第二课时 脂肪烃与石油化工
学习目标 1.知道石油、天然气是脂肪烃的主要来源。2.了解石油的分馏、裂化、裂解、重整等化学工业。
一、石油的分馏
1.石油的物理性质和组成
(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 和环烷烃,有的含芳香烃。
2.天然气的成分
天然气的主要成分是 ,有的地区的天然气中则含有 、丙烷和 等。
3.石油的分馏
(1)原理:石油汽化不同的馏分,属于 变化。
(2)分类
①常压分馏
②
1.如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
2.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
二、石油的裂化与裂解
1.石油的裂化
(1)原理:使 的烃在高温下反应生成 来获得较多的轻质油和气态烯烃的方法,属于 变化。
(2)目的:提高 等轻质油的产量。
(3)分类: 裂化(不使用催化剂)和催化裂化(使用催化剂)。
(4)常见裂化反应
C16H34 ;
C8H18 ;
C8H16 。
2.石油的裂解
(1)原理:同裂化原理相同,由轻质油生产 ,又称 裂化。
(2)目的:得到以“三烯”(乙烯、丙烯、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。
3.催化重整和加氢裂化
(1)目的:提高 等轻质油品质。
(2)产品:催化重整是获得 的主要途径。
4.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.关于石油化工,下列说法不正确的是 ( )
A.通过石油的分馏可以得到汽油、煤油、柴油等产品
B.石油进行裂化的主要目的是提高汽油的产量
C.石油裂解的主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气体,因为它们是重要的化工原料
D.石油的裂化、分馏、裂解等都是化学变化
2.下列叙述不正确的是 ( )
A.天然气和沼气的主要成分都是甲烷,燃烧天然气较环保
B.石油通过常压分馏、减压分馏得到的汽油比催化重整后的汽油品质高
C.重油通过裂化可获得大量的轻质油
D.轻质油的裂解也可称为深度裂化,目的是为了获得大量的气态不饱和烃
3.某同学设计了如下装置进行石油的蒸馏实验,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。
。
【题后归纳】 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、含直链烷烃的石油分馏产品(含石油气) 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,并防碳化 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 溶剂油、汽油、煤油、轻柴油、重油、石油气 润滑油、重柴油、石蜡、沥青 汽油、丁二烯、乙烯、丙烯等 、
1.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法不正确的是 ( )
A.脂肪烃来源于石油、天然气、煤等
B.石油的分馏产品都能与溴水发生加成反应
C.石油催化裂化及裂解可得到较多的轻质油和气态烯烃
D.天然气是高效清洁燃料,其主要成分是甲烷
2.下列关于石油的说法中,不正确的是 ( )
A.石油是混合物,除含烷烃外,还可能含有环烷烃和芳香烃
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,裂解不是化学变化
D.裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料
3.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
4.下列说法正确的是 ( )
A.石油是混合物,汽油是纯净物
B.沸点:汽油>煤油>柴油>润滑油
C.直馏汽油和裂化汽油成分完全相同
D.石油的分馏是物理变化过程,而裂化和裂解属于化学变化过程
第二课时 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
2.甲烷 乙烷 丁烷 3.(1)物理 (2)①汽油 煤油 轻柴油
②较低 重柴油 润滑油 石蜡 燃料油
对点训练
1.C [分馏是根据物质沸点的不同进行物质分离的一种方法,但石油的分馏产物往往都是混合物,D不正确;在分馏过程中沸点低的首先被分离出来,沸点低的馏分在最高处,A、B错误;其沸点高低顺序为c>b>a,而相对分子质量越大,沸点越高,C正确。]
