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烃与有机高分子材料
第2课时　
第二节　乙烯与有机高分子材料
学习目标
1.以乙炔、苯等为例认识烃,能描述乙炔的分子结构特征和烃的概念并列举常见烃的种类。
2.通过认识塑料、合成纤维、合成橡胶的性质和用途,能列举合成高分子在生产、生活中的重要应用,并结合这些物质的结构特点、主要性质进行简要说明。
任务分项突破
『自主梳理』
学习任务1　认识化学反应的限度
1.烃的概念
仅含 和 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
(1)依据:烃分子中碳原子间 的不同及 的不同。
碳
氢
成键方式
碳骨架
(2)分类。
CH2 CH2
CH≡CH
3.常见烃的分子结构
『互动探究』
探究　三种烃的结构及性质辨析
烷烃、烯烃和炔烃都是常见的烃,甲烷、乙烯和乙炔是三类烃的典型代表物。
问题1:从烃的组成的角度,分析烷烃、烯烃和炔烃的结构特点。
提示:烷烃为饱和烃,烯烃和炔烃均为不饱和烃,分别含有碳碳双键和碳碳三键。
问题2:根据链状烷烃的分子通式,试归纳单烯烃和单炔烃的分子通式。
提示:碳原子数相同的单烯烃、单炔烃比链状烷烃分别少 2个和4个氢原子,即CnH2n(n≥2)为单烯烃,CnH2n-2(n≥2)为单炔烃。
问题3:三种烃均能燃烧,燃烧时有什么区别
提示:燃烧时火焰明亮,随含碳量的增加,并伴有黑烟,且越来越浓。
问题4:不饱和烃的性质相似,三种烃的代表物中哪些既能发生加成反应,又能使酸性KMnO4溶液褪色
提示:乙烯和乙炔。
问题5:结合以上分析,试推断不同的碳碳键对有机物性质的影响。
提示:碳碳单键化学性质比较稳定,典型反应是取代反应;碳碳双键中有一个键易断裂,典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应;碳碳三键中有两个键易断裂,典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应。
归
纳
拓
展
甲烷、乙烯、乙炔、苯的对比
结构 特点 碳氢 单键 碳碳双键 碳碳三键 介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键
空间 结构 正四 面体 平面结构, 6原子共面 直线结 构,4原 子共线 平面结构,12原子共面
取代 反应 能 — — 能
加成 反应 不能 能 能 能
使溴水 褪色 不能 能 能 不能反应,但能萃取溴水中的Br2而使溴水褪色
使酸性 KMnO4 溶液褪色 不能 能 能 不能
化学性 质特点 易取代、 不能加成、 难氧化 易加成、 易氧化、 难取代 易加成、 易氧化、 难取代 易取代、
能加成、
难氧化
『题组例练』
1.下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法正确的是(　 　)
①它们既不是同系物,也不是同分异构体　②乙烷属于饱和烃,乙烯、乙炔属于不饱和烃　③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色　④它们都能燃烧　⑤它们都能使酸性KMnO4溶液褪色
A.①③④ B.①②③⑤
C.②④⑤ D.①②③④
D
解析:它们结构不相似,分子式也不同,既不是同系物,也不是同分异构体,①正确;乙烷是饱和烃,乙烯、乙炔中含碳碳不饱和键,即乙烯和乙炔是不饱和烃,②正确;乙烯、乙炔中碳碳不饱和键能和溴水发生加成反应使其褪色,乙烷和溴水不反应,即不能使溴水褪色,③正确;它们都属于有机物,都能燃烧,④正确;乙烯和乙炔中碳碳不饱和键能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色,乙烷性质稳定,和酸性KMnO4溶液不反应,不能使酸性KMnO4溶液褪色,⑤错误;综上所述①②③④正确。
2.①～④是几种烃分子的球棍模型(如图所示),下列说法正确的是(　 　)
A.①分子中的键角为90°
B.②能与酸性KMnO4溶液发生取代反应
C.若将③进行燃烧,预测会比②燃烧的火焰更明亮,产生浓黑烟
D.②和④结构相似,是同系物
C
解析:由球棍模型可知①为甲烷,②为乙烯,③为乙炔,④为苯。①为甲烷,是正四面体结构,键角为109°28′,A错误;②为乙烯,能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,B错误;③为乙炔,②为乙烯,乙炔含碳量更高,燃烧的火焰更明亮,产生浓黑烟,C正确;②为乙烯,含有碳碳双键,④为苯,不含有碳碳双键,两者结构不相似,不是同系物,D错误。
『自主梳理』
学习任务2　有机高分子材料
1.有机高分子材料的分类
合成树脂
2.有机高分子材料
(1)塑料。
增塑剂
防老剂
②性能:强度 、密度 、耐 、易加工等。
高
小
腐蚀
③常见塑料及用途。
聚丙烯 (PP) 可制成管道、包装材料等
聚甲基丙 烯酸甲酯 (PMMA,俗 称有机玻璃) — 可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器等
脲醛塑料(UF, 俗称电玉) — 可制成电器开关、日常用品等
(2)橡胶。
①天然橡胶的主要成分是 ,结构简式为
;天然橡胶分子中含有 ,易发生加
成反应和氧化反应。
聚异戊二烯
②橡胶的分类。
③性能:具有一定弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。
④用途:制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料;特种橡胶在航空、航天和国防等尖端技术领域中发挥着重要的作用。
(3)纤维。
①纤维的分类。
