化学必修 第二册第二节 乙烯与有机高分子材料精品第一课时学案设计

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第一课时 乙烯


[明确学习目标] 1.掌握乙烯的分子结构，初步体会其结构特点对性质的影响，了解乙烯的用途。2.了解乙烯的物理性质，掌握其化学性质。3.认识加成反应的特点，会书写乙烯发生加成反应的化学方程式。


学生自主学习





乙烯


1．乙烯的组成和结构





2．乙烯的物理性质





3．乙烯的化学性质


(1)氧化反应


①乙烯在空气中燃烧，火焰明亮且伴有黑烟，燃烧的化学方程式为eq \(□,\s\up4(07))C2H4＋3O2eq \(――→,\s\up17(点燃))2CO2＋2H2O。


②乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化，使紫色酸性KMnO4溶液eq \(□,\s\up4(08))褪色。


(2)加成反应


①概念：有机物分子中的不饱和碳原子与其他eq \(□,\s\up4(09))原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。





②乙烯的加成反应


a．乙烯使溴的四氯化碳溶液(或溴水)褪色，反应的化学方程式为CH2===CH2＋Br2―→eq \(□,\s\up4(10))CH2BrCH2Br。


b．乙烯与H2O加成，反应的化学方程式为


CH2===CH2＋H2Oeq \(――→,\s\up17(催化剂),\s\d15(加热、加压))eq \(□,\s\up4(11))CH3CH2OH。


c．乙烯与H2加成，反应的化学方程式为


CH2===CH2＋H2eq \(――→,\s\up17(催化剂),\s\d15(△))eq \(□,\s\up4(12))CH3CH3。


(3)聚合反应(加聚反应)


乙烯生成聚乙烯的化学方程式为：


eq \(□,\s\up4(13))nCH2===CH2eq \(――→,\s\up17(催化剂))CH2—CH2。


聚乙烯分子中的链节为eq \(□,\s\up4(14))—CH2—CH2—，聚合度为eq \(□,\s\up4(15))n。合成聚乙烯的单体是eq \(□,\s\up4(16))CH2===CH2。


4．乙烯的用途


(1)重要的化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。


(2)在农业生产中用作eq \(□,\s\up4(17))植物生长调节剂。


(3)乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。


烃


仅含eq \(□,\s\up4(01))碳和eq \(□,\s\up4(02))氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为eq \(□,\s\up4(03))烃。








苯分子具有eq \(□,\s\up4(10))平面正六边形结构，相邻碳原子之间的键eq \(□,\s\up4(11))完全相同，其键长介于eq \(□,\s\up4(12))碳碳单键和碳碳双键的键长之间。





1．检验甲烷和乙烯气体可以采用什么方法？除去甲烷气体中的乙烯可以采用什么方法？


提示：检验甲烷和乙烯可以选择溴水或酸性KMnO4溶液，出现褪色现象的为乙烯；但是除去甲烷中的乙烯只能用溴水，因为酸性KMnO4溶液可以将乙烯氧化成CO2气体而引入新的杂质。


2．C2H4和C3H6一定互为同系物吗？烯烃的通式是什么？


提示：因为无法确定C3H6为烯烃还是环烷烃，故不能确定C2H4和C3H6是不是同系物。烯烃的通式为CnH2n(n≥2)。


课堂互动探究





1．乙烯分子的结构特点





乙烯的结构简式不可以写成CH2CH2，而应写成CH2===CH2，即必须把其中的官能团碳碳双键体现出来，碳碳双键一定不能省略。


2．乙烯的化学性质


(1)氧化反应








(2)加成反应


①乙烯与Br2反应


CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br。


a．一般用溴水或溴的四氯化碳溶液，且生成的1,2­二溴乙烷为难溶于水的无色油状液体。


b．利用反应时溶液褪色的现象，既可以鉴别甲烷和乙烯，也可以除去甲烷中的乙烯。


②乙烯与H2反应


CH2===CH2＋H2eq \(――→,\s\up17(催化剂),\s\d15(△))CH3CH3。


③乙烯与HCl反应


CH2===CH2＋HCleq \(――→,\s\up17(催化剂),\s\d15(△))CH3CH2Cl。


可利用该反应制取纯净的氯乙烷。


eq \a\vs4\al([知识拓展]) 烯烃的通式


(1)烯烃同系物的通式为CnH2n(n为正整数，n≥2)，但具有这一通式的有机物不一定是烯烃。事实上，单环烷烃的通式也是CnH2n(n为正整数，n≥3)。


(2)双键只能是碳碳双键，不能是其他双键。若某分子中含有碳氧双键，则该分子不属于烃，更不是烯烃。


(3)通常所说的烯烃严格地讲是单烯烃，分子内只能有1个碳碳双键。若某分子内有2个碳碳双键，则该烃应为二烯烃。


(4)烯烃燃烧的通式为：CnH2n＋eq \f(3,2)nO2eq \(――→,\s\up17(点燃))nCO2＋nH2O。完全燃烧后产生的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1。





由乙烯的结构和性质推测丙烯(CH2===CH—CH3)的结构或性质正确的是( )


