高中 化学 必修 第二册 第七章 有机化合物《第二节 第1课时 乙烯》教学设计

第二节乙烯与有机高分子材料第1课时乙烯[学习目标]1.掌握乙烯的组成及结构特点。2.掌握乙烯的化学性质，知道氧化、加成、聚合反应等有机反应类型。3.了解乙烯在生产及生活中的应用。任务一乙烯的物理性质及结构1．物理性质：乙烯为无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气的略小。2．乙烯的组成与结构(1)乙烯的表示方式分子式电子式结构式结构简式分子模型球棍模型空间填充模型C2H4CH2=CH2(2)乙烯的结构①空间结构②结构特点乙烯分子中氢原子数少于乙烷分子中的氢原子数。碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”。[交流研讨]CH2=CH—CH3分子中共面原子最多有________个，至少有________个。提示：76。CH2=CHCH3可看作CH2=CH2分子中一个氢原子被1个—CH3替代，因此—CH3中的碳原子一定在原平面上，而3个氢原子最多可以有1个氢原子在原平面上，故CH2=CHCH3分子中并不是所有原子都共平面。最多有7个原子、至少有6个原子共平面。1．在下列分子中，能在同一个平面内的原子数最多的是()A．甲烷(CH4) B．一溴甲烷(CH3Br)C．乙烯(CH2=CH2) D．CH3—CH=CH—CH3答案：D解析：A.甲烷是正四面体结构，在一个平面上最多有3个原子；B.一溴甲烷分子是甲烷分子中的1个氢原子被溴原子取代产生的，在一个平面上最多有3个原子；C.乙烯分子是平面形分子，分子中6个原子在同一个平面上；D.可理解为2个甲基取代乙烯分子中的2个氢原子，甲基中的碳原子以及该碳原子上的1个氢原子与乙烯共平面，最多有8个原子在同一个平面内，D正确。2．现有a、b、c三种碳氢化合物，其球棍模型如图，下列有关说法错误的是()A．分子中所有原子共平面的只有bB．a和c分子结构相似，互为同系物C．b分子的结构简式为D．b分子中含有，c分子中所有的共价键都为单键答案：C解析：因为a、b、c三种分子都为碳氢化合物，由三种物质的球棍模型，可知a为甲烷、b为乙烯、c为乙烷，据碳原子成键特点，CH4和CH3CH3分子应为以碳为中心的四面体结构，乙烯分子中六个原子共平面，其结构简式为CH2=CH2，故C错误。任务二乙烯的化学性质及用途1．氧化反应实验现象及反应点燃乙烯火焰明亮且伴有黑烟，同时放出大量的热，化学方程式为C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O通入酸性高锰酸钾溶液中酸性高锰酸钾溶液褪色：CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(KMnO4(H＋)))CO2氧化反应：有机物中加入氧原子或脱去氢原子的反应。eq\a\vs4\al()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直接结合生成新的化合物的反应。(2)乙烯的加成反应反应化学方程式与H2加成CH2=CH2＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH3与HCl加成CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2Cl与H2O加成[交流研讨1]试用三种方法鉴别乙烷和乙烯。提示：①点燃法。乙烷燃烧火焰是淡蓝色的，乙烯燃烧火焰明亮且伴有黑烟。②用酸性高锰酸钾溶液鉴别。乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。③用溴水或溴的四氯化碳鉴别。乙烷不能使溶液褪色，乙烯可以使溶液褪色。[交流研讨2]如何除去乙烷中混有的少量乙烯气体？提示：将气体通过盛溴水的洗气瓶，乙烯和溴发生加成反应生成1，2­二溴乙烷液体，乙烷与溴水不反应。［交流研讨3］用乙烷(CH3CH3)和Cl2反应可以制取氯乙烷(CH3CH2Cl)，用乙烯(CH2=CH2)和HCl反应也能制取氯乙烷，两种方法哪种更好？提示：用CH2=CH2和HCl反应制取更好。乙烷和Cl2发生的是取代反应，生成物中除CH3CH2Cl外，还有C2H4Cl2、C2H3Cl3、C2H2Cl4、C2HCl5、C2Cl6，生成物不纯，产率低。CH2=CH2和HCl发生的是加成反应，无副反应，生成物只有CH3CH2Cl。3.聚合反应(1)聚合反应：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。