人教版 (2019)必修 第二册第二节 乙烯与有机高分子材料多媒体教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第二节 乙烯与有机高分子材料多媒体教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，C2H4，CH2CH2，2乙烯的空间构型，乙烯的物理性质，紫色溶液褪色，溶液褪色，原子或原子团，CH2BrCH2Br，CH3CH2OH等内容，欢迎下载使用。

一、乙烯的组成、结构与物理性质1.乙烯的组成和结构(1)乙烯的表示方法
【自主探索】(1)乙烯属于饱和烃吗?乙烯的结构简式能写成CH2CH2吗? 提示:乙烯分子中的碳原子形成了碳碳双键,没有全部以单键形式与其他原子相连,所以不是饱和烃,属于不饱和烃。书写乙烯的结构简式不能省略碳碳双键( )。(2)(前后串联)乙烯分子中每个碳原子最外电子层均达到8电子稳定结构了吗? 提示:每个碳原子与两个氢原子分别共用1个电子对,与另一个碳原子共用两个电子对,即每个碳原子周围有四个共用电子对,所以均达到了8电子稳定结构。
(3)(情境思考)聚氯乙烯,英文简称PVC,是氯乙烯在一定条件下聚合而成的聚合物。PVC曾是世界上产量最大的通用塑料,应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、管材等方面均有广泛应用。 氯乙烯(CH2====CHCl)分子中所有原子共平面吗?提示:氯乙烯分子中所有原子共平面。
(4)观察下列漫画,思考:乙烯和二氧化硫使溴水褪色的原理相同吗?提示:不同。SO2使溴水褪色是因为SO2将溴单质还原生成了无色的HBr,乙烯使溴水褪色是因为乙烯与溴单质发生了加成反应生成无色的二溴乙烷。
二、乙烯的化学性质与用途1.氧化反应(1)实验探究
(2)实验结论:①乙烯燃烧的化学方程式为______________________。②乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化,使紫色酸性KMnO4溶液_____。
C2H4+3O2 2CO2+2H2O
2.加成反应(1)实验探究
(2)加成反应:①概念:有机物分子中的不饱和碳原子与其他_____________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 __________。
b.乙烯与H2O加成,反应的化学方程式为CH2====CH2+H2O ________。c.乙烯与H2加成,反应的化学方程式为CH2====CH2+H2 ______。
3.聚合反应(加聚反应)(1)乙烯生成聚乙烯的化学方程式为________________________________。
(2)认识聚合反应和有机高分子①聚合反应:a.聚合反应:由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应。b.加聚反应:由于发生加成反应而发生的聚合反应称为加成聚合反应,简称加聚反应。
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、_____等。(2)在农业生产中用作_________调节剂。(3)_____的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
【自主探索】(1)能用点燃的方法鉴别甲烷和乙烯两种气体吗? 提示:可以。甲烷燃烧火焰是淡蓝色的,乙烯燃烧火焰明亮且伴有黑烟,二者燃烧时的现象不同。 (2)(前后串联)能否用溴的四氯化碳溶液鉴别CH4和CH2====CH2?能否用溴的四氯化碳溶液除去CH4中的CH2====CH2? 提示:CH4与溴的四氯化碳溶液不发生反应,而CH2====CH2与Br2能发生加成反应生成无色液体CH2BrCH2Br,而使溴的四氯化碳溶液褪色,因此可用溴的四氯化碳溶液鉴别CH4和CH2====CH2,也可用来除去CH4中的CH2====CH2。
(3)乙烯分别通入溴水和溴的四氯化碳中,现象相同吗? 提示:不完全相同,溶液都褪色,但是前者溶液分层,下层是油状液体,而后者溶液不分层。
知识点一　乙烯与乙烷结构与性质的比较 
【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+ nO2 nCO2+nH2O。完全燃烧后产生的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1。
【合作探究】1.(思维升华) 分子中一定在同一个平面上的碳原子有几个?在同一个平面上的原子最多有多少个?(宏观辨识与微观探析)提示:烯烃分子中与碳碳双键两端的碳原子直接相连的原子才与碳碳双键两端的碳原子一定共平面,故该分子中一定在同一个平面上的碳原子有6个;该分子的每个—CH3中的1个氢原子可以在碳原子所在平面上,故在同一个平面上的原子最多有10个。
