2019-2020年高中化學(xué)魯科版選修2 主題4 課題1 從石油中獲取更多的高品質(zhì)燃油教案課標(biāo)要求通過調(diào)查討論煤、石油和天然氣等綜合利用的最新進展。課標(biāo)解讀1.了解石油資源的綜合利用。2明確石油化工的主要原料、過程和產(chǎn)品。教學(xué)地位本課時知識在課程標(biāo)準(zhǔn)有明確要求：通過調(diào)查討論煤、石油和天然氣等綜合利用的最新進展，本課時是高考等必考點，尤其是石油的加工，高分子材料的合成更是高考命題的熱點。新課導(dǎo)入建議墨西哥坎昆氣候大會再次提出了全球減排的重要性。為實現(xiàn)減排目標(biāo)，全球每年需要投入巨資用于發(fā)展綠色能源。根據(jù)有關(guān)報道，綠色能源行業(yè)將涉及八大領(lǐng)域，其中包括海上風(fēng)能、太陽能、城市垃圾轉(zhuǎn)化為能源和地?zé)崮艿?。你了解我國的主要能源嗎？教學(xué)流程設(shè)計課前預(yù)習(xí)安排：看教材P6876，填寫課前自主導(dǎo)學(xué)，并完成思考交流。步驟1：導(dǎo)入新課，本課時教學(xué)地位分析。步驟2：建議對思考交流進行提問，反饋學(xué)生預(yù)習(xí)效果。步驟3：師生互動完成探究1，可利用問題導(dǎo)思的設(shè)問作為主線。步驟7：通過例2的講解研析，對“探究2，石油分餾實驗”中注意的問題進行總結(jié)。步驟6：師生互動完成“探究2”。步驟5：指導(dǎo)學(xué)生自主完成變式訓(xùn)練1和當(dāng)堂雙基達標(biāo)1、2、3題。步驟4：通過例1和教材P6871的講解研析，對“探究1，從石油中提煉燃油的方法”中注意的問題進行總結(jié)。步驟8：指導(dǎo)學(xué)生自主完成變式訓(xùn)練2和當(dāng)堂雙基達標(biāo)中的4、5題。步驟9：引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)本課時知識框架，然后對照課堂小結(jié)。安排課下作業(yè)完成課后知能檢測。課標(biāo)解讀重點難點1.了解從石油中獲取燃油的基本過程和方法。2.了解為增加輕質(zhì)燃油的產(chǎn)量和提高汽油品質(zhì)所采取的化學(xué)加工技術(shù)。3.知道一些有關(guān)燃油的基本知識。4.通過學(xué)習(xí)從石油中提煉燃油的過程和方法，理解化學(xué)化工技術(shù)在社會發(fā)展中的重要作用。1.燃油產(chǎn)品的種類及用途。(重點) 2.石油分餾的原理及化學(xué)工藝。(重點)3.輕質(zhì)汽油的獲取方法，提高汽油品質(zhì)的方法。(重難點)從石油中提煉燃油1.石油的性質(zhì)、成分和分類(1)物理性質(zhì)：棕黑色、可燃的黏稠液體，具有特殊的氣味，密度比水小，不溶于水。(2)化學(xué)成分：碳和氫兩種元素組成的各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，以及少量的含硫、氮、氧等元素的烴類衍生物和金屬化合物。(3)分類2石油的加工方法(1)常壓分餾原理：給原油加熱時，低沸點的烴先汽化，經(jīng)過冷凝先分離出來，高沸點的烴后汽化，再冷凝分離出來。設(shè)備：分餾塔(2)減壓分餾3石油分餾的主要產(chǎn)品汽油、煤油、柴油三者含碳原子個數(shù)的范圍由小到大的順序為：汽油<煤油<柴油；沸點范圍由高到低的順序為：柴油>煤油>汽油。1汽油、煤油、柴油有哪些用途？【提示】汽油用于飛機、汽車；煤油用于噴氣飛機、拖拉機；柴油用于重型汽車、軍艦、輪船、坦克、拖拉機等。從石油中獲得更多的輕質(zhì)燃油1.熱裂化(1)定義：在一定壓強下加強熱，使分子中碳原子數(shù)較多的烴分子發(fā)生斷裂，從而生成相對分子質(zhì)量較小、沸點較低、分子中碳原子數(shù)與輕質(zhì)燃油烴分子中碳原子數(shù)相近的各種烴的混合物的方法。