(2)加聚反应：乙烯的聚合反应同时也是加成反应，这样的反应又被称为加聚反应。(3)聚合物聚乙烯的链节为—CH2—CH2—，n表示聚合度，单体为〖ZZ(Z〗CH2=CH2。4．乙烯的用途(1)乙烯是石油化工重要的基本原料。(2)乙烯产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。(3)在农业生产中乙烯可以作植物生长调节剂。1．甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净的甲烷，下列所选试剂及顺序均正确的是()A．澄清石灰水，浓H2SO4B．酸性KMnO4溶液，浓H2SO4C．溴水，烧碱溶液，浓H2SO4D．浓H2SO4，酸性KMnO4溶液答案：C解析：甲烷性质稳定，通常情况下，不与酸性高锰酸钾溶液、溴水、强酸、强碱等发生反应。而乙烯分子中含有碳碳双键，化学性质比较活泼，与酸性高锰酸钾溶液、溴水等都可以发生反应。由于酸性高锰酸钾的氧化性很强，可以使乙烯分子中的碳碳双键断裂，最终氧化成CO2气体，与甲烷混合在一起。为了得到纯净的甲烷，需用碱液将CO2气体除去。若将混合气体通入溴水中，乙烯可以与Br2发生加成反应生成1，2­二溴乙烷而从混合气体中除去，但是由于溴单质易挥发，甲烷气流中必然会带出溴蒸气。为了得到纯净的甲烷，需用NaOH溶液将Br2吸收，再用浓硫酸吸收水蒸气，最终得到纯净的甲烷气体，故A、B、D错误，C正确；答案选C。2．①、②是两种常见烃的球棍模型，下列对于其共同点的叙述正确的是()A．①、②两种分子中所有的原子都在同一平面B．都能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．都能发生加成反应D．等物质的量①、②完全燃烧时，放出CO2的物质的量相等答案：D解析：由题图可知，①为CH3CH3，②为CH2=CH2。A．饱和碳原子具有甲烷的结构特征，CH3CH3含有2个饱和碳原子，所有原子不可能在同一平面，故A错误；B.CH3CH3的性质稳定，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故B错误；C.CH3CH3不含不饱和键，不能发生加成反应，故C错误；D.乙烷和乙烯分子中均含有2个碳原子，根据碳原子守恒可知，等物质的量①、②完全燃烧时，放出CO2的物质的量相等，故D正确；故答案选D。3．(2023·罗平县月考)下列说法正确的是()A．乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色与乙烯使酸性KMnO4溶液褪色均发生了加成反应B．丙烯和氯气在一定条件下生成CH2=CH—CH2Cl与乙烷和氯气光照下均发生了取代反应C．己烷与溴水混合时溴水褪色与乙烯使溴水褪色均发生了加成反应D．乙烯生成聚乙烯与乙炔生成乙烯均发生了加聚反应答案：B解析：A.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色发生了加成反应，乙烯使酸性KMnO4溶液褪色是KMnO4被还原了，A错误；B.丙烯和氯气在一定条件下生成CH2===CH—CH2Cl，是丙烯中的甲基上的氢原子被Cl原子取代，乙烷和氯气光照下发生取代反应生成CH3CH2Cl，二者均是取代反应，B正确；C.己烷与溴水混合时溴水褪色是由于溴单质从水中转移到己烷中，该过程是萃取，乙烯使溴水褪色是发生了加成反应，生成1，2­二溴乙烷，C错误；D.乙烯生成聚乙烯是发生加聚反应，乙炔生成乙烯是乙炔与氢气发生加成反应，D错误；故选B。1．甲烷、乙烯都能发生的反应为()A．加成反应 B．加聚反应C．还原反应 D．氧化反应答案：D解析：甲烷属于链状烷烃，不能发生加成反应、加聚反应和还原反应，能发生氧化反应，乙烯含有碳碳双键，能发生加成反应、加聚反应、还原反应和氧化反应，因此甲烷、乙烯都能发生的反应为氧化反应。答案选D。2．下列分子中的各原子均在同一平面上的是()A．C2H4 B．CH3ClC．CH3CH===CH2 D．CH3CH3答案：A解析：乙烯分子是一种平面结构，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结构的分子就不可能所有原子在同一平面上。3．加成反应是有机化学中一类重要的反应。下列反应中，属于加成反应的是()A．甲烷与氯气混合后光照发生反应B．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应C．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色D．