（新课标）2019-2020学年高中化学 第三章 有机化合物 第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料 第一课时 乙烯学案 新人教版必修2

第一课时乙烯学习目标核心素养1.了解烯烃的概念，会写乙烯的分子式、结构式、结构简式、电子式。2知道乙烯能够发生加成反应和氧化反应。3理解加成反应的概念。1.微观探析：认识乙烯的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念。2证据推理：通过分析、推理认识乙烯发生加成反应时的断键和成键情况。一、烯烃1不饱和烃与烯烃2烯烃的工业制取原理(1)如图所示，将浸透了石蜡油(液态烷烃混合物)的石棉放置在硬质试管的底部，试管中加入碎瓷片，给碎瓷片加强热，石蜡油蒸汽通过炽热的碎瓷片表面发生反应，生成一定量的气体。(2)实验结论在炽热碎瓷片的作用下，石蜡油分解产生了能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物。气态产物中含有与烷烃性质不同的烃，实际是烯烃和烷烃的混合物。二、乙烯1分子组成与结构(1)组成与结构(2)空间结构3.化学性质(1)氧化反应乙烯在空气中燃烧，火焰明亮且伴有黑烟，燃烧的化学方程式为c2h43o22co22h2o。乙烯能被酸性kmno4溶液氧化，使紫色酸性kmno4溶液褪色。(2)加成反应乙烯的加成反应：乙烯使溴的四氯化碳溶液(或溴水)褪色，反应的化学方程式为ch2=ch2br2ch2brch2br。乙烯与h2o加成，反应的化学方程式为ch2=ch2h2och3ch2oh。乙烯与h2加成，反应的化学方程式为ch2=ch2h2ch3ch3。乙烯与hcl加成，反应的化学方程式为ch2=ch2hclch3ch2cl。(3)加聚反应nch2=ch2ch2ch2(聚乙烯)。4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。(3)乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。1正误判断(1)烃的分子式为c3h6，符合通式cnh2n，故该分子属于烯烃()(2)某无色气体通入酸性kmno4溶液中，溶液褪色，该气体一定是烯烃()(3)某无色气体能使溴水褪色，该气体可能是烯烃()(4)甲烷和乙烯都是可燃性气体，点燃之前必须验纯，而且燃烧时现象相同()(5)以石油为原料可以获得乙烯()答案(1)(2)(3)(4)(5)2下列物质属于不饱和烃的是()a.b正丁烷cch2=chch3dc8h18答案c3下列说法错误的是()a乙烯为不饱和烃，乙烷为饱和烃b烃分子中每增加1个碳碳双键就减少1个h原子c分子中含有一个碳碳双键的不饱和链烃是烯烃d烯烃的分子通式为cnh2n(n2)解析烃分子中每增加1个碳碳双键就减少2个h原子，b项错误。答案b知识点一乙烯的分子结构和性质1.乙烯分子的结构特点2烯烃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。3乙烯的性质(1)含有空气的乙烯点燃时易爆炸，所以点燃乙烯前要检验乙烯的纯度。(2)乙烯使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色，发生的是加成反应，生成无色的1,2二溴乙烷；乙烯使酸性kmno4溶液褪色，发生的是氧化反应，二者褪色的原理不同。(3)定量分析加成反应消耗的cl2的量由双键数决定，双键数与消耗cl2的分子数之比为11。取代反应消耗的cl2的量由分子内氢原子个数决定，分子内氢原子个数与消耗cl2的分子数之比为11。【典例1】下列有关说法不正确的是()a乙烯的化学性质比乙烷活泼是因为乙烯分子中含有碳碳双键b乙烯发生加成反应时，分子中的碳碳键完全断裂c1 mol乙烯与氯气完全加成后，产物再与氯气彻底取代，两个过程中共消耗氯气5 mold乙烯在空气中的燃烧现象与甲烷燃烧现象不同的原因是乙烯中含碳量高思路启迪既要明确乙烯的分子组成，又要准确掌握“碳碳双键”的结构及性质特点。解析乙烯分子中含有碳碳双键，化学性质比乙烷活泼，发生加成反应时，有一个键容易断裂，故a正确，b错误；乙烯分子中含有一个碳碳双键，1 mol乙烯加成需要1 mol的氯气，生成1,2二氯乙烷，依据取代反应的原理，1,2二氯乙烷再与氯气彻底取代还需要4 mol氯气，故c正确；乙烯的含碳量大于甲烷的含碳量，乙烯燃烧时火焰明亮，伴有黑烟，故d正确。