乙烯的结构与性质教案.docx

人教必修2）3.2《来自石油和煤的两种基本化工原料》教学设计
第一课时 乙烯的结构与性质
课题：第二节（第1课时）《乙烯的结构与性质》
课时
1
授课班级

教

学

目

的
宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知
1．通过书写乙烯的电子式、结构式，观察乙烯的结构模型，认识乙烯的结构特点，知道烯烃与烷烃在结构上的不同点。
2．通过实验探究乙烯的性质，体会有机物分子结构对性质的影响，学习化学对有机物进行研究的基本思路和方法，发展观察、多向思维、逻辑推理等能力。
3．通过阅读、观看图片、查阅资料等，认识乙烯及其衍生物在化工生产中的重要作用。
科学探究与创新意识
1.通过实验分析、讨论，训练学生透过现象看本质的能力；
2.通过比较、分析、归纳，使学生形成科学的思维方法，培养自学、想象能力
科学态度与社会责任
1.通过乙烯的结构与性质的关系，帮助学生树立辩证唯物主义的基本观点；
2.通过对乙烯用途的教学，使学生认识到科学在人类社会进步中的作用；
3.通过介绍我国乙烯工业的发展，对学生进行爱国主义教育。
教学重点
乙烯的分子结构和化学性质，乙烯的实验室制法
教学难点
乙烯的分子结构
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【引入】右图为刚刚摘下不久的香蕉和成熟的香蕉，掺在一块放置几天的结果是香蕉已经全部变黄。为什么刚刚摘取不久的青香蕉与较熟的香蕉保存在一块就都变黄了呢？这就是我们今天要学习的乙烯的功劳。
【板书】第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料 ――乙烯
【讲解】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，乙烯就是一种重要的石油化工产品，也是重要的石油化工原料。
【思考与交流】体会它们(乙烯)作为基本化工原料的重要价值。
【板书】活动一、乙烯的来源与结构
【提问】衡量一个国家化工产业发展水平的标志是什么?
【板书】1、乙烯的来源及其在石油化工中的地位
来源——石油及石油产品的分解
乙烯的产量衡量一个国家的石油化工水平
【讲解】乙烯是重要的化工原料。中国现有的乙烯生产能力为600.5万吨／年，即便加上目前正进行扩能改造的产能，也不过1112万吨，而有数据显示，目前乙烯年增长率达8.5％，估计在2005年乙烯年需求量将达到1500万吨，国内产能仅能满足市场需求的50％左右。目前还需大量进口。
（乙烯的产量）乙烯在化学工业上有哪些重要的用途？
【学生】参照课本P58思考与交流中乙烯的用途
【教师】到底乙烯是怎样的物质呢？能否从石油中得到乙烯？
【过渡】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
科学探究一】椐图3-6进行石蜡油分解实验：

实验步骤
实验现象
1、将气体通入酸性KMnO4溶液中
2、将气体通入溴的四氯化碳溶液中
溶液褪色
溶液褪色
结论一：石蜡油分解产生了能使酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物，由此可知产物中含有与烷烃性质(烷烃不能使酸性KMnO4溶液褪色)不同的烃
【讲解】在这里我们要注意的是：石蜡油是碳原子数大于17的烷烃混合物，碎瓷片的作用是催化剂，并且酒精灯加热的位置是碎瓷片。
【提问】以上生成的气体是仅仅只是烷烃吗？为什么？
【回答】生成的气体能使酸性高锰酸钾溶液褪为无色，也能使溴的四氯化碳溶液褪色。因为烷烃不具有此性质，因此生成的气体中不都是烷烃，含有与烷烃性质不同的物质
【讲解】研究表明，石蜡油分解的产物中含有烷烃和烯烃，烯烃分子中含有碳碳双建，乙烯是最简单的烯烃，也是烯烃的代表物
【投影】想一想，请写出乙烷的电子式，然后设想从乙烷的每个碳原子上去掉一个氢原子后的电子式，分析其是否能稳定存在？为什么？如何改变可稳定存在
【学生交流】当乙烷按上述后书写的电子式不能稳定存在，因为碳原子为满8个电子的稳定结构，移动动两个成单电子于两个碳原子中间即可达到稳定。
【板书】2、乙烯的工业制法：石油化工厂所生产的气体中分离出来的。
【板书】3、乙烯的分子组成和结构
分子式：C2H4，　电子式：
结构式：

