乙烯的结构简式

乙烯

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一、化学品名称

化学品中文名称：乙烯

分子式：C2H4；结构简式:CH2=CH2结构式；ｈ

化学品英文名称：ethylene（ethene）

技术说明书编码：99

CASNo.：74-85-1

分子式：C2H4

最简式：CH2分子量：28.06

分子结构：C原子以sp2杂化轨道成键、分子为平面形的非极性分子。

乙烯燃烧化学方程式:C2H4+3O2→点燃→2CO2+2H2O

分子立体模型

乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心,乙烯产

品占石化产品的70%以上,在国民经济中占有重要的地位.世界上已将乙烯产品作为衡

量一个国家石油化工生产水平的重要标志之一.

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二、成分/组成信息

含量≥99.95％(以体积计算)。

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三、危险性概述

危险性类别：

侵入途径：吸入

健康危害：具有较强的麻醉作用。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。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。

环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。

燃爆危险：本品易燃。

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四、急救措施

皮肤接触：若有冻伤，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15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。

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五、消防措施

危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂

接触，有引起燃烧爆炸的危险。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。

有害燃烧产物：一氧化碳。

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。

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六、泄漏应急处理

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。

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七、操作处置与储存

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。

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八、接触控制/个体防护

职业接触限值

中国MAC(mg/m3)：未制定标准

前苏联MAC(mg/m3)：100

TLVTN：ACGIH窒息性气体

TLVWN：未制定标准

监测方法：

工程控制：生产过程密闭，全面通风。

呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可佩戴自吸过滤式防毒面

具（半面罩）。

眼睛防护：一般不需特殊防护。必要时，戴化学安全防护眼镜。

身体防护：穿防静电工作服。

手防护：戴一般作业防护手套。

其他防护：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其

它高浓度区作业，须有人监护。

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九、理化特性

主要成分：含量≥99.95％(以体积计)。

外观与性状：无色气体，略具烃类特有的臭味。少量乙烯具有淡淡的甜味。

吸收峰：吸收带在远紫外区

pH：水溶液是中性

熔点(℃)：-169.4

沸点(℃)：-103.9

相对密度(水=1)：0.61

相对蒸气密度(空气=1)：0.98

饱和蒸气压(kPa)：4083.40(0℃)

