第2節(jié)　乙烯與有機(jī)高分子材料第1課時

1、化 學(xué)第二節(jié)乙烯與有機(jī)高分子材料目 標(biāo) 素 養(yǎng)1.了解乙烯的物理性質(zhì),知道其在化工生產(chǎn)中的作用。2.掌握乙烯的分子結(jié)構(gòu),初步體會其結(jié)構(gòu)特點對性質(zhì)的影響。3.掌握乙烯的化學(xué)性質(zhì),了解其參加反應(yīng)的斷鍵、成鍵情況,認(rèn)識加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)、加聚反應(yīng)的特點。4.了解飽和烴和不飽和烴的概念。5.初步認(rèn)識有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用,學(xué)會書寫重要加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式。6.了解有機(jī)高分子化合物的主要反應(yīng)類型及其在生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技發(fā)展中的廣泛應(yīng)用。7.了解塑料、橡膠、纖維的主要性質(zhì)。知 識 概 覽 第1課時乙烯一、乙烯的物理性質(zhì)和組成結(jié)構(gòu)1.乙烯的物理性質(zhì)和用途。乙烯是一種無色、稍有氣味的氣體,密度比

2、空氣的密度略小,難溶于水,易溶于四氯化碳等有機(jī)溶劑。乙烯主要從石油中獲得,是石油的裂解產(chǎn)物,乙烯的產(chǎn)量可以用來衡量一個國家石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展水平。2.乙烯的組成結(jié)構(gòu)。 二、乙烯的化學(xué)性質(zhì)1.氧化反應(yīng)。(1)燃燒。乙烯能在空氣中燃燒,火焰明亮且伴有黑煙,生成二氧化碳和水,同時放出大量熱。(2)被酸性高錳酸鉀溶液氧化。乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。酸性高錳酸鉀溶液和溴水中通入乙烯均能褪色,其原理相同嗎?提示:不相同,乙烯與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng),與溴水發(fā)生加成反應(yīng)。2.加成反應(yīng)。概念:有機(jī)物分子中的不飽和碳原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)。完成乙烯與下列物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)的化

3、學(xué)方程式:3.加聚反應(yīng)。(1)在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓強和催化劑存在的條件下,乙烯分子中碳碳雙鍵中的一個鍵斷裂,分子間通過碳原子的相互結(jié)合形成很長的碳鏈,生成相對分子質(zhì)量很大的聚合物聚乙烯:(2)聚合物的組成及有關(guān)概念的比較。鑒別甲烷和乙烯可采用哪些方法?提示:用燃燒法,點燃時產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰的是甲烷,火焰明亮且伴有黑煙的是乙烯;或者通入酸性高錳酸鉀溶液或溴水中,能使溶液褪色的是乙烯,另一種是甲烷。甲烷中混有乙烯時,如何除去乙烯雜質(zhì)?提示:依次通入盛有溴水、氫氧化鈉溶液、濃硫酸的洗氣瓶。除去甲烷中的乙烯時不能用酸性高錳酸鉀溶液,因為乙烯會被高錳酸鉀溶液氧化為二氧化碳?xì)怏w,這樣會引入新的雜質(zhì)。一 加成反應(yīng)

4、重難歸納1.對加成反應(yīng)的理解。(1)“不飽和碳原子”可以指碳碳雙鍵、碳碳三鍵或碳氧雙鍵等不飽和鍵兩端的碳原子,也可以是其他不飽和鍵上的碳原子。如下列兩類反應(yīng)都是加成反應(yīng):(2)“其他原子或原子團(tuán)”可以是分子內(nèi)的,也可以是分子間的,可以是同種分子間的,也可以是不同種分子間的。如下列兩個反應(yīng)也都是加成反應(yīng):2.加成反應(yīng)和取代反應(yīng)的比較。 3.加成反應(yīng)和取代反應(yīng)中氯氣參與反應(yīng)用量與烴的用量關(guān)系。(1)加成反應(yīng):消耗的Cl2的量由不飽和鍵的數(shù)目決定,如雙鍵數(shù)與消耗Cl2分子數(shù)之比為11。(2)取代反應(yīng)消耗的Cl2的量由分子內(nèi)氫原子個數(shù)決定,分子內(nèi)氫原子個數(shù)與消耗Cl2的分子數(shù)之比為11。結(jié)合乙烯的加成

5、反應(yīng)原理,實驗探究能否用Br2的四氯化碳溶液鑒別CH4和C2H4?提示:CH4與Br2的四氯化碳溶液不發(fā)生反應(yīng),而C2H4與Br2能發(fā)生加成反應(yīng)生成無色液體 而使Br2的四氯化碳溶液褪色,因此可用Br2的四氯化碳溶液鑒別CH4和C2H4。典例剖析下列反應(yīng)中前者屬于取代反應(yīng),后者屬于加成反應(yīng)的是()。A.甲烷與氯氣混合后在光照條件下反應(yīng);乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色B.乙烯與溴的四氯化碳溶液反應(yīng);乙烯與氫氣在一定條件下反應(yīng)生成環(huán)己烷C.一氯甲烷與氯氣的反應(yīng),有油狀液體生成;乙烯與水生成乙醇的反應(yīng)D.乙烯通入溴水,使溴水褪色;乙烯與氯化氫反應(yīng)制取氯乙烷答案:C解析:甲烷與氯氣混合后在光照條件下發(fā)生取

