方程式CH 2===CH 2＋H 2――→催化剂△CH 3—CH 3，CH 2===CH 2＋HCl ――→催化剂CH 3CH 2Cl ， CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂高温、高压CH 3CH 2OH 。

(3)加成反应的定义：有机物分子中双键(或三键)连接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。

(4)饱和烃与不饱和烃：烷烃是饱和的碳氢化合物。

碳原子所结合的氢原子数小于饱和烃里的氢原子数的碳氢化合物属于不饱和烃。

不饱和烃除了含有碳碳双键的烯烃外，还有含碳碳三键的炔烃。

三、乙炔 1．组成与结构乙炔是最简单的炔烃，分子式为C 2H 2，乙炔分子中四个原子都在同一条直线上。

乙炔的球棍模型和空间填充模型如下：2．乙炔的加成反应加成反应是不饱和碳碳键所具有的特征反应，乙炔也可以发生加成反应。

例如，乙炔与足量溴的四氯化碳溶液反应，分子中碳碳三键中有两个键可以断裂发生加成反应，每个碳原子与两个溴原子结合，生成新的物质。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)蒸馏时温度计的水银球应插入液体中。

(×)(2)冷凝管中冷却水从上口进水下口出水。

(×) (3)乙烯的化学性质比乙烷活泼。

(√) (4)乙烯双键中的一个键可以断裂，容易发生加成反应和取代反应。

(×)2．有关乙烯的下列叙述： ①乙烯溶于水后可得乙醇 ②乙烯能发生加聚反应③乙烯能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 ④乙烯是无色、难溶于水的气体； 其中正确的是( ) A ．只有② B ．①和③ C ．②和③D ．②③④D [乙烯需在一定条件下与水加成才能得到乙醇。

]3．氯乙烷是一种重要的化工产品。

以下两个反应均可得到氯乙烷： ①CH 3CH 3＋Cl 2――→光照CH 3CH 2Cl ＋HCl ②CH 2===CH 2＋HCl ――→催化剂△CH 3CH 2Cl(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副产物生成探究乙烯的化学性质(素养养成——宏观辨识与微观探析)某研究性小组为了探究石蜡油(液态烷烃混合物)分解产物中有乙烯存在，设计如下实验方案：将浸透了石蜡油的石棉放置在硬质试管的底部，试管中加入碎瓷片，给碎瓷片加强热，石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面，发生反应后，将得到的气体混合物通入盛有某试剂的试管中加以验证(装置如图所示)。

[问题1] 怎样设计实验证明乙烯的存在？[提示] 将产生的气体产物通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中或通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中。

[问题2] 验证该气体混合物中含有乙烯的实验现象是怎样的。

[提示] 酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去或溴的四氯化碳溶液的橙红色褪去。

1．乙烯与酸性高锰酸钾溶液的反应(1)乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应时，碳碳双键被破坏，乙烯被氧化为二氧化碳，酸性高锰酸钾溶液被还原，生成无色的Mn2＋。

(2)应用：酸性高锰酸钾溶液可用于鉴别乙烷和乙烯，但不能用于除去乙烷中的乙烯。

2．乙烯加成反应的示意图(以乙烯与溴加成为例)1．能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是( )A．乙烯分子里碳氢原子个数比为1∶2B．乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等C．乙烯容易与溴水发生加成反应，且1 mol乙烯完全加成消耗1 mol溴单质D．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色C[碳与氢的原子个数比为1∶2的还有其他物质(如)，故A项错；B项也是只能证明乙烯分子中n(C)∶n(H)＝1∶2，不符合题意；加成反应只有含不饱和键时才能发生，且n(C2H4)∶n(Br2)＝1∶1，所以乙烯必含碳碳双键，且只含一个碳碳双键，C项正确；D项中，含碳碳双键的物质能使酸性KMnO4溶液褪色，但被酸性KMnO4氧化而褪色的物质并不一定都含碳碳双键，故D项不能确定乙烯分子中是否含有碳碳双键。

]2．由乙烯的结构和性质推测丙烯(CH2===CH—CH3)的结构和性质正确的是( )A．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．不能在空气中燃烧C．能使溴的四氯化碳溶液褪色D．与HCl在一定条件下能发生加成反应并只得到一种产物C[丙烯与乙烯都含有碳碳双键结构，性质有相似之处。

