高二化学第三节 乙烯、烯烃人教版

高二化学高二化学第三节第三节 乙烯、烯烃乙烯、烯烃人教版人教版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 第三节 乙烯、烯烃 二. 教学目标： 1. 了解乙烯的物理性质和用途，掌握乙烯的化学性质和制法。 2. 了解加成、聚合以及不饱和烃的概念。 3. 了解烯烃在组成结构、物理、化学性质上的异同。 三. 教学重点、难点： 重点：乙烯的化学性质和实验室制法。 难点：聚合反应、乙烯的实验室制法。 四. 知识分析： 1. 乙烯的分子结构和性质 （1）结构：平面结构，键角为，结构式是120 H H HCCH，结构简式是。 22 CHCH （2）物理性质：无色、稍有气味，难溶于水，比空气略轻的气体。 （3）化学性质 氧化反应 OHCOOCHCH 22222 223 点燃 褪色 ) ( 4 22 HKMnO CHCH 加成反应 )( 232 23 222 332 22 制酒精 催化剂 催化剂 OHCHCHOH ClCHCHHCl BrCHBrCHBr CHCHH CHCH 聚合反应 聚乙烯 n CHCHCHnCH 2222 催化剂 2. 乙烯的制法和用途 （1）工业制法 以石油为原料制得 （2）实验室制法 药品：浓硫酸、酒精 原理：OHCHCHOHCHCH C SOH 222 42 23 170 浓 装置：与制取、等的装置类似。 2 ClHCl 收集：排水法收集。 （3）用途 重要的化工原料，可用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂、植物生长调节剂等。 3. 烯烃 （1）组成：通式是)2( 2 nHC nn （2）结构：链烃，分子中只含一个碳碳双键。 （3）性质 物理性质 相对密度增大 熔点、沸点升高 相对分子质量增大 一系列烯烃分子组成与结构相似的 化学性质 . 能使酸性溶液褪色a 4 KMnO . 能燃烧，燃烧通式为：b OnHnCOO n HC nn2222 2 3 点燃 . 加成反应，与、等加成。如：c 2 H 2 XHXOH2 3 | 2232 CH Br CH Br CHBrCHCHCH 3 | 3 3 | 2 | 232 CH Cl CHCH CH CH Cl CHHClCHCHCH . 加聚反应，如：d n CH CH CH CHCHnCH 2 | 3 23 催化剂 4. 乙烯的实验室制法： 在 170和浓硫酸存在的条件下，酒精分解生成乙烯。这个反应的化学方程式是： OHCHCHOHCHCH C 22223 170 浓硫酸 注意事项：注意事项： 烧瓶、导气管等仪器，要在加入药品之前先检验其气密性，气密性合格的仪器才 能使用。 实验中所用的药品之一是浓硫酸，其作用是酒精分解的催化剂和脱水剂，为了保 证有足够的脱水性，硫酸要用 98%的浓硫酸，酒精要用无水酒精，浓硫酸和无水酒精的体 积比以为宜。1:3 将浓硫酸与无水酒精混合时，要遵循浓硫酸稀释的原理，按浓硫酸溶于水的操作 方法混合无水酒精和浓硫酸，即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中， 并用玻璃棒不断搅拌无水酒精和浓硫酸的混合物。不规范的操作或错误的操作，都可能导 致热的、有强腐蚀性的液体飞溅，酿成人被灼伤等不良事故。 由于反应物都是液体而无固体，所以要向烧瓶中加入碎瓷片，以防液体受热时剧 烈跳动。 烧瓶的耐热性较差，直接接触火焰时易炸裂，一旦烧瓶炸裂，无水酒精和浓硫酸 溢漏的不良后果是严重的。因此，烧瓶要垫石棉网加热，以防烧瓶炸裂。 在无水酒精和浓硫酸的混合物中生成乙烯气体的适宜温度是 170左右。实验中要 通过加热使无水酒精和浓硫酸混合物的温度迅速上升到并稳定于 170左右。 温度计要选用量程在 200300之间的为宜。温度计的水银球要置于反应物的 中央位置，因为需要测量的是反应物的温度。 实验结束时，要先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，反之，会导致水被倒吸。 问题讨论： 为什么实验室中制取乙烯气体的实验装置中没有分液漏斗？ 实验中所用的浓硫酸和无水酒精两种液体是按体积比预先混好后一次性加入烧瓶1:3 内的，这样可不用分液漏斗。还有，烧瓶的瓶塞上已有导气管和温度计了，若再使用分液 漏斗也难以设计。 是否可用排空气法收集乙烯气体？ 一般不用排空气法收集乙烯气体，因为乙烯气体与空气的密度很接近，排空气法收集 到的乙烯气体纯度不高。 