内容正文:
第二节 乙烯与有机高分子材料
第1课时 乙烯
学习目标4552学习目标
1.通过乙烯的物理性质的简介,能说出乙烯实验室收集方法。
2.根据乙烯的分子式,能分析出乙烯成键特点,能准确写出乙烯的结构式、结构简式、电子式等。
3.通过演示实验或实验视频,观察实验现象,能写出乙烯的燃烧、加成、加聚等反应的化学方程式,能说出反应的原理。
重点难点4552学习目标
重点:从宏观和微观两个方面研究乙烯的结构如何决定其性质。
难点:乙烯的加成反应、加聚反应的基本规律。
课堂探究
环节
学生探究过程
提升素养
自主预习
1.以甲烷为代表的烷烃的结构特点是什么?
2.以甲烷为代表的烷烃的化学性质的特点是什么?
3.预习教材并查阅资料,生活中乙烯还有哪些用途?
复习烷烃的结构与化学性质
乙烯的用途归纳
环节
学生探究过程
提升素养
一、初识乙烯
乙烯的物理性质:乙烯是一种无色、稍有气味的气体,密度比空气的略小,难溶于水。
【问题探究】
1.如何收集乙烯气体?
2.乙烯和乙烷都难溶于水,它们溶于有机溶剂吗?
【讨论】C2H4的成键情况。
乙烯的分子式: , 乙烯的电子式: ,
乙烯的结构式: , 乙烯的结构简式: 。
乙烯的球棍模型:
乙烯的空间填充模型:
【总结】乙烯的结构特点:
【比较】
名称
乙烷
乙烯
结构简式
CH3CH3
CH2=CH2
碳碳键的类别
键角
109°28'
120°
碳碳键键长/(×10-10m)
1.54
1.33
碳碳键键能/(kJ·mol-1)
348
615
空间各原子的位置
2个C和6个H不在同一平面上
2个C和4个H在同一平面上
比较列表中乙烷和乙烯结构有何不同?乙烯中碳碳键的键能比乙烷两倍的碳碳键键能小说明什么?
从乙烯的物理性质认识有机物的溶解性的特点。
1.认识乙烯的结构特征。
2.乙烷与乙烯在结构上的不同点,通过结构分析化学性质,体会结构决定性质这一原理。
二、乙烯的
化学性质
【实验探究】
(1) 将乙烯通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中,观察现象。
(2)点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象。
【问题探究1】
1.乙烯通入酸性高锰酸钾溶液,产生的现象是什么?发生了什么反应?
2.如何鉴别乙烷和乙烯?
3.能否用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中的乙烯?
4.乙烯燃烧的现象是什么?与乙烷燃烧有何不同?为什么?写出反应的化学方程式。
【问题探究2】
1.乙烯通入溴的四氯化碳溶液有何现象?
2.根据给出的产物结构,你认为断键位置和成键位置在哪里?反应的化学方程式是什么?
3.这个反应是取代反应吗?与取代反应有何不同?你认为乙烷为什么不能发生该反应?
【练习】乙烯不仅可以与溴发生加成反应,在一定条件下,还可以与氯气、氢气、氯化氢和水等物质发生加成反应。写出反应的化学方程式。
【导入】乙烯是石油化学工业重要的基本原料,通过一系列的化学反应,可以从乙烯得到有机高分子材料,如常见的塑料聚乙烯。
【理解】在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下,乙烯分子中碳碳双键中的一个键断裂,分子间通过碳原子相互结合形成很长的碳链,生成相对分子质量很大的聚合物——聚乙烯。 制备聚乙烯的化学方程式: 。
【问题探究3】如何除去乙烷中的乙烯?
【变式1】能否用溴的四氯化碳溶液除去乙烷中的乙烯?
【变式2】聚乙烯能否使溴的四氯化碳溶液褪色?
