高一化学人教版步步高必修2第三章第二节第1课时.docx

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高一化学人教版步步高必修2第三章第二节第1课时

第二节　来自石油和煤的两种基本化工原料

第1课时　乙　烯

[学习目标定位]　1.了解乙烯的结构特点，会写乙烯的分子式、结构式、结构简式、电子式。

2.认识乙烯能够发生加成反应和氧化反应。

3.知道乙烯发生加成反应时的断键和成键情况，会写乙烯与H2、HCl、Cl2、H2O发生加成反应的化学方程式。

4.了解烯烃的概念。

一、石蜡油分解产物的实验探究

1.按表中实验操作要求，完成实验并填写下表：

实验操作

实验现象

B中溶液紫色褪去

C中溶液红棕色褪去

D处点燃后，火焰明亮且伴有黑烟

实验结论

石蜡油分解的产物中含有不饱和烃

上述实验结果显示，石蜡油（烷烃）分解产物中有不同于烷烃的物质产生，即烯烃。

2.请说明上述实验石蜡油（烷烃）分解产物中含有烯烃的依据：

___________________________。

答案　因为烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液褪色，而烯烃可以

1.不饱和烃与烯烃

2.乙烯是最简单的烯烃，它是一种无色、稍有气味、难溶于水的气体。

从石油中可以获得大量乙烯，乙烯的产量是衡量一个国家化工水平的标志；它还是一种植物生长调节剂。

1.下列物质属于不饱和烃的是（　　）

A.

B.正丁烷

C.CH2===CH—CH3D.C8H18

答案　C

二、乙烯的分子结构

按要求填空：

2.关于乙烯分子结构的描述错误的是（　　）

A.乙烯的结构简式为CH2===CH2

B.乙烯是最简单的烯烃

C.乙烯分子中所有原子都在同一平面上

D.乙烯分子中所有原子都在一条直线上

答案　D

三、乙烯的化学性质

1.乙烯的氧化反应

（1）观察实验，记录现象。

实验

现象

点燃乙烯

火焰明亮，伴有黑烟，同时放出大量热

通入酸性高锰酸钾溶液

酸性高锰酸钾溶液褪色

（2）写出乙烯燃烧的化学方程式。

为什么甲烷燃烧没有黑烟，而乙烯燃烧有较浓的黑烟？

答案　C2H4＋3O2

2CO2＋2H2O，乙烯燃烧时有较浓的黑烟是因为乙烯分子里含碳量（85.7%）比较大，未完全燃烧，产生碳的小颗粒造成的。

（3）乙烯可以作为水果的催熟剂，可以使生果实尽快成熟，但是用浸泡过酸性高锰酸钾溶液的硅藻土与果实或花朵放在一起，可以延长果实或花朵的成熟期，达到保鲜的目的。

请解释其中的奥秘。

答案　乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

2.乙烯的加成反应

（1）加成反应：

有机物分子中碳碳双键（或碳碳三键）两端的碳原子与其他原子或原子团结合生成新的化合物的反应叫加成反应。

如将乙烯通入溴的四氯化碳溶液（或用溴水代替）中，现象是溴的红棕色褪去，乙烯与溴发生了加成反应，生成了1,2二溴乙烷。

（2）请你推测乙烯和溴水发生加成反应时碳碳双键中断了几个共价键，这两个共价键相同吗？

答案　只断了一个共价键，说明这两个共价键不相同。

（3）乙烯除了与溴加成外，一定条件下还能与H2、HCl、Cl2、H2O等发生加成反应，请写出相关的化学方程式。

答案　CH2===CH2＋H2

CH3—CH3

CH2===CH2＋HCl

CH3CH2Cl

CH2===CH2＋H2O

CH3CH2OH

（4）聚乙烯（CH2—CH2）在日常生活中用途很广，是一种高分子化合物，如用作食品保鲜膜、水管材料等。

它是由乙烯分子在一定条件下相互加成得到的，写出合成聚乙烯反应的化学方程式。

答案　nCH2===CH2

CH2—CH2

3.如何区分乙烷和乙烯？

乙烷中有乙烯如何除去？

答案　乙烯能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，由此可区别乙烷（烷烃）和乙烯（烯烃）。

乙烯被酸性KMnO4溶液氧化的产物是CO2，因此乙烷中混有乙烯时，不能用酸性高锰酸钾溶液除去（引入新的杂质），也不能用和H2发生加成反应除去，应用溴水洗气除去。

1.乙烯的氧化反应

2.乙烯的加成反应

3.下列说法中，错误的是（　　）

A.无论乙烯与Br2的加成，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

答案　C

解析　本题考查乙烯的性质。

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。

乙烯的加成反应和氧化反应过程中碳碳双键断裂，A对；乙烯能与溴水和酸性KMnO4溶液反应，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对；乙烯和甲烷中氢的质量分数不同，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错；甲烷燃烧产生淡蓝色火焰，乙烯燃烧火焰明亮有黑烟，D对。

