资源简介 第2讲 乙烯和烯烃(学生版)本次课的重点、难点,需要掌握的方法技巧1.乙烯的结构与性质2.乙烯的制备3.烯烃的结构与性质(类比法学习)【复习回顾】复习甲烷及烷烃方案一:新课导入 案例一:1864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。问题①为什么树木会提前落叶,菠萝会一齐开花? ②煤气灯泄露出的气体是什么气体?美人蕉的碎屑燃烧又产生了什么? ③如果把青桔子和熟苹果放在同一个塑料袋里,系紧袋口,这样一段时间后课观察到什么现象?一、石油的裂化与裂解1.石油裂化(1)概念:裂化就是在一定的条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。例如:(2)分类:石油的裂化分为热裂化和催化裂化。(3)生产条件:加热、加压和催化剂。(4)变化本质:碳碳键与碳氢键断裂,化学变化。 (5)目的:提高轻质油特别是汽油的产量和质量。(6)石油裂化产物:分子质量较小、沸点较低的烃和少量乙烯等小分子化合物。2.石油裂解(又称深度裂化)为满足化学工业对乙烯的需求,科学家将重油在700℃—1000℃的条件下催化裂解生产乙烯。乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。【典型例题】石蜡的催化裂化在试管里放入4g石蜡和3g粉末状氧化铝,给试管加热。待石蜡熔化后持续加热5-10min,点燃导出管口的尾气。观察试管里的现象,并嗅闻其中的气味。实验现象:试管A里的石蜡融化后产生气体,一部分气体在试管B里凝结成液体,可以嗅闻到它具有汽油的气味,从导管口逸出的气体可燃。【变式训练1】工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯采用的方法是 ( )A.减压分馏 B.高温干馏C.石油裂化 D.石油裂解 【变式训练2】.在石油处理的以下过程中:①从石油中分离出汽油、煤油、柴油等;②将直链烃变为芳香烃;③十六烷变成辛烷和辛烯;④高温下将石油分馏产物中相对分子质量大的烃分子断裂为相对分子质量小的不饱和烃,如乙烯、丙烯等。其中属于石油裂化的是 ,属于石油裂解的是______,属于石油分馏的是 ,属于物理变化的是____,属于化学变化的是 (填序号) 二、乙烯 1.物理性质 乙烯为无色易燃气体,熔点-169℃,沸点-103.7℃,几乎不溶于水,难溶于乙醇,是石油化工最重要的基础原料。 2.乙烯的结构乙烯的分子式为C2H4,电子式为,结构式为,结构简式为CH2=CH2,球棍模型为,比例模型为,空间构型为平面形,即乙烯分子中6个原子在同一平面内,键角(键与键之间的夹角)为120°。【典型例题】【例1】下列说法中正确的是 ( ) A.乙烯分子的球棍模型为 B.乙烯的结构简式为CH2CH2 C.乙烯分子中的所有原子都在一个平面上 D.一个乙烯分子中共含有8个电子 【例2】乙烯的分子式是: ,结构式是: ,结构简式是: .【例3】在下列物质中属于乙烯的同系物的是 ( ) A. B. C. D. 3.化学性质 (1)氧化反应 ①可燃性 乙烯在空气中的燃烧现象为火焰明亮并伴有黑烟。 反应的化学方程式为: CH2=CH2+3O22CO2+2H2O。 ②与氧化剂反应 操作如右图。 现象:酸性KMnO4溶液的紫色褪去。 结论:C2H4能被氧化剂KMnO4氧化,使酸性KMnO4溶液褪色。 (2)加成反应 ①概念:有机物分子中双键(或三键)两端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,叫做加成反应。 ②乙烯的加成反应 a.常温下使溴水褪色,反应的化学方程式为: CH2=CH2+Br2→CH2Br—CH2Br; b.与H2加成制乙烷,反应的化学方程式为: CH2=CH2+H2CH3—CH3; 乙烯水化法制乙醇,反应的化学方程式为: CH2=CH2+H2OCH3CH2OH; 与HCl加成制氯乙烷,反应的化学方程式为: CH2=CH2+HClCH3CH2Cl。 (3)聚合反应 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高分子的反应,叫聚合反应。 ②加聚反应:在聚合反应中,由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物的分子,这样的聚合反应同时也是加成反应,所以这种聚合反应又叫加成聚合反应,简称加聚反应。 ③乙烯的加聚反应 化学方程式为:nCH2=CH2 [CH2—CH2]n ,产物均称为聚乙烯。【典型例题】【例1】下列物质不能使溴水褪色的是 ( ) A.C2H4 B.SO2 C.CH2=CH—CH=CH2 D.CH3CH2CH3 【例2】下列各化学反应中不属于加成反应的是 ( )【例3】下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是( ) A.二者都能使溴的四氯化碳溶液褪色 B.二者互为同系物 C.二者的化学性质相同 D.聚乙烯是乙烯的加聚物【例4】鉴别甲烷与乙烯可用( )氢氧化钠 B.酸性高锰酸钾溶液C.水 D.氯化钠溶液【变式训练1】乙烯与溴发生的反应属于( )A.消去反应 B.取代反应 C.加成反应 D.水解反应【变式训练2】能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )A.甲烷 B.苯 C.乙烯 D.乙烷【变式训练3】写出下列物质间反应的化学方程式,并填写反应类型:(1)乙烯跟溴水反应 .(2)乙烯跟HBr反应 .(3)乙烯充分燃烧 .【变式训练4】既可以用来鉴别乙烷与乙烯,又可以用来除去乙烷中乙烯以得到纯净乙烷的方法是A.通过足量的NaOH溶液 B.通过足量的溴水C.在Ni催化、加热条件下通入H2 D.通过足量的KMnO4酸性溶液【附加题1】下列溶剂能作溴的萃取剂的是 ( ) A.直馏汽油 B.裂化汽油 C.乙烷 D.酒精 【附加题2】某混合气体由两种气态烃组成。2.24L该混合气体完全燃烧后,得到4.48L二氧化碳(气体已折算成标准状况)和3.6g水。则这两种气体可能是( )A.CH4和C3H8 B.CH4和C3H4 C.C2H4和C3H4 D.C2H4和C2H6 【附加题3】两种气态烃组成的混合气体0.1mol, 完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水。下列说法正确的是( )A.混合气体一定有甲烷 B.混合气体中一定是甲烷和乙烯C.混合气体中一定没有乙烷 D.混合气体中一定有乙烯 4.乙烯的实验室制法 (1)药品:乙醇、浓硫酸。 (2)反应原理 CH3—CH2—OHCH2=CH2↑+H2O。 (3)发生装置 用“液+液气”类型的反应装置(见右图)。 (4)收集方法:排水集气法 5.乙烯的主要用途 (1)乙烯是石油化学工业的最重要的基础原料,主要用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等。通常以乙烯的产量作为衡量一个国家石油化学工业水平的标志。 (2)乙烯是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实。(3)乙烯生产的发展推进了石油化工基础原料和产品的发展,因此常把乙烯产量作为衡量石油化工发展水平的标志,也是一个国家综合国力的表现。【典型例题】【例1】关于实验室制乙烯的实验,下列说法正确的是 ( ) A.反应物是乙醇和过量的3 mol/L硫酸的混合液 B.温度计插入反应溶液的液面下,控制温度在140℃ C.反应容器中应加入碎瓷片 D.反应完毕先熄灭酒精灯后再从水中取出导管 三、烯烃与不饱和烃 (1)不饱和烃 在碳氢化合物中,除了碳原子之间都以碳碳单键相互结合的饱和链烃之外,还有许多烃,它们的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键烃里的氢原子数,这样的烃叫做不饱和烃。 (2)烯烃 分子里含有的一类链烃叫做烯烃。 (3)烯烃的组成 ①单烯烃的分子组成通式是CnH2n 、通式CnH2n与单烯烃之间的关系 单烯烃一定符合CnH2n这一通式,但符合通式CnH2n的不一定是单烯烃,例如符合通式CnH2n,但不是单烯烃。 ②单烯烃具有相同的简式CH2; ③单烯烃中C、H质量比为6 : 1; ④单烯烃含碳的质量分数为85.7%。 (4)烯烃的结构特点 含,双键两端的碳原子以及与双键两端的碳原子直接相连的原子,一定在同一个平面内。 (5)烯烃的物理性质 ①状态:通常碳原子数小于等于4的为气态。随分子中碳原子数目增多,熔沸点升高。 ②溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂。 ③密度:相对密度随碳原子数的增多而增大。相对密度小于水。 (6)化学性质(类同乙烯)(7)单烯烃之间互为同系物应具备的条件互为同系物具备的条件:(1)含;(2)结构相似;(3)符合通式CnH2n;(4)分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团。 (8)烯烃的同分异构现象 1>烯烃的同分异构现象由于分子组成符合CnH2n的烃除烯烃以外,当n≥3时,还有环烷烃,所以分子组成为CnH2n烃的同分异构现象较烷烃更加复杂。如C4H8的同分异构体有 2>烯烃的同分异构体的书写 关于分子组成符合CnH2n存在的同分异构现象中,书写烯烃类的同分异构体的方法如下,以C5H10为例加以说明。 ①先写出碳架异构:②然后再确定C=C的位置(注:H原子略) 其中第C组碳架无法形成烯烃,共5种烯烃。 (9)利用加聚反应产物的结构简式巧断合成它的单体 已知加聚产物的结构简式,可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体,其步骤是: ①先去掉结构式两端的“-[-”和“-]-n”; ②再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键,碳碳双键改为碳碳单键; ③再从左到右检查高分子链中各碳原子的价键,将碳原子价键超过四价的碳原子找出来,用“△”号标记上; ④去掉不符合四价的碳原子间的价键(一般为双键),即得该加聚产物合成时的单体。 【典型例题】【例1】人造羊毛在许多方面比天然羊毛更优良,其分子里存在如下结构的有机物: ,则合成它的单体有 。【例2】(1)分子式为的烯烃有3种同分异构体,其结构简式分别为 ; 和 。(2)某同学为某烃命名为“1,2—二甲基丙烷”,你认为 (填正确或不正确), 若不正确,请写出正确命名 (若正确,该空不填)。 请写出该烃的同分异构体中含四个甲基的烃的结构简式 。(3)乙烯是石油裂解的主要产物之一,将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,观察到的现象是 ;其反应方程式为 ,乙烯在一定条件下发生加聚反应的化学方程式是 ,其产物的名称是 ;乙烯对水果具有 功能。1.有关乙烯的下列叙述中,正确的是 A.乙烯分子里所有原子都在同一平面上 B.乙烯是无色无味、难溶于水的气体 C.乙烯既能使溴水褪色又能使酸性KMnO4溶液褪色 D.实验室是用乙醇和3 mol/L硫酸的混合液共热到170℃来制取乙烯 2.用于2008年北京奥运会的国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE,该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物,四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列说法错误的是 ( ) A.ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的连接方式 B.合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应 C.聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为 [CF2—CF2—CF2 —CF—CF3 ] D.四氟乙烯分子中既含有极性键又含有非极性键 3.乙烯和丙烯按1 : 1(物质的量)聚合时,生成高聚物乙丙树脂,该高聚物的结构式可能是 ( ) B. C. D. 4.丁烷完全裂解生成CH4、C2H6、C2H4、C3H6四者的混合气体,此混合气体对H2的相对密度为 ( ) A.29 B.14.5 C.10 D.无定值 5.写出下列反应的化学方程式,并判断反应类型。 (1)丙烯跟溴水反应:_______________________________________________________, (2)丙烯充分燃烧:_________________________________________________________, (3)丙烯聚合:_____________________________________________________________, (4)乙烯跟HBr反应:_______________________________________________________, (5)乙烯跟水反应:_________________________________________________________, 6.足球比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时,医队随即对准运动员的受伤部位喷射药剂——氯乙烷(沸点为12. 27℃),进行局部冷冻麻醉应急处理。 (1)(A)制取氯乙烷(CH3CH2Cl)的最好的方法是( ) (A)乙烷与氯气 (B)乙烯与氯气发生加成反应 (C)乙烷与氯化氢反应 (D)乙烯与氯化氢发生加成反应 (2)写出所选反应的化学方程式:____________________________________。 (3)氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。 7.实验室制备乙烯并验证其不饱和性和可燃性的装置如右图所示。 (1)浓H2SO4与酒精的体积比应为3 : 1。为什么浓硫酸加得这么多? (2)混合浓H2SO4和酒精时,操作的注意事项是_______________。 (3)加热时应快速使反应物的温度升至 ℃,这时就生成乙烯气体。为什么要“快速”升温? (4)若无B装置,C装置中的溴水颜色褪色,能否充分说明乙烯具有不饱和性?为什么? 8.完全燃烧标准状况下某气态烷烃和气态烯烃(单烯烃)的混合物2. 24 L,生成CO2 6.6 g、H2O 4.05 g,则混合物的组成为_________。 9.在学习乙烯的相关知识时,某兴趣小组的同学设计了如下的课外活动课题:我们已经知道制备乙烯时要将浓硫酸和乙醇混合液迅速升温且控制在170℃左右,但即使这样仍然会观察到反应混合液颜色变深。应用你已学知识分析和解决下列问题。 提供的药品:①品红溶液②NaOH溶液③含Br2的CCl4溶液④酸性高锰酸钾溶液连接图像 (1)甲同学使用右图装置进行实验,实验时B中盛有酸性高锰酸钾溶液连接图像,通过B中溶液褪色,甲同学得到了乙烯具有还原性的结论。试评价甲实验结论是否可靠,并说明你的理由。 (2)甲同学的实验中,在A中要使用温度计,其水银球的位置是_______,C的作用是________。 (3)如果你认为甲的结论不可靠,请重新设计,用字母表示装置的连接顺序(各装置可重复使用),并说出各装置中所用试剂。 10.石油裂化的主要目的是为了 ( ) (A)提高轻质液体燃料的产量 (B)便于分馏 (C)获得短链不饱和气态烃 (D)提高汽油的质量 11.下列叙述正确的是 ( ) ( A)汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物 (B)乙醇可以被氧化为乙酸,二者都能发生酯化反应 (C)甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到 (D)含5个碳原子的有机物,每个分子中最多可形成4个C—C单键 12.近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法正确的是 ( ) (A)石油属于可再生矿物能源 (B)石油主要含有碳、氢两种元素 (C)石油的裂化是物理变化 (D)石油分馏的各馏分均是纯净物一、裂化汽油和直馏馏汽油的区别直馏汽油裂化汽油获取方法石油常压分馏重油裂化主要成分含C3~C11的烷烃、坏烷烃、芳香烃等含C5~C11的烷烃、烯烃、二烯烃等性质差异不能使溴水褪色能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色二、乙烯与乙烷的比较物质乙烷乙烯分子式C2H6C2H4结构式空间构型以每个碳原子为中心形成四面体结构单元平面形分子碳碳键结构特点含C—C键含C=C键化学性质(1)易发生取代反应CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl(2)可燃,淡蓝色火焰,无烟(3)不能被酸性KMnO4氧化,不活泼(1)易发生加成、加聚反应CH2=CH2 +Cl2 → CH2ClCH2ClnCH2=CH2-[-CH2—CH2-] - n(2)可燃,火焰明亮(含碳量高)并伴有黑烟(3)可被酸性KMnO4氧化,活泼三、比较取代反应、加成反应、加聚反应 名称比较取代反应加成反应加聚反应概念有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应有机物分子中双键(或三键)两端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由不饱和的相对分子量小的化合物分子成相对分子质量大合物分子的反应反应前后分子数目一般相等减少减少反应过程特点可发生分步取代反应有时只有一种加成方式,有时有多种加成方式反应一般为单方向进行,一般不可逆反应物特点含易断裂的单键含不饱和键含不饱和键生成物特点小分子小分子高分子 四、实验室制乙烯的注意事项 1.