2.A [石油分馏有常压分馏和减压分馏两种,减压分馏的目的是使高沸点的重油进一步分离。]
二、
1.(1)长碳链 短碳链烃 化学 (2)汽油、煤油 (3)热
(4)C8H18+C8H16 C4H10+C4H8 C5H10+C3H6 2.(1)气态烯烃 深度 (2)乙烯 3.(1)汽油 (2)芳香烃
4.全合成 零排放
对点训练
1.D [石油的分馏是物理变化,石油的裂化和裂解是化学变化。]
2.B [天然气和沼气的主要成分都是CH4,天然气中含硫元素的量很少,所以天然气在空气中燃烧,产生SO2污染物的量也少,A正确;催化重整的目的就是为了提高轻质油的品质,B不正确;重油的裂化就是为了解决石油分馏轻质油产量不高而采取的补救措施,C正确;D说法正确。]
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”
课堂达标训练
1.B [石油的主要成分是1~50个碳原子的烷烃、环烷烃或芳香烃,因此石油的分馏产品都不能与溴水发生加成反应。]
2.C
3.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。]
4.D [石油、汽油都是混合物;沸点:汽油<煤油<柴油<润滑油;直馏汽油多为饱和烃,而裂化汽油含有不饱和烃,两者组成上不完全相同;石油的分馏是利用各组分沸点的不同进行分离的过程,是物理变化过程,而裂化和裂解是将较长碳链的烃转化为短碳链烃,是化学变化过程。](共47张PPT)
第一单元 脂肪烃的性质及应用
第二课时 脂肪烃与石油化工
专题3
石油化工的基础物质|
|烃
1.知道石油、天然气是脂肪烃的主要来源。
2.了解石油的分馏、裂化、裂解、重整等化学工业。
学习目标
一、石油的分馏
二、石油的裂化与裂解
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
一、石油的分馏
对点训练
1.石油的物理性质和组成
(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______和环烷烃,有的含芳香烃。
黄绿
黑褐
气态烃
液态烃
固态烃
烷烃
2.天然气的成分
天然气的主要成分是______,有的地区的天然气中则含有______、丙烷和______等。
甲烷
乙烷
丁烷
物理
(2)分类
汽油
煤油
轻柴油
较低
重柴油
润滑油
石蜡
燃料油
1.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 分馏是根据物质沸点的不同进行物质分离的一种方法,但石油的分馏产物往往都是混合物,D不正确;在分馏过程中沸点低的首先被分离出来,沸点低的馏分在最高处,A、B错误;其沸点高低顺序为c>b>a,而相对分子质量越大,沸点越高,C正确。
C
2.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
解析 石油分馏有常压分馏和减压分馏两种,减压分馏的目的是使高沸点的重油进一步分离。
A
二、石油的裂化与裂解
对点训练
1.石油的裂化
(1)原理:使________的烃在高温下反应生成__________来获得较多的轻质油和气态烯烃的方法,属于______变化。
(2)目的:提高____________等轻质油的产量。
(3)分类:热裂化(不使用催化剂)和催化裂化(使用催化剂)。
(4)常见裂化反应
长碳链
短碳链烃
化学
汽油、煤油
C8H18+C8H16
C4H10+C4H8
C5H10+C3H6
2.石油的裂解
(1)原理:同裂化原理相同,由轻质油生产__________,又称深度裂化。
(2)目的:得到以“三烯”(乙烯、丙烯、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。
气态烯烃
乙烯
3.催化重整和加氢裂化
(1)目的:提高______等轻质油品质。
(2)产品:催化重整是获得________的主要途径。
4.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。
汽油
芳香烃
全合成
零排放
1.关于石油化工,下列说法不正确的是 ( )
A.通过石油的分馏可以得到汽油、煤油、柴油等产品
B.石油进行裂化的主要目的是提高汽油的产量
C.石油裂解的主要目的是为了获得乙烯、丙烯等气体,因为它们是重要的化工原料
D.石油的裂化、分馏、裂解等都是化学变化
解析 石油的分馏是物理变化,石油的裂化和裂解是化学变化。
D
2.下列叙述不正确的是 ( )
A.天然气和沼气的主要成分都是甲烷,燃烧天然气较环保
B.石油通过常压分馏、减压分馏得到的汽油比催化重整后的汽油品质高
