人教版必修2 第3章第2节 来自石油和煤的两种基本化工原料第1课时 学案Word格式.docx

人教版必修2 第3章第2节 来自石油和煤的两种基本化工原料第1课时 学案Word格式.docx

《人教版必修2 第3章第2节 来自石油和煤的两种基本化工原料第1课时 学案Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版必修2 第3章第2节 来自石油和煤的两种基本化工原料第1课时 学案Word格式.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

CH2===CH2＋HCl

CH3CH2Cl。

（3）加聚反应

nCH2===CH2

CH2—CH2（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

C．CH2===CH—CH3D．C8H18

[答案]　C

3．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（n≥2）

[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

①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1∶1。

②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1∶1。

【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

C．1mol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5mol

D．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，1mol乙烯加成需要1mol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4mol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。

[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CH2CH2

B．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。

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（　　）

①CH2===CH2＋H2O

CH3CH2OH

②H2＋Cl2

2HCl

③CH3—CH===CH2＋H2―→CH3—CH2—CH3

④CH3—CH3＋2Cl2

CH2Cl—CH2Cl＋2HCl

A．①③B．②③

C．①④D．②③

[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①是乙烯与H2O的加成反应；

反应②是无机反应中的化合反应；

反应③是加成反应；

反应④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”。

“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===CH—CH3）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Cl—CH2CH2CH3两种产物，故选C。

1．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]　D

2．下列分子中的所有原子均在同一平面上的是（　　）

A．C2H4B．CHCl3

C．CH3CH===CH2D．CH3—CH3

[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。

3．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（CH3—CH2Cl）（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。

4．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H2

D．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（CH2Br—CH2Br），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。

5．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①②③④装置可盛放的试剂是（填序号）：

①________；

②________；

③________；

④________。

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②的目的是_______________

_______________。

（4）使用装置③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）①A　②B　③A　④D

（2）①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）③装置中的品红溶液不褪色，④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。

2．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1∶2

B．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1mol乙烯完全加成需要消耗1mol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1∶2，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1∶2，A、B错误；

加成反应是不饱和烃的特征性质，1mol乙烯完全加成需要消耗1mol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。

3．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

C．1mol乙烯所含C—H单键的数目与0.5mol乙烷所含C—H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；

1molC2H4含有4molC—H键，0.5molC2H6含有3molC—H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。

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。

5．下列物质不可能是乙烯加成产物的是（　　）

A．CH3CH3B．CH3CHCl2

C．CH3CH2OHD．CH3CH2Br

[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。

6．1mol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（　　）

A．3molB．4molC．5molD．6mol

[解析]　根据CH2===CH2＋Cl2―→CH2Cl—CH2Cl,1mol乙烯与氯气发生加成反应，消耗1mol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4mol氯气。

两个过程中消耗的氯气的总的物质的量是5mol。

7．下列反应不属于加成反应的是（　　）

A．CH2===CH2＋HCl

CH3CH2Cl

B．2CH3CH3＋5O2

2CO2＋6H2O

8．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H2SO4

B．溴水，浓H2SO4

C．酸性高锰酸钾溶液，浓H2SO4

D．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。

[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。

10.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C2HCl3

B．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。

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①、②、③、④、⑤5个位置，故R的可能结构有5种。

12．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，1mol此氯代烷可与4molCl2发生完全取代反应，则该烃的结构简式为（　　）

A．CH2===CH2B．CH3CH===CH2

C．CH3CH3D．CH2===CH—CH===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1mol可与4molCl2发生完全的取代反应，说明气态烃分子中含4个氢原子。

13．将15gCH4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7g，则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为（　　）

A．1∶2B．2∶1

C．3∶2D．2∶3

[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

＝0.25mol，则甲烷的物质的量为

＝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．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①②两步反应的化学方程式，并注明反应类型：

①_______________

（反应类型________）。

②_______________

[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①为CH2===CH2＋H2

CH3CH3，化学反应②为CH2===CH2＋HCl

[答案]　

（1）CH2===CH2　CH3CH2Cl　CH3CH2OH

（2）CH2===CH2＋H2

CH3CH3　加成反应

CH3CH2Cl　加成反应

15．某气态的烷烃A与烯烃B的混合气体9g，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4.2g，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：

11.2×

2＝22.4>

16，所以混合气体中烷烃A是甲烷，且其物质的量是：

（9g－4.2g）÷

16g·

mol－1＝0.3mol，而混合气体的物质的量是：

9g÷

22.4g·

mol－1≈0.4mol，故烯烃的物质的量是：

0.4mol－0.3mol＝0.1mol，因此烯烃的相对分子质量是：

4.2÷

0.1＝42，烯烃的碳原子数是42÷

14＝3，即C3H6，结构简式是：

CH2===CH—CH3，与丁烯互为同系物，与溴水反应的化学方程式为：

CH2===CH—CH3＋Br2―→CH2BrCHBrCH3。

[答案]　

（1）CH4　CH2===CH—CH3

（2）同系物

（3）CH2===CH—CH3＋Br2―→CH2BrCHBrCH3

16．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===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br；

（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]　

（1）作催化剂

（2）CH2===CH2＋Br2→CH2BrCH2Br

（3）紫红色褪去

（4）D

（5）BC　B

[拓展拔高]

17．为探