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第1课时　乙烯
第七章
内容索引
01
02
课前篇 素养初探
课堂篇 素养提升
素养目标
1.以乙烯为例,认识有机化合物中的碳碳双键的结构,提升宏观辨识与微观探析等学科核心素养。
2.通过实验探究,掌握乙烯的氧化反应、加成反应及加聚反应,提升科学探究与创新意识等学科核心素养。
3.了解乙烯的用途,提升科学态度与社会责任等学科核心素养。
课前篇 素养初探
【自主梳理】
一、乙烯的物理性质
颜色 状态 气味 水溶性 密度
无色 气体 稍有气味 难溶于水 比空气略小
二、乙烯的分子组成与结构
三、乙烯的化学性质
1.氧化反应
【微思考1】甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧火焰明亮且伴有黑烟。从含碳量角度分析产生不同现象的原因。
提示 CH2=CH2+3O2 2CO2+2H2O,乙烯燃烧时有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。
2.加成反应　　 有机物分子中含有不饱和键
(1)定义: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)乙烯的加成反应
①乙烯与溴反应:乙烯通入溴的四氯化碳溶液,现象是溶液褪色,其化学方程式为CH2= CH2+Br2→CH2Br—CH2Br,产物名称为1,2-二溴乙烷。
【微思考2】用乙烷(CH3CH3)和Cl2反应可以制取氯乙烷(CH3CH2Cl),用乙烯(C2H4)和HCl反应也能制氯乙烷,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、HCl,生成物不纯,产率低。C2H4和HCl发生的是加成反应,无副反应,生成物只有CH3CH2Cl。
3.加聚反应 　　 有机物分子含有C=C、C≡C等
(1)乙烯自身发生加成反应的过程可表示为:
(2)聚合反应基础
①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
大的聚合物的反应叫做聚合反应。
②加聚反应: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。
③能合成高分子的小分子物质称为单体;
高分子中化学组成相同、重复的结构单元称为链节,其数目称为聚合度,通常用n表示。
四、乙烯的用途
1.乙烯是重要的化工原料,在一定条件下用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。
2.在农业生产中还可以调节植物生长。
常考有机物的用途
【自我检测】
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)乙烯分子的碳碳双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应。(　　)
(2)某无色气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,该气体一定是乙烯。(　　)
(3)乙烯使酸性KMnO4溶液褪色的原理是乙烯发生氧化反应。(　　)
(4)丙烯(CH3CH=CH2)能使酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液褪色。(　　)
×
×
√
√
2.(原创题)下列关于乙烯和乙烷的说法错误的是(　　)
A.乙烯是不饱和烃,乙烷是饱和烃
B.乙烯分子中的两个碳原子在同一条直线上,乙烷分子中的两个碳原子也在同一条直线上
C.等物质的量的乙烯和乙烷完全燃烧消耗氧气的量相等
D.乙烯分子为平面结构,乙烷分子为立体结构
答案 C
解析 乙烯分子中含有碳碳双键,属于不饱和烃;乙烷分子中只含单键,属于饱和烃,A正确。两点决定一条直线,所以分子中的两个碳原子一定在同一条直线上,B正确。等物质的量的乙烯和乙烷完全燃烧,乙烷消耗的氧气多,C错误。甲烷分子是正四面体结构,则乙烷分子中所有原子不可能在同一平面上,乙烯为平面结构,所有原子都处在同一平面上,D正确。
3.(2021辽宁海城高一期末)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.将乙烯通入溴水中,反应后得到均一、透明的液体
D.乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,该反应属于加成反应
答案 C
解析 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是由于乙烯被高锰酸钾氧化,A正确;乙烯可在氧气中燃烧,该反应属于乙烯的氧化反应,B正确;将乙烯通入溴水中,反应后溶液分层,C错误;乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,该反应属于加成反应,得到1,2-二溴乙烷,D正确。
课堂篇 素养提升
任务一
乙烯的结构与性质
【问题探究】
南方的香蕉在未成熟时采摘下来(青香蕉)运到北方后,有经验的消费者常把购回家的青香蕉同几个熟透的苹果一起放入塑料袋中,放一段时间后就会吃上金黄的、香喷喷的香蕉;同样在一些水果存贮库及花店里,人们常把水果或花朵密封好后再放入一些浸泡过高锰酸钾溶液的硅土,就大大提高了它们的保鲜期,延长了销售期,获得了很好的经济效益。
1.你知道青香蕉变熟的原理吗 高锰酸钾硅土为什么能延长水果的保鲜期
提示 熟透的苹果会释放乙烯,可以催熟香蕉;水果保存过程中产生的催熟剂乙烯被KMnO4吸收氧化了。
2.能否用酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液除去乙烷中的乙烯 为什么
提示 不能。因酸性KMnO4溶液将乙烯最终氧化为CO2,引入新杂质CO2;而溴的四氯化碳溶液可溶解吸收乙烷。
【深化拓展】
1.乙烯分子的结构特点
2.乙烷和乙烯的结构和性质的比较
名称 乙烷 乙烯
分子 结构 结构式
碳碳键的类别 碳碳单键 碳碳双键
分子内各原子的相对位置 C、H不全在一个平面内 6个原子全在一个平面内
【素能应用】
典例1(原创题)乙烯的球棍模型如下,下列有关乙烯的性质说法错误的是(　　)
A.乙烯在空气中完全燃烧生成CO2和H2O
B.乙烯能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
C.乙烯与HCl发生取代反应生成CH3CH2Cl
