资源简介

乙烯 烯烃
【教学目标】:
知识技能 1.使学生掌握乙烯的分子组成、结构式、重要的化学性质和用途；
2.学会乙烯的实验室制法和收集方法 。
能力培养：培养学生的观察能力、思维能力和实验能力。
科学思想：通过乙醇在不同条件下反应产物不同，即物质所发生的化学反应既决定于物质本身的性质，又决定于反应条件，渗透“内因与外因”的辩证唯物主义教育。
科学品质：通过乙烯用途的介绍，激发学生的学习兴趣，对学生进行爱国主义教育。在实验教学过程中，培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。
【重、难点】: 乙烯的实验室制法化学性质和加成反应
【教学方法】: 提出问题—讨论探究—多媒体辅助—评价小结
【教学过程设计】
【复习提问】1. 什么叫烷烃？通式、性质、同系物、同分异构体？
2．乙烷的电子式、结构式、结构简式、分子式
由乙烷导出乙烯的电子式问乙烷、乙烯是同系物吗？是同分异构体吗？
【引入】不饱和烃：分子里含有碳碳双键或碳碳三键，碳原子所结合的氢原子数少于饱和链烃里的氢原子数，这样的烃叫不饱和烃。
【讲解】烯烃 ：分子中含有碳碳双键的一类链烃叫烯烃。
【指出】 “烯”字的含义，乙烯是分子组成最简单的烯烃。
【引入新课】这节课我们一起学习另一类烃的代表物乙烯。乙烯是石油化工基础的原料之一，乙烯产量的大小是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一（（1）钢铁工业 （2）汽车工业 （3）乙烯的产量）。近年来，特别是改革开放后，我国已经投资几百亿元资金，相继建成了以大庆、齐鲁、扬子、燕山、上海金山等为代表的十大乙烯工程基地。为什么我国要投入这样多资金建乙烯工程基地，为什么说乙烯产量的大小是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一？ 通过这节内容的学习，同学们对以上问题就会有所认识。
【板书】一、乙烯分子的结构
【设问】乙烯分子中的两个碳原子、四个氢原子是怎样结合的呢？
【讲述】请大家根据原子趋于达到稳定结构的趋势，试着写出乙烯的分子式、电子式、结构
式和结构简式。
【讲述】现在我们分组安装乙烷、乙烯的。球棍模型（组与组之间开展竞赛），并根据模型和教材填写表格，进行对比。
〖展示模型〗：乙烯的球棍模型和比例模型
【投影】
　　　　名 称 　　　　乙 烷 乙 烯
分子式 Ｃ２Ｈ６ Ｃ２Ｈ４
　　　　　　　　电子式 　　　　Ｈ　Ｈ　　　　Ｈ﹕Ｃ﹕Ｃ﹕Ｈ　　　　Ｈ　Ｈ　　 　　　　Ｈ　Ｈ　　　　　　Ｈ﹕Ｃ﹕﹕Ｃ﹕Ｈ
　　　　　　　　结构式 　　　　Ｈ　Ｈ　　　　│　│Ｈ－Ｃ－Ｃ－Ｈ　　│　│　　Ｈ　Ｈ　　 　　　　Ｈ　Ｈ　　　　│　│　　Ｈ－Ｃ＝Ｃ－Ｈ
　结构简式 　　　CH3CH3 　　CH2= CH2
键的类别 Ｃ－Ｃ（单键） Ｃ＝Ｃ（双键）
　键　　角 　　　１０９。２８ 　　　　１２０。
　键长（１０－１０ｍ） 　　　　１．５４ 　　　　１．３３
　键能（ｋｊ／ｍｏｌ） 　　　　３４８ 　　　　６１５
　分子内各原子的相对位置 　２个碳原子和６个氢原子不在同一平面上 ２个碳原子和４个氢原子在同一平面上
通过乙烷与乙烯对比
（1）一步巩固在有机物中C原子呈+4价的概念。
（2）乙烯C原子的价键未饱和，是不饱和烃。
（3）通过对C=C双键、C—C单键键能的比较，说明C=C双键中两个键是不等同的，有一个键比较脆弱，易断裂而发生反应，体现了结构决定性质的规律。
（4） 通过模型进行观察，乙烯是6原子共面，键角是120O（与乙烷分子式立体结构相比）
强调乙烯结构简式，双键不能省略，只能合并H，（不写C=C会被误认为是单键）。
【板书】二、乙烯的物理性质
在通常情况下，乙烯是一种无色、稍有气味的气体,难溶于水,在标准状况时的密度为1.25g/L，比空气的密度略小．
【讲述】工业上可以通过石油裂解获得乙烯。实验室又如何制取乙烯呢？
【板书】三、乙烯的实验室制法
【提问】1.实验室是用乙醇来制取乙烯的，大家分析一下由CH3CH2OH→C2H4各种原子数有何变化？
2.能把有机物中的氢和氧按水的比例脱出来，什么物质有这个作用？
【板书】1．药品：无水乙醇、浓硫酸（1∶3）体积比
【提问】3.无水乙醇和浓硫酸如何混合？
【讲述】 浓硫酸在该反应中不仅是脱水剂，也是催化剂。
