化学必修 第二册第二节 乙烯与有机高分子材料精品导学案

乙烯与有机高分子材料（1）

核心知识点一：

一、乙烯

1. 乙烯的分子结构

【注意】①乙烷分子中的的单键可以旋转，而乙烯分子里的碳原子之间的共价键是双键，碳碳双键不能旋转，从而使乙烯分子中的2个碳原子和4个氢原子都处于同一平面内，它们彼此之间的键角都是120°，如图所示：

②乙烯的结构简式不能写成CH2CH2，而应写成CH2 = CH2，即必须把其中的碳碳双键表达出来，一定不能省略。

③由于乙烯分子里碳碳双键中的两个碳碳键（两对共用电子）不完全相同，其中一个键不稳定，发生化学反应时易断裂，因此乙烯的化学性质活泼。

④乙烯分子里既存在碳碳非极性键，又存在碳氢极性键。

2. 乙烯的化学性质

（1）氧化反应

①燃烧：现象：火焰明亮，伴有黑烟。

化学方程式：C2H4＋3O22CO2＋2H2O。

②和酸性KMnO4溶液反应

现象：酸性KMnO4溶液褪色。

结论：乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化。

（2） 加成反应

①将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中

现象：溴的四氯化碳溶液褪色。

化学方程式：。

②加成反应定义：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。

书写下列加成反应的化学方程式：

【理解加成反应的要点】

①加成反应发生在不饱和碳原子上，是不饱和有机物的特征反应。

②加成反应的特点是“断一加二，都进来”，只生成一种有机物。

“断一”是指双键或三键中的一个不稳定键断裂；“加二”是指加入两个其他原子或原子团；“都进来”是指加入的两个其他原子或原子团分别与不饱和碳原子连接，生成一种新的化合物。

（3）聚合反应

①定义：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乙烯自身加成生成聚乙烯的方程式：

该反应是聚合反应，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。其中，—CH2—CH2—称为链节，n称为聚合度，小分子乙烯称为聚乙烯的单体。

【注意】①链节与单体的组成元素相同，但结构不同；单体是一种物质，而链节不是物质，不能单独存在。

②由单体写聚合物时，单体的主链不一定是链节的主链，如聚丙烯不能写成，应该是，原来在主链中的-CH3变成了支链。

③聚合反应得到的高分子聚合度n一般不等，所以聚合物是混合物，没有固定的熔、沸点。

核心知识点二：

二、烃

1. 烃的定义

仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。

【注意】烃的组成中仅含碳、氢两种元素，如果有其他元素存在，则一定不属于烃，如CH3Cl、CH3CH2OH等。

2. 烃的分类

依据：烃分子中碳原子间成键方式的不同及碳骨架的不同。

【注意】烯烃（除乙烯外）与乙烯具有相似的化学性质，如CH2=CHCH3、CH2=CH-CH=CH2等均能使酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色。

①饱和烃：分子中的碳原子之间只以单键结合，剩余价键均被氢原子“饱和”的烃称为饱和烃，如烷烃。

②不饱和烃：分子中碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”的烃称为不饱和烃，如烯烃、炔烃、芳香烃。

③烯烃和炔烃

若不饱和烃中的不饱和碳原子为双键碳原子，即烃分子存在碳碳双键，这样的烃称为烯烃。若烃分子中存在碳碳三键，则称为炔烃。

④链状烃和环状烃

如果烃分子碳骨架中不存在环状结构，称之为链状烃。烯烃和炔烃一般是指链状烃，乙烯和乙炔分别为最简单的烯烃和炔烃。

⑤芳香烃

a. 苯是属于具有环状结构的不饱和烃，其结构简式习惯上简写为。实际上苯分子中6个碳原子间的共价键完全相同，是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的碳碳键，所以常用表示。

烃分子中若含有苯环，则该烃被称为芳香烃。苯是芳香烃的母体。

b. 芳香族化合物：分子中含有苯环的有机物。

苯的组成与结构

其中，苯环中的碳碳之间的键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，苯分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。

