人教版高中化学第二册必修石油的分馏(1)

石油的分馏(1)

●教学目标

1.常识性介绍石油的分馏及其产品和用途；

2.使学生了解石油的裂化和裂解；

3.使学生了解我国石油化工发展的概况，对学生进行爱国主义教育。

●教学重点

石油的分馏原理

●教学难点

石油的分馏和蒸馏的区别与联系。

●课时安排

一课时

●教学方法

1.实验演示石油的分馏原理；

2.通过相关资料介绍激发学生的兴趣和增强学习的自信心和责任感；

3.通过启发、诱导、设疑、自学讨论等方法使学生了解石油的炼制措施和原理。

●教学用具

投影仪、石油分馏塔模型、铁架台、蒸馏烧瓶、冷凝器、酒精灯、石棉网、锥形瓶、原油等。

●教学过程

［引言］在二十世纪九十年代，在中东地区爆发了名为“沙漠风暴”的海湾战争，以美国为首的盟国部队对伊拉克进行了严厉的军事打击；另一方面美国和沙特两国保持特殊的“友好”关系；直到现在美国在中东地区仍驻扎着大量的军队，牢牢地控制着海湾的局势。为什么美国会投入大量的兵力把持中东的局势呢？其中一个最主要的原因就是即将学习的主题之一——石油。

［板书］第六节石油的分馏

［师］在日常生活中我们常见的一些交通工具如汽车、摩托车、飞机、拖拉机等，它们的发动机中的燃料常用的有哪些？

［生］有汽油、柴油、煤油等。

［问］这些燃料来自于哪里？

［生］石油的炼制产品。

［实物展示］原油

［师］从棕黑粘稠的原油到各种燃料产品汽油、柴油等涉及的是石油的炼制。

［板书］一、石油的炼制

［设疑］请同学们回忆在生物课和地理课的学习中石油是如何形成的？石油中主要含有哪些元素？

［板书］1.石油的组成和成分

［学生活动］回忆、讨论并回答石油的形成过程：各种有机物特别是低等动植物如藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉的缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊等地下，经过许多物理化学作用，最后逐渐形成为石油。石油中含有碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素。

［师］石油中的这些元素主要以烷烃、环烷烃、芳香烃等形式存在。所以石油应该是纯净物还是混合物？

［生］混合物。

［师］由混合物组成的原油可直接利用的价值不高，为了提高其利用率，必须将石油中

的各成分进行一定程度的分离，使它们各尽其用。那么请同学们根据以前所学的知识思考，烃的沸点的高低主要取决于什么？石油是否有固定的熔沸点？

［生］烃分子沸点的高低主要取决于烃分子内碳原子的多少，碳原子数越多沸点将越高，反之越低。当然石油是混合物，因此没有固定的熔、沸点。

［师］那么对于沸点不同的互溶液体混合物应当如何分离呢？

［学生活动］分组讨论、分析应利用各成分的不同沸点，将混合物加热蒸馏而将其分离。

［师］工业上就是利用蒸馏原理将石油中的各成分加以分离，称之为石油的分馏，分馏所得的各种产品称为馏分。

［板书］2.石油的分馏

［演示实验5—11］(由两名学生协作操作)依照教材图5—23组装仪器，在蒸馏烧瓶中加入100 mL 石油，再加入几片碎瓷片，点燃酒精灯加热，分别收集60℃～150℃和150℃～300℃时的馏分，前者有一股汽油味，为汽油，后者有一股煤油味，为煤油。

［设疑］实验室制备乙烯时的加热装置与蒸馏石油的装置有何异同？

［生］制乙烯和蒸馏石油都用到了碎瓷片，目的都是为了防止液体暴沸的，也都用到了温度计，但温度计水银球的位置不同，制乙烯时温度计放在了反应液中，而蒸馏石油时，水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处。

［问］冷凝管中的水流方向为什么要下进上出？

［生］不清楚。

［师］这主要是利用了逆流热交换原理，从而使馏分充分得到冷却，那么，石油经过分馏后得到的产品是纯净物吗？

［生］思考：纯净物应该有固定的沸点，而实验中所得馏分的沸点是在60℃～150℃和150℃～300℃的范围内的，故应该是混合物。

［师］所以说汽油、煤油等产品也是混合物。

［模型展示］石油分馏塔模型

［问］实验室中的蒸馏和工业上的分馏有何异同？

［生］观察模型、分析，回答：实验室蒸馏和工业分馏的原理相同，目的也是相同的。装置精度不同，蒸馏只有一个出口，而分馏有多个出口。

［问］从石油分馏塔的各个出口出来的馏分，随出口的高低不同有何不同？

［生］根据蒸馏原理和教材图5—24回答：易挥发的沸点较低、较轻的馏分先出来，一定在最高处，也就是说分馏塔中出口越低，分馏出的馏分的沸点越高，越重。

［师］通过常压下的分馏，即常压分馏，只能得到一些沸点较低的馏分，降低了石油的利用率，工业上常采用减压分馏将重油分离成各种沸点的馏分如沥青、燃料油、柴油等。

［生］参照图5—24理解常压分馏和减压分馏的区别。

［板书］(1)常压分馏

(2)减压分馏

［过渡］通过分馏而获得的各种轻质油如：汽油、煤油、柴油等的产量是较低的，只占到石油总量的四分之一左右，而社会需求量大的正是这些轻质油，那么如何得到更多的轻质油，又如何实现提高石油利用率的目标呢？工业上主要通过石油的裂化和裂解来实现。

［板书］3.石油的裂化和裂解

［设疑］什么叫石油的裂化？什么叫裂解？二者有何区别？

［学生活动］自学、分组讨论，回答：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。裂解是石油生产过程中，以比裂化更高的温度，使石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙炔、丙烯等短链烃的加工过程，可见裂解比裂化更彻底。

［生］石油的常压分馏和减压分馏是物理变化，而石油的裂化和裂解是化学变化。 ［问］经石油直接分馏而得的汽油称为直馏汽油，那么如何鉴别直馏汽油和裂化汽油？ ［生］石油分馏得到的汽油其主要成分为短链烃，是饱和烃，而经重油裂化得到的汽油是饱和和不饱和的短链烃的混合物，所以可以用溴水或酸性KMnO 4溶液区别之，若褪色为裂化汽油，若不褪色为直馏汽油。

［过渡］在建国初期，西方国家曾断言中国是一个贫油国，那么我国究竟贫油还是富油？我国的地质学家李四光经过科学探测回答了这个问题，我国不仅不贫油，而且石油储量丰富。“铁人”王进喜就是石油战线上的一面旗帜。那么，我国石油工业的状况究竟如何呢？下面就来看看我国石油化工发展的概况。

［板书］二、我国石油化工发展的概况

［投影显示］百年石化：踏破荆棘与强争锋(内容详见备课资料) ［生］观看资料，了解我国石油的发展概况。

［投影练习］丁烷催化裂化时，碳碳键按两种方式断裂生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷的裂化率为90%，又知裂化生成的两种烯烃质量相等，试求裂化后得到的混合气体中相对分子质量最小的气体的体积分数。

［思路分析］据题意，丁烷按下列两种方式裂化：C 4H 10→CH 4+C 3H 6 C 4H 10→C 2H 6+C 2H 4

令生成两烯烃各42 g ，则n (C 3H 6)=n (CH 4)=1 mol n (C 2H 4)=n (C 2H 6)=28

42

=1.5 mol ，则

未裂化的丁烷为：

%

905

.11 －2.5=0.28 mol ，