在加入药品之前要检验装置的气密性。 2.浓H2SO4的作用为作催化剂和脱水剂,为提高乙醇的利用卒,需用过量质量分数为98%的浓硫酸,与无水酒精的比值为3 : 1(体积比)适宜。 3.将浓H2SO4与无水酒精混合时遵循浓H2SO4的稀释原理,即将浓硫酸慢慢倒入乙醇中,边加边搅拌。 4.由于反应物为液体,为防止暴沸要在烧瓶中加入碎瓷片。 5.加热时要迅速将溶液升温到170℃,温度计水银球插入反应液中,但不可接触瓶底;温度计的量程不宜过大,否则不易读取温度。 (1)若温度低于170℃,在140℃时有副反应发生,乙醇分子间脱水生成乙醚: CH3—CH2—OH+H—O—CH2—CH3CH3—CH2—O—CH2—CH3+H2O (2)若温度过高,烯瓶内液体易变黑,原因是浓硫酸将乙醇碳化,同时将碳氧化,使生成的C2H4中混有CO、CO2、SO2等气体,为除去CO2和SO2等可用碱液洗气。 6.实验结束时要先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯,否则会导致水倒吸。五、关于烯烃的化学性质类同乙烯。加聚反应和聚合物单体分析。1.由乙烯推测丙烯的结构或性质正确的是 ( ) A.分子中三个碳原子在同一直线上 B.分子中所有原子都在同一平面上 C.与HCl加成只生成一种产物 D.能发生加聚反应2.甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净的甲烷,依次通过的洗气瓶中盛有的试剂最好为 ( ) A.澄清石灰水、浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液、溶硫酸 C.溴水、浓硫酸 D.浓硫酸、酸性KMnO4溶液3.(多选)在下列反应中,属于加成反应类型的是 ( ) A.由乙烯跟水反应制乙醇 B.由乙烯制取聚乙烯 C.乙烯通过酸性高锰酸钾溶液 D.实验室制取乙烯(多选)丙烯在一定条件下发生加聚反应的产物是 ( ) A. B. C. D. 5.下列仪器中,在制乙烯时可用做组装气体发生装置的主要有 ( ) ①大试管 ②蒸馏烧瓶 ③圆底烧瓶 ④温度计(量程100℃) ⑤温度计(量程200℃)⑥单孔塞 ⑦双孔塞 ⑧导管 ⑨碎瓷片 ⑩酒精灯 A.①⑤⑥⑧⑨⑩ B.③⑤⑦⑧⑨⑩ C.①④③②⑦⑨ D.②⑤⑦⑧⑨⑩6.把m mol C2H4和n mol H2混合于密闭容器中,适当条件下生成p mol C2H6。若将所得混合气体完全燃烧,生成CO2和H2O,则需O2的物质的量(mol)为 ( ) A.3. 5p B.3m + n/2 C.3m+n D.3m + n/2一p/37.把绿色的柠檬放在煤油炉加温的帐篷里,可使其快速成熟(这一现象在引哚乙酸促进生长作用被搞清之前 10年被发现),有人认为适当的温度和湿度是催熟的条件,可是把煤油炉换成暖气设备却没有收到预期的催 熟效果,从而人们断定起催熟作用的是未完全燃烧的煤油中的一种成分。 (1)这种成分为 (有机物),是植物激素中最简单的一种。 (2)这种有机物的聚合物是日常生活中的一种常见物,其合成方程式是 。8.1,2-二溴乙烷可做汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度2.18 g/cm3,沸点为131.4℃,熔点9. 79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用如图所示装置制备1,2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有液溴(表面覆盖少量水)。 (1)写出本题制备1,2-二溴乙烷的两个化学方程式:___________________________________、 _____________________________________。 (2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ (3)容器c中NaOH溶液的作用是__________________________________________________。 (4)某学生在做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓H2SO4混合液的量,比正常情况下要超过许多。如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因________________________ ______________________________________________________________________________9.标准状况下1. 68 L无色可燃性气体在足量氯气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0 g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3 g。 (1)计算燃烧产物中水的质量。 (2)若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式。 (3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出它们的分子式(只要求写出一组)。【课后预习作业】预习乙炔的物理性质,下节课提问乙炔与甲烷、乙烯的物理性质的区别。预习乙炔的化学性质,并举出在工业生产或生活中的应用。预习乙炔的实验室制法。 第2讲 乙烯和烯烃(教师版)本次课的重点、难点,需要掌握的方法技巧1.乙烯的结构与性质2.乙烯的制备3.烯烃的结构与性质(类比法学习)【教学建议】建议抢答、其他同学补充、老师做梳理(老师可根据学生性格特点进行积分奖励或其他奖惩方式督促学生进行课前复习。)【复习回顾】复习甲烷及烷烃方案一:新课导入【教学建议】独立思考+小组讨论。建议用时5分钟。【具体操作】小组讨论,达成共识,然后由学生回答(注意本环节老师在学生讨论时要引导学生思考,先提出前两个问题在学生讨论回答后在引入第三个问题)。 案例一:1864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。问题①为什么树木会提前落叶,菠萝会一齐开花? ②煤气灯泄露出的气体是什么气体?美人蕉的碎屑燃烧又产生了什么?答案: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。 看来,乙烯可做为植物生长的调节剂。 ③如果把青桔子和熟苹果放在同一个塑料袋里,系紧袋口,这样一段时间后课观察到什么现象?答案:青桔子就可以变黄、成熟,植物生长调节剂:催熟剂方案二:复习回顾【教学建议】magic box游戏【具体操作】知识回顾游戏:将甲烷的物理性质、化学性质、取代反应、烷烃的通式与通性等重要考点写在纸条上,放入一个盒子中,让学生抽取,然后回顾相关知识。根据回答情况给予积分。【教学建议】复习上节学习石油分馏(抢答,给予小礼品奖励,积分等)然后拓展到是有的裂化和裂解,并用对比教学明确分馏和裂解的不同。建议用时2分钟。一、石油的裂化与裂解1.石油裂化(1)概念:裂化就是在一定的条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。例如:(2)分类:石油的裂化分为热裂化和催化裂化。(3)生产条件:加热、加压和催化剂。(4)变化本质:碳碳键与碳氢键断裂,化学变化。 (5)目的:提高轻质油特别是汽油的产量和质量。(6)石油裂化产物:分子质量较小、沸点较低的烃和少量乙烯等小分子化合物。2.石油裂解(又称深度裂化)为满足化学工业对乙烯的需求,科学家将重油在700℃—1000℃的条件下催化裂解生产乙烯。乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。【典型例题】石蜡的催化裂化在试管里放入4g石蜡和3g粉末状氧化铝,给试管加热。待石蜡熔化后持续加热5-10min,点燃导出管口的尾气。观察试管里的现象,并嗅闻其中的气味。实验现象:试管A里的石蜡融化后产生气体,一部分气体在试管B里凝结成液体,可以嗅闻到它具有汽油的气味,从导管口逸出的气体可燃。【变式训练1】工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯采用的方法是 ( )A.减压分馏 B.高温干馏C.石油裂化 D.