乙烯、烯烃知识精讲一. 本周教学内容乙烯、烯烃二. 重点、难点1. 使学生了解乙烯的物理性质和主要用途，掌握乙烯的分子结构、化学性质和实验室制法，以培养学生分析思维、比较思维的能力。2. 理解加成反应和聚合反应。3. 了解不饱和烃的概念和烯烃在组成、结构、重要化学性质上的共同点，以及物理性质随分子中的碳原子数目的增加而变化的规律性。4. 通过学习对比、体会物质结构与物质性质之间的“内因外因”的辩证关系。三. 具体内容（一）乙烯的结构和组成分子式： 结构式：电子式：结构简式： 强调 乙烯是一种最简单的烯烃。乙烯分子里出现了C=C双键，它所结合的氢原子个数比乙烷少了两个，像这样碳原子所结合的氢原子数少于饱和链烃里的氢原子数的烃，就叫做不饱和烃。乙烯中的C=C可以看成有一个键相当于乙烷中的碳碳键，另一个碳碳键相当于乙烷去氢之后形成的。烯即稀的意思。乙烯是平面型结构，键角都是120，应该值得注意的是：乙烯中的两条键并不是完全等同的，乙烯的C=C中两个键是不一样的，一个稳定，一个不稳定。在化学反应中其中的一条键比较容易断裂而发生反应。乙烯不同与乙烷的结构决定了乙烯有不同于烷的化学性质，主要发生在那个易断裂的键上。（二）乙烯的实验室制法1. 制备原理：无水乙醇、浓硫酸（1:3）浓硫酸在这个反应中是脱水剂，也是催化剂。那么，应加热到什么程度呢？酒精的脱水与温度有很大的关系。温度不同，产物不同。若控制温度在140左右，主要生成乙醚；温度高于170时，浓硫酸会将乙醇氧化为C或CO2，这都是我们所不希望看到的。所以，实验室制乙烯时应控制温度在170左右为宜。在写反应方程式时也应该标明反应的温度。2. 发生装置：应选择实验室制Cl2的装置，由于这个反应需要考虑温度控制。我们在此基础上把分液漏斗改成了温度计。这就是一套典型的液液加热并需要温度控制的反应的装置。3. 收集方法：排水法思考：1. 怎样将浓硫酸和无水乙醇混合？能否在量筒中进行混合?2. 温度计的水银球应在哪个部位？若水银球碰到烧瓶底部，其后果是什么?3. 为什么在容器内要放入数片碎瓷片？4. 加热时应注意什么？为什么？5. 加热的后期，混合液变黑，同时产生的气体有强烈的刺激性气味，其原因是什么？可用什么方法把C2H4提纯？6. 收集乙烯宜采用什么方法？为什么？7. 为什么点燃乙烯前要检验纯度？（三）乙烯的性质1. 物理性质：2. 化学性质（1）氧化反应a. 燃烧 CH2=CH2+3O22CO2+2H2Ob. 使酸性KMnO4溶液褪色（2）加成反应乙烯遇到溴水后，发生了下列变化：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。乙烯还可以和、的加成。例：下列各反应中属于加成反应的是（ ）A. CH2=CH2+HOHCH3CH2OHB. H2+Cl22HClC. D. 思路分析：本题难点是对C项的判断，分子里有一个不饱和碳原子，另一个不饱和原子不是碳原子而是氧原子，这些不饱和原子组成的原子团为，反应是HH分子里的氢原子跟里的不饱和原子直接结合的反应，由此可知，反应符合加成反应的概念，是加成反应。答案：AC（3）加聚反应乙烯和乙烯也能加成。聚乙烯的形成过程CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2乙烯的这种加成反应形成了相对分子质量很大的物质，我们把这种相对分子质量很大的物质叫作高分子化合物，而像乙烯这样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很大的高分子化合物的反应就叫做聚合反应，乙烯的聚合实质上也是一种加成，因此这种反应也叫做加成聚合反应，简称加聚反应。（四）乙烯的用途作为一种植物生长调节剂可以催熟果实。那么除此之外乙烯还有哪些重要用途呢？乙烯是石油化学工业最重要的基础原料，可用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等，乙烯的生产发展带动其他石油化工基础原料和产品的发展。所以一个国家乙烯工业的发展水平，已成为衡量这个国家石油化学工业水平的重要标志之一。乙烯尽管很重要，聚乙烯的性质固然优越，但不要忘记现在我们赖以生存的环境中塑料成灾，到处可见白色垃圾。为了我们的家园，为了我们自己，请大家从一点一滴做起，从自身做起，为我们环境多做一份贡献。（五）烯烃1. 烯烃的概念当碳原子数一定时，每增加一个碳碳键必减少两个氢原子，将烷烃和烯烃的分子组成比较可得，烯烃的通式应为CnH2n。我们所说的烯烃都是指分子中只含一个碳碳双键的不饱和烃，所以也叫单烯烃。烯烃的通式为CnH2n，但通式为CnH2n的烃不一定是烯烃，如其分子式为C4H8，符合CnH2n，但不是烯烃。不难发现在烯烃中碳氢原子个数比为1:2，则碳的质量分数为一定值，是85.7%。2. 烯烃的通式：CnH2n3. 烯烃的性质A. 物理性质名称结构简式常温状态熔点/沸点/相对密度乙烯CH2=CH2气169103.70.566*丙烯CH3CHCH2气185.247.40.51931丁烯*CH3CH2CHCH2气185.36.30.59511戊烯CH2液138300.64051己烯CH2液139.863.30.67311庚烯CH2液11993.60.6970* 乙烯的相对密度是102时的数据* 丁烯前面的“1”表示双键位于第一个碳原子和第二个碳原子之间对于一系列无支链且双键位于第一个碳原子和第二个碳原子之间的烯烃，随着分子里碳原子数的增加，熔沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大；n4的烯烃常温常压下都是气态，其他烯烃在常温常压下为液态或固态，烯烃的相对密度小于水的密度；不溶于水等。