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第二节　乙烯与有机高分子材料
第1课时　乙烯
第七章　有机化合物
课程标准 核心素养目标
1.以乙烯为例认识有机化合物中的官能团，认识乙烯的结构及其主要性质与应用。
2．结合乙烯认识官能团与性质的关系，知道氧化、加成、加聚等有机反应类型。 1.证据推理与模型认知：以不饱和烃的代表物——乙烯的结构和性质为模型，认识不饱和烃的结构和性质。
2．科学探究与创新意识：通过实验探究乙烯的氧化反应和加成反应，知道合成新物质是有机化学研究价值的重要体现。
一、乙烯的组成和结构
1．组成和结构
分子式 电子式 结构式 结构简式 球棍
模型 空间填
充模型
C2H4
CH2===CH2
2.空间结构
乙烯分子中的氢原子数 乙烷分子中的氢原子数，碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”，故乙烯属于不饱和烃。
少于
二、乙烯的性质
1．物理性质
颜色 状态 气味 溶解性 密度
无色 气体 稍有气味 溶于水 比空气的略
难
小
2.化学性质
乙烯分子中含有 ，在组成和结构上与只含 和
的烷烃有较大差异，因此在性质上也有很多不同。
使乙烯表现出较活泼的化学性质。
碳碳双键
碳碳单键
碳氢键
碳碳双键
(1)氧化反应(实验7-2)
①燃烧反应(可燃性)
实验操作 点燃纯净的乙烯，观察燃烧时的现象
实验现象 火焰 且伴有 ，同时放出大量的热
反应原理 化学方程式为
明亮
黑烟
②被强氧化剂氧化
实验操作 将乙烯通入盛有酸性KMnO4溶液的试管中，观察现象
实验现象 酸性KMnO4溶液逐渐
实验结论 乙烯可被KMnO4等氧化剂氧化
褪色
(2)加成反应(实验7-3)
①乙烯与溴的反应
褪色
②加成反应
有机物分子中的 碳原子与其他 或 直接结合生成新的化合物的反应叫做加成反应。
③乙烯与其他物质的加成反应
在一定条件下，乙烯可以与氯气、氢气、氯化氢和水等物质发生加成反应。写出下列反应的化学方程式。
不饱和
原子
原子团
(3)聚合反应
①生产聚乙烯
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 ，生成相
碳链
对分子质量很大的聚合物——聚乙烯，反应的化学方程式为
。
②相关定义
聚合
反应 由相对分子质量 的化合物分子互相结合成相对分子质量 的聚合物的反应
加聚
反应 乙烯的聚合反应同时也是 反应，这样的反应又被称为加成 反应，简称加聚反应
小
大
加成
聚合
③聚合反应生成的高分子
聚合反应生成的高分子是由较小的 重复连接而成的。聚乙烯分子可用?CH2—CH2?来表示，其中重复的结构单元“—CH2—CH2—”称为 ，链节的数目n称为 ，单体为 。
三、乙烯的用途
1．乙烯是重要的化工原料，可用于制造聚乙烯塑料、乙醇等产品。其产量是衡量一个国家石油化学工业发展水平的重要标志。
2．在农业生产中，乙烯可用作 调节剂。
结构单元
链节
聚合度
CH2===CH2
植物生长
◆名师点拨
关于乙烯结构的解读
(1)乙烯的结构简式为CH2===CH2，碳碳双键不能省略。
(2)乙烯中单键(C—H)可以旋转，双键(C===C)不能旋转。
◆名师点拨
乙烯的氧化反应
(1)与甲烷相比，乙烯的含碳量比较高，燃烧时火焰明亮，且产生较多的黑烟，故可用燃烧法鉴别甲烷和乙烯。
(2)乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，而甲烷不能，故可用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷(烷烃)和乙烯(烯烃)。
(3)酸性KMnO4溶液能将乙烯氧化生成CO2，故不能用酸性KMnO4溶液除去甲烷中的乙烯。
(4)乙烯完全燃烧时，生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶1。
◆概念辨析
加成反应与取代反应的比较