石油裂解【分析】这是考查进行减压分馏、高温干馏、石油裂化、石油裂解产品的习题,所涉及知识点为记忆性内容。 【答案】D 【变式训练2】.在石油处理的以下过程中:①从石油中分离出汽油、煤油、柴油等;②将直链烃变为芳香烃;③十六烷变成辛烷和辛烯;④高温下将石油分馏产物中相对分子质量大的烃分子断裂为相对分子质量小的不饱和烃,如乙烯、丙烯等。其中属于石油裂化的是 ,属于石油裂解的是______,属于石油分馏的是 ,属于物理变化的是____,属于化学变化的是 (填序号) 【分析】石油的分馏是根据各组分沸点不同将其分离的方法,属于物理变化,故①属于石油的分馏;裂化是将长链的烃加热分解为短链的烃的过程,故③属于石油的裂化;裂解是在更高的温度下,将其分解成乙烯、丙烯等更小的分子的过程,又称为深度裂化,故④属于裂解。将直链烃变为芳香烃称为石油的重整,故③属于石油的重整。裂化、裂解、重整过程都有新物质生成,均属于化学变化。 【答案】③ ④ ① ① ②③④二、乙烯【教学建议】对于提前学习或基础较差的学员建议讲授法,根据班组内学员程度可进行60分钟左右。对于接受能力较强的班组可适当运用类比法和启发式教学,引导学员思考、对比、讨论总结。 1.物理性质(教学时:着重强调乙烯的无色、易燃、难溶) 乙烯为无色易燃气体,熔点-169℃,沸点-103.7℃,几乎不溶于水,难溶于乙醇,是石油化工最重要的基础原料。 2.乙烯的结构(教学时:着重强调区分分子式、电子式、结构式、结构简式、最简式五式的区别;球棍模型、比例模型的区分;强调乙烯的结构及键角。)乙烯的分子式为C2H4,电子式为,结构式为,结构简式为CH2=CH2,球棍模型为,比例模型为,空间构型为平面形,即乙烯分子中6个原子在同一平面内,键角(键与键之间的夹角)为120°。【典型例题】【例1】下列说法中正确的是 ( ) A.乙烯分子的球棍模型为 B.乙烯的结构简式为CH2CH2 C.乙烯分子中的所有原子都在一个平面上 D.一个乙烯分子中共含有8个电子 【分析】A项乙烯分子的球棍模型应为;B项乙烯的结构简武应为CH2=CH2;C项乙烯分子中的2个碳原子和4个氢原子都在同一个平面上,键角为120°;D项乙烯分子中含有2个碳原子、4个氢原子,每个碳原子有6个电子,每个氢原子有1个电子,乙烯分子中电子总数为16。【答案】C【例2】乙烯的分子式是:C2H4,结构式是:,结构简式是:CH2=CH2.【分析】化学用语:分子式;结构式;结构简式.根据乙烯分子式为C2H4,分子中碳原子与碳原子通过两对共用电子对相连接,碳原子与氢原子通过一对共用电子对相连接,然后根据分子式、结构式、结构简式的书写方法来写.【答案】:乙烯的分子式为C2H4,分子中碳原子与碳原子通过两对共用电子对相连接,碳原子与氢原子通过一对共用电子对相连接,所以结构式,结构简式为CH2=CH2,故答案为:C2H4;;CH2=CH2.【例3】在下列物质中属于乙烯的同系物的是 ( ) A. B. C. D. 【分析】B项中物质与C2H4相差3个C原子,4个氢原子,不是同一类物质;D项中物质与C2H4相差3个C原子,5个H原子,1个Cl原子,也不是同一类物质。 【答案】AC【教学建议】该部分是教学的重难点、考点。建议该部分内容重要老师先以类比法进行教学,对比甲烷和乙烯结构从结构入手对比单键和双键的区别,再由结构到性质讲解乙烯的化学性质,在讲解乙烯化学性质时重点要求学生掌握双键的反应机理为下一节学生学习乙炔做铺垫。讲解过程中重点以单键和双键的类比为主,引导学生思考、鼓励学生尝试回答出双键的性质(此环节可以依据学生性格特点和教师特点设置思考后抢答、鼓励回答问题进行积分、或设置不同难度梯度的问题让孩子选择回答等,老师也可根据自身课堂特点进行其他方式的课堂氛围调度。)该部分讲解结束做完练习后要及时总结、巩固乙烯的化学性质,可设置抢答,或由学生总结其他学生补充,老师点评补充等要根据课堂氛围灵活设置复习巩固方法。 (1)氧化反应 ①可燃性 乙烯在空气中的燃烧现象为火焰明亮并伴有黑烟。 反应的化学方程式为: CH2=CH2+3O22CO2+2H2O。 ②与氧化剂反应 操作如右图。 现象:酸性KMnO4溶液的紫色褪去。 结论:C2H4能被氧化剂KMnO4氧化,使酸性KMnO4溶液褪色。 (2)加成反应 ①概念:有机物分子中双键(或三键)两端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,叫做加成反应。 ②乙烯的加成反应 a.常温下使溴水褪色,反应的化学方程式为: CH2=CH2+Br2→CH2Br—CH2Br; b.与H2加成制乙烷,反应的化学方程式为: CH2=CH2+H2CH3—CH3; 乙烯水化法制乙醇,反应的化学方程式为: CH2=CH2+H2OCH3CH2OH; 与HCl加成制氯乙烷,反应的化学方程式为: CH2=CH2+HClCH3CH2Cl。 (3)聚合反应 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高分子的反应,叫聚合反应。 ②加聚反应:在聚合反应中,由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物的分子,这样的聚合反应同时也是加成反应,所以这种聚合反应又叫加成聚合反应,简称加聚反应。 ③乙烯的加聚反应 化学方程式为:nCH2=CH2 [CH2—CH2]n ,产物均称为聚乙烯。【典型例题】【例1】下列物质不能使溴水褪色的是 ( ) A.C2H4 B.SO2 C.CH2=CH—CH=CH2 D.CH3CH2CH3 【分析】乙烯(C2H4)、CH2—CH—CH=CH2都能与溴水发生加成反应而使溴水褪色;SO2可将溴水还原为Br 而使溴水褪色。 【答案】D【例2】下列各化学反应中不属于加成反应的是 ( )【分析】本题的难点是对C选项的判断。分子里有一个不饱和碳原子,另一个不饱和原子不是碳原子而是氧原子,这些不饱和原子组成的原子团为,该反应是H—H分子里的氢原子跟里的不饱和原子直接结合的反应。 【答案】B【例3】下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是( ) A.二者都能使溴的四氯化碳溶液褪色 B.二者互为同系物 C.二者的化学性质相同 D.聚乙烯是乙烯的加聚物【分析】解:A.乙烯中含有碳碳双键,聚乙烯中不含碳碳双键,所以乙烯能和溴发生加成反应,而聚乙烯不能和溴发生加成反应,故A错误;B.乙烯和聚乙烯的结构不同,所以不是同系物,故B错误;C.乙烯中含有碳碳双键,聚乙烯中不含碳碳双键,所以乙烯和聚乙烯的化学性质不同,故C错误;D.乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,所以聚乙烯是乙烯的加聚产物,故D正确;故选D.【例4】鉴别甲烷与乙烯可用( )氢氧化钠 B.酸性高锰酸钾溶液C.水 D.氯化钠溶液【分析】:A.二者均不与NaOH溶液反应,现象相同,不能鉴别,故A错误;B.乙烯使高锰酸钾溶液褪色,而甲烷不能,现象不同,可鉴别,故B正确;C.二者均不与水反应,现象相同,不能鉴别,故C错误;D.二者均不与NaCl溶液反应,现象相同,不能鉴别,故D不选;故选B.【变式训练1】乙烯与溴发生的反应属于( )A.消去反应 B.取代反应 C.加成反应 D.水解反应【分析】:乙烯和溴发生反应,反应中C=C双键中其中1个碳碳键断裂,不饱和的C原子与溴原子直接结合生成1,2-二溴乙烷,发生加成反应使溴水褪色,属于加成反应,故选C.【变式训练2】能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是( )A.甲烷 B.苯 C.乙烯 D.乙烷【分析】:A.甲烷属于饱和烃,化学性质稳定,不能够被高锰酸钾溶液氧化,故A错误;B、苯性质较稳定,不易被酸性高锰酸钾氧化,故B错误;C、乙炔分子中含有不饱和键碳碳双键,所以易被酸性高锰酸钾氧化,故C正确;D、乙烷性质稳定,不会被高锰酸钾溶液氧化,故D错误;故选C.【变式训练3】写出下列物质间反应的化学方程式,并填写反应类型:(1)乙烯跟溴水反应CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,加成反应.(2)乙烯跟HBr反应加成反应.(3)乙烯充分燃烧,氧化反应.【变式训练4】既可以用来鉴别乙烷与乙烯,又可以用来除去乙烷中乙烯以得到纯净乙烷的方法是A.通过足量的NaOH溶液 B.通过足量的溴水C.在Ni催化、加热条件下通入H2 D.通过足量的KMnO4酸性溶液解析:(性质判定法)乙烷是饱和烃,不与溴水及KMnO4酸性溶液反应(不能使它们褪色,而乙烯能)。乙烯通过溴水与Br2发生加成反应生成的1,2-二溴乙烷(液态)留在溴水中,B方法可行。而乙烯通过KMnO4酸性溶液,有氧化生成的CO2逸出,这样乙烷中乙烯虽被除去,却混入了CO2,D法不可行。C法也不可取,因为通入的H2的量不好控制,少了,不能将乙烯全部除去,多了,就会使乙烷中混有H2,而且反应条件要求高。