2.(思维升华)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?(科学探究与创新意识)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。
3.(情境应用)我国科研人员在乙烷/乙烯分离的研究方面获得了重大突破。该研究成果不仅实现了乙烷-乙烯吸附反转,而且制备出了高效乙烷吸附剂,可对不同浓度的乙烷乙烯混合物一步分离得到聚合级乙烯。传统乙烯的工业制备是通过丁烷高温裂解进行,产物是乙烷和乙烯的混合物。在合适条件下,可通入H2以除去乙烷中的乙烯吗? 提示:乙烯与氢气反应生成乙烷,但过量的氢气难以除去。
【典例示范】【典例】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
【解析】选D。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。
【母题追问】(1)如何除去乙烷中的乙烯气体?提示:将混合气体通过足量的溴水,乙烯生成液态的1,2-二溴乙烷,从而除去乙烯。(2)如何鉴别乙烷和乙烯?提示:将气体通入溴水(或酸性KMnO4溶液)中,褪色的为乙烯,不褪色的为乙烷。
【规律方法】乙烯分子平面结构的应用1.判断原子能否共面:可把乙烯分子作为模板分析其他含有碳碳双键的分子中原子的共面问题。2.分析分子的对称性:乙烯分子中的4个氢原子是等效的,任意2个氢原子之间都是中心对称的。所以任意1个氢原子换成其他原子或原子团,所得物质相同,而不是同分异构体。
【素养训练】(2020·衢州高一检测)能证明乙烯分子中含有一个碳碳双键的事实是(　　)A.乙烯分子中碳、氢原子个数比为1∶2B.乙烯完全燃烧生成的CO2和水的物质的量相等C.乙烯易与Br2发生加成反应,且1 ml乙烯完全加成需要消耗1 ml Br2D.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【解析】选C。碳、氢原子个数比为1∶2,是对乙烯的组成分析,而不能证明碳碳双键存在的事实,A错误;根据生成的CO2和水的物质的量相等,也只能推断出碳、氢原子个数比为1∶2, B错误;加成反应是不饱和烃的特征性质,1 ml乙烯完全加成需要消耗1 ml Br2,说明乙烯分子中含有一个碳碳双键,C正确;能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征,并不能说明一定含有碳碳双键,也不能说明乙烯分子的结构中只含有一个碳碳双键,D错误。
【加固训练】1.下列关于乙烯的结构的叙述,错误的是(　　)A.乙烯分子中6个原子都在同一平面内B.乙烯分子中的C====C键很难断裂C.乙烯分子没有同分异构体D.乙烯分子的一氯代物只有一种结构
【解析】选B。乙烯分子为平面结构,6个原子都在同一平面内,A正确;乙烯分子的碳碳双键中有一个键容易断裂,B错误;乙烯分子只有两个碳原子,没有同分异构体,C正确;乙烯分子中四个氢原子都是等效的,任何一个被取代所得一氯代物都相同,D正确。
2.研究表明,很多成熟的瓜果会缓慢释放出乙烯,对其他未成熟的瓜果有催熟作用。长途运输水果时,为防止水果过熟发生腐烂,常常将浸泡有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中。
某学校化学兴趣小组的同学学习乙烯后对乙烯的催熟作用产生了浓厚的兴趣。他们积极思考想要利用实验室中的药品进行验证。可以选用的药品有乙烯、高锰酸钾固体、青苹果。实验设计如下:实验1:集气瓶中放入青苹果,在空气中盖上玻璃片;实验2:集气瓶中放入青苹果,通入一定量的乙烯;实验3:集气瓶中放入青苹果,瓶底放少量KMnO4固体,通入一定量的乙烯。实验4:集气瓶中放入青苹果,瓶底放少量KMnO4固体。
问题1.根据所学知识预测三个实验中青苹果成熟最快的是______,成熟最慢的是______。问题2.思考实验中高锰酸钾的作用是什么?提示:与乙烯反应,通过乙烯减少后青苹果的成熟时间变长,证明乙烯有催熟作用。
3.足球比赛中,当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医随即对准球员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(沸点12.5 ℃),进行局部冷冻麻醉应急处理。(1)制取氯乙烷(CH3—CH2Cl)的最好方法是(　　)A.乙烷与氯气反应B.乙烯与氯气反应C.乙烷与氯化氢混合D.乙烯与氯化氢反应
(2)写出所选反应的化学方程式_____________________________________。 该反应的反应类型为________反应。 (3)决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的理由是______________________。 (4)乙烯可以使溴水褪色,它与氯化氢的加成产物还可以使溴水褪色吗?(5)有同学说加成反应从理论上分析原子利用率比取代反应高,你是怎么认为的?
