2020年高中化學新教材同步必修第二冊 第7章 第二節(jié) 第1課時　乙烯

第二節(jié)乙烯與有機高分子材料第1課時乙烯[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.掌握乙烯的組成及結構特點，體會結構決定性質的觀念，增強“宏觀辨識與微觀探析”的能力。2.掌握乙烯的化學性質，認識加成反應的特點，培養(yǎng)“證據推理與模型認知”能力。3.了解乙烯在生產及生活中的應用，培養(yǎng)“科學態(tài)度與社會責任”。(一)乙烯的分子組成與結構分子式電子式結構式結構簡式球棍模型空間充填模型C2H4CH2CH2(二)乙烯的性質1.乙烯的物理性質顏色狀態(tài)氣味水溶性密度無色氣體稍有氣味難溶于水比空氣略小2.乙烯的化學性質(1)氧化反應①燃燒：現象：火焰明亮，伴有黑煙。化學方程式：C2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(點燃))2CO2＋2H2O。②和酸性KMnO4溶液反應現象：酸性KMnO4溶液褪色。結論：乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化。(2)加成反應①將乙烯通入溴的四氯化碳溶液中現象：溴的四氯化碳溶液褪色?；瘜W方程式：。②加成反應定義：有機物分子中的不飽和碳原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應。書寫下列加成反應的化學方程式：(3)聚合反應①定義：由相對分子質量小的化合物分子互相結合成相對分子質量大的聚合物的反應。②乙烯自身加成生成聚乙烯的方程式：該反應是聚合反應，同時也是加成反應，這樣的反應又被稱為加成聚合反應，簡稱加聚反應。其中，—CH2—CH2—稱為鏈節(jié)，n稱為聚合度，小分子乙烯稱為聚乙烯的單體。(三)乙烯的用途1.乙烯是重要的化工原料，在一定條件下用來制聚乙烯塑料、聚乙烯纖維、乙醇等。乙烯的產量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平。2.在農業(yè)生產中用作植物生長調節(jié)劑。(1)乙烯的結構簡式可書寫為CH2CH2(×)提示乙烯分子中含有，在書寫時，官能團不能省略，應為CH2=CH2。(2)乙烯是一種無色無味，易溶于水的氣體(×)提示乙烯是一種稍有氣味，難溶于水的氣體。(3)乙烯的化學性質比乙烷活潑(√)(4)乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色，反應原理相同(×)提示乙烯使酸性KMnO4溶液褪色發(fā)生的是氧化反應，乙烯使溴水褪色發(fā)生的為加成反應。(5)乙烯聚合生成聚乙烯，本質是每個乙烯分子中的碳碳雙鍵的一個鍵斷裂，相互結合生成聚乙烯，因此也稱為加聚反應(√)1.已知乙烯分子中兩個碳原子和四個氫原子同在一個平面內，推測丙烯(CH2CH—CH3)分子中最多有幾個原子共面？提示丙烯可以認為乙烯分子中的一個氫原子被—CH3取代，且碳碳單鍵可以旋轉，故可以將甲基上的一個H原子旋入面內，故丙烯分子中最多有7個原子共面。2.體育比賽中當運動員肌肉挫傷或扭傷時，隊醫(yī)隨時對準運動員受傷部位噴射藥劑氯乙烷(CH3CH2Cl)(沸點為12.27℃)進行局部冷卻麻醉應急處理，工業(yè)上制取氯乙烷有兩種方案：a.CH3CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CH2Cl＋HClb.CH2CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化劑))CH3—CH2Cl你認為制備氯乙烷的最好方案為________(填“a”或“b”)，并說出選擇該方案及不選擇另一方案的理由。提示最好方案為b。理由：a方案中CH3CH3和Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應，反應產物中除CH3CH2Cl和HCl外，還有很多副產物(如CH3CHCl2、、CHCl2CH2Cl、CHCl2CHCl2、CHCl2CCl3、CCl3—CCl3等)，產物不純，產率低。b方案中CH2=CH2和HCl在一定條件下發(fā)生加成反應，產物中只有CH3CH2Cl，產品純度高、產率高。3.