《第一單元-脂肪烴》之《脂肪烴的來源和石油化學工業(yè)》

歡迎走進化學世界WelcomeToChemistryWorld高二化學組徐殿東江蘇省淮安中學版權(quán)歸中學化學資料網(wǎng)所有脂肪烴的來源和石油化學工業(yè)脂肪烴的來源和石油化學工業(yè)你知道嗎閱讀課本，回答以下問題：1、石油是怎樣形成的？2、石油是一種怎樣的物質(zhì)？3、舉例說明石油在工業(yè)中的用途？4、石油制品已深入我們的生活，請你介紹一種以石油為原料制得的生活用品，并簡介它的制得過程？5、石油分餾的生產(chǎn)過程如何？產(chǎn)品有哪些？6、為什么要對石油進行裂化和裂解，其意義何在？

石油的形成與開采結(jié)合視頻思考：1、原油的物理性質(zhì)？2、為什么石油稱為化石燃料，其主要組成元素和組成成分是什么？3、結(jié)合石油的成分思考石油煉制的基本原理是什么？一、石油的物理性質(zhì)石油是遠古時代的低等動植物的遺體通過高溫高壓和厭氧菌等的作用下聚集形成的一種黃綠色至深褐色的粘稠的油狀液體，有特殊氣味，密度小于水，不溶于水，沒有一定的熔點和沸點。1、組成元素：除C、H元素外，還含有少量的S、O、N等元素2、組成化合物：主要是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴所組成的混合物跟天然氣一樣，石油的地區(qū)差異大，黑龍江以烷烴為主；新疆、遼寧、山東以烷烴、環(huán)烷烴為主，臺灣以芳香烴為主。3、狀態(tài)：大部分是液態(tài)烴，同時溶有少量的氣態(tài)烴、固態(tài)烴。不同商交所經(jīng)營的原油紐約商交所的低硫輕質(zhì)原油期貨交易合同目前是世界上原油交易最流通的市場。低硫輕質(zhì)原油是煉油業(yè)者的首選。布倫特原油是一種低硫輕質(zhì)的北海原油，它是原油市場的一種基準等級，大部分在西北歐煉制，但已大量的轉(zhuǎn)移向美國海灣地區(qū)和東海岸及地中海地區(qū)。原油相對密度一般在0.75～0.95之間，少數(shù)大于0.95或小于0.75，相對密度在0.9～1.0的稱為重質(zhì)原油，小于0.9的稱為輕質(zhì)原油。二、石油化學工業(yè)1、煉油產(chǎn)品的生產(chǎn)包括：各種燃料油、溶劑油、潤滑劑、石蠟，以及煉制副產(chǎn)品石油瀝青、石油焦等。目前，各種燃料產(chǎn)量最大，約占總產(chǎn)量的90%；各種潤滑劑品種最多，產(chǎn)量約占5%。2、石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)以各種石油餾分、煉廠氣以及油田氣、天然氣等為原料。經(jīng)裂解、催化重整等獲得化工原料。從烯烴出發(fā)生產(chǎn)各種醇、酮、醛、酸類、環(huán)氧化合物、合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等一系列產(chǎn)品制品。石油化工生產(chǎn)，一般與石油煉制或天然氣加工結(jié)合，相互提供原料、副產(chǎn)品或半成品，以提高經(jīng)濟效益石油煉制示意圖原理：加熱液體混合物時，沸點低的物質(zhì)先揮發(fā)變成氣態(tài)，沸點高的物質(zhì)不易揮發(fā)，而仍留在液體內(nèi)，從而達到分離的目的。注意：①分餾是物理變化：②分餾：適用于不同物質(zhì)之間沸點相差較接近的混合物的分離。蒸餾：適用于不同物質(zhì)之間沸點相差較大的混合物的分離。

石油分餾的原理混合物▲氣體

冷凝液體氣化常壓加熱爐減壓加熱爐常壓分餾塔減壓分餾塔原油重油輕柴油重柴油煤油汽油石油氣輕潤滑油中潤滑油重潤滑油渣油石油分餾示意圖燃料油的生產(chǎn)你知道家里高壓鍋煮菜或飯的原理嗎？壓強越大，沸點越高。反之，壓強減小，物質(zhì)的沸點降低。因此，降低分餾塔里的壓強，使重油在低溫下能充分分餾，防止重油在高溫下炭化結(jié)焦。除鹽原油分餾塔常壓下石油氣(含C4以下烴)汽油(含C5～C11的烴)（直餾汽油）煤油(含C11～C16的烴)柴油(含C15～C18的烴)潤滑油(含C16～C20的烴)重油(含C20以上的烴)石油的裂化原理：在一定條件下，將相對分子質(zhì)量較大的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小的烴的過程；催化裂化的目的：提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量；原料：重油或石蠟類型：熱裂化（500℃）、催化裂化和加氫裂化在較高的壓力和溫度下[10-15兆帕，400℃左右]，氫氣經(jīng)催化劑作用使重質(zhì)油發(fā)生加氫、裂化和異構(gòu)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油的加工過程。它與催化裂化不同的是在進行催化裂化反應(yīng)時，同時伴隨有烴類加氫反應(yīng)。

