高中化学第二节 乙烯与有机高分子材料集体备课课件ppt

这是一份高中化学第二节 乙烯与有机高分子材料集体备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了课前自主学习，加成反应，聚合度，催熟剂，碳碳双键，课堂合作探究，乙烯的分子结构，分子式，最简式，结构式等内容，欢迎下载使用。
学习任务一　乙烯任务驱动:乙烯是一种重要的化工原料,有什么特殊的结构和性质?1.来源目前工业上生产乙烯的主要途径是从_____中获得。
3.物理性质(通常状况下)
4.化学性质(1)氧化反应。
【想一想】为什么甲烷燃烧没有黑烟,而乙烯燃烧有较浓的黑烟?提示:乙烯燃烧时有较浓的黑烟是因为乙烯分子里含碳量(约85.7%)比较大,未完全燃烧,产生碳的小颗粒造成的。
【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。
②写出乙烯与Br2、H2、HCl、H2O反应的化学方程式:
(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加成聚合反应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。
③认识单体和链节能够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:
【巧判断】(1)乙烯分子的双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应。(　　)提示:×。乙烯分子的双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应。(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。(3)乙烯使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的原理是一样的。(　　)提示:×。乙烯与溴水发生加成反应,乙烯与高锰酸钾发生氧化反应。
5.用途(1)重要的化工原料:用来制造聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。(2)_____的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。(3)在农业生产中作植物生长调节剂和_______。
学习任务二　 烃任务驱动:乙烷、乙烯都属于烃类物质,但结构有差别,烃如何分类?1.烃有机化合物都含有___元素,还常含有氢、氧,以及氮、卤素、硫、磷等元素,其中仅含有___和___两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为___。
2.烃的分类(1)根据烃分子中碳原子间成键方式只含碳碳单键:烷烃;含碳碳双键:烯烃;含碳碳三键:炔烃;含苯环:芳香烃;(2)根据碳骨架不同:链状烃和环状烃;
(3)烃的分类 (4)分子中含有_________的链烃,称为烯烃,属于不饱和烃,通式为CnH2n(n≥2);最简单的烯烃是_____。
3.苯苯是芳香烃的母体,是一种具有环状结构的不饱和烃,其结构式习惯上简写为_____。实际上苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同,常用_______表示苯分子的结构。
【微思考】“一种有机物完全燃烧,产物只有二氧化碳和水,则该有机物一定是烃”这种说法是否正确?为什么?提示:不正确。由燃烧产物只有二氧化碳和水,可以确定该有机物中一定含有碳、氢两种元素,无法确定是否含有氧元素。
【探究任务一】乙烯和烯烃的结构素材情境烯烃和烷烃在结构上有较大差异
【问题探究】1.分子组成及书写方法(1)比较乙烯和乙烷的分子结构,分析乙烯分子为什么比乙烷分子少2个氢原子?提示:因为在乙烷分子中每个碳原子均以单键与其他原子相连,而在乙烯分子中两个碳原子之间以碳碳双键相连,每个碳原子均比乙烷分子中的少连一个氢原子。
(2)乙烯分子中每个碳原子的最外电子层均达到8电子稳定结构了吗?提示:每个碳原子与两个氢原子分别共用一对电子对,与另一个碳原子共用两对电子对,即每个碳原子周围有四对共用电子对,所以均达到了8电子稳定结构。
(3)乙烷的结构简式为CH3CH3,乙烯的结构简式能写成CH2CH2吗?提示:结构简式中碳碳单键可以省略,但碳碳双键不能省略,故乙烯的结构简式不能写成CH2CH2,应写为CH2＝CH2。
2.分子的空间构型(1)乙烯分子中最多有几个原子共面?提示:乙烯分子中所有原子均在同一平面上,即6个原子共面。(2)氯乙烯(CH2＝CHCl)分子中共平面的原子数是________个。 提示:6。CH2＝CHCl中氯原子取代了乙烯分子中一个氢原子,故氯乙烯分子中所有原子共平面。
