02 乙烯

乙烯的用途广泛，其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。

乙烯用作植物生长调节剂和水果的催熟剂、化工原料等。

乙烯的性质

结构

乙烯是无色、稍有气味的气体，标准状况下的密度为 $1.25g·L^{-1}$ (略小于空气的密度),难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。

TIP

知道标况下的密度 $g/L$，那么相对分子质量 $M=22.4\rho$

化学性质

与只含碳碳单键的烷烃相比，乙烯分子中因 碳碳双键 的存在而表现出较活泼的化学性质。

工业制法

实验步骤与现象：

• 结论 1：石蜡油分解产生了能使高锰酸钾溶液、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 (烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色) 不同的烃。
• 结论 2：研究表明，石蜡油分解的产物主要是乙烯和烷烃的混合物。

实验室制法

主反应

分子内脱水。

为无机反应中的分解反应。

要求羟基所连 C 的邻位 C 上有 H 原子。

浓硫酸在这里起催化剂、脱水机作用。

副反应

分子间脱水

注意事项

(1) 加入药品的顺序

在烧杯中先加入 5mL 95% 的乙醇，然后滴加 15mL 浓硫酸，边滴加边搅拌，冷却备用 (相当于浓硫酸的稀释)

因此加入药品的顺序：

碎瓷片 --> 无水乙醇 --> 浓硫酸。

(2) 反应条件

170℃、浓 $H_{2}S{O}_4$ (加热时，温度要迅速升高并稳定在 170 ℃,避免副反应)。

(3) 浓硫酸的作用

催化剂和脱水剂。

脱水指的是把分子中的 H、O 元素脱离为水。

浓硫酸在反应过程中易将乙醇氧化，最后生成 $C{O}_2$, $C$ (因此试管中液体变黑),而浓硫酸本身被还原成 $S{O}_2$,,故制得的乙烯中混有 $C{O}_2$, $S{O}_2$, 乙醚等杂质，必须通过浓 NaOH 溶液(或碱石灰) 后，才能收集到比较纯净的乙烯。

(4) 温度计的位置

温度计的水银球要插入反应混和液的液面以下，但不能接触瓶底以便控制反应温度为 170℃,因为需要测量的是反应物的温度

(5) 实验室制取乙烯时，不能用排空气法收集乙烯

因为乙烯的相对分子质量为 28，空气的平均相对分子质量为 29,二者密度相差不大，难以收集到纯净的乙烯。

(6) 反应物的用量

乙醇和浓硫酸体积比为 1:3，且乙醇的量不要太多（浓硫酸用量要多，以防止实验失败。），否则反应物升温太慢，副反应较多，从而影响了乙烯的产率，使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率，增加乙烯的产量。

(7) 实验结束时

要先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，反之，会导致水被倒吸，类似的反应装置处理方式都一样，先移走导管再熄灭酒精灯防止倒吸

反应总结

其中，工业上可以利用乙烯与水的加成反应制取乙醇。

烯烃

结构特点和通式

分子中含有碳碳双键的烃叫做烯烃，结构特点：分子中含有碳碳双键。

由于 C=C 的形成，使它们比同碳原子的烷烃少了两个氢原子，所以烯烃的通式：$C_n{H}_{2n}(n⩾2)$

乙烯是分子组成最简单的烯烃。

烯烃的性质

(1) 化学性质：与乙烯基本相同，因为其结构相似。

(2) 物理性质：随着碳原子的增多而呈现规律性的变化：$C_2-C_4$ 是气态，以后逐渐从液态过渡到固态;密度也逐渐增大。

烯烃的立体异构

(1) 顺反异构：由于碳碳双键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转，会导致其空间排列方式不同，产生顺反异构现象，顺反异构体的化学性质基本相同,物理性质有一定的差异，

(2) 顺反异构形成的条件：

1. 分子中具有碳碳双键结构
2. 组成双键的左右两个碳原子，每个各自必须连接不同的原子或原子团。

(3) 顺反异构的类别

• 1. 顺式结构：两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧（同上侧或同下侧）;
• 2. 反式结构：两个相同的原子或原子团分别排列在双键的两侧（总是一个在上侧，一个在下侧）