乙烯的性质

稍有气味水难溶，高锰酸钾溴反应。

现象相同理不同，前因氧化后加成。

加氧燃烧黑烟冒，聚合分子碳链增。

1.区别CH4和C2H4的方法最好是（　　）

A.比较它们在水中的溶解度大小

B.嗅闻它们的气味

C.通入溴水中观察溶液颜色的变化

D.点燃它们后，观察火焰

答案　C

解析　甲烷不能使溴水褪色，而乙烯可以，因此答案选C。

2.下列关于乙烯和乙烷的说法中错误的是（　　）

A.乙烯是不饱和烃，乙烷是饱和烃

B.乙烯分子中的两个碳原子在同一条直线上，乙烷分子中的两个碳原子也在同一条直线上

C.乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键键能的两倍，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　A项，乙烯含有碳碳双键，属于不饱和烃，乙烷属于饱和烃，正确；B项，两点决定一条直线，所以分子中的两个碳原子一定在同一条直线上，正确；C项，乙烯分子中碳碳双键键能小于乙烷分子中碳碳单键键能的两倍，因此乙烯结构不稳定，导致乙烯能和溴水发生加成反应，错误；D项，甲烷是正四面体结构，所以乙烷中所有原子不可能在同一平面上；乙烯为平面结构，所有原子都处在同一平面上，正确。

3.不可能是丙烯（CH2===CHCH3）的加成产物的是（　　）

A.CH3CH2CH3B.CH3CH2CHCl2

C.CH3CH2CH2OHD.CH3CH2CH2Br

答案　B

解析　A项，丙烯与氢气的加成产物是CH3CH2CH3；B项，CH3CH2CHCl2不可能是丙烯的加成产物；C项，CH3CH2CH2OH是丙烯与水的加成产物；D项，CH3CH2CH2Br是丙烯与HBr的加成产物。

4.等物质的量的乙烯与甲烷，所含分子数之比为________，碳原子个数之比为____________，氢原子个数之比为________，若充分燃烧，消耗O2的体积比为________；0.1mol某烃在足量的氧气中完全燃烧，生成CO2和水各0.6mol，则该烃的分子式为____________。

答案　1∶1　2∶1　1∶1　3∶2　C6H12

5.某研究性小组为了探究石蜡油（17个碳以上液态烷烃混合物）分解产物中有乙烯存在，设计如下实验方案：

将浸透了石蜡油的石棉放置在硬质试管的底部，试管中加入碎瓷片，给碎瓷片加强热，石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面，发生反应后将得到的气体混合物通入盛有某试剂的试管中加以验证（装置如下图所示）。

回答下列问题：

（1）决定乙烯性质的官能团是________。

（2）验证该气体混合物中含有乙烯的实验方案是__________________________________

________________________________________________________________________。

（3）验证该气体混合物中含有乙烯的实验现象是____________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）碳碳双键（或

）

（2）将产生的气体产物通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中（或通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中）

（3）酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去（或溴的四氯化碳溶液的红棕色褪去）

[基础过关]

题组一　乙烯的分子结构

1.甲烷、乙烯属于不同类型的有机化合物，但它们之间也有共性。

下列关于它们之间共同特点的说法正确的有（　　）

A.都含有碳碳双键

B.都能使酸性KMnO4溶液褪色

C.都能发生加成反应和取代反应

D.在氧气中完全燃烧后都生成CO2和H2O

答案　D

解析　A项，甲烷不含有碳碳双键，错误；B项，乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，甲烷不能，错误；C项，甲烷不能发生加成反应，错误；D项，在氧气中完全燃烧后都生成CO2和H2O，正确。

2.某单烯烃与H2加成后的产物：

，则该烯烃的结构式可能有（　　）

A.1种B.2种

C.3种D.4种

答案　C

解析　根据烯烃与H2加成反应的原理，推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置，该烷烃的碳链结构为

