第一节　有机化合物的分类课时教案

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乙烯的性质和用途

指导教师 张宜 吴冰

姓名 李孟希

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目录：

一、乙烯的发展历史…………………………………………04

二、乙烯的现状………………………………………………04 三、乙烯的结构及性质………………………………………05 （1）分子结构……………………………………………………………………………………………05 （2）物理性质……………………………………………………………………………………………06 （3）化学性质……………………………………………………………………………………………07 （4）危险概述……………………………………………………………………………………………08 （5）急救措施……………………………………………………………………………………………08

（6）消防措施……………………………………………………………………………………………09

（7）应急处理……………………………………………………………………………………………09 （8）有害作用……………………………………………………………………………………………09

四、乙烯用途……………………………………………………09 （1）工业领域……………………………………………………………………………………………09

（2）生态领域……………………………………………………………………………………………10 （3）农业领域……………………………………………………………………………………………11 （4）生活用途…………………………………………………………………………………………12

五、乙烯的制备方法…………………………………………12

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（1）自然形成……………………………………………………………………………………………12 （2）工业制法……………………………………………………………………………………………12 （3）实验室制法………………………………………………………………………………………

13 六、结论…………………………………………………………13

七、参考文献……………………………………………………14

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乙烯的性质和用途

摘要:秋天到了，到处弥漫着丰收的气息，果农们将成熟的果实放进果篮里。可是为什么果实能从青涩变为香甜可口呢？原来是因为乙烯这种化学物质使得果实成熟，那么乙烯到底是什么呢？它对我们的生活有什么影响呢？下面让我们来探讨一下。

关键词：乙烯；用途；成熟；果实；性质；影响

一、乙烯的发展历史

中国古代就发现将果实放在燃烧香烛的房子里可以促进采摘果实的成熟。19世纪德国人发现在泄露的煤气管道旁的树叶容易脱落。第一个发现植物材料能产生一种气体，并对邻近植物能产生影响的是卡曾斯，他发现橘子产生的气体能催熟与其混装在一起的香蕉。直到1934年甘恩（Gane）才首先证明植物组织确实能产生乙烯。随着气相色谱技术的应用，使乙烯的生物化学和生理学研究方面取得了许多成果，并证明在高等植物的各个部位都能产生乙烯，1966年乙烯被正式确定为植物激素。

二、乙烯的现状

什么是衡量一个国家的综合国力呢？文科生答：“民族团结和民族凝聚力”，理科生答：“是乙烯”。

随着中国经济的快速发展，中产阶级生活水平得到了很大的提升，中国对乙烯衍生物市场终端产品的需求在快速增长;印度的市场需求也在同步增长，但基数相对较小。2010年，东北亚地区将成为世界乙烯需求量最大的地区，占全球乙烯市场需求比例由2000年的21%增长到35%;预计2014年中国乙烯需求将占世界总需求的36%

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资料显示，虽然我国乙烯行业发展迅猛，在世界乙烯市场占有举足轻重的地位，但依然有些不可规避的风险存在。

首先，市场竞争风险。中东乙烯企业主要以乙烷为原料生产乙烯，该地区的乙烷成本很低，即使加上运费，也比美国、西欧和世界其他地区包括中国的成本低得多，具有相当强的竞争力。廉价的中东乙烯下游产品聚乙烯、乙二醇等大量涌入亚太和中国市场，必将对我国市场相关产品构成严重的威胁。

其次，环境保护风险。乙烯工业生产过程中存在一定程度的环境污染问题，但在当今的环保技术下，乙烯的生产会对大气、水体造成一定程度的污染。随着新建项目的陆续投产以及中国政府在未来出台更为严格的环保标准，•将对乙烯企业的环保工作提出更高的要求，企业存在因增加环保治理费用而使经营成本上升的风险。

此外还有石油进口风险。乙烯装置的大量建设，也加大了对化工用油的需求。与中国面临着石油短缺制约一样，国内发展石化工业也面临着资源制约矛盾，来国内原油产量一直在2亿吨左右，远低于石油需求的增长速度。随着今后乙烯工业的发展，化工用油短缺的矛盾也将日益突出。

