专题3 第一单元 第3课时　脂肪烃与石油化工 学案（含答案）

第3课时　脂肪烃与石油化工
[核心素养发展目标]　1.能从宏观与微观相结合的角度认识石油的组成，理解石油分馏的原理及主要产品的成分。2.通过对烷烃的裂化、裂解原理的分析，认识石油加工的方法，判断石油化工产品的重要应用。
一、石油的分馏
1．石油的物理性质和成分
(1)颜色状态：________色至________色的黏稠液体。
(2)组成：主要是由________、__________和________组成的混合物。其成分主要是________、________、________。
2．天然气的成分
天然气主要成分是________，有些地区的天然气中则含有______、______和______等。
3．石油的分馏
(1)原理：对石油加热，使其汽化，然后按烷烃________的不同，分离出不同的馏分。
(2)分类：分馏根据所需要的馏分不同，可以分为____________和____________。
①常压分馏所得的馏分的主要成分是________________________________等，这些馏分中烃的沸点相对较低，分子中所含碳原子数较少。常压分馏中未被蒸发的剩余物质叫做________。
②减压分馏是利用低压时液体的________降低的原理，使重油中各成分的沸点降低而进行分馏，避免高温下有机物的炭化。减压分馏能把常压分馏得到的重油中的烃进行分离。在压强较低时，重油中的烃会在较低温度下汽化，避免了升高温度带来的使烃分解和损害设备等情况。减压分馏可以得到________________________________等馏分，未被汽化的剩余物质为________。
(1)石油属于可再生矿物能源(　　)
(2)石油只含有碳、氢、氧三种元素(　　)
(3)石油分馏的产品均是纯净物，且都能与溴水发生加成反应(　　)
(4)天然气的主要成分是甲烷，开采天然气应做到安全规范的操作(　　)
(5)石油和天然气是脂肪烃的主要来源，其主要成分为烷烃和烯烃(　　)
(6)石油中含有C5～C12的碳氢化合物，可以通过石油的分馏得到汽油(　　)
分馏与蒸馏的相同点与不同点有哪些？
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1．石油减压分馏的目的是(　　)
A．使高沸点的重油进一步分离
B．得到更多的重油
C．分离得到汽油、煤油等轻质油
D．得到高质量的汽油
2．能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是(　　)
A．点燃，能燃烧的是矿物油
B．测定沸点，有固定沸点的是矿物油
C．加入水中，浮在水面上的是地沟油
D．加入足量氢氧化钠溶液共热，不分层的是地沟油
3．某同学设计了如图装置进行石油的分馏实验，回答下列有关问题：
(1)指出实验装置中仪器A、B、D的名称。
A：____________，B：____________，D：___________________________________。
(2)指出该同学所设计的实验装置中存在的错误，并给予改正。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
二、石油的裂化与裂解
1．石油的裂化
(1)原理：使____________的烃在高温下发生反应生成____________。属于________变化。
(2)目的：_____________________________________________________。
(3)分类：________裂化和________裂化。
(4)裂解：与裂化原理相同，由________生产____________，又称________裂化。裂解的目的：得到以“三烯”(________、________、丁二烯)为主的短链不饱和烃，为石油化工提供原料。其中________的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。
2．催化重整和加氢裂化
(1)目的：提高________________品质。
(2)产品：催化重整是工业上获得________的主要途径。
3．环境保护
石油化工，科学家正在积极探索“________、________”的绿色化学工艺，开发对环境友好的产品、控制设备和仪器。
(1)石油的加工中，催化重整和加氢裂化等工艺主要目的都是为了提高汽油等轻质油的品质(　　)
(2)石油通过常压分馏、减压分馏获得的汽油比催化重整后的汽油品质高(　　)
(3)裂化汽油可以作为萃取碘水的萃取剂(　　)
(4)石油的裂化、裂解和催化重整都是化学变化(　　)
(5)轻质油的裂解也称为深度裂化，目的是获得质量更高的汽油(　　)
1．直馏汽油与裂化汽油都属于汽油，其成分是否一样？
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2．裂化与裂解的原理相同，其目的也相同吗？
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1．下列有关裂化与裂解的叙述正确的是(　　)
A．两者的原料均是石油的分馏产品重油
B．两者都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程
C．两者都是为了得到气态烃
D．前者是为了提高汽油的质量，后者是为了提高汽油的产量
2．2001年国家科技部“863”计划和中国科学院联合启动了“煤制油”重大科技项目，对缓解石油危机有深远的影响，目前比较成熟的两个途径：一是煤制甲醇，二是煤制混合烃。