C16H34C8H18+C8H16加熱故裂化汽油中含有不飽和烴C8H18C4H8+C4H10加熱C8H16C5H10+C3H6加熱裂解：采用比裂化更高的溫度(700～1000℃)，把具有長鏈的分子烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴的過程。目的：為了獲得更多的短鏈的不飽和氣態(tài)烴。實質(zhì)：深度的裂化注意：裂解氣的成分主要是乙烯，還含有丙烯、異丁烯、甲烷、乙烷、異丁烷、硫化氫和碳的氧化物等。乙烯的產(chǎn)量已成為衡量國家石油化工發(fā)展水平的重要標志。催化重整：加熱、氫壓和催化劑存在的條件下，使原油蒸餾所得的輕汽油餾分轉(zhuǎn)變成富含芳烴的高辛烷值汽油（重整汽油），并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣的過程。重整汽油可直接用作汽油的調(diào)合組分，也可經(jīng)芳烴抽提制取苯、甲苯和二甲苯。

2、石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)三、氯乙烯的生產(chǎn)工藝1、以石油裂解氣和必要的無機試劑為原料，嘗試用多種方法合成氯乙烯。2、閱讀P46拓展視野，了解目前氯乙烯的多種生產(chǎn)工藝。①乙烯氫氯化法：②乙烯直接氯化法：③乙烯氯化裂解法：④乙烯氧氯化法：⑤乙烯平衡法：練習與實踐1、丁烷催化裂化時，碳鏈按兩種形式生成兩種烷烴和烯烴，如果丁烷的裂化率為90％，又知生成的兩種烯烴質(zhì)量相同，那么裂化后得到的混和氣中分子量最小的氣體所占體積約為()

A.19％B.36％C.40％D.50％3C4H10→3C2H6+3C2H42C4H10→2CH4+2C3H65C4H10→2CH4+2C3H6+3C2H6+3C2H4△△△練習與實踐2、直餾汽油的主要成分一般是

，裂化汽油里還含有

。3、某1摩氣態(tài)鏈烴A,在一定條件下完全裂化成1摩烷烴B和1摩烯烴C,生成的混合氣體對氫氣的相對密度為14.5。(1)寫出鏈烴A可能的結(jié)構(gòu)簡式和名稱。(2)烷烴B和烯烴C可能各是什么？(3)如果將1摩B完全燃燒時,需要O2的物質(zhì)的量是整數(shù)時,那么C只能是什么烯烴？拓展與延伸甲烷的實驗室制法原理：實驗室里通常用無水醋酸鈉和堿石灰混和加熱而制得。

CH3COONa＋NaOHNa2CO3＋CH4↑

反應(yīng)裝置：拓展與延伸乙烯的實驗室制法原理：CH3CH2OHCH2＝CH2

＋

H2O（消去反應(yīng)）

裝置：注意事項：溫度必須達到170℃否則會有其它產(chǎn)物生成溫度計應(yīng)插入反應(yīng)液中濃H2SO4

的作用：催化劑，吸水劑拓展與延伸乙炔的實驗室制法原理：

CaC2

＋2H2O→CH≡CH＋Ca(OH)2

裝置：注意事項：一般用飽和食鹽水與CaC2反應(yīng)，這樣可以減緩反應(yīng)速率。下圖中的實驗裝置可用于制取乙炔。請?zhí)羁眨孩艌D中，A管的作用是

。制取乙炔的化學方程式是

。⑵乙炔通入KMnO4酸性溶液中觀察到的現(xiàn)象是

，乙炔發(fā)生了

反應(yīng)。⑶乙炔通入溴的CCl4溶液中觀察到的現(xiàn)象是

，乙炔發(fā)生了

反應(yīng)。⑷為了安全，點燃乙炔前應(yīng)

，乙炔燃燒時的實驗現(xiàn)象是

。歸納與總結(jié)解答有關(guān)有機物燃燒的試題時，其根本依據(jù)是有機物燃燒的通式：①烴：CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+(y/2)H2O②烴的衍生物：CxHyOz+（x+y/4-z/2）O2→xCO2+(y/2)H2O若題中明確給出了烴或烴的衍生物的類別，上面的燃燒通式還可進一步簡化，如烷烴的燃燒：典型題例一、一定物質(zhì)的量有機物燃燒耗氧量的計算