三、乙烯的结构及性质

（1）分子结构

分子式 C2H4

结构简式 CH2=CH2 最简式 CH2

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乙烯有4个氢原子的约束，碳原子之间以双键连接。所有6个原子组成的乙烯是共面。H-C-C角是121.3°；H-C-H角是117.4 °，接近120 °，为理想sp 2混成轨域。这种分子也比较僵硬：旋转C=C键是一个高吸热过程，需要打破π键，而保留σ键之间的碳原子。VSEPR模型为平面矩形

立体结构也是平面矩形。双键是一个电子云密度较高的地区，因而大部分反应发生在这个位置。

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物理性质

通常情况下，乙烯是一种无色稍有气味的气体，密度为1.256g/L，比空气的密度略小，难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。

外观与性状：无色气体，略具烃类特有的臭味[2]

。少量乙烯具有淡淡的甜味。

pH：水溶液是中性

熔点(℃)：-169.4 沸点(℃)：-103.9[3-4]

凝固点：-169.4℃

相对密度：0.00127 折射率：1.363 相对密度(水=1)：0.61 相对蒸气密度(空气=1)：0.99 饱和蒸气压(kPa)：4083.40(0℃) 燃烧热(kJ/mol)：1411.0 临界温度(℃)：9.2 引燃温度(℃)：425 爆炸上限%(V/V)：36.95

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爆炸下限%(V/V)：2.74 溶解性：不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚。溶于四氯化碳等有机溶剂。[5]

(3)化学性质

①常温下极易被氧化剂氧化。如将乙烯通入酸性KMnO4溶液，溶液的紫色褪去，乙烯被氧化为二氧化碳，由此可用鉴别乙烯。

②易燃烧，并放出热量，燃烧时火焰明亮，并产生黑烟。

CH2═CH2+3O2→2CO2+2H2O ③烯烃臭氧化：

CH2=CH2+O3，在锌保护下水解→2HCHO

CH2=CH2+(1/2)O2—Ag

加成反应

CH2═CH2+Br2→CH2Br—CH2Br(常温下使溴水褪色) CH2═CH2+HCl—CH2═CH2+H2—Ni催化剂、加热、加热，酸性水解→CH3—CHO →CH3—CH2Cl(制氯乙烷) →CH3CH2OH(制酒精) CH2═CH2+H20—催化剂、高温高压或Pd，加热→CH3CH3

CH2═CH2+Cl2→CH2Cl—CH2Cl 加成反应：有机物分子中双键(或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。

加聚反应

nCH2═CH2→-[CH2—CH2]-n (制聚乙烯) 在一定条件下，乙烯分子中不饱和的C═C双键中的一个键会断裂，分子里的碳原子能互相形成很长的键且相对分子质量很大(几万到几十万)的化合物，叫做聚乙烯，它是高分子化合物。

这种由相对分子质量较小的化合物(单体)相互结合成相对分子质量很大的化合物的反应，叫做聚合反应。这种聚合反应是由一种或多种不饱和化合物(单体)通过不饱和键相互加成而聚合成高分子化合物的反应，所以又属于加成反应，简称加聚反应。

最简单的烯烃。分子式CH2=CH2

。少量存在于植物体内，是植物的一种代谢产物，能使植物生长减慢，促进叶落和果实成熟。无色易燃气体。熔点－1699℃，沸点－1039.8℃。几乎不溶于水，难溶于乙醇，易溶于乙醚和丙酮。

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乙烯分子里的C=C双键的键长是1.33×10 -10 米，乙烯分子里的2个碳原子和4个氢原子都处在同一个平面上。它们彼此之间的键角约为120°。乙烯双键的键能是615千焦/摩，实验测得乙烷C—C单键的键长是1.54×10 -10 米，键能348千焦/摩。这表明C=C双键的键能并不是C—C单键键能的两倍，而是比两倍略少。因此，只需要较少的能量，就能使双键里的一个键断裂。这是乙烯的性质活泼，容易发生加成反应等的原因。