某化工廠廠房有兩罐失去標識的氣體，分別是乙烷和乙烯，怎么用化學方法鑒別哪一罐是乙烷氣體或乙烯氣體？請設計出實驗方案。提示方案一，將兩氣體分別通入到溴水中，溴水褪色的為乙烯，則不褪色的為乙烷。方案二，將兩氣體分別通入到酸性KMnO4溶液，紫紅色褪色的為乙烯，不褪色的為乙烷。方案三，將兩氣體分別在空氣中燃燒，火焰明亮，且伴有黑煙的為乙烯，無黑煙的為乙烷。4.含有碳碳雙鍵的有機物很多，其性質和乙烯相似，寫出下列要求的方程式。(1)丙烯與溴水反應：CH3—CH=CH2＋Br2→。(2)丙烯在一定條件下加聚生成聚丙烯：nCH3—CHCH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))。乙烷與乙烯的分子結構和化學性質對比分子結構分子式C2H6C2H4結構式碳碳鍵類別碳碳單鍵碳碳雙鍵分子內原子的相對位置C、H不全在一個平面內6個原子都在同一平面內化學性質燃燒2C2H6＋7O2eq\o(→,\s\up7(點燃))4CO2＋6H2OC2H4＋3O2eq\o(→,\s\up7(點燃))2CO2＋2H2O特征反應C2H6＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))C2H5Cl＋HClCH2CH2＋Br2→CH2BrCH2Br與酸性高錳酸鉀溶液不反應因發(fā)生氧化反應而使其褪色1.長途運輸水果時，常常將浸泡有高錳酸鉀溶液的硅土放置在盛放水果的容器中，其目的是()A.利用高錳酸鉀溶液殺死水果周圍的細菌，防止水果霉變B.利用高錳酸鉀溶液吸收水果周圍的氧氣，防止水果腐爛C.利用高錳酸鉀溶液吸收水果產生的乙烯，防止水果早熟D.利用高錳酸鉀溶液的氧化性，催熟水果答案C解析水果釋放出的乙烯是催熟劑，用KMnO4溶液來吸收乙烯，防止水果早熟。2.(2019·自貢高一檢測)能證明乙烯分子中含有一個碳碳雙鍵的事實是()A.乙烯分子中碳、氫原子的個數比為1∶2B.乙烯完全燃燒生成的CO2和H2O的物質的量相等C.乙烯易與溴水發(fā)生加成反應，且1mol乙烯完全加成需消耗1mol溴單質D.乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色答案C解析分子中的碳氫原子個數比只能說明烴的組成，不能說明其結構特點；燃燒產物的物質的量相等和被酸性KMnO4溶液氧化，不能說明乙烯分子中含有一個碳碳雙鍵；1mol乙烯只能與1mol溴單質加成，說明乙烯分子中含有一個碳碳雙鍵。3.(2019·武漢高一期中)①②是兩種常見烴的球棍模型，則下列敘述正確的是()A.都能在空氣中燃燒B.都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.都能發(fā)生加成反應D.等質量的①②完全燃燒時，產生CO2的量相同答案A解析由題圖可知，①為乙烷，②為乙烯。乙烷不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，而乙烯能，B項錯誤；乙烷不能發(fā)生加成反應，而乙烯能，C項錯誤；乙烷和乙烯的摩爾質量不同，等質量時二者的物質的量不同，產生CO2的量也不同，D項錯誤。4.下列物質不可能是乙烯加成產物的是()A.CH3CH3 B.CH3CHCl2B.CH3CH2OH D.CH3CH2Br答案B解析A項CH2CH2和H2加成可生成CH3CH3；C項CH2CH2和H2O加成可生成CH3CH2OH；D項CH2CH2和HBr加成可生成CH3CH2Br；C項中兩個氯原子在同一個碳上，CH2CH2和任何含氯物質加成都不能生成，故選B。課時對點練A組基礎對點練題組一乙烯的組成與結構1.下列分子中的各原子均在同一平面上的是()A.C2H4 B.CH3ClC.CH3CHCH2 D.CH3CH3答案A解析乙烯分子是一種平面結構，2個碳原子和4個氫原子在同一平面上。因為CH4是正四面體結構，所以只要含有—CH3結構的分子就不可能所有原子在同一平面上。2.如圖是某種有機物分子的球棍模型圖，圖中的“棍”代表單鍵或雙鍵，不同大小的“球”代表不同的短周期元素的原子，對該有機物的敘述不正確的是()A.該有機物可能的分子式為C2HCl3B.該有機物可以由乙烯和氯化氫通過加成反應得到C.該有機物分子中的所有原子在一個平面上D.該有機物分子中一定有碳碳雙鍵答案B解析短周期元素中原子半徑比碳原子小，且與碳原子形成單鍵的可以是氫原子，中間的球是碳原子，原子半徑比碳原子大且與碳原子形成單鍵的可以是第三周期的氯原子，該有機物可能的分子式為C2HCl3，A項正確；乙烯和氯化氫加成得到氯乙烷，不能得到C2HCl3，B項錯誤；該有機物結構類似于乙烯，分子中存在碳碳雙鍵，所有原子共平面，C、D項均正確。