乙烯在空气中燃烧答案：B解析：A.甲烷和氯气的反应为取代反应，A错误；B.乙烯与溴发生反应，生成1，2­二溴乙烷，是加成反应，B正确；C.乙烯和酸性高锰酸钾溶液的反应是氧化反应，产物为二氧化碳，C错误；D.乙烯在空气中燃烧生成二氧化碳、水，为氧化反应，D错误。4．下列关于乙烯和聚乙烯的说法中，正确的是()A．二者都能使溴水褪色，性质相似B．二者互为同系物C．二者的碳氢原子个数比相同D．二者的分子组成相同答案：C解析：A.乙烯中含有碳碳双键能使溴水褪色，聚乙烯中只含碳碳单键和碳氢键，不具有双键性质，不能使溴水褪色，故A错误；B.两者所含官能团不同，不属于同系物，故B错误；C.聚乙烯是乙烯的加聚产物，碳氢原子个数比相同，故C正确；D.聚乙烯是由n个乙烯分子聚合而成，两者分子组成不同，故D错误；故选C。5．足球比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医会迅速对运动员的受伤部位喷射一种药剂——氯乙烷(沸点为12.27℃)进行局部冷冻麻醉应急处理。(1)氯乙烷用于冷冻麻醉应急处理的原因是__________________________________________________________________________________________________________。(2)制取CH3CH2Cl最好的方法是________(填字母)。A．乙烷与氯气反应 B．乙烯与氯气反应C．乙烷与HCl反应 D．乙烯与HCl反应(3)选择上述方法的理由是________________________________________________________________________________________________________________________；制取发生反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)氯乙烷的沸点较低，易挥发而吸收热量，使局部冷冻麻醉(2)D(3)烷烃的卤代反应是分步进行的，而且反应很难停留在一元取代阶段，所以得到的产物往往是混合物；而用乙烯和HCl反应只有一种加成产物，所以可以得到相对纯净的产物CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3—CH2Cl解析：为制得纯净的氯乙烷，应用乙烯与HCl的加成反应，而不宜用乙烷与Cl2的取代反应。因为乙烯与HCl的加成产物只有一种，而乙烷与Cl2的取代产物是多种氯代烷的混合物。课时测评17乙烯(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)题点一乙烯的组成与结构1．对乙烯的结构，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．乙烯分子在空间上呈平面结构D．乙烯的结构简式为CH2CH2答案：C解析：乙烯分子中碳原子间形成的是双键，有两对共用电子对，A项错误；碳原子的半径应比氢原子的大，B项错误；乙烯的结构简式为CH2===CH2，D项错误。2．能证明乙烯分子中含有一个碳碳双键的事实是()A．乙烯分子中碳、氢原子的个数比为1∶2B．乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等C．乙烯易与溴水发生加成反应，且1mol乙烯完全加成需消耗1mol溴单质D．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色答案：C解析：分子中的碳、氢原子个数比只能说明烃的组成，不能说明其结构特点；燃烧产物的物质的量相等和被酸性KMnO4溶液氧化，不能说明乙烯分子中含有一个碳碳双键；1mol乙烯只能与1mol溴单质加成，说明乙烯分子中含有一个碳碳双键。3．下列有关乙烯的说法正确的是()A．乙烯分子中的碳碳双键中有一个键较易断裂B．乙烯分子中所有原子都在同一平面上，且有4个原子在同一条直线上C．乙烯与氢气发生加成反应所得的生成物分子中，所有原子在同一平面上D．乙烯和环丙烷()的分子组成都符合通式CnH2n，因此它们互为同系物答案：A解析：乙烯分子中碳原子间共用的2对电子对性质不同，其中的1对强度相对较弱，形成的化学键易断开发生化学反应，A项正确；乙烯分子中最多只有2个原子在同一条直线上，B项错误；乙烯与氢气反应后的产物是乙烷，乙烷分子中的所有原子不可能在同一平面上，C项错误；乙烯分子中含有碳碳双键，环丙烷分子中含有碳碳单键，二者虽然满足同一通式，但结构不同，不互为同系物，D项错误。题点二乙烯的性质和用途4．