C.重油通过裂化可获得大量的轻质油
D.轻质油的裂解也可称为深度裂化,目的是为了获得大量的气态不饱和烃
解析 天然气和沼气的主要成分都是CH4,天然气中含硫元素的量很少,所以天然气在空气中燃烧,产生SO2污染物的量也少,A正确;催化重整的目的就是为了提高轻质油的品质,B不正确;重油的裂化就是为了解决石油分馏轻质油产量不高而采取的补救措施,C正确;D说法正确。
B
3.某同学设计了如下装置进行石油的蒸馏实验,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。
。
蒸馏烧瓶
直形冷凝管
锥形瓶
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”
【题后归纳】 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、含直链烷烃的石油分馏产品(含石油气) 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,并防碳化 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 溶剂油、汽油、煤油、轻柴油、重油、石油气 润滑油、重柴油、石蜡、沥青 汽油、丁二烯、乙烯、丙烯等 、
课堂达标训练
1.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法不正确的是 ( )
A.脂肪烃来源于石油、天然气、煤等
B.石油的分馏产品都能与溴水发生加成反应
C.石油催化裂化及裂解可得到较多的轻质油和气态烯烃
D.天然气是高效清洁燃料,其主要成分是甲烷
解析 石油的主要成分是1~50个碳原子的烷烃、环烷烃或芳香烃,因此石油的分馏产品都不能与溴水发生加成反应。
B
2.下列关于石油的说法中,不正确的是 ( )
A.石油是混合物,除含烷烃外,还可能含有环烷烃和芳香烃
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,裂解不是化学变化
D.裂化的目的是得到轻质油,裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料
C
3.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
解析 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。
B
4.下列说法正确的是 ( )
A.石油是混合物,汽油是纯净物
B.沸点:汽油>煤油>柴油>润滑油
C.直馏汽油和裂化汽油成分完全相同
D.石油的分馏是物理变化过程,而裂化和裂解属于化学变化过程
解析 石油、汽油都是混合物;沸点:汽油<煤油<柴油<润滑油;直馏汽油多为饱和烃,而裂化汽油含有不饱和烃,两者组成上不完全相同;石油的分馏是利用各组分沸点的不同进行分离的过程,是物理变化过程,而裂化和裂解是将较长碳链的烃转化为短碳链烃,是化学变化过程。
D
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.3 000多年前,我们祖先发现石油,古书记载“泽中有火”,且《梦溪笔谈》第一次记载了石油的用途,并预言“此物必大行于世”。下列说法不正确的是( )
A.石油主要是由烷烃和烯烃组成的混合物
B.“泽中有火”是指地下流出石油溢到水面而燃烧
C.石油可通过常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油等
D.石油通过裂化和裂解可得到轻质油和气态烯烃
A
解析 石油主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物,不含有烯烃,A错误;“泽中有火”是指地下的石油流出,在水面上燃烧,B正确;石油可通过利用烷烃的沸点不同进行常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油等,C正确;石油裂化可得到更多的轻质油,裂解可得到气态烯烃等化工原料,D正确。
2.下列叙述不正确的是 ( )
A.裂解和裂化均为化学变化
B.加氢裂化的目的是为了提高汽油等轻质油的品质
C.石油分馏的各馏分属于混合物
D.实验室蒸馏石油的实验中,冷凝管的水流方向是上方进水下方出水
解析 D项,实验室蒸馏石油的实验中,冷凝管的水流方向是下方进水上方出水,错误。
D
3.下列关于化石燃料的加工说法正确的是 ( )
A.石油裂化主要得到乙烯
B.石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油