【展示】无水乙醇和浓硫酸的混合液,观察有无反应
【提问】那么反应加热到什么程度呢？酒精脱水与温度有很大关系。温度不同，产物不同。温度在140℃左右，主要生成乙醚；温度高于170℃时，浓硫酸会将乙醇氧化生成C和CO2等，所以温度应控制在170℃左右为宜。
【板书】 2．原理
CH3CH2OH CH2 =CH2↑ + H2O
【提问】采用什么样的制气装置呢？
哪些？圆底烧瓶、酒精灯、铁架台等。
【提问】我们今天要制乙烯，怎样才能知道反应温度达到170℃？装置中安装温度计。
温度计水银球的位置如何？是在液面以下，还是液面以上呢？液面以下。
能否接触烧瓶底部呢？放在液面下什么部位合适呢？为什么？不能。防止温度计水银球破裂。
【评价】同学们说的有一些道理，但不是问题的核心。大家想一想，加热过程中烧瓶的哪个部位温度最高？ 烧瓶底部温度最高。
【讲述】对。当温度计的水银球与烧瓶底部相贴，测出的温度比液体的平均温度高还是低？其后果是什么？高。这样做所得主要产物是乙醚。
【提问】酒精与浓硫酸混合液加热时，会有暴沸现象，为防止暴沸应采取什么措施？请同学们看课本。
【板书】4．收集:排水法
【演示】实验室制取乙烯。
【提问】(1)仪器安装顺序如何？ 由下→上，由左→右。
(2)混合液体时是将什么倒入什么中？ 浓硫酸倒入乙醇中。
(3)能否在量筒中混合液体，为什么？不能，因为量筒只能用来测量液体体积。
(4)实验完毕时，先撤酒精灯，还是先撤导管？先撤导管，后撤酒精灯。
问题：a.为什么反应最后，烧瓶内产物成黑色？
b.所制乙烯气体中会含有那些杂质气体？
请设计一套乙烯的制取、净化、收集装置。在检验乙烯是否能被KMnO4氧化的实验中，怎样防止SO2干扰？试设计恰当的实验装置。
将气体通过碱石灰或通过10%氢氧化钠溶液。不能用高锰酸钾溶液
练习1.实验室里把____和____按体积比____混合加热制取乙烯，反应的化学方程式为____。在实验中若加热时间过长或温度过高，反应混合物会变成____色，同时放出无色有刺激性气味的气体____，表示这一变化的化学方程式为____，为除去这种气体杂质，应将混合气体通过盛有____溶液的洗气瓶，才能得到较纯净的乙烯。
答案.无水乙醇 浓硫酸 1∶3
2．下图是实验室制取干燥的乙烯并试验其“不饱和”性以及乙烯在空气中燃烧的实验装置图，装置③、④中分别盛有溴水和酸性高锰酸钾溶液。（1）装置①和⑤中盛有相同的试剂是____，其中①中的作用是____，在⑤中的作用是____。（2）装置②中盛有的试剂是____，若没有装置②，实验结果将不能说明乙烯具有“不饱和”性，原因是________。
答案.（1）浓硫酸 催化剂和脱水剂 干燥剂（吸水）
（2）NaOH溶液 副反应产生的SO2等也可使溴水和高锰酸钾溶液褪色。
〖演示实验〗：1、乙烯通入酸性高锰酸钾溶液
2、乙烯通入溴水
3、点燃乙烯气体
〖投影〗：[思考讨论]
1、 看到各有什么现象？说明乙烯具有什么性质？
2、 乙烯如何能制成塑料薄膜？
四、化学性质
1.氧化反应
(1) 燃烧
〖设问〗点燃乙烯之前是否要检验其纯度？为什么乙烯火焰比甲烷明亮且有黑烟？
〖讲解〗乙烯是可燃性气体，空气中如混有3 .4%~34%的乙烯时，点火即爆炸，乙烯中碳的百分含量比甲烷高（85.7%>75%）故乙烯火焰明亮，未烧完的碳使火焰冒黑烟。
（产生黑烟是因为含碳量高，燃烧不充分；火焰明亮是碳微粒受灼热而发光）
（2）使高锰酸钾溶液褪色（酸化目的是增强氧化性，因生成高锰酸）
〖设问〗据此反应可否鉴别甲烷和乙烯。
2. 加成反应
【讲述】乙烯分子在溴的攻击下，碳碳双键里的一个键容易断裂，同样溴分子在乙烯的作用下，Br—Br键也会逐渐断裂，两个溴原子分别与两个不饱和的碳原子结合，生成1，2-二溴乙烷。乙烯分子里双键中一个易断裂，两个溴原子分别加在两个价键不饱和碳原子上，像这样的反应叫做加成反应。
定义：有机物分子中双键（或三键）两端的碳原子与其它原子或原子团直接结合生成新的化
合物的反应，叫做加成反应。
〖设问〗据此反应可否鉴别甲烷和乙烯。
〖练习〗启发引导，师生共同完成下列反应方程式。
1．CH2 CH2 + H2
2．CH2 CH2 + HCl H—X（必须是气体，有水则电离，无法加成）
3．CH2 CH2 + H2O H—OH（必须是蒸气）
4．CH2 CH2 + Cl2
