7.2.1乙烯(课件 学案 教案,共3份打包)

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第二节 乙烯与有机高分子材料
基础课时15 乙烯
学习目标 1.掌握乙烯的组成及结构特点。2.掌握乙烯的化学性质,知道氧化、加成、聚合反应等有机反应类型。3.了解乙烯在生产及生活中的应用。
一、乙烯的组成、结构与物理性质
(一)知识梳理
1.乙烯的结构
(1)表示方法
分子式 电子式 结构式
C2H4(最简式:    ) H︰︰H
结构简式 球棍模型 空间填充模型
CH2==CH2
(2)乙烯的结构
①空间结构
②结构特点
乙烯分子中氢原子数      乙烷分子中的氢原子数。碳原子的价键没有全部被氢原子“    ”。乙烯分子中的    使乙烯表现出较活泼的化学性质。
2.乙烯的物理性质
颜色 状态 气味 密度 水溶性
稍有气味 比空气的略  溶于水
(二)归纳总结
1.碳碳双键决定着乙烯的重要化学性质。书写乙烯的结构简式时,碳碳双键不能省略。
2.含的分子中至少有6个原子共面。
3.CH2==CHCH3可看作CH2==CH2分子中一个氢原子被—CH3替代,因此—CH3中的碳原子一定在原平面上,而3个氢原子最多可以有1个氢原子在原平面上,故CH2==CHCH3分子中并不是所有原子都共平面。最多有7个原子、至少有6个原子共平面。
                
1.关于乙烯的结构,下列说法正确的是 (  )
A.乙烯的电子式为H︰︰H
B.乙烯的球棍模型为
C.乙烯分子在空间上呈平面结构
D.乙烯的结构简式为CH2CH2
2.下列分子中各原子均在同一平面上的是 (  )
A.C2H3Cl B.CHCl3
C.CH3CH==CH2 D.CH3—CH3
3.下列有关乙烯的说法正确的是 (  )
A.乙烯分子中的碳碳双键中有一个键较易断裂
B.乙烯分子中所有原子都在同一平面上,且有4个原子在同一条直线上
C.乙烯与氢气发生加成反应所得的生成物分子中,所有原子在同一平面上
D.乙烯和环丙烷()的分子组成都符合通式CnH2n,因此它们互为同系物
二、乙烯的化学性质及用途
(一)知识梳理
1.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
实验 现象及反应
点燃乙烯 火焰   且伴有   ,同时放出大量的热,化学方程式为            
通入酸性高锰酸钾溶液中 酸性高锰酸钾溶液   , CH2==CH2CO2
(2)加成反应
①概念:有机物分子中的    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。
②实验探究乙烯与溴的加成反应
实验 装置
现象 溴的四氯化碳溶液   
                        也可以写成:CH2==CH2+Br2—→CH2BrCH2Br
③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。与Cl2加成:CH2==CH2+Cl2—→      ;与H2O加成:CH2==CH2+H2O            
(工业制乙醇)。
(3)聚合反应
①概念
由        的化合物分子互相结合成        的聚合物的反应叫做聚合反应。乙烯的聚合反应同时也是加成反应,这样的反应又被称为         ,简称        。反应的化学方程式:            ,
聚乙烯聚合度不同,无固定熔沸点,是混合物。
②聚合反应的相关概念
概念 链节 聚合度 单体 聚合物
含义 高分子中重复的结构单元 高分子中链节的数目n 能合成高分子的小分子物质 由单体聚合形成的相对分子质量很大的物质
示例
2.乙烯的用途
(1)乙烯是石油化学工业重要的化工原料,        可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
(2)乙烯可以        ,可用于催熟果实。
(二)互动探究
乙烯是烯烃的代表物质,既能使溴水褪色也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,能发生加成反应和加聚反应。
【问题讨论】
问题1 乙烯能使溴水褪色,二氧化硫也能使溴水褪色,二者使溴水褪色的原理相同吗
                                         
                                         
问题2 分析乙烯和乙烷的结构,如何鉴别乙烷和乙烯 如何除去乙烷中混有的少量乙烯气体
                                         
                                         
问题3 分析乙烯和甲烷的结构,为什么甲烷燃烧没有黑烟,而乙烯燃烧有较浓的黑烟
                                         
                                         
问题4 分析乙烯的加聚反应,根据加聚反应的特点,写出CH3—CH==CH—CH3发生加聚反应的化学方程式。
                                         
                                         
【探究归纳】
1.加成反应
乙烯加成反应的微观探析:
,即乙烯双键中的一个键断裂,两个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上。再如:乙烯与H2加成CH2==CH2+H2CH3CH3 ;与HCl加成CH2==CH2+HClCH3CH2Cl(制取纯净的氯乙烷) 。制备较纯净的氯乙烷可以通过乙烯与氯化氢加成的方法,而不能用乙烷的取代反应。
2.加成反应与取代反应的比较
类型 取代反应 加成反应
反应物的结构特征 含有易被取代的原子或原子团 含有不饱和键(如碳碳双键等)
生成物 两种(一般是一种有机物和一种无机物) 一种(有机物)
类型 取代反应 加成反应
化学键的变化 (断什么键) 断C—H键 C==C中一个键断裂(不饱和键断裂)
反应特点 原子“有上有下,取而代之”,至少为两种产物,通常产物较复杂,为混合物 原子“只上不下,加而成之”,只有有机产物,产物相对较纯净
结构变化 形式举例 等量替换式,如CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 开键加合式,如CH2==CH2+HClCH3CH2Cl
