来自石油和煤的两种基本化工原料标准教案Word下载.doc

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乙烯的生产规模、产量、技术水平标志着一个国家石化工业发展的水平。

近几十年来，我国在乙烯的生产和利用上发展迅速，2008年全国乙烯生产能力约1000万吨.到底乙烯是怎样的物质呢？

如何从石油中得到乙烯呢？

我们一起来探究下，按照课本59页图3－6组装石蜡油的分解实验，将生成的乙烯气体分别通入到溴的CCl4溶液、酸性高锰酸钾溶液中，并用排水法收集一试管气体点燃，大家看到什么现象？

在溴的CCl4溶液和酸性高锰酸钾溶液中通入乙烯后褪色了，而点燃乙烯出现了大量的黑烟。

在前面，我们学习了甲烷的有关性质，甲烷能不能使溴的CCl4溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色？

不能

我们常说结构决定性质，乙烯的性质与甲烷的差异是由其不同的结构导致的，乙烯与烷烃的结构有何差异呢？

请同学们参照课本59页乙烯的球棍模型和比例模型，写出乙烯分子的分子式，电子式、结构式和结构简式。

一、乙烯的分子组成和结构

分子式：

C2H4，　电子式：

结构式：

结构简式：

CH2==CH2　

在乙烯分子中，二个碳原子和四个氢原子在同一个平面上，键角为1200，碳与碳之间以双键的形式存在。

分子构型：

平面型；

键角：

120°

，连接方式：

乙烯分子在结构上最大的特点就是含有一个碳碳双键，是不饱和烃。

像这样分子中含有碳碳双键的烃类叫做烯烃。

乙烯是最简单的烯烃，乙烯分子的这种不饱和性使得其化学性质非常活泼，可以发生很多化学反应。

二、乙烯的性质

过渡：

通过刚才的实验，大家能总结出乙烯具有的物理性质吗？

无色稍有气味的气体，比空气轻，难溶于水。

1、物理性质：

结合刚才的实验，大家能总结乙烯的化学性质吗？

2、化学性质：

能够燃烧，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，能使溴水褪色

（1）氧化反应

a.在空气中燃烧：

乙烯在空气中燃烧后的产物是什么？

二氧化碳和水

C2H4+3O22CO2+2H2O

乙烯在空气中燃烧时，为什么还会有黑烟？

这是因为乙烯中碳元素含量较大，发生不完全燃烧，反应中有碳单质生成。

为什么乙烯能使酸性的高锰酸钾溶液褪色？

b.使高锰酸钾溶液褪色

说明了乙烯能和酸性高锰酸钾溶液反应，对吧。

那么，我们回忆一下，上节课我们学过，甲烷能与酸性高锰酸钾溶液反应吗？

那么，从这两个对比实验中，大家能得到什么结论吗？

甲烷和乙烯那个更活泼呢？

乙烯

没错，乙烯的性质更加活泼。

在前面我们就提到，乙烯的双键结构可能会对它的性质产生影响，使得它的性质有别与甲烷。

甲烷与酸性高锰酸钾不反应，而乙烯由于具有这种特殊的双键结构，使得乙烯能与酸性高锰酸钾反应。

对于这个反应，我们并不需要掌握化学反应方程式的书写，我们只需要掌握它褪色及褪色的原因。

所以，我们可以利用酸性高锰酸钾来鉴别甲烷和乙烯。

乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是由于发生了氧化还原反应，把乙烯气体通入到溴的四氯化碳溶液中，褪色的原因又是什么呢？

这是因为乙烯和溴发生了加成反应，那乙烯的加成反应究竟是怎样一个过程？

首先，是溴分子中一根键断开，同时乙烯中的碳碳双键也有一个键断开，然后两个溴原子分别加到两个不饱和的碳原子上，生成了1，2—二溴乙烷。

1，2—二溴乙烷是一个系统命名法，在必修部分我们并不需要掌握这种命名法，我们在选修部分将会有详细介绍，现在，我们只需要知道，这物质叫做1，2—二溴乙烷。

类似这种有机物分子中双键（或叁键）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，叫做加成反应。

副板书：

（2）加成反应：

其实，很多物质可以和乙烯发生加成反应。

例如氢气、氯气、盐酸和水在一定条件下都可以和乙烯发生反应。

现在大家就试一下，大家根据加成反应的过程原理，模仿刚才我们所讲的乙烯和溴的反应，请大家书写一下乙烯和氢气、氯气、氯化氢的反应方程式。

看来大家掌握得还不错。

其实，加成反应并不难，我们来总结一下它的规律。

“断一加二，产物单纯”。

何谓“断一”，反应物单键断开，双键一个键也断开；

何谓“加二”，两个原子或原子团分别加到两个碳原子上；

“产物单纯”，说明只生成一个化合物。

“断一加二，产物单纯”

