[教学过程]
【板书】第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料
――乙烯
[课堂引入]我们常说煤是工业的粮食,石油是工业的血液,从煤和石油不仅可以得到多种常用燃料,而且可以从中获取大量的基本化工原料。乙烯就是一种最重要的石油化工产品,也是重要的石油化工原料。从石油中获得乙烯是目前工业上生产乙烯的主要途径,所以乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化工产业发展水平。事实上乙烯离我们的生活并不遥远,同学们愿意买熟的香蕉还是生的香蕉?
【教师】到底乙烯是怎样的物质呢?怎么样从石油中得到乙烯?从石油分溜中得到的石蜡油进一步加热会得到什么呢?
【探究实验】教材P59石蜡油的分解实验,将分解产生的气体通入溴水、高锰酸钾溶液,分别观察现象,用排水法收集一试管气体并点燃,观察气体的燃烧情况。
实验 通入KMnO4(H+) 通入溴的CCl4溶液 点燃 现象 溶液褪色 溶液褪色 火焰明亮,有黑烟 结论 该气体可被KMnO4氧化 该气体可与溴水中的Br2反应 该气体中的C含量较高 [质疑]以上气体是烷烃吗?为什么? [释疑]产物中含有与烷烃性质不同的烃。大量的科学实验已经证明,石蜡油分解的产物主要是乙烯与烷烃的混合物。能够发生这些反应的物质就是乙烯
【板书】一、乙烯
【教师】乙烯属于烯烃,是最简单的烯烃
烯烃:分子中含有碳碳双键的烃类,乙烯是最简单的烯烃
【教师】在分子组成与结构上,乙烯比乙烷少两个氢原子,其分子式为:C2H4 【问题设置】请大家写出乙烷的分子式、结构式和结构简式。
【学生思考】 参照课本P67乙烯的球棍模型和比例模型,写出乙烯分子的电子式和结构式和结构简式。
【板书】(一)、乙烯的分子组成与结构
1、分子式:C2H4 2、电子式:
3、结构式: 4 、结构简式:CH2=CH2
分子结构:从乙烯的球棍模型来看,两个碳原子和四个氢原子在同一个平面上,所以它的分子构型为平面四边形,键角为120度
5、分子构型:平面型 键角:120度
【问题设置】如果通过反应,把乙烷分子中的氢原子消去两个,即分子式由C2H6变为C2H4,叫做乙烯,在C2H4中两个碳原子是怎么结合的?
【学生思考回答】每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键,而且碳原子之间能形成单键、双键、或叁键。少了两个氢原子之后,碳碳单键需变为碳碳双键。 【启发】这种结构与我们学过的饱和链烃有何区别?
【学生回答】碳原子所结合的氢原子数少于同碳原子数的饱和链烃 【教师讲解】这种烃称为不饱和烃
【过渡】乙烯就是一种典型的不饱和烃,乙烯分子在结构上最大的特点就是含有一个碳碳双键,是不饱和烃。乙烯分子的这种不饱和性使得其化学性质非常活泼,可以发生很多化学反应。我们先来了解一下乙烯是怎样一种物质。
【板书】 (二)乙烯的性质
[展示样品]让学生观察乙烯的颜色、状态,并嗅气味,小结物理性质。
1、 物理性质:无色气体,稍有气味,密度是1.25克/升,比空气略轻(分子量28),难
溶于水(排水法收集乙烯)。 【启发】乙烯是一种典型的不饱和烃,那么在化学性质上与饱和烷烃有什么差别呢?有哪些性质?
【学生思考并回答】饱和烷烃可以点燃,不能使酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液褪色 【教师讲解】其中,乙烯的燃烧反应以及与酸性KMnO4溶液反应体现的是乙烯的还原性,发生的是氧化反应 2、化学性质 (1)氧化反应 a、燃烧 CH2=CH2+3O2点燃2CO2+2H2O
【思考】乙烯在空气中燃烧,为什么会有黑烟?
【教师】乙烯燃烧时产生的黑烟主要是由于乙烯中碳元素含量较大,发生不完全燃烧,反应
中有碳单质生成。
b、使酸性KMnO4溶液褪色(可用于鉴别乙烯)
反应的实质:是酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能使乙烯被氧化。 【思考】1、能用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷和乙烯吗?
2、能用酸性KMnO4溶液除去甲烷中混有的乙烯吗?
