2023学年完整版《乙烯》学案

《乙烯》学案1．了解烯烃的概念。2．了解乙烯的物理性质、工业制取原理及其在化工生产中的作用。3．掌握乙烯的分子结构，初步体会其结构特点对性质的影响。4．掌握乙烯的化学性质，认识加成反应的特点。要点一eq\a\vs4\al(烯烃)1．概念。分子中含有碳碳双键的一类链烃，属于不饱和烃。2．分子通式。CnH2n(n≥2)，最简单的烯烃为乙烯。要点二eq\a\vs4\al(乙烯)1．乙烯的工业制取原理。操作实验现象B中溶液褪色；C中溶液褪色；D处点燃火焰明亮，有黑烟_实验结论石蜡油分解的产物中含有不饱和烃2.乙烯的组成与结构。分子式电子式结构简式球棍模型比例模型C2H4乙烯的分子构型为平面结构，即乙烯分子中的所有原子均共面。3．乙烯的物理性质。颜色气味状态溶解性密度无色稍有气味气态不溶于水比空气略小4.乙烯的化学性质。(1)氧化反应。①在空气中燃烧。化学方程式：C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O。现象：火焰明亮，有黑烟产生，同时放出大量的热。②与酸性KMnO4溶液反应：乙烯能被酸性KMnO4氧化，而使酸性KMnO4溶液褪色。(2)加成反应。①概念：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团结合生成新的化合物的反应。②乙烯与溴加成。乙烯可使溴的四氯化碳溶液(或溴水)褪色，反应方程式为：CH2CH2＋Br2→_CH2BrCH2Br。③完成乙烯与H2、HCl、H2O反应的化学方程式。a．乙烯与H2反应：CH2CH2＋H2eq\o(→,\s\up14(催化剂),\s\do5(△))CH3CH3。b．乙烯与HCl反应：CH2CH2＋HCleq\o(→,\s\up14(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2Cl。c．乙烯与水(H2O)反应：CH2CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up14(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2OH。④加成反应与取代反应的区别。加成反应是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，其特点是：“断一加二，都进来”。“断一”是指双键或三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。取代反应是分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。其特点是“上一下一，有进有出”。(3)加聚反应：乙烯能自身发生加成反应生成高分子化合物聚乙烯，其反应方程式为nCH2CH2eq\o(→,\s\up7(催化剂))CH2—CH2。5．乙烯的用途。(1)乙烯是重要的化工原料，用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。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)在农业生产中用作催熟剂。【应用思考】1．乙烯燃烧时为什么火焰明亮并伴有黑烟？提示：乙烯燃烧时火焰明亮并伴有黑烟的原因是乙烯的含碳量高。乙烯燃烧不充分时，一部分碳呈游离态，所以冒黑烟，又因该部分碳被烧成炙热状态，所以乙烯的火焰很明亮。2．检验甲烷和乙烯气体可以采用什么方法？除去甲烷气体中的乙烯可以采用什么方法？提示：检验甲烷和乙烯可以选择溴水或酸性KMnO4溶液，出现褪色现象的为乙烯；但是除去甲烷中的乙烯只能用溴水，因为酸性KMnO4溶液可以将乙烯氧化成CO2气体而引入新的杂质。1．关于乙烯的分子结构，描述错误的是(D)A．乙烯的结构简式为：CH2CH2B．乙烯是最简单的烯烃C．乙烯分子中所有的原子都在同一平面上D．乙烯分子中所有的原子都在一条直线上2．既可以用来鉴别乙烯和乙烷，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯的方法是(A)A．通入足量溴水中B．在空气中燃烧C．通入酸性高锰酸钾溶液中D．在一定条件下通入氢气3．下列不可能是乙烯加成反应产物的是(B)A．CH3CH3B．CH3CHCl2C．CH3CH2OHD．CH3CH2Br解析：A、C、D三项分别是乙烯与H2、H2O、HBr的加成反应产物；B项中2个Cl在同一个C上，不可能是乙烯的加成反应产物。4．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是(B)A．石油的产量B．乙烯的产量C．合成纤维的产量D．硫酸的产量eq\x(基)eq\x(础)eq\x(训)eq\x(练)1．从南方往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(C)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．利用高锰酸钾溶液吸收水果产生的乙烯，防止水果早熟而腐烂D．利用高锰酸钾溶液的氧化性，催熟水果解析：长途运输水果时往往会释放乙烯气体，乙烯是水果催熟剂，容易造成水果早熟甚至腐烂、霉变，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，利用高锰酸钾溶液的氧化性吸收水果产生的乙烯，可防止水果早熟。2．下列关于烯烃的说法中不正确的是(D)A．均可在空气中发生燃烧B．均能与氯气发生反应C．烯烃都可使酸性KMnO4溶液褪色D．含碳原子数相同的烯烃与烷烃互为同分异构体解析：碳原子数相同的烷烃和烯烃，由于饱和程度不同，氢原子数不同，不属于同分异构体，D项错；A、B、C显然正确；答案为D。3．某气态的烷烃与烯烃的混合气体9g，其密度为同状况下H2密度的倍，将混合气体通过足量的溴水，溴水质量增加4.2g，则原混合气体的组成为(C)A．