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高中化学必修二优质学案：3.2.1 从天然气、石油和煤中获取燃料 石油裂解与乙烯

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第2节 从化石燃料中获取有机化合物第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料 石油裂解与乙烯[知识梳理]知识点一 从天然气、石油和煤中获取燃料化石燃料又叫做矿石燃料、矿物燃料，上图就是天然气、煤、石油的三种应用，如何从中获取燃料呢？请学习下列知识点。

1．天然气和煤直接用作燃料 (1)天然气的主要成分：甲烷 ①存在：天然气、沼气、可燃冰等。

②物理性质③甲烷的燃烧现象：甲烷能够安静地燃烧，火焰明亮且呈淡蓝色。

化学方程式：CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O 。

(2)煤直接燃烧煤可得到人们所需的能量，但也会带来大气污染物，如硫的氧化物，氮的氧化物，烟尘等。

2．从石油中获取燃料 (1)石油的组成①组成元素：主要是C 、H 两种元素，质量分数之和高达98%。

②主要物质：石油是由分子含有不同数目碳原子的烷烃、环烷烃等组成的复杂混合物。

(2)石油的炼制(3)裂化方程式(以十六烷为例)： C 16H 34十六烷――→催化剂△C 8H 18辛烷＋C 8H 16辛烯燃烧方程式(以辛烷为例)：2C 8H 18＋25O 2――→点燃16CO 2＋18H 2O 知识点二 石油裂解与乙烯1．石油裂解(1)(2)石蜡分解的实验探究①实验装置②实验现象B处：溶液紫色褪去。

C处：溶液褪色。

D处：点燃时火焰明亮并伴有黑烟。

③实验结论Ⅰ.在炽热碎瓷片的作用下，石蜡油分解产生了能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物。

Ⅱ.气态产物中含有与烷烃性质不同的烃，实际是烯烃和烷烃的混合物。

2．乙烯(1)组成与结构(2)物理性质(3)化学性质分析下列实验，总结乙烯的化学性质①乙烯的氧化反应a．乙烯的可燃性：乙烯在空气中燃烧的方程式为C2H4＋3O2――→点燃2CO2＋2H2O。

b．乙烯能被KMnO4(H＋)溶液氧化。

②乙烯的加成反应乙烯能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色，发生加成反应。

Ⅰ.定义：有机化合物分子中双键上的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应属于加成反应。

Ⅱ.原理及实质：乙烯分子里不饱和碳原子之间的双键中的一个键断裂，然后与溴原子直接结合，从而生成1，2-二溴乙烷。

＋Br—Br――→化学键断裂＋――→化学键形成Ⅲ.方程式：CH 2===CH 2＋Br 2―→；CH 2===CH 2＋H 2――→催化剂△CH 3—CH 3； CH 2===CH 2＋HCl ――→催化剂△；CH 2===CH 2＋H 2O ――→催化剂△。

③加聚反应乙烯能发生自身的加成反应生成高分子化合物聚乙烯，反应的化学方程式为n CH 2===CH 2――→催化剂 —[CH 2—CH 2]—n 。

(4)乙烯的用途①乙烯是重要的有机化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。

乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。

②在农业生产中用作植物生长调节剂。

微判断(1)烃的分子式为C 3H 6，符合通式C n H 2n ，故该分子属于烯烃( )(2)某无色气体通入酸性KMnO 4溶液中，溶液褪色，该气体一定是烯烃( ) (3)某无色气体能使溴水褪色，该气体可能是烯烃( ) (4)甲烷和乙烯都属于烃，前者属于烷烃，后者属于烯烃( )(5)甲烷和乙烯都是可燃性气体，点燃之前必须验纯，而且燃烧时现象相同( ) (6)以石油为原料可以获得乙烯( ) (7)乙烯比乙烷的化学性质活泼( )[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)√ 微训练1．下列说法不正确的是()A．石油分馏所得的产物是具有恒定沸点的纯净物B．天然气和液化石油气的主要成分不同C．石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物D．石油裂解的目的是得到气态短链烃[解析]石油分馏的产物是混合物，A不正确；天然气的主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分是小分子烃，如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，B正确；天然气的主要成分是甲烷，甲烷是最简单的烃，石油的主要成分是烃，烃属于碳氢化合物，C正确。