天然
化学
再生
合成
丙纶
氯纶
腈纶
涤纶
锦纶、芳纶
②合成纤维性能:强度 、弹性 、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。
③主要用途:制衣料、绳索、渔网等,广泛应用于工农业生产的各个领域。
高
好
『互动探究』
材料是现代社会发展的重要支柱,有机高分子材料是一类复杂的高分子化合物,其中塑料、合成橡胶、合成纤维三大合成材料的应用最为广泛。
探究　有机高分子材料的结构
问题1:线型结构和网状结构有什么区别
提示:线型结构中原子间以共价键结合形成长链状结构;网状结构是指分子链之间以共价键交联起来形成立体网状结构。
提示:如橡胶经硫化交联后可由线型结构变成网状结构。
问题2:结合具体事实说明高分子材料空间结构改变的措施。
问题3:聚苯乙烯(PS)的结构简式为 ,天然橡胶的
结构简式为 ,试推断这两种高聚物的单体。
提示: , 。
归
纳
拓
展
加聚反应的书写及单体的判断
1.加聚反应方程式的书写
(1)反应物分子前面要写上n,表示n个分子参加反应。
(2)生成物就是把反应物分子双键中的其中一个键打开,在双键两端的碳原子上各伸出一条短线,然后用[　]括起来,最后在右下角写上n。
(3)一定要注意加聚时只是双键碳反应,写聚合物时原来的主链不一定是链节上的主链。
2.加聚反应单体的判断
方法一:(二四分段法)选定聚合物的结构单元,从一侧开始分段,如果在结构单元的主链上遇到 ,一般可将4个C分为一段,其余则2个C为一段,从段的连接处断开,形成碳碳双键,可得单体。
方法二:(弯箭头法)从结构单元的一端开始,利用弯箭头将键转移——箭尾处去掉一键,箭头处形成一键,可得单体。
『题组例练』
题点一　有机高分子材料
1.下列物品不涉及有机高分子材料的是(　 　)
A.直升机驾驶舱前的硅酸盐玻璃
B.防毒面具上的橡胶软壳
C.由功能纤维制成的防护服
D.由涤纶布制成的国旗
A
解析:硅酸盐玻璃属于无机非金属材料,A正确;橡胶属于有机高分子材料,B错误;功能纤维属于有机高分子材料,C错误;涤纶属于有机高分子材料,D错误。
D
2.下列说法正确的是(　 　)
A.纯净的聚乙烯塑料为纯净物
B.乙烯和聚乙烯都能使溴的CCl4溶液褪色
C.天然橡胶硫化的过程没有发生化学变化
D.以石油、煤、天然气为原料可以生产某些有机高分子材料
解析:有机高分子材料是由很多重复的链节构成的,聚合度n不同,故为混合物,故A错误;聚乙烯结构简式为 ,链节中不存在碳碳双键,不能使溴的CCl4溶液褪色,故B错误;橡胶硫化是线型高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构,发生的是化学变化,故C错误;以石油、煤和天然气为原料可制成有机高分子的单体,再聚合生成塑料、合成纤维等有机高分子材料,故D正确。
题点二　有机高分子化合物单体的判断
C
4.腈纶又名“人造羊毛”,其结构简式为 。按要
求回答下列问题。
(1)“人造羊毛”的链节为　　　　　　　 ,单体为
　　 　　　。
(2)实验测得“人造羊毛”的相对分子质量(平均值)为32 800,则该高聚物的聚合度n为　　　　(结果保留整数)。
619
(3)工业上以乙炔和HCN为原料合成腈纶,合成路线如下。
写出有关的化学方程式并注明反应类型:
①　 ;
②　 。
知识整合
学科素养测评
第24届冬季奥林匹克运动会上,各种新型材料在赛场上发挥了巨大的作用。
(1)冰立方的外立面材料是ETFE膜(乙烯-四氟乙烯共聚物),其结构简式为 。四氟乙烯可看成乙烯分子中的氢原子被氟原子取代后的产物,其结构简式为　 ,由乙烯与四氟乙烯在催化剂条件下反应生成ETFE的化学方程式为
　。
(2)高山滑雪项目赛道两侧的防护网由高密度聚乙烯(HDPE)材料编织而成,由乙烯生成聚乙烯的反应类型是　 。
加聚反应
(3)颁奖礼服的制作材料是聚酰亚胺纤维,它属于　　　　　　材料,由它制作的礼服的优点是　　　　。(写一条即可)
有机合成
解析:(3)聚酰亚胺纤维是目前隔热保温性能最好的合成纤维之一,它属于有机合成材料,由它制作的礼服的优点之一是保温。
保温
(4)冰球由硫化橡胶制成,硫化橡胶与普通橡胶相比,其优点是
　　　　　　　　 　。(写一条即可)
具有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性(任写一条即可)
解析:(4)工业上常用硫与橡胶作用进行橡胶硫化,使线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构。硫化橡胶具有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性。
(5)速度滑冰竞赛服的手脚处使用了蜂窝样式的聚氨酯纤维材料,这种材料的使用对于速度滑冰运动员的帮助可能是
　。
减少空气阻
解析:(5)为了减少空气阻力,速度滑冰竞赛服的手脚处,使用了蜂窝样式的聚氨酯纤维材料,以求最大限度提高运动员成绩,这种材料的使用对于速度滑冰运动员的帮助可能是减少空气阻力,提高速度滑冰的速度。
力,提高速度滑冰的速度
命题解密与解题指导
情境解读:本题以北京冬奥会材料为背景,创设了真实有意义的测试情境,有利于促进思考、推理和判断。
素养立意:通过对新型材料在冬奥会上发挥的重要作用,能从宏观和微观等角度正确认识材料的分类和结构,进而学会书写合成高分子材料的反应,分析相关高分子材料的性能等,培养宏观辨识与微观探析、科学态度与社会责任等学科素养。
思路点拨:(1)解读信息,获取高分子材料的结构与性质特点。
(2)抓住加聚反应的特征书写相关方程式。
(3)结合材料的用途,分析推测物质性质信息等。
谢 谢 观 看

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