09（必修2）石油裂解与乙烯（1）（教案1）

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第三章简单的有机化合物
第二节从化石燃料中获取有机化合物
3.2.2石油裂解与乙烯


乙烯是石油化学工业重要的基本原料，通过有机化学反应可以由乙烯得到多种烃的衍生物及高分子材料;同时，乙烯也是较简单的含有官能团的有机物。通过对乙烯的学习，学生可以更深人地了解有机物的结构、性质、用途及相互转化规律，并将初步接触决定有机物分类与化学性质的特征基团(官能团)。基于此，本节教材在编排上依次从物理性质、分子结构、化学性质和用途这几个方面介绍乙烯，给出在中学阶段认识有机物的一般流程，建立认知模型，使学生进一步认识有机物的结构特点，体会物质结构对性质和用途的决定作用。乙烯的化学性质围绕碳碳双键展开。氧化反应先讲学生熟悉的燃烧氧化(有机物的共性)，再讲被高锰酸钾等氧化剂氧化(含双键等不饱和基团的有机物的特性)。由于后者的反应产物较为复杂，教材只介绍反应现象，不涉及产物和化学方程式。
介绍加成反应时，教材选择乙烯与溴反应的实验，使用四氯化碳作为溶剂，明确了反应产物，避免在教材和教学中解释使用溴水时的副产物。教材通过实验和化学方程式中结构式的变化引入加成反应的概念，同时指出乙烯还可与其他试剂发生加成反应，生成一系列产物， 借此体现有机物转化的思想。


宏观辨析与微观探析：能描述乙烯分子结构特征，并能建造乙烯的立体模型。
证据推理与模型认知：通过分析、推理认识乙烯发生加成反应时的断键和成键情况。能利用氧化反应、加成反应等性质进行鉴别乙烯和甲烷。能描述乙烯的主要化学性质及相应性质的实验现象和化学方程式的书写。
科学态度与社会责任：认识乙烯是衡量国家石油化工的发展水平及乙烯作为催熟剂。


重点：从宏观和微观两个方面研究乙烯的结构如何决定其性质；
难点：乙烯加成反应、加聚反应的基本规律。


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• 知识回顾
  

   1.天然气主要成分是甲烷
2.天然气水合物------可燃冰的主要成分是甲烷
3.甲烷物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水
4.煤是由有机化合物和无机物组成的复杂混合物。
5.煤主要含有碳、氢元素，还含有少量的氧、氮、硫等元素；无机物主要含有硅、铝、钙、铁等元素。
6.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。
7.石油物理性质
黑色或深棕色粘稠状液体，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。
8.石油的分馏
通过加热和冷凝,可以把石油分成不同沸点范围的产物。这种方法叫做石油的分馏。
原理：根据石油中不同物质的沸点不同，采用加热的方法，实现分离石油。
分馏目的：将石油进行一定程度的分离，得到各种不同沸点范围的烃，从而使不同的烃应用于不同的领域。
9.石油分馏获得轻质液体燃料的产量不够高。为了提高轻质液体燃料的产量和质量，工业上在一定条件（加热、使用催化剂）下，把相对分子量较大、沸点较高的烃分解为相对分子量较小、沸点较低的烃，这种方法称为裂化。
10.石油裂化的目的:提高轻质液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量。
11.甲烷与氧气反应
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二、导语
为了促进香蕉成熟，可在密封袋子中放一些成熟的苹果



    乙烯是石油化学工业重要的基本原料，通过一系列化学反应，可以从乙烯得到有机高分子材料、药物等成千上万种有用的物质。乙烯的用途广泛，其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。


三、讲授新课
展示课件：
活动一：阅读课本P91页内容，思考：
·什么是石油的裂解？
·石油的裂解是化学变化吗？其目的是什么呢？
·分馏与裂化、裂解的对比
讲解与小结
石油化工生产中，常以石油分馏产物为原料，采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的烃分解成乙烯、丙烯等小分子烃。这些小分子烃可以用作重要的有机化工原料。工业上将这种方法叫做裂解。
石油的裂解——采用更高的温度
裂解的目的: 获得乙烯、丙烯等小分子烃。
       (石油裂解气中乙烯含量较高)
石油裂解即石油分馏产物的深度裂化
分馏与裂化、裂解的对比