[答案] A2．刚摘的猕猴桃往往青涩难吃，但将熟透的红苹果与它共同装入袋内，三天后就香甜可口了，原因是熟透的苹果挥发出的乙烯对猕猴桃起了催熟作用。

下列有关乙烯的说法中不正确的是()A．乙烯分子为平面结构，分子中C—H键之间的键角约为120°B．乙烯与溴发生加成反应后的产物中所有原子都共平面C．乙烯的产量常用来衡量一个国家石油化工水平的标志D．乙烯是一种植物生长的调节剂，也可作水果催熟剂[解析]乙烯分子中的6个原子共平面，但与溴发生加成反应后生成BrCH2CH2Br(1，2-二溴乙烷)，其结构相当于乙烷分子中的两个H原子(位于不同的碳原子上)被Br原子代替，每个碳原子与其相连的4个原子构成四面体结构，1，2-二溴乙烷中的8个原子不共平面。

[答案] B3．石蜡油(主要是含17个碳原子以上的液态烷烃混合物)分解实验按照如图进行：(1)石蜡油分解实验产生的气体的主要成分是__________(填写序号)。

①只有甲烷②只有乙烯③烷烃跟烯烃的混合物(2)将石蜡油分解所得生成物通入酸性高锰酸钾溶液中，现象是_______________________________________________________________。

(3)碎瓷片的作用是__________(填序号)。

①防止暴沸②有催化功能③积蓄热量④作反应物[答案](1)③(2)酸性高锰酸钾溶液褪色(3)②③微思考1．为什么甲烷燃烧没有黑烟，而乙烯燃烧有黑烟？提示因为甲烷分子里含碳量低，燃烧充分；乙烯分子里含碳量(85.7%)比较高，未完全燃烧，产生碳的小颗粒。

2．乙烯可以作为水果的催熟剂，但是用浸泡过酸性KMnO4溶液的硅藻土与果实放在一起，可以延长果实的成熟期，达到保鲜的目的。

请你解释其原因。

提示水果释放的乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

3．乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色，二者的褪色原理是否相同？提示二者褪色原理不同。

乙烯使酸性KMnO4溶液褪色是因为乙烯发生氧化反应，KMnO4将乙烯氧化成CO2；乙烯使溴的CCl4溶液褪色是因为乙烯与Br2发生加成反应。

因此CH4中混有乙烯时，不能用酸性KMnO4溶液除去(引入新的杂质)，应用溴的CCl4溶液除去。

4．鉴别乙烯和甲烷有哪些方法？提示鉴别乙烯和甲烷的方法5.用什么方法除去乙烷中的乙烯？能使用H2和酸性KMnO4溶液除去乙烷中的乙烯吗？为什么？提示用溴的CCl4溶液除去。

因为Br2与乙烯反应生成液态的1，2-二溴乙烷，气液分离。

不能用H2或酸性KMnO4溶液。

因为H2的用量不易控制，乙烯不能完全除去或引入新的杂质H2；乙烯被酸性KMnO4溶液氧化的产物是CO2，引入新的杂质CO2。

6．用乙烯和HCl的加成反应与乙烷与Cl2的取代反应都能制取氯乙烷，哪个方法好？提示乙烷与Cl2的取代反应得到的是混合物，生成物不纯，而乙烯与HCl的加成反应可制得较纯净的氯乙烷，较好。

学习任务1乙烯的分子结构和性质如图是乙烯的球棍模型、空间填充模型，请结合这两种模型，完成下列讨论：1．根据乙烯的结构，思考乙烯的结构简式能否写成CH2CH2?提示不能，写烯烃的结构简式时，必须突出其重要结构，因此必须写成CH2===CH2。

2．CH2===CH—Cl分子中所有原子共平面吗？提示氯乙烯分子是乙烯分子中一个氢原子被一个氯原子取代，故所有原子仍共平面。

3．根据乙烯的化学性质讨论能否用酸性KMnO4溶液鉴别CH4和C2H4？能否用酸性KMnO4溶液除去CH4中的少量C2H4杂质气体呢？提示CH4与酸性KMnO4溶液不发生反应，而C2H4能使酸性KMnO4溶液褪色，因此可以用酸性KMnO4溶液鉴别二者。