【解析】(1)A中乙烷可以与氯气发生取代反应,但是反应可以得到CH3—CH2Cl、CH2Cl—CH2Cl、CH3—CHCl2……CCl3—CCl3等一系列取代产物,不能得到纯净的氯乙烷。B中乙烯与氯气加成得到二氯乙烷CH2Cl—CH2Cl,不能得到氯乙烷。C中乙烷与氯化氢不能反应。只有D中乙烯和氯化氢加成可以得到纯净的氯乙烷。(4)乙烯与氯化氢的加成产物氯乙烷中不含不饱和碳原子,所以不能使溴水褪色。(5)加成反应时反应物原子都转化为目标产物,而取代反应却会产生目标之外的其他分子。
答案:(1)D(2)CH2====CH2+HCl CH3—CH2Cl　加成(3)其沸点低,极易挥发而吸收大量的热　(4)不能(5)加成反应时反应物原子都转化为目标产物,而取代反应却会产生目标之外的其他分子。
知识点二　探究乙烯化学反应的原理 1.乙烯氧化反应的原理
2.乙烯加成反应、加聚反应的原理分析(1)乙烯加成反应的示意图(以乙烯与溴加成为例)
(2)乙烯加聚反应的示意图CH2====CH2+CH2====CH2+CH2====CH2+…… —CH2—CH2—+—CH2—CH2—+—CH2—CH2—+…… —CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—……
(3)乙烯与常见物质的加成反应
【合作探究】(情境应用)丙烯画是指用丙烯颜料作成的画。丙烯画的主要特点是采用丙烯颜料进行绘画。通常使用的丙烯颜料是采用聚丙烯酸乳液为黏合剂,而非丙烯。丙烯与乙烯互为同系物,由乙烯的结构和性质推测丙烯(CH2====CH—CH3)与HCl在一定条件下能加成的产物有几种?写出结构简式。
提示:能与HCl加成得到 或 两种产物。
(思维升华)用乙烷(CH3CH3)和Cl2反应可以制取氯乙烷(CH3CH2Cl),用乙烯 (CH2====CH2)和HCl反应也能制取氯乙烷,两种方法哪种更好? 提示:用C2H4和HCl反应制取更好。乙烷和Cl2发生的是取代反应,生成物中除CH3CH2Cl外,还有C2H4Cl2、C2H3Cl3、C2H2Cl4、C2HCl5、C2Cl6,生成物不纯,产率低。CH2====CH2和HCl发生的是加成反应,无副反应,生成物只有CH3CH2Cl。
【典例示范】【典例】(2020·邯郸高一检测)实验室制取的乙烯常含有少量二氧化硫,现设计如下实验,确认混合气体中有乙烯和二氧化硫。(1)a、b、c、d装置可盛放的试剂是:a____________________,b____________________, c____________________,d____________________。 A.品红溶液　　　　　 B.NaOH溶液C.浓硫酸D.酸性高锰酸钾溶液
(2)能说明二氧化硫气体存在的现象________________________________。 (3)使用b装置的目的是___________________________________________。 (4)使用c装置的目的是___________________________________________。 (5)确定含有乙烯的现象是________________________________________。 
【思维建模】解答有机物鉴别题目的解题思路:
【解析】品红溶液可以检验出SO2是否存在,NaOH溶液可以吸收SO2,酸性KMnO4溶液既可以和SO2反应,又可以和乙烯反应,所以用酸性KMnO4溶液检验乙烯之前一定要将混合气体中的SO2除去,以免干扰乙烯的检验。答案:(1)A　B　A　D　(2)a装置中品红溶液褪色(3)将SO2气体完全吸收,排除SO2对乙烯检验的干扰(4)检验SO2是否完全被吸收　(5)c装置中品红溶液不褪色,d装置中酸性高锰酸钾溶液褪色
【母题追问】(1) 题中能否省略c装置?提示:不能。SO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,对乙烯的检验存在干扰,必须将SO2除去且检验是否除干净,c装置的作用就是为了检验SO2是否除干净。(2)题中d中试剂还可以选择什么?提示:溴水或溴的四氯化碳溶液。
