在碳氫化合物中，除了碳原子之間都以碳碳單鍵相互結合的飽和鏈烴之外，還有許多烴，它們的分子里含有碳碳雙鍵或碳碳三鍵，碳原子所結合的氫原子數少于飽和鏈烴的氫原子數，這樣的烴叫做不飽和烴。

一、乙烯的分子結構

乙烯就是一種不飽和烴，它的分子里含有碳碳雙鍵，乙烯的分子式是C2H4，結構式是，它的結構簡式是CH2＝CH2。圖1所示的是乙烯分子的模型。

乙烯分子的球棍模型

乙烯分子的比例模型

圖1 乙烯分子的模型

回頁首

二、乙烯的實驗室制法

在實驗室中，則通常是通過加熱酒精和濃硫酸的混合物，使酒精分解而制得乙烯。在這個反應中，濃硫酸起催化劑和脫水劑的作用。這個反應的化學方程式是：

CH3-CH2-OH

CH2＝CH2↑＋H2O

【實驗1】 如圖2所示，在燒瓶中注入約20mL酒精與濃硫酸（體積比約為1﹕3）的混合液，放入幾片碎瓷片，以避免混合液在受熱沸騰時劇烈跳動（暴沸）。加熱混合液，使液體溫度迅速上升到170℃，這時就有乙烯生成。用排水集氣法收集生成的乙烯。

圖2 乙烯的實驗室制法

回頁首

三、乙烯的性質

在通常狀況下，乙烯是一種無色、稍有氣味的氣體。乙烯難溶于水，在標準狀況時的密度為1．25g/L，比空氣的寬度略小。

乙烯的分子里含有碳碳雙鍵，與只含碳碳單鍵的烷烴相比，雙鍵的存在會對乙烯的化學性質產生什么影響呢？

1．氧化反應

【實驗2】 點燃純凈的乙烯。觀察乙烯燃燒時的現象。

可以看到乙烯在空氣中燃燒，火焰明亮并伴有黑煙。跟烷烴一樣，乙烯在空氣中燃燒也生成二氧化碳和水。

CH2＝CH2＋3O22CO2＋2H2O

乙烯含碳的質量分數比較高，燃燒時由于碳沒有得到充分燃燒，所以有黑煙產生。

【實驗3】 把乙烯通入盛有KMnO4酸性溶液的試管中，觀察試管里溶液顏色的變化。

圖3 乙烯使KMnO4酸性溶液褪色

可以看到，通入乙烯后，KMnO4酸性溶液的紫色很快褪去，如圖3所示。這說明乙烯能被氧化劑KMnO4氧化，它的化學性質比烷烴活潑。利用這個反應可以區別甲烷和乙烯。

回頁首

2．加成反應

【實驗3】 把乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的試管中，觀察試管里溶液顏色的變化。

圖4 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色

可以看到，乙烯通入溴的四氯化碳溶液后，溴的紅棕色很快褪去，如圖4所示。說明乙烯與溴發生了反應。

在這個反應中，乙烯雙鍵中的一個鍵斷裂，2個溴原子分別加在兩個價鍵不飽和的碳原子上，生成無色的1，2-二溴乙烷液體。

＋Br－Br

這種有機物分子中雙鍵（或三鍵）兩端的碳原子與其他原子或原子團直接結合生成的化合物的反應，叫做加成反應。

乙烯不僅可以與溴發生加成反應，還可以與水、氫氣、鹵化氫、氯氣等在一定的條件下發生加成反應。例如：

CH2＝CH2＋H2OCH3－CH2OH

工業上可以利用乙烯與水的加成反應，即乙烯水化法制取乙醇。

回頁首

3．聚合反應

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可以斷裂，分子間通過碳原子的相互結合能形成很長的碳鏈，生成聚乙烯。

CH2＝CH2＋CH2＝CH2＋CH2＝CH2＋……－CH2-CH2－CH2－CH2－CH2－CH2-……

這個反應可以表示成：

nCH2＝CH2

聚乙烯的分子很大，相對分子質量可達幾萬到幾十萬，這種相對分子質量很大的化合物屬于高分子化合物，簡稱高分子或高聚物。由相對分子質量小的化合物分子結合成相對分子質量大的高分子的反應叫做聚合反應。在聚合反應中，由不飽和的相對分子質量小的化合物分子結合成相對分子質量大的化合物的分子，這樣的聚合反應同時也是加成反應，所以這種聚合反應叫做加成聚合反應，簡稱加聚反應。乙烯聚合成聚乙烯的反應就屬于加聚反應。

聚乙烯是一種重要的塑料，由于它性質堅韌，低溫時仍能保持柔軟性，化學性質穩定，在工農業生產和日常生活中有廣泛應用。

回頁首

四、乙烯的用途

乙烯是石油化學工業最重要的基礎原料，它主要用于制造塑料、合成纖維、有機溶劑等。從20世紀60年代以來，世界上乙烯工業得到迅速的發展。乙烯工業的發展，帶動了其他以石油為原料的石油化工的發展。因此一個國家乙烯工業的發展水平，已成為衡量這個國家石油化學工業水平的重要標志。

我國的乙烯工業從無到有，近十幾年來發展較快，已新建和改造成一批以年產30萬噸、40萬噸45萬噸乙烯為主的乙烯生產裝置，從1985年至1995年，10年間我國的乙烯年生產能力從7.2×105t上升為30×105t，增加了3.2倍，一些規模更大、技術先進的乙烯生產裝置正在建設中。

乙烯除了是石化工業的重要原料之外，還是一種植物生長調節劑，用它可以催熟果實。在長途運輸中，為了避免果實發生腐爛，常常運輸尚未完全成熟的果實，運到目的地后，再向存放果實的庫房空氣里混入少量乙烯，這樣就可以把果實催熟。

回頁首

五、烯烴

分子中含有碳碳雙鍵的一類鏈烴叫做烯烴。由于烯烴分子中雙鍵的存在，使得烯烴分子中含有的氫原子數，比相同碳原子數的烷烴分子中所含氫原子數少2個，而且相鄰兩種烯烴在組成上，也是相差一個CH2原子團。所以烯烴的通式是CnH2n。

乙烯是最簡單的烯烴，下表列出了幾種烯烴的物理性質。

名稱
結構簡式
常溫時狀態
熔點℃
沸點℃
相對密度

乙烯
CH2＝CH2
氣
－169.2
－103.7
0.566

丙烯
CH3CH＝CH2
氣
－185.2
－47.4
0.5193

1-丁烯
CH3CH2CH＝CH2
氣
－185.3
－6.3
0.5951

1-戊烯
CH3(CH2)2CH＝CH2
液
－138
30
0.6405

1-己烯
CH3(CH2)3CH＝CH2
液
－139.8
63.4
0.6731

1-庚烯
CH3(CH2)4CH＝CH2
液
－119
93.6
0.6970

從表中可以看出：烯烴的物理性質一般也隨碳原子數目的增加而發生遞變，明顯地呈現出由量變引起質變的變化規律。

由于烯烴的分子中均含有碳碳雙鍵，所以烯烴的化學性質跟乙烯相類似，如容易發生加成反應、氧化反應等，使溴的四氯化碳溶液及高錳酸鉀溶液褪色。烯烴也可以使溴水褪色，因此常用溴水代替溴的四氯化碳溶液來檢驗烯烴。

標簽：分子式乙烯怎樣