人教课标实验版-化学2-有机化合物-第二节来自石油和煤的两种基本化工原料优质课比赛一等奖

《来自石油和煤的两种基本化工原料》教学参考教材预读区学习目标1．了解乙烯的组成和结构，体会分子结构对其性质的影响。2．掌握乙烯的化学性质，认识加成反应的特点。3．了解乙烯的主要用途。1.乙烯是一种重要的基本化工原料，工业上主要从石油中获得。乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。2．乙烯的结构简式为CH2=CH2，碳原子间的化学键是碳碳双键，分子中所有原子处于同一平面上。3．乙烯是一种无色、稍有气味的气体，密度比空气小，不溶于水。4．烯烃的分子通式为CnH2n(n≥2)。乙烯燃烧时，火焰明亮并伴有黑烟，乙烯分子中由于碳碳双键的存在，能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，表现出较活泼的化学性质。两反应原理不同，前者属于加成反应，后者属于氧化反应。(1)乙烯燃烧的化学方程式为CH2=CH2＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O。(2)乙烯与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2Br。5．乙烯的用途(1)重要的化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。(2)在农业生产中用作植物生长调节剂。[新知探究]1．实验探究石蜡油分解产物与烷烃的区别实验操作实验现象B中溶液紫色褪去C中溶液红棕色褪去D处点燃火焰明亮，有黑烟(1)实验中，哪些现象证明生成物具有与烷烃相同的性质？哪些现象证明生成物可能具有不同于烷烃的性质？提示：气体在空气中燃烧与烷烃的性质相同；烷烃性质较稳定，不能与酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液反应，这一点不同。(2)通过上述实验，你认为生成的气体中都是烷烃吗？请说明理由。提示：生成的气体不都是烷烃；否则气体通过酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液时，溶液不会褪色。(3)综合以上问题，你能得出什么结论？提示：石蜡油(烷烃)分解产物中有不同于烷烃的物质产生，即烯烃。2．如图表示4个碳原子相互结合的几种方式。小圆球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。(1)它们同属于有机物中的烃类，其中烷烃有A和C。(2)在结构上B与A的主要不同是B中有键，比A少两个H原子；B应属于烃的类别是不饱和烃或烯烃。(3)写出图中为烯烃的结构简式，并简述你是怎样从图中识别烷烃和烯烃B：CH3CH=CHCH3、E：CH3CH2CH=CH2、F：(CH3)2C=CH2，看分子结构中有无碳碳双键：若碳原子之间全部以碳碳单键结合的链烃，就是烷烃；若分子中含有碳碳双键的链烃，则为烯烃3．以下是两种有机物的球棍模型，代表H原子，代表C原子，请回答下列问题：(1)(Ⅰ)、(Ⅱ)的化学式分别为C2H6、C2H4。(2)说出(Ⅰ)、(Ⅱ)结构上的两点差异。①(Ⅰ)中含有碳碳单键，(Ⅱ)中含有碳碳双键。②(Ⅰ)是空间立体结构，(Ⅱ)是平面结构。4.结合上述讨论，观察乙烯的分子结构模型，完成下面填空：乙烯的分子式C2H4，电子式，结构式，结构简式，空间结构平面结构。[名师点拨]1．乙烯分子的结构特点2．有机物分子中原子的共面情况乙烯中的一个氢原子被其他原子或原子团代替后，只有与碳碳双键两端的碳原子直接相连的原子才与原有的原子共平面，如丙烯的—CH3中的碳原子一定在原平面上，而3个氢原子中至多可以有1个在原平面上。[对点演练]1．由乙烯推测丙烯的结构或性质，正确的是()A．分子中3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．分子中共价键的夹角均为120°D．分子中共价键数为8，其中有一个碳碳双键解析：选D丙烯结构中可看作是结构中一个氢原子被一个—CH3所替代，显然3个碳原子不在同一条直线上。由于—CH3中4个原子不在同一平面上，所以分子中所有原子不可能都在同一平面上。丙烯分子中可以看作一个－CH3取代了中的一个氢原子，又可以看作一个取代了甲烷中的一个氢原子，共价键的夹角既有120°，又有部分接近109°28′，故C项错误。[新知探究]观察实验，记录现象实验现象点燃乙烯火焰明亮，伴有黑烟，同时放出大量热通入酸性高锰酸钾溶液酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去1.写出乙烯燃烧的化学方程式。为什么甲烷燃烧没有黑烟，而乙烯燃烧有较浓的黑烟？提示：＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O，乙烯燃烧时有较浓的黑烟是因为乙烯分子里含碳量(85.7%)比较大，未完全燃烧，产生碳的小颗粒造成的。2．乙烯可以作为水果的催熟剂，可以使生果实尽快成熟，但是用浸泡过酸性高锰酸钾溶液的硅藻土与果实或花朵放在一起，可以延长果实或花朵的成熟期，达到保鲜的目的。请你解释其中的奥秘。提示：乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化。[名师点拨]乙烯的氧化反应应用及注意事项燃烧燃烧反应：CH2=CH2＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O(1)利用燃烧时的现象与甲烷不同，可用燃烧法鉴别甲烷和乙烯；(2)若反应中温度高于100℃，则H2(3)完全燃烧后产生的CO2和H2O的物质的量之比为1∶1。