答案b针对训练1关于乙烯分子结构的描述正确的是()a乙烯的结构简式为ch2ch2b乙烯的电子式为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解析乙烯的分子式为c2h4，结构简式为ch2=ch2，乙烯的电子式为。乙烯分子中所有原子都在一个平面上，不在同一条直线上，烯烃是指含有碳碳双键的烃。答案c知识点二加成反应1.加成反应的特点加成反应是有机物分子中不饱和碳(双键碳或三键碳)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，其特点是：“断一加二，都进来”。“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂；“加二”是指加两个其他原子或原子团，每一个不饱和碳原子上各加上一个。2实例(以丙烯为例)x2或xy反应条件主要产物应用br2溴的四氯化碳溶液ch3ch2brch2br鉴别烷烃和烯烃，也可以除去烷烃中的烯烃hcl催化剂、加热ch3ch2ch2cl制取卤代烃h2o高温、高压和催化剂ch3ch2ch2oh制取醇类物质3.取代反应与加成反应比较名称比较取代反应加成反应概念有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应有机物分子中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反应前后分子数目一般相等减少反应特点取而代之有进有出加之而成有进无出【典例2】下列各反应中属于加成反应的是()ch2=ch2h2och3ch2ohh2cl22hclch3ch=ch2h2ch3ch2ch3ch3ch32cl2ch2clch2cl2hclabcd思路启迪既要准确把握加成反应的概念及反应特点，又要明确各类物质反应过程中的断键机理。解析反应是乙烯与h2o的加成反应；反应是无机反应中的化合反应；反应是加成反应；反应是取代反应。答案a加成反应、取代反应的特点及判断机理(1)加成反应的特点是“断一加二”。“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂；“加二”是指加两个其他原子或原子团，每一个不饱和碳原子上各加上一个，此反应类似无机反应中的化合反应，理论上原子利用率为100%。(2)取代反应的特点是“上一下一，有进有出”，类似无机反应中的置换反应或复分解反应，注意在书写化学方程式时，不要漏写次要产物。针对训练2由乙烯的结构和性质推测丙烯(ch2=chch3)的结构或性质正确的是()a不能使酸性kmno4溶液褪色b所有的原子都在同一平面内c能使溴的四氯化碳溶液褪色d与hcl在一定条件下能加成，并只得到一种产物解析因丙烯分子中含有甲基(ch3)，故丙烯中所有原子不在同一平面内；因丙烯分子同乙烯分子一样含有碳碳双键，所以能被酸性kmno4溶液氧化而使之褪色，能与溴加成而使溴的四氯化碳溶液褪色，能与hcl加成得到或clch2ch2ch3两种产物，故选c。答案c1下列关于乙烯的叙述中，不正确的是()a乙烯的化学性质比乙烷活泼b乙烯燃烧时，火焰明亮，同时伴有黑烟c乙烯可作香蕉等水果的催熟剂d乙烯双键中的一个键可以断裂，容易发生加成反应和取代反应解析乙烯分子中的双键有一个易断裂，使得乙烯容易发生加成反应；乙烯并不容易发生取代反应，故正确答案为d。答案d2下列分子中的所有原子均在同一平面上的是()ac2h4bchcl3cch3ch=ch2dch3ch3解析乙烯分子是平面结构，2个碳原子和4个氢原子在同一平面上；因为ch4是正四面体结构，所以只要含有ch3结构或ccl3结构的分子就不可能是所有原子在同一平面上。答案a3体育比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医随即对准运动员的受伤部位喷射药剂氯乙烷(ch3ch2cl)(沸点为12.27 )，进行局部冷冻麻醉应急处理。制取氯乙烷的最好方法是()a乙烷与氯气发生取代反应b乙烯与氯气发生加成反应c乙烷与氯化氢混合d乙烯与氯化氢发生加成反应解析乙烷与cl2发生取代反应生成多种氯代烃的混合物；乙烯与cl2发生加成反应生成1,2二氯乙烷；乙烷与氯化氢不反应；乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷。d项正确。答案d4既可以用来鉴别乙烷与乙烯，又可以用来除去乙烷中的乙烯以得到纯净乙烷的方法是()a通过足量的naoh溶液b通过足量的溴水c在ni催化、加热条件下通入h2d通过足量的酸性kmno4溶液解析乙烷是饱和烃，不与溴水及酸性kmno4溶液反应，不能使它们褪色。乙烯通过溴水与br2发生加成反应生成液态的1,2二溴乙烷(ch2brch2br)，留在溴水中，b项中的方法可行。而乙烯通过酸性kmno4溶液，会被氧化成co2逸出，这样乙烷中的乙烯虽被除去，却混入了co2，d项中的方法不可行。c项中的方法也不可取，因为通入h2的量不好控制。量少，不能将乙烯全部除去；量多，就会使乙烷中混有h2。而且该反应条件要求高。由于乙烷、乙烯均不能与naoh溶液反应，故a项中的方法不可取。答案b5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。有人设计下图所示装置进行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)图中装置可盛放的试剂是(填序号)：_；_；_；_。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)使用装置的目的是_。(4)使用装置的目的是_。(5)确认含有乙烯的现象是_。解析乙烯和二氧化硫两种气体都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但使品红溶液褪色的只有so2，因此应先通过品红溶液检验so2，并确认so2被完全吸收后再通过酸性高锰酸钾溶液确认c2h4的存在。答案(1)abad(2)装置中的品红溶液褪色(3)将so2气体完全吸收，排除对乙烯确认实验的干扰(4)检验so2是否已完全被吸收(5)装置中的品红溶液不褪色，装置中的酸性kmno4溶液褪色课后作业(十五) 基础巩固一、乙烯的结构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乙烯分子的碳碳双键中有一个键易断裂d乙烯的分子式可表示为(ch2)2解析乙烯分子中碳原子间是双键，有两对共用电子对，a错误；碳原子半径应比氢原子大，b错误；乙烯分子中含有碳碳双键，其中有一个键容易断裂，而使乙烯的化学性质较为活泼，故c正确；分子式表示分子的组成即分子中原子的种类和个数，乙烯的分子式为c2h4，故d错误。答案c2能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是()a乙烯分子里碳氢个数比为12b乙烯完全燃烧生成的co2和水的物质的量相等c乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，且1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol溴d乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析碳氢原子个数比为12，是对乙烯的组成分析，而不是证明碳碳双键存在的事实；b与a的实质是一样的，根据生成的co2和水的物质的量相等，也只能推断出碳、氢原子个数比为12，a、b错误；加成反应是不饱和烃的特征性质，1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol溴，说明乙烯分子中含有一个碳碳双键，c正确；能够使酸性高锰酸钾溶褪色是不饱和烃的特征，并不能说明一定含有碳碳双键，也不能定量地说明乙烯分子的结构中只含有一个碳碳双键，d错误。答案c3下列说法不正确的是()a乙烯属于不饱和链烃，乙烷属于饱和链烃b乙烯分子中所有原子处于同一平面上，乙烷分子中所有原子不都在同一平面上c1 mol乙烯所含ch单键的数目与0.5 mol乙烷所含ch单键的数目相同d根据乙烯的结构可知，乙烯也可能发生取代反应解析c2h4中含有碳碳双键，属于不饱和链烃，a项正确；乙烯为平面结构，所有原子共面，乙烷相当于2个ch3结合而成，所有原子不可能共面，b项正确；1 mol c2h4含有4 mol ch键，0.5 mol c2h6含有3 mol ch键，c项错误；乙烯分子中的h原子在一定条件下也能被其他原子取代，d项正确。