在形成乙烯分子的过程中，每个碳原子以1个2s轨道和2个2p轨道杂化形成3个等同的sp 2 杂化轨道而成键。这3个sp 2 杂化轨道在同一平面里，互成120°夹角。因此，在乙烯分子里形成5个σ键，其中4个是C—H键(sp 2 — s)1个是C—C键(sp 2 —

sp 2 )；两个碳原子剩下未参加杂化的2个平行的p轨道在侧面发生重叠，形成另一种化学键：π键，并和σ键所在的平面垂直。如：乙烯分子里的C=C双键是由一个σ键和一个π键形成的。这两种键的轨道重叠程度是不同的。π键是由p轨道从侧面重叠形成的，重叠程度比σ键从正面重叠要小，所以π键不如σ键牢固，比较容易断裂，断裂时需要的能量也较少。[5]

（4）危险概述

1、侵入途径：吸入

2、健康危害：具有较强的麻醉作用。

3、急性中毒：吸入高浓度乙烯可立即引起意识丧失，无明显的兴奋期，但吸入新鲜空气后，可很快苏醒。对眼及呼吸道粘膜有轻微刺激性。液态乙烯可致皮肤冻伤。

4、慢性影响：长期接触，可引起头昏、全身不适、乏力、思维不集中。个别人有胃肠道功能紊乱。

5、环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。

6、燃爆危险：

易燃。[

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文献、期刊报道的毒性作用试验数据

毒性类型

急性毒性

测试方法

吸入

测试对象

哺乳动物

使用剂量

95000000 ppm/5M 毒性作用

详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值

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（5）急救措施

皮肤接触：发生冻伤不要涂擦，不要使用热水。使用清洁、干燥的敷料包扎，就医治疗。

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少30分钟。就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

食入：

饮足量温水，催吐。就医。[10]

（6）消防措施

灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：泡沫、二氧化碳、干粉。

（7）应急处理

应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。

（8）有害作用

该物质对环境有危害，对鱼类应给予特别注意。还应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染

四、乙烯用途

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（1）工业领域

1、乙烯是重要的有机化工基本原料，主要用于生产聚乙烯、乙丙橡胶、聚氯乙烯等；

2、石油化工最基本原料之一。在合成材料方面，大量用于生产聚乙烯、氯乙烯及聚氯乙烯，乙苯、苯乙烯及聚苯乙烯以及乙丙橡胶等；在有机合成方面，广泛用于合成乙醇、环氧乙烷及乙二醇、乙醛、乙酸、丙醛、丙酸及其衍生物等多种基本有机合成原料；经卤化，可制氯代乙烯、氯代乙烷、溴代乙烷；经齐聚可制α-烯烃，进而生产高级醇、烷基苯等；

3、主要用作石化企业分析仪器的标准气；

4、乙烯用作脐橙、蜜桔、香蕉等水果的环保催熟气体；

5、乙烯用于医药合成、高新材料合成。

（2）生态领域

乙烯“三重反应”(triple response of ethylene)：①抑制茎的伸长生长；②促进茎和根的增粗；③促进茎的横向增长。用乙烯处理黄化幼苗茎可使茎加粗和叶柄偏上生长。

由于乙烯可以促进RNA和蛋白质的合成，并可在高等植物体内使细胞膜的透性增加，加速呼吸作用，因而当果实中乙烯含量增加时，已合成的生长素又可被植物体内的

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酶或外界的光所分解，进一步促进其中有机物质的转化，加速成熟。常用乙烯利溶液浸泡未完全成熟的番茄、苹果、梨、香蕉、柿子等果实能显著促进成熟。

