高中化學(xué)選修化學(xué)與技術(shù) 從石油中獲取更多的高品質(zhì)燃油教學(xué)設(shè)計

高中化學(xué)選修化學(xué)與技術(shù)

4.1從石油中獲取更多的高品質(zhì)燃油教學(xué)設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)

?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。

教學(xué)設(shè)計

?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)崮艿取?/p>

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P68—76,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。今步驟2：建議對［思考交流］進行提問，反饋學(xué)生預(yù)

習(xí)效果。今步驟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,石油分儲實驗”中注意的問題進行

總結(jié)。仁步驟6：師生互動完成“探究2”。仁步驟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。U步驟4:通過［例1］和教材P68-71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。今步驟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

1.燃油產(chǎn)品的種類及用途。(重點)

質(zhì)所采取的化學(xué)加工技術(shù)。

2.石油分儲的原理及化學(xué)工藝。(重點)

3.知道一些有關(guān)燃油的基本知識。

3.輕質(zhì)汽油獲取方法，提高汽油品質(zhì)的方法。

4.通過學(xué)習(xí)從石油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。

課前導(dǎo)學(xué)

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燒、環(huán)烷煌和芳香丸,以及少

量的含硫、氮、氧等元素的燃類衍生物和金屬化合物。

〃石蠟基石油：以烷燒為主要成分的石油

環(huán)燃基石油：以環(huán)烷燒、芳香煌為主要

(3)分類5

成分的石油

、中間基石油：介于二者之間的石油

2.石油的加工方法

(1)常壓分儲

原理：給原油加熱時，低沸點的煌先汽化，經(jīng)過冷凝先分離出來，高沸點的

燒后汽化，再冷凝分離出來。

設(shè)備：分儲塔

⑵減壓

f原因：高溫時燒會分解，甚至炭化結(jié)焦而損壞設(shè)備

〔原理：降低壓強，使煌的沸點降低

3.石油分播的主要產(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

V柴油;沸點范圍由高到低的順序為：柴油〉煤油〉汽油。

思考交流

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)較多的燒分子發(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)燃油煌分子中碳

原子數(shù)相近的各種煌的混合物的方法。

(2)十六烷和二十烷熱裂化反應(yīng)為：

△

Ci6H十加烷---->C8H辛解+C8H辛烷；

△

C20H二也烷---->C12H十2烯+C8H辛烷

2.催化裂化

(1)定義：使分子中碳原子較多的燃汽化，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燒分子。

催化劑

(2)十八烷的催化裂化反應(yīng)為：Ci8H十狀烷——>CioH美烷+C8H辛烯o

3.加氫裂化

(1)定義：在一定壓強和溫度下，含碳原子較多的燒分子在催化劑的作用下

與氫氫反應(yīng)而斷裂成含碳原子較少的燒分子。

(2)十六烷、二十烷的加氫裂化反應(yīng)為：

催化劑

Cl6H十加烷+H2------>2C8H辛烷、

催化劑

C20H二也烷+H2------>C12H十26烷+C8H辛烷。

思考交流

2.熱裂化、催化裂化、加氫裂化的相同點是什么？

【提示】均使碳鏈長的爆變?yōu)樘兼湺痰臒?/p>

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

[①在汽油中加入抗爆劑，提高汽油的質(zhì)量

1②改進汽油的煉制工藝,增加汽油中燃分子的

〔支鏈及芳香煌和環(huán)烷日的比例

3.催化重整

思考交流

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(yán)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

叔丁基醵（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。

課堂互動

從石油中提煉燃油的方法

【問題導(dǎo)思】

①石油分儲屬于什么變化？

【提示】石油分館過程中無新物質(zhì)生成，所以屬于物理變化。

②石油分儲包括哪幾種方法？

【提示】常壓分館和減壓分館。

③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

分儲裂化

常壓

分儲減壓

分偏熱裂化催化

裂化加氫

裂化

在一定條件下，將相對分子質(zhì)