C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉煤气
D.煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径
解析 催化裂化的目的是得到轻质液体燃料汽油,A项错误;石油分馏是物理变化,B项错误;煤隔绝空气加强热主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉煤气,C项正确;煤制煤气有新物质一氧化碳和氢气生成,是化学变化,D项错误。
C
4.含有6个碳原子的链状烷烃,经催化裂化可生成的烷烃最多有 ( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
C
5.近年来我国部分地区陆续发现了“毒油”,所谓“毒油”是指混有汽油的食用油,不宜食用。下列有关说法正确的是 ( )
A.汽油是纯净物,有固定的沸点
B.汽油只能由石油分馏得到
C.可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油
D.汽油中烃分子内所含碳原子数为5~12
解析 汽油为碳原子数5~12的烃的混合物,它可通过石油的分馏或裂化制得,汽油能与植物油混溶。
D
6.下列物质的说法错误的是 ( )
A.某实验过程中得到一定量的碘水,可用裂化汽油从碘水中萃取出碘
B.石油的成分因产地不同而不同,因此其分馏产物也有所差异
C.常压分馏得到的汽油是混合物,没有固定的沸点
D.乙烯是轻质油裂解的产物,其产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平
解析 A项,裂化汽油中含有不饱和烃,能与碘反应,因此不能用裂化汽油从碘水中萃取出碘,错误。
A
7.下列说法错误的是 ( )
A.石油主要是由烃组成的混合物
B.①主要发生物理变化
C.②包括裂化、裂解等过程
D.③是加成反应,产物名称是二溴乙烷
D
解析 石油的主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃等的混合物,即石油主要是由烃组成的混合物,故A正确;分馏是利用液体沸点不同进行分离的,所以分馏属于物理变化,故B正确;裂化、裂解等过程是把大分子的烃转化为小分子烃,过程中有乙烯生成,所以②包括裂化、裂解等过程,故C正确;乙烯与溴加成生成CH2BrCH2Br,所以③是加成反应,CH2BrCH2Br的名称为1,2-二溴乙烷,故D项错误。
8.已知裂化汽油与直馏汽油的主要成分如下表:
为使溴从溴水中萃取出来,可选用萃取剂,下列物质因与溴发生加成反应而不能作为萃取剂的是 ( )
A.酒精 B.直馏汽油 C.裂化汽油 D.四氯化碳
解析 选择萃取剂应注意:(1)与原溶液中溶剂不互溶;(2)溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,同时不能与被萃取物质发生反应。裂化汽油中的烯烃能与Br2发生加成反应,C项符合题意。
C
裂化汽油 直馏汽油
烷烃、烯烃 烷烃、环烷烃、芳香烃
9.(2024·河南博爱一中高二月考)煤、石油、天然气在日常生活和国民经济中占有极为重要的地位,下列说法正确的是(提示:原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比) ( )
A.汽油和乙烯都是石油分馏的产品
B.煤的干馏是目前实现煤的综合利用的唯一途径
C.天然气除了作燃料之外,还可用于合成氨和生产甲醇
D.石油工业产品丙烯可用于合成高分子化合物,但原子利用率低
C
解析 汽油是石油分馏产品,乙烯为石油裂解产品,故A错误;煤的综合利用的途径包括煤的干馏、气化和液化,故B错误;天然气主要成分为甲烷,可用作燃料,工业上可用于合成氨和生产甲醇,故C正确; 丙烯通过加聚反应合成聚丙烯等高分子化合物,加聚反应原子利用率为100%,故D错误。
10.丁烷催化裂化时,碳链按两种方式断裂,生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷的分解率为90%,且裂化生成的两种烯烃的物质的量相等,那么裂化所得气体中密度最小的气体在混合气体中占的体积百分含量约为 ( )
A.24% B.30% C.40% D.19%
A
11.(2024·江苏无锡市北中学高二段测)某同学采用下列实验装置模拟工业制乙烯,并探究乙烯的主要化学性质。(已知烃类不与碱反应)回答下列问题:
C8H16
H2C==CH2
(2)B装置中的实验现象可能是 ,写出反应的化学方程式: , 其反应类型是 。
(3)C装置中可观察到的现象是 ,反应类型是 。