疑难辨析： 实验室中用无水酒精和浓硫酸制取乙烯气体，加热不久，烧瓶内的液体就变成了 黑色，这是为什么？ 浓硫酸有多种特性。在加热的条件下，无水酒精和浓硫酸混合物的反应除可生成乙烯 等物质以外，浓硫酸还能将无水酒精氧化生成碳的单质等多种物质，碳的单质使烧瓶内的 液体带上了黑色。浓硫酸将无水酒精氧化的化学反应比较复杂，其中有 OHSOCSOHOHCHCH 224223 5222)(浓 OHSOCOSOHOHCHCH 224223 7424)(浓 OHSOCOSOHOHCHCH 2224223 9626)(浓 由上述的无水酒精和浓硫酸发生的氧化还原反应可知，实验室中用无水酒精和浓硫酸 为试剂，制得的乙烯气体中往往混有、等气体。CO 2 CO 2 SO 实验室中用无水酒精和浓硫酸为试剂制取乙烯气体时，为什么要使反应物的温度 迅速上升到并稳定在 170左右？ 无水酒精和浓硫酸混合物的反应，反应产物种类与温度密切相关。在 170的温度下 主要产物是乙烯和水，在 140的温度下主要产物是乙醚和水。 C OHCHCHOCHCHOHCHCH 140 2322323 2 浓硫酸 当温度高于 170时，无水酒精和浓硫酸之间发生的氧化还原反应更加突出，反应产 物有、等多种。CO 2 CO 2 SO 【典型例题典型例题】 例 1 甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到干燥纯净的甲烷，最好依次通过盛有下列哪组试 剂的洗气瓶。 （ ） A. 澄清石灰水，浓 42SO H B. 酸性溶液，浓 4 KMnO 42SO H C. 溴水，浓 42SO H D. 浓，酸性溶液 42SO H 4 KMnO 解析：解析：要除去甲烷中混有的乙烯，必须满足试剂能吸收乙烯而不能吸收甲烷，不能引 入新杂质，且最后甲烷中不能含水蒸气，需要特别注意的是，乙烯易被酸性溶液 4 KMnO 氧化而生成二氧化碳气体，二氧化碳气体不能被浓硫酸除去。 答案：答案：C 例 2 现有两种烯烃：和（R 为烃基） ，它们的混合物进行聚合 22 CHCH 22 CRCH 反应，产物中可含有（ ） n CHCH 22 n CHCRCHCH 2222 n CRCHCHCH 2222 n CHRCHRCHCH 22 n CRCH 22 A. B. C. D. 解析：解析：两种不同的烯烃混合发生聚合反应，可能发生自聚得产物和，也可能发生 共聚得产物和。 答案：答案：D 例 3 有机物能与发生加成反应，其加成后的产物是 2，2，3三甲基戊烷，mol1 2 1Hmol 则此有机物可能的结构简式有 、 、 、 。 分析：分析：首先写出 2，2，3三甲基戊烷的结构简式： | 3 323 | 33 CH CHCHCHCCH CHCH 因有机物与发生加成反应且生成烷烃，所以原有机物为烯烃。在加成mol1 2 1Hmol 产物的结构简式中，凡 CC 上的碳原子都结合有氢原子的，原来都可能为 C=C。 答案：答案： | 3 23 | 33 CH CHCHCHCCH CHCH | 3 33 | 33 CH CHCHCCCH CHCH | 3 323 | 23 CH CHCHCCCH CHCH 例 4 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和气体中有乙烯和二氧化硫。 () () () () （1）、装置可盛放的试剂是：I ；II ；III ；IV （将下列有关试剂的序号填入空格内） ； 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）确证含有乙烯的现象是 。 解析：解析：乙烯和二氧化硫都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，但乙烯不与氢氧化钠 溶液反应，也不与品红溶液反应。利用氢氧化钠溶液来除去二氧化硫，用品红溶液是否褪 色来检验二氧化硫是否除尽，除尽二氧化硫后，才能用酸性高锰酸钾溶液来确证乙烯的存 在。 答案：答案：（1）A、B、A、D；（2）装置中品红溶液褪色；（3）除去二氧化硫气体， 以免干扰乙烯的实验；（4）检查二氧化硫是否除尽；（5）装置中的品红溶液不褪色， 装置中的酸性高锰酸钾溶液褪色。 例 5 把 1L 含和的混和气体通过催化剂，使和发生 22 CHCH 2 HNi 22 CHCH 2 H 加成反应，反应完全后，气体体积变为 YL（气体体积均在同温同压下测定） 。