3.丙烯可看作是乙烯分子中的一個氫原子被—CH3取代的產物，由乙烯推測丙烯(CH2=CHCH3)的結構或性質，正確的是()A.分子中三個碳原子在同一直線上B.分子中所有原子都在同一平面上C.與HCl加成只生成一種產物D.丙烯可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色答案D解析已知乙烯是平面形分子，四個氫原子和兩個碳原子都在同一平面上，且C—H鍵與碳碳雙鍵之間有夾角。丙烯可看作是—CH3取代乙烯分子上的一個氫原子的產物，因而三個碳原子不在同一直線上。因甲基為四面體形，故所有原子一定不在同一平面上。甲基引入后，雙鍵兩側碳原子所處位置不同，與HCl加成產物應有兩種情況：CH3CH2CH2—Cl和。題組二乙烯的性質和用途4.(2019·濟南一中高一月考)有關乙烯的下列敘述：①乙烯溶于水后可得乙醇；②乙烯燃燒時產生淡藍色火焰；③乙烯能與溴水發(fā)生加成反應；④乙烯是無色、稍有氣味、難溶于水的氣體。正確的是()A.③④ B.①③C.②③ D.②③④答案A解析乙烯和水發(fā)生加成反應需要催化劑等條件，①錯誤；乙烯燃燒時火焰較明亮，并伴有黑煙，②錯誤；乙烯分子中有碳碳雙鍵，能與溴水發(fā)生加成反應，③正確；乙烯是無色、稍有氣味、難溶于水的氣體，④正確；A項正確。5.(2019·重慶高一月考)以下的說法中錯誤的是()A.無論乙烯的加成，還是乙烷的取代反應都可制得溴乙烷B.無論使用溴水或酸性KMnO4溶液都可以鑒別乙烯和乙烷C.相同質量的乙烯和甲烷完全燃燒后產生的水的質量相同D.乙烯的化學性質比乙烷的化學性質活潑答案C解析乙烯與HBr發(fā)生加成反應生成溴乙烷，乙烷可與溴蒸氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成溴乙烷，A正確；溴水或酸性KMnO4溶液均與乙烯反應而褪色，與乙烷均不反應，則溴水或酸性KMnO4溶液都可以鑒別乙烯和乙烷，B正確；相同質量的乙烯和甲烷，含H的質量不同，由H原子守恒可知，完全燃燒后生成的水的質量不同，C錯誤；乙烯分子中含碳碳雙鍵，乙烷分子中均為飽和鍵，則乙烯的化學性質比乙烷的化學性質活潑，D正確。6.(2019·河南師大附中高一月考)乙烯是重要的工業(yè)原料，下列有關乙烯敘述不正確的是()A.常溫常壓下是稍有氣味的氣體B.能使溴的四氯化碳溶液褪色C.不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.在一定條件下能夠聚合生成聚乙烯答案C解析A項，乙烯分子中碳原子個數小于5，常溫常壓下是一種稍有氣味的氣體，不符合題意；B項，乙烯能與溴發(fā)生加成反應，生成無色的1,2-二溴乙烷，能使溴的四氯化碳溶液褪色，不符合題意；C項，乙烯含有雙鍵，性質較活潑，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，符合題意；D項，乙烯含有雙鍵，所以在一定條件下能發(fā)生加聚反應生成聚乙烯，不符合題意。7.由乙烯的結構和性質推測丙烯(CH2=CH—CH3)的結構或性質錯誤的是()A.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，發(fā)生了氧化反應B.能在空氣中燃燒，伴有黑煙C.能使溴的四氯化碳溶液褪色，發(fā)生加成反應D.與H2O在一定條件下能加成并只得到一種產物答案D解析丙烯與乙烯都含有碳碳雙鍵結構，性質有相似之處。丙烯同樣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色發(fā)生氧化反應，A正確；丙烯與乙烯的元素組成是相同的，可以燃燒并伴有黑煙，B正確；丙烯也能和溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應，C正確。題組三加成反應概念理解及判斷8.