(3)丙烯分子中最多可以有几个原子共平面?提示:由乙烯的结构可知,如图①②③号氢原子中最多有一个与除这三个氢原子外的原子共平面,因此,丙烯分子中最多可以有7个原子共平面。 (4)(CH3)2C＝C(CH3)2分子中所有碳原子一定共平面吗?提示:所有原子一定不共平面,6个碳原子一定共平面。
3.迁移应用 如图用球棍模型表示的化学反应属于什么反应类型?提示:加成反应。
【探究总结】1.乙烷与乙烯结构的比较
2.甲烷与乙烯结构的应用(1)在甲烷分子中,一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面,其余两个氢原子分别位于平面的两侧。即甲烷分子中最多只有三个原子共面。当甲烷分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时,讨论该原子或原子团的共面问题,可将它看成是原来氢原子的位置。
(2)乙烯分子中所有原子都在同一平面内,键角约为120°。当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。如CH3CH＝CH2、(CH3)2C＝C(CH3)2中的碳原子在同一平面内。
【拓展提升】乙烯分子平面结构的应用1.判断原子能否共面:可把乙烯分子作为模板分析其他含有碳碳双键的分子中原子的共面问题。2.分析分子的对称性:乙烯分子中的4个氢原子是等效的,任意2个氢原子之间都是对称的。所以任意1个氢原子换成其他原子或原子团,所得物质相同,而不是同分异构体。
【探究特训】1.(2019·潍坊高一检测)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。下列表述正确的是(　　)A.乙烯的电子式是 B.乙烯的结构式为CH2＝CH2C.乙烯分子中所有原子共平面D.5.6 L乙烯中含有1 ml C—H键
【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)乙烯的电子式及结构式的正确书写。(2)乙烯的空间构型。
【解析】选C。乙烯的分子式为C2H4,分子中碳原子与碳原子通过两对共用电子对相连接,碳原子与氢原子通过一对共用电子对相连接,其电子式为 ,故A错误;乙烯中含碳碳双键,CH2＝CH2为结构简式,故B错误;碳碳双键为平面结构,乙烯分子中所有原子在同一平面内,故C正确;未说明是否在标准状况下,无法确定物质的量,故D错误。
2.(2020·淮安高一检测)能证明乙烯分子中含有一个碳碳双键的事实是(　　)A.乙烯分子中碳、氢原子的个数比为1∶2B.乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等C.乙烯易与溴水发生加成反应,且1 ml乙烯完全加成需消耗1 ml溴单质D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
【解析】选C。分子中的碳氢原子个数比只能说明烃的组成,不能说明其结构特点;燃烧产物的物质的量相等和被酸性KMnO4溶液氧化,不能说明乙烯分子中含有一个碳碳双键;1 ml乙烯只能与1 ml溴单质加成,说明乙烯分子中含有一个碳碳双键。
【补偿训练】　　1.(2020·衡水高一检测)下列叙述正确的是(　　)A.破坏乙烯分子里 所需吸收的能量是破坏乙烷分子里C—C能量的两倍B.所有烯烃分子都是平面结构C.因为乙烯和甲烷都能在空气中燃烧,所以它们也都能被酸性KMnO4溶液氧化D.符合CnH2n通式的不一定是烯烃
【解析】选D。破坏乙烯分子里 所需吸收的能量小于破坏乙烷分子里C—C能量的两倍,A错误;所有烯烃分子中一定共平面的原子是6个,其他的原子不一定共面,B错误;甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化,C错误;符合CnH2n通式的除了烯烃还有环烷烃,D正确。
2.在有机物①CH3CH3、②CH2＝CH2、③CH3CH2CH2CH3、④ 、⑤C2H6、⑥CH3CH＝CH2中,一定互为同系物的是________,一定互为同分异构体的是________。(填编号) 
【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)烯烃的同系物必须含有碳碳双键。(2)分子式相同的物质一定不是同系物。【解析】结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的同一类物质互为同系物;分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体。答案:②⑥、①③、①④、③⑤、④⑤　③④
【延伸探究】(1)在⑥中所有碳原子共面吗?提示:根据乙烯的分子结构可知,CH3—CH＝CH2分子中的3个碳原子一定共平面。(2)①和⑤属于什么关系?提示:①是乙烷的结构简式,⑤是乙烷的分子式,它们均表示乙烷,为同一物质。
