第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料（1）

2015-10-19 15:35:03   来源：   撰稿：董啸   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

第二节  来自石油和煤的两种基本化工原料（1）

复习：烷烃的定义和性质；同系物和同分异构体的概念。

【引言】在前面甲烷和烷烃的性质学习中我们已经知道,在有机化学的学习中,常常是根据某一物质的结构和性质可推导出一类结构相似的物质的性质,只要我们抓住了一类物质的结构特点,那么掌握它们的性质也就比较容易了.正所谓“一叶而知天下秋”。

我们常说煤是工业的粮食，石油是现在工业的血液，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。乙烯和苯就是最重要的石油化工产品，也是重要的石油化工原料。衡量一个国家化工产业发展水平的标志是什么？（乙烯的产量）

【思考与交流】讨论乙烯和苯的用途，体会它们作为基本化工原料的重要价值。

一、乙烯

乙烯是一种怎样的物质呢？能否从石油中得到乙烯？从石油分馏中得到的石蜡油进一步加热会得到什么？

【探究实验】：按照教材P59图3－6完成石蜡油的分解实验

（1）收集一瓶气体，观察其物理性质；

（2）将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液；

（3）将生成的气体通入溴水中，观察现象；

（4）用排水集气法收集一试管气体，点燃，观察燃烧的现象。（观察物理性质后，集气瓶中的气体也可以点燃，观察燃烧的现象。）

注意事项：①石蜡油：17个C以上的烷烃混合物；②碎瓷片：催化剂；③加热位置：碎瓷片；④将生成气体通人酸性高锰酸钾溶液中；⑤生成的气体通入溴的四氯化碳溶液；⑥点燃气体 。 

【实验现象】有气体产生， 将产生的气体通入溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾溶液均褪色。用排水法收集一试管气体并点燃，气体的燃烧火焰明亮有黑烟。

【分析】从实验现象得知生成气体的性质与烷烃不同，科学家研究表明，石蜡油分解的产物主要是烯烃和烷烃的混合物。烯烃的性质与烷烃不同，是因为其结构与烷烃不同，属于不饱和烃。乙烯是最简单的烯烃。

【过渡】乙烯是最简单的烯烃,所以我们先来了解。

1、乙烯的分子组成和结构

（1）分子式：

已知乙烯分子的标况下的密度为1.25g/cm³,与空气的相对分子质量之比为0.97，怎们求乙烯分子的分子量，求分子式？

乙烯的分子式为C₂H₄

【学生活动】请同学们根据乙烯的分子式写出乙烯的电子式和结构式。

（2）结构：

根据化学结构理论，C是四价，且相互结合，化学健得到满足，故结论为：分子中的6个原子在同一平面上。结构简式为CH₂═CH₂，分子中的化学健不一样，有一个易断裂。

2、乙烯的性质

（1）物理性质：无色稍有气味的气体，密度比空气小，难溶于水。

（2）化学性质：（结构决定性质）

CH₂═CH₂分子中的碳碳双键中两个化学健不一样，有一个易断裂。因此，乙烯的化学性质活泼。

①氧化反应

a、燃烧：纯的乙烯能在空气中安静的燃烧，冒黑烟（含C量大）并有大量的热量放出；不纯时能发生爆炸（体积比为3.4%--34%）。

CH₂═CH₂+3O₂            2CO₂+2H₂O

  b、乙烯可使KMnO₄（H⁺）溶液褪色，发生氧化反应，乙烯本身被氧化。

【说明】利用这个性质，鉴别甲烷和乙烯。

②加成反应：

【分析】乙烯使溴水褪色，说明乙烯和溴水发生化学反应，在反应中乙烯分子中的碳碳双键中两个化学健不一样，有一个易断裂。

CH₂═CH₂+Br₂→CH₂Br─CH₂Br   (1,2—二溴乙烷)

