内容正文:
强国复兴路上话乙烯
—结构性质篇
乙烯产业园
高一化学组 石涵
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复兴强国路上话乙烯
—结构性质篇
大国崛起 少年强则国强
乙烯产量可以衡量一个国家石油化学工业发展水平。建国初期的中国因为没有乙烯曾有过几乎30年缺衣少穿的日子。乙烯压缩机长期被日美德垄断,最终中企仅花不到5年时间就完成了这一“国之重器”的自研。每年聊城市鲁西化工集团的乙烯产能已经达到12万吨。
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第七章 有机化合物
第一课时 乙烯的结构和性质
第二节 乙烯与有机高分子材料
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【素养目标】
1.通过搭建乙烯分子结构模型,认识乙烯的官能团,培养学生对物质结构进行表征的能力。
2.通过实验现象的推测,掌握乙烯化学性质,形成证据推理与模型认知的化学核心素养。
3.通过生活生产中乙烯的用途,让学生体会化学与生活的联系,培养学生的科学态度与社会责任的化学核心素养。
研究模型
分子结构
物理性质
化学性质
实际应用
甲烷
结构
性质
用途
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状态 颜色 气味 密度 水溶性
任务一、乙烯的物理性质
【观察总结】
无色
稍有气味
难溶于水
气体
比空气略小
在实验室中经常采用排水法收集乙烯气体,请观察自封袋中的乙烯气体,并结合教材内容,完成学案内容。
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任务二、乙烯的组成和结构
【活动探究】
根据碳原子和氢原子的成键方式,搭建乙烷分子和乙烯分子的球棍模型,讨论乙烯分子的结构特点,并完成学案内容。(乙烯分子式C2H4)
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任务二、乙烯的组成和结构
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
H
H
:
C
:
:
C
H
:
:
:
H
乙烯结构特点:平面形分子,2个C原子和4个H原子共平面且每个夹角都120°。
结构分析
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可以燃烧,
燃烧象不同
【知识回顾】
根据烷烃的性质,思考以下两个问题:
1.乙烷能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色吗?为什么?
2.乙烷与溴单质能发生反应吗?若能,条件是什么?乙烷怎么断键?
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【思考】对比乙烷,根据表中信息,请预测乙烯的化学性质。
乙烷 乙烯
结构简式 CH3CH3 CH2 = CH2
碳氢数之比 1:3 1:2
C%比较 乙烷 小于 乙烯
碳碳键的类别 碳碳单键 碳碳双键
碳碳键能(kJ/mol) 346 一个是263.6,一个是347.3
可以燃烧,
燃烧现象不同
性质预测
性质活泼
补充:键能指的是1mol键断裂所吸收的能量。键能越小,越容易断裂,性质越活泼。
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任务三、乙烯的化学性质
【演示实验】实验步骤: 点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象。
火焰明亮且伴有黑烟,同时放出大量的热。
C2H4+3O2 2CO2+2H2O
点燃
【宏观现象】
【实验探究一】乙烯的氧化反应—燃烧反应
【实验结论】
性质验证
燃烧法鉴别甲烷和乙烯
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任务三、乙烯的化学性质
用注射器向装有乙烯的玻璃瓶中滴加酸性高锰酸钾溶液,观察并记录实验现象。
【宏观现象】
【实验探究二】乙烯的氧化反应—与酸性高锰酸钾溶液
【实验结论】
酸性高锰酸钾溶液褪色
KMnO4
CH2 = CH2
?
性质验证
【学生实验】
乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应生成CO2
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【任务4】
【学以致用】乙烯是一种植物生长调节剂,催熟剂。水果存贮库及花店里,常用高锰酸钾溶液延长销售期。请思考以下问题:
1.除去乙烷中的乙烯时,能否用酸性高锰酸钾溶液?
2.超市为蔬菜喷雾,喷雾中使用ClO2(氧化性)的作用是什么?
