第七章有机化合物第二节乙烯与有机高分子材料第1课时乙烯新教材新素养分层设计.docx

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第七章有机化合物第二节乙烯与有机高分子材料第1课时乙烯新教材新素养分层设计

第七章有机化合物

第二节　乙烯与有机高分子材料第1课时　乙烯

1.认识乙烯的分子结构、主要性质及其应用等。

2.结合乙烯的化学性质体会氧化、加成、聚合等有机反应类型。

新知探究

（一）　乙烯的组成、结构及用途[学考层级]

[自学新教材]

阅读教材，回答下列问题：

1．乙烯分子组成和结构

分子式

电子式

结构式

结构简式

分子结构模型

球棍模型

空间充填模型

C2H4

CH2===CH2

2．乙烯的用途

（1）重要的基本原料，用来制有机高分子材料、药物等。

（2）乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化学工业的发展水平。

[落实新知能]

1．乙烯分子的结构特点

2．乙烷和乙烯的结构比较

乙烷

乙烯

结构式

结构简式

CH3CH3

CH2CH2

碳碳键类别

碳碳单键

碳碳双键

碳原子价键是否饱和

饱和

不饱和

分子内各原子

的相对位置

C、H不全在一个平面内

6个原子全在一个平面内

[注意]　书写结构简式时可省略C—C键，但不能省略C==C。

如乙烯不能写成CH2CH2的形式。

[演练新学考]

1．下列说法中不正确的是（　　）

A．乙烯是石油化学工业重要的基本原料

B．乙烯的产量可用来衡量一个国家工业化程度

C．乙烯是制备有机高分子材料的重要原料

D．甲烷和乙烯均为易燃气体，点燃前均需验纯

解析：

选B　乙烯的产量可用来衡量一个国家的石油化学工业的发展水平，B错误。

2．由乙烯推测丙烯的结构或性质，正确的是（　　）

A．分子中3个碳原子在同一直线上

B．分子中所有原子都在同一平面上

C．分子中共价键的夹角均为120°

D．分子中共价键数为8，其中有一个碳碳双键

3．以下是两种有机物的球棍模型：

代表H原子，代表C原子，请回答下列问题：

（1）Ⅰ、Ⅱ的分子式________、________。

（2）说出Ⅰ、Ⅱ结构上的两点差异：

①_____________________________________；

②_________________________________________________________________。

解析：

从球棍模型可知，Ⅰ为乙烷，Ⅱ为乙烯。

乙烷中有“C—C”，乙烯中有“C==C”，且前者是空间立体结构，后者是平面结构。

答案：

（1）C2H6　C2H4

（2）①Ⅰ中含有碳碳单键，Ⅱ中含有碳碳双键　②Ⅰ是空间立体结构，Ⅱ是平面结构

新知探究

（二）　乙烯的性质[学考层级]

[自学新教材]

阅读材料，回答下列问题：

1．物理性质

颜色

状态

气味

水溶性

密度

无色

气体

稍有气味

难溶于水

比空气略小

2．化学性质

（1）氧化反应

观察乙烯分别与氧气和酸性高锰酸钾溶液反应的实验，并记录现象

实验

现象

①点燃乙烯

火焰明亮，且伴有黑烟，同时放出大量热

②通入酸性高锰酸钾溶液

酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去

试写出上述反应①的化学方程式：

CH22CO2＋2H2O。

（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。

如将乙烯通入溴的四氯化碳溶液（或溴水）中，现象是溴的红棕色褪去，乙烯与溴发生了加成反应，反应的方程式为CH2==CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br。

[注意]　工业上可以利用乙烯和水的加成反应制取乙醇。

（3）聚合反应

①概念：

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举例：

以乙烯为原料合成聚乙烯

单体

能合成高分子的小分子物质

链节

高分子化合物中重复的结构单元

聚合度

高分子化合物中所含链节的数目

③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成聚合反应，简称加聚反应。

[落实新知能]

1．乙烯燃烧时有较浓的黑烟是因为乙烯分子里含碳量比较大，未完全燃烧，产生碳的小颗粒造成的。

2．乙烯能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，前者是因为发生加成反应，后者是因为发生氧化反应，二者褪色原理不同。

3．乙烯与乙烷的鉴别

可选试剂：

酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液（或溴水）。

4．除去乙烷中乙烯

将混合气体通过溴的四氯化碳溶液（或溴水）洗气，但不能用酸性高锰酸钾溶液，因为乙烯被酸性KMnO4溶液氧化的产物是CO2，因此乙烷中混有乙烯时，不能用酸性高锰酸钾溶液除去（引入新的杂质）。

5．取代反应与加成反应的比较

　　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

反应特点

取而代之有进有出

加而成之，有进无出

断键情况

C—H键等断裂

不饱和键断裂

产物特点

至少为两种产物，通常产物较复杂，为混合物

只有有机产物，产物相对较纯净

[注意]　制备较纯净的氯乙烷可以通过乙烯与氯化氢加成的方法，而不能用乙烷的取代反应。

[演练新学考]

1．对比甲烷和乙烯的燃烧反应，下列叙述中正确的是（　　）

A．二者燃烧时现象完全相同

B．点燃前都不需验纯

C．甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色，乙烯燃烧的火焰较明亮且伴有黑烟

D．二者燃烧时都有黑烟生成

解析：

选C　CH4与C2H4都是可燃性气体，若气体不纯，点燃时可能发生爆炸，因此点燃前需验纯；因为二者含碳量不同，故燃烧时的现象不同，甲烷含碳量较低，火焰呈淡蓝色，不产生黑烟，而乙烯含碳量较高，燃烧时火焰较明亮且伴有黑烟，故C选项正确。