但酸性KMnO4溶液将CH2===CH2最终氧化为CO2引入新的杂质，因此不能用酸性KMnO4溶液除去CH4中的C2H4。

4．对比乙烷和乙烯的组成和结构特点，归纳二者性质上的异同点。

提示从以下角度归纳乙烷和乙烯的异同点。

(1)物理性质上：都难溶于水且密度比水小。

(2)化学性质上：①都易燃烧，且充分燃烧的产物都是CO2和H2O。

②乙烷容易发生取代反应。

与溴水和酸性高锰酸钾溶液不反应。

③乙烯因为含有碳碳双键，能和溴水、H2、HX等发生加成反应，能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

1．乙烯分子的结构特点2．有机物分子中原子的共面情况乙烯中的一个氢原子被其他原子或原子团代替后，只有与碳碳双键两端的碳原子直接相连的原子才与原有的原子共平面，如丙烯的—CH3中的碳原子一定在原平面上，而3个氢原子中至多可以有1个在原平面上。

3．乙烯的性质特点碳碳双键中的一个键易断裂，易发生加成反应。

结构决定性质，乙烯的化学性质(能被酸性高锰酸钾溶液氧化、发生加成反应)主要是由碳碳双键所决定的，与碳氢键无关。

【例题】由乙烯推测丙烯的结构或性质，正确的是()A．分子中3个碳原子在同一直线上B．分子中所有原子都在同一平面上C．分子中共价键的夹角均为120°D．分子中共价键数为8，其中有一个碳碳双键[解析]只要掌握乙烯的结构和性质就可推断丙烯的结构和性质，具体过程如下：[答案] D变式训练以下是两种有机物的球棍模型：代表H原子，代表C原子，请回答下列问题：(1)Ⅰ、Ⅱ的分子式________、________。

(2)说出Ⅰ、Ⅱ结构上的两点差异：①___________________________________；②______________。

[解析]从球棍模型可知，Ⅰ为乙烷，Ⅱ为乙烯。

乙烷中有“C—C”，乙烯中有“C===C”，且前者是空间立体结构，后者是平面结构。

[答案](1)C2H6C2H4(2)①Ⅰ中含有碳碳单键，Ⅱ中含有碳碳双键②Ⅰ是空间立体结构，Ⅱ是平面结构学习任务2(核心素养)乙烯的加成反应一、知识要点1．对乙烯性质的正确认识(1)含有空气的乙烯点燃时易爆炸，所以点燃乙烯前要检验乙烯的纯度。

(2)乙烯使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色，发生的是加成反应，生成无色的1，2-二溴乙烷；乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，发生的是氧化反应，二者褪色的原理不同。

(3)定量分析。

①加成反应消耗的Cl2的量由双键数目决定，双键数目与消耗Cl2的分子数之比为1∶1。

②取代反应消耗的Cl2的量由分子内氢原子个数决定，分子内氢原子个数与消耗Cl2的分子数之比为1∶1。

2．烯烃加成反应的特点加成反应是有机物分子中不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应，其特点是：“断一加二，都进来”，“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂；“加二”是指加两个其他原子或原子团，每一个原来形成双键的碳原子上各加上一个。

3．(1)加成反应方程式(2)加聚反应原理—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2―→CH2—CH2二、核心素养乙烯的加成、加聚反应的原理⇒培养学生宏观辨识和微观探析能力原理的应用⇒培养学生证据推理和模型认知能力【素养解题】[典例示范] 某烃A 是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A 还是一种植物生长调节剂，A 可发生如图所示的一系列化学反应。

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人教版高中化学必修第2册 《煤、石油和天然气的综合利用》学案设计

人教版高中化学必修第2册 《煤、石油和天然气的综合利用》学案设计

《煤、石油和天然气的综合利用》学案设计一、学习目标1．1.学习煤、天然气和石油的化学组成和综合利用途径，能从化学的角度分析自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献。

