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第二节乙烯与有机高分子材料第1课时乙烯一、乙烯的组成、结构、物理性质1.乙烯组成的表示方法2.空间结构3.物理性质_____、稍有气味的气体,___溶于水,密度比空气___。无色难小二、乙烯的化学性质1.乙烯的氧化反应实验现象及反应点燃乙烯火焰明亮,伴有黑烟,同时放出大量热,化学方程式为______________________通入酸性高锰酸钾溶液_____________________C2H4+3O22CO2+2H2O酸性高锰酸钾溶液褪色点燃【微点拨】高锰酸钾将乙烯最终氧化为CO2,所以除去烷烃中的乙烯时不能用酸性高锰酸钾溶液。【情境·思考】乙烯可以作为水果的催熟剂,可以使生果实尽快成熟,但是用浸泡过酸性高锰酸钾溶液的硅藻土与果实或花朵放在一起,可以延长果实或花朵的成熟期,达到保鲜的目的。请解释其中的奥秘。提示:果实或花朵会释放乙烯,乙烯具有催熟的效果,酸性高锰酸钾溶液能将乙烯氧化为二氧化碳气体,减缓果实或花朵成熟,达到保鲜目的。2.加成反应(1)乙烯使溴的四氯化碳溶液(或溴水)_____,反应的化学方程式为_________________________。(2)乙烯与H2加成,反应的化学方程式为______________________。(3)乙烯与H2O加成,反应的化学方程式为_______________________________。CH2＝CH2+Br2→CH2Br—CH2Br褪色CH2＝CH2+H2CH3CH3CH2＝CH2+H2OCH3CH2OH催化剂△催化剂加热、加压(4)加成反应概念:有机物分子中的不饱和碳原子与其他_____________直接结合生成新的化合物的反应。原子或原子团【情境·思考】观察下列漫画,思考:乙烯和二氧化硫使溴水褪色的原理相同吗?提示:不同。SO2使溴水褪色是因为SO2将溴单质还原生成了无色的HBr,乙烯使溴水褪色是因为乙烯与溴单质发生了加成反应生成了无色的二溴乙烷。3.聚合反应(1)乙烯之间相互加成可得到聚乙烯,化学方程式为。(2)认识加成聚合反应①由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分子质量大的聚合物的反应叫做聚合反应。乙烯的聚合反应同时也是_________,称为加成聚合反应,简称加聚反应。加成反应②能合成高分子的小分子物质称为单体;高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位称为_____;含有链节的数目称为_______,通常用n表示。例如:链节聚合度【巧判断】(1)燃烧等质量的乙烯或聚乙烯耗氧量相等。()提示:√。乙烯与聚乙烯最简式相同,燃烧等质量的乙烯或聚乙烯二者耗氧量相等。(2)乙烷中混有乙烯,可通过与H2在一定条件下反应,使乙烯转化为乙烷。()提示:×。乙烯与氢气的反应不能进行到底,并且无法控制氢气的用量,氢气少了无法除净乙烯,氢气过量又引入新的杂质。知识点探究乙烯化学反应的原理【重点释疑】1.乙烯氧化反应的原理探究(1)燃烧反应:C2H4+3O22CO2+2H2O,乙烯中的碳碳键、碳氢键全部破坏。(2)乙烯与酸性高锰酸钾溶液的反应①乙烯与酸性高锰酸钾反应时,碳碳双键被破坏,乙烯被氧化为二氧化碳,高锰酸钾溶液被还原为无色的Mn2+。②应用:高锰酸钾溶液可用于鉴别乙烷和乙烯,但不能用于除去乙烷中的乙烯。2.乙烯加成反应、加聚反应的原理分析(1)乙烯加成反应的示意图(以乙烯与溴加成为例)(2)乙烯加聚反应的示意图CH2＝CH2+CH2＝CH2+CH2＝CH2+……—CH2—CH2—+—CH2—CH2—+—CH2—CH2—+……—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—……(3)乙烯与常见物质的加成反应X2或XY反应条件主要产物应用Br2溴的四氯化碳溶液CH2BrCH2Br鉴别甲烷和乙烯HCl催化剂加热CH3CH2Cl制取纯净的氯乙烷H2O高温、高压和催化剂CH3CH2OH制取乙醇n个CH2＝CH2催化剂(在一定条件下)制备聚乙烯【思考·讨论】(1)为什么甲烷燃烧没有黑烟,而乙烯燃烧有较浓的黑烟?提示:CH2＝CH2+3O22CO2+2H2O,乙烯燃烧时有较浓的黑烟是因为乙烯分子里含碳量(85.7%)比较大,未完全燃烧,产生碳的小颗粒造成的。(2)除去甲烷中的乙烯能否用酸性KMnO4溶液?为什么?提示:不能用酸性KMnO4溶液,因为酸性KMnO4将乙烯最终氧化为CO2,引入新杂质CO2。