2．下列反应中属于加成反应的是（　　）

A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色

B．将四氯化碳滴入碘水中，振荡后水层接近无色

C．乙烯使溴水褪色

D．甲烷与氯气混合，光照一段时间后黄绿色消失

解析：

选C　A项为乙烯的氧化反应；B项不是化学反应；D项是取代反应。

新知探究（三）　加聚产物书写及高聚物单体的判断[选考层级]

[难度增一点]

[答案]　

[典例2]　合成ABS工程塑料的单体是CH2CHCN、CH2CH—CHCH2、C6H5—CHCH2，三者以物质的量比为1∶1∶1均匀混合，生成加聚产物的结构简式为_____________________________________________________________（任写一种）。

[解析]　将CH2CHCN、C6H5—CHCH2分子中的碳碳双键均打开一个键，分别成为和，而CH2CH—CHCH2在断开两个旧的碳碳双键的同时会生成一个新的碳碳双键，成为—CH2—CH==CH—CH2—，三者按一定顺序连接，就可得到加聚产物的结构简式。

[答案]

[知能深一点]

1．由高聚物判断其单体常用的方法有两种

方法一（二四分段法）：

选定高聚物的结构单元，从一侧开始分段，如果在结构单元的主链上遇到CC键，一般可将以CC键为中心的4个C分为一段，其余的每2个C分为一段，从各段的连接处断开，再将单键变成双键，双键变为单键，即可得到单体如：

方法二：

从结构单元的一端开始，利用弯箭头将键转移——箭尾处断开一键，箭头处形成一键，即可得到单体，如：

2．加聚产物的书写方法——关键写出链节

[选考难一点]

解析：

选B　A项，可由乙烯发生加聚反应得到，不符合题意；B项，主链中不可能有5个碳原子出现，符合题意；C项，可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到，不符合题意；D项，可由乙烯与丙烯发生加聚反应得到，不符合题意。

A级—学业水平考试达标练

1．关于乙烯分子结构的说法中，错误的是（　　）

A．乙烯分子里含有碳碳双键

B．乙烯分子里所有的原子共平面

C．乙烯分子中碳碳双键和乙烷分子中碳碳单键相同

D．乙烯分子里共价键之间的夹角为120°

2．除去乙烷中混有的少量乙烯，应采取的简便方法是（　　）

A．将混合气体通入氢氧化钠溶液

B．将混合气体通入溴水

C．将混合气体在催化剂条件下与氢气反应

D．使混合气体中的乙烯气体发生加聚反应

解析：

选B　乙烯和NaOH溶液不反应，A错误；乙烯能和溴水发生加成反应，而乙烷不反应，B正确；氢气的量不好控制，C错误；乙烯虽然能发生加聚反应，但不是最简便方法，D错误。

解析：

选B　A为取代反应，B为加成反应，C为氧化反应，D为取代反应。

4．下列各组物质在一定条件下反应，可以制得较纯净的1,2二氯乙烷的是（　　）

A．乙烷与氯气光照反应

B．乙烯与氯化氢气体混合

C．乙烯与氯气加成

D．乙烯通入浓盐酸

解析：

选C　制备二氯代烷烃常用烯烃与氯气的加成反应，而不用烷烃与氯气发生取代反应，因取代反应产物不纯。

解析：

选D　D项，利用加成反应原理，该反应应生成CH3CH2Br。

6．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：

选C　碳氢原子个数比为1∶2，是对乙烯的组成分析，而不能证明存在碳碳双键，A错误；根据生成的CO2和水的物质的量相等，只能推出碳、氢原子个数比为1∶2，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液褪色是不饱和烃的特征，并不能说明一定含有碳碳双键，D错误。

7．甲烷分子中的四个氢原子都可以被取代。

甲烷分子的四个氢原子都被乙烯基（CH2==CH—）取代得到的产物的结构如下所示，下列对所得分子的描述中不正确的是（　　）

A．分子式为C9H12

B．1mol此分子在一定条件最多能与4molH2发生反应

C．所有碳原子都在同一平面上

D．此物质属于烯烃类物质

解析：

选C　根据结构简式可得出分子式为C9H12，A正确；1mol该分子含4mol碳碳双键，可与4molH2发生加成反应，B正确；甲烷分子中四个氢原子被四个—CH==CH2取代后，其正四面体的基本结构不变，C错误；因含碳碳双键且只有C、H两种元素，因此属于烯烃，D正确。

8.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

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：

选D　由球棍模型知该有机物分子式为C2HCl3，A正确；由碳的成键特点可知分子中含碳碳双键，B正确；类比C2H4的结构可知所有原子共面，C正确；C2H4与HCl加成产物为C2H5Cl，分子中无碳碳双键，D错误。

9．乙烯性质较活泼，能与多种物质反应，是重要的化工原料。

（1）将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液颜色____（填“褪色”或“不变”）。

（2）乙烯在空气中燃烧时会产生黑烟，黑烟的主要活性成分是________（填化学式）。

（3）在CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH中，每生成1mol乙醇，有________mol碳碳双键转化为碳碳单键。

解析：

（1）乙烯分子中含碳碳双键，能被酸性KMnO4溶液氧化，即看到酸性KMnO4溶液褪色。

（2）乙烯分子中含碳量较高，在空气中燃