好了，乙烯的化学性质的学习我们就学到这。

我们说过，乙烯的双键结构使得乙烯所表现的化学性质有别于甲烷。

我们学习了乙烯的氧化反应和加成反应。

乙烯的氧化反应通过两个方面来介绍，第一，乙烯能与氧气反应，而且产物和甲烷在空气中点燃的产物是一样的，生成了CO2和H2O。

第二，乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

而本节课的重点是乙烯的加成反应，大家需要理解加成反应的过程和特点，千万不要死记硬背。

19世纪欧洲许多国家都使用煤气照明，煤气通常是压缩在桶里贮运的，煤气用完后桶里总剩有一种油状液体，但长时间无人问津。

1825年英国科学家法拉第对这种液体产生了浓厚兴趣，他花了整整五年时间提取这种液体，从中得到了一种含碳氢的无色油状液体。

热拉尔等化学家测定该物质的分子式为C6H6，并命名为苯。

这就是今天广泛使用的化工原料——苯。

二、苯

这瓶试剂瓶里装有的是苯，取少许苯加入试管中，请大家观察苯是什么颜色的？

无色的液体

有的同学还闻到了特殊的气体，苯是一种无色有特殊气味的液体。

我向其中加少许水，振荡，静置，大家看到什么现象？

苯与水出现了分层现象

说明苯是难溶于水，而且苯是在水层的上方，说明苯的密度比水小。

1、苯的物理性质：

无色、特殊气味液体，密度比水小，不溶于水，是一种重要溶剂，沸点：

80.1℃易挥发，熔点：

5.5℃

科学家又是怎样推知苯的结构的呢？

热拉尔等化学家测定了苯的分子式为C6H6，通过计算其中碳的质量分数为92.3%。

苯分子中碳含量之高使化学家为之惊讶。

但苯分子的结构到底是怎样的呢？

从此科学家踏上了探求苯分子结构的漫漫征途。

斗转星移，整整40余个春秋。

德国科学家凯库勒是一位极富想象力的学者，曾提出碳四价和碳原子间可形成链状结构等重要学说，但即使是这样一位想象力丰富的学者也为定势思维所约束，一直认为苯分子为链状结构，因而苦思冥想不得其解。

请大家写出符合C6H6组成的可能的无支链的链式结构。

A．CH≡C—CH2—C≡CH

B．CH3—C≡C—C≡C—CH3

C．CH2=CH—CH=CH—C≡CH

D．HC≡C—CH—C≡CH

大家写出的苯的结构有何特征？

含有碳碳双键或碳碳三键

若苯分子为上述结构之一，则其应该具有什么重要化学性质？

能否运用我们学过的知识设计实验验证你写的结构式是否正确。

有的同学说，没有学过碳碳三键的有关性质，在这里，我提醒一下大家，碳碳三键的性质与碳碳双键的性质很相似，都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。

下面请大家通过实验来验证：

将苯分别加入到溴水和高锰酸钾溶液中。

通过刚才的实验，大家能得到什么结论？

苯分子的结构中不存在碳碳双键或碳碳三键

通过上面实验我们否定了苯的链状结构。

苯分子的结构究竟如何，这在十九世纪是个很大的化学之谜。

化学家为此又提出了许多结构，如：

但是这些结构都被实验给一一推翻了，到底苯分子的结构式是怎样的呢？

在1864年的冬天，德国著名的化学家凯库勒正为之殚精竭虑。

一天晚上，在书房里打起了瞌睡，眼前又出现了旋转的碳原子。

碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲，忽见一蛇抓住了自己的尾巴，并旋转不停。

凯库勒像触电般地猛醒过来，整理苯环结构的假说，悟出苯分子中6个碳原子形成六角环，然后在每个碳原子接上一个氢原子，苯分子结构豁然而得。

他先以（Ⅰ）式（如图1）表示苯结构。

1866年他又提出了（Ⅱ）式，后简化为（Ⅲ）式，也就是我们现在所说的凯库勒式。

投影：

图1凯库勒提出的苯分子的几种结构式

但是，我们已经通过苯与溴水及酸性高锰酸钾溶液的实验，证明了苯分子中不存在碳碳双键，说明凯库勒式还不是很完美。

后来，随着超真空扫描隧道显微镜以及X-射线等技术下，研究表明了：

（1）苯分子具有平面正六边形结构

（2）其中的6个碳原子之间的键完全相同

（3）是一种介于单键和双键之间的独特的键

究竟如何表示苯分子结构呢？

常用来表示苯分子。

但是，为了纪念凯库勒对苯分子结构的巨大贡献，现在一般仍可沿用凯库勒结构式表示苯分子，但不可理解为单双键的交替。

２、苯分子结构

或

根据“结构”决定“性质”，苯的这种结构特征决定了苯可能会有什么样的性质？

3、化学性质

在前面的实验中，我们知道苯与溴水是不会发生反应的，但是苯与液溴在催化剂（FeBr3）的作用下，苯与溴单质发生反应，苯环上的氢原子被溴原子取代，生成溴苯和溴化氢。

溴苯是一种无色液体，密度比水的密度大。

板书:

①取代反应

苯不仅可以与液溴发生取代反应，苯在50℃～60℃时，在浓硫酸作用下，还可以与浓硝酸发生取代反应，生成硝基苯。

硝基苯是一种无色油状液体，有苦杏仁气味，有毒，密度比水大，不溶于水。

苯分子虽然没有典型的双键特性，但是苯在特定条件下，也可以发生加成反应。

比如在镍催化下，可以与氢气加成。

②　加成反应

（环己烷）

苯和其它烃一样，也可以燃烧生成二氧化碳和水。

因为苯中含碳量高，故燃烧不充分，会出现黑烟。

③　氧化反应