資源簡介

(共19張PPT)
乙烯密碼——
月球基地的危機與契機
任務一 識別危機：隱形破壞者——乙烯分子檔案
危機襲來——2050年，我國月球基地生態系統已成功培育大量蔬果，但一段時間后發現部分作物早熟、早衰明顯，且橡膠密封件腐蝕嚴重，生態系統岌岌可危。
經專項小組初步檢測：乙烯濃度超標
C2H4
（一種天然植物激素，可用于催熟果實）
乙烯基本檔案（物理性質）
分子式：C2H4
色態：無色氣體
密度：比空氣略小
水溶性：難溶于水
1.你能根據碳原子的成鍵特點和乙烷的結構推測乙烯的結構嗎 請前后四人小組用分子結構模型進行搭建。
結構特點
情報組：乙烯基本情報分析
氣味：稍有氣味
2.從元素組成、化學鍵、立體結構角度說一說乙烯與乙烷有哪些異、同點呢？
-2H
情報1：與乙烷類似——含碳氫單鍵，僅含C、H元素，屬于烴類。
情報2：與乙烷不同——含碳碳雙鍵，鍵能如下（鍵能越大，化學鍵越穩定）
3.請你根據獲取的情報，提出有關去除乙烯的想法或方案。
碳碳雙鍵：615 kJ/mol（指1mol碳碳雙鍵完全斷裂所需要的能量；碳碳雙鍵可僅斷裂一根鍵形成碳碳單鍵。）
碳碳單鍵：348 kJ/mol
情報組：乙烯基本情報分析
情報3：生活中，為避免長途運輸過程中蔬果早熟腐爛，常采用放置酸性高錳酸鉀溶液浸泡過的硅藻土。
實驗1：乙烯燃燒
C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O
點燃
甲烷
乙烯
實驗現象：火焰明亮且伴有黑煙
由于乙烯C質量分數大，燃燒不完全，產生較濃黑煙
任務二 攻克危機：解密雙鍵——消除乙烯的化學戰術
實驗組：解密乙烯的雙鍵之謎
溴的四氯化碳溶液
乙烯利溶液
NaOH固體
安全瓶
酸性高錳酸鉀溶液
乙烯利溶液
NaOH固體
安全瓶
乙烯利與NaOH反應制備乙烯：
實驗2：將乙烯分別通入酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液中
1.乙烷不能使酸性高錳酸鉀褪色，乙烯可以。請你從結構角度推測為什么。
2.將乙烯與酸性高錳酸鉀反應生成的氣體通入澄清石灰水，發現澄清石灰水變渾濁。請你從化合價的角度分析，乙烯與酸性高錳酸鉀反應的反應類型。
實驗組：解密乙烯的雙鍵之謎
由于碳碳雙鍵的存在，乙烯可以與酸性高錳酸鉀發生氧化反應。

解密1：乙烯使酸性高錳酸鉀褪色
3.乙烷與溴發生取代反應，乙烯與溴是否也發生取代反應？讓我們一起設計實驗展開探究。
CH2=CH2 + Br2
CH2 = CHBr + HBr
實驗組：解密乙烯的雙鍵之謎
解密2：乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
①乙烷與溴發生一溴取代，可以得到什么產物？
②假設乙烯與溴也發生取代反應，則在產物中可以檢測到什么物質？
③如何檢驗HBr？
H+：若pH明顯減小，則為取代反應
Br-：加稀硝酸酸化的硝酸銀，產生淡黃色沉淀，則為取代反應
實驗組：解密乙烯的雙鍵之謎
解密2：乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
40%乙烯利
40%乙烯利
Br2/CCl4
NaOH
H2O
pH傳感器
數據采集器
CCl4

名稱 Br2 HBr
常壓下沸點/℃ 58.8 -86.9
溶解性 水 難溶 易溶
CCl4 易溶 難溶
④該裝置是否合理？若不合理，如何改進？
實驗現象：pH值從7.30變化到7.50（正常波動范圍）
實驗結論：不是取代反應
1,2－二溴乙烷
Br
H
H
C
H
C
H
Br
+ Br—Br
C
C
H
H
H
H
實驗組：解密乙烯的雙鍵之謎
4.請你從化學鍵的斷裂和生成角度描述乙烯與溴（Br-Br）反應的過程。
加成反應：不飽和碳原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應。
5.在一定條件（如催化劑、加熱）下，乙烯分別與H2O（H-OH）、與HCl也能發生加成反應，書寫有關反應的化學方程式。
“打開一鍵，加上就行”
解密2：乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
實驗組：解密乙烯的雙鍵之謎
碳碳雙鍵使乙烯表現出較活潑的化學性質
氧化反應
加成反應
任務三 危機轉契機：加聚重生——乙烯全新賦能
聚乙烯
3D打印：2022年國際空間站用再生聚乙烯打印植物栽培支架
管道、電纜保護：聚乙烯涂層耐化學腐蝕、絕緣等
食品包裝：保鮮膜、塑料袋等
CH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 +……
-CH2-CH2- + -CH2-CH2- + -CH2-CH2- +……
n CH2=CH2
[ CH2—CH2 ]n
催化劑
（聚乙烯）
資源優化組：乙烯全新賦能
……— CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —……
單體：參與聚合小分子化合物
鏈節：結構重復單元
聚合度：鏈節數，如聚乙烯中的n
相對分子質量小的分子
相對分子質量大的分子
聚合反應
加聚反應：又稱加成聚合反應。
聚乙烯能使溴的四氯化碳溶液或酸性高錳酸鉀溶液褪色嗎？
資源優化組：乙烯全新賦能
……
乙烯
制聚乙烯
制乙醇
植物生長調節劑
制氯乙烷
制藥
用來衡量一個國家石油化學工業的發展水平
危機解除！
@NASA Technical Reports Server：
國際空間站中檢測到微量乙烯（0.05~0.2 ppm）
乙烯與艙內橡膠密封件長期接觸后，材料彈性模量下降10%~15%。
@歐洲空間局材料腐蝕研究：
模擬太空倉密閉環境，將鋁合金暴露于乙烯（1~5 ppm）30天，鋁合金表面氧化層增厚20%
危機解除！
@國際空間站光催化空氣凈化實驗（2016年）：
利用紫外光激發二氧化鈦催化劑，將乙烯氧化為CO2和H2O。
@國際空間站俄羅斯艙段：
由于設備故障實驗艙內乙烯濃度峰值達0.8 ppm，緊急采用KMnO4濾包進行處理。
乙烯檔案完善：
H2C=CH2
謝謝觀看！
特征結構：碳碳雙鍵
特征反應：氧化反應
加成反應
加聚反應
資源優化組：乙烯全新賦能
CH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 +……
……— CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —……
-CH2-CH2- + -CH2-CH2- + -CH2-CH2- +……
n CH2=CH2
[ CH2—CH2 ]n
催化劑
（聚乙烯）
加聚反應：又稱加成聚合反應。
單體：聚合成高分子化合物的小分子化合物
如CH2＝CH2
鏈節：高分子化合物中的結構重復單元
如 —CH2—CH2—
聚合度：高分子化合物中的鏈節數
如聚乙烯中的n
簡單家庭實驗
暫缺
乙烯：一種天然植物激素，可以調節植物生長，可用于催熟果實。
香蕉：封口保存還是敞口保存？
香蕉、蘋果、哈密瓜、桃子、番茄等蔬果均會釋放乙烯氣體。
任務一、識別危機：隱形破壞者乙烯分子檔案

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