1.下列关于乙烯的说法正确的是 (  )
A.与溴单质或酸性高锰酸钾反应都与碳碳双键有关,但是两者原理不相同
B.CH3CH2Br不可能是乙烯的加成产物,只能是CH3CH3的一卤取代产物
C.乙烯和聚乙烯二者都能使溴水褪色,性质相似
D.乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷,所以除去乙烷中混有的少量乙烯,可以在一定条件下通入过量氢气
2.乙烷、乙烯是两种常见的烃,下列对于其共同点的叙述正确的是 (  )
A.都只含有极性共价键
B.都能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.都能发生加聚反应
D.等物质的量的乙烷、乙烯完全燃烧时,产生等质量的CO2
3.丙烯(CH2==CHCH3)是生产一次性医用口罩的原料,由乙烯推测丙烯(CH3CH==CH2)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.分子中所有原子在同一平面上
C.不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能发生加聚反应
:课后完成 第七章 基础课时15第二节 乙烯与有机高分子材料
基础课时15 乙烯
学习目标 1.掌握乙烯的组成及结构特点。2.掌握乙烯的化学性质,知道氧化、加成、聚合反应等有机反应类型。
3.了解乙烯在生产及生活中的应用。
一、乙烯的组成、结构与物理性质
(一)知识梳理
1.乙烯的结构
(1)表示方法
分子式 电子式 结构式
C2H4 (最简式: CH2) H︰︰H
结构简式 球棍模型 空间填充模型
CH2CH2
(2)乙烯的结构
①空间结构
②结构特点
乙烯分子中氢原子数少于乙烷分子中的氢原子数。碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”。乙烯分子中的碳碳双键使乙烯表现出较活泼的化学性质。
2.乙烯的物理性质
颜色 状态 气味 密度 水溶性
无色 气体 稍有气味 比空气的略小 难溶于水
(二)归纳总结
1.碳碳双键决定着乙烯的重要化学性质。书写乙烯的结构简式时,碳碳双键不能省略。
2.含的分子中至少有6个原子共面。
3.CH2==CHCH3可看作CH2==CH2分子中一个氢原子被—CH3替代,因此—CH3中的碳原子一定在原平面上,而3个氢原子最多可以有1个氢原子在原平面上,故CH2==CHCH3分子中并不是所有原子都共平面。最多有7个原子、至少有6个原子共平面。
                
1.关于乙烯的结构,下列说法正确的是 (  )
A.乙烯的电子式为H︰︰H
B.乙烯的球棍模型为
C.乙烯分子在空间上呈平面结构
D.乙烯的结构简式为CH2CH2
答案 C
解析 乙烯分子中碳原子间形成的是双键,有两对共用电子对,A项错误;碳原子的半径应比氢原子的半径大,B项错误;乙烯的结构简式为CH2CH2,D项错误。
2.下列分子中各原子均在同一平面上的是 (  )
A.C2H3Cl B.CHCl3
C.CH3CHCH2 D.CH3—CH3
答案 A
解析 C2H3Cl的结构与乙烯类似,所有原子均在同一平面上。CH4是正四面体结构,所以含有—CH3及其类似结构的分子,其所有原子不可能在同一平面上。
3.下列有关乙烯的说法正确的是 (  )
A.乙烯分子中的碳碳双键中有一个键较易断裂
B.乙烯分子中所有原子都在同一平面上,且有4个原子在同一条直线上
C.乙烯与氢气发生加成反应所得的生成物分子中,所有原子在同一平面上
D.乙烯和环丙烷()的分子组成都符合通式CnH2n,因此它们互为同系物
答案 A
解析 乙烯分子中碳原子间共用的两对电子性质不同,其中的一对强度相对较弱,形成的化学键易断裂发生化学反应,A项正确;乙烯分子中最多只有2个原子在同一条直线上,B项错误;乙烯与氢气发生加成反应后的产物是乙烷,乙烷分子中的所有原子不可能在同一平面上,C项错误;乙烯分子中含有碳碳双键,环丙烷分子中含有碳碳单键,二者虽然满足同一通式,但结构不同,不互为同系物,D项错误。
二、乙烯的化学性质及用途
(一)知识梳理
1.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
实验 现象及反应
点燃乙烯 火焰明亮且伴有黑烟,同时放出大量的热,化学方程式为C2H4+3O22CO2+2H2O
通入酸性高锰酸钾溶液中 酸性高锰酸钾溶液褪色,CH2==CH2CO2
(2)加成反应
①概念: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。
②实验探究乙烯与溴的加成反应
实验装置
现象 溴的四氯化碳溶液褪色
也可以写成: CH2==CH2+Br2CH2BrCH2Br
③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。与Cl2加成:CH2==CH2+Cl2CH2ClCH2Cl ;与H2O加成:CH2==CH2+H2OCH3CH2OH(工业制乙醇)。
(3)聚合反应
①概念
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叫做聚合反应。乙烯的聚合反应同时也是加成反应,这样的反应又被称为加成聚合反应,简称加聚反应。反应的化学方程式:nCH2==CH2?CH2—CH2?,聚乙烯聚合度不同,无固定熔沸点,是混合物。
②聚合反应的相关概念
概念 链节 聚合度 单体 聚合物
含义 高分子中重复的结构单元 高分子中链节的数目n 能合成高分子的小分子物质 由单体聚合形成的相对分子质量很大的物质
示例
2.乙烯的用途
(1)乙烯是石油化学工业重要的化工原料,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)乙烯可以调节植物生长,可用于催熟果实。
(二)互动探究
乙烯是烯烃的代表物质,既能使溴水褪色也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,能发生加成反应和加聚反应。
【问题讨论】
问题1 乙烯能使溴水褪色,二氧化硫也能使溴水褪色,二者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了无色的1,2 二溴乙烷。
问题2 分析乙烯和乙烷的结构,如何鉴别乙烷和乙烯 如何除去乙烷中混有的少量乙烯气体
提示 ①鉴别乙烷和乙烯的方法:①点燃纯净的气体,火焰明亮并伴有黑烟的为乙烯,无黑烟的为乙烷。②将气体通入溴水中,使溴水褪色的为乙烯,不褪色的为乙烷。③将气体通入酸性KMnO4溶液中,使溶液褪色的为乙烯,无现象的为乙烷。
