“乙烯”的教學設計

楊曉東

（江蘇省張家港市塘橋高級中學 江蘇 張家港 215611）

一、設計思想分析

乙烯是最簡單的烯烴，是烯烴的代表物，是一種重要的化工原料。乙烯以及乙烯的產品已滲透到人類生活的若干領域，它與人類的現代生活的關系越來越密切。

本課以生活中的乙烯產品為載體，以乙烯結構與性質的探索為主線，以化學知識解釋生活中的化學現象為目的，將自主、合作、探究的學習方式融入課堂教學，幫助學生認識乙烯產品的用途，體會有機物從結構到性質的學習方法，感受學習有機化學的有用與有趣，形成用辯證的思想認識化學品的意識。

二、教材分析

本課題選自蘇教版化學必修2專題三——化石燃料與有機化合物中的乙烯部分。乙烯在教材中有舉足輕重的地位。

從教學內容看，教材刪去了乙烯的實驗室制備和乙烯的燃燒及加聚反應等內容，僅保留了乙烯的結構和乙烯的性質（使酸性高錳酸鉀溶液、溴的四氯化碳溶液褪色）兩部分內容；教材中乙烯的最后部分以“問題解決”的形式出現了乙炔的性質（原教材乙炔是以整個章節的形式出現），其目的是利用加成反應的原理分析乙炔的性質，進一步鞏固加成反應的原理。從中可以看出乙烯的結構和性質及加成反應的原理是教學的重點。

從學習的思維方式看，學生第一次運用從結構到性質，又從性質印證結構的方法學習有機化學。因此乙烯結構和性質的教學，應該為學生應用正確的思維方法學習有機化學奠定基礎。

三、學情分析

在本節課之前，學生已經學習了以甲烷為代表的簡單烷烴的結構、性質（重點是取代反應）以及用結構式、電子式、結構簡式表示有機物結構等基礎知識，學生也掌握了碳的四價理論，這為本節課的學習鋪墊基礎。但學生缺乏相關的數理知識，故對有機物的結構的理解有一定難度。

四、教學過程

1.情景導入，化學源于生活

教師：以圖片、新聞資料形式展示生活中的乙烯產品：

情景一、海南香蕉的新聞報道

5月，是香蕉熱銷的季節，但 2011年海南蕉農卻在這個季節里叫苦不迭，因為那里的香蕉收購價格，在不到兩個月時間經歷了過山車似的波動，跌幅一度超過70%。海南省香蕉協會認為，這種價格的異常波動，源于“乙烯利催熟香蕉有毒”的報道。

情景二、塑料制品和白色污染

塑料的使用給我們的生活帶來無窮的方便。生活中用來包裝食品的塑料袋、保鮮膜、栽培蔬菜用的塑料大棚是聚乙烯制品（簡稱PE），而雨衣、桌布、用來制作皮箱、皮包、書的封面的人造革，是聚氯乙烯制品（簡稱PVC）。

但塑料的大量使用也給我們的環境帶來了災難。廢舊塑料包裝物散落在市區、風景旅游區、水體、道路兩側，不僅影響景觀，造成“視覺污染”，而且因其難以降解對生態環境造成潛在危害。國務院辦公廳2007年12月31日下發了 《關于限制生產銷售使用塑料購物袋的通知》，從2008年6月1日起，在全國范圍內限制生產銷售使用塑料購物袋，并將實行塑料購物袋有償使用制度，以抑制過多使用不可降解的塑料袋造成嚴重的“白色污染”的狀況。

激疑：這兩條信息都與乙烯有關，乙烯是一種什么物質？其結構和性質如何？乙烯和我們的生活有什么樣的關系？塑料制品是如何制得的？塑料制品為什么會形成“白色污染”？乙烯利催熟香蕉的原理是什么？乙烯利催熟的香蕉真的有毒嗎？

設計意圖：以生活中的化學情景引入課題，激發學生的學習動機，提高探究價值，有利于學生養成從生活現象中提出問題、發現問題的意識。

2.活動探究，從本質理解化學

（1）乙烯結構的探究

教師：乙烯的分子式是C2H4，參照乙烷分子結構模型以及碳的四價理論，搭出乙烯的球棍模型，并寫出乙烯的電子式、結構式和結構簡式。

學生：小組交流合作，利用乙烷的球棍模型，拿掉兩個“氫原子”，重新成鍵，搭出乙烯的球棍模型。

歸納總結：乙烷和乙烯的結構的比較

有機物名稱 分子式 電子式 結構式 結構簡式乙烷 C2H6CH3—CH3乙烯 C2H4 CH2＝CH2

學生：根據自己搭建的球棍模型和教師提供的比例模型，從共面、鍵角角度進一步理解乙烯的結構。

電腦模擬：演示乙烯的結構

歸納總結：乙烯分子中兩個碳原子和四個氫原子處于同一平面，為平面型分子，鍵角約為120°。

設計意圖：學生親身體驗乙烷的立體模型轉變為乙烯的平面模型的過程，化抽象為感性，加深碳四價理論的理解，從電子式和結構式及結構簡式的書寫和電腦模擬進一步鞏固乙烯的結構，為乙烯性質的學習奠定基礎。

