涛浙学校高二化学第三节 乙烯烯烃

烧烛州烟递市涛浙学校高二化学第三节 乙烯、烯烃
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【本讲教育信息】
一. 教学内容：
第三节 乙烯、烯烃
二. 教学目标：
1. 了解乙烯的物理性质和用途，掌握乙烯的化学性质和制法。

2. 了解加成、聚合以及不饱和烃的概念。

3. 了解烯烃在组成结构、物理、化学性质上的异同。

三. 教学重点、难点：
重点：乙烯的化学性质和实验室制法。

难点：聚合反应、乙烯的实验室制法。

四. 知识分析：
1. 乙烯的分子结构和性质
（1）结构：平面结构，键角为︒120，结构式是
H H
H —C ===C —H ，结构简式是22CH CH =。

（2）物理性质：无色、稍有气味，难溶于水，比空气略轻的气体。

（3）化学性质
① 氧化反应
② 加成反应
③ 聚合反应
---−−→−=n CH CH CH nCH ][2222催化剂聚乙烯
2. 乙烯的制法和用途
（1）工业制法
以石油为原料制得
（2）实验室制法
药品：浓硫酸、酒精
原理：O H CH CH OH CH CH C
SO
H 2224223170+↑=−−−→−︒浓 装置：与制取2Cl 、HCl 等的装置类似。

收集：排水法收集。

（3）用途
重要的化工原料，可用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂、植物生长调节剂等。

3. 烯烃
（1）组成：通式是)2(2≥n H C n n
（2）结构：链烃，分子中只含一个碳碳双键。

（3）性质
① 物理性质
② 化学性质
a . 能使酸性4KMnO 溶液褪色
b . 能燃烧，燃烧通式为：
c . 加成反应，与2H 、2X 、HX 、O H 2等加成。

如：
d . 加聚反应，如：
4. 乙烯的实验室制法：
在170℃和浓硫酸存在的条件下，酒精分解生成乙烯。

这个反应的化学方程式是：
注意事项：
①烧瓶、导气管等仪器，要在加入药品之前先检验其气密性，气密性合格的仪器才能使用。

②实验中所用的药品之一是浓硫酸，其作用是酒精分解的催化剂和脱水剂，为了保证有足够的脱水性，硫酸要用98%的浓硫酸，酒精要用无水酒精，浓硫酸和无水酒精的体积比以1:3为宜。

③将浓硫酸与无水酒精混合时，要遵循浓硫酸稀释的原理，按浓硫酸溶于水的操作方法混合无水酒精和浓硫酸，即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中，并用玻璃棒不断搅拌无水酒精和浓硫酸的混合物。

不规范的操作或错误的操作，都可能导致热的、有强腐蚀性的液体飞溅，酿成人被灼伤等不良事故。

④由于反应物都是液体而无固体，所以要向烧瓶中加入碎瓷片，以防液体受热时剧烈跳动。

⑤烧瓶的耐热性较差，直接接触火焰时易炸裂，一旦烧瓶炸裂，无水酒精和浓硫酸溢漏的不良后果是严重的。

因此，烧瓶要垫石棉网加热，以防烧瓶炸裂。

⑥在无水酒精和浓硫酸的混合物中生成乙烯气体的适宜温度是170℃左右。

实验中要通过加热使无水酒精和浓硫酸混合物的温度迅速上升到并稳定于170℃左右。

⑦温度计要选用量程在200℃～300℃之间的为宜。

温度计的水银球要置于反应物的位置，因为需要测量的是反应物的温度。

⑧实验结束时，要先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，反之，会导致水被倒吸。

问题讨论：
①为什么实验室中制取乙烯气体的实验装置中没有分液漏斗？
实验中所用的浓硫酸和无水酒精两种液体是按体积比1:3预先混好后一次性加入烧瓶内的，这样可不用分液漏斗。

还有，烧瓶的瓶塞上已有导气管和温度计了，若再使用分液漏斗也难以设计。

②是否可用排空气法收集乙烯气体？
一般不用排空气法收集乙烯气体，因为乙烯气体与空气的密度很接近，排空气法收集到的乙烯气体纯度不高。

疑难辨析：
① 实验室中用无水酒精和浓硫酸制取乙烯气体，加热不久，烧瓶内的液体就变成了黑色，这是为什么？
浓硫酸有多种特性。

在加热的条件下，无水酒精和浓硫酸混合物的反应除可生成乙烯等物质以外，浓硫酸还能将无水酒精氧化生成碳的单质等多种物质，碳的单质使烧瓶内的液体带上了黑色。

浓硫酸将无水酒精氧化的化学反应比较复杂，其中有
由上述的无水酒精和浓硫酸发生的氧化还原反应可知，实验室中用无水酒精和浓硫酸为试剂，制得的乙烯气体中往往混有CO 、2CO 、2SO 等气体。