(1)煤制甲醇进而制乙烯、丙烯的步骤如下，试写出各步反应的化学方程式：
①煤气化生成CO和H2：_______________________________________________________。
②在一定条件下CO和H2合成甲醇：_____________________________________________。
③甲醇在一定条件下合成乙烯：_________________________________________________。
④甲醇在一定条件下合成丙烯：3CH3OH____________________________。
试写出上述转化中的优缺点：
优点：________________________________________________________________________。
缺点：________________________________________________________________________。
(2)煤在一定条件下制混合烃。
首先是将煤转化为“合成气”(CO和H2)，然后在一定条件下合成汽油(混合烃)。
其反应机理如下：
试写出下列反应的总化学方程式：
①H2少时，H2和CO合成CH2==CH2：_______________________________________
________________________________________________________________________。
②H2足量时：____________________________________________________________。
为实现“全合成，零排放”的绿色化学工艺，试提出一条以水和生物可再生燃料(主要元素为C、H、O)为原料生产汽油的合成工艺_________________________________________
________________________________________________________________________。
1．石油炼制的三种工艺比较
石油炼制 的方法 分馏 裂化与裂解 催化重整
常压 减压
主要原料 原油 重油 重油、轻质油 链状烃及环状烃(n≥6)
目的 将原油分离成轻质油 将重油充分分离，并防止炭化 裂化是提高轻质油的产量和质量，裂解生产气态烯烃 获取芳香烃
主要产品 汽油、煤油、轻柴油、重油、石油气 重柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青 汽油、丁二烯、乙烯、丙烯等 、
2.直馏汽油与裂化汽油的区别与鉴别
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～C12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～C12的烯烃，性质活泼 好，爆震性弱
第3课时　脂肪烃与石油化工
一、
1．(1)黄绿　黑褐　(2)气态烃　液态烃　固态烃　烷烃　环烷烃　芳香烃
2．甲烷　乙烷　丙烷　丁烷
3．(1)沸点　(2)常压分馏　减压分馏　①石油气、汽油、煤油、轻柴油　重油　②沸点　重柴油、润滑油、石蜡、燃料油　沥青
正误判断
(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
深度思考
蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或除杂的目的。被蒸馏的混合物中至少有一种组分为液体。各组分沸点差别越大，挥发出的物质越纯。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。常见的实验有蒸馏水的制取。
分馏：对多组分的液体混合物在控温条件下先后、连续进行两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂的目的。常见的实验有石油的分馏。
应用体验
1．A　2.D
3．(1)蒸馏烧瓶　直形冷凝管　锥形瓶
(2)①温度计的水银球位置错误，温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口水平位置　②冷凝管进出水方向错误，应该为“下进上出”
二、
1．(1)较长碳链　短碳链烃　化学　(2)提高汽油、煤油等轻质油的产量　(3)热　催化　(4)轻质油　气态烯烃　深度　乙烯　丙烯　乙烯
2．(1)汽油等轻质油　(2)芳香烃
3．全合成　零排放
正误判断
(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
深度思考
1．不一样。直馏汽油是石油分馏的产物，一般为饱和烃，裂化汽油是石油催化裂化的产物，含有不饱和烃。
2．裂化与裂解的原理相同，但目的不同。裂化的目的是为了提高从石油中得到的汽油等轻质油的产量；裂解的目的是为了得到气态烯烃。
应用体验
1．B　[裂化的原料是重油，产品是汽油；而裂解的原料是轻质油，产品是气态烃。]
2．(1)①C＋H2O(g)CO＋H2　②CO＋2H2CH3OH　③2CH3OHCH2==CH2↑＋2H2O　④CH2==CH—CH3＋3H2O　可以实现“无污染、零排放”，对环境友好　煤气化会耗费大量能源，是用一种资源替换另一种资源
(2)①2CO＋4H2CH2==CH2＋2H2O　②8CO＋17H2C8H18＋8H2O