（2）乙烯化學性質的探究

教師：乙烷和乙烯的結構不同，如何通過實驗證明其結構上的不同之處？

學生：完成乙烯與酸性高錳酸鉀溶液及溴的四氯化碳溶液反應的實驗。

實驗裝置如圖，下方為醫用小玻璃瓶（內用排水法收集乙烯，并用橡皮塞塞好），上端為針筒，實驗時抽取溶液注射到瓶中。

問題探究：

（1）從氧化還原反應的角度分析：乙烯使高錳酸鉀溶液褪色發生了什么反應？這說明了乙烯的什么性質？在反應中乙烯中哪根化學鍵可能會斷裂？

（2）信息提示：已知要拆開乙烷中碳碳單鍵需要348kJ/mol的能量，而斷開乙烯中碳碳雙鍵需要615kJ/mol的能量，由此可見若斷開乙烯中的一根鍵需要的能量大約是多少？由此可以說明什么問題？你能否就此解釋乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色的原因？并寫出有關化學方程式，用球棍模型演示反應原理。

（3）乙烯與氫氣、溴化氫的反應與乙烯與溴反應相似，請用球棍模型演示反應原理，并寫出有關化學方程式。

歸納總結：（1）乙烯的氧化反應：使酸性高錳酸鉀溶液褪色

（2）加成反應的概念及反應規律：

加成反應——有機物分中雙鍵（或叁鍵）的碳原子與其它原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應叫做加成反應。

反應規律：

（3）乙烯與乙烷性質差異的原因：乙烯中有一個鍵較易斷裂，化學性質比乙烷活潑。

電腦模擬：演示加成反應的原理。

設計意圖：化學實驗和信息提示為學生提供探究的素材，利用球棍模型模擬加成反應斷鍵和成鍵過程，加深學生對乙烯中碳碳雙鍵中有一根鍵容易斷裂和加成反應的原理及其規律的理解，并通過電腦模擬進一步將理性知識感性化。

拓展學習：

（1）寫出乙烯與氯氣、水、溴化氫等反應的化學方程式。

（2）已知乙炔分子中含有碳碳叁鍵，其分子式為C2H2、結構簡式為CH≡CH，乙炔也能發生加成反應，請寫出乙炔與溴的四氯化碳溶液反應，與氯化氫反應生成氯乙烯（CH2＝CHCl）的化學方程式。

設計意圖：加成反應是本節課的重點。應用所學原理書寫加成反應的化學方程式，并拓展到叁鍵的加成反應，進一步鞏固加成反應的原理和規律。

問題探究：乙烷光照取代反應與乙烯加成反應有何區別？

歸納總結：取代反應與加成反應的比較

乙烷光照取代反應 乙烯加成反應反應特點 有“進”有“出” 只“進”不“出”斷鍵情況 C－H斷裂 C＝C中的一個鍵斷裂產物特征產物有兩種（本反應復雜，常得到多種有機物）產物為一種有機物（原子利用率為100%）

設計意圖：通過取代反應和加成反應兩類重要有機反應的比較，進一步理解加成反應的原理，并為后續的學習作好輔墊。

3.學以致用，化學回歸生活

問題探究：

（1）在激烈的足球比賽中，運動員受到輕傷時，用復方氯乙烷噴霧劑向傷口噴射，運動員馬上就可以奔跑了。氯乙烷具有冷凍麻醉作用，從而使局部產生快速鎮痛效果。請選擇正確的途徑制備氯乙烷。

（2）水果采摘后會有大量的乙烯產生，乙烯量的增加，可加快水果的成熟和腐爛，且僅僅是0.1×10-6體積分數的乙烯就能加快水果的成熟。這說明乙烯氣體是促進水果成熟、腐爛的決定性因素。根據以上信息回答下列問題：