乙烯也有促进器官脱落和衰老的作用。乙烯在花、叶和果实的脱落方面起着重要的作用。

（3）农业领域

乙烯是一种植物内源激素，高等植物的所有部分，如叶、茎、根、花、果实、块茎、种子及幼苗在一定条件下都会产生乙烯。它是植物激素中分子最小者，其生理功能主要是促进果实、细胞扩大。籽粒成熟，促进叶、花、果脱落，也有诱导花芽分化、打破休眠、促进发芽、抑制开花、器官脱落，矮化植株及促进不定根生成等作用。

乙烯是气体，难于在田间应用，直到开发出乙烯利，才为农业提供可实用的乙烯类植物生长调节剂。主要产品有乙烯利、乙烯硅、乙二肟、甲氯硝吡唑、脱叶膦、环己酰亚胺（放线菌酮），它们都能释放出乙烯，或促进植物产生乙烯的植物生长调节剂，所以统称之为乙烯释放剂。目前国内外最为常用的仅是乙烯利，广泛应用于果实催熟、棉花采收前脱叶和促进棉铃开裂吐絮、刺激橡胶乳汁分泌、水稻矮化、增加瓜类雌花及促进菠萝开花等。

乙烯类植物生长调节剂中还有一些品种在植物体内通过抑制乙烯的合成，而达到调节植物生长的作用，则称之为乙烯合成抑制剂。国内市场上尚无此类产品，因而不予介

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绍。[9]

（4）生活用途

对于我们生活上的影响，有巨大的作用，它是衡量国家化工程度的标准。生活中许多塑料制品都是乙烯的聚合品，一般是合成橡胶、加工石油等。它的聚合物叫做聚乙烯，能够制做我们生活中最常见的塑料袋。

五、乙烯的制备方法

（1）自然形成

乙烯是一种气体激素。成熟的组织释放乙烯较少，而在分生组织，萌发的种子、凋谢的花朵和成熟过程中的果实乙烯的产量较大。它存在于成熟的果实；茎的节；衰老的叶子中。乙烯的产生具有“自促作用”（即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生）。

（2）工业制法

乙烯制取方程式

工业上所用的乙烯，主要是从石油炼制工厂和石油化工厂所生产的气体里分离出来的。[7]

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（3）实验室制法

实验室里是把酒精和浓硫酸按1：3混合迅速加热到170℃，使酒精分解制得。浓硫酸在反应过程里起催化剂和脱水剂的作用。方程式为：CH3CH2OH—→浓H2SO4，170℃CH2=CH2↑+H2O 制取乙烯的反应属于液——液加热型

1、

硫酸乙醇三比一：意思是说在实验室里是用浓硫酸和乙醇（按3:1的比例）在烧瓶中混合加热的方法制取乙烯的。

2、

温计入液一百七：“温计”指温度计，“温计入液”的意思是说温度计的水银球必须浸入混合液中（但不能接触烧瓶底）；“一百七”的意思是说此实验的温度必须控制在170℃左右。

3、

迅速升温防碳化：意思是说加热时要将温度迅速升到170℃，否则乙醇易被浓硫酸氧化而碳化。

4、

碱灰除杂最适宜：“碱灰”指碱石灰。意思是说通过碱石灰可除掉混在乙烯中的水蒸气和SO2。

注意事项

操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员穿防静电工作服。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、卤素接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、卤素分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。

六、结论

针对乙烯的性质和用途，我们查阅了大量资料，发现乙烯是一种对人类发展有益，但对人类健康有害，它的发展可以追随到很多年前。并且对我们的农业发展也有巨大影响，但是，它的制备方法比较繁琐，也比较危险，对环境也有一定的影响，希望在未来，

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正在学习的同学们会发现一种更好的方法，为科学做出更大的贡献。

七、参考文献

1、乙烯—广东生物教学

2、乙烯—化工空间

3、乙烯—化工空间

4、乙烯—中国化工制造网[引用日期

5、理化性质—化工引擎

6、作用与用途—化工词典

7、制备—化工词典

8、高中化学必修2 有机物——人民教育出版社

9、乙烯的主要生理功能—中国农药第一网

10、使用注意事项—化工词典

11、乙烯安全术语—化化网

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