内容正文:
第2节 乙烯与有机高分子材料
知识点1、乙烯
乙烯是石油化工重要的基本原理,通过一系列化学反应,可以从乙烯得到有机高分子材料、药物等成千上万种有用的物质。
1.乙烯的物理性质
乙烯是一种无色,______气味的气体,密度比空气略小,_______溶于水。分子式C2H4,结构式为,其分子中的氢原子少于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”(即碳原子没有连够4个原子)。
乙烯的官能团是_________,导致其化学性质比较活泼。
2.分子结构
分子式
结构式
结构简式
C2H4
CH2=CH2
官能团
球棍模型
空间填充模型
碳碳双键
3. 化学性质
(1)氧化反应
【实验】1点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象。
实验现象:乙烯能在空气中燃烧,火焰明亮,伴有______烟。根据元素种类,可以推断出其完全燃烧产物是CO2和H2O。化学方程式:C2H4+3O22CO2+2H2O
乙烯燃烧 乙烯通入KMnO4(H+)溶液 乙烯通入Br2(CCl4)溶液
【实验】2将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,观察现象。
实验现象:酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙烯可以被酸性高锰酸钾溶液氧化。从而推断出含______________的有机物,都能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
离子方程式:5CH2=CH2+12MnO— 4+36H+→10CO2+28H2O+12Mn2+
(2)加成反应
【实验】3.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,观察现象。
实验现象:溴的四氯化碳溶液褪色。
对于这种不饱和有机物中的____________变成了“饱和”的过程,称为加成反应。乙烯除了和溴能发生加成反应外,还能够与H2、HCl、H2O等发生加成反应。
【扩展】乙炔,分子式C2H2,结构式H—C≡C—H,结构简式CH≡CH,直线结构。具有与烯烃类似的化学性质,燃烧时产生黑烟(碳元素质量分数越大,越难完全燃烧)。
【知识总结】a.有机化合物分子中双键上的碳原子与其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应。
b.原理:碳碳双键()中的一个键断裂,其他两个原子(或原子团)分别“加”到原来___________的两个碳原子上。
c. 乙烯的加成反应:
有关反应的化学方程式为
a.CH2=CH2+H2CH3—CH3
b.CH2=CH2+Br2→
c.CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
d.CH2=CH2+HClCH3CH2Cl
(3)乙烯的用途和重要性
①乙烯是有机化工的基础原料,可以生产多种化工产品,如塑料、纤维和杀虫剂等。
②目前,世界上已将________的产量作为衡量一个国家石油化工产业发展水平的标志。
③乙烯还是一种植物生长调节剂。
【归纳提升】1.乙烯与乙烷化学性质比较
名称(化学式)
乙烯(C2H4)
乙烷(C2H6)
典型反应
加成反应
取代反应
能否使溴水褪色
能
不能
能否使酸性高锰酸
钾溶液褪色
能
不能
2.乙烯与乙烷的鉴别
编号
实验操作
现象结论
方法一
溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷
方法二
溶液褪色者为乙烯,溶液不褪色者为乙烷
方法三
火焰明亮有黑烟者为乙烯,另一种为乙烷
(3)聚合反应
当有n个乙烯分子在一定条件下,可以发生以下反应:
CH2=CH2+ CH2=CH2+ CH2=CH2+……+ CH2=CH2→ —CH2—CH2—CH2—CH2—……—CH2—CH2—
可以简写为:nCH2=CH2 → [ CH2—CH2 ]n(聚乙烯)
像这样由相对分子质量小的化合物相互结合成相对分子质量大的聚合物叫做聚合反应,
【知识总结】(1)聚合反应:由__________________的有机化合物生成__________________的有机化合物的反应。
(2)加聚反应:当聚合反应同时也是加成反应时,叫___________反应,简称_________。
书写由乙烯在一定条件下生成聚乙烯的化学方程式:
nCH2=CH2
(3) 缩聚反应:在生物上学过,氨基酸之间失去1分子水,聚合成肽的过程也是聚合反应,但分子相对原分子会缩小,所以称为缩聚反应。
【思维拓展】利用乙烷和乙烯都能制备氯乙烷:
CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl(取代反应),CH2=CH2+HClCH3CH2Cl(加成反应)。以上两种方法中用乙烯制备氯乙烷合理,原因是乙烷的取代反应得到的是混合物,副产物太多,生成物不纯。而乙烯的加成反应可制得较纯净的氯乙烷。
【跟踪训练】1.(2022·湖南·高二学业考试)已知:,该反应属于
A.取代反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.加聚反应
2.下列关于乙烯、聚乙烯的说法错误的是
A.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧生成的C