若 在 1L 混和气体中的体积分数为 X%，则 X、Y 的关系一定不正确的是（ 22 CHCH ） A. B. %1XY%11XY C. D. 5 . 0%1XY5 . 0%11XY 解析：解析：因化学反应方程式为（1）当时， 62242 HCHHC iN 加热 1:1: 242 HHC VV 和恰好完全反应，此时，所以 C 有可能。 （2）当 42H C 2 H5 . 0%1XY 时，过量，不足，此时，所以 A 有可能。 （3）当1:1: 242 HHC VV 42H C 2 H%1XY 时，不足， 过量，此时，所以 B 有可能。1:1: 242 HHC VV 42H C 2 HYX%11 答案：答案：D 【模拟试题模拟试题】（答题时间：45 分钟） 一. 选择题 1. 用乙烯为原料制取聚氯乙烯，需经历的反应有（ ） A. 取代与加成 B. 加成与加聚 C. 氧化与聚合 D. 取代与加聚 2. 在标准状况下，某和组成的混合气体，完全燃烧时耗用相同体积氧气，则 42H CCO 和的体积比是（ ） 42H CCO A. B. C. D. 任意比4:11:41:1 3. 实验测得乙烯与氧气混合气体的密度与空气相同，可知其中乙烯的质量分数是（ ） A. B. C. D. % 0 . 25% 6 . 27% 4 . 72% 0 . 75 4. 在 20时，某气态烃与氧气混合，装入密闭容器中，点燃爆炸后，又恢复到 20， 此时容器内气体的压强为反应前的一半，经氢氧化钠溶液吸收后，容器内几乎真空，此烃 的化学式可能是（ ） A. B. C. D. 4 CH 62H C 83H C 42H C 5. 把摩跟摩混合于密闭容器中，在适当条件下反应达到平衡时生成 P 摩m 42H Cn 2 H ，若将所得平衡混合气完全燃烧生成二氧化碳和水，需要氧的物质的量为（ ） 62H C A. B. 2 33 n pmnm 3 C. D. 2 3 n mp n m3 2 3 6. 在相同条件下完全燃烧甲烷、丙烷、乙烯，如生成相同质量的水，则甲烷、丙烷、乙 烯的体积比是（ ） A. B. 1:1:11:2:1 C. D. 1:1:22:1:2 7. 可以用于区别乙烯和乙烷的试剂是（ ） A. 酸性高锰酸钾溶液 B. 溴水 C. 溴化钠溶液 D. 浓硫酸 8. 下列关于乙烯与乙烷分子结构的叙述正确的是（ ） A. 乙烯分子中碳碳双键的键长大于乙烷分子中碳碳单键的键长 B. 乙烯分子中的碳、氢原子都处在同一平面上，而乙烷分子中的碳、氢原子不处在同 一平面上 C. 乙烯和乙烷分子中碳氢键的键角都是120 D. 乙烯分子中碳碳双键的键能大于乙烷分子中碳碳单键的键能，但略小于碳碳单键的 两倍 9. 两种气态烃的混合气体，完全燃烧后得到标准状况下的和mol1 . 0L584 . 3 2 CO ，下面说法中不正确的是（ ）OHg 2 6 . 3 A. 一定有甲烷 B. 可能有乙烯 C. 一定没有甲烷 D. 一定没有乙烷 10. 某乙烯与氧气组成的混合气的密度是氢气的 14.5 倍，由此可知该混合气中乙烯的体 积分数为（ ） A. 25% B. 27.6% C. 75% D. 72.4% 二. 计算题 1. 将某烃与标准状况下的氧气通入一密闭容器中，点燃恰好反应，将燃mol3 . 0L68.15 烧产物全部通入足量的石灰水，使石灰水增重，并生成白色沉淀，将余下气体g 6 . 19g20 通过足量的灼热的氧化铜，使氧化铜的质量减少，试推断这种烃的化学式并写出在上g4 . 6 述条件下的燃烧方程式。 2. 甲烷、乙烯的混合气体 8L（标准状况） ，通过装有足量溴水的洗气装置后，该装置质 量增加，计算：g8 （1）生成 1，2二溴乙烷多少克？ （2）混合气体中甲烷、乙烯的体积各为多少升？ 参考答案参考答案 一. 选择题 1. D 2. A 3. C 4. CD 5. C 6. B 7. AB 8. BD 9. C 10. C 二. 计算题 1. 与该烃点燃反应的氧气为反应生成物中，由于可使在mol3 . 0)(7 . 0 4 . 22 68.15 molCuO 灼热时质量减少，则一定有，其物质的量为COxmol CuOCO 2 COCu m 1 16 6.4x 解得)(4 . 0molx 设燃烧生成的为，为，其质量之和为。 2 COymolOH2zmolg 6 . 19 32 CaCOCO 1 100 20y 解得)(2 . 0moly 则生成的水物质的量为 )(6 .