燃烧热(kJ/mol)：1411.0

临界温度(℃)：9.2

临界压力(MPa)：5.04

辛醇/水分配系数的对数值：无资料

闪点(fp)：无意义

引燃温度(℃)：425

爆炸上限%(V/V)：36.0

爆炸下限%(V/V)：2.7

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。

主要用途：用于制聚乙烯（自身加成）、聚氯乙烯、醋酸等，还可用来催熟水

果。

其它理化性质：可以和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，乙烯作为还原剂，被

氧化成二氧化碳。酸性高锰酸钾被还原而褪色。

方程式：CH2=CH2→CO2KMno4→MnSO4,K2SO4,H2O

还可以和溴的四氯化碳发生加成反应，溴的四氯化碳溶液会褪色

方程式：CH2=CH2+Br2→CH2—CH2

∣∣

BrBr

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十、稳定性和反应活性

稳定性：

禁配物：强氧化剂、卤素。

避免接触的条件：

聚合危害：

分解产物：

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十一、毒理学资料

急性毒性：LD50：无资料

LC50：无资料

亚急性和慢性毒性：

刺激性：

致敏性：

致突变性：

致畸性：

致癌性：

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十二、生态学资料

生态毒理毒性；

生物降解性；

非生物降解性；

生物富集或生物积累性；

生态学作用：乙烯早在20世纪初就发现用煤气灯照明时有一种气体能促进绿色

柠檬变黄而成熟，这种气体就是乙烯。但直至60年代初期用气相层析仪从未成熟的

果实中检测出极微量的乙烯后，乙烯才被列为植物激素。而不能相反。乙烯广泛存在

于植物的各种组织、器官中，是由蛋氨酸在供氧充足的条件下转化而成的。它的产生

具有“自促作用”，即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生。乙烯可以促进RNA和蛋

白质的合成，在高等植物体内，并使细胞膜的透性增加，生长素在低等和高等植物

中普遍存在。加速呼吸作用。因而果实中乙烯含量增加时，已合成的生长素又可被植

物体内的酶或外界的光所分解，可促进其中有机物质的转化，加速成熟。乙烯也有促

进器官脱落和衰老的作用。用乙烯处理黄化幼苗茎可使茎加粗和叶柄偏上生长。则吲

哚乙酸通过酶促反应从色氨酸合成。乙烯还可使瓜类植物雌花增多，在植物中，促进

橡胶树、漆树等排出乳汁。乙烯是气体，1934年荷兰F.克格尔等从人尿得到生长素

的结晶，在田间应用不方便。它正是引起胚芽鞘伸长的物质。一种能释放乙烯的液体

化合物2-氯乙基膦酸(商品名乙烯利)已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。

其它有害作用：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。

乙烯是一种气体激素：在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。

生理效应：1）乙烯“三重反应”(tripleresponofethylene)：①抑制茎的伸长

生长；②促进茎和根的增粗；②促进茎的横向增长；2）促进果实成熟，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；3）促

进脱落和衰老（乙烯在花、叶和果实的脱落方面起着重要的作用）；4）促进某些植

物的开花与雌花分化。5）其他效应，还可诱导插枝不定根的形成，促进根的生长和

分化，打破种子和芽的休眠，诱导次生物质的分泌等。<参考张力军，梁宗锁.2007.

