2021-2022学年新教材人教版高中化学必修第二册7.2乙烯与有机高分子材料 学案讲义知识点汇总

7.2乙烯与有机高分子材料
1乙烯 ........................................................................................................................... - 1 - 2烃有机高分子材料................................................................................................ - 9 - 3常见烃的结构与性质烃的燃烧计算.................................................................. - 20 -
1乙烯
学习任务
1．根据乙烯的结构，认识乙烯的主要性质及应用，培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。

2．根据乙烯的化学反应，认识加成反应、聚合反应等有机反应类型，培养“变化观念与模型认知”的核心素养。

3．根据乙烯的性质及转化，认识乙烯的用途，培养“科学精神与社会责任”的核心素养。

知识点一乙烯的物理性质与组成结构
1．应用：乙烯是石油化工重要的基本原料，通过一系列反应，乙烯可以合成
有机高分子材料、药物等。

乙烯产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。

乙烯还可以调节植物生长。

2．物理性质：乙烯为无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气的略小。

熔、沸点分别为－169 ℃、－104 ℃。

3．乙烯的组成与结构
分子式电子式结构式结构简式
分子模型
球棍模型填充模型
C2H4CH2===CH2
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)乙烯为难溶于水的气体，是天然气的主要成分。

(×)
(2)乙烯的分子式为C2H4，为不饱和有机物。

(√)
(3)乙烯中碳碳键为碳碳双键，碳原子为不饱和碳原子。

(√)
知识点二 乙烯的化学性质
乙烯分子中含有碳碳双键，使乙烯表现出较活泼的化学性质。

1．氧化反应
实验 现象
点燃纯净的乙烯 火焰明亮且伴有黑烟，同时放出大量的热 通入酸性高锰酸钾溶液
酸性高锰酸钾溶液褪色
(1)乙烯燃烧的化学方程式为C 2H 4＋3O 2――→点燃
2CO 2＋2H 2O 。

(2)乙烯被酸性KMnO 4溶液氧化为CO 2。

2．加成反应
(1)乙烯使溴的四氯化碳溶液(或溴水)褪色，反应的化学方程式为CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2Br —CH 2Br 。

(2)乙烯与H 2加成，反应的化学方程式为CH 2===CH 2＋H 2――→催化剂△CH 3CH 3。

(3)乙烯与H 2O 加成，反应的化学方程式为CH 2===CH 2＋H 2O ――――――→
催化剂
加热、加压CH 3CH 2OH 。

(4)加成反应概念：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。

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互相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加成反应，称为加成聚合反应，简称加聚反应。

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链节；含有链节的数目称为聚合度，通常用n 表示。

例如：
乙烯聚合反应生成聚乙烯中乙烯为单体，“—CH 2—CH 2—”为链节，n 为聚
合度。

为什么甲烷燃烧没有黑烟，而乙烯燃烧有较浓的黑烟？
提示：乙烯分子中含碳量约为85.7%，而甲烷分子中含碳量为75%，乙烯中含碳量高，燃烧不完全产生的碳的小颗粒形成黑烟。

下列反应中，属于取代反应的是________(填序号，下同)，属于氧化反应的是__________，属于加成反应的是________。

①由乙烯制乙醇②乙烷在空气中燃烧③乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色④乙烷在光照下与氯气反应
[答案]④②③①
理解CH4、C2H4的空间结构及其迁移应用
已知CH4、C2H4的两种模型如下表
球棍模型空间填充模型
甲烷
乙烯
1．甲烷中的4个H与1个C相对位置如何？分子的空间构型是什么样的？C—H的夹角为多少？
提示：4个H在正四面体的四个顶点上，1个C在正四面体的体心，分子空间构型为正四面体形。

109°28′。

2．乙烯分子中的4个H与2个C是否共面？共价键的夹角约为多少？
提示：共面。

120°。

3．CH2===CH—CH3分子中共面原子最多有几个，至少有几个？
提示：分子中共面原子最多有7个，至少有6个。

1．甲烷分子的正四面体结构
2．乙烯分子的六原子共面结构
注意：(1)含饱和碳原子的分子中所有原子不可能共面；
(2)含的分子中至少有6个原子共面。

1．下列分子中的所有原子一定不共面的是()
A．CO2B．CH2===CHCl
C．CH2===CHCH3D．H2O
[答案]C
2．在下列分子中，能够在同一个平面内的原子数最多的是()
A．甲烷(CH4) B．一溴甲烷(CH3Br)
C．乙烯(CH2===CH2) D．CH3—CH===CH—CH3
D[甲烷是正四面体结构，在一个平面上最多含有3个原子；一溴甲烷分子是甲烷分子中的1个氢原子被溴原子取代产生的，在一个平面上最多有3个原子；乙烯分子是平面分子，分子中6个原子在同一个平面上；2个甲基取代乙烯分子中的2个氢原子，甲基中的碳原子以及该碳原子上的1个氢原子与乙烯面共平面，最多有8个原子在同一个平面内，D正确。