(2)十六烷和二十烷熱裂化反應(yīng)為：C16H C8HC8H ；C20H C12HC8H 2催化裂化(1)定義：使分子中碳原子較多的烴汽化，讓氣態(tài)反應(yīng)物在固體催化劑表面發(fā)生催化反應(yīng)，生成含碳原子較少的烴分子。(2)十八烷的催化裂化反應(yīng)為：C18H C10HC8H 。3加氫裂化(1)定義：在一定壓強和溫度下，含碳原子較多的烴分子在催化劑的作用下與氫氣反應(yīng)而斷裂成含碳原子較少的烴分子。(2)十六烷、二十烷的加氫裂化反應(yīng)為：C16HH22C8H 、C20HH2C12HC8H 。2熱裂化、催化裂化、加氫裂化的相同點是什么？【提示】均使碳鏈長的烴變?yōu)樘兼湺痰臒N。如何提高汽油的品質(zhì)1.指標(biāo)：辛烷值2提高辛烷值的方法3.)3為什么汽車尾氣會造成空氣污染？【提示】在汽油中若用四乙基鉛作為抗爆劑，燃油含鉛，排放的汽車尾氣會對環(huán)境造成嚴重的重金屬污染，目前已被許多國家禁用，現(xiàn)在常用的抗爆劑是甲基叔丁基醚(簡稱MTBE)，它會增加汽車尾氣中氮氧化物的排放量，造成環(huán)境污染。從石油中提煉燃油的方法【問題導(dǎo)思】石油分餾屬于什么變化？【提示】石油分餾過程中無新物質(zhì)生成，所以屬于物理變化。石油分餾包括哪幾種方法？【提示】常壓分餾和減壓分餾。裂化包括哪幾種方法？目的是什么？【提示】裂化包括熱裂化、催化裂化、加氫裂化；目的是提高汽油的產(chǎn)量。煉制和加工方法分餾裂化常壓分餾減壓分餾熱裂化催化裂化加氫裂化原理用蒸發(fā)和冷凝的方法把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物在一定條件下，將相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂成小分子的過程原料脫水、脫鹽的原油重油重油條件常壓加熱減壓加熱加熱催化劑、加熱催化劑、H2、加熱目的將原油分離成輕質(zhì)油將重油充分分離，并防止炭化結(jié)焦提高輕質(zhì)汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量主要產(chǎn)品溶劑油(C5C8)、汽油(C5C11)、煤油、柴油、重油潤滑油、凡士林等汽油等輕質(zhì)油(xx山東高考節(jié)選)(1)石油分餾時，在不斷向_(填工業(yè)設(shè)備名稱)內(nèi)投放原料的同時獲得產(chǎn)品，該過程為_操作過程。(2)石油裂化分為熱裂化、_和加氫裂化，裂化的目的是提高_的產(chǎn)量。【解析】(1)石油的分餾是在分餾塔中進行的，該過程為連續(xù)操作過程。(2)石油裂化分為熱裂化、催化裂化和加氫裂化，裂化的目的是提高輕質(zhì)燃料油(或汽油)的產(chǎn)量?！敬鸢浮?1)分餾塔連續(xù)(2)催化裂化輕質(zhì)燃料油(或汽油)裂化、裂解均屬于化學(xué)變化；裂化目的是提高汽油產(chǎn)量，裂解目的是獲得乙烯、丙烯等氣態(tài)不飽和烴。1下列化學(xué)反應(yīng)中，屬于烴裂化反應(yīng)的是()AC16H34C8H16C8H18BCH3CH=CH2Br2CH3CHBrCH2BrCCH3CH2CH3Cl2CH3CH2CH2ClHClDnCH2=CHCH=CH2CH2CH=CHCH2【解析】裂化反應(yīng)是在一定條件下，使分子中碳原子數(shù)多、相對分子質(zhì)量大的烴變?yōu)榉肿又刑荚訑?shù)少、相對分子質(zhì)量小的烴的過程。B項，屬于加成反應(yīng)；C項，屬于取代反應(yīng)；D項，屬于加聚反應(yīng)?！敬鸢浮緼石油分餾實驗【問題導(dǎo)思】石油分餾模擬實驗中，需要哪些儀器？【提示】鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝器、尾接管、錐形瓶、瓶塞、導(dǎo)管等。