2023年高中化學(xué)人教版2019必修第二冊第07課時乙烯與有機高分子材料Word版

第07課時乙烯與有機高分子材料學(xué)習(xí)目標：1．通過乙烯掌握烯烴的性質(zhì)2．了解常見的有機高分子材料重點：1．烯烴的性質(zhì)難點：1．烯烴的性質(zhì)開啟新世界乙烯是石油化工重要的基本原理，通過一系列化學(xué)反應(yīng)，可以從乙烯得到有機高分子材料、藥物等成千上萬種有用的物質(zhì)。乙烯的用途廣泛，其產(chǎn)量可以用來衡量一個國家石油化工的發(fā)展水平。一、乙烯乙烯是一種______色，_________氣味的______，密度比空氣_______，難溶于水。分子式___________，結(jié)構(gòu)式為，其分子中的氫原子少于乙烷分子中的氫原子數(shù)，碳原子的價鍵沒有全部被氫原子“飽和”（即碳原子沒有連夠4個原子）。乙烯的官能團是_____________，導(dǎo)致其化學(xué)性質(zhì)比較活潑。1．氧化反應(yīng)【實驗】1點燃純凈的乙烯，觀察燃燒時的現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：乙烯能在空氣中燃燒，火焰________，伴有________。根據(jù)元素種類，可以推斷出其完全燃燒產(chǎn)物是__________和___________。乙烯燃燒的化學(xué)方程式：___________________________。乙烯燃燒乙烯通入KMnO4(H＋)溶液乙烯通入Br2(CCl4)溶液【實驗】2將乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液中，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：酸性高錳酸鉀溶液_____________，說明乙烯可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化。從而推斷出含碳碳雙鍵的有機物，都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。離子方程式：5CH2＝CH2＋12MnO—4＋36H＋→10CO2＋28H2O＋12Mn2＋2．加成反應(yīng)【實驗】3將乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：溴的四氯化碳溶液褪色。斷開分析：在反應(yīng)中，乙烯雙鍵中的一個鍵斷裂，兩個溴原子分別加在兩個價鍵不飽和的碳原子上，生成1，2—二溴乙烷。斷開反應(yīng)過程：CH2＝CH2→Br—＋—CH2—CH2—＋—Br→BrCH2CH2Br（1，2—二溴乙烷）。對于這種不飽和有機物中的不飽和鍵變成了“飽和”的過程，稱為加成反應(yīng)。乙烯除了和溴能發(fā)生加成反應(yīng)外，還能夠與H2、HCl、H2O等發(fā)生加成反應(yīng)。CH2=CH2＋H2CH3CH3CH2=CH2＋H—OHCH3CH2OH（工業(yè)制酒精）CH2=CH2＋HClCH3CH2Cl【擴展】乙炔，分子式C2H2，結(jié)構(gòu)式H—C≡C—H，結(jié)構(gòu)簡式CH≡CH，直線結(jié)構(gòu)。具有與烯烴類似的化學(xué)性質(zhì)，燃燒時產(chǎn)生黑煙（碳元素質(zhì)量分數(shù)越大，越難完全燃燒）。烯烴的加成方式：1molCH2=CH—CH=CH2（1，3—二丁烯）與1molH2的加成有兩種方式：①CH2=CH—CH=CH2＋H2→CH3—CH2—CH=CH2 1，2加成②CH2=CH—CH=CH2＋H2→CH3—CH2=CH—CH3 1，3加成進行何種加成取決于外界條件，在實際生產(chǎn)中，可以控制外界條件來確定加成方式。3．聚合反應(yīng)當有n個乙烯分子在一定條件下，可以發(fā)生以下反應(yīng)：CH2=CH2＋CH2=CH2＋CH2=CH2＋……＋CH2=CH2→—CH2—CH2—CH2—CH2—……—CH2—CH2—可以簡寫為：nCH2=CH2→[CH2—CH2]n（聚乙烯）像這樣由相對分子質(zhì)量小的化合物相互結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的聚合物叫做__________，乙烯的聚合反應(yīng)同時也是_______________，這樣的反應(yīng)又稱為___________________，簡稱加聚反應(yīng)；在生物上學(xué)過，氨基酸之間失去1分子水，聚合成肽的過程也是聚合反應(yīng)，但分子相對原分子會縮小，所以稱為縮聚反應(yīng)。