]
深化理解乙烯及含碳碳双键有机物的主要性质
南方的香蕉在未成熟时采摘下来(青香蕉)运到北方后，有经验的消费者常把购买的青香蕉同几个熟透的苹果一起放入塑料袋中，放一段时间后就会吃上金黄的、香喷喷的香蕉；同样在一些水果存贮库及花店里，人们常把水果或花朵密封好后再放入一些浸泡过高锰酸钾溶液的硅土，就大大提高了它们的保鲜期，延长了销售期，获得了很好的经济效益。

1．你知道青香蕉变熟的原理吗？高锰酸钾硅土为什么能延长水果的保鲜期？ 提示：熟透的苹果会释放乙烯，可以催熟香蕉；水果保存过程中产生的催熟剂乙烯被KMnO 4吸收氧化了。

2．能否用酸性KMnO 4溶液或溴的四氯化碳溶液除去乙烷中的乙烯？为什么？ 提示：不能。

酸性KMnO 4溶液将乙烯最终氧化为CO 2，引入新杂质CO 2；而溴的四氯化碳溶液可溶解吸收乙烷。

3．乙烯的同系物丙烯能使酸性KMnO 4溶液和溴水褪色吗？为什么？ 提示：能，因丙烯中含有。

1．乙烯氧化反应的原理探究
(1)燃烧反应：C 2H 4＋3O 2――→点燃2CO 2＋2H 2O ，乙烯中的碳碳键、碳氢键全部被破坏。

(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，
MnO －4被还原为无色的Mn 2＋。

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＋……――――→
催化剂
—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) 聚乙烯
制备聚乙烯
注意：乙烯的氧化反应，加成反应是因为含，故含的有机物具有与乙烯相似的化学性质。

3．对比甲烷和乙烯的燃烧反应，下列叙述中正确的是()
A．二者燃烧时现象完全相同
B．点燃前都不需验纯
C．甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色，乙烯燃烧的火焰明亮且伴有黑烟
D．二者燃烧时都有黑烟生成
[答案]C
4．下列各组中两个反应所属反应类型相同的是()
A．光照甲烷和氯气的混合气体，混合气体颜色变浅；乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色
B．乙烷在氧气中燃烧；乙烯在空气中燃烧
C．乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色；乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色
D．用乙烯与氯化氢制取氯乙烷；用乙烷与氯气反应制取氯乙烷
B[A项中一个是取代反应，一个是加成反应，反应类型不同；B项中两个反应(燃烧)均是氧化反应，反应类型相同；C项中一个是加成反应，一个是氧化反应，反应类型不同；D项中前者为加成反应，后者为取代反应，反应类型不同。

] 5．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．能发生加聚反应，其产物为
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
C[因含，故丙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，能与Br2、HCl加成，能发生加聚反应生成，丙烯与HCl加成可能得到两种产物。

]
随堂练习
1．下列关于乙烯的结构与性质的叙述错误的是()
A．C2H4表示乙烯的分子式
B．乙烯分子中的4个C—H相同
C．乙烯分子中4个氢原子连线呈矩形
D．乙烯分子中碳碳双键中的两个碳碳键强度相同
D[乙烯的分子式是C2H4，A项正确；乙烯分子为平面形结构，4个氢原子均与双键碳原子相连，且排列完全相同，故4个氢原子连线呈矩形，4个C—H相同，B、C项正确；乙烯分子里碳碳双键中的两个碳碳键强度不完全相同，其中1个键不稳定，D项错误。

]
2．下列说法中错误的是()
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
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。

乙烯在发生加成反应和氧化反应过程中，碳碳双键断裂，A项正确；乙烯能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色，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，B项正确；乙烯和甲烷中氢元素的质量分数不同，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，C 项错误；甲烷燃烧产生淡蓝色火焰，乙烯燃烧火焰明亮且伴有黑烟，D项正确。

] 3．柠檬烯具有良好的镇咳、祛痰、抑菌作用，其结构如图所示。

下列关于柠檬烯的说法正确的是()
A．1 mol柠檬烯只能与1 mol H2反应
B．能发生取代反应和加成反应
C．属于乙烯的同系物
D．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B[A项，1 mol柠檬烯能与2 mol H2发生加成反应，错误；B项，柠檬烯能与气态卤素单质在光照条件下发生取代反应，分子中含有碳碳双键，能与H2发生加成反应，正确；C项，一个柠檬烯分子中有两个碳碳双键，且分子中含有环状结构，与乙烯的结构不相同，故其不属于乙烯的同系物，错误；D项，柠檬烯分子中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，错误。

]
4．下列物质反应后可生成纯净的Br—CH2—CH2—Br的是()
A．乙烯和溴化氢加成
B．乙烷和少量的溴蒸气光照
C．乙烯通入溴的四氯化碳溶液中
D．乙烷通入溴水中
C[乙烯和溴化氢发生加成反应的产物是CH3CH2Br(溴乙烷)；乙烷和溴蒸气。