下列关于乙烯的叙述正确的是()①无色气体②难溶于水③有臭味④密度比空气的略小A．①②③④ B．①②C．①②④ D．③④答案：C解析：乙烯是一种无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气的略小。5．下列说法中错误的是()A．无论是乙烯的加成反应，还是乙烷的取代反应都可制得溴乙烷B．无论使用溴水或酸性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．乙烯的化学性质比乙烷的化学性质活泼答案：C解析：乙烯与HBr发生加成反应生成溴乙烷，乙烷可与溴蒸气在光照条件下发生取代反应生成溴乙烷，A正确；溴水或酸性KMnO4溶液均与乙烯反应而褪色，与乙烷均不反应，则溴水或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷，B正确；相同质量的乙烯和甲烷，含H的质量不同，由H原子守恒可知，完全燃烧后生成的水的质量不同，C错误；乙烯分子中含碳碳双键，乙烷分子中均为饱和键，则乙烯的化学性质比乙烷的化学性质活泼，D正确。6．欲制取较纯净的1，2­二溴乙烷，可采取的方法是()A．乙烯与溴化氢加成B．乙烯先与溴化氢加成，再与等物质的量的溴在光照下反应C．乙烯与溴单质加成D．乙烷与溴单质以1∶2的体积比在光照条件下反应答案：C解析：A．乙烯与溴化氢加成生成溴乙烷，A错误；B.乙烯先与溴化氢加成，再与等物质的量的溴在光照下反应，可能有多个氢原子被溴取代，B错误；C．乙烯与溴单质加成，只能生成1，2­二溴乙烷，C正确；D.乙烷与溴单质以1∶2的体积比在光照条件下反应是取代反应，生成物是混合物，D错误；故选C。7．利用下列反应不能制得括号中纯净物质的是()A．乙烯与溴水加成(1，2­二溴乙烷)B．等物质的量的氯气与乙烷在光照下反应(氯乙烷)C．乙烯与水加成(乙醇)D．乙烯与氯化氢在一定条件下反应(氯乙烷)答案：B解析：A．乙烯与溴水加成，产物只有1，2­二溴乙烷，是纯净物，A正确；B.氯气与乙烷的反应为逐步取代，产物有多种，是混合物，B错误；C．乙烯与水的加成产物只有乙醇，为纯净物，C正确；D.乙烯与氯化氢在一定条件下发生加成反应，只生成氯乙烷，为纯净物，D正确；答案选B。题点三加成反应与加聚反应的概念理解及判断8．下列各反应属于加成反应的是()A．CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(点燃))CO2＋2H2OB．CH3CHCH2＋Br2→CH3CHBr—CH2BrC．CH3CH2CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3CH2CH2Cl＋HClD．CH3CH2CH2CH3eq\o(→,\s\up7(高温))CH2CH2＋CH3—CH3答案：B解析：CH4在O2中燃烧，是氧化反应，A项错误；CH3CH===CH2与Br2发生的是加成反应，B项正确；CH3CH2CH3与Cl2在光照条件下发生取代反应，C项错误；CH3CH2CH2CH3发生的是分解反应，D项错误。题点四碳碳双键的性质9．下列有关丙烯的说法错误的是()A．丙烯和乙烯互为同系物B．丙烯不能使溴的四氯化碳溶液褪色C．丙烯分子中所有的原子不可能在同一个平面上D．由丙烯制备丙烷的化学方程式：CH3CHCH2＋H2eq\o(→,\s\up7(一定条件))CH3CH2CH3答案：B解析：A．丙烯和乙烯分子中都含有不饱和的碳碳双键，结构相似，在分子组成上相差1个CH2原子团，二者互为同系物，A正确；B.丙烯含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，B错误；C．丙烯分子中含有饱和C原子，具有甲烷的四面体结构，因此所有的原子不可能在同一个平面上，C正确；D.丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键，在一定条件下能够与H2发生加成反应产生丙烷，D正确。10．某烯烃与H2加成后的产物为，则该烯烃可能的结构简式有()A．1种 B．2种C．3种 D．4种答案：C解析：将两个含有氢原子的碳原子之间的单键变双键即可，如，在①②③④处均可使碳碳单键变为碳碳双键，但①②处位置是等效的，所以该烯烃可能的结构简式有3种。11．如图表示结构模型，小球表示原子序数小于10的原子，短线表示化学键，每个原子都达到稳定结构。下列有关说法正确的是()A．M分子中的所有原子共面B．实验室中，N溶液贮存在玻璃试剂瓶中C．L存在同分异构体D．