(4)查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳。根据本实验中装置_______(填装置序号)中的实验现象可判断该资料是否真实。
(5)通过上述实验探究,检验甲烷和乙烯的方法是 (填序号,下同);除去甲烷中乙烯的方法是 。
A.气体通入水中 B.气体通过盛溴水的洗气瓶
C.气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 D.气体通过氢氧化钠溶液
橙色(或橙黄色)褪去
CH2==CH2+Br2→BrCH2—CH2Br
加成反应
紫色(或紫红色)褪去
氧化反应
D
BC
B
解析 (2)乙烯含有碳碳双键,能够与溴发生加成反应而使溴水褪色,所以B装置中的实验现象可能是橙色(或橙黄色)褪去,反应的化学方程式为CH2==CH2+Br2→ BrCH2—CH2Br,其反应类型是加成反应;(3)C装置中乙烯被酸性高锰酸钾氧化,其实验现象是紫色褪去,其中发生反应的反应类型是氧化反应;(4)查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳,根据二氧化碳和澄清石灰水是否有沉淀生成来分析,因此根据本实验中装置D中的实验现象可判断该资料是否真实;(5)通过题述实验探究可知,检验甲烷和乙烯的方法可用酸性高锰酸钾或溴水反应,现象都为溶液褪色,因此为BC;由于酸性高锰酸钾溶液能够把乙烯氧化为二氧化碳,溴水与乙烯发生加成反应生成液态油状物,所以除去甲烷中乙烯的方法是用溴水,因此为B。
B级 素养培优练
12.关于裂解和裂化的叙述不正确的是( )
A.裂解与裂化的产物都含有不饱和烃
B.裂解与裂化都是为了得到气态烃
C.裂解与裂化的原料都是石油分馏产品
D.裂解与裂化都是化学变化,但两者的目的不同
B
解析 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。裂化的目的是提高轻质油的产量,特别是汽油的产量。裂解是采用更高的温度,使石油分馏产物中的长链烃断裂为短链的不饱和烃的过程。裂解的主要目的是获得短链不饱和烃。无论裂化还是裂解均为化学变化。
13.中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂,实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油,其过程如图。
下列有关说法正确的是 ( )
A.在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2+H2===CO+H2O
B.中间产物Fe5C2的生成是实现CO2转化为汽油的关键
C.催化剂HZSM-5可以提高汽油中芳香烃的平衡产率
D.该过程,CO2转化为汽油的转化率高达78%
B
解析 A项,在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2—→CO,同时生成Fe5C2,错误;B项,中间产物Fe5C2上发生CO转变成烯烃的反应,所以是实现CO2转化为汽油的关键,正确;C项,催化剂HZSM-5可以提高反应速率,但是不能使平衡移动,故不能提高产率,错误;D项,由图可知,是生成了含有78%的汽油,而不是CO2转化为汽油的转化率,错误。
14.某同学为了探究石油的分解原理和探究产品的性质,设计了如图的实验装置。该同学在试管①中加入石蜡油和氧化铝;试管②放在冷水中;试管③中加入酸性KMnO4溶液或溴水。
经测定进入试管③的物质为气态,其中有机物A为16电子分子,在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。
请回答下列问题:
(1)下列有关说法中不正确的是 。
A.由石油经过一系列转化后可以得到工业酒精
B.相同质量的有机物A和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同
C.有机物A在一定条件下能与溴化氢发生加成反应
D.试管③中加入酸性KMnO4溶液或溴水褪色原理相同
(2)取少量试管②中的液体,滴入盛有溴水的试管中,现象: ,反应类型是 。
(3)请你评价该同学所设计的装置可能存在的问题 __________________________
______________________(写出两点即可)。
BD
溴水褪色
加成反应
试管①中的液体进入试管②
中;产生倒吸现象
