第二节 乙烯与有机高分子材料.docx

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第二节乙烯与有机高分子材料

第二节　乙烯与有机高分子材料

课程标准

核心素养

1.认识乙烯的结构及其主要性质与应用，能书写相关的化学方程式。

2.知道氧化、加成等有机反应类型。

3.结合实例认识高分子材料等有机化合物在生产、生活中的重要应用。

1.宏观辨识与微观探析：

能从元素和原子、分子水平认识乙烯的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念。

2.科学态度与社会责任：

知道合成新物质是有机化学研究价值的重要体现。

能从有机物及其性质的角度对有关能源、材料、环境等实际问题进行分析、讨论和评价。

　乙　烯

1．物理性质

乙烯是一种无色、稍有气味的气体，密度比空气的略小，难溶于水。

2．分子结构

分子式

结构简式

电子式

C2H4

CH2===CH2

结构式

球棍模型

空间充填模型

乙烯为平面形结构，两个碳原子和四个氢原子共平面

3.化学性质

（1）氧化反应

①乙烯能在空气中燃烧，火焰明亮且伴有黑烟，生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。

化学方程式为C2H4＋3O2

2CO2＋2H2O。

②乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

（2）加成反应（填化学方程式）

概念

有机物分子中的不饱和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

与Br2加成

CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br

与H2加成

CH2===CH2＋H2

CH3CH3

与HCl加成

CH2===CH2＋HCl

CH3CH2Cl

与H2O加成

CH2===CH2＋H2O

CH3CH2OH

（3）聚合反应

①概念：

由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应叫作聚合反应。

②乙烯的聚合反应同时也是加成反应，这样的反应又被称为加成聚合反应，简称加聚反应。

③乙烯发生自身加成反应生成高分子化合物聚乙烯，化学方程式为nCH2===CH2

CH2—CH2。

④聚合物

聚乙烯：

CH2—CH2

单体

合成高分子的小分子物质

CH2===CH2

链节

最小的重复结构单元

—CH2—CH2—

聚合度

链节的数目

n

4.用途

（1）乙烯是石油化学工业重要的基本原料。

（2）乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。

（3）乙烯是一种植物生长调节剂，可用于催熟果实。

1．下列关于乙烯的说法正确的是（　　）

A．乙烯分子的电子式为

B．乙烯分子的球棍模型为

C．乙烯分子是平面形结构

D．乙烯分子的结构简式为CH2CH2

解析：

选C。

乙烯分子中两个碳原子以双键相连，碳剩余价键被H原子饱和，由此得其电子式为

，A项错误；乙烯分子中的碳原子半径大于氢原子半径，故乙烯分子的球棍模型应为

，B项错误；乙烯分子是平面形结构，六个原子在同一平面上，C项正确；乙烯分子中含有碳碳双键，其结构简式为CH2===CH2，D项错误。

2．下列反应不属于加成反应的是（　　）

A．CH2===CH2＋HCl

CH3CH2Cl

B．2CH3CH3＋5O2

2CO2＋6H2O

C．

＋H2

CH3CH2OH

D．CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br

解析：

选B。

A项中

中的一条键被打开，一个碳原子上连接一个氢原子，另一个碳原子上连接一个氯原子，故属于加成反应；C项中碳氧双键中的一条键被打开，两端各连接一个氢原子，故属于加成反应；D项中碳碳双键中的一条键被打开，两端各连接一个溴原子，故属于加成反应。

B项属于氧化反应。

3．长途运输水果时，常常将浸泡有高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中，其目的是（　　）

A．利用高锰酸钾溶液杀死水果周围的细菌，防止水果霉变

B．利用高锰酸钾溶液吸收水果周围的氧气，防止水果腐烂

C．利用高锰酸钾溶液吸收水果产生的乙烯，防止水果早熟

D．利用高锰酸钾溶液的氧化性，催熟水果

解析：

选C。

水果释放出的乙烯是催熟剂，用KMnO4溶液来吸收乙烯，防止水果早熟。

　烃

1．烃的概念：

仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。

2．烃的分类

3．苯的分子结构

分子式

结构式

结构简式

结构特点

C6H6

（1）平面正六边形结构，分子中6个碳原子和6个氢原子共平面；

（2）6个碳原子之间的键完全相同，键长介于碳碳单键和碳碳双键之间

1．下列关于烃的说法中正确的是（　　）

A．仅含有碳、氢两种元素的化合物都是烃

B．烃都难溶于水

C．烷烃和环烷烃是同系物

D．燃烧仅生成CO2和H2O的化合物一定是烃

解析：

选B。

仅含有碳、氢两种元素的化合物都是烃，A不正确；烷烃和环烷烃的结构不相似，不互为同系物，C不正确；燃烧仅生成CO2和H2O的化合物不一定是烃类物质，也可能含有O元素，D不正确。