答案c二、乙烯的性质4从南方向北方长途运输水果时，常常将浸泡有高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中，其目的是()a利用高锰酸钾溶液杀死水果周围的细菌，防止水果霉变b利用高锰酸钾溶液吸收水果周围的氧气，防止水果腐烂c利用高锰酸钾溶液的氧化性，催熟水果d利用高锰酸钾溶液吸收水果产生的乙烯，防止水果早熟解析运输水果时，将浸泡有高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中，高锰酸钾可与水果产生的乙烯反应，乙烯属于水果催熟剂，降低乙烯的浓度，从而可防止水果早熟。答案d5下列物质不可能是乙烯加成产物的是()ach3ch3bch3chcl2cch3ch2oh dch3ch2br解析做这种类型的题时，一定要抓住加成反应的特点：“断一加二，从哪里断，从哪里加”，所以ch2=ch2加成应该是每个碳原子上加一个原子或原子团，所以加成后每个碳原子上至少有两个h原子，b选项不符合。答案b61 mol乙烯与氯气发生加成反应，反应完全后，其产物与氯气在光照的条件下发生取代反应并反应完全，则两个过程中共消耗氯气()a3 mol b4 mol c5 mol d6 mol解析根据ch2=ch2cl2ch2clch2cl,1 mol乙烯与氯气发生加成反应，消耗1 mol氯气；加成反应的产物1,2二氯乙烷与氯气在光照的条件下发生取代反应，并且反应完全，消耗4 mol氯气。两个过程中消耗的氯气的总的物质的量是5 mol。答案c7下列反应不属于加成反应的是()ach2=ch2hclch3ch2clb2ch3ch35o22co26h2o答案b8甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净的甲烷，可依次将其通过下列哪组试剂的洗气瓶()a澄清石灰水，浓h2so4b溴水，浓h2so4c酸性高锰酸钾溶液，浓h2so4d浓h2so4，酸性高锰酸钾溶液解析应把乙烯转化为co2或直接吸收才能提纯甲烷。方法一：混合气体通过溴水吸收c2h4，然后用浓h2so4干燥ch4；方法二：混合气体通过酸性高锰酸钾溶液，然后用澄清石灰水(或naoh溶液)吸收co2，最后用浓h2so4干燥ch4。答案b能力提升9下列说法中，错误的是()a无论乙烯与br2的加成，还是乙烯使酸性kmno4溶液褪色，都与分子内含有碳碳双键有关b用溴的四氯化碳溶液或酸性kmno4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷c相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同d利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷解析乙烯分子中含有碳碳双键，决定了它的性质与甲烷、乙烷等烷烃的性质有所不同。乙烯的加成反应和氧化反应都与分子中的碳碳双键有关，a项正确；乙烯能与溴水和酸性kmno4溶液反应，但是乙烷不能，故能用溴的四氯化碳溶液或酸性kmno4溶液鉴别乙烯和乙烷，b项正确；乙烯和甲烷中氢的质量分数不同，故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量不同，c项错误；甲烷燃烧产生淡蓝色火焰，乙烯燃烧，火焰明亮有黑烟，d项正确。答案c10.如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。对该有机物的叙述不正确的是()a该有机物可能的分子式为c2hcl3b该有机物的分子中一定有键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解析据球棍模型知该有机物可为c2hcl3，a正确；据碳的成键特点知b正确；类比c2h4的结构知c正确；若为c2h4与hcl加成则产物为c2h5cl，不符合成键情况，d错误。答案d是单烯烃r和h2发生加成反应后的产物，原烯烃分子结构中碳碳双键可能存在的位置有、5个位置，故r的可能结构有5种。答案b12相同状况下，1体积某气态烃只能与1体积cl2发生加成反应，生成氯代烷，1 mol此氯代烷可与4 mol cl2发生完全取代反应，则该烃的结构简式为()ach2=ch2bch3ch=ch2cch3ch3dch2=chch=ch2解析1体积气态烃只与1体积氯气发生加成反应，说明该烃中含有1个双键，又生成氯代烷1 mol可与4 mol cl2发生完全的取代反应，说明气态烃分子中含4个氢原子。