用蒸發(fā)和冷凝的方法把石油分

原理量大、沸點高的燒斷裂成小分

成不同沸點范圍的蒸儲產(chǎn)物

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

(C5?C8)、

汽油

??Cu)、

煤油、柴油、

重油潤滑油、

凡士林

等汽油等輕

質(zhì)油

例1.（2012.山東高考節(jié)選）（1）石油分儲時，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）石油的分館是在分館塔中進行的，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。

【答案】（1）分儲塔連續(xù)（2）催化裂化輕質(zhì)燃料油（或汽油）

易錯警鐘

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)不飽和姓。

變式訓(xùn)練

1.下列化學(xué)反應(yīng)中，屬于燒裂化反應(yīng)的是（）

催化劑

A.Cl6H34--------->C8H16+C8H18

△

B.CH3—CH===CH2+Br2->CH3CHBrCH2Br

光照

C.CH3CH2CH3+CI2------>CH3CH2CH2C1+HC1

D.〃CH2=CH—CH=CH2>

CH2—CH=CH—CH2

【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

煌變?yōu)榉肿又刑荚訑?shù)少、相對分子質(zhì)量小的燒的過程。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)。

【答案】A

石油分t留實驗

【問題導(dǎo)思】

①石油分館模擬實驗中，需要哪些儀器？

【提示】鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸館燒瓶、溫度計、冷凝器、尾接管、錐

形瓶、瓶塞、導(dǎo)管等。

②溫度計水銀球在什么位置？

【提示】在蒸儲燒瓶支管口處。

③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：蒸儲裝置。注意所用溫度計水銀球的位置應(yīng)當(dāng)在蒸儲燒瓶支管口

處，因為它所測定的是所取微分的沸點范圍。

石

油

和

碎

瓷

片

2.操作注意事項：①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；②為防止暴沸，應(yīng)在加熱之前放入幾片碎瓷

片；③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;

④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。

例2.有一套實驗分儲原油的五個步驟，請將正確的序號填入括號中。

()將蒸儲燒瓶固定在鐵架臺上，在蒸儲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)。

()向蒸儲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________。

【解析】本題考查石油分館原理和根據(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)在蒸儲燒瓶支管口處。

【答案】(2)(3)(1)(5)(4)蒸儲燒瓶支管口處

變式訓(xùn)練

2.石油分儲實驗中，一定不使用的儀器是()

A.蒸發(fā)皿B.酒精燈

C.冷凝器D.蒸儲燒瓶

【解析】蒸發(fā)皿用于加熱溶液，在石油分館實驗中一定不使用。

【答案】A

【教師備課資源】

海底新能源一可燃冰

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?？扇急且环N潛在的能源，儲量很大。有

專家認(rèn)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(jì)。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氣煤干館

co、H2>

CH4>C2H4等燃料、化工原料

液化石油氣石油分儲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.石油分儲的2種方法：常壓分儲、減壓分儲。

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.石油分儲的5種產(chǎn)品：石油氣、汽油、煤油、柴油、重油。

當(dāng)堂達標(biāo)

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.石油主要是由各種炫組成的混合物

C.石油有固定的沸點，故可分儲

D.石油分儲產(chǎn)物仍是混合物

【答案】C

2.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)。

【答案】C

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?/p>

D.將直鏈煌變?yōu)榉枷慊?/p>

【解析】

A.B兩項屬于物理變化；D項，屬于催化重整。

【答案】C

4.下列物質(zhì)中，不能用于萃取濱水的是()

A.直儲汽油B.四氯化碳

C.裂化汽油D.苯

【解析】用作萃取劑的溶劑要求：①與原溶劑互不相溶，且密度不同；②與

溶質(zhì)不反應(yīng)；③溶質(zhì)在該溶劑中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度。C項中