解析 (1)有机物A的摩尔质量为22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1,设A的分子式为CxHy,则12x+y=28,6x+y=16,解得x=2,y=4,故A为C2H4。A中将石油的分馏产品进行催化裂化后可得到乙烯,乙烯在一定条件下与H2O发生加成反应可得乙醇;B中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产生水的质量不同;C中乙烯分子中含有碳碳双键,在一定条件下与HBr发生加成反应;D中乙烯与Br2反应属于加成反应,与酸性KMnO4溶液反应属于氧化反应,二者本质不同。(2)由于试管②中的液体含有不饱和烃,滴入盛有溴水的试管中会发生加成反应,使溴水褪色。(3)仔细观察该装置可以发现,试管①中所加液态石蜡过多,加热时易使液体直接排入试管②中。由于乙烯易与溴水或酸性KMnO4溶液反应,导致装置中的气压迅速下降,产生倒吸现象。作业9 脂肪烃与石油化工
(分值:70分)
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(1~10题,每题4分,共40分)
1.3 000多年前,我们祖先发现石油,古书记载“泽中有火”,且《梦溪笔谈》第一次记载了石油的用途,并预言“此物必大行于世”。下列说法不正确的是 ( )
石油主要是由烷烃和烯烃组成的混合物
“泽中有火”是指地下流出石油溢到水面而燃烧
石油可通过常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油等
石油通过裂化和裂解可得到轻质油和气态烯烃
2.下列叙述不正确的是 ( )
裂解和裂化均为化学变化
加氢裂化的目的是为了提高汽油等轻质油的品质
石油分馏的各馏分属于混合物
实验室蒸馏石油的实验中,冷凝管的水流方向是上方进水下方出水
3.下列关于化石燃料的加工说法正确的是 ( )
石油裂化主要得到乙烯
石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油
煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉煤气
煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径
4.含有6个碳原子的链状烷烃,经催化裂化可生成的烷烃最多有 ( )
3种 4种
5种 6种
5.近年来我国部分地区陆续发现了“毒油”,所谓“毒油”是指混有汽油的食用油,不宜食用。下列有关说法正确的是 ( )
汽油是纯净物,有固定的沸点
汽油只能由石油分馏得到
可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油
汽油中烃分子内所含碳原子数为5~12
6.下列物质的说法错误的是 ( )
某实验过程中得到一定量的碘水,可用裂化汽油从碘水中萃取出碘
石油的成分因产地不同而不同,因此其分馏产物也有所差异
常压分馏得到的汽油是混合物,没有固定的沸点
乙烯是轻质油裂解的产物,其产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平
7.下列说法错误的是 ( )
石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br
石油主要是由烃组成的混合物
①主要发生物理变化
②包括裂化、裂解等过程
③是加成反应,产物名称是二溴乙烷
8.已知裂化汽油与直馏汽油的主要成分如下表:
裂化汽油 直馏汽油
烷烃、烯烃 烷烃、环烷烃、芳香烃
为使溴从溴水中萃取出来,可选用萃取剂,下列物质因与溴发生加成反应而不能作为萃取剂的是 ( )
酒精 直馏汽油
裂化汽油 四氯化碳
9.(2024·河南博爱一中高二月考)煤、石油、天然气在日常生活和国民经济中占有极为重要的地位,下列说法正确的是(提示:原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比) ( )
汽油和乙烯都是石油分馏的产品
煤的干馏是目前实现煤的综合利用的唯一途径
天然气除了作燃料之外,还可用于合成氨和生产甲醇
石油工业产品丙烯可用于合成高分子化合物,但原子利用率低
10.丁烷催化裂化时,碳链按两种方式断裂,生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷的分解率为90%,且裂化生成的两种烯烃的物质的量相等,那么裂化所得气体中密度最小的气体在混合气体中占的体积百分含量约为 ( )
24% 30% 40% 19%
11.(15分)(2024·江苏无锡市北中学高二段测)某同学采用下列实验装置模拟工业制乙烯,并探究乙烯的主要化学性质。(已知烃类不与碱反应)回答下列问题:
(1)(4分)工业制乙烯的实验原理是烷烃(液态)在催化剂和加热条件下发生反应生成不饱和烃。例如,石油分馏产物之一的十六烷烃发生反应:C16H34C8H18+甲,甲4乙,则甲的分子式为