①設計簡單易行的方案證明水果會釋放出乙烯？②水果是鮮活食品，采收后易腐爛，為延長保存期需要進行保鮮。請設計簡單易行的水果保鮮方案。

③剛摘下的柿子肉硬味澀，無法食用，怎樣加速其成熟？

④用乙烯利催熟香蕉可能的原因是什么？

知識拓展：香蕉雖然好吃，但成熟后難以長時期保存，所以蕉農常把接近成熟的香蕉摘下來，運送到世界各地，再在香蕉上噴灑催熟劑乙烯利〔學名2-氯乙基磷酸，結構見右圖〕。乙烯利能被作物迅速吸收并在植物體內分解釋放出乙烯。使植物呼吸旺盛、代謝速度加快，促進作物的成熟。

用乙烯利催熟香蕉是國際通用的作法，已經有近百年的歷史。市面上一般是用40%的乙烯利溶液稀釋400倍來催熟香蕉，催熟效果最好，四天時間就能將香蕉催熟，原本青澀的香蕉便呈現出誘人的黃燦燦的色彩，并且口感香甜，而且催熟后的香蕉保鮮期更長。

乙烯的催熟過程是一種復雜的植物生理生化反應過程，不是化學作用過程，不產生任何對人體有毒害的物質。催熟后的的香蕉果皮中乙烯利殘留是0.292毫克，果肉中的殘留量只有0.01毫克，大大低于國家限量標準（安全的范圍是乙烯利殘留量不超過2mg/kg）。所以乙烯利催熟的香蕉可安全食用。我們要感謝“乙烯利”，正是它才使我們吃上可口的香蕉。

（3）聚乙烯是由乙烯聚合而成 （視頻演示合成原理）。試分析其本質是何種反應類型？請按此原理寫出聚氯乙烯的制取方程式。從聚乙烯、聚氯乙烯的結構分析，塑料難以降解而造成“白色污染”的可能原因。

歸納總結：

（1）乙烯是水果成熟和保鮮的關鍵因素，只要合理控制好乙烯的量就能達到保鮮或加速成熟的效果。

（2）乙烯利催熟的香蕉并不構成對人體的危害，媒體的報道缺乏科學依據。

（3）由于碳鏈很長，且碳碳單鍵較穩定，所以塑料難以被降解，我們應盡可能減少使用，以減少白色污染的產生。

設計意圖：利用所學知識，解決課題引入中的生活中的化學問題，鞏固加成反應的原理和乙烯的性質等教學重點，同時使學生感受學習化學的意義，形成用辯證的思想認識化學品的意識，最終達成“從生活走向化學，從化學走向生活”的目標。

五、教學反思

1.結構嚴謹、前后呼應：本課從與乙烯有關的兩則新聞報道引入，探究乙烯的結構和性質，再利用學到的知識解決新聞中的化學問題，循序漸進、環環相扣、前后呼應，形成一個有機整體。教學中蘊含著“結構決定性質，性質反映結構”的化學思想，乙烯的結構和性質互相印證，體現了有機化學學習的基本思維方式。

2.關注熱點、回歸生活：本課課題的引入和問題解決都圍繞社會關注的熱點問題開展教學，貼近實際，貼近生活。這樣設計的目的是讓學生認識社會發展與化學應用的密切關系，感受化學已經并且將會在許多領域改變和豐富我們的生活，引導學生辯證地看待化學品的使用對人類生活、環境的影響，提高公民的科學素養，以防止類似“乙烯利催熟香蕉有毒”錯誤報道的再度出現。

3.問題引領、合作探究：本課設計了一系列探究活動，如乙烯結構的探究，加成原理的探究、水果的催熟和保鮮的探究、“白色污染”的探究。這些探究活動都是以問題為引領，喚醒學生探究意識，引導學生尋根究底，讓學生在問題解決的過程中體驗探究的快樂。在問題引領、合作探究的過程中，將新課程所倡導的“自主、合作、探究”的學習理念融入到課堂教學中。

4.模型搭建、突破難點：由于分子結構理論抽象、深奧，且學生缺乏相關的數理知識，所以學生覺得有機化學難學。為了突破乙烯結構和加成反應原理這一難點，教學中讓學生親手搭建模型，又用模型模擬加成反應的原理，再通過電腦模擬，將抽象的問題模型化，復雜的問題簡單化，學生易于理解，教學效果較好。

［1］ 王祖浩.普通高中課程標準實驗教科書化學2（必修）［M］.南京：江蘇教育出版社，2007

［2］ 沙曉紅.“乙烯”教學案例及分析［J］.化學教與學，2010，（3）：58～60

［3］ 馬啟元，趙志明.引領學生探幽入微——“乙烯結構與性質”的教學及反思［J］.中學化學教學參考，2008，（5）