，1号和6号碳原子关于2号碳原子对称，5、8、9号碳原子关于4号碳原子对称，但4号碳原子上没有氢原子，所以4号碳原子和3、5、8、9号碳原子间不能形成双键；相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键，所以能形成双键的有：

1和2之间（或2和6之间）、2和3之间、3和7之间，共有3种，故C项正确。

题组二　乙烯的性质

3.能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是（　　）

A.乙烯分子里碳氢个数比为1∶2

B.乙烯完全燃烧生成的CO2和水的物质的量相等

C.乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，且1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴

D.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色

答案　C

解析　碳氢原子个数比为1∶2，是对乙烯的组成分析，而不能证明碳碳双键存在的事实；B选项与A选项的实质是一样的，根据生成的CO2和水的物质的量相等，也只能推断出碳、氢原子个数比为1∶2；C选项，加成反应是不饱和烃的特征性质，1mol乙烯完全加成需要消耗1mol溴，说明乙烯分子中含有一个碳碳双键；D选项，能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征，并不能说明一定含有碳碳双键，也不能定量地说明乙烯分子的结构中只含有一个碳碳双键。

4.下列过程中发生了加成反应的是（　　）

A.C2H4使酸性高锰酸钾溶液褪色

B.C2H4使溴的CCl4溶液褪色

C.C2H4燃烧生成二氧化碳和水

D.CH4和Cl2的混合气体在光照条件下逐渐褪色

答案　B

解析　A项，酸性高锰酸钾溶液与C2H4发生氧化反应；B项，C2H4与溴发生加成反应；C项，C2H4燃烧属于氧化反应；D项，属于取代反应。

5.下列各组物质在一定条件下反应，可以制得较纯净的1,2二氯乙烷的是（　　）

A.乙烷与氯气光照反应

B.乙烯与氯化氢气体混合

C.乙烯与氯气加成

D.乙烯通入浓盐酸

答案　C

解析　制备二氯代烷烃常用烯烃与氯气的加成反应，而不用烷烃与氯气发生取代反应，因其产物不纯。

6.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，不是同一物质，D错。

题组三　气态烃的净化与检验

7.甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净的甲烷，可依次将其通过下列哪组试剂的洗气瓶（　　）

A.澄清石灰水，浓H2SO4

B.溴水，浓H2SO4

C.酸性高锰酸钾溶液，浓H2SO4

D.浓H2SO4，酸性高锰酸钾溶液

答案　B

解析　应把乙烯转化为CO2或直接吸收才能提纯甲烷。

方法一：

混合气体通过溴水吸收C2H4，然后用浓H2SO4干燥CH4；方法二：

混合气体通过酸性高锰酸钾溶液，然后用澄清石灰水（或NaOH溶液）吸收CO2，最后用浓H2SO4干燥CH4。

8.既可以用来鉴别乙烷和乙烯，又可以用来除去乙烷中混有的乙烯，得到纯净乙烷的方法是（　　）

A.与足量溴反应

B.通入足量溴水中

C.在一定条件下通入氢气

D.分别进行燃烧

答案　B

解析　乙烷和乙烯均是无色气体，但前者易发生取代反应，后者易发生加成反应，若与足量溴作用，乙烷可以发生取代反应而生成溴代乙烷，乙烯发生加成反应生成二溴乙烷，不仅不易鉴别，还会损失大量的乙烷且混入大量的溴蒸气杂质，不合理；若在一定条件下通入氢气，虽可将乙烯转变为乙烷，但通入氢气的量不易控制，很难得到纯净的乙烷；若分别进行燃烧，无法再得到乙烷；因此只能选B，因为乙烷不和溴水反应，而乙烯能和溴水发生加成反应而使溴水褪色，且生成的CH2Br—CH2Br为液体。

题组四　烃的燃烧

9.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.①②B.③④

C.①④D.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。

10.把mmolC2H4跟nmolH2混合于密闭容器中，在一定条件下发生反应，生成pmolC2H6（p＜m），若将反应后的混合气体点燃，完全燃烧生成CO2和H2O时，需要O2的物质的量为（　　）

A.（3m＋n）molB.（3m＋n/2）mol

C.（3m＋3p＋n/2）molD.（3m＋n/2－3p）mol

答案　B

解析　mmolC2H4完全燃烧消耗O2为m（2＋

）mol＝3mmol，nmolH2完全燃烧消耗O2为

mol；mmolC2H4和nmolH2发生反应后的生成物和剩余的反应物的耗氧量都与mmolC2H4和nmolH2的耗氧量相同，B项正确。

[能力提升]