〖思考〗（1）乙烷能否发生加成反应？为什么？
（2）氯乙烷是一种重要的化工产品，如下两个反应均可得到它
Ⅰ：CH3CH3 + Cl2 CH3CH2Cl + HCl
Ⅱ：CH2= CH2 + HCl CH3CH2Cl
你认为最好采用哪一种方法？
问题讨论：
①取代与加成反应区别。(对比:甲烷与纯溴发生取代反应;乙烷与溴水发生加成反应)
②若乙烯与纯溴混合，反应应先加成后取代。
③意义:鉴别甲烷与乙烯
【讲述】在适当的温度、压强和催化剂条件下，乙烯双键里的一个键会断裂，可与其它物质发生加成反应，若不外加其它物质，有无反应发生呢？若有反应发生将是怎样呢？试写写看。
3、聚合反应
〖讲解〗：聚合反应中的单体、链节和聚合度
单体 链节 聚合度
明确了加成反应原理,聚合反应就可顺理成章。指导书写方程式，指出打开C=C双键，然后首尾相连，形成很长的包括成千上万个单元的大分子，分子量成千上万，所以称之为高分子。
强调书写高分子时书写中括号及短横线。组织学生讨论乙烯的聚合反应也是加成反应，随后总结出加聚反应概念。
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高分子的反应
加聚反应：
小结：由于乙烯分子里的碳碳双键里的一个键易断裂，能跟其它原子或原子团结合。因此，乙烯的化学性质比乙烷活泼，能发生加成、加聚和氧化反应。
〖投影〗
1864年，美国人发现一件奇怪的事情，煤气灯泄漏出的气体可使附近的树木提前落叶。
1892年，在亚速尔群岛，有个木匠在温室中工作时，无意中将美人蕉的碎屑当作垃圾烧了起来，结果美人蕉屑燃烧的烟雾弥漫开来后，温室中的菠萝一齐开了花。
1908年，美国有些康乃馨的培育者将这种名贵的花卉移植到装有石油照明灯的芝加哥温室中，结果花一直未开。
针对上述事实，科学家们进行了大量的研究，结果发现原来这都是乙烯捣的鬼：
煤气灯中漏出的是乙烯，它能使树叶早落。
美人蕉碎屑燃烧后产生乙烯，它能促使花儿开放。
芝加哥温室中石油照明灯放出的乙烯，它却抑制了康乃馨花儿的开放。
看来，做为植物生长的调节剂，乙烯对不同的植物施展了不同的魔法。
〖板书〗五、乙烯的用途
（1）有机化工原料（2）植物生长调节剂，催熟剂
〖板书〗六、烯烃
1． 通式：CnH2n（n≥2）
2．命名
（1）确定主链(包括双键在内的最长碳链为主链，并命名为某烯)；
（2）编碳号(离双键最近的一端开始)；
（3）定支链；
（4）写全称(标明双键的位置)
3．物理性质
4．化学性质
（1）氧化反应
①燃烧：
② 能使KMnO4酸性溶液褪色。
（2）加成反应
（3）加聚反应
问：乙烯，丙烯1：1混合所得的加聚反应产物有几种？
5．同分异构体
书写规则:
(1)先按烷烃写出碳链的连接方式
(2)对应每一条碳链加双键
(3)把每一个碳原子上的氢原子填满
下面我们以戊烯为例练习烯烃的同分异构体的写法和命名。
（1）CH3CH2CH2CH=CH2 1-戊烯
（2）CH3CH2CH=CHCH3 2-戊烯
（3） CH3CH2C=CH2 2-甲基-1-丁烯
CH3
（4）CH3CH=C-CH3 2-甲基-2-丁烯
CH3
（5） CH2=CH-CH-CH3 3-甲基-1-丁烯
CH3
（存在着碳链异构和位置异构）
练习
1.烷烃和不饱和烯烃气体的鉴别方法 ？
答案：（1）通入溴水观察是否退色
（2）通入酸性高锰酸钾溶液观察是否退色
（3）点燃，观察火焰明亮程度及是否有黑烟
2.甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净的甲烷，最好依次通过盛有 试剂的洗气瓶。 （ ）
A 澄清石灰水，浓硫酸
B 酸性高锰酸钾，浓硫酸
C 溴水，烧碱溶液，浓硫酸
D 浓硫酸，酸性高锰酸钾溶液
3、下列分子的各原子在同一平面内的是（　）
Ａ、CO2　　Ｂ、P4　Ｃ、CH4　　　Ｄ、C2H4
4、关于实验室制取乙烯的实验，下列说法中正确的是（ ）
A、 反应物是乙醇和3mol/L硫酸的混合液；
Ｂ、温度计插入反应溶液面以下，以便控制温度在140℃；
Ｃ、反应容器（烧瓶）中应加入少许碎瓷片；
Ｄ、反应完毕先灭火再从水中取出导管。
教学后记：制取乙烯的实验时间较长
浓硫酸
170℃
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