溫度計水銀球在什么位置？【提示】在蒸餾燒瓶支管口處。冷凝器中冷卻水的流向應(yīng)該怎樣？【提示】下導(dǎo)管口進水，上導(dǎo)管口出水。1裝置：蒸餾裝置。注意所用溫度計水銀球的位置應(yīng)當(dāng)在蒸餾燒瓶支管口處，因為它所測定的是所取餾分的沸點范圍。2操作注意事項：被加熱的是易燃易爆物質(zhì)，故裝置氣密性要好，注意加入藥品前檢驗整套裝置的氣密性；為防止暴沸，應(yīng)在加熱之前放入幾片碎瓷片；注意加熱之前先接通冷卻水，而停止加熱后，仍要繼續(xù)通冷卻水一段時間；若所用藥品為原油，應(yīng)在收集器上接一導(dǎo)管，將殘余尾氣導(dǎo)出室外，以防發(fā)生事故。有人設(shè)計了一套實驗分餾原油的五個步驟，請將正確的序號填入括號中。()將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上，在蒸餾燒瓶上塞好帶溫度計的橡皮塞。()連接好冷凝管。把冷凝管固定在鐵架臺上，將冷凝管進水口的橡皮管的另一端和水龍頭連接，和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中。()把酒精燈放在鐵架臺上，根據(jù)酒精燈高度確定鐵圈的高度，放好石棉網(wǎng)。()向蒸餾燒瓶中放入幾片碎瓷片，再用漏斗向燒瓶中加入原油，塞好帶溫度計的橡皮塞，把連接器連接在冷凝器的末端，并伸入接收裝置(如錐形瓶)中。()檢查氣密性(利用給固定裝置微熱的方法)。在上述實驗中，溫度計的水銀球的位置在_?！窘馕觥勘绢}考查石油分餾原理和根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計實驗裝置的能力及組裝實驗裝置的能力。本實驗包括三個部分的裝置，即加熱裝置、冷凝裝置和收集裝置。組裝時，應(yīng)遵循先加熱后冷凝再收集的順序，加熱裝置的組裝要先下后上。操作應(yīng)遵循先連接裝置再加藥品的原則。所以正確的順序為(2)(3)(1)(5)(4)。因溫度計是測石油氣的溫度，故水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶支管口處。【答案】(2)(3)(1)(5)(4)蒸餾燒瓶支管口處2石油分餾實驗中，一定不使用的儀器是()A蒸發(fā)皿B酒精燈C冷凝器 D蒸餾燒瓶【解析】蒸發(fā)皿用于加熱溶液，在石油分餾實驗中一定不使用?！敬鸢浮緼【教師備課資源】海底新能源可燃冰1“可燃冰”是深藏于海底的固體甲烷水合物。在深海高壓低溫的條件下，水分子通過氫鍵緊密締合成三維網(wǎng)狀體，將海底沉積的古生物遺體所分解的甲烷等氣體分子納入網(wǎng)體中形成水合甲烷。可燃冰是一種潛在的能源，儲量很大。有專家認為，水合甲烷一旦得到開采，將使人類的燃料使用史延長幾個世紀。值得注意的是，可燃冰作為一種新能源雖具有開發(fā)應(yīng)用前景，但甲烷是一種高效的溫室效應(yīng)氣體，所以可燃冰應(yīng)得當(dāng)開采。2各種工業(yè)廠氣的主要成分名稱來源主要成分用途天然氣天然氣田、油田CH4燃料、化工原料水煤氣煤氣化CO、H2燃料、化工原料焦?fàn)t氣煤干餾CO、H2、CH4、C2H4等燃料、化工原料液化石油氣石油分餾C5以下石油氣燃料、化工原料裂解氣石油裂解CH4、乙烯、丙烯、丁烯等石油化工原料高爐煤氣煉鐵高爐CO、CO2等燃料1石油分餾的2種方法：常壓分餾、減壓分餾。2獲得更多輕質(zhì)燃油的3種方法：熱裂化、催化裂化、加氫裂化。3提高汽油品質(zhì)的1種方法：催化重整。4石油分餾的5種產(chǎn)品：石油氣、汽油、煤油、柴油、重油。1關(guān)于石油的說法不正確的是()A石油主要含C、H兩種元素B石油主要是由各種烴組成的混合物C石油有固定的沸點，故可分餾D石油分餾產(chǎn)物仍是混合物【答案】C2下列不屬于提高汽油產(chǎn)量的方法是()A熱裂化B催化裂化C催化重整 D加氫裂化【解析】裂化的目的是提高汽油的產(chǎn)量；催化重整目的是提高汽油的品質(zhì)?！