◆要点图解
聚合反应与加聚反应的关系
(1)加聚反应产物的链节，其原子种类和数量与合成单体的相同，但化学键结构不同。单体是能发生聚合反应的小分子有机物，而链节是构成高分子链的重要结构单元，非独立存在的物质。
(2)聚合反应所生成的高分子其聚合度(n)通常为一个范围数值，因此聚合物是一系列分子量不同的同系物组成的混合物，没有固定的熔点和沸点。
◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”)
(1)将甲烷和乙烯分别通入酸性KMnO4溶液中，均能使溶液褪色(　　)
(2)乙烯和聚乙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色(　　)
(3)完全燃烧等质量的乙烯和聚乙烯，二者消耗O2的物质的量相等(　　)
(4)浸有酸性KMnO4溶液的硅藻土可用于水果保鲜(　　)
√
×
×
√
探究一 实验探究乙烯的结构与性质
某研究小组的同学利用实验装置探究乙烯的性质。
[问题设计]
(1)A中的现象是什么？
提示：酸性KMnO4溶液褪色。
(2)B中的现象是什么？写出B中反应的化学方程式。
提示：B中溶液褪色，反应的化学方程式为CH2===CH2＋Br2―→
BrCH2CH2Br。
①甲中出现黑色固体，其原因是什么？体现浓硫酸的什么性质？
提示：甲中出现的黑色固体是碳单质，是乙醇被浓硫酸氧化生成的碳单质，体现了浓硫酸的强氧化性。
②丁中澄清石灰水出现白色浑浊，能否得出乙烯在乙中被酸性KMnO4氧化生成了CO2？为什么？
提示：不能； C2H4被酸性KMnO4溶液氧化可生成CO2，同时甲中生成的碳单质也会与浓硫酸反应生成CO2。
乙烷与乙烯的比较
(1)乙烷与乙烯分子结构的比较
烃 乙烷 乙烯
分子式 C2H6 C2H4
电子式
烃 乙烷 乙烯
结构式
结构简式 CH3CH3 CH2===CH2
球棍模型
比例模型
(2)乙烷与乙烯的空间结构的比较
图示 空间结构
乙烷 2个碳原子和6个氢原子不在同一平面上
乙烯 2个碳原子和4个氢原子在同一平面上
(3)乙烷与乙烯的化学性质的比较
C
[例1] 下列说法不正确的是 (　　)
A．用酸性KMnO4溶液可以区分乙烷和乙烯
B．乙烷与乙烯可用溴水鉴别
C．要除去乙烷中的乙烯，可将混合气体通入酸性KMnO4溶液
D．等质量的CH4和C2H4分别完全燃烧，生成的水的物质的量不同
烯烃能使酸性KMnO4溶液褪色，烷烃不能；乙烯可与溴水发生加成反应使其褪色，乙烷与溴水不反应；乙烯会被酸性KMnO4溶液氧化为二氧化碳，引入新杂质，无法用于除杂；等质量的CH4和C2H4，CH4的摩尔质量较小，物质的量较大，完全燃烧时生成的H2O的物质的量更大。
D
1．下列关于甲烷和乙烯的说法正确的是 (　　)
A．甲烷能燃烧，乙烯不能
B．甲烷和乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色
C．甲烷和乙烯都能使溴水褪色
D．甲烷和乙烯完全燃烧的产物都是CO2和H2O
甲烷和乙烯都属于烃，都能燃烧；甲烷为饱和烷烃，不能使酸性KMnO4溶液褪色；甲烷为饱和烷烃，不能使溴水褪色；甲烷和乙烯都属于烃，完全燃烧的产物都是CO2和H2O。
探究二 乙烯的加成反应和加聚反应的规律
乙烯是重要的有机化工基础原料。以乙烯为原料的石化产品占产品总量的75%以上，因此乙烯工业是石油化工产业的核心，在国民经济中占有重要地位。通过一系列化学反应，可以由乙烯得到有机高分子材料、药物等成千上万有用的物质。
[问题设计]
(1)工业上可以利用乙烯为原料制备乙醇和聚乙烯。请分别写出制备乙醇和聚乙烯的化学方程式，并指明各自的反应类型。
(1)乙烯的加成反应原理及规律
(2)乙烯的加聚反应原理及规律
C
[例2] 佩戴好口罩是预防呼吸道传染病的重要措施。口罩的滤芯材料常由聚丙烯制造，而聚丙烯可由丙烯(CH2===CHCH3)合成。根据乙烯的结构与性质进行推测，下列说法不正确的是 (　　)
A．乙烯与丙烯互为同系物