6、代反應(yīng),而乙烯與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化反應(yīng);乙烯與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng),一氯甲烷與氯氣的反應(yīng),有油狀液體生成,是取代反應(yīng);乙烯與水生成乙醇的反應(yīng)屬于加成反應(yīng);乙烯通入溴水使溴水褪色和乙烯與氯化氫反應(yīng)制取氯乙烷均屬于加成反應(yīng)。學(xué)以致用下列各反應(yīng)屬于加成反應(yīng)的是()。答案:D 解析:甲烷與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和水,不屬于加成反應(yīng),故A錯誤;乙醇與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙醛和水,不屬于加成反應(yīng),故B錯誤;甲烷和氯氣混合光照后,甲烷中的氫原子被氯原子所取代生成氯代物而使黃綠色消失,屬于取代反應(yīng),故C錯誤;乙烯中含有碳碳雙鍵,與Br2反應(yīng)生成1,2-二溴乙烷,屬于加成反應(yīng),故D正確。二

7、乙烯和乙烷的比較與鑒別方法重難歸納1.乙烯和乙烷結(jié)構(gòu)、性質(zhì)比較。規(guī)律總結(jié)乙烯的性質(zhì)總結(jié):稍有氣味水難溶,高錳酸鉀溴反應(yīng)。現(xiàn)象相同理不同,前因氧化后加成。加氧燃燒黑煙冒,聚合分子碳鏈增。2.乙烯、乙烷的鑒別。利用被鑒別物質(zhì)性質(zhì)的差異進(jìn)行區(qū)分,要求操作簡單、安全,現(xiàn)象明顯,結(jié)論準(zhǔn)確。方法一:將兩種氣體分別通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中;溶液褪色者為乙烯,溶液不褪色者為乙烷。方法二:將兩種氣體分別通入酸性KMnO4溶液中;溶液褪色者為乙烯,溶液不褪色者為乙烷。3.除去乙烷中乙烯的方法。(1)除雜原則。要求將雜質(zhì)除干凈,又不能引入新的雜質(zhì),還不能對主要成分產(chǎn)生不利影響。因此不能用酸性KMnO4溶液除

8、去乙烷中的乙烯,因為乙烯能被氧化成CO2而引入新的雜質(zhì)。也不能用乙烯與H2加成轉(zhuǎn)化為乙烷的方法除去乙烯。(2)操作。將混合氣體通入盛有溴水的洗氣瓶,乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)生成液態(tài)產(chǎn)物而被除去,乙烷因不反應(yīng)而逸出。(1)用乙烷(CH3CH3)與Cl2反應(yīng)可以制取氯乙烷(CH3CH2Cl),用乙烯(C2H4)與HCl反應(yīng)也能制氯乙烷,兩種方法哪種更好?提示:用C2H4與HCl反應(yīng)制取更好。乙烷與Cl2發(fā)生的是取代反應(yīng),生成物中除CH3CH2Cl外,還有C2H4Cl2、C2H3Cl3、C2H2Cl4、C2HCl5、C2Cl6,生成物不純、產(chǎn)率低。C2H4與HCl發(fā)生的是加成反應(yīng),無副反應(yīng),生成物只有C

9、H3CH2Cl。(2)能否通過點燃的方式檢驗乙烯和乙烷?提示:通過點燃的方式可以檢驗乙烯和乙烷。乙烯中含碳量比較高,在一般的情況下燃燒不是很充分,因此火焰明亮且伴有黑煙。特別提醒乙烯燃燒火焰明亮并伴有黑煙的原因是乙烯的含碳量高(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%,比甲烷的含碳量高得多)。乙烯燃燒時不充分,一部分碳呈游離態(tài),所以冒黑煙,又因該部分碳被燒成熾熱狀態(tài),所以乙烯的火焰很明亮。有機(jī)化合物含碳量越高,燃燒時煙越大,火焰越明亮。典例剖析某烴A是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的基本原料,其產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平,A可以發(fā)生如圖所示的一系列化學(xué)反應(yīng)。(部分反應(yīng)條件省略)根據(jù)如圖回答下列問題。(1)寫出A