B. 化学性质由于烯烃的分子结构相似分子里有一个碳碳双键，所以它们的化学性质与乙烯相似，如能发生加成反应、加聚反应、氧化反应等，可使溴的四氯化碳溶液及KMnO4酸性溶液褪色等。事实上，烯烃不仅可以使溴的四氯化碳溶液褪色，而且可以使溴水褪色，也正是因为烯烃可以使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液以及溴水褪色而烷烃不能，所以可以利用此来鉴别烯烃与烷烃。【典型例题】例1 可以用来鉴别甲烷和乙烯, 又可以用来除去甲烷中混有的少量乙烯的操作方法是（ ）A. 混合气通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶B. 混合气通过盛足量溴水的洗气瓶C. 混合气通过盛水的洗气瓶D. 混合气跟氯化氢混合答案：B解析：本题易错答A、B（1）分析B因为CH4 + Br2水不反应 发生加成反应生成不溶于水的1，2二溴乙烷，从而使通过Br2水洗气瓶后混合气提纯得到纯净CH4。（2）A选项为错误答案, 虽然甲烷与酸性高锰酸钾溶液不反应，乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应，但乙烯与酸性高锰酸钾反应产生其它杂质气体，从而不能达到除去杂质的目的。例2 C5H10的同分异构体可能有（ ）A. 4种 B. 5种C. 8种D. 10种答案：D解析： （1）CH3CH2CH2CH = CH2（2）CH3CH2CH = CHCH3（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）例3 实验室制乙烯时, 常因温度过高而发生副反应。部分乙醇跟浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳、水蒸气和炭黑。请用下列编号为的实验装置设计一个实验, 以验证上述反应后的混合气中含有二氧化碳、二氧化硫和水蒸气。（1）用装置的编号表示其连接顺序（按气体产物从左到右的流向） 。（2）装置中的固体药品为 用以验证的产物是 现象是 。（3）装置中的现象是 验证；装置中溴水的作用是 装置中品红溶液不褪色说明 ；此时盛有装置中出现 可以验证气体的存在。答案：（1）（2）无水CuSO4；H2O；白色固体粉末变蓝色（3）品红褪色；SO2；除去SO2；SO2已除净；浑浊；CO2解析：（1）首先应根据乙烯的实验室制法确认装置为乙烯气制备中气体发生装置, 所以仪器连接顺序为头。（2）为装有各种溶液的洗气瓶, 所以依据题目要求证明混合气中含有水蒸气需在证明SO2、CO2之前, 鉴别水蒸气的试剂应为无水CuSO4固体, 因此中固体药品应为无水CuSO4, 验证产物为水, 现象白色固体粉末变蓝色。（3）二氧化碳气鉴别证明应用澄清石灰水变浑浊事实, 而二氧化硫也可以使澄清石灰水变浑浊, 所以证明混合气CO2存在时必须将SO2除净, 这意味着二氧化碳、二氧化硫证明应二氧化硫证明在前, 设计实验装置连接顺序原则Br2 + 2H2O + SO2 = H2SO4 + 2HBr所以完整分析按气体产物从左到右流向装置连接编号顺序（4）证明SO2存在应通过品红溶液褪色事实说明, 除去SO2显然应用溴水完成。证明SO2除净应通过品红溶液不褪色事实说明, 证明CO2存在应用澄清石灰水变浑浊事实来说明。例4 某烯烃与H2加成后的产物是，则该烯烃的结构式可能有（ ）A. 1种B. 2种C. 3种 D. 4种答案：C解析：（1）需将题干中烯烃结构简式变形为 说明烯烃的链已确定为只须在此链基础上分析确定烯烃的双键位置异构体数目即为此题答案（3）具体解题时首先确认清楚此链中等碳原子1，2号碳原子为等碳原子3，4，5号碳原子为等碳原子为同种物质是一种结构这是错误结构, 带标记碳原子已超过4个共价键。 C为此题正确答案。例5 实验室测得乙烯和氧气混合气体密度是氢气的14.5倍，可知其中乙烯的质量分数为（ ）A. 25%B. 27.6%C. 72.4%D. 75%答案：C解析：这是一个学生极易解答错误的习题，误答为D（1）要认真审题，D答案为乙烯的体积分数而求解的是乙烯的质量分数 （体积比或物质的量比） 或设混合气中乙烯的物质的量为x，氧气的物质的量为y （物质的量比或体积比） （2）需将乙烯在混合气中体积分数转变为质量分数 （m质量） 设混合气中乙烯物质的量为3mol, 氧气物质的量为1mol C选项为正确答案。例6 使1.0体积的某气态烷烃和烯烃的混合气体在足量空气中完全燃烧, 生成2.0体积的二氧化碳和2.2体积的水蒸气（均在120、1.01105Pa条件下测定）, 则混合气体中烷烃和烯烃的体积比为（ ）A. 2:3B. 1:4C. 4:1D. 3:2答案：B解析： 依据题意, 同温同压下 设混合气态烃平均分子组成CxHy 1mol xmol mol 1mol 2mol 2.2mol x = 2 y = 4.4 C2H4.4满足C2H4.4合理组合为CH4C3H6CH4C4H8C2H