由于乙烯与NaOH溶液不反应,故A法不可取。答案:B【附加题1】下列溶剂能作溴的萃取剂的是 ( ) A.直馏汽油 B.裂化汽油 C.乙烷 D.酒精 【错解】AB 【错解分析】错因在于误以为直馏汽油与裂化汽油成分相同。裂化汽油主要是长链的烷烃裂化后得到的饱和烷烃和不饱和烯烃的液态混合物;直馏汽油是通过分馏的方法获得的汽油,其主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃等。裂化汽油能和溴加成,乙烷不与溴反应,酒精既能溶于水,又能和溴互溶。 【正解】AC【附加题2】某混合气体由两种气态烃组成。2.24L该混合气体完全燃烧后,得到4.48L二氧化碳(气体已折算成标准状况)和3.6g水。则这两种气体可能是( )A.CH4和C3H8 B.CH4和C3H4 C.C2H4和C3H4 D.C2H4和C2H6 答案:B【附加题3】两种气态烃组成的混合气体0.1mol, 完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水。下列说法正确的是( )A.混合气体一定有甲烷 B.混合气体中一定是甲烷和乙烯C.混合气体中一定没有乙烷 D.混合气体中一定有乙烯 答案:AC【教学建议】该部分是教学的重难点、考点。建议根据学生基础情况,可让孩子一起讨论根据实验原理设计实验。并提出实验需要注意的关键点。 4.乙烯的实验室制法 (1)药品:乙醇、浓硫酸。 (2)反应原理 CH3—CH2—OHCH2=CH2↑+H2O。 (3)发生装置 用“液+液气”类型的反应装置(见右图)。 (4)收集方法:排水集气法 5.乙烯的主要用途 (1)乙烯是石油化学工业的最重要的基础原料,主要用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等。通常以乙烯的产量作为衡量一个国家石油化学工业水平的标志。 (2)乙烯是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实。(3)乙烯生产的发展推进了石油化工基础原料和产品的发展,因此常把乙烯产量作为衡量石油化工发展水平的标志,也是一个国家综合国力的表现。【典型例题】【例1】关于实验室制乙烯的实验,下列说法正确的是 ( ) A.反应物是乙醇和过量的3 mol/L硫酸的混合液 B.温度计插入反应溶液的液面下,控制温度在140℃ C.反应容器中应加入碎瓷片 D.反应完毕先熄灭酒精灯后再从水中取出导管 【分析】3 mol/L H2SO4为稀H2SO4;实验室制乙烯应控制温度为170℃;反应完毕应先从求中取导气管,再熄灭酒精灯。 【答案】C 【例2】右图是某同学设计的实验室以乙醇制乙烯的实验装置图,请完成下列问题:(1)指出装置中存在的错误_________________________________________________________________________________________________。(2)在反应器中发生的化学反应是___________________________________________________________________________________________。(3)反应中浓硫酸的作用是________________________________________________________________________________________________。(4)在加热时,应注意使温度迅速升到170℃的理由是_____________。(5)在烧瓶中加入少量碎瓷片的作用是_______________________________________________________________________________________________________。 (6)反应中常有少量的副产物SO2生成,SO2对乙烯的性质实验有无影响______(填“有”或“无”),试叙述除去SO2的方法_____________________。(7)实验室里,常用________的方法收集乙烯气体。反应完毕后,应先 再 。 【分析】本题主要考查乙烯的实验室制法。 【笞案】(1)温度计下端的水银球未插入液面以下 (2)CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O (3)催化剂、脱水剂 (4)防止副反应生成(或减少副产物生成) (5)防暴沸 (6)有 使气体通过盛有NaOH溶液(或碱液)的洗气瓶 (7)排水 撤导管 熄灭酒精灯【附加题】下列实验所用装置正确的是( )A.用甲图装置电解精炼铝B.用乙图装置制取乙炔C.用丙图装置制备氢氧化亚铁D.用丁图装置制取乙烯【答案】C【教学建议】:讲解该部分通过类比法,在结构、通式、最简式上可以类比烷烃的性质,在烯烃的化学性质的学习上可以类比乙烯的性质进行归纳讲解,在归纳讲解时可提出问题有学生回答,回答形式多样,可通过自己在笔记本上归纳烯烃的通式、归纳烯烃的化学性质。也可给予孩子5-7分钟先自己总结,在上台讲解。老师做补充。 三、烯烃与不饱和烃 (1)不饱和烃 在碳氢化合物中,除了碳原子之间都以碳碳单键相互结合的饱和链烃之外,还有许多烃,它们的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键烃里的氢原子数,这样的烃叫做不饱和烃。 (2)烯烃 分子里含有的一类链烃叫做烯烃。 (3)烯烃的组成 ①单烯烃的分子组成通式是CnH2n 、通式CnH2n与单烯烃之间的关系 单烯烃一定符合CnH2n这一通式,但符合通式CnH2n的不一定是单烯烃,例如符合通式CnH2n,但不是单烯烃。 ②单烯烃具有相同的简式CH2; ③单烯烃中C、H质量比为6 : 1; ④单烯烃含碳的质量分数为85.7%。 (4)烯烃的结构特点 含,双键两端的碳原子以及与双键两端的碳原子直接相连的原子,一定在同一个平面内。 (5)烯烃的物理性质 ①状态:通常碳原子数小于等于4的为气态。随分子中碳原子数目增多,熔沸点升高。 ②溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂。 ③密度:相对密度随碳原子数的增多而增大。相对密度小于水。 (6)化学性质(类同乙烯)(7)单烯烃之间互为同系物应具备的条件互为同系物具备的条件:(1)含;(2)结构相似;(3)符合通式CnH2n;(4)分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团。 (8)烯烃的同分异构现象 1>烯烃的同分异构现象由于分子组成符合CnH2n的烃除烯烃以外,当n≥3时,还有环烷烃,所以分子组成为CnH2n烃的同分异构现象较烷烃更加复杂。如C4H8的同分异构体有 2>烯烃的同分异构体的书写 关于分子组成符合CnH2n存在的同分异构现象中,书写烯烃类的同分异构体的方法如下,以C5H10为例加以说明。 ①先写出碳架异构:②然后再确定C=C的位置(注:H原子略) 其中第C组碳架无法形成烯烃,共5种烯烃。 (9)利用加聚反应产物的结构简式巧断合成它的单体 已知加聚产物的结构简式,可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体,其步骤是: ①先去掉结构式两端的“-[-”和“-]-n”; ②再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键,硪碳双键改为碳碳单键; ③再从左到右检查高分子链中各碳原子的价键,将碳原子价键超过四价的碳原子找出来,用“△”号标记上; ④去掉不符合四价的碳原子间的价键(一般为双键),即得该加聚产物合成时的单体。【典型例题】【例1】人造羊毛在许多方面比天然羊毛更优良,其分子里存在如下结构的有机物: ,则合成它的单体有 。【例2】(1)分子式为的烯烃有3种同分异构体,其结构简式分别为 ; 和 。(2)某同学为某烃命名为“1,2—二甲基丙烷”,你认为 (填正确或不正确), 若不正确,请写出正确命名 (若正确,该空不填)。 请写出该烃的同分异构体中含四个甲基的烃的结构简式 。(3)乙烯是石油裂解的主要产物之一,将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,观察到的现象是 ;其反应方程式为 ,乙烯在一定条件下发生加聚反应的化学方程式是 ,其产物的名称是 ;乙烯对水果具有 功能。答案:(1)CH3CH=CHCH3; CH3CH2CH=CH2 (2) 不正确, 2—甲基丁烷,C(CH3)4(3)褪色,略,聚乙烯,催熟。【变式训练】下表为烯类化合物与溴发生加成反应的相对速率(以乙烯为标准)。(1)下列化合物与氯化氢加成时,取代基对速率的影响与表中规律类似,其中反应速率最快的是_______________(填序号)。