,乙的结构简式为 。
(2)(4分)B装置中的实验现象可能是 (1分),写出反应的化学方程式: (2分), 其反应类型是 (1分)。
(3)(2分)C装置中可观察到的现象是 , 反应类型是 。
(4)(1分)查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳。根据本实验中装置 (填装置序号)中的实验现象可判断该资料是否真实。
(5)(4分)通过上述实验探究,检验甲烷和乙烯的方法是 (填序号,下同);除去甲烷中乙烯的方法是 。
A.气体通入水中
B.气体通过盛溴水的洗气瓶
C.气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
D.气体通过氢氧化钠溶液
B级 素养培优练
(12~13题,每题4分,共8分)
12.关于裂解和裂化的叙述不正确的是 ( )
裂解与裂化的产物都含有不饱和烃
裂解与裂化都是为了得到气态烃
裂解与裂化的原料都是石油分馏产品
裂解与裂化都是化学变化,但两者的目的不同
13.中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂,实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油,其过程如图。
下列有关说法正确的是 ( )
在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2+H2===CO+H2O
中间产物Fe5C2的生成是实现CO2转化为汽油的关键
催化剂HZSM-5可以提高汽油中芳香烃的平衡产率
该过程,CO2转化为汽油的转化率高达78%
14.(7分)某同学为了探究石油的分解原理和探究产品的性质,设计了如图的实验装置。该同学在试管①中加入石蜡油和氧化铝;试管②放在冷水中;试管③中加入酸性KMnO4溶液或溴水。
经测定进入试管③的物质为气态,其中有机物A为16电子分子,在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。请回答下列问题:
(1)(3分)下列有关说法中不正确的是 。
A.由石油经过一系列转化后可以得到工业酒精
B.相同质量的有机物A和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同
C.有机物A在一定条件下能与溴化氢发生加成反应
D.试管③中加入酸性KMnO4溶液或溴水褪色原理相同
(2)(2分)取少量试管②中的液体,滴入盛有溴水的试管中,现象: ,反应类型是 。
(3)(2分)请你评价该同学所设计的装置可能存在的问题
(写出两点即可)。
作业9 脂肪烃与石油化工
1.A [石油主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物,不含有烯烃,A错误;“泽中有火”是指地下的石油流出,在水面上燃烧,B正确;石油可通过利用烷烃的沸点不同进行常压分馏得到石油气、汽油、煤油、柴油等,C正确;石油裂化可得到更多的轻质油,裂解可得到气态烯烃等化工原料,D正确。]
2.D [D项,实验室蒸馏石油的实验中,冷凝管的水流方向是下方进水上方出水,错误。]
3.C [催化裂化的目的是得到轻质液体燃料汽油,A项错误;石油分馏是物理变化,B项错误;煤隔绝空气加强热主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉煤气,C项正确;煤制煤气有新物质一氧化碳和氢气生成,是化学变化,D项错误。]
4.C [C6H14裂解的方式可能有下列四种:
C6H14CH4+C5H10
C6H14C2H6+C4H8
C6H14C3H8+C3H6
C6H14C4H10+C2H4
其中CH4、C2H6、C3H8分别为甲烷、乙烷、丙烷,没有同分异构体,而C4H10有2种同分异构体CH3—CH2—CH2—CH3、,因此考虑C4H10的同分异构体,最终生成的烷烃最多有5种。]
5.D [汽油为碳原子数5~12的烃的混合物,它可通过石油的分馏或裂化制得,汽油能与植物油混溶。]
6.A [A项,裂化汽油中含有不饱和烃,能与碘反应,因此不能用裂化汽油从碘水中萃取出碘,错误。]
7.D [石油的主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃等的混合物,即石油主要是由烃组成的混合物,故A正确;分馏是利用液体沸点不同进行分离的,所以分馏属于物理变化,故B正确;裂化、裂解等过程是把大分子的烃转化为小分子烃,过程中有乙烯生成,所以②包括裂化、裂解等过程,故C正确;乙烯与溴加成生成CH2BrCH2Br,所以③是加成反应,CH2BrCH2Br的名称为1,2-二溴乙烷,故D项错误。]