2．下列对有机化合物的分类结果正确的是（　　）

A．乙烯（CH2===CH2）、乙炔（CH≡CH）同属于烯烃

B．苯（

）、环戊烷（

）同属于芳香烃

C．乙烷（CH3CH3）、环己烷（

）都属于饱和烃

D．环戊烷（

）、苯（

）同属于环烷烃

解析：

选C。

乙炔不属于烯烃，环戊烷（

）不属于芳香烃，苯（

）不属于环烷烃。

3．下列苯分子结构的叙述正确的是（　　）

A．含有三个碳碳双键和三个碳碳单键

B．含有6个完全相同的碳碳键

C．所有碳原子都在同一平面上，氢原子不处于同一平面上

D．每两个键之间的夹角都为60°

解析：

选B。

苯分子为平面正六边形结构，分子中12个原子在同一平面上，分子中6个碳碳键完全相同，键角为120°。

　有机高分子材料

1．有机高分子材料的分类

（1）天然有机高分子材料，如棉花、羊毛、天然橡胶等。

（2）合成有机高分子材料，如塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。

2．三大合成有机高分子材料

（1）塑料：

主要成分是合成树脂，具有强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等优良的性能。

常见塑料

主要用途

聚乙烯

可制成薄膜，用于食品、药物的包装材料，以及日常用品、绝缘材料等

聚氯乙烯

可制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料等

聚苯乙烯

可制成日常用品、绝缘材料，还可制成泡沫塑料用于防震、保温、隔音

聚四氟乙烯

可制成化工、医药等行业使用的耐腐蚀、耐高温、耐低温制品

聚丙烯

可制成薄膜、管道、日常用品、包装材料等

聚甲基丙烯酸甲酯

可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器、医疗器械、广告牌等

脲醛塑料

可制成电器开关、插座及日常用品等

（2）橡胶：

一类具有高弹性的高分子材料，是制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料。

天然橡胶（聚异戊二烯）

线型结构，有一定弹性，但强度和韧性差

合成天然橡胶

（聚异戊二烯）

硫化橡胶

网状结构，有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性

特种橡胶

耐热和耐酸、碱腐蚀的氟橡胶；耐高温和严寒的硅橡胶

（3）纤维

天然纤维

棉花、羊毛、蚕丝和麻等

化学

纤维

再生纤维

用化学方法将农林产品中的纤维素、蛋白质等天然高分子加工成黏胶纤维、大豆蛋白纤维等

合成纤维

以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体，再经聚合反应制得

1．下列关于塑料的说法中，正确的是（　　）

A．聚乙烯塑料的单体是乙烯，所以聚乙烯塑料是纯净物

B．塑料不都是经过人工合成制成的

C．聚氯乙烯塑料可以用作绝缘材料

D．塑料制品废弃物可以倾倒到海洋中

解析：

选C。

高分子材料是由含有单体数目不等的高聚物分子组成的，是混合物，A错误；塑料属于合成材料，都是经过人工合成制成的，B错误；塑料制品不易降解，倾倒到海洋会造成海洋污染，D错误。

2．橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。

下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是（　　）

A．橡皮筋　　　　　　　B．汽车外胎

C．普通气球D．医用乳胶手套

解析：

选B。

根据题目信息可知，硫化程度较高的橡胶强度大，弹性差，选项中汽车外胎强度最大，弹性最差，故选B。

3．下列生活用品中主要由合成纤维制造的是（　　）

A．尼龙绳B．宣纸

C．羊绒衫D．棉衬衣

解析：

选A。

尼龙绳是由尼龙切片制成的纤维丝经一系列加工制成的，它属于合成纤维，A项正确；宣纸的主要成分是纤维素，它属于天然纤维，B项错误；羊绒衫的主要原料是羊毛，属于蛋白质，C项错误；棉衬衣的主要原料是棉花，棉花属于天然纤维，D项错误。