【案例示范】【典例】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.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.不能在空气中燃烧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【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)掌握乙烯的性质是解答本题的知识基础。(2)结构决定性质,分析丙烯与乙烯结构的相似性,由此推断丙烯的性质。【解析】选C。丙烯与乙烯都含有碳碳双键结构,性质有相似之处。丙烯同样能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错;丙烯与乙烯的元素组成是相同的,可以在空气中燃烧,B错;丙烯也能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使其褪色,C正确;乙烯与HCl加成只生成一种产物一氯乙烷,但是CH2＝CH—CH3与HCl加成,由于氯原子连接的位置有两种情况,加成产物也应该有两种,即:Cl—CH2—CH2—CH3和CH3—CHCl—CH3,它们互为同分异构体,而不是同一物质,D错。【迁移·应用】1.(2019·泰安高一检测)使1mol乙烯与氯气完全发生加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生完全取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量是()A.3molB.4molC.5molD.6mol【解析】选C。C2H4+Cl2→CH2ClCH2Cl,所以1mol乙烯与氯气发生加成反应需要氯气1mol;CH2ClCH2Cl+4Cl2C2Cl6+4HCl,所以1molCH2ClCH2Cl与氯气发生取代反应,最多需要4mol氯气,这两部分之和为1mol+4mol=5mol。2.(2019·福州高一检测)下面是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生乙烯并检验其性质的实验,完成下列问题。世纪金榜导学号(1)A中碎瓷片的作用是___________________。(2)乙烯的电子式为______________________。(3)下列物质中,可以通过乙烯的加成反应得到的是________(填字母代号)。A.CH3CH3B.CH3CHCl2C.CH3CH2OHD.CH3CH2Br(4)运输水果时,为了吸收水果产生的乙烯,防止水果早熟腐烂,常将浸泡有________溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中。【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)乙烯分子中含有碳碳双键,电子式为(3)乙烯与氢气发生加成反应生成CH3CH3,A正确;CH3CHCl2不能通过乙烯的加成反应得到,B错误;乙烯与水发生加成反应生成CH3CH2OH,C正确;乙烯与溴化氢发生加成反应生成CH3CH2Br,D正确。(4)酸性高锰酸钾溶液能吸收乙烯,因此运输水果时,为了吸收水果产生的乙烯,防止水果早熟腐烂,常将浸泡有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中。答案:(1)催化剂(2)(3)ACD(4)酸性高锰酸钾【素养提升】研究表明,很多成熟的瓜果会缓慢释放出乙烯,对其他未成熟的瓜果有催熟作用。长途运输水果时,为防止水果过熟发生腐烂,常常将浸泡有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中。某学校化学兴趣小组的同学学习乙烯后对乙烯的催熟作用产生了浓厚的兴趣。他们积极思考想要利用实验室中的药品进行验证。可以选用的药品有乙烯、高锰酸钾固体、青苹果。实验设计如下:实验1:集气瓶中放入青苹果,在空气中盖上玻璃片;实验2:集气瓶中放入青苹果,通入一定量的乙烯;实验3:集气瓶中放入青苹果,瓶底放少量KMnO4固体,通入一定量的乙烯。实验4:集气瓶中放入青苹果,瓶底放少量KMnO4固体。问题1.根据所学知识预测三个实验中青苹果成熟最快的是______,成熟最慢的是______。实验2实验4问题2.思考实验中高锰酸钾的作用是什么?提示:与乙烯反应,通过乙烯减少后青苹果的成熟时间变长,证明乙烯有催熟作用。【课堂回眸】