② 实验室中用无水酒精和浓硫酸为试剂制取乙烯气体时，为什么要使反应物的温度迅速上升到并稳定在170℃左右？
无水酒精和浓硫酸混合物的反应，反应产物种类与温度密切相关。

在170℃的温度下主要产物是乙烯和水，在140℃的温度下主要产物是乙醚和水。

当温度高于170℃时，无水酒精和浓硫酸之间发生的氧化还原反应更加突出，反应产物有CO 、
2CO 、2SO 等多种。

【典型例题】
[例1] 甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到干燥纯净的甲烷，最好依次通过盛有下列哪组试剂的洗气瓶。

（ ）
A. 澄清石灰水，浓42SO H
B. 酸性4KMnO 溶液，浓42SO H
C. 溴水，浓42SO H
D. 浓42SO H ，酸性4KMnO 溶液
解析：要除去甲烷中混有的乙烯，必须满足试剂能吸收乙烯而不能吸收甲烷，不能引入新杂质，且最后甲烷中不能含水蒸气，需要特别注意的是，乙烯易被酸性4KMnO 溶液氧化而生成二氧化碳气体，二氧化碳气体不能被浓硫酸除去。

答案：C
[例2] 现有两种烯烃：22
CH CH =和22CR CH =（R 为烃基），它们的混合物进行聚合反应，产物
中可含有（ ） ① --
-n CH CH ][22 ② -----
n CH CR CH CH ][2222 ③ -----
n CR CH CH CH ][2222 ④ ----
n CHR CHR CH CH ][22 ⑤ ---n CR CH ][22
A. ① ⑤
B. ② ④
C. ① ③ ⑤
D. ① ② ③ ⑤
解析：两种不同的烯烃混合发生聚合反应，可能发生自聚得产物①和⑤，也可能发生共聚得产物②和③。

答案：D
[例3] mol 1有机物能与21H mol 发生加成反应，其加成后的产物是2，2，3—三甲基戊烷，则此有机物可能的结构简式有 、 、 、 。

分析：首先写出2，2，3—三甲基戊烷的结构简式：
因mol 1有机物与21H mol 发生加成反应且生成烷烃，所以原有机物为烯烃。

在加成产物的结构简式中，凡C －C 上的碳原子都结合有氢原子的，原来都可能为C=C 。

答案：
[例4] 实验室制取乙烯，常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫，有人设计下列实验以确认上述混和气体中有乙烯和二氧化硫。

（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置可盛放的试剂是：I ；II ；III ；IV
（将下列有关试剂的序号填入空格内）；
A. 品红溶液
B. 氢氧化钠溶液
C. 浓硫酸
D. 酸性高锰酸钾溶液
（2）能说明二氧化硫气体存在的现象是 ；
（3）使用装置Ⅱ的目的是 ；
（4）使用装置Ⅲ的目的是 ；
（5）确证含有乙烯的现象是 。

解析：乙烯和二氧化硫都能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，但乙烯不与氢氧化钠溶液反应，也不与品红溶液反应。

利用氢氧化钠溶液来除去二氧化硫，用品红溶液是否褪色来检验二氧化硫是否除尽，除尽二氧化硫后，才能用酸性高锰酸钾溶液来确证乙烯的存在。

答案：（1）A 、B 、A 、D ；（2）装置Ⅰ中品红溶液褪色；（3）除去二氧化硫气体，以免干扰乙烯的实验；（4）检查二氧化硫是否除尽；（5）装置Ⅲ中的品红溶液不褪色，装置Ⅳ中的酸性高锰酸钾溶液褪色。

[例5] 把1L 含22CH CH =和2H 的混和气体通过Ni 催化剂，使22CH CH =和2H 发生加成反应，
反应完全后，气体体积变为YL （气体体积均在同温同压下测定）。

若22
CH CH =在1L 混和气体中的体积分数为X%，则X 、Y 的关系一定不正确的是（ ）
A. %1X Y
⨯= B. %11X Y ⨯-= C. 5.0%1=⨯=X Y D. 5.0%11<⨯-=X Y
解析：因化学反应方程式为6224
2H C H H C i N 加热−→−+（1）当1:1:242=H H C V V 时，42H C 和
2H 恰好完全反应，此时5.0%1=⨯=X Y ，所以C 有可能。