否,引入杂质气体CO2
与乙烯反应,起到保鲜作用。
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任务三、乙烯的化学性质
【学生实验】用注射器向装有乙烯的玻璃瓶中滴加溴的四氯化碳溶液,
【宏观现象】
【实验探究三】乙烯与溴的四氯化碳溶液反应
【实验结论】
观察并记录实验现象。
溴的四氯化碳溶液褪色
CH2 = CH2
?
+ Br2
性质验证
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【小组讨论1】从化学键的视角探究乙烯使溴的四氯化碳褪色的断键
【微观分析】
【交流分享1】
和成键过程,并写出化学方程式。
【归纳总结】
(1,2-二溴乙烷)
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【小组讨论2】如何验证乙烯与溴的四氯化碳发生取代反应?并试着画出实验装置图。
【微观分析】
①乙烯可以由乙烯利在碱性环境中制备,此法产生的乙烯不含CO2和SO2,但是含有H2O。
②溴易挥发,且Br2+ H2O = HBr + HBrO
③Ag+与Br-反应生成AgBr(浅黄色沉淀),有机物中的溴原子不能与AgNO3溶液反应。
④Br2与HBr的沸点和溶解性如下表:
【资料提示】
证据寻找
名称 Br2 HBr
常压下沸点 58.8°C -86.9°C
溶解性 水 难溶 易溶
CCl4 易溶 难溶
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【小组讨论2】如何验证乙烯与溴的四氯化碳发生取代反应?
【微观分析】
【交流分享2】
性质确定
40%乙烯利
NaOH
浓H2SO4
Br2|CCl4
CCl4
①AgNO3
②紫色石蕊试液
③PH传感器
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【微观分析】
(1,2-二溴乙烷)
【模型改进】
加成反应模型:
加成反应:有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合成新化合物
的反应叫加成反应。
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【符号表征】
【练一练】用化学方程式表达乙烯与HCl、H2O的加成反应。
CH2 = CH2+HCl CH3CH2Cl 氯乙烷
催化剂
CH2 = CH2 +H2O CH3CH2OH 乙醇
催化剂
加热、加压
工业制乙醇
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任务三、乙烯的化学性质
【角色演绎】
【活动探究】乙烯的加聚反应
单体
聚合度
链节
聚乙烯
[ ]
n CH2= CH2
催化剂
n
CH2-CH2
加聚反应: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分子,这样的反应是加成反应同时又是聚合反应,简称加聚反应。
聚乙烯(PE)
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乙烯是一种植物生长调节剂,果实催熟剂,还是石油化学工业重要的基本原料。 乙烯产量可以衡量一个国家石油化学工业发展水平。
任务四、乙烯的应用
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归纳总结
乙烯
组成结构:平面结构,键角:120°,结构简式CH2=CH2
物理性质:无色,稍有气味的气体 ,密度比空气稍小,难溶于水
化学性质
(1)氧化反应
可使酸性高锰酸钾溶液褪色
(2)加成反应
(3)加聚反应
可燃性
可使溴水/溴的CCl4溶液褪色
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总结升华
乙烯
研究有机物的方法
结构分析
预测性质
性质验证
性质确定
化学思想
结构
性质
用途
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【达标检测】
1.鉴别甲烷和乙烯,还可以除去甲烷中乙烯的操作方法是( )
A.将混合气体通过盛有硫酸的洗气瓶
B.将混合气体通过盛有足量溴水的洗气瓶
C.将混合气体通过盛有水的洗气瓶
D.将混合气体通过盛有澄清石灰水的洗气瓶
2.下列物质反应后可生成纯净的BrCH2CH2Br的是( )
A.乙烯和溴化氢加成
B. 乙烷通入溴水中
C.乙烯通入溴的四氯化碳溶液中
D.乙烷和少量的溴蒸气在光照下反应
B
C
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回归生活
欲思其利,必虑其害;
欲思其成,必虑其败。
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