课堂小结

合格考训练

1．下列关于乙烯结构与性质的叙述中，错误的是（　　）

A．乙烯分子中6个原子在同一平面内

B．乙烯与酸性KMnO4溶液发生加成反应使其褪色

C．乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应

D．乙烯分子的一氯代物只有一种结构

解析：

选B。

B项发生的是氧化反应而不是加成反应。

2．下列有关甲烷和乙烯的说法正确的是（　　）

选项

反应物

反应类型

反应条件

A

甲烷与氯气

取代反应

点燃

B

乙烯与溴水

加成反应

光照

C

甲烷与氧气

氧化反应

点燃

D

乙烯与氧气

氧化反应

光照

解析：

选C。

CH4＋Cl2

CH3Cl＋HCl，A项错；CH2CH2＋Br2―→CH2Br—CH2Br，该反应在常温下进行，B项错；CH2CH2＋3O2

2CO2＋2H2O，D项错。

3．下列各反应中属于加成反应的是（　　）

①CH2===CH2＋H2O

CH3CH2OH

②H2＋Cl2

2HCl

③CH3CH===CH2＋H2

CH3CH2CH3

④CH3CH3＋2Cl2

CH2ClCH2Cl＋2HCl

A．①③　　　　　　　B．②③

C．①④D．②④

解析：

选A。

反应①是乙烯与H2O的加成反应；反应②是无机反应中的化合反应；反应③是丙烯与H2的加成反应；反应④是乙烷和Cl2的取代反应。

4．下列说法正确的是（　　）

A．控制塑料购物袋的使用主要是为了节约成本

B．使用可降解塑料袋有利于减少“白色污染”

C．聚氯乙烯塑料袋可用来长时间存放食品

D．塑料购物袋具有热固性，不能回收利用

答案：

B

5．下列说法不正确的是（　　）

A．天然橡胶分子中含有碳碳双键，能发生加成反应

B．硫化橡胶遇汽油能发生溶胀现象

C．聚硫橡胶具有良好的耐严寒、耐高温的性能

D．合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子

答案：

C

6．下列说法正确的是（　　）

A．利用石油做原料制得的纤维是再生纤维

B．天然纤维是不能再被加工处理的

C．合成纤维、再生纤维和天然纤维统称为化学纤维

D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维

解析：

选D。

棉花、羊毛、蚕丝和麻等都是天然纤维；天然纤维经过人工处理形成再生纤维；以石油、天然气、煤等为原料制成有机小分子单体，再经聚合反应制成的是合成纤维，合成纤维和再生纤维统称为化学纤维，故只有D项正确。

等级性测试

1．下列关于乙烯的叙述中错误的是（　　）

A．乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，属于氧化反应

B．乙烯燃烧时，火焰明亮且伴有黑烟

C．乙烯可做香蕉等水果的催熟剂

D．乙烯碳碳双键中的一个键可以断裂，容易发生加成反应和取代反应

解析：

选D。

乙烯碳碳双键中的一个键断裂发生加成反应。

2．在下列四种有机物中，分子内所有原子均在同一平面的是（　　）

A．丙烯　　　　　　　　　B．乙烷

C．苯D．甲苯

解析：

选C。

乙烯、苯均为平面结构，甲烷为正四面体结构，因此丙烯（CH2===CH—CH3）、甲苯（

）和乙烷中—CH3中的C与其他的原子形成的是四面体结构。

3．丙烯可看作是乙烯分子中的一个氢原子被—CH3取代的产物，由乙烯推测丙烯（CH2CHCH3）的结构或性质，正确的是（　　）

A．分子中三个碳原子在同一直线上

B．分子中所有原子都在同一平面上

C．与HCl加成只生成一种产物

D．丙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色

解析：

选D。

已知乙烯是平面形分子，四个氢原子和两个碳原子都在同一平面上，且C—H键与碳碳双键之间有夹角。

丙烯可看作是—CH3取代乙烯分子上的一个氢原子的产物，因而三个碳原子不在同一直线上。

因甲基为四面体结构，故所有原子一定不在同一平面上。

甲基引入后，双键两侧碳原子所处位置不同，与HCl加成产物应有两种情况：

CH3CH2CH2—Cl和

。

4．能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是（　　）

A．乙烯分子里碳氢原子的个数比为1∶2

B．乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O的物质的量相等

C．乙烯易与溴水发生加成反应，且1mol乙烯完全加成需消耗1mol溴单质

D．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色

解析：

选C。

分子中碳氢原子的个数比只能说明烃的组成，不能说明其结构特点；燃烧和被酸性KMnO4溶液氧化，不能说明乙烯分子中含有一个碳碳双键；1mol乙烯只能与1mol溴单质加成，说明乙烯分子中只含有一个碳碳双键。