除去乙烷中的乙烯方法:将气体通入溴的四氯化碳溶液(或溴水),乙烯和溴发生加成反应生成1,2 二溴乙烷液体,乙烷不反应。而不能应用酸性高锰酸钾溶液,因为高锰酸钾会氧化乙烯生成二氧化碳,从而引入新的杂质。
问题3 分析乙烯和甲烷的结构,为什么甲烷燃烧没有黑烟,而乙烯燃烧有较浓的黑烟
提示 乙烯燃烧时有较浓的黑烟是因为乙烯分子里含碳量(85.7%)比较大,未完全燃烧,产生碳的小颗粒造成的。
问题4 分析乙烯的加聚反应,根据加聚反应的特点,写出CH3—CH==CH—CH3发生加聚反应的化学方程式。
提示 nCH3—CH==CH—CH3。
【探究归纳】
1.加成反应
乙烯加成反应的微观探析:,即乙烯双键中的一个键断裂,两个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上。再如:乙烯与H2加成CH2CH2+H2CH3CH3 ;与HCl加成CH2CH2+HClCH3CH2Cl(制取纯净的氯乙烷) 。制备较纯净的氯乙烷可以通过乙烯与氯化氢加成的方法,而不能用乙烷的取代反应。
2.加成反应与取代反应的比较
类型 取代反应 加成反应
反应物的 结构特征 含有易被取代的原子或原子团 含有不饱和键(如碳碳双键等)
生成物 两种(一般是一种有机物和一种无机物) 一种(有机物)
化学键的变化 (断什么键) 断C—H键 CC中一个键断裂(不饱和键断裂)
反应特点 原子“有上有下,取而代之”,至少为两种产物,通常产物较复杂,为混合物 原子“只上不下,加而成之”,只有有机产物,产物相对较纯净
结构变化 形式举例 等量替换式,如CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 开键加合式,如CH2==CH2+HClCH3CH2Cl
                
1.下列关于乙烯的说法正确的是 (  )
A.与溴单质或酸性高锰酸钾反应都与碳碳双键有关,但是两者原理不相同
B.CH3CH2Br不可能是乙烯的加成产物,只能是CH3CH3的一卤取代产物
C.乙烯和聚乙烯二者都能使溴水褪色,性质相似
D.乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷,所以除去乙烷中混有的少量乙烯,可以在一定条件下通入过量氢气
答案 A
解析 乙烯与HBr发生加成反应的产物是CH3CH2Br,B错误;聚乙烯中不存在碳碳双键,不能使溴水褪色,C错误;除去乙烷中混有的少量乙烯,通入过量氢气会引入杂质气体,应选溴水洗气,D错误。
2.乙烷、乙烯是两种常见的烃,下列对于其共同点的叙述正确的是 (  )
A.都只含有极性共价键
B.都能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.都能发生加聚反应
D.等物质的量的乙烷、乙烯完全燃烧时,产生等质量的CO2
答案 D
解析 乙烷、乙烯中的碳碳单键和碳碳双键都是非极性键,A错误;乙烷不与溴反应,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,B错误;乙烯能发生加聚反应,但乙烷不能,C错误;乙烷和乙烯分子中碳原子的个数相同,所以等物质的量的乙烷、乙烯完全燃烧时,产生的CO2质量相等,D正确。
3.丙烯(CH2==CHCH3)是生产一次性医用口罩的原料,由乙烯推测丙烯(CH3CH==CH2)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.分子中所有原子在同一平面上
C.不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能发生加聚反应
答案 D
解析 A项,乙烯是平面形结构,键角是120°,丙烯分子中也含有碳碳双键所以丙烯分子中的3个碳原子在同一平面内,但不在同一条直线上;B项,由于含有甲基,所以分子中所有原子不可能在同一平面上;C项,丙烯中含有碳碳双键,能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色;D项,含有碳碳双键的有机物都能发生加聚反应。
                
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)乙烯的组成、结构与物理性质
1.下列关于乙烯的说法不正确的是 (  )
A.乙烯是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实
B.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,且原理相同
C.乙烯可发生加聚反应生成聚乙烯,是聚乙烯的单体
D.乙烯分子中6个原子一定在同一平面上
答案 B
解析 A项,乙烯具有催熟作用,是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实;B项,乙烯含碳碳双键,可被酸性高锰酸钾氧化,与溴发生加成反应,则能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液均褪色,但原理不同;C项,乙烯含碳碳双键,可发生加聚反应生成聚乙烯,乙烯为聚乙烯的单体;D项,乙烯为平面结构,6个原子一定在同一平面上。
2.能证明乙烯分子中只含有一个碳碳双键的事实是 (  )
A.乙烯分子中碳、氢原子个数之比为1∶2
B.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 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol Br2
D.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案 C
解析 碳、氢原子个数之比为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,B项与A项的实质是一样的,根据生成的CO2和水的物质的量相等,也只能推断出碳、氢原子个数之比为1∶2,A、B两项不符合题意;加成反应是不饱和烃的特征性质,1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol Br2,说明乙烯分子中含有一个碳碳双键,C项符合题意;能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征,并不能定量地说明乙烯分子中只含有一个碳碳双键,D项不符合题意。
