石油化工的龍頭-乙烯(一)

1、高二化學(xué)11.2 石油化工的龍頭乙烯石油化工、乙烯結(jié)構(gòu)李桂伯教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能理解乙烯的組成和分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)理解乙烯實(shí)驗(yàn)室制法的原理與裝置了解石油裂化；了解不飽和烴、烯烴的概念過(guò)程與方法以石蠟的催化裂化反應(yīng)為載體經(jīng)歷“問(wèn)題猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論”的科學(xué)探究過(guò)程情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)石油煉制過(guò)程分析烯烴的結(jié)構(gòu)特征和獲取方法，感受化學(xué)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用了解石油化工及其對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)烯烴的結(jié)構(gòu)特征和乙烯的分子結(jié)構(gòu)乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法教學(xué)難點(diǎn)推導(dǎo)石蠟裂化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征教學(xué)方法：引導(dǎo)探究法、講授法對(duì)石油進(jìn)行分餾的目的是獲取輕質(zhì)燃料，特別是汽油。石油分餾的主要產(chǎn)物：汽油、柴油、重油等

2、等。我們已學(xué)習(xí)了石油的組成和煉制的方法。思考：石油分餾的目的是什么？得到什么產(chǎn)物？當(dāng)分餾得到的汽油不能滿足人類(lèi)需求時(shí)，又以什么為原料進(jìn)行怎樣的加工來(lái)獲取更多的汽油？以分餾得到的重油為原料進(jìn)行裂化，提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量。其實(shí)質(zhì)：使長(zhǎng)鏈的烷烴分子變成短鏈分子使長(zhǎng)鏈的烷烴分子變成短鏈分子。11.2石油化工的龍頭乙烯一、石油化工的興起石油裂化：討論：當(dāng)重油的長(zhǎng)鏈烷烴分子的碳鏈斷裂成短鏈分子時(shí)，分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？我們用一個(gè)簡(jiǎn)單的分子戊烷(C5H12)為例進(jìn)行推測(cè)，當(dāng)斷裂為C1、C2、C3或C4時(shí)形成的小分子的結(jié)構(gòu)。可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)長(zhǎng)鏈的烷烴分子斷裂為短鏈分子時(shí)，若生成兩種烷烴，則會(huì)缺少兩個(gè)氫原子。

3、或者說(shuō)其中一種分子中碳原子有剩余的價(jià)鍵。實(shí)驗(yàn)：石蠟的催化裂化/P18CH3CH2CH2CH2CH3裂化CH4 + C4H8CH3CH2CH2CH2CH3裂化CH3CH3 + C3H6現(xiàn)象：產(chǎn)生使KMnO4溶液褪色的無(wú)色氣體。B中試管里有油狀液體，有汽油味。C處點(diǎn)燃后發(fā)出淡藍(lán)色火焰。結(jié)論：石蠟等重油在催化劑作用下隔絕空氣加熱后，產(chǎn)生相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴(燃料)。常溫下石蠟呈固態(tài)，說(shuō)明其分子中碳原子數(shù)較多。反應(yīng)后的生成物在經(jīng)過(guò)冷卻之后，有氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)，說(shuō)明生成了碳鏈較短的分子，由此可證明石蠟分子發(fā)生了斷裂，即石蠟發(fā)生了裂化。烷烴不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，所以石蠟裂化生成了一種新的

4、烴。不飽和烴和烯烴：這種不同于烷烴的烴，碳原子有剩余價(jià)鍵，但沒(méi)有氫原子與之相結(jié)合，故只能相互結(jié)合，形成碳碳雙鍵（CC）。分子里的碳原子所結(jié)合的氫原子數(shù)比碳原子數(shù)相同的飽和烴分子(烷烴)里所含的氫原子要少，這種碳原子稱(chēng)為不飽和碳原子，這類(lèi)烴稱(chēng)為不飽和烴不飽和烴。鏈烴分子里含有碳碳雙鍵的不飽和烴叫做烯烴烯烴。我們通常說(shuō)的烯烴是指含一個(gè)碳碳雙鍵的烯烴。P21/-9討論：請(qǐng)寫(xiě)出乙烯、丙烯這兩種烯烴分子的結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、電子式和分子式。討論：請(qǐng)寫(xiě)出乙烯、丙烯這兩種烯烴分子的結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、電子式和分子式。CCHHHHCCHHHHCCCHHHHHHCH2CH2CH2CHCH3H C C HH HC C