  应用：乙烯使溴水褪色可用于鉴别乙烯类物质(区别于乙烯使KMnO₄（H⁺）溶液褪色)。

加成反应的概念，由同学们总结归纳：

加成反应：有机分子里不饱和的C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加成反应。

【思考与交流】请同学们从反应物、反应过程和反应结果三个方面，比较加成反应和取代反应有什么不同？

①反应物不同（取代反应反应物没有特别要求，加成反应的反应物必须含不饱和的碳原子）；

②反应过程不同（取代反应是两种物质交换成分，加成反应是两种物质直接结合）；

③反应结果不同（取代反应生成物的碳碳键没有变化，加成反应将不饱和的物质变成比较饱和的物质）。

   【学生活动】乙烯不仅可以和溴发生加成反应，在一定条件下也可以和H₂、HCl、Cl₂、H₂O、HBr发生加成反应，你能写出有关的化学方程式吗？

   [思考题]：

①乙烯使酸性ＫＭnＯ_４溶液褪色和使溴水褪色在反应实质上是一样的吗？有人把乙烯与溴水褪色的反应产物写成Ｃ_２Ｈ_４Ｂr_２，妥不妥？

②乙烯与HCl可加成生成CH₃CH₂Cl，乙烷与Cl₂光照可生成CH₃CH₂Cl，哪种方法更好些？

③目前你学过哪些有机的反应类型？用化学方程式举例说明。

3、乙烯的用途：

〖学生活动〗安排学生自学乙烯有哪些用途？指导学生小结知识要点。

用途：乙烯是一种重要的化工基础原料，是一个国家衡量化工业发展水平的重要标志之一；乙烯是一种植物生长调节剂，可以促进果实催熟。

【实践活动】在塑料袋中放一个成熟的苹果，再放一些青香蕉和青橘子，将袋口密封，每天观察水果的变化。

4、烯烃

（1）定义：

不饱和烃： 分子里含有碳碳双键或碳碳叁键，碳原子所结合的氢原子少于饱和链烃里的氢原子数，这样的烃叫做不饱和烃。

凡含一个碳碳双键，在分子组成上相差一个或几个CH₂原子团的链烃，叫做烯烃。乙烯是最简单的烯烃。

（2）烯烃的物理性质及变化规律

常温下，乙烯、丙烯、丁烯是气体，从戊烯开始为液态，高级烯烃是固态；烯烃的比重都小于1；烯烃难溶于水，能溶于有机溶剂。

【变化规律】：随碳原子数增加，烯烃的溶沸点、密度依次增大。

（3）烯烃的化学性质：

烯烃的化学性质与乙烯相似。

（4）烯烃的通式：CnH2n(n≥2)

【知识拓展】烯烃的命名——系统命名法

烯烃和烷烃命名类似，不同的是要表示出双键的位置。

①选主链：含双键的最长碳链。

②定碳位：使双键编号最小。

③得名称：取代基位次→取代基名称→双键位次→母体名称

课堂小结：本节课我们了解了乙烯的结构和化学性质：氧化反应、加成反应等，要掌握官能团对性质的重要影响，领会加成反应的机理。

〖板书设计〗一、乙烯

1、乙烯的分子组成和结构

2、乙烯的性质

3、乙烯的用途 

 4、烯烃

〖教后记〗 

【课堂练习】

1．10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后，恢复到原来状况（1.01×10⁵Pa , 27⁰C）时，测得气体体积为70毫升，求此烃可能的分子式。答案：烃的分子式为C₃H₄或C₂H₄或CH₄

2．实验室常用CH₃CH₂OH和浓硫酸共热到170℃制备CH₂=CH₂，同时得到H₂O，制取乙烯的反应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，有人设计下列实验确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。A：品红溶液，B：NaOH溶液，C：浓硫酸，D：酸性高锰酸钾溶液。试回答下列问题：

（1）图3—1中①②③④装置可盛放的试剂是：①            ，②               ，③               ，④                   。（将有关试剂的序号填入空格内）

（2）能说明SO₂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）确证乙烯存在的现象是                                     。

答案为：（1）A；B；A；D。（2）装置I中品红溶液褪色可说明混合气体中含有SO₂。（3）除去SO₂气体（4）检验SO₂是否除尽。（5）装置（III）中品红溶液不褪色，装置（IV）中酸性KMnO₄溶液褪色，说明混合气体中含有乙烯。

【随堂练习】

1．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是(   )

A. 石油的产量    B. 乙烯的产量  C. 合成纤维的产量   D. 硫酸的产量

2．制取下列气体时，不宜采用排空气法收集的是   （     ）

A．氨气            B．乙烯      C．二氧化碳    　　   D．一氧化氮

3．制取一氯乙烷最好采用的方法是（     ）

A．乙烷和氯气反应                  B．乙烯和氯气反应

C．乙烯和氯化氢反应                D．乙烯和氯气、氢气反应

4．两种气态烃的混合气体0.1mol，完全燃烧后得到标准状况下的CO₂ 3.584L和3.6g H₂O，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

5．某气态的烷烃与烯烃的混合气9g，其密度为同状况下H₂密度的11.2倍，将混合气体通过足量的溴水，溴水增重4.2g，则原混合气体的组成为（  ）

A．甲烷，乙烯    B．乙烷，乙烯C．甲烷，丙烯     D．甲烷，丁烯

6．某有机物在氧气中充分燃烧生成的水蒸汽和二氧化碳的物质的量之比为

1：1，由此可得出结论是 （  ）

A．该有机物分子中C、H、O原子个数比为1：2：3

B．分子中C、H原子个数比为1：2

C．该有机物中必含氧元素   D．该有机物中必定不含氧元素

7．有A、B两种烃，含碳的质量分数相同，下列关于A、B的叙述中正确的是（   ）

A．和B一定是同分异构体     B．A和B不可能是同系物

C．A和B的最简式一定相同  

D．A和B各1mol，完全燃烧后生成二氧化碳的质量一定相等

8、关于乙烯分子结构的说法中，错误的是（　）

       A．乙烯分子里含有C=C双键；    B．乙烯分子里所有的原子共平面；

       C．乙烯分子中C=C双键的键长和乙烷分子中C－C单键的键长相等。

       D．乙烯分子里各共价键之间的夹角为120°。

9、除去乙烷中混有的少量乙烯的方法，正确的是（  ）

   A.通入氯气后进行光照    B.通入溴水  C.通入澄清的石灰水  D.点燃

10、能用于鉴别甲烷和乙烯的试剂是 (     )

A.溴水     B.酸性高锰酸钾溶液    C.苛性钠溶     D.四氯化碳溶液

11、制取一氯甲烷最好采用的方法是 (    )                                                                                                       

A.乙烷和氯气反应   B.乙烯和氯气反应

C.乙烯和氯化氢反应     D.乙烷和氯化氢反应

12.  既可以使溴水褪色,又可以使酸性高锰酸钾溶液褪色的气体有 (   )

A. CO        B. CO₂        C. C₂H₄          D. C₂H₆

13. 乙烯发生的下列反应中,不属于加成反应的是  (    )

A. 与氢气反应生成乙烷         B. 与水反应生成乙醇

C. 与溴水反应使之褪色         D. 与氧气反应生成二氧化碳和水

【参考答案】1.B    2BD    .3.C    4.C    5.C     6.B    7.C

8.  C 9.  B 10.  AB 11.  C 12. C   13. D