2019-2020年高中化學(xué) （大綱版）第二冊 第五章 烴 第三節(jié)乙烯烯烴(第一課時).doc

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2019-2020年高中化學(xué) （大綱版）第二冊 第五章 烴 第三節(jié)乙烯烯烴(第一課時) ●教學(xué)目標(biāo) 1.使學(xué)生了解乙烯的物理性質(zhì)和主要用途，掌握乙烯的分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)和實驗室制法，以培養(yǎng)學(xué)生分析思維、比較思維的能力； 2.理解加成反應(yīng)和聚合反應(yīng)； 3.了解不飽和烴的概念和烯烴在組成、結(jié)構(gòu)、重要化學(xué)性質(zhì)上的共同點，以及物理性質(zhì)隨分子中的碳原子數(shù)目的增加而變化的規(guī)律性； 4.通過學(xué)習(xí)對比、體會物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)之間的“內(nèi)因—外因”的辯證關(guān)系。 ●教學(xué)重點 1.乙烯的分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)及實驗室制法； 2.加成反應(yīng)和聚合反應(yīng)。 ●教學(xué)難點 乙烯的實驗室制法。 ●課時安排 一課時 ●教學(xué)方法 1.通過制作分子模型使學(xué)生認(rèn)識和理解乙烯的分子結(jié)構(gòu)特點； 2.通過教學(xué)軟件模擬使學(xué)生掌握實驗室制乙烯的反應(yīng)原理； 3.通過實驗演示使學(xué)生理解和掌握乙烯重要的化學(xué)性質(zhì)； 4.通過引導(dǎo) 、投影顯示、自學(xué)等方法使學(xué)生理解乙烯的聚合反應(yīng)。 ●教學(xué)用具 投影儀、多媒體電腦、乙烯制備原理的教學(xué)課件、彩圖兩幅、塑料薄膜、球棍模型、乙烯分子的比例模型； 鐵架臺、圓底燒瓶、溫度計、雙孔膠塞、導(dǎo)氣管、帶尖嘴的彎玻璃導(dǎo)管、石棉網(wǎng)、酒精燈、集氣瓶、水槽、試管若干； 酒精、濃硫酸、酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液。 ●教學(xué)過程 ［掛圖展示］兩幅彩圖：圖1為剛剛摘取不久的香蕉，顏色偏青；圖2是將青香蕉與黃香蕉摻在一塊放置幾天后的結(jié)果，香蕉已全變黃。 ［師］我們在買香蕉的時候是愿意買青香蕉還是黃香蕉？為什么？ ［生］當(dāng)然原意買黃香蕉，因為黃香蕉成熟，好吃。 ［設(shè)問］那么剛剛摘取不久的青香蕉何以與較熟的黃香蕉保存在一塊就都變黃了呢？ ［師］這就是我們今天要學(xué)習(xí)的乙烯的功勞。 ［板書］第三節(jié) 乙烯 烯烴 ［師］請大家寫出乙烷分子的分子式，結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式。 ［生］按要求書寫，并由一名學(xué)生上前板演：分子式 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡式 C2H6 CH3CH3 ［師］請大家根據(jù)乙烷分子的結(jié)構(gòu)式動手制作乙烷分子的球棍模型。 ［學(xué)生活動］以小組為單位制作乙烷分子的球棍模型。 ［設(shè)疑］如果通過反應(yīng)，把乙烷分子中的氫原子消去兩個，即分子式由C2H6變?yōu)镃2H4，叫做乙烯，那么在C2H4中兩個碳原子是怎么樣結(jié)合的？ ［生］復(fù)習(xí)回憶教材圖5—1及相關(guān)內(nèi)容，明確了每個碳原子不僅能與其他原子形成4個共價鍵，而且碳原子之間能形成單鍵、雙鍵或叁鍵。 ［師］那么少了兩個氫原子之后，兩個碳原子之間的結(jié)合應(yīng)該發(fā)生什么變化？ ［生］要維持每個碳形成四個共價鍵，碳碳單鍵須變成碳碳雙鍵。(學(xué)生動手制作，去掉原先乙烷分子中的兩個氫原子，在兩個碳原子小球之間加了一根彈簧小棍，從而得到C2H4分子的球棍模型) ［問］C2H6和C2H4的球棍模型的結(jié)構(gòu)有何不同？ ［生］主要有兩個方面：一是C2H4分子中碳原子沒有被氫原子完全飽和，二是C2H4分子中，碳碳之間以雙鍵結(jié)合，而C2H6中碳碳之間是單鍵。 ［師］像乙烯分子這樣分子里含有碳碳雙鍵(CC)或碳碳叁鍵(CC)，碳原子所結(jié)合的氫原子數(shù)少于同碳原子數(shù)的飽和鏈烴的氫原子數(shù)的烴稱為不飽和烴，乙烯就是典型的而又重要的不飽和烴之一。 ［板書］不飽和烴的概念 ［師］大家再觀察一下乙烯的球棍模型，看看四個氫原子和兩個碳原子的位置關(guān)系有何特點？ ［生］觀察后回答：六個原子處于同一個平面上。 ［模型展示］乙烯分子的比例模型 ［師］請同學(xué)們根據(jù)乙烯分子的模型，寫出乙烯的結(jié)構(gòu)式和電子式。 ［生］結(jié)構(gòu)式 電子式 ［板書］一、乙烯的結(jié)構(gòu)和組成 ［過渡］乙烯究竟有哪些重要的性質(zhì)，讓我們制一些乙烯氣探究便會明白。要制乙烯氣，我們需先學(xué)習(xí)乙烯的制法。 ［板書］二、乙烯的實驗室制法 ［問］工業(yè)上所用的大量乙烯是如何制得的？ ［生］主要是從石油煉制廠和石油化工廠所生產(chǎn)的氣體中分離出來的。 ［問］那么在實驗室里又是如何得到少量的乙烯氣體呢？ ［生］加熱酒精和濃硫酸的混合物，使酒精分解而制得乙烯氣。 ［師］既然反應(yīng)時加的是酒精和濃硫酸兩種物質(zhì)，為何又說成是酒精分解得到乙烯？這中間濃硫酸起了什么作用？ ［課件展示］在多媒體電腦中動畫模擬演示酒精(CH3CH2OH)分子脫去H2O形成C2H4的過程。 ［生］領(lǐng)悟反應(yīng)原理，并體會到濃H2SO4的作用是催化劑和脫水劑。 ［師］反應(yīng)之所以在170℃的溫度下進(jìn)行，是因為在該溫度下副反應(yīng)少，產(chǎn)物較純。 ［板書］1.制備原理 ［設(shè)疑］從上述乙烯制備的反應(yīng)原理分析，該反應(yīng)有什么特點？應(yīng)該用什么樣的裝置來制備？ △ ［生］該反應(yīng)屬于液體+液體氣體型反應(yīng)，兩種液體可以混合裝于圓底燒瓶中，加熱要用到酒精燈。 ［問］如何將濃H2SO4與酒精混合？ ［生］將濃H2SO4緩緩加入酒精中，邊加邊攪拌。 ［追問］那么反應(yīng)所需的170℃又該如何控制？ ［生］用量程為200℃的溫度計。 ［師］說明：溫度計的水銀球應(yīng)插入反應(yīng)物液面下，燒瓶底以上，測反應(yīng)物的溫度；加熱時用酒精燈迅速升溫到170℃，防止140℃時生成乙醚的副反應(yīng)發(fā)生，而使乙烯不純。 ［師］乙烯的制氣裝置和我們學(xué)過的哪種氣體的制氣裝置相似？ ［生］氯氣。只不過原來插分液漏斗的地方換成了溫度計。 ［師］應(yīng)該注意，由于是制氣體，所以在加藥品之前要先檢查裝置的氣密性。 ［板書］2.發(fā)生裝置 ［師］應(yīng)該采用什么方法收集乙烯呢？ ［生］C2H4分子是非極性分子，在水中溶解度肯定不大，可以采用排水法收集。 ［問］能否用排空氣法收集呢？為什么？ ［生］不能。