A.(CH3)2C=C(CH3)2 B.CH3CH=CHCH2CH3 C.CH2=CH CH3 D.CH2=CHCl(2)烯烃与溴化氢、水加成时,产物有主次之分,例如: CH2=CHCH3 + HBr → CH3CHBrCH3 + CH3CH2CH2Br (主要产物) (次要产物) CH2=CHCH2CH3 + H2O CH3CH(OH)CH2CH3 + CH3CH2CH2CH2OH (主要产物) (次要产物)a. 请写出与HBr反应的主要产物的结构简式___________________。b. 下列框图中B、C、D都是相关反应中的主要产物(部分条件、试剂被省略),且化合物B中仅有四个碳原子、一个溴原子、一种氢原子。框图中,C的结构简式为________________________;写出反应⑤的化学方程式(只写主要产物,标明反应条件):__________________________________ 。答案:(1)A(2)【解析】(1)由表中的烯烃的结构和对应的加成速率可以得出:当双键碳上的氢原子被甲基取代时,反应速率增大,且取代的氢原子数越多,反应速率越大;当双键碳上的氢原子被卤素原子取代时,反应速率减小。A选项中双键碳上的氢原子全部被甲基取代所以反应速率最大,答案选A。(2)分析两个加成反应的反应物双键结构和反应后产物的情况可以得出:当烯烃与卤化氢或水发生加成反应时,主要产物是氢原子总是加在含氢较多的双键碳原子上的产物。a、根据以上可以判断与HBr发生加成反应的主要产物是b、合物B中仅有四个碳原子、一个溴原子,可以得出B是正丁烷或异丁烷的一取代产物的,又该取代产物中的氢原子只有一种可以判断B的结构式为,B与水反应生成的C,该反应是卤代烃的取代反应,卤原子被羟基取代生成醇,所以C的结构式为。C到D是醇的消去反应,所以D的结构为反应⑤的化学方程式为: 【教学建议】此环节约20分钟。通过竞赛PK的互动方式进行,并给予学生相应的鼓励与表扬。1.有关乙烯的下列叙述中,正确的是 A.乙烯分子里所有原子都在同一平面上 B.乙烯是无色无味、难溶于水的气体 C.乙烯既能使溴水褪色又能使酸性KMnO4溶液褪色 D.实验室是用乙醇和3 mol/L硫酸的混合液共热到170℃来制取乙烯 【分析】乙烯分子中所有原子都处于同一平面内,其碳氢键间的夹角约为120°;乙烯是无色稍有气味、难溶于水的气体;乙烯分子中含有碳碳双键,既能与溴发生加成反应而使溴水褪色,也能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色;实验室里是将乙醇和浓硫酸的混合液加热到170℃来制取乙烯。(3 mol/L的硫酸是稀硫酸) 【答案】AC 2.用于2008年北京奥运会的国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE,该材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物,四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列说法错误的是 ( ) A.ETFE铃子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的连接方式 B.合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应 C.聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为 [CF2—CF2—CF2 —CF—CF3 ] D.四氟乙烯分子中既含有极性键又含有非极性键 【分析】四氟乙烯的结构简式为CF2=CF2,与乙烯发生加聚反应生成的ETFE为-[-CH2=CH2—CF2—CF2-]-n,四氯乙烯与六氟丙烯发生加聚反应的方程式为:nCF2=CF2+nCF3CF=CF2 →(聚全氟乙丙烯)四氟乙烯分子中C—F键为极性键,C—C键为非极性键。 【答案】C 3.乙烯和丙烯按1 : 1(物质的量)聚合时,生成高聚物乙丙树脂,该高聚物的结构式可能是 ( ) B. C. D. 【分析】乙烯、丙烯均为单烯烃,加聚时打开双键,乙烯的不饱和碳原子—CH2—CH2—与丙烯的不饱和碳原子首尾相连,结合成乙丙树脂,若—CH2—CH2—与相连则为选项A,若与—CH2—CH2—相连则为选项B。 【答案】AB 4.丁烷完全裂解生成CH4、C2H6、C2H4、C3H6四者的混合气体,此混合气体对H2的相对密度为 ( ) A.29 B.14.5 C.10 D.无定值 【分析】设丁烷为1 mol,则质量为58 g。根据质量守恒定律,裂解得到的CH4、C2H6、C2H4、C3H6的总质量为58 g。 C4H10CH4+C3H6 C4H10C2H4+C2H6 1 mol C4H10经裂解后产生的混合气体总物质的量为2 mol。 混合气体对H2的相对密度为29/2 =14.5。 【答案】B 5.写出下列反应的化学方程式,并判断反应类型。 (1)丙烯跟溴水反应:_______________________________________________________, (2)丙烯充分燃烧:_________________________________________________________, (3)丙烯聚合:_____________________________________________________________, (4)乙烯跟HBr反应:_______________________________________________________, (5)乙烯跟水反应:_________________________________________________________, 【分析】本题主要考查烯烃的氧化反应、加成反应和加聚反应。 【答案】(1) CH3CH=CH2 + Br2 → 加成反应 (2)2C3H6+ 9O2 6CO2+6H2O氧化反应 (3) nCH3CH=CH2 加聚反应 (4) CH2=CH2 +HBrCH3CH2Br 加成反应 (5) CH2=CH2+H2O CH3CH2OH加成反应 6.足球比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时,医队随即对准运动员的受伤部位喷射药剂——氯乙烷(沸点为12. 27℃),进行局部冷冻麻醉应急处理。 (1)(A)制取氯乙烷(CH3CH2Cl)的最好的方法是( ) (A)乙烷与氯气 (B)乙烯与氯气发生加成反应 (C)乙烷与氯化氢反应 (D)乙烯与氯化氢发生加成反应 (2)写出所选反应的化学方程式:____________________________________。 (3)氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。 【分析】应从加成反应产物比较单一的角度分析哪种方法最好。答案为D,因为乙烷和氯气反应的产物为各种氯代乙烷的混合物;乙烯与氯气加成反应的产物为1,2-二氯乙烷;乙烷与氯化氢不反应;乙烯与氯化氢发生加成反应的产物为CH3CH2Cl。 【答案】(1)D (2)CH2=CH2+HCl → CH3CH2Cl (3)氯乙烷的沸点较低(12. 27℃),易汽化挥发而吸收热量,使局部冷冻麻醉 7.实验室制备乙烯并验证其不饱和性和可燃性的装置如右图所示。 (1)浓H2SO4与酒精的体积比应为3 : 1。为什么浓硫酸加得这么多? (2)混合浓H2SO4和酒精时,操作的注意事项是_______________。 (3)加热时应快速使反应物的温度升至 ℃,这时就生成乙烯气体。为什么要“快速”升温? (4)若无B装置,C装置中的溴水颜色褪色,能否充分说明乙烯具有不饱和性?为什么? 【分析】(1)浓H2SO4在本实验中的作用是催化剂和脱水剂,为了防止发生副反应消耗H2SO4、生成的水稀释H2SO4,使浓H2SO4变为稀H2SO4而失去作用,所以用量要多。 (2)由于浓H2SO4有腐蚀性,溶于乙醇时又会放出大量的热,易使乙醇沸腾而引起浓H2SO4飞溅,发生事故,所以混合浓H2SO4和乙醇时,必须将浓H2SO4缓缓地沿容器壁注入乙醇中,同时不停地搅拌,及时散热。 (3)实验室制取乙烯时主反应是在170℃时进行的: CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 温度低于170℃对,会发生较多的副反应,故实验时要快速升温到170℃。 (4)加热时,浓H2SO4表现出很强的氧化性,它能氧化乙醇,使其变成碳的单质、CO、CO2等,自己被还原成SO2。 CH3CH2OH+2H2SO42SO2↑+2C+5H2O C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O 由于SO2有还原性,能使溴水褪色,故无B装置时,SO2会对C2H4的检验形成干扰。 