4．苯（C6H6）苯常溫下為液體，難溶于水，密度比水小，是一種常見的有機溶劑。苯是一種不飽和烴，是一種特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)式為，結(jié)構(gòu)簡式為。從結(jié)構(gòu)上可以看出，苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)是單雙鍵交替結(jié)構(gòu)，但隨著科技發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了苯環(huán)中不存在單雙鍵交替結(jié)構(gòu)，而是每個碳原子之間、碳氫原子之間均為單鍵連接，6碳原子還剩下一個電子，于是這6個單獨的電子就被6個碳原子共用，在苯環(huán)中間形成一個特殊的電子云，所以苯環(huán)的結(jié)構(gòu)也可以寫出。凱庫勒最早提出苯環(huán)的單雙鍵教體結(jié)構(gòu)苯的加成反應(yīng)：＋3H2→（環(huán)己烷）苯的取代反應(yīng)：苯的燃燒：2＋15O2→12CO2＋6H2O，火焰明亮，有濃烈黑煙由于苯化學(xué)鍵的特殊性，不具備與大多數(shù)不飽和烴的性質(zhì)，例如不能是酸性高錳酸鉀溶液褪色，也不能使溴的四氯化碳溶液褪色。二、有機高分子材料材料是現(xiàn)代社會發(fā)展的重要支柱，除了我們學(xué)過的金屬材料和無機非金屬材料，還有一類非常重要的材料——有機高分子材料。其年其全球年產(chǎn)量超過3億噸，相應(yīng)的體積超過了同時期生產(chǎn)的鋼鐵的體積。有機高分子材料在生活和生產(chǎn)的各領(lǐng)域中都有極為廣泛的應(yīng)用。人們很早開始就使用羊毛、棉花、天然橡膠等天然有機高分子材料，現(xiàn)在使用更多的則是塑料、合成纖維、合成橡膠粘合劑、涂料等合成有機高分子材料。1．塑料塑料的主要成分是合成樹脂，像乙烯、聚丙烯聚、聚氯乙烯，酚醛樹脂等都是生產(chǎn)塑料的合成樹脂。此外，人們還根據(jù)據(jù)需要加入一些具有特定作用的添加劑，如提高塑性的增塑劑，防止塑料老化的防老劑，以及增強材料、著色劑等，再經(jīng)過壓制等加工處理，才能得到各種塑料制品。塑料具有強度高、密度小、耐腐蝕、易加工等優(yōu)良的性能，在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中大量代替了鋼鐵、木材等傳統(tǒng)材料。塑料的品種很多，用途也各不相同。幾種常見塑料的性能與主要用途名稱性能主要用途聚乙烯PE 絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，耐寒，無毒；耐熱性差，容易老化 可制成薄膜，用于視頻、藥物的包裝材料，以及日用品、絕緣材料等聚氯乙烯PVC 絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，機械強度高；熱穩(wěn)定性差 可制成薄膜、管道、日常用品、絕緣材料等聚苯乙烯PS 絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，無毒；質(zhì)脆，耐熱性差 可制成日常用品、絕緣材料。還可以制成泡沫塑料用于防震、保溫、隔音聚四氟乙烯PTFE 耐化學(xué)腐蝕，耐溶劑性好，耐低溫、高溫，絕緣性好；加工困難 可制成化工、醫(yī)藥等行業(yè)使用的耐腐蝕、耐高溫、耐低溫制品聚丙烯PP 機械強度較高，絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，無毒；低溫發(fā)脆，容易老化可 制成薄膜、管道、日常用品，包裝材料等聚甲基丙烯酸甲酯有機玻璃PMMA 透光性好，易加工；耐磨性差，能溶于有機溶劑 可制成飛機和車輛的風(fēng)擋、光學(xué)儀器、醫(yī)療器械、廣告牌等脲醛塑料電玉UF 絕緣性好，耐溶劑性好；不耐酸 可制成電器開關(guān)、插座及日常用品等2．橡膠橡膠是一類具有高彈性的高分子材料。是制造汽車、飛機輪胎和各種密封材料所必須的原料。人們很早就知道從橡膠樹等植物中獲得天然橡膠。但天然橡膠遠不能滿足人們的需要，于是化學(xué)家開始研究如何用化學(xué)方法人工合成橡膠。