被酸性高锰酸钾溶液氧化乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色(1)利用该性质可鉴别甲烷(或烷烃)和乙烯(或烯烃)；(2)该反应中乙烯最终被氧化为CO2，所以除去甲烷中的乙烯时不能用酸性高锰酸钾溶液[对点演练]2．对比甲烷和乙烯的燃烧反应，下列叙述中正确的是()A．二者燃烧时现象完全相同B．点燃前都不需验纯C．甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色，乙烯燃烧的火焰较明亮且伴有黑烟D．二者燃烧时都有黑烟生成解析：选CCH4与C2H4都是可燃性气体，若气体不纯，点燃时可能发生爆炸，因此点燃前需验纯；因为二者含碳量不同，故燃烧时的现象不同，甲烷含碳量较低，火焰呈淡蓝色，不产生黑烟，而乙烯含碳量较高，燃烧时火焰较明亮且伴有黑烟，故C选项正确。[新知探究]1．加成反应：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。如将乙烯通入溴的四氯化碳溶液(或溴水)中，现象是溴的红棕色褪去，乙烯与溴发生了加成反应，反应方程式为CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2Br。2．乙烯除了与溴加成外，一定条件下还能与Cl2、H2、HCl、H2O等发生加成反应，请你写出相关的化学方程式＋Cl2→CH2ClCH2Cl、＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH3、＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2Cl、＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温、高压))CH3CH2OH。3．如何区分甲烷和乙烯？如何除去甲烷中混有的乙烯？提示：乙烯能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，由此可区别甲烷(烷烃)和乙烯(烯烃)。乙烯被酸性KMnO4溶液氧化的产物是CO2，因此甲烷中混有乙烯时，不能用酸性高锰酸钾溶液除去(引入新的杂质)，应用溴水洗气除去。[名师点拨]1．乙烯与Br2反应(1)一般用溴水或溴的四氯化碳溶液，且生成的1,2­二溴乙烷为难溶于水的无色油状液体。(2)利用反应时溶液褪色的现象，既可以鉴别甲烷和乙烯，也可以除去甲烷中的乙烯。2．乙烯与HCl反应可利用该反应制取纯净的氯乙烷。3．乙烯与H2O反应乙烯与水需在高温、高压和催化剂作用下反应，通常情况下，二者不反应。4．生成聚乙烯的反应乙烯之间相互加成可得到聚乙烯，化学方程式为。[对点演练]3．由乙烯推测丙烯()与溴水反应的产物是()A．CH2Br—CH2—CH2BrB．CH3—CBr2—CH3C．CH3—CH2—CHBr2D．CH3—CHBr—CH2Br解析：选D加成反应中不饱和的碳原子与其他原子或原子团直接结合，即所加的两个溴原子分别加在碳碳双键两端的碳原子上，结构简式为CH3—CHBr—CH2Br。1．下列说法正确的是()A．乙烯的电子式为B．乙烯的球棍模型为C．乙烯分子是空间平面结构D．乙烯的结构简式为CH2CH2解析：选C乙烯的电子式为，A错误；碳原子半径应比氢原子半径大，B错误；乙烯的结构简式为，D错误。2．下列各组物质在一定条件下反应，可以制得纯净的CH2Cl—CH2Cl的是()A．乙烷与氯气光照反应B．乙烯与氯化氢气体混合C．乙烯与氯气混合D．乙烯通入浓盐酸中解析：选CA项反应产物为乙烷的各种氯代物，是混合物，错误；B项在一定条件下发生加成反应生成CH3CH2Cl，错误；C项在一定条件下生成CH2Cl—CH2Cl，正确。3．下列反应中属于加成反应的是()A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色B．将四氯化碳滴入碘水中，振荡后水层接近无色C．乙烯使溴水褪色D．甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失解析：选CA项为乙烯的氧化反应；B项不是化学反应；D项是取代反应。4．(2016·山东滨州高一检测)常温下，下列物质既能使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色，并且化学反应原理相同的是()A．乙烯B．二氧化硫C．氢气D．乙烷解析：选B乙烯使溴水和酸性KMnO4溶液褪色分别是发生加成反应和氧化反应，反应原理不同。SO2使溴水和酸性KMnO4溶液褪色都是SO2体现还原性，反应原理相同。H2、C2H6均不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。5.等物质的量的乙烯与甲烷，所含分子数之比为________，碳原子个数之比为___________________，氢原子个数之比为________，若充分燃烧，消耗O2的体积比为________；0.1mol某烃在足量的氧气中完全燃烧，生成CO2和水各0.6mol，则该烃的分子式为________。答案：1∶12∶11∶13∶2C6H126．某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A还是一种植物生长调节剂，A可发生如图所示的一系列化学反应，其中①②③属于同种反应类型。根据此图回答下列问题：(1)写出A、B、C、D的结构简式：A________，B________，C________，D________。(2)写出②④两步反应的化学方程式，并注明反应类型：②____________，反应类型________；④____________，反应类型________。解析：根据烃A的用途知A为乙烯，则B为CH3CH3，C为CH3CH2Cl，D为CH3CH2