下列各反應屬于加成反應的是()A.CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2OB.CH3CHCH2＋Br2→CH3CHBr—CH2BrC.CH3CH2CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光))CH3CH2CH2Cl＋HClD.CH3CH2CH2CH3eq\o(→,\s\up7(高溫))CH2=CH2＋CH3—CH3答案B解析CH4在O2中燃燒，是氧化反應，A項錯誤；CH3CH=CH2與Br2發(fā)生的是加成反應，B項正確；CH3CH2CH3與Cl2在光照條件下發(fā)生取代反應，C項錯誤；CH3CH2CH2CH3發(fā)生的是分解反應，D項錯誤。9.(2019·廣西南寧一中期中)某烯烴與H2加成后的產物為，則該烯烴可能的結構簡式有()A.1種B.2種C.3種D.4種答案C解析將兩個含有氫原子的碳原子之間的單鍵變雙鍵即可，如，在①②③④處均可使碳碳單鍵變?yōu)樘继茧p鍵，但①②處位置是等效的，所以該烯烴可能的結構簡式有3種。10.下列是關于有機物A的信息：①能使溴的四氯化碳溶液褪色；②分子空間充填模型為；③能與水在一定條件下反應。根據上述信息回答下列問題：(1)A與溴的四氯化碳溶液反應的生成物的名稱為________________；寫出在一定條件下，A發(fā)生聚合反應生成高分子化合物的化學方程式：__________________________。(2)A具有的性質是________________(填序號)。①無色、稍有氣味的氣體②有毒③難溶于水④密度比空氣大⑤能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色⑥一定條件下能與氫氣反應答案(1)1,2-二溴乙烷nCH2=CH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CH2—CH2(2)①③⑤⑥解析由題給信息，有機物應為乙烯CH2=CH2，可以和Br2、H2發(fā)生加成反應，也可以被酸性KMnO4溶液氧化，還可以發(fā)生加聚反應生成聚乙烯。11.(2019·山西太原一中期末)乙烯是一種重要的化工原料，某同學設計實驗探究工業(yè)制備乙烯的原理和乙烯的主要化學性質，實驗裝置如圖所示。(1)用化學反應方程式解釋B裝置中的實驗現象：__________________________________。(2)C裝置中的現象是______________________，其發(fā)生反應的類型是________________。(3)查閱資料可知，乙烯與酸性高錳酸鉀溶液反應產生二氧化碳。根據本實驗中裝置________(填序號)中的實驗現象可判斷該資料是否真實。(4)通過上述實驗探究可知，檢驗甲烷和乙烯的方法是______________(填字母，下同)；除去甲烷中乙烯的方法是____________。A.將氣體通入水中B.將氣體通過裝溴水的洗氣瓶C.將氣體通過裝酸性高錳酸鉀溶液的洗氣瓶D.將氣體通入氫氧化鈉溶液中答案(1)CH2=CH2＋Br2→CH2Br—CH2Br(2)酸性高錳酸鉀溶液褪色氧化還原反應(3)D(4)BCB解析(1)乙烯含有碳碳雙鍵，能夠與溴發(fā)生加成反應而使溴水褪色，反應方程式為CH2=CH2＋Br2→CH2Br—CH2Br。(2)乙溶液褪色。(3)乙烯與酸性高錳酸鉀溶液反應產生二氧化碳，二氧化碳能夠與氫氧化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀，溶液變渾濁。(4)A項，甲烷、乙烯均不溶于水，且常溫下與水都不反應，不能用于鑒別和除雜。B項，乙烯中含有C=C鍵，能與溴水發(fā)生加成反應生成1,2-二溴乙烷液體，甲烷不與溴水反應，所以可用溴水除去甲烷中混有的乙烯，也可以鑒別甲烷與乙烯。C項，甲烷與高錳酸鉀溶液不反應，乙烯能夠與高錳酸鉀溶液反應而使其褪色，可以鑒別甲烷與乙烯；但是乙烯被氧化生成二氧化碳氣體，故不能用于除去甲烷中混有的乙烯雜質。D項，甲烷、乙烯都不溶于氫氧化雜的是B項。B組綜合強化練1.通常用乙烯的產量來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平，你認為其理由是()A.乙烯在自然界中大量存在，是一種廉價易得的化工原料B.通過石油加工可獲得乙烯，由乙烯可以合成許多化工產品C.乙烯易燃燒，釋放出的熱量用于化工能源D.乙烯性質活潑，易發(fā)生取代反應答案B解析乙烯主要來源于石油加工，所得乙烯能發(fā)生取代、加成等反應，可得到許多有機物，所以乙烯的產量是一個國家石油化工發(fā)展水平的標志。2.