3. 甲烷、乙烯的结构及性质比较

①甲烷中只有单键，能在光照条件下与氯气等物质发生取代反应；不存在碳碳双键，不能使酸性KMnO4溶液褪色，也不能使溴的四氯化碳溶液褪色。

②乙烯分子中由于存在碳碳双键，且双键中的其中一个键容易断裂，故乙烯比甲烷活泼。乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，这个过程中乙烯被氧化；乙烯能与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色；乙烯还能与水、氯化氢、氢气等多种物质发生加成反应；乙烯还能发生加聚反应。

4. 加成反应与取代反应的区分

加成反应只增不减，取代反应有增有减。

对加成反应概念的理解：

加成反应的概念：有机物分子中的碳碳双键或碳碳三键两端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。

（1）双键（三键）“两端的碳原子”包括双键（或三键）两端有两个碳原子和只有一个碳原子两种情况。如下列两类反应都是加成反应：

（2）“其他原子或原子团”可以是分子内的，也可以是分子间的；可以是不同种分子间的，也可以是同种分子间的。如下列两个反应也都是加成反应：

（3）取代反应与加成反应的比较

核心知识点一：

1. 下列说法错误的是（    ）

A. 无论是乙烯与Br2的加成反应，还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，都与乙烯分子内含有碳碳双键有关

B. 溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以用来鉴别乙烯和甲烷

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. 乙烯易与Cl2发生加成反应且1mol乙烯完全加成需消耗1molCl2

【答案】C

【解析】乙烯分子中含有碳碳双健，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过程中都发生碳碳双键的断裂，A项正确；乙烯能与溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液反应，但是甲烷不能，故能用溴的四氧化碳溶液或酸性KMnO4溶液鉴别乙烷和甲烷，B项正确；乙烷和甲烷中氢元素的质量分数不同，故相同质量的乙烷和甲烷完全燃燃后产生的水的质量不同，C项错误；乙烯发生加成反应时，碳碳双键中的1个键断裂，分别与氯原子形成新的共价健，即1mol乙烷与1molCl2发生加成反应生成1mol的1，2-二氯乙烷，D项正确。

2. 下列物质不可能是乙烯加成产物的是（　　）

A. CH3CH3 

B. CH3CHCl2

B. CH3CH2OH   

D. CH3CH2Br

【答案】B

【解析】A项CH2==CH2和H2加成可生成CH3CH3；C项CH2==CH2和H2O加成可生成CH3CH2OH；D项CH2==CH2和HBr加成可生成CH3CH2Br；C项中两个氯原子在同一个碳上，CH2==CH2和任何含氯物质加成都不能生成，故选B。

根据乙烯的转化图，完成下列问题：

（1）①③的反应类型为___________

（2）丙的结构简式为___________

（3）反应②的化学方程式为___________

（4）反应④为工业上乙烯制乙醇的反应，其化学方程式为___________

【答案】（1）加成反应         

（2）BrCH2CH2Br

（3）CH2=CH2 + 3O22CO2 + 2H2O

（4）CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH

【解析】（1）CH2=CH2与HC1、Br2均可以发生加成反应。

（2）溴与乙烯发生加成反应，产物为BrCH2CH2Br。

核心知识点二：

1. 下列说法正确的是（    ）

A. 碳碳间以单键结合，碳原子的剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃

B. 分子组成符合CnH2n+2（n为正整数）的烃一定是烷烃

C. 正戊烷分子中所有原子均在一条直线上

D. 碳、氢原子个数之比为1∶3的烃有2种

【答案】B

【解析】符合条件的还可以是环烷烃，如，A项错误。在烷烃分子中，与饱和碳原子相连的4个原子一定位于四面体的4个顶点上，所以正戊烷分子中的所有原子不可能在一条直线上，C项错误。碳、氢原子个数之比为l：3的烃只有乙烷，D项错误。

已知异丙苯的结构简式如图所示，下列说法错误的是（    ）

A. 异丙苯的分子式为C9H12

B. 异丙苯能发生加成反应

C. 异丙苯中碳原子可能都处于同一平面

D. 异丙苯能发生取代反应

【答案】C

【解析】异丙苯的结构简式为，其分子式为C9H12，A项正确。异丙苯在一定条件下能与H2发生加成反应，B项正确。异丙苯分子中有2个-CH3，所有碳原子不可能都处于同一平面，C项错误。异丙苯分子中的苯环和侧链上都可以发生取代反应，D项正确。