敬鸢浮緾3在下列各種石油的加工處理過程中，屬于催化裂化過程的是()A分離汽油和煤油B將重油分離為潤滑油等C十六烷變?yōu)樾镣楹托料〥將直鏈烴變?yōu)榉枷銦N【解析】A、B兩項屬于物理變化；D項，屬于催化重整?！敬鸢浮緾4下列物質(zhì)中，不能用于萃取溴水的是()A直餾汽油 B四氯化碳C裂化汽油 D苯【解析】用作萃取劑的溶劑要求：與原溶劑互不相溶，且密度不同；與溶質(zhì)不反應(yīng)；溶質(zhì)在該溶劑中的溶解度遠遠大于在原溶劑中的溶解度。C項中裂化汽油中有不飽和烴，會和Br2發(fā)生加成反應(yīng)。【答案】C5裂化汽油中除含有C5C11的烷烴外，還含有C5C11的烯烴及甲苯、二甲苯等苯的同系物。要用化學(xué)方法檢驗?zāi)沉鸦蜆悠分泻邢N及苯的同系物，實驗步驟為：(1)先逐滴加入_，振蕩，如果看到_，則證明有_存在。(2)逐滴加入_至_為止，靜置，用分液漏斗分出_(填“上”或“下”)層的裂化汽油樣品，再加入_，振蕩，如果看到_，則證明裂化汽油中有_存在?！窘馕觥勘緦嶒?zāi)康氖窃谕闊N、烯烴、苯的同系物的混合物中檢驗烯烴和苯的同系物的存在，應(yīng)先檢驗烯烴，再檢驗苯的同系物。因為烯烴可使溴水、酸性KMnO4溶液退色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液退色，根據(jù)這一性質(zhì)差異，則先用溴水檢驗烯烴的存在，再用酸性KMnO4溶液檢驗苯的同系物的存在。具體實驗步驟如下：(1)向樣品中逐滴加入溴水，振蕩，如看到溴水退色，則證明烯烴的存在。(2)繼續(xù)逐滴加入溴水至不再退色為止，用分液漏斗分出上層的裂化汽油樣品，因為加足量溴水后，生成的鹵代烷及水的密度均比烷烴和苯的同系物大，所以上層應(yīng)是烷烴和苯的同系物的混合物。向分出的上層樣品中加入酸性KMnO4溶液，如果紫色退去，則證明有苯的同系物存在?！敬鸢浮?1)溴水溴水退色烯烴(2)溴水不再退色上酸性KMnO4溶液紫色退去苯的同系物1(雙選)下列變化不屬于化學(xué)變化的是()A用苯制取環(huán)己烷B將石油氣液化C用石油氣制取氫氣D分餾石油得汽油、柴油、煤油【解析】氣體的液化、石油的分餾是物理變化?！敬鸢浮緽D2石油減壓分餾的目的是()A使高沸點的重油進一步分離B得到更多的重油C分離得到汽油、煤油等輕質(zhì)油D得到高質(zhì)量的汽油【解析】石油分餾有常壓分餾和減壓分餾兩種，減壓分餾的目的是使高沸點的重油進一步分離?！敬鸢浮緼3近年來，我國許多城市禁止汽車使用含鉛汽油，其主要原因是()A提高汽油燃燒效率B降低汽油成本C避免鉛污染大氣D鉛資源短缺【解析】汽油中加四乙基鉛可以提高汽油的抗震性，排放的汽車尾氣會對環(huán)境造成嚴重的重金屬污染?！敬鸢浮緾4石油裂化的主要目的是為了()A提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量B便于分餾C獲得短鏈不飽和氣態(tài)烴D提高汽油的質(zhì)量【解析】裂化的目的是獲得更多的輕質(zhì)燃油(汽油)?！敬鸢浮緼5下列提煉石油的方法中，屬于物理變化的是()A裂化B裂解C分餾 D催化重整【解析】裂化、裂解、催化重整均有新物質(zhì)生成，均屬于化學(xué)變化?！敬鸢浮緾6石油分餾的設(shè)備名稱是()A氧化爐 B沸騰爐C分餾塔 D吸收塔【答案】C7某人坐在車內(nèi)跟在一輛卡車后面，觀察到這輛卡車在啟動、剎車時要排出黑煙，由此可推斷這輛卡車所用的燃料是()A酒精B汽油C柴油 D液化石油氣【解析】按一般常識，現(xiàn)在汽車所用的燃料為汽油或柴油。柴油的主要成分為C15C18的烷烴，其碳原子數(shù)多于汽油分子中的碳原子數(shù)，燃燒時不充分，產(chǎn)生黑煙?！