植物生理学.北京.科学出版社>。它存在于成熟的果实；茎的节；衰老的叶子中

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十三、废弃处置

废弃物性质：

废弃处置方法：处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。

废弃注意事项：

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十四、运输信息

危险货物编号：21016

UN编号：1962

包装标志：

包装类别：O52

包装方法：钢质气瓶。

运输注意事项：采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放，并

应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，

防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排

气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂、

卤素等混装混运。夏季应早晚运输，防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。

公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜

放。

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十五、法规信息

法规信息化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布)，化学危

险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992]677号)，工作场所安全使用化学品规

定([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、

装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志(GB13690-92)将该物

质划为第2.1类易燃气体。

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十六、主要用途

用途：制造塑料、合成乙醇、乙醛、合成纤维等重要原料

乙烯ethyleneCH2=CH2，为一种植物激素。由于具有促进果实成熟的作用，并

在成熟前大量合成，所以认为它是成熟激素[1]（ripeninghormone）。可抑制茎和根

的增粗生长、幼叶的伸展、芽的生长、花芽的形成；另一方面可促进茎和根的扩展生

长、不定根和根毛的形成、某些种子的发芽、偏上生长、芽弯曲部的形成器官的老化

或脱离等。能促进凤梨的开花，促进水稻和水繁缕茎的生长。几乎所有作用的有效气

中浓度的阈值为0.0—0.1微升／升，最大值为1—10微升／升。一部分菌类和大部

分高等植物均可生成乙烯，而在成熟的果实里可大量的生成。若给营养组织以植物生

长素或各种应力（接触、病伤害、药物处理等）则生成量可激增。在生物体内由甲硫

氨酸生物合成，其第三、第四位碳转变为乙烯，但合成酶的性质不明。甲硫氨酸脱氨

生成的α-酮-4-甲硫丁酸，或后者进一步脱羧生成的甲硫丙醛，在过氧化氢、亚硫酸

盐、单酚的存在下由于过氧化物酶的作用而有效地生成乙烯，因此曾被认为是乙烯生

物合成的中间体，但甲硫丙醛在生物体内存在尚未被证实。梅普森和沃德尔（

e）在体外用转氨酶、过氧化物酶和供给过氧化氢的葡萄糖氧化酶等三

种酶的协同作用，显示出由甲硫氨酸合成乙烯的事实，但通过同位素标记化合物的实

验，认为此反应系统在体内不起作用。乙烯也有从除甲硫氨酸以外的物质进行生物合

成的情况。

聚乙烯

------------------

乙烯用量最大的是生产聚乙烯，约占乙烯耗量的45%；其次是由乙烯生产的二氯

乙烷和氯乙烯；乙烯氧化制环氧乙烷和乙二醇。另外乙烯烃化可制苯乙烯，乙烯氧化

制乙醛、乙烯合成酒精、乙烯制取高级醇。

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十七、主要来源

我国乙烯的主要产地：新疆克拉玛依

原料来源：由于我国轻烃资源很少，原油偏重，从构成和所占比例来看，我国乙

烯原料以石脑油和轻柴油为主，加氢尾油和轻烃所占比例较小，其他只是个别使用。

近年来，乙烯原料中石脑油比例逐年上升，轻柴油比例逐年下降，乙烯平均收率逐年

提高，乙烯原料向优质化发展，单耗逐年降低。

市场价格：目前西南醋酸乙烯的市场报价9300～9400元/吨。

CFR东北亚1090-1100美元/每吨

CFR东南亚1060-1070美元/每吨

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十八、结构与化学性质

从乙烯的结构式可以看出，乙烯分子里含有C＝C双键，链烃分子里含有碳碳双

键的不饱和烃叫做烯烃。乙烯是分子组成最简单的烯烃。

乙烯分子的空间构型

为了更简单形象地描述乙烯分子的结构，我们常用分子模型来表示（如下图）。

在下图中，I的球棍模型里，两个碳原子间用两根可以弯曲的弹性短棍来连接，用它

们来表示双键。在下图中，II是乙烯分子的比例模型。

乙烯分子的模型

实验表明，乙烯分子里的C＝C双键的键长是1.33×10-10m，乙烯分子里的两

个碳原子和四个氢原子都处在同一平面上。它们彼此之间的键角约为120°。乙烯双

键的键能是615kJ/mol，实验测得乙烷C－C单键的键长是1.54×10-10m，键能是3

48kJ/mol。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。这从下面介绍的乙烯的化学

性质是可以得到证实。

制取乙烯的原理

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。

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。

制取乙烯的反应属于液——液加热型

乙烯能使酸性KMnO4溶液很快褪色，这是乙烯被高锰酸钾氧化的结果，而甲烷

等烷烃却没有这种性质。

实验室制取乙烯装置图

乙烯的化学性质——加成反应

把乙烯通入盛溴水的试管里，可以观察到溴水的红棕色很快消失。

乙烯能跟溴水里的溴起反应，生成无色的1，2-二溴乙烷（CH2Br－CH2Br）液

体。

这个反应的实质是乙烯分子里的双键里的一个键易于断裂，两个溴原子分别加在

两个价键不饱和的碳原子上，生成了二溴乙烷。这种有机物分子里不饱和碳原子跟

其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应叫做加成反应。

乙烯还能跟氢气、氯气、卤化氢以及水等在适宜的反应条件下起加成反应。

乙烯的化学性质——氧化反应

点燃纯净的乙烯，它能在空气里燃烧，有明亮的火焰，同时发出黑烟。

跟其它的烃一样，乙烯在空气里完全燃烧的时候，也生成二氧化碳和水。但是乙

烯分子里含碳量比较大，由于这些碳没有得到充分燃烧，所以有黑烟生成。

乙烯不但能被氧气直接氧化，也能被其它氧化剂氧化。

把乙烯通入盛有高锰酸钾溶液（加几滴稀硫酸）的试管里。可以观察到溶液的紫

色很快褪去。

乙烯可被氧化剂高锰酸钾（KMnO4）氧化，使高锰酸钾溶液褪色。用这种方法

可以区别甲烷和乙烯。但不能用酸性高锰酸钾除去乙烯.