甲烷、乙烯B．乙烷、乙烯C．甲烷、丙烯D．甲烷、丁烯解析：已知Mr＝×2＝，则n(混)＝eq\f(9g,g/mol)＝mol，且28>Mr＝>16，所以混合气体中烷烃必为CH4，且n(CH4)＝eq\f(9g－g,16g/mol)＝mol，则n(烯)＝mol－mol＝mol，M(烯)＝eq\fg,mol)＝42g·mol－1＝14n，所以n＝3，即烯烃为C3H6。4．制取纯净的一氯乙烷最好采用的方法是(C)A．乙烷和Cl2反应B．乙烯和Cl2反应C．乙烯和HCl反应D．乙烯和H2、Cl2反应解析：A选项发生取代反应，生成的是混合物；B选项发生加成反应：CH2CH2＋Cl2→CH2ClCH2Cl(1，2­二氯乙烷)；C选项发生加成反应：CH2CH2＋HCl→CH3CH2Cl(一氯乙烷)；D选项乙烯与H2发生反应生成的是乙烷、与Cl2发生反应生成的是1，2­二氯乙烷，均不能生成一氯乙烷。5．关于实验室制备乙烯的实验，下列说法不正确的是(B)A．将浓硫酸和乙醇以3∶1体积比混合加热到170℃反应得到B．温度计插在导管口附近，并且控制温度170℃C．反应容器(烧瓶)中应加入少许碎瓷片，预防液体暴沸D．反应完毕时，应先取出水中的导管，再灭酒精灯火焰解析：温度计要插入反应液中，并且控制温度170℃，B项错；A、B、D显然正确；答案为B。6．下列有关乙烯的说法中，错误的是(D)A．乙烯分子的双键中有一个键较易断裂B．乙烯分子里所有原子都在同一个平面上，为平面型分子C．乙烯的化学性质比较活泼，容易发生加成反应D．乙烯与环丙烷属于同系物解析：乙烯和环丙烷分子式相同，结构不同，一个是链状且存在CC，一个是环状且只由C—C单键构成，不是同系物，故选D。eq\x(能)eq\x(力)eq\x(提)eq\x(升)7．分子式为C6H12，分子中具有3个甲基的烯烃共有(D)A．2种B．3种C．4种D．5种8．下列关于乙烯用途的叙述中，错误的是(C)A．利用乙烯加聚反应可生产聚乙烯塑料B．可作为植物生长的调节剂C．是替代天然气作燃料的理想物质D．农副业上用作水果催熟剂解析：天然气是理想的燃料，C项错；A、B、D显然正确；答案为C。9．实验室常用浓硫酸和乙醇混合加热制取乙烯。请填写下列空白。(1)实验室制乙烯的化学方程式为________________________。(2)关于该实验的说法中正确的是()a．浓硫酸只作催化剂b．可用向下排空气法收集乙烯c．在反应容器中放入几片碎瓷片防止混合液暴沸d．温度计应插入反应溶液液面下，以便控制温度(3)实验后期制得的乙烯气体中常含有杂质气体SO2和CO2，将此混合气体直接通入溴水中，若观察到溴水褪色，能否证明乙烯发生了加成反应？________(选填“能”或“否”)，原因是_________________________________。解析：(1)实验室制乙烯的化学方程式为CH3—CH2—OHeq\o(→,\s\up14(浓硫酸),\s\do5(170℃))CH2CH2↑＋H2O。(2)浓硫酸的作用是乙醇反应的催化剂和脱水剂，a错；不可用向下排空气法收集乙烯，要用排水法收集乙烯，b错；c、d显然正确；答案为c、d。(3)否，因二氧化硫也能使溴水褪色。答案：(1)CH3—CH2—OHeq\o(→,\s\up14(浓硫酸),\s\do5(170℃))CH2CH2↑＋H2O(2)cd(3)否二氧化硫也能使溴水褪色10．为探究乙烯与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OHeq\o(→,\s\up14(浓H2SO4),\s\do5(170℃))CH2CH2↑＋H2O)，将生成的气体直接通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙烯与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，产生的气体有刺激性气味，推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此提出必须先除去杂质，再与溴水反应。请回答下列问题。(1)甲同学设计的实验________(选填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应，其理由是________。A．使溴水褪色的反应，未必是加成反应B．使溴水褪色的反应，就是加成反应C．使溴水褪色的物质，未必是乙烯D．使溴水褪色的物质，就是乙烯(2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是____，它与溴水反应的化学方程式是：___________________________。在验证过程中必须除去杂质气体，为此，乙同学设计了如图所示的实验装置。请回答：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置中可盛放的试剂是：Ⅰ________，Ⅱ________，Ⅲ________。(填序号)A．品红溶液B．NaOH溶液C．溴水D．酸性高锰酸钾溶液(3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应，丙同学提出可用pH试纸来测定反应溶液的酸性，理由是：____________________________________________________________________________________________________________。解析：在实验室制备乙烯的过程中，由于浓硫酸具有强氧化性，可以将一部分乙醇氧化，本身被还原成SO2，SO2具有较强的还原性，可以将溴水还原，所以，要想证明乙烯能与溴水反应，必须除去SO2。一般来说，除去SO2只能用NaOH溶液，为确定SO2有没有彻底除去，可在I装置后加一个盛有品红溶液的试剂瓶，确认完全除去后再