A．不能使酸性KMnO4溶液褪色


B．所有的原子都在同一平面内


C．能使溴的四氯化碳溶液褪色


D．与HCl在一定条件下能加成，并只得到一种产物


[批注点拨]





[解析] 因丙烯分子中含有甲基(—CH3)，故丙烯中所有原子不在同一平面内；因丙烯分子同乙烯分子一样含有碳碳双键，所以能被酸性KMnO4溶液氧化而使之褪色，能与溴加成而使溴的四氯化碳溶液褪色，能与HCl加成得到或Cl—CH2CH2CH3两种产物，故选C。


[答案] C


[练1] 0.5体积某气态烃只能与0.5体积氯气发生加成反应，生成氯代烷。0.5 ml此氯代烷可与3 ml氯气发生完全的取代反应，则该烃的结构简式为( )


A．CH2===CH2 B．CH3CH===CH2


C．CH3CH3 D．CH3CH2CH===CH2


答案 B


解析 0.5体积气态烃只能与0.5体积氯气发生加成反应，说明该烃分子中含有1个碳碳双键；0.5 ml此氯代烷可与3 ml氯气发生完全的取代反应，说明该氯代烷分子中含有6个氢原子，即原烃分子中含有6个氢原子，故选B。


[练2] 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


答案 D


解析 丙烯CH2===CH—CH3结构可看做是CH2===CH2结构中一个氢原子被一个—CH3所替代。


显然3个碳原子不在同一条直线上。由于甲基中4个原子不在同一平面上，所以


CH2===CH—CH3分子中所有原子不可能都在同一平面上。丙烯分子中—CH3上的碳氢键的夹角不是120°，故A、B、C三项错误。


规律方法


1.有机物分子中原子的共面情况





2．取代反应与加成反应比较





本课归纳总结


1.乙烯的结构简式为CH2===CH2，分子中所有原子处于同一平面上。


2．乙烯能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，两者反应原理不同，前者属于加成反应，后者属于氧化反应。


3．加成反应是指有机物分子中的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。


4．必记“四反应”


(1)CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br；


(2)CH2===CH2＋H2eq \(――→,\s\up17(催化剂),\s\d15(△))CH3CH3；


(3)CH2===CH2＋H2Oeq \(――→,\s\up17(催化剂),\s\d15(加热、加压))CH3CH2OH；


(4)nCH2===CH2eq \(――→,\s\up17(催化剂))CH2—CH2。


学习效果检测


1．下列有关乙烯和乙烷的说法中错误的是( )


A．乙烯的化学性质比乙烷的活泼


B．乙烯是平面分子，乙烷分子中并非所有原子都在同一平面上


C．溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷


D．乙烯分子中的碳碳双键比乙烷分子中的碳碳单键更稳定


答案 D


解析 A项，CH2===CH2分子中有碳碳双键，化学性质活泼，正确；B项，CH2===CH2分子中6个原子全部在一个平面上，CH3—CH3相当于两个—CH3结合，并非所有的原子都在同一个平面上，正确；C项，CH2===CH2可以使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色，乙烷不能，可以鉴别，正确；D项，和乙烷分子中的碳碳单键比较，乙烯分子中的碳碳双键不稳定，易发生化学反应，错误。


2．已知乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化成CO2。既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯的方法是( )


A．通入酸性高锰酸钾溶液中


B．通入足量溴水中


C．通入水中


D．在空气中燃烧


答案 B


解析 除去乙烷中混有的乙烯不能选用酸性高锰酸钾溶液，因为除去乙烯又会引入杂质CO2，也不能用水和燃烧的方法，故只有选项B符合题意。





答案 D


解析





4．下列说法错误的是( )


A．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色


B．将四氯化碳滴入溴水中，振荡后水层接近无色


C．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是因萃取所致


D．乙烯易发生加成反应


答案 C


解析 A项中乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，是由于乙烯发生了氧化反应；B项四氯化碳使溴水变成无色，是发生了萃取，是物理变化，由于溴易溶于四氯化碳，从而使水层接近无色；C项乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是发生了加成反应，是化学变化；D项乙烯能与多种物质发生加成反应。


5．下列物质中，不能和乙烯发生加成反应的是( )


A．H2 B．H2O C．KMnO4 D．Br2


答案 C


解析 KMnO4与乙烯发生的是氧化还原反应。


6．根据乙烯的性质填空：


(1)乙烯通入酸性KMnO4溶液中观察到的现象是______________________________________________，乙烯发生了________反应。


(2)乙烯通入溴的CCl4溶液中观察到的现象是__________________________________。乙烯发生了________反应，化学方程式为________________________。


(3)为了安全，点燃乙烯前应________，乙烯燃烧时的实验现象是________________________________________________________________________。


化学方程式为______________________________________________________ ________________。


答案 (1)酸性KMnO4溶液褪色 氧化


(2)溴的CCl4溶液褪色 加成


CH2===CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br


(3)检验纯度 火焰明亮伴有黑烟


CH2===CH2＋3O2eq \(――→,\s\up17(点燃))2CO2＋2H2O