使酸性高锰酸钾溶液褪色
【素养训练】1.(2020·台州高一检测)有人认为CH2====CH2与Br2的加成反应实质上是Br2断裂为Br+和Br-,然后Br+先与CH2====CH2一端的碳原子结合,第二步才是Br-与另一端的碳原子结合。根据该观点,如果让CH2====CH2与Br2在盛有NaCl和NaI的水溶液中反应,则得到的有机物不可能是(　　)A.BrCH2CH2Br　　　　D.BrCH2CH2Cl
【解析】选B。依题意,Br2断裂为Br+和Br-,然后Br+先与CH2====CH2一端的碳原子结合,生成BrCH2—C ,然后可能与溶液中的Br-、Cl-、I-结合,从而生成BrCH2CH2Br、BrCH2CH2Cl、BrCH2CH2I,不可能生成ClCH2CH2Cl,故选B。
2.近几年,我国科研人员在合成气直接制烯烃的催化剂研究方面取得新进展。(1)某单烯烃(即含有一个碳碳双键的烯烃)与H2加成后的产物是 ,则该烯烃的结构式可能有________。 A.1种　　　　B.2种　　　　C.3种　　　　D.4种
提示:C。根据烯烃与H2加成反应的原理,推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置,该烷烃的碳链结构为 ,1号和6号碳原子关于2号碳原子对称,5、8、9号碳原子关于4号碳原子对称,但4号碳原子上没有氢原子,所以4号碳原子和3、5、8、9号碳原子间不能形成双键;相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键,所以能形成双键有:1和2之间(或2和6);2和3之间;3和7之间,共有3种。
(2)下列烯烃和HBr发生加成反应所得产物有同分异构体的是________。 A.CH2====CH2　　　　　　　　B.CH3CH====CHCH3C.CH3CH====CH2D.CH3CH2CH====CH2
提示:C、D。A、B选项中烯烃属于对称烯烃,分子中两个不饱和碳原子位置是等同的,因此和HBr加成时所得产物没有同分异构体,而C、D选项中烯烃属于不对称烯烃,即分子中两个不饱和碳原子位置是不等同的,故加成后可得两种产物。
【加固训练】1.下列有关乙烯化学性质的说法,错误的是(　　)A.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于乙烯发生了氧化反应B.乙烯可在氧气中燃烧,该反应属于乙烯的氧化反应C.乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,该反应属于加成反应D.将乙烯通入溴水中,反应后得到均一、透明的液体
【解析】选D。A.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于乙烯发生了氧化反应,正确;B.乙烯可在氧气中燃烧,该反应属于乙烯的氧化反应,正确;C.乙烯与溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,正确;D.乙烯与溴水发生加成反应,生成的CH2BrCH2Br是油状液体,溶液分层,错误。
2.下列关于乙烯的说法中错误的是(　　)A.乙烯可以催熟植物的果实B.乙烯可以与水发生加成反应C.乙烯可以与溴水发生氧化反应D.使用溴水或酸性KMnO4溶液,都可以鉴别乙烯和乙烷
【解析】选C。乙烯可以催熟植物的果实,A正确;乙烯可以与水发生加成反应生成乙醇,B正确;乙烯与溴水发生的是加成反应,C错误;乙烯能与溴水发生加成反应,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此使用溴水或酸性KMnO4溶液,都可以鉴别乙烯和乙烷,D正确。
【三言两语话重点】 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。