（答题时间：25分钟）

一、选择题

1. 下列关于有机物的说法不正确的是（　　）

A. 乙烷可以发生取代反应，不能发生加成反应

B. 乙烯可以作水果催熟剂

C. 甲烷和乙烯都可以与氯气反应，且反应类型相同

D. 乙烯可以通过加聚反应制备聚乙烯

2. 下列有关烃的说法正确的是（　　）

A. 烃分子中除了含碳和氢之外，还可能含其他元素

B. 根据烃分子中碳原子间成键方式不同，可把烃分为饱和烃和不饱和烃

C. 分子中含有苯环的有机物就是芳香烃

D. 乙烯和乙炔分子中都含有不饱和键，故它们互为同系物

3. 下列关于乙烯和乙烷的各种说法中，错误的是（　　）

A. 乙烯是不饱和烃，乙烷是饱和烃

B. 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，乙烷则不能

C. 乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键的键能的两倍，因此乙烯比乙烷稳定

D. 乙烯分子为平面结构，乙烷分子为立体结构

4. 下列反应中不属于加成反应的是（　　）

A. 由乙烯制乙醇

B. 乙烷在空气中燃烧

C. 乙炔和溴反应生成1，1，2，2-四溴乙烷（）

D. 由乙烯制聚乙烯

5. 苯乙烯是合成聚苯乙烯的化工原料，反应的化学方程式为

下列有关说法正确的是（　　）

A. 苯乙烯通过加聚反应合成聚苯乙烯

B. 苯乙烯和聚苯乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C. 苯乙烯、聚苯乙烯均为纯净物

D. 聚苯乙烯的结构单元是

6. 将溴水分别与四氯化碳、己烷、己烯、酒精四种试剂混合，充分振荡后静置，下列现象与所加试剂不相吻合的是（　　）

7. 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______________。

8. 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。

根据如图回答下列问题：

（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________________________________________________________________________

（反应类型____________）。

1.【答案】C

【解析】乙烷为饱和烃，碳原子的化合价已经达到饱和，不能发生加成反应，故A正确；乙烯为植物生长的调节剂，可以作水果催熟剂，故B正确；甲烷与氯气发生取代反应，乙烯与氯气发生加成反应，二者反应类型不同，故C错误；乙烯含有碳碳双键，可发生加聚反应，可用于制备聚乙烯，故D正确。

2.【答案】B

【解析】烃是分子中只有碳和氢元素的有机物，A错误；含苯环的碳氢化合物才属于芳香烃，C错误；乙烯和乙炔分子结构不同，不为同系物，D错误。

3.【答案】C

【解析】乙烯分子中含有碳碳双键，性质活泼，易发生加成反应，遇某些氧化剂发生氧化反应。乙烯为平面结构。

4.【答案】B

【解析】乙烷在空气中燃烧为氧化反应。

5.【答案】A

【解析】聚苯乙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B项错误；聚苯乙烯是混合物，C项错误；聚苯乙烯的结构单元是，D项错误。

6.【答案】D

【解析】四氯化碳与溴水混合，四氯化碳将溴从溴水中萃取出来，得到溴的四氯化碳溶液，该溶液呈橙色，由于四氯化碳密度大于水，在下层，水层的颜色变浅，呈淡黄色，A正确；己烷和溴水混合，己烷将溴从溴水中萃取出来，得到溴的己烷溶液，该溶液呈橙色，己烷密度小于水，在上层，水层的颜色变浅，呈淡黄色，B正确；己烯和溴水混合发生加成反应，溴水褪色并分层，分层后水在上层，生成的二溴己烷在下层，C正确；溴水和酒精混合，不分层，D错误。

7.【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

【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。

8.【答案】（1）CH2＝CH2　CH3CH2Cl　CH3CH2OH

（2）CH2＝CH2＋H2CH3CH3　加成反应

CH2＝CH2＋HClCH3CH2Cl　加成反应

【解析】根据烃A的用途知A为乙烯，则B为CH3CH3，C为CH3CH2Cl，D为CH3CH2OH，E为聚乙烯。其中化学反应①为CH2＝CH2＋H2CH3CH3，化学反应②为CH2＝CH2＋HClCH3CH2Cl。