【探究任务二】乙烯和烯烃的性质1.氧化反应 【实验情境】【实验7-2】(1)点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象。(2)将乙烯通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中,观察现象。
【问题探究】　已知酸性KMnO4溶液可将CH2＝CH2氧化为CO2,思考能否用酸性KMnO4溶液鉴别CH4和CH2＝CH2?能否用酸性KMnO4溶液除去CH4中的少量CH2＝CH2杂质气体?提示:CH4与酸性KMnO4溶液不发生反应,而CH2＝CH2能使酸性KMnO4溶液褪色,因此可以用酸性KMnO4溶液鉴别二者,但酸性KMnO4溶液能把CH2＝CH2最终氧化为CO2,使CH4中混入新的杂质,因此不能用酸性KMnO4溶液除去CH4中的CH2＝CH2。
2.加成反应 【实验情境】【实验7-3】将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中,观察现象。
【问题探究】(1)乙烯通过加成反应可以变为饱和烃吗?提示:可以,乙烯与氢气发生加成反应后可以生成乙烷,变为饱和烷烃。(2)乙烯分别通入溴水和溴的四氯化碳溶液中,现象相同吗?提示:不完全相同,溶液都褪色,但是前者液体分层,下层是油状液体,而后者液体不分层。
(3)乙烯使溴水和高锰酸钾溶液均能褪色,其原理一样吗?提示:不一样。乙烯和溴水发生的是加成反应,和高锰酸钾溶液发生的是氧化反应。(4)CH2＝CHCH3与HCl发生加成反应只生成一种加成产物吗?提示:不是。CH2＝CHCH3与HCl发生加成反应,可能生成 ,也可能生成 。
3.迁移应用(1)乙烯与乙烷的鉴别方法有哪些?提示:方法一:将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中;溶液褪色的为乙烯,溶液不褪色的为乙烷。方法二:将两种气体分别通入酸性KMnO4溶液中;溶液褪色的为乙烯,溶液不褪色的为乙烷。方法三:点燃两种气体,火焰较明亮,有黑烟的为乙烯,另一种为乙烷。
(2)如何除去乙烷中的乙烯?提示:将混合气体通过盛溴水的洗气瓶,如图所示。
【易错提醒】(1)乙烯是可燃性气体,点燃乙烯前一定要检验其纯度。(2)不能使用H2或酸性KMnO4溶液除去乙烷中的乙烯。因为H2的用量不易控制,乙烯不能完全除去或引入新的杂质H2;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能把乙烯氧化为CO2。
【探究总结】1.乙烯和乙烷的结构与性质比较
2.烯烃加成反应的特点加成反应是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,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。
【探究特训】1.下列各反应中属于加成反应的是(　　)A.CH2＝CH2+H—OH CH3—CH2—OHB.H2+Cl2 2HClC.2C3H6+9O2 6CO2+6H2OD.CH3—CH3+2Cl2 CH2Cl—CH2Cl+2HCl
【解析】选A。B是无机反应中的化合反应,不属于加成反应;C为氧化反应,D为取代反应。A为乙烯与H2O的加成反应。
2.(2020·福州高一检测)下列物质不可能是乙烯加成产物的是(　　)A.CH3CH3　　　　　D.CH3CH2Br【解析】选B。CH2＝CH2加成反应时,应该是每个碳原子上加一个原子或原子团。
【补偿训练】　　1.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】选C。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。A选项,乙烯的加成反应和氧化反应过程中碳碳双键断裂,故正确;B选项,乙烯能与溴的四氯化碳溶液和酸性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,故正确;C选项,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,故错误;D选项,甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,乙烯燃烧,火焰明亮且伴有黑烟,故正确。
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,可以燃烧,B错;丙烯也能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应,C对;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。
3.某烯烃与H2加成后的产物为 ,则该烯烃可能的结构简式有(　　)A.1种　　　　B.2种C.3种D.4种【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)在两个含有氢原子的碳原子之间的单键变双键。(2)注意等效氢的位置。