生:可以用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷和乙烯,不可以用酸性KMnO4溶液除去甲烷中混有的乙烯,因为乙烯和酸性KMnO4反应生成了CO2,引入了新的杂质,所以要除去乙烷中的乙烯,不能用酸性KMnO4
【过渡】鉴别甲烷和乙烯还有一个方法,乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,而甲烷不能,烷
烃都不能,乙烯和烷烃的一个重要的区别就是乙烯中含有C=C,而烷烃中含C-C 乙烯分子内碳碳双键的键能(615KJ/mol),而碳碳单键键能(348KJ/mol),如果C=C是两个C-C的简单加合,那么C=C的键能应该是碳碳单键键能的两倍,事实上碳碳双键的键能小于C-C的键能的两倍,说明其中有一条碳碳键键能小,容易断裂。
【讲解】在乙烯与溴单质的反应中就发生了这样的断裂,乙烯分子在溴的攻击下,C=C双键里的其中一个键容易断裂,同样溴分子在乙烯的作用下,Br—Br键也会逐渐断裂,两个溴原子分别与两个不饱和的碳原子结合,生成无色的1,2一二溴乙烷。这也就是溴水褪色的原因。 【教师】而烷烃不能使溴水褪色,所以溴水或者溴的四氯化碳溶液也可以用来鉴别甲烷和乙烯,到目前为止我们鉴别甲烷和乙烯已经有两种方法 甲烷和乙烯的鉴别与除杂
(1)、鉴别甲烷和乙烯可用: A、酸性KMnO4溶液
B、溴水或溴的CCl4溶液 (2)、除去甲烷中的乙烯: 用溴水而不用酸性KMnO4溶液
【教师】乙烯与溴的反应中两个溴原子加在双键所在的两个碳原子上,类似这种有机物分子中双键(或叁键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合时生成新的化合物的反应,叫做加成反应。
【板书】 (2)、加成反应:有机物分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。常见的加成试剂有:H2、HCl、H2O、CL2等等。(除了溴之外,乙烯还可以与水、氢气、卤化氢、氯气等在一定条件下发生加成反应) 完成方程式: CH2=CH2+H2
CH2=CH2+HCl CH2=CH2+H2O
[特别提醒]除卤素单质外,烯烃与H2、HCl、H2O等物质的加成反应一般都要用催化剂并加热。
【教师】了解了乙烯的性质,我们来对比一下甲烷和乙烯,感受结构不同带来的性质差异
CH4 通常情况下,不与强酸、强碱、强氧化剂反应,性质稳定。 氧化反应:不能使高锰酸钾溶液褪色能燃烧 特征反应:取代反应 CH2=CH2 C=C双键中有一根键易断裂,性质较活泼 能使高锰酸钾溶液褪色能燃烧 加成反应 思考:实验室制取氯乙烷, 是采取CH3-CH3与Cl2取代反应好, 还是采用CH2=CH2与HCl加成反应好?
【教师】乙烯除了跟这些加成试剂发生加成反应以外,还可以发生自身的加成反应,生成高分子化合物聚乙烯,聚乙烯是一种重要的塑料,在工农业生产中广泛使用的塑料薄膜就是利用乙烯来制造的。生成聚乙烯的这种反应我们称为加聚反应。
【板书】(3)加聚反应
乙烯能发生自身的加成反应生成高分子化合物聚乙烯
nCH2=CH2催化剂—[—CH—3-CH2-]—n—
相对分子质量很大的化合物属于高分子化合物,简称高分子或高聚物。 【过渡】乙烯除了可以用来做果实的催熟剂或者塑料之外还有哪些用途呢?
【板书】(三)、乙烯的用途:制取酒精、橡胶、塑料等,并能作为植物生长调解剂和水果的催熟剂等
第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料
――乙烯
一、乙烯
烯烃:分子中含有碳碳双键的烃类,乙烯是最简单的烯烃 (一)、乙烯的分子组成与结构
1、分子式:C2H4 2、电子式:
3、结构式: 4 、结构简式:CH2=CH2
5、分子构型:平面型 键角:120度
(二)乙烯的性质
1、物理性质:无色气体,稍有气味,密度是1.25克/升,比空气略轻(分子量28),难溶于水(排水法收集乙烯)。 2、化学性质 (1)氧化反应 a、燃烧 CH2=CH2+3O2点燃2CO2+2H2O
b、使酸性KMnO4溶液褪色(可用于鉴别乙烯)
甲烷和乙烯的鉴别与除杂
(1)、鉴别甲烷和乙烯可用: A、酸性KMnO4溶液
B、溴水或溴的CCl4溶液 (2)、除去甲烷中的乙烯: 用溴水而不用酸性KMnO4溶液
(2)、加成反应:有机物分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。常见的加成试剂有:H2、HCl、H2O、CL2等等 (3)加聚反应
乙烯能发生自身的加成反应生成高分子化合物聚乙烯
nCH2=CH2催化剂—[—CH—3-CH2-]—n—
(三)、乙烯的用途:制取酒精、橡胶、塑料等,并能作为植物生长调解剂和水果的催熟剂等