3.与乙烯所含碳、氢元素的百分含量相同,但与乙烯既不是同系物又不是同分异构体的是 (  )
A. B.乙烷
C.甲烷 D.CH3CH==CH2
答案 A
解析 A项分子式为C3H6,与乙烯(C2H4)所含碳、氢元素的百分含量相同,但与乙烯既不是同系物又不是同分异构体,A正确。
(二)乙烯的化学性质及用途
4.下列物质中,不可能是乙烯的加成产物的是 (  )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
答案 B
解析 A项,乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷;B项,乙烯与氯气发生加成反应生成CH2ClCH2Cl,不会生成CH3CHCl2;C项,乙烯与水发生加成反应生成乙醇;D项,乙烯与HBr发生加成反应生成溴乙烷。
5.现有图1、2所示的装置,下列有关叙述正确的是 (  )
A.将乙烯分别通入两个装置中,二者都褪色且原理相同
B.若某气体均能使二者褪色,说明该气体一定含乙烯
C.二者都可用于除去乙烷中混有的乙烯
D.二者都可用于鉴别乙烷和乙烯
答案 D
解析 含碳碳双键的烯烃都可以使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色,因此均能使二者褪色的气体不一定含乙烯,B项错误;乙烯会被酸性高锰酸钾溶液氧化为CO2,使乙烷气体中混入了新的杂质,不能达到除杂的目的,C项错误;乙烷与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液都不能发生反应,而乙烯可以使两种溶液都褪色,现象不同,可以鉴别,D项正确。
6.下列关于乙烯、聚乙烯的说法错误的是 (  )
A.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧生成的CO2的物质的量相等
B.乙烯生成聚乙烯的反应是乙烯分子互相加成的反应,一吨乙烯完全反应可生成一吨聚乙烯
C.聚乙烯可使溴水因发生化学反应而褪色
D.聚乙烯没有固定的熔点
答案 C
解析 A项,乙烯和聚乙烯的最简式相同,都是CH2,含碳量相等,所以相同质量时,完全燃烧生成的二氧化碳的物质的量相等;B项,乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,所以一吨乙烯完全反应可以得到一吨聚乙烯;C项,聚乙烯中不含碳碳双键,不能和溴发生加成反应,所以不能使溴水褪色;D项,聚乙烯是混合物,没有固定的熔点。
7.有关氯乙烯(CH2CHCl)的下列说法正确的是 (  )
A.氯乙烯的分子式为CH2CHCl
B.氯乙烯完全燃烧只生成CO2和H2O,不会污染环境
C.氯乙烯和聚氯乙烯均可使酸性KMnO4溶液褪色
D.氯乙烯一定条件下可生成聚氯乙烯,聚氯乙烯属于混合物
答案 D
解析 氯乙烯的分子式为C2H3Cl,A错误;氯乙烯含有氯元素,完全燃烧生成CO2、H2O和含氯化合物,会污染环境,B错误;聚氯乙烯分子中不含有不饱和键,不能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误。
8.乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。请回答下列问题:
(1)乙烯的结构式是            。
(2)若将乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中,反应的化学方程式为                。
(3)可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯的试剂是    (填序号)。
①水 ②氢气 ③溴水 ④酸性KMnO4溶液
(4)在一定条件下,乙烯能与水反应生成有机物A,A的结构简式是    ,其反应类型是    反应。
(5)下列化学反应原理相同的一组是    (填序号)。
①乙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色
②SO2使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
③SO2使品红溶液和滴有酚酞的NaOH溶液褪色
④乙烯与溴水的反应和甲烷与液溴在光照下的反应
(6)聚合物:的单体是(填结构简式)    。
答案 (1) (2)CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br (3)③ (4)CH3CH2OH(或C2H5OH) 加成 (5)② (6)
解析 (1)乙烯的结构式为。(2)乙烯中含有碳碳双键,性质较活泼,能和溴发生加成反应生成1,2 二溴乙烷,其反应方程式为:CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br。(3)乙烯中含有碳碳双键,能和溴发生加成反应,能被酸性KMnO4溶液氧化生成二氧化碳和水,与水、氢气只有在一定条件下才能反应且H2O、H2的量不易控制,而乙烷与以上物质均不反应,所以可用来除去乙烷中混有的少量乙烯的试剂是溴水。(4)在一定条件下,乙烯能与水发生加成反应生成乙醇,乙醇的结构简式为CH3CH2OH或C2H5OH。(5)①乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色的原因:溴和乙烯发生了加成反应;乙烯使酸性KMnO4溶液褪色的原因:乙烯被KMnO4氧化,发生了氧化反应;因此①不符合题意。②SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色的原因:SO2和溴水、酸性KMnO4溶液发生了氧化还原反应;因此②符合题意。③SO2使品红溶液褪色的原因:SO2和有色物质结合生成了无色物质;SO2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色的原因:SO2和NaOH反应生成Na2SO3和H2O,使溶液的碱性降低;因此③不符合题意。④乙烯与溴水的反应是加成反应,甲烷与液溴在光照下的反应是取代反应;因此④不符合题意。(6)发生加聚反应生成,所以的单体是。
B级 素养培优练
9.1体积某气态烃只能与1体积氯气发生加成反应,生成氯代烷。此氯代烷0.5 mol可与3 mol氯气发生完全取代反应,则该烃的结构简式为(  )
A.CH3CH3 B.CH2==CH2