结构简式：CH2== CH2　　　　
【强调】 乙烯分子里出现了C=C双键，它所结合的氢原子个数比乙烷少了两个，像这样碳原子所结合的氢原子数少于饱和链烃里的氢原子数的烃，就叫做不饱和烃。乙烯中的C=C可以看成有一个键相当于乙烷中的碳碳键，另一个碳碳键相当于乙烷去氢之后形成的。
【课件演示】乙烯的球棍模型和比例模型
【展示】乙烯分子的模型，练习写结构简式（参见投影）：

【讲解】大家再观察一下乙烯的球棍模型，看看四个氢原子和两个碳原子的位置关系有何特点？
【教师】引导学生观察
【讲解】乙烯分子二个碳原子和四个氢原子在同一个平面上，键角为都是1200，乙烯是平面型结构6个原子共平面。
【板书】乙烯是平面型结构6个原子共平面。
【提问】下面请对比乙烷和乙烯分子中的键参数，能得到什么结论？
【投影】
乙烯与乙烷的对比表

乙烷
乙烯
分子式
C2H6
C2H4
结构式

结构简式
CH3—CH3
CH2=CH2
键的类别
C—C
C=C
键长/10-10m
1.54

键能kJ/mol
348
615
键角
109°28
120°
【讲解】从结构上我们可以判断出，C=C的键能和键长并不是C—C键的二倍，说明C=C双键中有一个键不稳定，容易断裂，有一个键较稳定。
【过渡】乙烯不同与乙烷的结构决定了乙烯有不同于烷的化学性质，主要发生在那个易断裂的键上。
【典例】1.下列说法正确的是(　　)
A．乙烯分子的电子式为
B．乙烯分子的球棍模型为
C．乙烯分子是平面结构
D．乙烯分子的结构简式为CH2CH2
【答案】　C
【解析】　乙烯分子中两个碳原子以双键相连，碳剩余价键被H原子饱和，由此得其电子式为，A项错误；乙烯分子中的碳原子半径大于氢原子半径，故乙烯分子的球棍模型应为，B项错误；乙烯分子是平面结构，六个原子在同一平面上，C项正确；乙烯分子中含有碳碳双键，正确的结构简式为CH2===CH2，D项错误。
2．下列分子中的各原子均在同一平面的是(　　)
A．C2H4 B．CHCl3
C．CH3CH2CH===CH2 D．CH3—CH3
【答案】　A
【解析】　乙烯分子是平面结构，2个碳原子和4个氢原子在同一平面上，A正确。因为CH4是正四面体结构，所以只要含有—CH3结构的分子所有原子不可能在同一平面上。
【板书】活动二、乙烯的性质
【投影实验二】将收集乙烯的导气管换成带玻璃尖嘴的导气管，点燃酒精灯，使反应温度迅速升高170℃，排空气，先收集一部分乙烯于试管中验纯，之后用火柴点燃纯净的乙烯。
【提问】乙烯燃烧有什么样的实验现象呢？产物又是什么呢？反应方程式该如何配平？
【板书】1、氧化反应
【注意】有机中所指的氧化反应是得氧失氢的反应，而还原反应是得氢失氧的反应。
【板书】(1) 燃烧
现象：明亮火焰并伴有黑烟。
方程式：
【提问】乙烯燃烧为什么会有黑烟现象呢？
【回答】含碳量高，燃烧不充分；火焰明亮是碳微粒受灼热而发光
【投影实验】将乙烯通入到酸性KMnO4溶液中，(溶液酸性是为了增强氧化性)
【板书】(2) 使酸性KMnO4溶液褪色，可用于鉴别甲烷和乙烯。
【提问】甲烷气体中混有少量乙烯能否用高锰酸钾除去？
【讲解】但在这里我们要注意的是，若想除去甲烷中的乙烯却不能这么做，因为乙烯与KMnO4溶液反应后会生成CO2，即除掉了CH4中的乙烯去引入了CO2杂质。那么，要想除去CH4中的乙烯可以怎么办呢？
【知识拓展】（3）乙烯的催化氧化
2 CH2=CH2 +O22CH3CHO
【过渡】乙烯使KMnO4溶液褪色是由于发生了氧化还原反应，把乙烯氧化通入溴的四氯化碳溶液，褪色的原因又是什么呢？
【投影实验】
实验
实验现象
实验结论
通入溴的四氯化碳溶液，再加入酸化的AgNO3 溶液。
溴的四氯化碳溶液退色；加入酸化的AgNO3溶液，无沉淀生成。
乙烯能与溴反应，但产物中没有溴化氢.
【板书】2、加成反应(addition reaction)
（1）与溴水反应方程式：