5、 C HHHHHHC2H4C3H6乙烯、丙烯的球棍模型與比例模型：乙烯與丙烯是同系物。因?yàn)樗麄z結(jié)構(gòu)相似，都有碳碳雙鍵；分子組成上相差一個(gè)CH2原子團(tuán)。討論：CH2CH2叫乙烯，CH2CHCH3叫丙烯。丙烯和乙烯的關(guān)系？寫(xiě)出丁烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和分子式。推測(cè)分子中碳原子數(shù)為n的烯烴的通式？CH2CHCH2CH3CH3CHCHCH3C4H8乙烯C2H4、丙烯C3H6、丁烯C4H8，烯烴的通式：CnH2n(n2)閱讀：P17P19思考：什么是裂化？乙烯的工業(yè)生產(chǎn)方式？重油隔絕空氣高溫加熱，把相對(duì)分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的重油裂化成相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴。乙烯工業(yè)生產(chǎn)方式：重油催化裂解。P18/-8乙

6、烯的實(shí)驗(yàn)室制法：/P2132222170 CCH CH OHCHCHH O 濃硫酸CH2HCH2OH濃硫酸170CH2CH2 + H2O實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：酒精和濃硫酸混合液的配制：在小燒杯中混合，將濃硫酸慢慢滴入乙醇中。這個(gè)過(guò)程類(lèi)似于濃硫酸稀釋。溫度計(jì)的水銀球應(yīng)浸入反應(yīng)混合液中，且不碰到圓底燒瓶的底部(因?yàn)橐獪y(cè)定的是反應(yīng)混合物的溫度)。加入碎瓷片(沸石)，使反應(yīng)液均勻受熱，可有效防止暴沸現(xiàn)象發(fā)生。濃硫酸的作用：催化、脫水的作用，使反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)。濃硫酸是催化劑、脫水劑。實(shí)驗(yàn)室制乙烯時(shí)應(yīng)將溫度迅速升至170，有利于減少副反應(yīng)，得到較多的乙烯。若溫度太高，酒精會(huì)被濃硫酸脫水而炭化；溫度太低，則主

7、要產(chǎn)物是乙醚。32322321402CCH CH OHCH CH OCH CHH O 濃硫酸小結(jié)作業(yè)：化學(xué)練習(xí)部分P4/6P5/7、8分子里的碳原子所結(jié)合的氫原子數(shù)比碳原子數(shù)相同的飽和烴分子里所含的氫原子要少，這類(lèi)烴稱(chēng)為不飽和烴。鏈烴分子里含有碳碳雙鍵的不飽和烴叫做烯烴。烯烴的通式：CnH2n (n2)乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法：32222170 CCH CH OHCHCHH O 濃硫酸重油隔絕空氣高溫加熱，把相對(duì)分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的重油裂化成相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴。乙烯工業(yè)生產(chǎn)方式：重油催化裂解。練習(xí)：某氣態(tài)烷烴和烯烴的混合氣體共9.00 g，其密度為相同狀況下H2的11.25 倍，將混合

8、氣體通過(guò)足量的溴水，溴水的質(zhì)量增加4.20 g，判斷原混合氣體的組成。小結(jié)分析：密度之比是摩爾質(zhì)量之比，所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為：11.25 2/22.5 /Mg molg mol又因?yàn)橐蚁?C2H4)的摩爾質(zhì)量為：28 g/mol，所以可確定混合氣體中該烷烴一定是：CH4甲烷甲烷將混合氣體通過(guò)足量的溴水，溴水的質(zhì)量增加4.20 g，則增加的質(zhì)量是：烯烴的質(zhì)量。烯烴的質(zhì)量。4()9.004.204.80m CHggg0.30nmol9.00( )0.4022.5/gn gmolg mol4.20()42/0.10gMg molmol烯烴烯烴的通式：CnH2n 該烯烴：該烯烴：C3H6混合氣體：甲烷、丙烯 某氣態(tài)烷烴和烯烴的混合氣體共9.00 g，其密度為相同狀況下H2的11.25 倍，將混合氣體通過(guò)足量的溴水，溴水的質(zhì)量增加4.20 g，判斷原混合氣體的組成。另解：設(shè)甲烷為x mol，烯烴為y mol，烯烴為CnH2n小結(jié)16149.009.0022.5144.20 xnyxyny0.30(