C.CH3CH==CH2 D.CH2==CHCH==CH2
答案 C
解析 1体积某气态烃只能与1体积Cl2发生加成反应,说明1个该烃分子中含有一个,加成后的氯代烷0.5 mol可与3 mol Cl2发生取代反应,说明1个该氯代烷分子中含6个氢原子,CH3CH==CH2符合题意。
10.柑橘是我们生活中喜爱的一种水果,柑橘,是橘、柑、橙、金柑、柚、枳等的总称。中国是柑橘的重要原产地之一,柑橘资源丰富,优良品种繁多,有4 000多年的栽培历史。从柑橘中炼制萜二烯,下列有关它的推测不正确的是 (  )
A.它能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.常温下可能为气态,难溶于水
C.分子式为C10H16
D.与过量的溴的四氯化碳溶液反应后产物为
答案 B
解析 A项,分子中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色;B项,分子中碳原子数大于4,常温下可能为液态,难溶于水;C项,分子式为C10H16,C正确;D项,碳碳双键可以与溴发生加成反应。
11.某单烯烃与H2发生加成反应后产物的结构简式是CH3CH(CH3)CH(CH3)C(CH3)3,则该单烯烃的结构可能有 (  )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
答案 B
解析 单烯烃与氢气加成碳骨架不变,则该单烯烃的结构可能有、、,共3种。
12.下列说法中错误的是 (  )
A.无论是乙烯与Br2的加成反应,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关
B.用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以除去乙烷中的乙烯
C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量不同
D.利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷
答案 B
解析 乙烯分子中含有碳碳双键,决定了它的性质与甲烷、乙烷等烷烃的性质有所不同。乙烯在发生加成反应和氧化反应过程中,碳碳双键断裂,A项正确;乙烯能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色,乙烷不能,但乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2,混入新杂质,B项错误;乙烯和甲烷中氢元素的质量分数不同,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量不同,C项正确;甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧火焰明亮且伴有黑烟,D项正确。
13.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。请回答下列问题:
(1)写出B、D的结构简式:B    、D    。
(2)写出①⑤两步反应的化学方程式,并注明反应类型:
①            反应类型      。
⑤            反应类型      。
(3)戊烷的同分异构体中,在相同条件下沸点最低的是    (写结构简式)。
答案 (1)CH3CH3 CH3CH2OH
(2)CH2CH2+H2CH3CH3 加成反应
CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 取代反应
(3)(CH3)4C 或
解析 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,则A为CH2==CH2;A与HCl发生加成反应生成C则C为CH3CH2Cl,A与氢气发生加成反应生成CH3CH3,乙烷与氯气发生取代反应生成CH3CH2Cl;A与水发生加成反应生成D,则D为CH3CH2OH;A发生加聚反应生成E为聚乙烯。(1)根据分析可知B为CH3CH3;D为CH3CH2OH;(2)反应①为乙烯与氢气的加成反应,化学方程式为CH2==CH2+H2CH3CH3;反应⑤为乙烷与氯气的取代反应,方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;(3)碳原子数相同的烃类,支链越多,熔、沸点越低,所以戊烷的同分异构体中,在相同条件下沸点最低的是(CH3)4C。
14.CH3CHCHCH3存在以下转化关系:
(1)正丁烷的同分异构体的结构简式为      。
(2)写出框图中反应①在催化剂和加热条件下的化学方程式:           
            。
(3)CH3CHCHCH3能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,二者褪色的原理相同吗       ,说明原因:                         。
(4)烯烃A是CH3CHCHCH3的一种同分异构体,它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷,则A的结构简式为      ;A分子中共平面的碳原子个数为      。
(5)反应②的产物的同分异构体有            种。
答案 (1)CH(CH3)3
(2)CH3CHCHCH3+H2CH3CH2CH2CH3
(3)不同 使溴水褪色是发生了加成反应,使酸性KMnO4溶液褪色是发生了氧化反应
(4)CH2C(CH3)2 4 (5)3
解析 反应①②均是加成反应。(1)正丁烷的同分异构体是异丁烷。(4)CH3CHCHCH3的同分异构体有CH2CHCH2CH3、CH2C(CH3)2,前者与氢气加成的产物是正丁烷,因此,A为后者。A分子中含有碳碳双键,与碳碳双键直接相连的碳原子及与碳碳双键碳相连的两个碳原子肯定共平面,故A分子中共平面的碳原子个数为4。(5)反应②的产物的同分异构体有CH3CH2CH2CH2Br、(CH3)2CHCH2Br、(CH3)3CBr,共3种。(共55张PPT)
第二节 乙烯与有机高分子材料
基础课时 乙烯
15
第七章
有机化合物
1.掌握乙烯的组成及结构特点。
2.掌握乙烯的化学性质,知道氧化、加成、聚合反应等有机反应类型。
3.了解乙烯在生产及生活中的应用。
学习目标
一、乙烯的组成、结构与物理性质
二、乙烯的化学性质及用途


CONTENTS
课后巩固训练
一、乙烯的组成、结构与物理性质
对点训练