B．丙烯能使溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液褪色
C．丙烯与溴发生加成反应的产物是CH3CH2CHBr2
D．聚丙烯的结构可表示为
解答本题的思路如下：
(1)分析丙烯的组成和结构，根据同系物的要点，判断乙烯和丙烯是否互为同系物。
(2)迁移应用乙烯的结构与性质相关知识，推测丙烯发生加成反应、氧化反应的情况及所得产物。
D
2．下列反应属于加成反应的是 (　　)
A．甲烷与氯气的混合气体在光照条件下反应
B．CH3CH===CH2和氯气在一定条件下反应生成ClCH2CH===CH2
C．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
D．乙烯与HCl气体反应生成一氯乙烷
甲烷与氯气的混合气体在光照条件下发生的是取代反应；CH3CH===CH2和氯气在一定条件下发生取代反应，生成ClCH2CH===CH2；乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，发生的是氧化反应；乙烯与HCl气体发生加成反应生成一氯乙烷。
A
D
2．乙烯是最简单的烯烃，有关乙烯的叙述不正确的是 (　　)
A．能与溴的四氯化碳溶液发生反应
B．可使酸性KMnO4溶液褪色
C．是植物生长调节剂，可用于催熟果实
D．只能发生加成反应和加聚反应
乙烯分子中含碳碳双键，能与溴的四氯化碳溶液发生反应；乙烯可被酸性KMnO4溶液氧化，使其褪色；乙烯是植物激素，可用于果实催熟；乙烯不仅能发生加成反应和加聚反应，也能发生氧化反应(如燃烧、被酸性KMnO4溶液氧化等)。
C
3．为除去乙烷中混有的乙烯，并将气体干燥以获得纯净的乙烷，选用的试剂依次为 (　　)
A.澄清石灰水，浓硫酸
B．酸性KMnO4溶液，浓硫酸
C．溴的四氯化碳溶液，碱石灰
D．水，浓硫酸
常温常压下，乙烷与乙烯均不与澄清石灰水反应，无法除杂；乙烯被酸性KMnO4溶液氧化会生成CO2，引入新杂质；乙烯与Br2发生加成反应生成液态的1，2-二溴乙烷而被除去，乙烷不反应，且可用碱石灰干燥；乙烷与乙烯均不溶于水且不与水反应，无法除杂。
C
4．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可在同一条直线上
C．断裂乙烯分子中的碳碳双键比断裂乙烷分子中的碳碳单键需要更多能量，因此乙烯更稳定
D．乙烯分子为平面结构，乙烷分子为立体结构
乙烯分子中含碳碳双键，属于不饱和烃，乙烷分子中仅含碳碳单键和碳氢单键，属于饱和烃；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可在同一条直线上；乙烯分子中的碳碳双键有一个键较弱，比较容易断裂，故乙烷更稳定；甲烷是正四面体结构，乙烷可看作是两个甲基相连，所有原子不可能在同一平面上，乙烯为平面形结构，所有原子均处于同一平面上。
B
5．下列关于有机物的鉴别、除杂或制备的说法正确的是 (　　)
A．甲烷中混有少量乙烯：通过盛有酸性KMnO4溶液的洗气瓶
B．只用溴水就能将己烯、四氯化碳、碘化钾淀粉溶液区分开来
C．将氯气与甲烷按物质的量之比2∶1在光照条件下反应，可制备纯净的二氯甲烷
D．乙烷中混有少量乙烯：通入氢气并在一定条件下反应使乙烯转化为乙烷
乙烯与酸性KMnO4溶液发生氧化反应生成二氧化碳，会引入新的杂质；将溴水分别与三种物质混合，与己烯混合时溴水褪色，与四氯化碳混合时液体分层、下层呈橙红色，与碘化钾淀粉溶液混合后溶液变为蓝色，因此只用溴水能将己烯、四氯化碳、碘化钾淀粉溶液区分开来；在光照条件下，甲烷与氯气的取代反应为连续反应，即使控制投料比，仍会生成多种氯代甲烷的混合物，无法制得纯净的二氯甲烷；乙烷中混有少量乙烯时，通入氢气在一定条件下使乙烯转化为乙烷，不仅反应条件难控制，还可能引入过量的H2。

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