【答案】(1)由于反应生成水.且有副反应消耗H2SO4,若浓硫酸量少,则被稀释而失去脱水作用。 (2)先将酒精注入容器中,再慢慢沿容器壁注入浓H2SO4,并及时搅拌和冷却 (3)170 因为在低温时,会有较多副反应发生 (4)不能。因为在生成乙烯的过程中,会有副产物SO2气体产生,SO2也能使溴水褪色:SO2 +Br2 +2H2O → H2SO4 +2HBr。【点拨】解题的关键是要抓住实验室制乙烯发生的反应,由反应原理分析实验应注意的事项。除此之外,还应熟悉发生的副反应、乙烯和SO2的化学性质,只有这样,才能对实验现象作出正确的分析、判断。 8.完全燃烧标准状况下某气态烷烃和气态烯烃(单烯烃)的混合物2. 24 L,生成CO2 6.6 g、H2O 4.05 g,则混合物酮组成为_________。 【分析】设混合物平均分子式为CxHy CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2Hz0 1 x y/2 0.1 mol ,x=1. 5;,y=4. 5。 故混合物的平均分子式为C1.5H4.5,因为烯烃分子中碳原子数最少为2。故烷烃必为CH4,则烯烃可能为C2H4、C3H6、C4H8(碳原子数大于4时为液态或固态)。 (1)若混合物为CH4和C2H4时,由于平均氢原子数为4.5,而此两烃平均氢原子数只能为4,故不符合题意。 (2)若混合物为CH4和C3H6,设1 mol混合烃中CH4和C3H6的物质的量分别为x、(1 mol-x),根据碳原子关系可知x+3(1 mol-x)=1.5 mol,x=0. 75 mol,根据氢原子关系可知,4x+6(1 mol-x)=4.5mol,x=0.75 mol。 即混合物中CH4和C3H6按物质的量比0.75 mol : 0.25 mol = 3 : 1混合时,满足题目要求。 (3)若混合物为CH4和C4H8,设1 mol混合烃中CH4和C4H8的物质的量分别为x、(1 mol-x) 根据碳原子关系可知:x+4(1 mol-x) =1.5 mol 解得:x = 2.5/3 mol 根据氢原子关系可知:4x+8(1 mol—x)=4.5 mol 解得:x = 3.5/4 mol 所以CH4和C4H8混合不可能满足C1.5H4.5的组成,不符合题意。 【答案】n(CH4) : n(C3H6) = 3 : 1. 【点拨】当两种或两种以上物质混合时,不论以任何比例混合,总存在一个平均值,解题时只要抓住这个平均值,就能避繁就简,迅速解题。平均值法的基本原理是:若是a有关的两个量A1、A2的平均值,即A1a+A2(1-a)= ,且0 求平均分子式时应努力求每摩尔该物质中所含各元素原子的物质的量,而不能直接将其物质的量之比化为最简。 9.在学习乙烯的相关知识时,某兴趣小组的同学设计了如下的课外活动课题:我们已经知道制备乙烯时要将浓硫酸和乙醇混合液迅速升温且控制在170℃左右,但即使这样仍然会观察到反应混合液颜色变深。应用你已学知识分析和解决下列问题。 提供的药品:①品红溶液②NaOH溶液③含Br2的CCl4溶液④酸性高锰酸钾溶液连接图像 (1)甲同学使用右图装置进行实验,实验时B中盛有酸性高锰酸钾溶液连接图像,通过B中溶液褪色,甲同学得到了乙烯具有还原性的结论。试评价甲实验结论是否可靠,并说明你的理由。 (2)甲同学的实验中,在A中要使用温度计,其水银球的位置是_______,C的作用是________。 (3)如果你认为甲的结论不可靠,请重新设计,用字母表示装置的连接顺序(各装置可重复使用),并说出各装置中所用试剂。 【分析】本题考查探究性实验设计和评价。首先要知道乙烯的性质:易被氧化、具有可燃性,特别是能使酸性高锰酸钾溶液、溴水或含溴的CCl4溶液褪色,而本题中要注意条件中的溶液变色的现象,实质是浓硫酸在反应过程中将乙醇氧化最后生成C2H4、CO2、CO、C等引起的,所以在乙烯中必然也会混有SO2,也能使酸性高锰酸钾溶液、溴水或含溴的CCl4溶液褪色,所以在检验乙烯的性质时应先除去SO2,所以装置应重复使用;另外在实验中要注意实验后的气体不能直接排入空气中,要净化。故甲在实验中所得到的实验结论是不可靠的。 实验中,从A装置出来的气体应先通入到NaOH溶液中除去SO2,再通入到品红溶液中以检验SO2是否除尽,再通入到溴的四氯化碳或酸性高锰酸钾溶液中以检验乙烯的化学性质,最后经C装置在管口点燃而除去尾气; 【答案】(1)甲的结论不可靠。因为没将实验过程中产生的SO2除去,干扰了乙烯性质的测定。 (2)温度计的水银球应插入到液面以下 除去多余的乙烯,防止污染空气 (3)实验步骤如下: ①在A装置中加入浓硫酸、乙醇以及少量碎瓷片,加热产生气体。②将气体通入到品红溶液,褪色说明气体中含有SO2气体。③通入到NaOH溶液中除去SO2。④再通入到品红溶液中以检验SO2是否已全部除去。 ⑤通入到酸性高锰酸钾溶液中以检验乙烯的性质,并在尖嘴口点燃气体以除去尾气。连接顺序:A(浓硫酸、乙醇)→B(品红溶液)→C(NaOH溶液)→D(品红溶液)→E(酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液)→尖嘴口点燃。 10.石油裂化的主要目的是为了 ( ) (A)提高轻质液体燃料的产量 (B)便于分馏 (C)获得短链不饱和气态烃 (D)提高汽油的质量 【分析】石油裂化的目的是为了提高轻质液化燃料的产量和质量,其中以产量为主要目的。 【答案】A 11.下列叙述正确的是 ( ) ( A)汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物 (B)乙醇可以被氧化为乙酸,二者都能发生酯化反应 (C)甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到 (D)含5个碳原子的有机物,每个分子中最多可形成4个C—C单键 【分析】A项,汽油、柴油和植物油都是混合物,植物油属于酯类还含有氧;C项,石油成分不合烯烃,不能通过物理方法分馏得到;D项,只有烷烃符合,其他类别的分子可能多于4个,如环戊烷。 【答案】B 12.近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法正确的是 ( ) (A)石油属于可再生矿物能源 (B)石油主要含有碳、氢两种元素 (C)石油的裂化是物理变化 (D)石油分馏的各馏分均是纯净物 【分析】石油是不可再生的矿物能源,是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物,因此石油主要含有碳、氢两种元素。石油的裂化属于化学变化,而石油分馏的各馏分仍为混合物。 【答案】B(此环节设计时间在10分钟内)(以学生自我总结为主,老师根据教案中的总结进行引导为辅,为本次课做一个总结回顾;总结方式可以多种多样,如画思维导图、默想回忆、抢答形式等。教案中给到重难点/易错点等的总结条目。)一、裂化汽油和直馏馏汽油的区别直馏汽油裂化汽油获取方法石油常压分馏重油裂化主要成分含C3~C11的烷烃、坏烷烃、芳香烃等含C5~C11的烷烃、烯烃、二烯烃等性质差异不能使溴水褪色能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色二、乙烯与乙烷的比较物质乙烷乙烯分子式C2H6C2H4结构式空间构型以每个碳原子为中心形成四面体结构单元平面形分子碳碳键结构特点含C—C键含C=C键化学性质(1)易发生取代反应CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl(2)可燃,淡蓝色火焰,无烟(3)不能被酸性KMnO4氧化,不活泼(1)易发生加成、加聚反应CH2=CH2 +Cl2 → CH2ClCH2ClnCH2=CH2-[-CH2—CH2-] - n(2)可燃,火焰明亮(含碳量高)并伴有黑烟(3)可被酸性KMnO4氧化,活泼三、比较取代反应、加成反应、加聚反应 名称比较取代反应加成反应加聚反应概念有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应有机物分子中双键(或三键)两端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由不饱和的相对分子量小的化合物分子成相对分子质量大合物分子的反应反应前后分子数目一般相等减少减少反应过程特点可发生分步取代反应有时只有一种加成方式,有时有多种加成方式反应一般为单方向进行,一般不可逆反应物特点含易断裂的单键含不饱和键含不饱和键生成物特点小分子小分子高分子 四、实验室制乙烯的注意事项 1.在加入药品之前要检验装置的气密性。 2.浓H2SO4的作用为作催化剂和脱水剂,为提高乙醇的利用卒,需用过量质量分数为98%的浓硫酸,与无水酒精的比值为3 : 1(体积比)适宜。 