(一)知识梳理
1.乙烯的结构
(1)表示方法
CH2
(2)乙烯的结构
①空间结构
共平面
②结构特点
乙烯分子中氢原子数______乙烷分子中的氢原子数。碳原子的价键没有全部被氢原子“______”。乙烯分子中的__________使乙烯表现出较活泼的化学性质。
少于
饱和
碳碳双键
2.乙烯的物理性质
颜色 状态 气味 密度 水溶性
稍有气味 比空气的略____ ____溶于水
无色
气体


1.关于乙烯的结构,下列说法正确的是 (  )
C
解析 乙烯分子中碳原子间形成的是双键,有两对共用电子对,A项错误;碳原子的半径应比氢原子的半径大,B项错误;乙烯的结构简式为CH2==CH2,D项错误。
2.下列分子中各原子均在同一平面上的是 (  )
A.C2H3Cl B.CHCl3
C.CH3CH CH2 D.CH3—CH3
解析 C2H3Cl的结构与乙烯类似,所有原子均在同一平面上。CH4是正四面体结构,所以含有—CH3及其类似结构的分子,其所有原子不可能在同一平面上。
A
3.下列有关乙烯的说法正确的是 (  )
A
解析 乙烯分子中碳原子间共用的两对电子性质不同,其中的一对强度相对较弱,形成的化学键易断裂发生化学反应,A项正确;乙烯分子中最多只有2个原子在同一条直线上,B项错误;乙烯与氢气发生加成反应后的产物是乙烷,乙烷分子中的所有原子不可能在同一平面上,C项错误;乙烯分子中含有碳碳双键,环丙烷分子中含有碳碳单键,二者虽然满足同一通式,但结构不同,不互为同系物,D项错误。
二、乙烯的化学性质及用途
对点训练
(一)知识梳理
1.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
实验 现象及反应
点燃乙烯 火焰______且伴有______,同时放出大量的热,化学方程式为______________________________
通入酸性高锰酸钾溶液中 酸性高锰酸钾溶液______,CH2==CH2 CO2
明亮
黑烟
褪色
(2)加成反应
①概念:有机物分子中的________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。
不饱和
②实验探究乙烯与溴的加成反应
褪色
③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。与Cl2加成:CH2==CH2+Cl2 _________________;与H2O加成:CH2==CH2+H2O _______________(工业制乙醇)。
(3)聚合反应
①概念
由_____________________的化合物分子互相结合成_____________________的聚合物的反应叫做聚合反应。乙烯的聚合反应同时也是加成反应,这样的反应又被称为___________________,简称__________________。反应的化学方程式: _____________________________,聚乙烯聚合度不同,无固定熔沸点,是混合物。
CH2ClCH2Cl
CH3CH2OH
相对分子质量小
相对分子质量大
加成聚合反应
加聚反应
②聚合反应的相关概念
概念 链节 聚合度 单体 聚合物
含义 高分子中重复的结构单元 高分子中链节的数目n 能合成高分子的小分子物质 由单体聚合形成的相对分子质量很大的物质
示例
2.乙烯的用途
(1)乙烯是石油化学工业重要的化工原料,____________ 可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
(2)乙烯可以______________,可用于催熟果实。
乙烯的产量
调节植物生长
(二)互动探究
乙烯是烯烃的代表物质,既能使溴水褪色也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,能发生加成反应和加聚反应。
【问题讨论】
问题1 乙烯能使溴水褪色,二氧化硫也能使溴水褪色,二者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了无色的1,2 二溴乙烷。
问题2 分析乙烯和乙烷的结构,如何鉴别乙烷和乙烯 如何除去乙烷中混有的少量乙烯气体
提示 ①鉴别乙烷和乙烯的方法:①点燃纯净的气体,火焰明亮并伴有黑烟的为乙烯,无黑烟的为乙烷。②将气体通入溴水中,使溴水褪色的为乙烯,不褪色的为乙烷。③将气体通入酸性KMnO4溶液中,使溶液褪色的为乙烯,无现象的为乙烷。
除去乙烷中的乙烯方法:将气体通入溴的四氯化碳溶液(或溴水),乙烯和溴发生加成反应生成1,2 二溴乙烷液体,乙烷不反应。而不能应用酸性高锰酸钾溶液,因为高锰酸钾会氧化乙烯生成二氧化碳,从而引入新的杂质。
问题3 分析乙烯和甲烷的结构,为什么甲烷燃烧没有黑烟,而乙烯燃烧有较浓的黑烟
提示 乙烯燃烧时有较浓的黑烟是因为乙烯分子里含碳量(85.7%)比较大,未完全燃烧,产生碳的小颗粒造成的。
问题4 分析乙烯的加聚反应,根据加聚反应的特点,写出CH3—CH==CH—CH3发生加聚反应的化学方程式。
【探究归纳】
1.加成反应
2.加成反应与取代反应的比较
类型 取代反应 加成反应
反应物的 结构特征 含有易被取代的原子或原子团 含有不饱和键(如碳碳双键等)
生成物 两种(一般是一种有机物和一种无机物) 一种(有机物)
化学键的变化 (断什么键) 断C—H键 C==C中一个键断裂(不饱和键断裂)
反应特点 原子“有上有下,取而代之”,至少为两种产物,通常产物较复杂,为混合物 原子“只上不下,加而成之”,只有有机产物,产物相对较纯净
结构变化 形式举例 等量替换式,如CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl 开键加合式,如CH2==CH2+HCl
CH3CH2Cl
1.下列关于乙烯的说法正确的是 (  )
A.与溴单质或酸性高锰酸钾反应都与碳碳双键有关,但是两者原理不相同
B.CH3CH2Br不可能是乙烯的加成产物,只能是CH3CH3的一卤取代产物
C.乙烯和聚乙烯二者都能使溴水褪色,性质相似
D.乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷,所以除去乙烷中混有的少量乙烯,可以在一定条件下通入过量氢气
解析 乙烯与HBr发生加成反应的产物是CH3CH2Br,B错误;聚乙烯中不存在碳碳双键,不能使溴水褪色,C错误;除去乙烷中混有的少量乙烯,通入过量氢气会引入杂质气体,应选溴水洗气,D错误。
A
2.乙烷、乙烯是两种常见的烃,下列对于其共同点的叙述正确的是 (  )