有關(guān)有機物燃燒的試題的解答關(guān)鍵在于耗氧量的計算。一般地：①1mol烴CxHy

完全燃燒時的耗氧量為（x+y/4）mol，即每摩碳原子消耗1molO2，每4摩氫原子消耗1molO2。②計算1mol烴的含氧衍生物完全燃燒的耗氧量時，可先將其中的氧原子折算為水，再將剩余C、H原子按烴的計算方法計算，如C2H5OH可看作C2H4·H2O，因此其耗氧量與等物質(zhì)的量的C2H4耗氧量相同。根據(jù)情況，也可將氧原子折算為CO2，如HCOOH可看作H2·CO2，故耗氧量與等物質(zhì)的量的H2相同（折算成的H2O和CO2不消耗氧）典型題例例⒈充分燃燒等物質(zhì)的量的下列有機物，相同條件下需要相同體積氧氣的是（A）乙烯、乙醛（B）乙酸乙酯、丙烷（C）乙炔、苯子（D）環(huán)丙烷、丙醇例⒉下列各組有機物中不論二者以什么比例混合，只要總物質(zhì)的量一定，則完全燃燒時生成水的質(zhì)量和消耗氧氣的質(zhì)量不變的是（A）C3H8、C4H6

（B）C3H6、C4H6O2

（C）C2H2、C6H6

（D）CH4O、C3H4O5關(guān)鍵是：總物質(zhì)的量一定的混合物，不論以何比例混合，只要分子中具有相同的碳（或氫）原子，完全燃燒后產(chǎn)生的CO2（或H2O）的量也一定。若耗氧量一定，則要求各組分在物質(zhì)的量相同時，耗氧量也相同。BDBD典型題例二、相同質(zhì)量的有機物燃燒耗氧量的比較與計算

下面從質(zhì)量相同的烴燃燒耗氧量比較入手進行分析：設(shè)烴的分子式為CxHy，質(zhì)量都為1克，則消耗氧氣的物質(zhì)的量可表示為：典型題例可以得出如下結(jié)論：①質(zhì)量相同的烴完全燃燒時，y/x

越大，耗氧量越多②質(zhì)量相同的烴完全燃燒時，若y/x

相同，即最簡式相同，耗氧量相同。此規(guī)律可推廣到烴的衍生物。③總質(zhì)量一定的混合物（包括最簡式相同的物質(zhì)組成的混合物），不論以什么比例混合，只要各組分的碳（或氫）的質(zhì)量分數(shù)相同，則生成的CO2（或H2O）的量也為定值。例⒊下列各組有機物中不論二者以什么比例混合，只要總質(zhì)量一定，則完全燃燒產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量不變的是（A）C2H2和C3H6

（B）C2H4O2和C6H12O6

（C）C3H6和C4H6O2

（D）CH4和C10H8O2

B典型題例三、利用有機物燃燒推斷分子式此類試題在高考命題中頻繁出現(xiàn)，解答時應(yīng)注意以下兩點：①涉及反應(yīng)前后氣體體積變化的試題，應(yīng)注意H2O在題設(shè)條件中的聚集狀態(tài)；②有機物若完全燃燒，O2應(yīng)足量，即耗氧量小于或等于題設(shè)條件中給出氧氣的量。典型題例例⒋常溫常壓下10mL氣態(tài)烴與50mLO2（過量）混合并點燃，恢復到原來的狀態(tài)時剩余35mL氣體，則此烴不可能是（A）C2H6

（B）C3H6

（C）C3H8

（D）C4H6例⒌

120℃時，1體積某烴和4體積O2混合，完全燃燒后恢復到原來的溫度和壓強，體積不變，該烴分子中所含碳原子數(shù)不可能是（A）1（B）2（C）3（D）4例⒍兩種氣態(tài)烴以任意比例混合，在105℃時1升該混合烴與9升氧氣混合，充分燃燒后恢復到原狀態(tài)，所得氣體體積仍是10升，下列各組混合物中不符合此條件的是（A）CH4、C2H4

（B）CH4、C3H6

（C）C2H4、C3H4

（D）C2H2、C3H6

典型題例例7.見《三維設(shè)計》P37第12小題例8.

有機化合物A、B分子式不同，它們只可能含碳、氫、氧元素中的兩種或三種。如果將A、B不論以何種比例混合，只要其物質(zhì)的量之和不變，完全燃燒時消耗的氧氣和生成的水的物質(zhì)的量也不變。那么