8.C [选择萃取剂应注意:(1)与原溶液中溶剂不互溶;(2)溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度,同时不能与被萃取物质发生反应。裂化汽油中的烯烃能与Br2发生加成反应,C项符合题意。]
9.C [汽油是石油分馏产品,乙烯为石油裂解产品,故A错误;煤的综合利用的途径包括煤的干馏、气化和液化,故B错误;天然气主要成分为甲烷,可用作燃料,工业上可用于合成氨和生产甲醇,故C正确; 丙烯通过加聚反应合成聚丙烯等高分子化合物,加聚反应原子利用率为100%,故D错误。]
10.A [丁烷裂化的反应方程式是C4H10C2H4+C2H6、C4H10CH4+C3H6,设生成甲烷的物质的量是x,则丙烯也是x。由于裂化生成的两种烯烃的物质的量相等,所以乙烯的物质的量也是x,则乙烷的物质的量也是x,即分解的丁烷是2x。由于丁烷的分解率为90%,所以剩余丁烷的物质的量是2x/9,所以甲烷在混合气体中占的体积百分含量为×100%≈23.68%,所以答案选A。]
11.(1) C8H16 H2C==CH2
(2)橙色(或橙黄色)褪去 CH2==CH2+Br2→BrCH2—CH2Br
加成反应 (3)紫色(或紫红色)褪去 氧化反应 (4)D
(5)BC B
解析 探究工业制乙烯的原理和乙烯的主要化学性质,由实验装置可知,A中烷烃在催化剂和加热条件下发生反应生成不饱和烃,B中乙烯与溴水发生加成反应,C中乙烯与高锰酸钾发生氧化反应,D中检验C中生成的二氧化碳,E中利用排水法收集乙烯。 (1)反应:C16H34C8H18+甲,甲4乙,根据质量守恒得到甲的分子式为C8H16;1 mol C8H16分别得到4 mol 乙,则乙分子式为C2H4,其结构简式为CH2==CH2;(2)乙烯含有碳碳双键,能够与溴发生加成反应而使溴水褪色,所以B装置中的实验现象可能是橙色(或橙黄色)褪去,反应的化学方程式为CH2==CH2+Br2→BrCH2—CH2Br,其反应类型是加成反应;(3)C装置中乙烯被酸性高锰酸钾氧化,其实验现象是紫色褪去,其中发生反应的反应类型是氧化反应;(4)查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳,根据二氧化碳和澄清石灰水是否有沉淀生成来分析,因此根据本实验中装置D中的实验现象可判断该资料是否真实;(5)通过题述实验探究可知,检验甲烷和乙烯的方法可用酸性高锰酸钾或溴水反应,现象都为溶液褪色,因此为BC;由于酸性高锰酸钾溶液能够把乙烯氧化为二氧化碳,溴水与乙烯发生加成反应生成液态油状物,所以除去甲烷中乙烯的方法是用溴水,因此为B。
12.B [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。裂化的目的是提高轻质油的产量,特别是汽油的产量。裂解是采用更高的温度,使石油分馏产物中的长链烃断裂为短链的不饱和烃的过程。裂解的主要目的是获得短链不饱和烃。无论裂化还是裂解均为化学变化。]
13.B [A项,在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2CO,同时生成Fe5C2,错误;B项,中间产物Fe5C2上发生CO转变成烯烃的反应,所以是实现CO2转化为汽油的关键,正确;C项,催化剂HZSM-5可以提高反应速率,但是不能使平衡移动,故不能提高产率,错误;D项,由图可知,是生成了含有78%的汽油,而不是CO2转化为汽油的转化率,错误。]
14.(1)BD (2)溴水褪色 加成反应
(3)试管①中的液体进入试管②中;产生倒吸现象
解析 (1)有机物A的摩尔质量为22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1,设A的分子式为CxHy,则12x+y=28,6x+y=16,解得x=2,y=4,故A为C2H4。A中将石油的分馏产品进行催化裂化后可得到乙烯,乙烯在一定条件下与H2O发生加成反应可得乙醇;B中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产生水的质量不同;C中乙烯分子中含有碳碳双键,在一定条件下与HBr发生加成反应;D中乙烯与Br2反应属于加成反应,与酸性KMnO4溶液反应属于氧化反应,二者本质不同。(2)由于试管②中的液体含有不饱和烃,滴入盛有溴水的试管中会发生加成反应,使溴水褪色。(3)仔细观察该装置可以发现,试管①中所加液态石蜡过多,加热时易使液体直接排入试管②中。由于乙烯易与溴水或酸性KMnO4溶液反应,导致装置中的气压迅速下降,产生倒吸现象。