A.都只含有极性共价键
B.都能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.都能发生加聚反应
D.等物质的量的乙烷、乙烯完全燃烧时,产生等质量的CO2
解析 乙烷、乙烯中的碳碳单键和碳碳双键都是非极性键,A错误;乙烷不与溴反应,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,B错误;乙烯能发生加聚反应,但乙烷不能,C错误;乙烷和乙烯分子中碳原子的个数相同,所以等物质的量的乙烷、乙烯完全燃烧时,产生的CO2质量相等,D正确。
D
3.丙烯(CH2==CHCH3)是生产一次性医用口罩的原料,由乙烯推测丙烯(CH3CH==CH2)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.分子中所有原子在同一平面上
C.不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能发生加聚反应
解析 A项,乙烯是平面形结构,键角是120°,丙烯分子中也含有碳碳双键所以丙烯分子中的3个碳原子在同一平面内,但不在同一条直线上;B项,由于含有甲基,所以分子中所有原子不可能在同一平面上;C项,丙烯中含有碳碳双键,能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色;D项,含有碳碳双键的有机物都能发生加聚反应。
D
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)乙烯的组成、结构与物理性质
1.下列关于乙烯的说法不正确的是(  )
A.乙烯是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实
B.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,且原理相同
C.乙烯可发生加聚反应生成聚乙烯,是聚乙烯的单体
D.乙烯分子中6个原子一定在同一平面上
B
解析 A项,乙烯具有催熟作用,是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实;B项,乙烯含碳碳双键,可被酸性高锰酸钾氧化,与溴发生加成反应,则能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液均褪色,但原理不同;C项,乙烯含碳碳双键,可发生加聚反应生成聚乙烯,乙烯为聚乙烯的单体;D项,乙烯为平面结构,6个原子一定在同一平面上。
2.能证明乙烯分子中只含有一个碳碳双键的事实是 (  )
A.乙烯分子中碳、氢原子个数之比为1∶2
B.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 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol Br2
D.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C
解析 碳、氢原子个数之比为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,B项与A项的实质是一样的,根据生成的CO2和水的物质的量相等,也只能推断出碳、氢原子个数之比为1∶2,A、B两项不符合题意;加成反应是不饱和烃的特征性质,1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol Br2,说明乙烯分子中含有一个碳碳双键,C项符合题意;能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征,并不能定量地说明乙烯分子中只含有一个碳碳双键,D项不符合题意。
3.与乙烯所含碳、氢元素的百分含量相同,但与乙烯既不是同系物又不是同分异构体的是 (  )
解析 A项分子式为C3H6,与乙烯(C2H4)所含碳、氢元素的百分含量相同,但与乙烯既不是同系物又不是同分异构体,A正确。
A
(二)乙烯的化学性质及用途
4.下列物质中,不可能是乙烯的加成产物的是(  )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
解析 A项,乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷;B项,乙烯与氯气发生加成反应生成CH2ClCH2Cl,不会生成CH3CHCl2;C项,乙烯与水发生加成反应生成乙醇;D项,乙烯与HBr发生加成反应生成溴乙烷。
B
5.现有图1、2所示的装置,下列有关叙述正确的是 (  )
A.将乙烯分别通入两个装置中,二者都褪色且原理相同
B.若某气体均能使二者褪色,说明该气体一定含乙烯
C.二者都可用于除去乙烷中混有的乙烯
D.二者都可用于鉴别乙烷和乙烯
D
解析 含碳碳双键的烯烃都可以使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色,因此均能使二者褪色的气体不一定含乙烯,B项错误;乙烯会被酸性高锰酸钾溶液氧化为CO2,使乙烷气体中混入了新的杂质,不能达到除杂的目的,C项错误;乙烷与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液都不能发生反应,而乙烯可以使两种溶液都褪色,现象不同,可以鉴别,D项正确。
6.下列关于乙烯、聚乙烯的说法错误的是 (  )
A.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧生成的CO2的物质的量相等
B.乙烯生成聚乙烯的反应是乙烯分子互相加成的反应,一吨乙烯完全反应可生成一吨聚乙烯
C.聚乙烯可使溴水因发生化学反应而褪色
D.聚乙烯没有固定的熔点
解析 A项,乙烯和聚乙烯的最简式相同,都是CH2,含碳量相等,所以相同质量时,完全燃烧生成的二氧化碳的物质的量相等;B项,乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,所以一吨乙烯完全反应可以得到一吨聚乙烯;C项,聚乙烯中不含碳碳双键,不能和溴发生加成反应,所以不能使溴水褪色;D项,聚乙烯是混合物,没有固定的熔点。
C
7.有关氯乙烯(CH2==CHCl)的下列说法正确的是 (  )
A.氯乙烯的分子式为CH2==CHCl
B.氯乙烯完全燃烧只生成CO2和H2O,不会污染环境
C.氯乙烯和聚氯乙烯均可使酸性KMnO4溶液褪色