答案a13将15 g ch4和c2h4的混合气体通入盛有足量溴水的容器中，溴水的质量增加了7 g，则混合气体中ch4和c2h4的体积之比为()a12 b21 c32 d23解析烷烃不能与溴水反应，乙烯可与br2发生加成反应，因此，溴水质量增加是因为吸收了乙烯，故乙烯的物质的量为0.25 mol，则甲烷的物质的量为0.5 mol，相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比，即ch4与c2h4的体积之比为21。答案b14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。据图回答下列问题：(1)写出a、c、d的结构简式：a_，c_，d_。(2)写出两步反应的化学方程式，并注明反应类型：_(反应类型_)。_(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ch3ch2oh，其中化学反应为ch2=ch2h2ch3ch3，化学反应为ch2=ch2hclch3ch2cl。答案(1)ch2=ch2ch3ch2clch3ch2oh(2)ch2=ch2h2ch3ch3加成反应ch2=ch2hclch3ch2cl加成反应15某气态的烷烃a与烯烃b的混合气体9 g，其密度为同状况下h2密度的11.2倍，将混合气体通过足量的溴水，溴水增重4.2 g，回答下列问题：(1)写出结构简式：a._，b._。(2)b与丁烯互为_(填“同分异构体”或“同系物”)。(3)写出b与溴水反应的化学方程式：_。解析混合气体的平均相对分子质量是：11.2222.416，所以混合气体中烷烃a是甲烷，且其物质的量是：(9 g4.2 g)16 gmol10.3 mol，而混合气体的物质的量是：9 g22.4 gmol10.4 mol，故烯烃的物质的量是：0.4 mol0.3 mol0.1 mol，因此烯烃的相对分子质量是：4.20.142，烯烃的碳原子数是42143，即c3h6，结构简式是：ch2=chch3，与丁烯互为同系物，与溴水反应的化学方程式为：ch2=chch3br2ch2brchbrch3。答案(1)ch4ch2=chch3(2)同系物(3)ch2=chch3br2ch2brchbrch316下面是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生c2h4并检验c2h4性质的实验。请回答下列问题：(1)a中碎瓷片的作用是_。(2)b装置中反应的化学方程式为_。(3)c装置中可观察到的现象是_。(4)查阅资料，乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳。根据本实验中装置_(填装置字母)中的实验现象可判断该资料是否真实。(5)通过上述实验探究，检验甲烷和乙烯的方法是_(填字母，下同)；除去甲烷中乙烯的方法是_。a气体通入水中b气体通过盛溴水的洗气瓶c气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶d气体通过氢氧化钠溶液解析(1)由题意：石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生乙烯，可知其作用主要是催化剂，加快反应速率；(2)b用于检验乙烯发生加成反应的性质，溴水与乙烯发生加成反应生成1,2二溴乙烷，溴水褪色，反应的方程式为ch2=ch2br2ch2brch2br；(3)c用于检验乙烯，乙烯可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烯被氧化成二氧化碳；(4)乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊，所以根据d中的实验现象可判断该资料是否真实；(5)检测甲烷和乙烯，将两种气体分别通入溴水中，能使溴水褪色的为乙烯，不褪色的为甲烷，或将两种气体分别通入酸性高锰酸钾溶液中，能使之褪色的为乙烯，不褪色的为甲烷；除去甲烷中的乙烯，通入溴水即可，溴水和乙烯加成生成的1,2二溴乙烷是液态，达到分离的目的。答案