因為C2H4的相對分子質(zhì)量為28，和空氣的29非常接近，兩者比重相差很小，因此不能用排空氣法收集。 ［板書］3.收集方法：排水法 ［師］由于反應(yīng)溫度較高，被加熱的又是兩種液體，所以加熱時容易產(chǎn)生暴沸而造成危險，可以在反應(yīng)混合液中加一些碎瓷片加以防止；混合液的組成為濃硫酸與無水酒精，其體積比為3∶1。 ［演示實驗5—3］按照教材圖5—10，由兩學(xué)生代表組裝儀器，檢查裝置的氣密性，將濃硫酸與酒精的混合液加入到圓底燒瓶中，再放入一些碎瓷片。點燃酒精燈，使溫度迅速升至170℃左右，先排一會兒空氣，之后用排水法收集生成的乙烯。收集滿之后先將導(dǎo)氣管從水槽里取出，再熄酒精燈，停止加熱。 ［生］觀察、理解、體會乙烯制備的相關(guān)問題。 ［過渡］請大家根據(jù)制備出的乙烯，總結(jié)乙烯有哪些物理性質(zhì)。 ［生］(觀察、思考后回答)通常狀況下，乙烯是一種無色的難溶于水的、比空氣略輕的氣體。 ［師］乙烯有沒有氣味呢？ ［學(xué)生活動］將集氣瓶中的乙烯在同學(xué)中傳遞，并由幾個學(xué)生嗅聞乙烯的氣味。結(jié)論是：乙烯稍有氣味。 ［板書］三、乙烯的性質(zhì) 1.物理性質(zhì) ［師］乙烯是一種典型的不飽和烴，那么在化學(xué)性質(zhì)上與飽和烷烴有什么差別呢？下面我們來進(jìn)行驗證。 ［演示實驗5—4］(由兩名學(xué)生操作)將原先的裝置中用于收集乙烯的導(dǎo)氣管換成帶玻璃尖嘴的導(dǎo)氣管，點燃酒精燈，使反應(yīng)溫度迅速升至170℃，排空氣，先收集一部分乙烯于試管中驗純，之后用火柴點燃純凈的乙烯。 ［生］觀察記錄實驗現(xiàn)象：乙烯氣體燃燒時火焰明亮，并伴有黑煙。 ［演示實驗5—5］(由另外兩名學(xué)生操作)熄滅燃燒的乙烯氣，冷卻，將乙烯通入盛有酸性KMnO4溶液的試管中。 ［生］觀察記錄實驗現(xiàn)象：酸性KMnO4溶液的紫色很快褪去。 ［演示實驗5—6］(再換兩名學(xué)生操作)撤出插在酸性KMnO4溶液中的導(dǎo)管，將乙烯氣通入盛有溴的四氯化碳溶液的試管中。 ［生］觀察記錄實驗現(xiàn)象：溴的四氯化碳溶液的紅棕色很快褪去。 (撤出導(dǎo)管，熄滅酒精燈，停止反應(yīng)，演示實驗結(jié)束) ［師］通過剛才的實驗現(xiàn)象，可以得到什么啟發(fā)？ ［學(xué)生活動］分組討論演示實驗的現(xiàn)象，并得出一些結(jié)論：乙烯易在空氣中燃燒，但燃燒不充分；易被氧化劑KMnO4氧化，比烷烴化學(xué)性質(zhì)活潑；與溴的四氯化碳溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成了無色物質(zhì)。 ［師］乙烯的燃燒以及與酸性KMnO4的反應(yīng)，都屬于氧化反應(yīng)，燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O，燃燒時，伴有黑煙是由于碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)大，燃燒不充分而致。 ［板書］2.化學(xué)性質(zhì) (1)氧化反應(yīng) a.燃燒 CH2CH2+3O22CO2+2H2O b.使酸性KMnO4溶液褪色 ［師］乙烯與溴反應(yīng)時，乙烯分子的雙鍵中有一個鍵被打開，兩個溴原子分別加在兩個價鍵不飽和的碳原子上，生成了無色的物質(zhì)：1，2—二溴乙烷。 ［投影顯示］乙烯與溴的反應(yīng)過程 ［生］體會理解乙烯與溴的反應(yīng)中兩個溴原子加在雙鍵所在的兩個碳原子上的實質(zhì)。 ［師］類似這種有機物分子中雙鍵(或叁鍵)兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)，叫做加成反應(yīng)。 ［板書］(2)加成反應(yīng) ［問］乙烯只能與溴發(fā)生加成反應(yīng)嗎？ ［生］不是。除了溴之外還可以與水、氫氣、鹵化氫、Cl2等在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)，如工業(yè)制酒精的原理就是利用乙烯與H2O的加成反應(yīng)而生成乙醇。 ［設(shè)疑］制備CH3CH2Cl時，選用乙烯和HCl作反應(yīng)物好，還是選用乙烷與Cl2作反應(yīng)物好？ ［生］用乙烯和HCl作反應(yīng)物好，因為二者發(fā)生加成反應(yīng)后無副產(chǎn)物，而乙烷與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)后產(chǎn)物有多種，副產(chǎn)物太多。 ［投影練習(xí)］1.下列各反應(yīng)中屬于加成反應(yīng)的是 ［思路分析］本題難點是對C項的判斷， 分子里有一個不飽和碳原子，另 一個不飽和原子不是碳原子而是氧原子，這些不飽和原子組成的原子團為 ，反應(yīng)是 H—H分子里的氫原子跟 里的不飽和原子直接結(jié)合的反應(yīng)，由此可知，反應(yīng)符合加成反應(yīng)的概念，是加成反應(yīng)。 答案：AC ［實物展示］塑料薄膜 ［師］大家是否知道，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的塑料薄膜就是利用乙烯來制造的。 ［生］表示很強的好奇心。 ［師］通過剛才的加成反應(yīng)知道C2H4分子中的雙鍵不穩(wěn)定，在適宜的溫度、壓強和有催化劑存在的條件下，乙烯的碳碳雙鍵中的一個鍵會斷裂，分子里的碳原子能互相結(jié)合成很長的鏈，就生成了聚乙烯。 ［投影顯示］聚乙烯的形成過程 ［設(shè)疑］什么叫高分子化合物？什么叫聚合反應(yīng)？ ［生］(自學(xué)、歸納后回答)聚乙烯的分子很大，相對分子質(zhì)量可達(dá)到幾萬到幾十萬。相對分子質(zhì)量很大的化合物屬于高分子化合物，簡稱高分子或高聚物。那么由類似乙烯這樣的相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)叫做聚合反應(yīng)。 ［師］大家在理解乙烯的聚合反應(yīng)時應(yīng)注意把握聚合反應(yīng)的兩個特點：其一是由分子量小的化合物互相結(jié)合成分子量很大的化合物；其二是反應(yīng)屬于不飽和有機物的加成反應(yīng)。像這種既聚合又加成的反應(yīng)又叫加聚反應(yīng)。乙烯生成聚乙烯的反應(yīng)就屬于加聚反應(yīng)。 ［板書］(3)聚合反應(yīng) n CH2CH2 ［生］體會乙烯聚合反應(yīng)的特點，并通過自學(xué)了解和熟悉聚乙烯塑料的優(yōu)點和在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要用途。 ［師］本節(jié)課一開始大家看到的兩幅彩圖的內(nèi)容實際就是乙烯的一個重要用途：作為一種植物生長調(diào)節(jié)劑可以催熟果實。那么除此之外乙烯還有哪些重要用途呢？ ［生］乙烯是石油化學(xué)工業(yè)最重要的基礎(chǔ)原料，可用于制造塑料、合成纖維、有機溶劑等，乙烯的生產(chǎn)發(fā)展帶動其他石油化工基礎(chǔ)原料和產(chǎn)品的發(fā)展。