L能使酸性KMnO4溶液褪色答案：A解析：小球表示原子序数小于10的原子，短线表示化学键，每个原子都达到稳定结构，由题图可知，发生的反应为CH2===CH2＋HF→CH3CH2F。M为乙烯，含碳碳双键，为平面结构，M分子的所有原子共面，故A正确；N为HF，可溶蚀玻璃，故B错误；由乙烷中6个H相同可知，L(CH3CH2F)只有一种结构，不存在同分异构体，故C错误；L(CH3CH2F)不能使酸性KMnO4溶液褪色，故D错误。12．下列叙述错误的是()A．1molCH2===CH2先与HCl发生加成反应，再与Cl2发生取代反应，最多消耗2.5molCl2B.实验室中可用如图所示方法除去CH3CH3气体中的CH2===CH2气体C．实验室中可用酸性的KMnO4溶液鉴别CH3CH3气体和CH2===CH2气体D．工业上可利用CH2===CH2与HCl的加成反应制得纯净的CH3CH2Cl答案：A解析：CH2===CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2Cl，CH3CH2Cl＋5Cl2→CCl3CCl3＋5HCl，最多消耗5molCl2，故A项错误；CH3CH3气体不溶于溴水且不反应，CH2===CH2气体在溴水中发生加成反应生成液态CH2Br—CH2Br，故B项正确；CH3CH3气体不溶于酸性KMnO4溶液且不反应，CH2===CH2气体在酸性KMnO4溶液中被氧化，使酸性KMnO4溶液褪色，故C项正确；CH2===CH2与HCl发生加成反应，得到一种产物CH3CH2Cl，D项正确。13．将CH4和C2H4的混合气体15g通入盛有足量溴水的容器中，溴水的质量增加了7g，则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为()A．1∶2 B．2∶1C．3∶2 D．2∶3答案：B解析：甲烷不能与溴水反应，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eq\f(7g,28g·mol-1)＝0.25mol，则甲烷的物质的量为eq\f(15g－7g,16g·mol-1)＝0.5mol，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2∶1。14．乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一，下图是有关乙烯的一些变化：已知：E是高分子化合物。请回答下列问题：(1)反应⑤的反应类型是________；(2)物质C的最简单同系物的空间结构为____________________________________；(3)写出反应④的化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________________；(4)下列说法正确的是________(填字母)。A．反应①和反应②反应类型相同B．反应②、③可以用于除去乙烷气体中混有的少量乙烯C．物质E能使酸性高锰酸钾溶液褪色D．物质D可用作燃料，缓解化石燃料的危机答案：(1)加聚反应(或聚合反应或加成聚合反应)(2)正四面体(3)CH2==CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))CH3CH2OH(4)D解析：乙烯分子中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色。乙烯和溴能发生加成反应，使溴的四氯化碳溶液褪色。乙烯在一定条件下与氢气发生加成反应生成乙烷，和水发生加成反应生成乙醇。乙烯在一定条件下发生加聚反应生成聚乙烯。(1)反应⑤是乙烯在催化剂作用下生成聚乙烯的反应，故反应类型是加聚反应或聚合反应或加成聚合反应；(2)物质C是乙烯与氢气的加成产物乙烷，它的最简单同系物为甲烷，甲烷的空间结构为正四面体；(3)反应④为乙烯和水在催化剂作用下生成乙醇的反应，反应的化学方程式为CH2CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))CH3CH2OH；(4)A．反应①为氧化反应，反应②为加成反应，故反应类型不相同，故A错误；B.反应③不能用于除去乙烷气体中混有的少量乙烯，因为氢气的量不好控制，若氢气量少，CH2CH2反应不完全，若氢气过量，会引入新的杂质，故B错误；C．物质E为聚乙烯，聚乙烯分子中无碳碳双键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误；D.物质D为乙醇，乙醇具有可燃性，可用作燃料，缓解化石燃料的危机，故