D.乙烯在一定条件下发生聚合反应生成聚乙烯
答案 C
解析 乙烯在空气中完全燃烧生成CO2和H2O,A正确;乙烯分子中含有碳碳双键,能与溴水中的Br2发生加成反应,能被酸性KMnO4溶液氧化,故可使两种溶液褪色,B正确;乙烯的结构简式为CH2=CH2,与HCl发生加成反应生成CH3CH2Cl,C错误;乙烯分子中含碳碳双键,在一定条件下可发生加聚反应生成聚乙烯,D正确。
规律方法 乙烯的结构与性质类题的解题方法
【变式设问】
乙烯使溴水和酸性KMnO4溶液褪色的原理是否相同 为什么
提示 不同;乙烯与溴水中的溴发生加成反应而使溶液褪色,乙烯被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色。
变式训练1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溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同
D.利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷
答案 C
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Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液褪色,但是乙烷不能,故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和乙烷,B项正确;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项错误;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。
任务二
重要的有机反应类型——加成反应和取代反应
【问题探究】
1.上图是烯烃与溴发生加成反应时的断键与成键过程示意图,试设计实验来验证乙烯与溴水的反应是加成反应,而不是取代反应。
提示 将足量的乙烯通入溴水中,充分反应后,向溶液中滴加HNO3酸化的AgNO3溶液,如果有浅黄色沉淀生成,说明发生的是取代反应;如果无明显现象,说明发生的是加成反应。
提示 反应①是加成反应;反应②是取代反应。
【深化拓展】
加成反应与取代反应的比较
【素能应用】
典例2下列各组中两个反应所属反应类型相同的是(　　)
A.光照甲烷和氯气的混合气体,混合气体颜色变浅;乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.乙烷在氧气中燃烧;乙烯在空气中燃烧
C.乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色;乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
D.用乙烯与氯化氢制取氯乙烷;用乙烷与氯气反应制取氯乙烷
答案 B
解析 A项中一个是取代反应,一个是加成反应,反应类型不同;B项中两个反应(燃烧)均是氧化反应,反应类型相同;C项中一个是加成反应,一个是氧化反应,反应类型不同;D项中前者为加成反应,后者为取代反应。
变式训练21 mol乙烯与氯气发生加成反应,反应完全后,其产物与氯气在光照的条件下发生取代反应并反应完全,则两个过程中共消耗氯气(　　)
A.3 mol B.4 mol C.5 mol D.6 mol
答案 C
解析 根据CH2=CH2+Cl2→CH2Cl—CH2Cl,1 mol乙烯与氯气发生加成反应,消耗1 mol氯气;生成的1 mol 1,2-二氯乙烷与氯气在光照的条件下发生取代反应,并且反应完全,需要消耗4 mol氯气。两个过程中消耗的氯气的总的物质的量是5 mol。
随堂检测
1.对比甲烷和乙烯的燃烧反应,下列叙述中正确的是(　　)
A.二者燃烧时现象完全相同
B.点燃前都不需验纯
C.甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧的火焰较明亮且伴有黑烟
D.二者燃烧时都有黑烟生成
答案 C
解析 CH4与C2H4都是可燃性气体,若气体不纯,点燃时可能发生爆炸,因此点燃前需验纯;因为二者含碳量不同,故燃烧时的现象不同,甲烷含碳量较低,火焰呈淡蓝色,而乙烯含碳量较高,燃烧时火焰较明亮且伴有黑烟,故C选项正确。
2.(2021天津部分区高一期末)下列物质反应后可生成纯净的BrCH2CH2Br的是(　　)
A.乙烯和溴化氢加成
B.乙烷和少量的溴蒸气在光照下反应
C.乙烯通入溴的四氯化碳溶液中
D.乙烷通入溴水中
答案 C
解析 CH2=CH2和HBr反应生成CH3CH2Br,A错误;乙烷和少量的溴蒸气在光照条件下发生取代反应生成多种取代物,不能生成纯净的BrCH2CH2Br,B错误;CH2=CH2和Br2发生加成反应生成BrCH2CH2Br,C正确;乙烷和溴的四氯化碳溶液不反应,不生成BrCH2CH2Br,D错误。
3.(2021江苏泰州中学高一期末)下列有机化学反应方程式书写正确且属于取代反应的是(　　)
答案 D
解析 CH2=CH2与Br2生成CH2BrCH2Br的反应是加成反应,A不符合题意;CH4与Cl2光照下发生取代反应不能生成H2,B不符合题意;CH2=CH2生成聚乙烯发生加聚反应,C不符合题意。
4.既可用来鉴别乙烷和乙烯,又可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯的操作方法是(　　)
A.混合气体通过盛水的洗气瓶
B.混合气体通过装有过量溴水的洗气瓶
C.混合气体和过量H2混合
D.混合气体通过酸性高锰酸钾溶液
答案 B
解析 A选项,两种气体都不能与水反应且无明显现象,不正确;B选项,乙烷不与溴水反应,乙烯与溴水发生加成反应,使溴水褪色,所以可以鉴别出来,并且通过洗气瓶时,乙烯与Br2反应生成CH2BrCH2Br,正确;C选项,乙烷不与H2反应,乙烯与H2需在催化剂、加热的条件下反应生成乙烷,并不是简单的混合就可以反应,而且会引入H2杂质气体,不正确;D中,乙烷不与酸性高锰酸钾溶液反应,乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以可以用来鉴别乙烷和乙烯,但乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化时有CO2生成,会引入新的杂质,不正确。

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