方法	石油的分馏	石油的裂化	石油的裂解
概念
主要 原料	原油	重油、石蜡	石油分馏产品（包括石油气）
主要 产品	石油气、汽油、煤油、柴油及重油等	抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等	乙烯、丙烯等
主要反应类型	物理变化	化学变化	化学变化
炼制主要目的	制得不同用途的石油分馏产品	提高轻质液体燃料的产量和质量	将长链断裂成小分子烃用作有机化工原料
	它们得到的产物仍是混合物

展示课件
活动二：观察·思考
      石蜡是石油分馏的产物之一，是由分子中碳原子数为17----36的多种烷烃或环烷烃组成的混合物。取少量石蜡进行实验，将实验现象填入下表。

实验步骤	实验现象
将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
将生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中

思考
上述实验对你认识石蜡的分解反应有哪些启示？
板书
将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液中，其溶液褪色。
                               发生氧化还原反应
将生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中，其溶液褪色。
                                发生加成反应


如果把青桔子和熟苹果放在同一个塑料袋里,系紧袋口,这样一段时间后青桔子就可以变黄、变成熟。这种气体是:乙烯
以乙烯为原料生产的物质就在你的身边


通过上述，你对乙烯了解多少？
乙烯的结构
分子式    C2H4                            电子式  

结构式     
                结构简式 CH2 = CH2


6个原子共平面，键角120°，平面型分子，分子中有碳碳双键，碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”。
乙烯物理性质
无色、稍有气味、难溶于水、密度比空气略小（d=1.25g/L）的气体。老师与同学了解乙烯物理性质
乙烯分子中含有碳碳双键，在组成和结构上与只含碳碳单键和碳氢键的烷烃有较大差异，因此在性质上也有很多不同。碳碳双键使乙烯表现出较活泼的化学性质。
展示课件
活动三乙烯化学性质

实验内容	实验现象	实验结论
乙烯在空气中燃烧
向酸性高锰酸钾溶液中通入乙烯
向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯

观察·思考
播放视频：乙烯的燃烧
燃烧


现象：火焰明亮并伴有黑烟
视频播放：向酸性高锰酸钾溶液中通入乙烯
现象：溶液的紫色褪去
应用：鉴别乙烯（与烷烃比）
播放视频：向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯
乙烯使溴的四氯化碳褪色
讲解：乙烯能使酸性高锰酸钾溶液很快褪色，这是乙烯在酸性环境中被高锰酸钾氧化的结果，而烷烃缺不具有这一性质。
         乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色，所发生反应的实质是乙烯分子中碳碳双键中的一个键断裂，两个溴原子分别加到原来的两个碳原子上。
活动三：什么是加成反应？
加成反应
像乙烯与溴的反应这样，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。


乙烯不仅可以与溴发生加成反应，在一定条件下，还可以与氯气、氢气、氯化氢和水等物质发生加成反应。






乙烯还能彼此之间发生加成反应（称加聚反应）形成聚合物-----聚乙烯；还可以制得与乙烯有关的其他聚合物。在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下，乙烯分子中碳碳双键中的一个键断裂，分子间通过碳原子相互结合形成很长的碳链，生成相对分子质量很大的聚合物聚乙烯。
活动四：乙烯与乙烷比较
乙烷与乙烯的分子结构和化学性质对比

分 子 结 构	分子式	C2H6	C2H4
	结构式
	碳碳键类别	碳碳单键	碳碳双键
	分子内原子 的相对位置	C、H不全在一个平面内	6个原子都在同一平面内
化 学 性 质	燃烧
	特征反应		CH2==CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br
	与酸性高锰 酸钾溶液	不反应	因发生氧化反应而使其褪色

乙烯的性质
稍有气味水难溶，高锰酸钾溴反应。
现象相同理不同，前因氧化后加成。
加氧燃烧黑烟冒，聚合分子碳链增。