【解析】选C。将两个含有氢原子的碳原子之间的单键变双键即可,即 ,在①②③④处均可使碳碳单键变为碳碳双键,但①②处位置是等效的,所以该烯烃可能的结构简式有3种。
使酸性高锰酸钾溶液褪色
1.苏轼的《格物粗谈》中有这样的记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”按照现代科技观点,该文中的“气”是指(　　)A.氧气　　　B.乙烯　　　C.生长素　　　D.甲烷【解析】选B。乙烯具有催熟作用,因此“气”指的是乙烯。
【补偿训练】　　(2019·徐州高一检测)甲烷和乙烯是两种重要的有机物,关于它们的说法不正确的是(　　)A.乙烯是重要的化工原料B.甲烷和乙烯互为同系物C.甲烷和乙烯可以用溴水加以鉴别D.甲烷是最简单的有机物,是天然气的主要成分
【解析】选B。A.乙烯是重要的化工原料,正确;B.甲烷和乙烯的结构不相似,二者不互为同系物,错误;C.乙烯能使溴水褪色,而甲烷不能,正确;D.甲烷是最简单的有机物,是天然气的主要成分,正确。
2.下列说法错误的是(　　)A.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色B.将四氯化碳滴入溴水中,振荡后水层接近无色C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是因萃取所致D.乙烯易发生加成反应
【解析】选C。A项,乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,是由于乙烯发生了氧化反应,正确;B项,四氯化碳使溴水变成无色,是发生了萃取,是物理变化,由于溴易溶于四氯化碳,从而使水层接近无色,正确;C项,乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是发生了加成反应,是化学变化,错误;D项,乙烯能与多种物质发生加成反应,正确。
【补偿训练】　　下列物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是(　　)A.二氧化硫　　　B.甲烷　　　C.乙烯　　　D.丁烯【解析】选B。甲烷不能被高锰酸钾氧化,其他均可。
3.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”代表不同的短周期元素的原子。下列对该有机物的叙述不正确的是(　　)A.该有机物分子式可能为C2HCl3B.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发生加成反应得到
【解析】选D。据球棍模型知该有机物分子式可能为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。
【补偿训练】　　1.(2020·成都高一检测)某课外活动小组设计了以下四种方案除去乙烷中混有的少量乙烯,并得到纯净干燥的乙烷,合理的是(　　)
A.①②④　　B.①②③　　C.②③④　　D.①②③④
【解析】选D。①和②C2H4与Br2发生加成反应生成液态1,2-二溴乙烷而除去C2H4,①NaOH溶液除去挥发出来的Br2蒸气,浓硫酸除去水蒸气,②碱石灰除去挥发出来的Br2蒸气和水蒸气,①和②均正确;③和④酸性KMnO4溶液将C2H4氧化为CO2,NaOH溶液和碱石灰都能吸收CO2,浓硫酸和碱石灰都能吸收水蒸气,③和④也正确。
2.(双选)下列有关乙烯的说法,其中错误的是(　　)A.聚氯乙烯是食品包装袋的原材料B.乙烯分子里所有原子都在同一平面上,且碳氢键之间的键角约为120°C.乙烯的化学性质比乙烷活泼D.乙烯和环丙烷( )的分子组成符合通式CnH2n,因此它们属于同系物
【解析】选A、D。聚氯乙烯有毒,乙烯加聚生成的聚乙烯是食品包装袋的材料,故A错误;乙烯分子是平面结构,所有原子都在同一个平面上,且碳氢键之间的键角约为120°,故B正确;乙烯分子中含有C＝C,其中1个C—C容易断裂,化学性质比乙烷活泼,容易发生加成、氧化反应,故C正确;乙烯与环丙烷结构不相似,不是同类物质,不属于同系物,故D错误。
4.足球比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医会迅速对运动员的受伤部位喷射一种药剂——氯乙烷(沸点为12.27 ℃)进行局部冷冻麻醉应急处理。
(1)氯乙烷用于冷冻麻醉应急处理的原因是___________。 (2)制取CH3CH2Cl最好的方法是___________。 A.乙烷与氯气反应　　B.乙烯与氯气反应C.乙烷与HCl反应D.乙烯与HCl反应(3)选择上述方法的理由是_______________________; 制取发生反应的化学方程式为____________________。