丙烯同样能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错；丙烯与乙烯的元素组成是相同的，可以燃烧，B错；丙烯也能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应，C正确；乙烯与HCl加成只生成一种产物一氯乙烷，但是CH2===CH—CH3与HCl加成，由于氯原子连接的位置有两种情况，加成产物也应该有两种，即CH2Cl—CH2—CH3和CH3—CHCl—CH3，它们互为同分异构体，而不是同一物质，D错。

]某学校化学兴趣小组的同学学习乙烯后对乙烯的催熟作用产生了浓厚的兴趣。

他们积极思考，想要利用实验室中的药品进行验证。

可以选用的药品有乙烯、KMnO4固体、青苹果。

实验设计如下：实验1：集气瓶中放入青苹果，在空气中盖上玻璃片；实验2：集气瓶中放入青苹果，通入一定量的乙烯；实验3：集气瓶中放入青苹果，瓶底放少量KMnO4固体，通入一定量的乙烯。

实验4：集气瓶中放入青苹果，瓶底放少量KMnO4固体。

[问题1] 根据所学知识预测4个实验中青苹果成熟最快的是实验2，成熟最慢的是实验4。

(素养角度——宏观辨识与微观探析)[问题2] 思考实验中KMnO4固体的作用是什么？(素养角度——宏观辨识与微观探析) [提示] 与乙烯反应，通过乙烯减少后青苹果的成熟时间变长，证明乙烯有催熟作用。

1．下列关于石油的说法不正确的是( )A．石油主要含C、H两种元素B．石油通过催化重整可得到环状烃C．石油裂化是物理变化D．石油分馏得到的汽油是混合物C[石油裂化是化学变化。

]2．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 ．乙烯可作香蕉等水果的催熟剂D ．乙烯双键中的一个键可以断裂，容易发生加成反应和取代反应D [乙烯分子中的双键有一个易断裂，使得乙烯容易发生加成反应；乙烯并不容易发生取代反应。

]3．下列有关说法不正确的是( )A ．由乙烯分子的组成和结构推测含一个碳碳双键的单烯烃通式为C n H 2nB ．乙烯的电子式为C ．烯烃与烷烃中碳碳键不完全相同D ．C 3H 6的分子结构可以是CH 2===CHCH 3和B [乙烯分子的C 与C 之间共用2对电子。

] 4．下列关于乙烯和乙烷的说法中不正确的是( ) A ．乙烯的结构简式为CH 2CH 2，乙烷的结构简式为CH 3CH 3B ．乙烯分子中所有原子处于同一平面上，乙烷分子则为立体结构，原子不都在同一平面上C ．乙烯分子中含有碳碳双键，乙烷分子中含有碳碳单键，双键不如单键稳定，导致乙烯的性质比乙烷活泼D ．乙烯分子中因含有不饱和键，导致乙烯能使酸性KMnO 4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色 A [乙烯的结构简式为CH 2===CH 2。

乙烯分子中的碳碳双键易断裂，导致乙烯比乙烷活泼，乙烷中的碳碳单键稳定，致使乙烷不能使酸性KMnO 4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。

]5．(1)丙烯(CH 3CH===CH 2)能使酸性KMnO 4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色，其中，与酸性KMnO 4溶液发生的是________(填反应类型，下同)反应；与溴发生的是________反应。

(2)一种能使溴水褪色的气态烃，标准状况下，5.6 L 该气态烃的质量为10.5 g ，完全燃烧时生成16.8 L 二氧化碳和13.5 g 水，则该烃的分子式为________。

[解析] (1)丙烯分子中碳碳双键中的一个键易断裂，因此它易被酸性KMnO 4溶液氧化，能与溴发生加成反应。

(2)能使溴水褪色，说明含有不饱和键。

标准状况下，5.6 L 该气态的烃的物质的量n (烃)＝ 5.6 L 22.4 L·mol －1＝0.25 mol ，则该烃的摩尔质量为10.5 g 0.25 mol＝42 g·mol －1，其相对分子质量为42。