【提问】1，2-二溴乙烷中的C—C键能否再断裂发生加成反应？
【回答】不能再加成，说明C=C中只有一个键活泼，易断裂
【讲解】该反应的实质是C=C断开一个, 2个Br分别直接与2个价键不饱和的C结合，那么乙烯与溴水反应的机理又是什么呢？
【投影】多媒体动画：乙烯与溴水反应的机理：动画展示化学键断裂的方式

【讲解】由上述反应可知：乙烯分子双键中的一个键易于断裂，两个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上，生成二溴乙烷。(此反应也可用于鉴别甲烷和乙烯)，像这样的反应叫做加成反应
【板书】（2）有机物分子中的不饱和键(双键或三键)两端的碳原子与其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应叫做加成反应。
【讲解】除了溴水之外，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。工业制酒精的原理就是利用乙烯与水的加成反应而生成乙醇。
【板书】（3）与氢气：

（4）与氢化氢：

（5）与水：

（6） 与氯气：

【过渡】乙烯和乙烯也能发生加成反应
【课件演示】 乙烯的聚合反应

【讲解】 乙烯的这种加成反应形成了相对分子质量很大的物质，我们把这种相对分子质量很大的物质叫作高分子化合物，而像乙烯这样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很大的高分子化合物的反应就叫做聚合反应，乙烯的聚合实质上也是一种加成，因此这种反应也叫做加成聚合反应，简称加聚反应。
【板书】3、加聚反应

聚合反应：分子量小的化合物分子（单体）互相结合成分子量大的化合物（高分子化合物）
加聚反应：加成聚合反应
【讲解】加聚反应的实质是不饱和键的断裂和相互加成。不论加成还是聚合，根本原因都是含有不饱和的C=C双键
【讲解】生活中用来包装仪器的塑料袋是聚乙烯。如果将乙烯分子中的一个氢原子用氯代替，聚合后成为聚氯，它就不能用来包装食品了，因为有毒。塑料在高温或长期光照情况下，容易老化，变脆。反应如下：
【思考】根据乙烯发生加聚反应的原理，判断下列物质能否发生加成反应，能发生的写出反应的化学方程式。
①CH2＝CHCl（氯乙烯）
②CF2=CF2（四氟乙烯）
【提问】你能总结出乙烯具有的物理性质吗？
【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。
【板书】物理性质：乙烯是无色气体，稍有气味，密度是1.25 g/L，比空气略轻（分子量28），难溶于水。
【典例】1．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
【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。
2．使1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应，然后使该加成反应的产物与氯气在光照的条件下发生取代反应，则两个过程中消耗氯气的总物质的量最多是(　　)
A．3 mol B．4 mol C．5 mol D．6 mol
【答案】　C
【解析】　1 mol乙烯能与1 mol Cl2发生加成反应，而1 mol加成产物中含4 mol氢原子，被氯原子完全取代，消耗4 mol Cl2，所以共消耗5 mol Cl2，故选C。
【板书】活动三、乙烯的用途
【讲解】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。
【投影小结】