5．①②是两种常见烃的球棍模型，则下列叙述正确的是（　　）

A．都能在空气中燃烧

B．都能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C．都能发生加成反应

D．等质量的①②完全燃烧时，产生CO2的量相同

解析：

选A。

由题图可知，①为乙烷，②为乙烯。

乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B项错误；乙烷不能发生加成反应，C项错误；乙烷和乙烯的摩尔质量不同，等质量时二者的物质的量不同，产生CO2的量也不同，D项错误。

6．如图是某种有机物分子的球棍模型，图中的“棍”代表单键或双键，不同大小的“球”代表不同的短周期元素的原子，对该有机物的叙述不正确的是（　　）

A．该有机物可能的分子式为C2HCl3

B．该有机物可以由乙烯和氯化氢通过加成反应得到

C．该有机物分子中的所有原子在同一个平面上

D．该有机物分子中一定有碳碳双键

解析：

选B。

短周期元素中原子半径比碳原子小，且能与碳原子形成单键的可以是氢原子，中间的白球是碳原子，原子半径比碳原子大且与碳原子形成单键的可以是第三周期的氯原子，该有机物可能的分子式为C2HCl3，A项正确；乙烯和氯化氢加成得到氯乙烷，不能得到C2HCl3，B项错误；该有机物结构类似于乙烯，分子中存在碳碳双键，所有原子共平面，C、D项正确。

7．体育比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时，队医随即对准运动员的受伤部位喷射药剂氯乙烷（CH3CH2Cl）（沸点为12.27℃），进行局部冷冻麻醉应急处理。

制取氯乙烷的最好方法是（　　）

A．乙烷与氯气发生取代反应

B．乙烯与氯气发生加成反应

C．乙烷与氯化氢混合

D．乙烯与氯化氢发生加成反应

解析：

选D。

乙烷与氯气发生取代反应生成多种氯代烃的混合物；乙烯与氯气发生加成反应生成1，2二氯乙烷（CH2ClCH2Cl）；乙烷与氯化氢不反应；乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷。

8．将15gCH4和C2H4的混合气体通入盛有足量溴水的容器中，溴水的质量增加了7g，则混合气体中CH4和C2H4的体积之比为（　　）

A．1∶2B．2∶1

C．3∶2D．2∶3

解析：

选B。

烷烃与溴水不反应，乙烯可与溴水中的Br2发生加成反应，因此，溴水质量增加是因为吸收了乙烯，故乙烯的物质的量为

＝0.25mol，则甲烷的物质的量为

＝0.5mol，相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比，即CH4与C2H4的体积之比为0.5mol∶0.25mol＝2∶1。

9．某种塑料分解产物为烃，对这种烃进行以下实验：

①取一定量的该烃，使其燃烧后的气体通过干燥管，干燥管增重7.2g；再通过澄清石灰水，澄清石灰水增重17.6g。

②经测定，该烃（气体）的密度是相同状况下氢气密度的14倍。

请回答下列问题：

（1）该烃的电子式为________，该烃的名称是________。

（2）0.1mol该烃能与________gBr2发生加成反应；加成产物需________mol溴蒸气才能完全取代。

解析：

由条件①知，该烃燃烧产物中CO2为17.6g，H2O为7.2g，碳、氢原子个数比为

∶（

×2）＝1∶2，该烃的最简式为CH2；由条件②知，该烃的相对分子质量Mr＝2×14＝28，则该烃分子式为C2H4，即乙烯。

答案：

（1）

　乙烯　

（2）16　0.4

10．某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平，A还是一种植物生长调节剂，A可发生如图所示的一系列化学反应，其中①②③属于同种反应类型。

根据下图回答下列问题：

（1）写出A、B、C、D的结构简式：

A_______________________________________；

B______________；C______________；D_____________________________________。

（2）写出②④两步反应的化学方程式，并注明反应类型：

②____________________________________________________，反应类型________。

④___________________________________________________，反应类型________。

解析：

（1）根据烃A的用途可知A为CH2===CH2，则B为CH3CH3，C为CH3CH2Cl，D为CH3CH2OH。

（2）反应②和④均能制得CH3CH2Cl，反应的化学方程式分别为CH2===CH2＋HCl

CH3CH2Cl，CH3CH3＋Cl2

CH3CH2Cl＋HCl。

答案：

（1）CH2===CH2　CH3CH3　CH3CH2Cl

CH3CH2OH

（2）CH2===CH2＋HCl

CH3CH2Cl　加成反应

CH3CH3＋Cl2

CH3CH2Cl＋HCl　取代反应