裂化汽油中有不飽和燒，會和Br2發(fā)生加成反應(yīng)。

【答案】C

5.裂化汽油中除含有C5?Cu的烷燒外，還含有C5?Cu的烯煌及甲苯、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┗图氨降耐?/p>

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。

【解析】本實驗?zāi)康氖窃谕榛?、烯煌、苯的同系物的混合物中檢驗烯煌和苯的

同系物的存在，應(yīng)先檢驗烯燒，再檢驗苯的同系物。因為烯燃可使7臭水、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，則先用淡水檢驗烯燃的存在，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)向樣品中逐滴加入澳水，振蕩，如看到溟水退色，則證明烯燃的存在。

(2)繼續(xù)逐滴加入澳水至不再退色為止，用分液漏斗分出上層的裂化汽油樣

品，因為加足量淡水后，生成的鹵代烷及水的密度均比烷燒和苯的同系物大，所

以上層應(yīng)是烷燒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。

【答案】（1）澳水澳水退色烯燒（2）濱水不再退色上酸性KMnCU

溶液紫色退去苯的同系物

課后檢測

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.分儲石油得汽油、柴油、煤油

【解析】氣體的液化、石油的分館是物理變化。

【答案】BD

2.石油減壓分儲的目的是（）

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】石油分儲有常壓分館和減壓分儲兩種，減壓分儲的目的是使高沸點的

重油進一■步分離。

【答案】A

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(yán)重的重金屬污染。

【答案】C

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.便于分儲

C.獲得短鏈不飽和氣態(tài)燃

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）。

【答案】A

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.分館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。

【答案】C

6.石油分儲的設(shè)備名稱是（）

A.氧化爐B.沸騰爐

C.分儲塔D.吸收塔

【答案】C

7.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

C15?C18的烷燃，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。

【答案】C

8.下列關(guān)于石油及石油煉制中敘述錯誤的是（）

A.石油主要是由烷燒、環(huán)烷煌、芳香煌組成的混合物

B.石油分儲所得的儲分是純凈物

C.為了防止重油進一步分儲時炭化結(jié)焦，常采用減壓分儲

D.石油裂化的原料是重油、石蠟等

【解析】石油分館所得到的是沸點相近的多種燒的混合物而非純凈物，減壓分

館防止了重油的炭化結(jié)焦；重油、石蠟等含碳原子數(shù)較多的高沸點的燃，通過裂

化可以得到沸點低的燒。

【答案】B

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.直儲汽油和裂化汽油成分相同

D.蒸儲石油的實驗裝置也可用來制取蒸儲水

【解析】石油、汽油都是混合物，石油中含有各種烷燒、環(huán)烷煌和芳香燒，汽

油是C5?C11的各種燃的混合物，故A不正確；石油分館時，首先蒸館出的是汽

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；直饋汽油中不含烯燒，裂化汽油中含有烯燒，二者組成

成分不完全相同，故C不正確；蒸儲裝置不僅可以制取蒸儲水、分儲石油，還

可以分離某些其他混合物，如從Bn的CC14溶液中分離出Bn和CC14等，故D

正確。

【答案】D

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?xì)浠衔?/p>

C.氫氣D.醇類

【解析】從題分析可知，天然氣的主栗成分是CH-屬碳?xì)浠衔铮夯?/p>

油氣則是以丙烷、丁烷為主的燒類混合物，也是碳?xì)浠衔铩?/p>

【答案】B

11.下列各組物質(zhì)能用澳水鑒別的是（）

A.直儲汽油和煤油

B.煤油和苯

C.柴油和四氯化碳

D.裂化汽油和柴油

【解析】直饋汽油、煤油、柴油的主要成分為烷燒、環(huán)烷燒及少量苯的同系物,

不含碳碳雙鍵或叁鍵；苯、CC14中也不含不飽和鍵，故均不能使淡水退色。

【答案】D

12.丁烷進行高溫裂解可發(fā)生兩種反應(yīng)：C4H