2．了解化石能源在社会生产、生活中的重要应用，感受到化学科学在生产、生活中的应用价值。

3．了解化石能源引发的环境问题，能够思考开发清洁新能源的绿色、可持续发展的新途径。

二、学习过程（一）选择题1.碳循环（如图）对人类生存、发展有着重要的意义。

下列说法错误的是（）A．碳是构成有机物的主要元素B．光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C．化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D．石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志2.下列有关自然资源的开发利用的叙述正确的是（）A．通过催化裂化，可从石油中获取沸点较低的烯烃B．金属铝的冶炼可采取电解熔融氯化铝的方法C．石油的裂化和裂解属于化学变化，而煤的液化、气化属于物理变化D．煤中含有的苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过煤的干馏来获得3.“地球在流浪，学习不能忘”，学好化学让生活更美好，下列相关说法错误的是（）A．天然气、沼气的主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷B．煤的气化是化学变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径C．石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油、丁烯等含碳原子少的轻质油D．“低碳经济”的目标是减少温室气体的排放4.我国提出争取在前实现碳达峰，前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。

“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。

下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（）A.将重质油裂解为轻质油作为燃料B.大规模开采可燃冰作为新措施C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D.研发催化剂将CO2还原为甲醇5.煤的干馏实验装置如图所示。

下列说法错误的是( )A．可用蓝色石蕊试纸检验a层液体中含有的NH3B．长导管的作用是导气和冷凝C．从b层液体中分离出苯的操作是分馏D．c口导出的气体可使新制氯水褪色（二）非选择题实验室蒸馏石油如图所示：（1）实验原理：两种或多种相差较大且的液体混合物，要进行分离时，常用蒸馏或分馏的分离方法；（2）分馏(蒸馏)实验所需的主要仪器:铁架台(铁圈、铁夹)、石棉网、、带温度计的单孔橡皮塞、、牛角管、（3）蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的作用是：（4）温度计的位置：温度计的水银球应处于（5）冷凝管：蒸气在冷凝管内管中的流动方向与冷水在外管中的流动方向。

新教材高中化学第3章从天然气石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯课时作业鲁科版必修第二册(含答案)

新教材高中化学第3章从天然气石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯课时作业鲁科版必修第二册(含答案)

新教材高中化学课时作业鲁科版必修第二册：第1课时从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯必备知识基础练进阶训练第一层知识点1从天燃气、石油和煤中获取燃料1.下列叙述正确的是( )A．煤中含有的苯和甲苯可通过煤的干馏来制得B．丁烷(C4H10)的一氯代物的同分异构体有4种C．煤的气化和液化均属于物理变化D．某有机化合物完全燃烧后，生成CO2和H2O，说明该有机化合物中一定含有C、H、O 三种元素2．下列有关说法正确的是( )①石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油②石油的分馏是化学变化③石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度④石油分馏得到的汽油仍是混合物A．①③ B．②④ C．①④ D．②③3．下列说法正确的是( )A．石油催化裂化是工业上获得乙烯的主要途径B．石油裂解得到的汽油是纯净物C．天然气是一种清洁的化石燃料D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料4．如图是石油分馏塔的示意图。

下列关于a、b、c三种馏分的说法正确的是( )A．a的沸点最高B．b的沸点最低C．c的平均相对分子质量最大D．每一种馏分都是纯净物5．下列关于煤、石油、天然气的说法正确的是( )A．石油裂解得到的产物是纯净物B．石油分馏后的产物都可用于聚合反应C．天然气是一种清洁燃料D．可燃冰是甲烷6．标准状况下的11.2 L甲烷和22.4 L氧气混合后点燃，恢复到原状况时，气体的体积共( )A．11.2 L B．22.4 L C．33.6 L D．44.8 L7．甲烷是最简单的有机化合物。

(1)下列关于甲烷性质的叙述中，正确的是________(填字母)。

A．甲烷是一种无色无味的气体B．甲烷的密度比空气的密度小C．甲烷极难溶于水D．只有纯净的甲烷才能安静地燃烧(2)在标准状况下，32 g CH4的物质的量为________ mol，它的体积为________ L，它所含有氢原子的数目为________。

2020高中化学第3章从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯教案鲁科版

2020高中化学第3章从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯教案鲁科版

第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料 石油裂解与乙烯核心素养发展重点学业要求1.通过对化石燃料性质与用途的分析，体验有机化合物在能源中的应用价值。

2.通过乙烯的学习，体会有机化学反应与无机化学反应在反应条件、反应试剂与生成物等方面的差异，深化“结构决定性质，性质反应结构”“性质决定用途”等学科观念。

1.了解石油的成分及石油分馏、裂化和裂解的基本原理。

2.掌握乙烯的分子结构、主要性质和重要应用，进一步理解结构与性质的关系。

3.了解加成反应。

学生自主学习从天然气、石油和煤中获取燃料 1．天然气和煤直接用作燃料天然气的主要成分是□01甲烷(含量为80%～97%)，天然气水合物——□02可燃冰的主要成分是甲烷。