乙烯的化学性质——聚合反应

在适当温度、压强和有催化剂存在的情况下，乙烯双键里的一个键会断裂，分子

里的碳原子能互相结合成为很长的链。

这个反应的化学方程式用右式来表示：nCH2=CH2------------(催化剂)-[-CH2--C

H2-]-n

反应的产物是聚乙烯，它是一种分子量很大（几万到几十万）的化合物，分子式

可简单写为（C2H4）n。生成聚乙烯这样的反应属于聚合反应。在聚合反应里，分子

量小的化合物（单体）分子互相结合成为分子量很大的化合物（高分子化合物）的分

子。这种聚合反应也是加成反应，所以又属于加成聚合反应，简称加聚反应。

聚乙烯是一种重要的塑料，由于它性质坚韧，低温时仍能保持柔软性，化学性质

稳定，电绝缘性高，在工农业生产和日常生活中有广泛应用。

乙烯分子中碳碳原子间以双键相连，C═C双键的键长比C—C单键的键长略短，

C═C双键的键能比两倍C—C单键能略小，所以其中的一个键较易断裂，这就决定了

乙烯的化学性质比较活泼。

不饱和烃：分子里含有碳碳双键或碳碳三键，碳原子所结合的氢原子数少于饱和

链烃的氢原子数，这种烃叫做不饱和烃。乙烯就是一种最简单的不饱和烃。

2.乙烯的实验室制法

(1)反应原理：CH3CH2OH→浓硫酸、170℃→CH2═CH2↑+H2O

(2)发生装置：选用“液+液气”的反应装置。

(3)收集方法：排水集气法(因乙烯的密度跟空气的密度接近且难溶于水)。

(4)反应类型：消去反应

(5)注意事项：

①反应液中乙醇与浓硫酸的体积比为1∶3。使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利

用率，增加乙烯的产量。

②在圆底烧瓶中加少量碎瓷片、沸石或其他惰性固体，目的是防止反应混合物在

受热时暴沸。

③温度计水银球应插在液面下，以准确测定反应液温度。加热时要使温度迅速提

高到170℃，以减少乙醚生成的机会（在140℃时会生成乙醚，麻醉性气体）。

④在制取乙烯的反应中，浓硫酸不但是催化剂、吸水剂，也是氧化剂，在反应过

程中易将乙醇氧化，最后生成CO2、CO、C等(因此试管中液体变黑)，而硫酸本身

被还原成SO2。SO2能使溴水或KMnO4溶液褪色。因此，在做乙烯的性质实验前，

应将气体先通过碱石灰将SO2除去，也可以将气体通过10%NaOH溶液以洗涤除去

SO2，得到较纯净的乙烯。

⑤空气中若含3.4%～34%的乙烯，遇明火极易爆炸，爆炸程度比甲烷猛烈，所

以点燃乙烯时要小心。

3.乙烯的物理性质

通常情况下，乙烯是一种无色稍有气味的气体，密度为1.25g/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。

4.乙烯的化学性质

(1)氧化反应：

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+O2—催化剂、加热→2HCHO

CH2=CH2+(1/2)O2—Ag、加热→CH2—CH2

O

(2)还原反应：CH2=CH2+H2→CH3-CH3

(3)加成反应：

CH2═CH2+Br2CH2Br—CH2Br(常温下使溴水褪色)

CH2═CH2+HCl—催化剂、加热→CH3—CH2Cl(制氯乙烷)

CH2═CH2+HOH—催化剂、加热、加压→CH3CH2OH(制酒精)

CH2═CH2+H2—Ni或Pd→CH3CH3

(4)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－169℃，沸

点－103.7℃。几乎不溶于水，难溶于乙醇，易溶于乙醚和丙酮。

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sp2杂化轨道而成键。这3个sp2杂化轨道在同一平面里，互成12

0°夹角。因此，在乙烯分子里形成5个σ键，其中4个是C—H键(sp2—s)1个是

C—C键(sp2—sp2)；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。

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十九、中国乙烯工业的发展

随着中国乙烯工业的发展，供需平衡关系将逐步得到改善，市场竞争则更加激烈。

面对以市场国际化、资源国际化、技术与人才国际化、资本国际化为主要特征的经济

全球化大趋势，市场占有率主要取决于产品品种、质量和成本。因此，每个乙烯厂应

有各自的特色，形成自身的强势，如果只是简单地重复建设，产品结构雷同，则难以

形成竞争优势。

中国乙烯存在巨大的市场缺口和消费增长空间，国产乙烯的市场占有率一直较

低。为缓解国内乙烯供应紧张，满足国内经济发展需求，虽然中国石油、中国石化和

中海油加快实施乙烯扩能计划，但预计到2010年中国乙烯当量消费供需缺口将达

1119万吨。从整体情况看，中国乙烯工业还有较大的发展空间。