【自我评价】1．下列叙述正确的是(　　)
A．乙烷的化学性质不如乙烯活泼
B．乙烯燃烧时火焰明亮，同时产生淡蓝色火焰
C．乙烷和乙烯一样，分子中所有原子共平面
D．乙烷和乙烯都能与溴反应且条件相同
【答案】　A
【解析】　乙烯是平面结构，分子中所有原子共平面，但乙烷中碳原子成键特点与甲烷类似，分子中C、H不能全部共平面，而乙烯分子中碳碳双键中的一个键易断裂，所以，乙烯的性质较活泼，故A正确，C错误；乙烯含碳量较高，燃烧时火焰明亮且冒黑烟，B错误；乙烷和乙烯都能与溴反应，但前者是与溴蒸气在光照时反应，后者与溴水常温即发生反应，D错误。
2．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
【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。
3.1 mol某烃最多能和1 mol HCl发生加成反应，生成1 mol氯代烷，1 mol此氯代烷能和7 mol Cl2发生取代反应，生成只含碳元素和氯元素的氯代烷，该烃可能是(　　)
A.CH3CH===CH2 B.CH3CH2CH===CH2
C.CH2===CH2 D.CH3(CH3)C===CH2
【答案】　A
【解析】　1 mol某烃最多能和1 mol HCl发生加成反应，则该烃分子中含有一个碳碳双键，加成反应后生成的氯代烷增加了1个H原子和1个Cl原子，1 mol此氯代烷能和7 mol Cl2发生取代反应，生成只含碳元素和氯元素的氯代烷，则该烃分子的加成产物中含有7个H原子，那么原来的烃分子中含有6个H原子。烯烃的通式是CnH2n，则2n＝6，n＝3，该烃的分子式为C3H6，A正确。
4．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．不能在空气中燃烧
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
【答案】　C
【解析】　丙烯与乙烯都含有碳碳双键结构，性质有相似之处。丙烯同样能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错；丙烯与乙烯的元素组成是相同的，可以燃烧，B错；丙烯也能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应，C正确；乙烯与HCl加成只生成一种产物一氯乙烷，但是CH2===CH—CH3与HCl加成，由于氯原子连接的位置有两种情况，加成产物也应该有两种，即：Cl—CH2—CH2—CH3和CH3—CHCl—CH3，它们互为同分异构体，而不是同一物质，D错。
5．对比甲烷和乙烯的燃烧反应，下列叙述中正确的是(　　)
①二者燃烧时现象完全相同　②点燃前都应验纯　③甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色，乙烯燃烧的火焰较明亮，并有大量黑烟生成　④二者燃烧时都有黑烟生成
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
【答案】　D
【解析】　[甲烷和乙烯燃烧现象不同，①错；可燃性气体点燃前都要验纯，②对；甲烷燃烧无黑烟，④错，③对。]

知识
结构
与
板书
设计

第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料---乙烯(ethene)
一、乙烯
1、乙烯的来源及其在石油化工中的地位
2、乙烯的工业制法
3、乙烯的结构
分子式： 　　　　　
结构简式：
乙烯是平面型结构，键角都是 ，6个原子共平面。
二、物理性质：
三、化学性质
1、氧化反应
(1) 燃烧
现象：明亮火焰并伴有黑烟。
方程式：
(2) 使酸性KMnO4溶液褪色，可用于鉴别甲烷和乙烯。
2、加成反应
与溴水反应方程式：

有机物分子中的不饱和键(双键或三键)两端的碳原子与其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应叫做加成反应。
与氢气：

与氢化氢：

与水：

与氯气：　　

3、加聚反应

聚合反应：分子量小的化合物分子（单体）互相结合成分子量大的化合物（高分子化合物）
加聚反应：加成聚合反应
教学回顾与反思

乙烯典型的反应是加成反应，即碳碳双键中的一个断裂，变成单键，双键两端的碳原子各接上其他的原子或原子团。通过举例和练习让学生深刻记住。乙烯的氧化反应即与高锰酸钾反应的现象，及应用。乙烯与溴水的反应现象及应用。