所以一個國家乙烯工業(yè)的發(fā)展水平，已成為衡量這個國家石油化學(xué)工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 ［師］乙烯盡管很重要，聚乙烯的性質(zhì)固然優(yōu)越，但不要忘記現(xiàn)在我們賴以生存的環(huán)境中塑料成災(zāi)，到處可見白色垃圾。為了我們的家園，為了我們自己，請大家從一點一滴做起，從自身做起，為我們環(huán)境多做一份貢獻(xiàn)。 ［板書］四、乙烯的用途 ［過渡］乙烯的結(jié)構(gòu)特點是分子中含有一個碳碳雙鍵，我們把分子里含有碳碳雙鍵的一類鏈烴叫做烯烴。乙烯是最簡單的烯烴。 ［板書］五、烯烴 1.烯烴的概念 ［設(shè)疑］烯烴是不是也像飽和烷烴一樣有一個組成通式？其組成通式是什么？ ［生］有。在烴分子中，當(dāng)碳原子數(shù)一定時，每增加一個碳碳鍵必減少兩個氫原子，將烷烴和烯烴的分子組成比較可得，烯烴的通式應(yīng)為CnH2n。 ［師］實際我們所說的烯烴都是指分子中只含一個碳碳雙鍵的不飽和烴，所以也叫單烯 烴。烯烴的通式為CnH2n，但通式為CnH2n的烴不一定是烯烴，如 其分子式為 C4H8，符合CnH2n，但不是烯烴。不難發(fā)現(xiàn)在烯烴中碳?xì)湓觽€數(shù)比為1∶2，則碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為一定值，是85.7%。 ［板書］2.烯烴的通式：CnH2n ［問］烯烴在物理性質(zhì)上有何變化規(guī)律？ ［投影顯示表5—3］幾種烯烴的物理性質(zhì) 名 稱 結(jié)構(gòu)簡式 常溫時狀態(tài) 熔點/℃ 沸點/℃ 相對密度 乙烯 CH2CH2 氣 －169 －103.7 0.566* 丙烯 CH3CHCH2 氣 －185.2 －47.4 0.5193 1—丁烯** CH3CH2CHCH2 氣 －185.3 －6.3 0.5951 1—戊烯 CH3(CH2)2CHCH2 液 －138 30 0.6405 1—己烯 CH3(CH2)3CHCH2 液 －139.8 63.3 0.6731 1—庚烯 CH3(CH2)4CHCH2 液 －119 93.6 0.6970 *乙烯的相對密度是－102℃時的數(shù)據(jù) **丁烯前面的“1—”表示雙鍵位于第一個碳原子和第二個碳原子之間 ［生］(根據(jù)表5—3中的數(shù)據(jù)自學(xué)、歸納總結(jié)后回答)：對于一系列無支鏈且雙鍵位于第一個碳原子和第二個碳原子之間的烯烴，隨著分子里碳原子數(shù)的增加，熔沸點逐漸升高，相對密度逐漸增大；n≤4的烯烴常溫常壓下都是氣態(tài)，其他烯烴在常溫常壓下為液態(tài)或固態(tài)，烯烴的相對密度小于水的密度；不溶于水等。 ［追問］化學(xué)性質(zhì)呢？ ［生］由于烯烴的分子結(jié)構(gòu)相似——分子里有一個碳碳雙鍵，所以它們的化學(xué)性質(zhì)與乙烯相似，如能發(fā)生加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)等，可使溴的四氯化碳溶液及KMnO4酸性溶液褪色等。 ［師］事實上，烯烴不僅可以使溴的四氯化碳溶液褪色，而且可以使溴水褪色，也正是因為烯烴可以使酸性高錳酸鉀溶液、溴的四氯化碳溶液以及溴水褪色而烷烴不能，所以可以利用此來鑒別烯烴與烷烴。 ［板書］3.烯烴的性質(zhì) ［投影練習(xí)］ 2.已知乙烯分子是平面結(jié)構(gòu)，因此1，2—二氯乙烯可以形成 (順式)和 (反式)兩種不同的空間異構(gòu)體，下列各組物質(zhì)中，能形成類似上述兩種空間 異構(gòu)體的是 A.1，2—二氯丙烯 B.丙烯 C.2—丁烯 D.1—丁烯 ［思路分析］A有 B中 只有一種，而C有 兩種，D只有 一種。 