(2019·淄博高一檢測)下列關于乙烯和乙烷的各種說法中，錯誤的是()A.乙烯是不飽和烴，乙烷是飽和烴B.乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色，乙烷則不能C.乙烯分子中碳碳雙鍵的鍵能是乙烷分子中碳碳單鍵的鍵能的兩倍，因此乙烯比乙烷穩(wěn)定D.乙烯分子為平面結構，乙烷分子為立體結構答案C解析A項，乙烯含有碳碳雙鍵，屬于不飽和烴，乙烷屬于飽和烴，正確；B項，乙烯易發(fā)生加成反應，遇某些氧化劑發(fā)生氧化反應，正確；C項，乙烯分子中碳碳雙鍵鍵能小于乙烷分子中碳碳單鍵鍵能的兩倍，錯誤；D項，甲烷是正四面體結構，所有原子不可能在同一平面上，乙烯為平面結構，正確。3.下列敘述錯誤的是()A.1molCH2CH2先與HCl發(fā)生加成反應，再與Cl2發(fā)生取代反應，最多消耗Cl22.5molB.實驗室中可用如圖所示方法除去CH3CH3氣體中的CH2CH2氣體C.實驗室中可用酸性的KMnO4溶液鑒別CH3CH3氣體和CH2=CH2氣體D.工業(yè)上可利用CH2=CH2與HCl的加成反應制得純凈的CH3CH2Cl答案A解析A項，CH2=CH2＋HCleq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH3CH2Cl，CH3CH2Cl＋5Cl2→CCl3CCl3＋5HCl，最多消耗Cl25mol；B項，CH3CH3氣體不溶于溴水且不反應，CH2CH2氣體在溴水中發(fā)生加成反應生成液態(tài)CH2Br—CH2Br；C項，CH3CH3氣體不溶于酸性KMnO4溶液且不反應，CH2=CH2氣體在酸性KMnO4溶液中被氧化，使酸性KMnO4溶液褪色；D項，CH2=CH2與HCl的加成反應生成唯一產物CH3CH2Cl。4.(2019·河南師大附中高一期末)下列各組物質在一定條件下反應，可以制得較純凈的1,2-二氯乙烷的是()A.乙烷與氯氣在光照條件下反應B.乙烯與氯化氫氣體混合C.乙烯與氯氣混合D.乙烯通入濃鹽酸答案C解析乙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應，產生一氯乙烷、二氯乙烷等多種取代產物，反應是同時進行的，因此不能制得較純凈的1,2-二氯乙烷，A項錯誤；乙烯與氯化氫氣體混合，發(fā)生加成反應產生一氯乙烷，B項錯誤；乙烯與氯氣混合發(fā)生加成反應產生1,2-二氯乙烷，C項正確；乙烯通入濃鹽酸不能發(fā)生反應，D項錯誤。5.(2019·南昌一中高一聯考)使1mol乙烯與氯氣發(fā)生完全加成反應，然后使該加成反應的產物與氯氣在光照的條件下發(fā)生完全取代反應，則兩個過程中消耗氯氣的總物質的量是()A.3molB.4molC.5molD.6mol答案C解析1mol乙烯與1mol氯氣發(fā)生完全加成反應生成1molCH2ClCH2Cl，1molCH2ClCH2Cl中含有4mol氫原子，與足量氯氣在光照的條件下發(fā)生取代反應，要消耗4mol氯氣，即兩個過程中消耗氯氣的總物質的量是5mol。6.(2019·泰安一中月考)角鯊烯是一種高度不飽和烴類化合物，最初是從鯊魚的肝臟中發(fā)現的，分子中含有多個雙鍵，分子式為C30H50，具有生物氧化還原作用，從而增強機體的耐力與改善心臟功能，可用于癌癥的防治，是一種無毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物質，下列敘述中正確的是()①角鯊烯能使酸性KMnO4溶液褪色②角鯊烯能與氫氣發(fā)生加成反應③角鯊烯只含碳、氫兩種元素④角鯊烯能使溴的CCl4溶液褪色A.①②③ B.①③④C.②③④ D.①②③④答案D解析①角鯊烯含雙鍵，能使酸性KMnO4溶液褪色，故正確；②角鯊烯含雙鍵，能與氫氣發(fā)生加成反應，故正確；③由分子式可知，角鯊烯只含碳、氫兩種元素，故正確；④角鯊烯中含雙鍵，能和Br2發(fā)生加成反應，故正確。綜上所述，D項正確。7.有人設計了如圖所示實驗，以確認某混合氣體中含有CH2CH2和SO2。實驗中提供的試劑有：A.品紅溶液B.NaOH溶液C.濃硫酸D.酸性KMnO4溶液試回答下列問題：(1)寫出圖中①②③④裝置盛放試劑的順序為(將上述有關試劑的序號填入空格內)________→________→________→________。(2)能說明混合氣體中存在SO2的現象是___________________________