【总结】乙烯的化学性质
(1)氧化反应
①被酸性KMnO4溶液氧化
现象及产物
②燃烧:
化学方程式及现象
(2)加成反应定义及原理
(3)聚合反应定义、原理
素养专练
1.下列分子中,所有原子均在同一平面的是( )
A.CH4 B.C2H6
C.C2H4 D.新戊烷
2.1 mol乙烯与氯气完全加成后,再与氯气取代,整个过程最多需氯气( )
A.1 mol B.4 mol
C.5 mol D.6 mol
3.下列关于乙烯分子结构的描述错误的是( )
A.乙烯的结构简式为CH2CH2
B.乙烯是最简单的烯烃
C.乙烯分子中所有原子都在同一平面上
D.乙烯分子中所有原子都在一条直线上
4.下列关于乙烯和乙烷的说法错误的是( )
A.乙烯是不饱和烃,乙烷是饱和烃
B.乙烯分子中的两个碳原子在同一条直线上,乙烷分子中的两个碳原子也在同一条直线上
C.乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键键能的两倍,因此乙烯比乙烷稳定
D.乙烯分子为平面结构,乙烷分子为立体结构
5.不可能是丙烯(CH2CHCH3)的加成产物的是 ( )
A.CH3CH2CH3 B.CH3CH2CHCl2
C.CH3CH2CH2OH D.CH3CH2CH2Br
6.某单烯烃与H2加成后的产物为
,则该烯烃的结构可能有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
7.下列各组物质在一定条件下反应,可以制得较纯净的1,2-二氯乙烷的是( )
A.乙烷与氯气在光照条件下反应
B.乙烯与氯化氢气体混合
C.乙烯与氯气加成
D.乙烯通入浓盐酸
8.把m mol C2H4与n mol H2混合于密闭容器中,在一定条件下发生反应,生成p mol C2H6(p<m),若将反应后的混合气体点燃,完全燃烧生成CO2和H2O时,需要O2的物质的量为( )
A.(3m+n) mol
B.(3m+) mol
C.(3m+3p+) mol
D.(3m+-3p) mol
9.下图是某种有机物分子的球棍模型图。图中的“棍”代表单键或双键,不同大小的“球”代表三种不同的短周期元素的原子。关于该有机物的叙述不正确的是( )
A.该有机物可能的分子式为C2HCl3
B.该有机物的分子中一定有
C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上
D.该有机物可以由乙烯和氯化氢加成反应得到
10.既可以用来鉴别乙烷和乙烯,又可以用来除去乙烷中混有的乙烯,得到纯净乙烷的方法是( )
A.与足量溴反应 B.通入足量溴水
C.在一定条件下通入氢气 D.分别进行燃烧
11.Ⅰ.如图是实验室制乙烯的发生装置和探究乙烯性质的实验装置,反应原理为CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O。回答下列问题:
图1 图2
(1)图1中仪器①②的名称分别为 、 。
(2)收集乙烯气体最好的方法是 。
(3)向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯(如图2),溶液的颜色很快褪去,该反应属
于 (填反应类型),反应的化学方程式为 。
Ⅱ.实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。试回答下列问题:
(1)图中①②③④装置盛放的试剂是下列中的(将正确选项填入空格内):
① ;② ;③ ;④ 。
A.品红溶液
B.氢氧化钠溶液
C.浓硫酸
D.酸性高锰酸钾溶液
(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是 。
(3)使用装置②的目的是 。
(4)使用装置③的目的是 。
(5)确认含有乙烯的现象是 。
参考答案
· 课堂探究
【自主预习】
1.烷烃分子中碳原子与碳原子以单键结合,其他价键均与氢原子结合
2.性质稳定,能燃烧,能与卤素单质发生取代反应
3.可以催熟水果;乙烯合成有机高分子材料等。
【提升素养】
乙烯是石油化学工业重要的基本原料,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。乙烯的用途广泛,其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。乙烯还可用作水果的催熟剂
1、 初识乙烯
【问题探究】
1.根据乙烯的密度与溶解性,推断乙烯的收集方法为排水法
2.它们易溶于有机溶剂
【提升素养】
绝大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂
【讨论】C2H4 CH2CH2
【总结】乙烯分子6个原子共平面,键角为120°,是平面形分子,分子中有碳碳双键,碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”。
【比较】乙烷是饱和的,乙烯是不饱和的。乙烯分子中含有碳碳双键,在组成和结构上与只含碳碳单键和碳氢键的烷烃有较大差异,因此在性质上也有很多不同。碳碳双键使乙烯表现出较活泼的化学性质。
二、乙烯的化学性质
【问题探究1】1.酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烯被氧化为二氧化碳
2.能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是乙烯
3.不能,用酸性高锰酸钾溶液会引入杂质气体二氧化碳
4.火焰明亮,伴有黑烟。乙烯的含碳量比乙烷高,在空气中燃烧不充分,有黑色的炭粒生成。
CH2CH2+3O22CO2+2H2O
【问题探究2】1.溴的四氯化碳溶液褪色
2.乙烯双键中的一个键断裂,单质溴中的溴溴单键断裂,形成C—Br键。
3.不是取代反应,原子加入断裂的碳碳键两端。乙烷中没有碳碳双键,不能发生此反应
【练习】CH2CH2+H—HCH3CH3(乙烷)
CH2CH2+H—ClCH3CH2Cl(氯乙烷)
CH2CH2+H-OHCH3CH2OH(乙醇)
【理解】nCH2CH2
【问题探究3】先通入溴水,再通入浓硫酸中洗气
【变式1】不能,乙烷溶于四氯化碳
【变式2】不能,聚乙烯中没有碳碳双键
【提升素养】(1)①溶液的紫色褪去
②CH2CH2+3O22CO2+2H2O 火焰明亮,伴有黑烟
(2)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生成新的化合物的反应叫做加成反应
(3)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聚合物的反应叫做聚合反应
· 素养专练
1.C 2.C 3.D 4.C 5.B 6.C 7.C 8.B 9.D 10.B
11.答案:Ⅰ.(1)温度计 圆底烧瓶 (2)排水集气法
(3)加成反应 CH2CH2+Br2CH2BrCH2Br
Ⅱ.(1)A B A D
(2)装置①中的品红溶液褪色
(3)除去SO2气体,以免干扰乙烯的检验
(4)检验SO2是否已被除尽
(5)装置③中的品红溶液不褪色,装置④中的酸性KMnO4溶液褪色
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