答案：AC ［本節(jié)小結(jié)］本節(jié)課我們學(xué)習(xí)和討論了乙烯的分子結(jié)構(gòu)，探究了乙烯的實驗室制法的制備原理、發(fā)生裝置、收集方法等，并制備收集了乙烯氣，實驗驗證了乙烯的重要化學(xué)性質(zhì)、氧化反應(yīng)和加成反應(yīng)，并分析了乙烯的聚合反應(yīng)的特點；了解了乙烯的重要用途和烯烴的相關(guān)知識，重點應(yīng)掌握乙烯的實驗室制法及相關(guān)問題和其主要的化學(xué)性質(zhì)。 ［作業(yè)］1.P125～126一、二、三、四 2.家庭小實驗：催熟水果 ●板書設(shè)計 第三節(jié) 乙烯 烯烴 不飽和烴的概念 一、乙烯的結(jié)構(gòu)和組成 二、乙烯的實驗室制法 1.制備原理 2.發(fā)生裝置 3.收集方法：排水法 三、乙烯的性質(zhì) 1.物理性質(zhì) 2.化學(xué)性質(zhì) (1)氧化反應(yīng) a.燃燒 CH2CH2+3O22CO2+2H2O b.使酸性KMnO4溶液褪色 (2)加成反應(yīng) (3)聚合反應(yīng) n CH2CH2 四、乙烯的用途 五、烯烴 1.烯烴的概念 2.烯烴的通式：CnH2n 3.烯烴的性質(zhì) ●教學(xué)說明 為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在本節(jié)課一開始運用了乙烯催熟果實作用的兩幅彩圖引入課題，之后通過同學(xué)們制作乙烷和乙烯的球棍模型不僅感知了烷烴與烯烴的差異，同時也認(rèn)識了乙烯的雙鍵結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步認(rèn)識乙烯的性質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。乙烯的實驗室制法是中學(xué)階段重要的氣體制備實驗，針對其“液液加熱，溫度受控”的特點，從原理裝置收集等方面進(jìn)行探究，并通過制取的乙烯氣體觀察和實驗驗證得出其物理性質(zhì)和主要的化學(xué)性質(zhì)，使同學(xué)們通過實驗體會到雙鍵的不飽和性。當(dāng)然對于乙烯的聚合反應(yīng)、用途包括烯烴的相關(guān)知識都是本著發(fā)展學(xué)生的自學(xué)、歸納、分析等能力為目標(biāo)而加以實施的。 ●參考練習(xí) 1.甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到干燥純凈的甲烷，最好依次通過盛有下列哪組試劑的洗氣瓶 A.澄清石灰水，濃H2SO4 B.酸性KMnO4溶液，濃H2SO4 C.溴水，濃H2SO4 D.濃H2SO4，酸性KMnO4溶液 答案：C 2.現(xiàn)有兩種烯烴：CH2CH2和CH2CR2(R為烴基)，它們的混合物進(jìn)行聚合反應(yīng)，產(chǎn)物中可含有 A.①⑤ B.②④ C.①③⑤ D.①②③⑤ 答案：D 3.某氣態(tài)烴在密閉容器中與足量的O2混合，用電火花點燃，完全燃燒后容器內(nèi)保持壓強不變(120℃時)則該烴是 A.CH4 B.C2H6 C.C2H4 D.C3H6 答案：AC 4.下列各組物質(zhì)中，無論以任何比例混合，其密度不變的是 A.CO與C2H4 B.C2H6與C2H4 C.CO2與C3H8 D.CH4與C2H4 答案：AC 5.有H2和乙烯的混合氣，乙烯占a%，取此混合氣1 L，用催化劑使H2與乙烯的加成反應(yīng)進(jìn)行完全，則體積在同溫同壓下變?yōu)? A.1 L B. L C.(1－a%) L D.(1－) L 答案：BC