（2）当1:1:242>H H C V V 时，42H C 过量，2H 不足，此时%1X Y ⨯=，所以A 有可能。

（3）当1:1:242<H H C V V 时，42H C 不足，2H 过量，此时Y X =⨯-%11，所以B 有可能。

答案：D
【模拟试题】（答题时间：45分钟）
一. 选择题
1. 用乙烯为原料制取聚氯乙烯，需经历的反应有（ ）
A. 取代与加成
B. 加成与加聚
C. 氧化与聚合
D. 取代与加聚
2. 在状况下，某42H C 和CO 组成的混合气体，完全燃烧时耗用相同体积氧气，则42H C 和CO 的体积比是（ ）
A. 4:1
B. 1:4
C. 1:1
D. 任意比
3. 实验测得乙烯与氧气混合气体的密度与空气相同，可知其中乙烯的质量分数是（ ）
A. %0.25
B. %6.27
C. %4.72
D. %0.75
4. 在20℃时，某气态烃与氧气混合，装入密闭容器中，点燃爆炸后，又恢复到20℃，此时容器内气体的压强为反应前的一半，经氢氧化钠溶液吸收后，容器内几乎真空，此烃的化学式可能是（ ）
A. 4CH
B. 62H C
C. 83H C
D. 42H C
5. 把m 摩42H C 跟n 摩2H 混合于密闭容器中，在适当条件下反应达到平衡时生成P 摩62H C ，若将所得平衡混合气完全燃烧生成二氧化碳和水，需要氧的物质的量为（ ） A. 2
33n p m +
+ B. n m +3 C. 23n m + D. p n m 323-+ 6. 在相同条件下完全燃烧甲烷、丙烷、乙烯，如生成相同质量的水，则甲烷、丙烷、乙烯的体积比是（ ）
A. 1:1:1
B. 1:2:1
C. 1:1:2
D. 2:1:2
7. 可以用于区别乙烯和乙烷的试剂是（ ）
A. 酸性高锰酸钾溶液
B. 溴水
C. 溴化钠溶液
D. 浓硫酸
8. 下列关于乙烯与乙烷分子结构的叙述正确的是（ ）
A. 乙烯分子中碳碳双键的键长大于乙烷分子中碳碳单键的键长
B. 乙烯分子中的碳、氢原子都处在同一平面上，而乙烷分子中的碳、氢原子不处在同一平面上
C. 乙烯和乙烷分子中碳氢键的键角都是 120
D. 乙烯分子中碳碳双键的键能大于乙烷分子中碳碳单键的键能，但略小于碳碳单键的两倍
9. 两种气态烃的混合气体mol 1.0，完全燃烧后得到状况下的L
584.32CO 和O H g 26.3，下面说
法中不正确的是（ ）
A. 一定有甲烷
B. 可能有乙烯
C. 一定没有甲烷
D. 一定没有乙烷
10. 某乙烯与氧气组成的混合气的密度是氢气的14.5倍，由此可知该混合气中乙烯的体积分数为（ ）
A. 25%
B. 27.6%
C. 75%
D. 72.4%
二. 计算题
1. 将mol 3.0某烃与状况下的L 68.15氧气通入一密闭容器中，点燃恰好反应，将燃烧产物全部通入足量的石灰水，使石灰水增重g 6.19，并生成g 20白色沉淀，将余下气体通过足量的灼热的氧化铜，使氧化铜的质量减少g 4.6，试推断这种烃的化学式并写出在上述条件下的燃烧方程式。

2. 甲烷、乙烯的混合气体8L （状况），通过装有足量溴水的洗气装置后，该装置质量增加g 8，计算：
（1）生成1，2—二溴乙烷多少克？
（2）混合气体中甲烷、乙烯的体积各为多少升？
试题答案
一. 选择题
1. D
2. A
3. C
4. CD
5. C
6. B
7. AB 8. BD 9. C 10. C
二. 计算题
1. 与mol 3.0该烃点燃反应的氧气为)(7.04
.2268.15mol =反应生成物中，由于可使CuO 在灼热时质量减少，则一定有CO ，其物质的量为xmol
1 16
x 6.4
解得)(4.0mol x =
设燃烧生成的2CO 为
ymol ，O H 2为zmol ，其质量之和为g 6.19。

1 100
y 20
解得)(2.0mol y =
则生成的水物质的量为
∴此烃mol 3.0中含C 为
含H )(2.16.022mol z =⨯=
设烃化学式为m n H C ，则43
.02.1,23.06.0====m n ，则其化学式为42H C ，为乙烯。

根据上述计算结果，则在上述条件下，乙烯不完全燃烧的方程式为
2.
（1）)(7.53188288)
(242g Br H C m =⨯= （2）L H C V 4.64.22288)(42=⨯=，L CH V 6.1)(4=。