10、、C、D的結(jié)構(gòu)簡式:A,C,D。(2)寫出兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式,并注明反應(yīng)類型: (反應(yīng)類型)。 (反應(yīng)類型)。學(xué)以致用 1.下列各反應(yīng)中屬于加成反應(yīng)的是()。A.B.C.D.答案:A 2.下列關(guān)于乙烯和乙烷比較的說法中,不正確的是()。A.乙烯是不飽和烴,乙烷是飽和烴B.乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,乙烷則不能C.乙烯分子為平面形結(jié)構(gòu),乙烷分子為立體結(jié)構(gòu)D.乙烯分子中碳碳雙鍵的強度是乙烷分子中碳碳單鍵強度的兩倍,因此它比乙烷穩(wěn)定答案:D解析:乙烯含有碳碳雙鍵,屬于不飽和烴,乙烷屬于飽和烴,A正確;乙烯含有不飽和鍵,容易被酸性高錳酸鉀溶液氧化,而乙烷性質(zhì)穩(wěn)定,不能被酸性高錳酸

11、鉀溶液氧化,B正確;甲烷是正四面體結(jié)構(gòu),所以乙烷中所有原子不可能在同一平面上;乙烯為平面結(jié)構(gòu),所有原子都處在同一平面上,C正確;乙烯分子中碳碳雙鍵強度小于乙烷分子中碳碳單鍵強度的兩倍,雙鍵中有一個鍵易斷裂,所以乙烯活潑。1.甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到純凈的甲烷,可依次將其通過下列哪組試劑的洗氣瓶()。A.澄清石灰水,濃硫酸B.溴水,濃硫酸C.酸性高錳酸鉀溶液,濃硫酸D.濃硫酸,酸性高錳酸鉀溶液答案:B解析:方法一:混合氣體通過溴水吸收C2H4,然后用濃硫酸干燥CH4;方法二:混合氣體通過酸性高錳酸鉀溶液,然后用堿石灰(或NaOH溶液)吸收CO2,最后用濃硫酸干燥CH4。2.能證明乙烯分子中

12、含有一個碳碳雙鍵的事實是()。A.乙烯分子中碳、氫原子的個數(shù)比為12B.乙烯完全燃燒生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量相等C.乙烯易與溴水發(fā)生加成反應(yīng),且1 mol乙烯完全加成需消耗1 mol溴單質(zhì)D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色答案:C解析:碳、氫原子個數(shù)比為12,是對乙烯的組成分析,而不是證明碳碳雙鍵存在的事實;B與A的實質(zhì)是一樣的,根據(jù)生成的CO2和水的物質(zhì)的量相等,也只能推斷出碳、氫原子個數(shù)比為12,A、B錯誤;加成反應(yīng)是不飽和烴的特征性質(zhì),1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol溴,說明乙烯分子中含有一個碳碳雙鍵,C正確;能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色是不飽和烴的特征,并不能說明一定含有碳

13、碳雙鍵,也不能定量地說明乙烯分子的結(jié)構(gòu)中只含有一個碳碳雙鍵,D錯誤。3.下列有關(guān)化學(xué)用語能確定為丙烯的是()。答案:D解析:A項,不能確定連著的原子,A項不正確;C3H6可以為丙烯,也可能為環(huán)丙烷,B項不正確;C項,電子式中最右邊的碳原子僅有兩個氫原子,缺一個氫原子,C項不正確;D項為丙烯,正確。4.(雙選)是兩種常見烴的球棍模型,則下列敘述正確的是()。A.都能在空氣中燃燒B.都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.都能發(fā)生加成反應(yīng)D.等質(zhì)量的完全燃燒時,產(chǎn)生CO2的量不相同答案:AD解析:由圖可知,為乙烷,為乙烯。乙烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,而乙烯能,B項錯誤;乙烷不能發(fā)生加成反應(yīng),而乙烯能,C

14、項錯誤;乙烷和乙烯的摩爾質(zhì)量不同,等質(zhì)量時兩者的物質(zhì)的量不同,產(chǎn)生CO2的量也不同,D項正確。5.把m mol C2H4和a mol氫氣混合于密閉容器中,在適當(dāng)?shù)臈l件下生成了p mol C2H6,若將所得的混合氣體完全燃燒生成二氧化碳和水,則需氧氣()。答案:B 解析:由于不能確定C2H4與H2是否完全反應(yīng),故不能按C2H6的物質(zhì)的量計算耗氧量,應(yīng)依據(jù)C2H4和H2的物質(zhì)的量進(jìn)行計算。根據(jù)原子守恒,混合物中各元素的原子個數(shù)不變,物質(zhì)的量不變。m mol的C2H4中n(C)=2m mol,n(H)=4m mol,a mol H2中n(H)=2a mol。根據(jù)完全燃燒碳、氫元素分別轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,由C、H和O的關(guān)系,可計算出混合氣體完全燃燒所需氧氣為6.下面是石蠟油在熾熱碎瓷片的作用下產(chǎn)生C2H4并檢驗C2H4性質(zhì)的實驗。請回答下列問題:(1)A中碎瓷片的作用是。(2)B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)C裝置中可觀察到的現(xiàn)象是。(4)查閱資料,乙烯與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳。根據(jù)本實驗中