11.如下图是某种有机物分子的球棍模型图。

图中的“棍”代表单键或双键，不同大小的“球”代表三种不同的短周期元素的原子。

对该有机物的叙述不正确的是（　　）

A.该有机物可能的分子式为C2HCl3

B.该有机物的分子中一定有

C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上

D.该有机物可以由乙烯和氯化氢加成反应得到

答案　D

解析　由该分子的球棍模型可看出，碳碳之间成双键，结合CH2===CH2分子结构特点可推断A、B、C正确。

12.现有A、B、C三种烃，其球棍模型如下图：

（1）等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________（填对应字母，下同）。

（2）同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。

（3）等质量的以上三种物质燃烧时，生成二氧化碳最多的是________，生成水最多的是________。

（4）在120℃、1.01×105Pa条件下时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是________。

答案　

（1）A　

（2）C　（3）B　A　（4）A、B

解析　据球棍模型可知A为CH4，B为C2H4，C为C2H6。

（1）等质量的烃CxHy完全燃烧时，氢元素的质量分数越大，耗氧量越大，即碳氢原子个数比越小耗氧量越多。

CH4、C2H4、C2H6中的

依次为

、

、

，故CH4耗O2最多。

（2）等物质的量的烃CxHy完全燃烧时，x＋

的值越大，耗氧量越大，CH4、C2H4、C2H6的x＋

依次为1＋

＝2、2＋

＝3、2＋

＝3.5，故C2H6耗O2最多。

（3）等质量的三种物质，C2H4的含碳量最高，故C2H4燃烧生成的CO2最多；CH4的含氢量最高，故CH4生成的H2O最多。

（4）温度大于或等于100℃条件下，当烃分子中含有4个氢原子时，该烃完全燃烧前后气体体积不变，故答案为CH4、C2H4。

13.Ⅰ.如图是实验室制乙烯的发生装置和乙烯性质实验装置，反应原理为CH3CH2OH

CH2===CH2↑＋H2O，回答下列问题：

（1）图1中仪器①、②的名称分别为______________、______________。

（2）收集乙烯气体最好的方法是_________________________________________________。

（3）向溴的四氯化碳溶液中通入乙烯（如图2），溶液的颜色很快褪去，该反应属于________（填反应类型），反应的化学方程式为______________________________________________。

Ⅱ.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合气体中有乙烯和二氧化硫。

试回答下列问题：

（1）图中①、②、③、④装置盛放的试剂是下列中的（将正确选项填入空格内）：

①________；②________；③________；④________。

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②的目的是____________________________________________________。

（4）使用装置③的目的是___________________________________________________。

（5）确认含有乙烯的现象是_________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　Ⅰ.

（1）温度计　烧瓶（或圆底烧瓶）　

（2）排水集气法　（3）加成反应　CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br

Ⅱ.

（1）A　B　A　D

（2）装置①中的品红溶液褪色

（3）除去SO2气体，以免干扰乙烯的检验

（4）检验SO2是否已被除尽

（5）装置③中的品红溶液不褪色，装置④中的酸性KMnO4溶液褪色

14.为探究乙烯与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：

先取一定量的工业用乙烯气体（在储气瓶中），使气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙烯与溴水发生了加成反应。

乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性的气体杂质，由此他提出必须先除去杂质，然后再使乙烯与溴水反应。

请回答下列问题：

（1）甲同学的实验中有关的化学方程式为_______________________________________

________________________________________________________________________。

（2）甲同学设计的实验________（填“能”或“不能”）验证乙烯与溴发生加成反应，其理由是__________________________________________________________________（填字母）。

A.使溴水褪色的反应，未必是加成反应

B.使溴水褪色的反应，就是加成反应

C.使溴水褪色的物质，未必是乙烯

D.使溴水褪色的物质就是乙烯

（3）乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体是______，它与溴水反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

在验证过程中必须全部除去，除去该杂质的试剂可选用________。

（4）为了验证乙烯与溴水的反应是加成反应而不是取代反应，可采取方法有________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br

（2）不能　AC

（3）H2S　H2S＋Br2===2HBr＋S↓　CuSO4溶液（或NaOH溶液等）

（4）分别用pH计测量反应前后溴水的pH，若反应后pH明显减小，则是取代反应

解析　由“乙烯中可能含有少量还原性气体杂质”、“褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质”可以推断还原性气体为H2S。