敬鸢浮緾8下列關(guān)于石油及石油煉制中敘述錯誤的是()A石油主要是由烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴組成的混合物B石油分餾所得的餾分是純凈物C為了防止重油進一步分餾時炭化結(jié)焦，常采用減壓分餾D石油裂化的原料是重油、石蠟等【解析】石油分餾所得到的是沸點相近的多種烴的混合物而非純凈物，減壓分餾防止了重油的炭化結(jié)焦；重油、石蠟等含碳原子數(shù)較多的高沸點的烴，通過裂化可以得到沸點低的烴?！敬鸢浮緽9下列說法中正確的是()A石油是混合物，汽油是純凈物B沸點：汽油>煤油>柴油>機油C直餾汽油和裂化汽油成分相同D蒸餾石油的實驗裝置也可用來制取蒸餾水【解析】石油、汽油都是混合物，石油中含有各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，汽油是C5C11的各種烴的混合物，故A不正確；石油分餾時，首先蒸餾出的是汽油，其次是煤油，再次是柴油，而機油是一種潤滑油，故沸點：汽油<煤油<柴油<機油，故B不正確；直餾汽油中不含烯烴，裂化汽油中含有烯烴，二者組成成分不完全相同，故C不正確；蒸餾裝置不僅可以制取蒸餾水、分餾石油，還可以分離某些其他混合物，如從Br2的CCl4溶液中分離出Br2和CCl4等，故D正確?！敬鸢浮緿10為了減少大氣污染，許多城市推廣汽車使用清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類：一類是壓縮天然氣(CNG)，另一類是液化石油氣(LPG)。這兩類燃料的主要成分都是()A碳水化合物B碳氫化合物C氫氣 D醇類【解析】從題分析可知，天然氣的主要成分是CH4，屬碳氫化合物，而液化石油氣則是以丙烷、丁烷為主的烴類混合物，也是碳氫化合物?！敬鸢浮緽11下列各組物質(zhì)能用溴水鑒別的是()A直餾汽油和煤油B煤油和苯C柴油和四氯化碳D裂化汽油和柴油【解析】直餾汽油、煤油、柴油的主要成分為烷烴、環(huán)烷烴及少量苯的同系物，不含碳碳雙鍵或叁鍵；苯、CCl4中也不含不飽和鍵，故均不能使溴水退色?！敬鸢浮緿12丁烷進行高溫裂解可發(fā)生兩種反應(yīng)：C4H10CH4C3H6和C4H10C2H4C2H6，若最終混合物中只有甲烷、乙烯、乙烷、丙烯，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為()A14.5 B29C58 D無定值【解析】1 mol物質(zhì)反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為2 mol物質(zhì)，與幾種物質(zhì)無關(guān)?！敬鸢浮緽13如圖是石蠟催化裂化的裝置。據(jù)圖回答：(1)試管中盛的是_。(2)試管至試管上部導(dǎo)管的作用是_。(3)試管中盛的是_。反應(yīng)后觀察到的現(xiàn)象是_?！窘馕觥渴灤呋鸦上N，烯烴能使酸性KMnO4溶液或溴水退色?！敬鸢浮?1)石蠟和氧化鋁(2)導(dǎo)氣冷凝(3)酸性KMnO4溶液(或溴水)溶液顏色逐漸退去14將如圖所列儀器組裝為一套實驗室蒸餾石油的裝置，并對石油進行蒸餾，得到汽油和煤油。一二三四五六(1)圖中A、B、C三種儀器的名稱分別是_。(2)將以上儀器按順序，用字母a，b，c，表示連接順序：e接()，()接()，()接()，()接()。(3)A儀器中c口是_，d口是_(填“進水口”或“出水口”)(4)蒸餾時，溫度計水銀球應(yīng)在_位置。(5)在B中注入原油后，加幾片碎瓷片的目的是_。(6)給B加熱，收集到沸點60 150 間的餾分是_，收集到150 300 間的餾分是_?！窘馕觥繉嶒炑b置的組裝應(yīng)本著“由下往上、從左向右”的原則進行。注意檢查裝置的氣密性、冷凝管的水流方向是低進高出、溫度計水銀球應(yīng)位于蒸餾燒瓶支管口處。沸點較低的餾分汽油先汽化，然后是煤油?！敬鸢浮?1)冷凝管、蒸餾燒瓶、錐形瓶(2)ihabfgw(3)進水口出水口(4)蒸餾燒瓶支管口處(5)防止液體暴沸(6)汽油煤油