煤是由□03有机化合物和□04无机物组成的复杂混合物。

其中，有机物除了含有□05碳、□06氢元素外，还含有少量的□07氧、□08氮、□09硫等元素；无机物主要含有□10硅、□11铝、□12钙、□13铁等元素。

2．从石油中获取燃料 (1)石油的组成石油是由分子含有不同数目碳原子的□14烷烃、环烷烃等组成的复杂□15混合物；组成石油的主要元素是□16C 、H ，在石油中的质量分数之和高达98%。

(2)石油的分馏①原理：通过□17加热和□18冷凝的方法把石油分离成□19沸点范围不同的产物。

②目的：将原油分离成不同沸点范围的产品。

③主要产物：石油气、汽油、煤油、柴油及重油等。

(3)石油的裂化①原理：在加热、使用催化剂的条件下，把相对分子质量□20较大、沸点□21较高的烃断裂为相对分子质量较□22小、沸点较□23低的烃。

②目的：提高□24轻质液体燃料的产量和质量。

石油裂解、乙烯1．石油的裂解01乙烯、丙烯等小分(1)原理：采用比裂化更高的温度，使相对分子质量较大的烃断裂成□子烃。

(2)目的：获得乙烯、丙烯等小分子烯烃，用作有机化工原料。

2．乙烯(1)乙烯的组成与结构(2)乙烯的物理性质(3)乙烯的化学性质 ①氧化反应a ．乙烯能在空气中燃烧，火焰□05明亮并伴有□06黑烟： □07C 2H 4＋3O 2――→点燃2CO 2＋2H 2O 。

高中化学(新教材)《从天然气、石油和煤中获取燃料 石油裂解与乙烯》导学案+课时作业

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第2节从化石燃料中获取有机化合物第1课时从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯核心素养发展重点学业要求1.通过对化石燃料性质与用途的分析，体验有机化合物在能源中的应用价值。

2.通过乙烯的学习，体会有机化学反应与无机化学反应在反应条件、反应试剂与生成物等方面的差异，深化“结构决定性质，性质反应结构”“性质决定用途”等学科观念。

1.了解石油的成分及石油分馏、裂化和裂解的基本原理。

2.掌握乙烯的分子结构、主要性质和重要应用，进一步理解结构与性质的关系。

3.了解加成反应。

学生自主学习从天然气、石油和煤中获取燃料1．天然气和煤直接用作燃料天然气的主要成分是□01甲烷(含量为80%～97%)，天然气水合物——□02可燃冰的主要成分是甲烷。

煤是由□03有机化合物和□04无机物组成的复杂混合物。

其中，有机物除了含有□05碳、□06氢元素外，还含有少量的□07氧、□08氮、□09硫等元素；无机物主要含有□10硅、□11铝、□12钙、□13铁等元素。

2．从石油中获取燃料(1)石油的组成石油是由分子含有不同数目碳原子的□14烷烃、环烷烃等组成的复杂□15混合物；组成石油的主要元素是□16C、H，在石油中的质量分数之和高达98%。

(2)石油的分馏①原理：通过□17加热和□18冷凝的方法把石油分离成□19沸点范围不同的产物。

②目的：将原油分离成不同沸点范围的产品。

③主要产物：石油气、汽油、煤油、柴油及重油等。

(3)石油的裂化①原理：在加热、使用催化剂的条件下，把相对分子质量□20较大、沸点□21较高的烃断裂为相对分子质量较□22小、沸点较□23低的烃。

②目的：提高□24轻质液体燃料的产量和质量。

石油裂解、乙烯1．石油的裂解(1)原理：采用比裂化更高的温度，使相对分子质量较大的烃断裂成□01乙烯、丙烯等小分子烃。

(2)目的：获得乙烯、丙烯等小分子烯烃，用作有机化工原料。

2．乙烯(1)乙烯的组成与结构(2)乙烯的物理性质(3)乙烯的化学性质①氧化反应a．乙烯能在空气中燃烧，火焰□05明亮并伴有□06黑烟：□07C2H4＋3O2――→点燃2CO2＋2H2O。