3.将浓H2SO4与无水酒精混合时遵循浓H2SO4的稀释原理,即将浓硫酸慢慢倒入乙醇中,边加边搅拌。 4.由于反应物为液体,为防止暴沸要在烧瓶中加入碎瓷片。 5.加热时要迅速将溶液升温到170℃,温度计水银球插入反应液中,但不可接触瓶底;温度计的量程不宜过大,否则不易读取温度。 (1)若温度低于170℃,在140℃时有副反应发生,乙醇分子间脱水生成乙醚: CH3—CH2—OH+H—O—CH2—CH3CH3—CH2—O—CH2—CH3+H2O (2)若温度过高,烯瓶内液体易变黑,原因是浓硫酸将乙醇碳化,同时将碳氧化,使生成的C2H4中混有CO、CO2、SO2等气体,为除去CO2和SO2等可用碱液洗气。 6.实验结束时要先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯,否则会导致水倒吸。五、关于烯烃的化学性质类同乙烯。加聚反应和聚合物单体分析。1. 包含预习下次课内容和复习本次课内容两部分; 2. 建议作业量不宜过多,最好控制在学生30分钟内能够完成;3. 每节课前教师对作业进行批改与讲解;1.由乙烯推测丙烯的结构或性质正确的是 ( ) A.分子中三个碳原子在同一直线上 B.分子中所有原子都在同一平面上 C.与HCl加成只生成一种产物 D.能发生加聚反应2.甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净的甲烷,依次通过的洗气瓶中盛有的试剂最好为 ( ) A.澄清石灰水、浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液、溶硫酸 C.溴水、浓硫酸 D.浓硫酸、酸性KMnO4溶液3.(多选)在下列反应中,属于加成反应类型的是 ( ) A.由乙烯跟水反应制乙醇 B.由乙烯制取聚乙烯 C.乙烯通过酸性高锰酸钾溶液 D.实验室制取乙烯(多选)丙烯在一定条件下发生加聚反应的产物是 ( ) A. B. C. D. 5.下列仪器中,在制乙烯时可用做组装气体发生装置的主要有 ( ) ①大试管 ②蒸馏烧瓶 ③圆底烧瓶 ④温度计(量程100℃) ⑤温度计(量程200℃)⑥单孔塞 ⑦双孔塞 ⑧导管 ⑨碎瓷片 ⑩酒精灯 A.①⑤⑥⑧⑨⑩ B.③⑤⑦⑧⑨⑩ C.①④③②⑦⑨ D.②⑤⑦⑧⑨⑩6.把m mol C2H4和n mol H2混合于密闭容器中,适当条件下生成p mol C2H6。若将所得混合气体完全燃烧,生成CO2和H2O,则需O2的物质的量(mol)为 ( ) A.3. 5p B.3m + n/2 C.3m+n D.3m + n/2一p/37.把绿色的柠檬放在煤油炉加温的帐篷里,可使其快速成熟(这一现象在引哚乙酸促进生长作用被搞清之前 10年被发现),有人认为适当的温度和湿度是催熟的条件,可是把煤油炉换成暖气设备却没有收到预期的催 熟效果,从而人们断定起催熟作用的是未完全燃烧的煤油中的一种成分。 (1)这种成分为 (有机物),是植物激素中最简单的一种。 (2)这种有机物的聚合物是日常生活中的一种常见物,其合成方程式是 。8.1,2-二溴乙烷可做汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度2.18 g/cm3,沸点为131.4℃,熔点9. 79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用如图所示装置制备1,2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有液溴(表面覆盖少量水)。 (1)写出本题制备1,2-二溴乙烷的两个化学方程式:___________________________________、 _____________________________________。 (2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象 _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ (3)容器c中NaOH溶液的作用是__________________________________________________。 (4)某学生在做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓H2SO4混合液的量,比正常情况下要超过许多。如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因________________________ ______________________________________________________________________________9.标准状况下1. 68 L无色可燃性气体在足量氯气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0 g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3 g。 (1)计算燃烧产物中水的质量。 (2)若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式。 (3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出它们的分子式(只要求写出一组)。【课后预习作业】预习乙炔的物理性质,下节课提问乙炔与甲烷、乙烯的物理性质的区别。预习乙炔的化学性质,并举出在工业生产或生活中的应用。预习乙炔的实验室制法。课后作业答案1.D分析:丙烯可看作是乙烯分子中的一个氢原子被甲基取代的产物,因此,丙烯分子不是平面结构,三个碳原子不位于同一直线上。由于丙烯为非对称烯烃,与HCl加成的产物有两种可能。2.C分析:甲烷的化学性质稳定,不与溴水、酸性KMnO4溶液反应,但乙烯与两者均可反应,故可通过反应消耗乙烯而除去甲烷中混有的乙烯,最后为得到纯净的甲烷还可通过浓硫酸吸收气体中混有的水蒸气,但由于乙烯被酸性KMnO4溶液氧化时会产生新的杂质气体(CO2、SO2等)。因此只能选择用溴水除去乙烯。3.AB分析:乙烯跟水反应制乙醇及由乙烯制取聚乙烯都属于加成反应。4.AD分析: 丙烯发生加聚反应时碳碳双键打开,然后单体之间形成新的碳碳单键,丙烯分子中形成双键的碳原子经反应后均参与成链,甲基作为支链。A、D为同一物质。5.B分析:此题是对乙烯发生装置的考查,所需仪器应为以下组合:③⑤⑦⑧⑨⑩。6.B分析:燃烧所需的O2与生成的C2H6无关。m mol C2H4完全燃烧需3m mol O2,n mol H2完全燃烧需n/2 mol O2,共需(3m+n/2)mol O2。7.(1)乙烯(或CH2=CH2) (2)nCH2=CH2-[-CH2—CH2-]-n 分析:所学植物激素只有CH2=CH2,它发生加聚反应生成的聚乙烯可作塑料。8.(1)CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O CH2=CH2+Br2 → CH2BrCH2Br (2)当b中插入水中的导管中液面明显高于b中水面时,说明发生了堵塞 (3)除去C2H4中混有的CO2、SO2等气体 (4)①在140℃时CH3CH2OH与浓H2SO4反应生成乙醚; ②在加热的条件下浓H2SO4使部分乙醇碳化,并与碳发生反应; ③C2H4在d中与Br2反应时.C2H4反应不充分,有部分C2H4进入尾气中; ④反应过程中部分乙醇挥发 分析:在a中由乙醇和浓硫酸制乙烯,制得的乙烯中混有CO2、SO2等杂质,经c后除去杂质,在d中由乙烯和溴单质发生加成反应,生成1,2-二溴乙烷,从d出来的尾气中含有溴蒸气,被e中NaOH溶液吸收后,剩余的尾气中主要含有未反应的乙烯。9.(1)2.7 g (2) C2H4 (3)C4H6和H2(或“C3H6和CH2O”等) 分析:(1)m(CO2) = 15.0 g×=6.6g m(CO2+H2O) =9.3 g m(H2O) = 9.3 g-6.6 g = 2.7 g (2)n(CO2) = 0.15 mol n(H2O) =0.15 mol 分子中C原子数 : H原子数 = 1 : 2 n(无色可燃气体) ==0.075 mol 分子中C原子数 = =2 分子中氢原子数 = 2×2 = 4 此气体为单一气体,所以该气体的分子式是C2H4。 (2)因为单一气体为C2H4,现为等物质的量的两种气体之混合物,所以在2 mol混合气体中,应含有4mol C原子, 8 mol H原子,这两种气体可能是C4H6和H2(或“C3H6 和CH2O”等)。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第2讲 乙烯和烯烃(学生版).doc 第2讲 乙烯和烯烃(教师版).doc