D.氯乙烯一定条件下可生成聚氯乙烯,聚氯乙烯属于混合物
解析 氯乙烯的分子式为C2H3Cl,A错误;氯乙烯含有氯元素,完全燃烧生成CO2、H2O和含氯化合物,会污染环境,B错误;聚氯乙烯分子中不含有不饱和键,不能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误。
D
8.乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。请回答下列问题:
(1)乙烯的结构式是       。
(2)若将乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中,反应的化学方程式为
                。
(3)可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯的试剂是    (填序号)。
①水 ②氢气 ③溴水 ④酸性KMnO4溶液
(4)在一定条件下,乙烯能与水反应生成有机物A,A的结构简式是
            ,其反应类型是    反应。

CH3CH2OH(或C2H5OH)
加成
(5)下列化学反应原理相同的一组是    (填序号)。
①乙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色
②SO2使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
③SO2使品红溶液和滴有酚酞的NaOH溶液褪色
④乙烯与溴水的反应和甲烷与液溴在光照下的反应
(6)聚合物: 的单体是(填结构简式)      。

B级 素养培优练
9.1体积某气态烃只能与1体积氯气发生加成反应,生成氯代烷。此氯代烷0.5 mol可与3 mol氯气发生完全取代反应,则该烃的结构简式为(  )
A.CH3CH3 B.CH2==CH2
C.CH3CH==CH2 D.CH2==CHCH==CH2
C
B
解析 A项,分子中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色;B项,分子中碳原子数大于4,常温下可能为液态,难溶于水;C项,分子式为C10H16,C正确;D项,碳碳双键可以与溴发生加成反应。
11.某单烯烃与H2发生加成反应后产物的结构简式是CH3CH(CH3)CH(CH3)C(CH3)3,则该单烯烃的结构可能有 (  )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
B
12.下列说法中错误的是 (  )
A.无论是乙烯与Br2的加成反应,还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,都与分子内含有碳碳双键有关
B.用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以除去乙烷中的乙烯
C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量不同
D.利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷
B
解析 乙烯分子中含有碳碳双键,决定了它的性质与甲烷、乙烷等烷烃的性质有所不同。乙烯在发生加成反应和氧化反应过程中,碳碳双键断裂,A项正确;乙烯能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色,乙烷不能,但乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2,混入新杂质,B项错误;乙烯和甲烷中氢元素的质量分数不同,故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量不同,C项正确;甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧火焰明亮且伴有黑烟,D项正确。
13.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。请回答下列问题:
(1)写出B、D的结构简式:B     、D       。
(2)写出①⑤两步反应的化学方程式,并注明反应类型:
①                  反应类型      。
⑤                  反应类型      。
(3)戊烷的同分异构体中,在相同条件下沸点最低的是______________________ (写结构简式)。
CH3CH3
CH3CH2OH
CH2==CH2+H2 CH3CH3
加成反应
CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl
取代反应
14.CH3CH==CHCH3存在以下转化关系:
(1)正丁烷的同分异构体的结构简式为      。
(2)写出框图中反应①在催化剂和加热条件下的化学方程式:
                        。
CH(CH3)3
CH3CH==CHCH3+H2 CH3CH2CH2CH3
(3)CH3CH==CHCH3能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,二者褪色的原理相同吗
   , 说明原因:                          
        。
(4)烯烃A是CH3CH==CHCH3的一种同分异构体,它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷,则A的结构简式为        ;A分子中共平面的碳原子个数为     。
(5)反应②的产物的同分异构体有    种。
不同
使溴水褪色是发生了加成反应,使酸性KMnO4溶液褪色是发
生了氧化反应
CH2==C(CH3)2
4
3
解析 反应①②均是加成反应。(1)正丁烷的同分异构体是异丁烷。(4)CH3CH==CHCH3的同分异构体有CH2==CHCH2CH3、CH2==C(CH3)2,前者与氢气加成的产物是正丁烷,因此,A为后者。A分子中含有碳碳双键,与碳碳双键直接相连的碳原子及与碳碳双键碳相连的两个碳原子肯定共平面,故A分子中共平面的碳原子个数为4。(5)反应②的产物的同分异构体有CH3CH2CH2CH2Br、(CH3)2CHCH2Br、(CH3)3CBr,共3种。

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