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，天然橡膠的主要成分聚異戊二烯。通過模仿天然橡膠的分子組成和結(jié)構(gòu)，人們以異戊二烯為單體進行聚合反應(yīng)，制得聚戊橡膠。異戊橡膠的性能與天然橡膠十分相似，又被稱為合成天然橡膠。隨著技術(shù)的發(fā)展，人們還開發(fā)了丁苯橡膠，順丁橡膠，氯丁橡膠等一系列合成橡膠。許多橡膠具有線型結(jié)構(gòu)，有一定的彈性，但強度和韌性差。為了克服這些缺點，工業(yè)上常用硫與橡膠作用進行橡膠硫化，使線型高分子鏈之間通過流原子成化學(xué)鍵產(chǎn)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。硫化橡膠具有更好的強度、韌性、彈性和化學(xué)穩(wěn)定性。人們還開發(fā)了耐熱和耐酸、堿腐蝕的氟橡膠，耐高溫和嚴寒的硅橡膠等特種橡膠。特種橡膠在航空航天和國防等尖端科技領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。3．纖維人類用棉、羊毛、蠶絲和麻等天然纖維紡紗織布已有悠久歷史，但天然像天然纖維無論是產(chǎn)量上還是質(zhì)量上都不能滿足人們的需要。隨著化學(xué)科學(xué)的發(fā)展，人類開始使用化學(xué)方法將農(nóng)林產(chǎn)品中的纖維素、蛋白質(zhì)等天然高分子加工成黏膠纖維、大豆蛋白纖維等再生纖維，后來發(fā)展到用石油、天然氣和煤等為原料制成有機小分子單體，再經(jīng)聚合反應(yīng)生產(chǎn)合成纖維。再生纖維與合成纖維統(tǒng)稱化學(xué)纖維。見的合成纖維有聚丙烯纖維（丙綸）、聚氯乙烯纖維（氯綸）、聚對苯二甲酸二酯纖維和聚酰胺纖維等。合成纖維具有強度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕，不易蟲蛀的優(yōu)良性能，除了供人類穿著外，還可以制成繩索、漁網(wǎng)、工業(yè)用濾布，以及飛機、船舶的結(jié)構(gòu)材料等，廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。課堂練習(xí)1．下列反應(yīng)中，不屬于加成反應(yīng)的是A．乙炔與氯化氫反應(yīng)制取氯乙烯B．乙烷和氯氣反應(yīng)制取氯乙烷C．乙烯與氫氣反應(yīng)制取乙烷D．乙烯通入溴的四氯化碳溶液后，使溴的四氯化碳溶液褪色2．下列物質(zhì)屬于天然高分子化合物的是A．蛋白質(zhì) B．果糖 C．油脂 D．葡萄糖3．既能使溴水褪色，又能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的是A．甲烷 B．乙烯 C．苯 D．乙烷4．下列不屬于天然有機高分子材料的是A．棉花 B．羊毛 C．天然橡膠 D．聚乙烯5．11月12日天舟五號貨運飛船與中國空間站天和核心艙后向端口成功交會對接。下列有關(guān)空間站說法不正確的是A．太陽能電池中的砷化鎵——半導(dǎo)體材料B．外層的熱控保溫材料石墨烯——無機材料C．外表面的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷碳化硅——硅酸鹽材料D．外殼的燒蝕材料之一酚醛樹脂——高分子材料6．已知NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯誤的是A．3g3He含有的中子數(shù)為1NAB．標況下，22．4L氨水含有NA個NH3分子C．1molNH＋4中含有的電子數(shù)為10NAD．1molCH2=CH2分子中含有的共價鍵數(shù)為6NA7．如圖是用實驗室制得的乙烯(C2H5OH→170°C濃硫酸CH2=CH2↑＋H2O)與溴水作用制取A．裝置①和裝置③中都盛有水，其作用相同B．裝置②和裝置④中都盛有NaOH溶液，其吸收的雜質(zhì)相同C．制備乙烯和生成1，2-二溴乙烷的反應(yīng)類型分別是消去反應(yīng)和加成反應(yīng)D．產(chǎn)物可用分液的方法進行分離，1，2-二溴乙烷應(yīng)從分液漏斗的上口倒出8．已知：CH2A．取代反應(yīng) B．加成反應(yīng) C．氧化反應(yīng) D．加聚反應(yīng)9．下列關(guān)于乙烯的說法正確的是A．是天然氣的主要成分B．不能發(fā)生加聚反應(yīng)C．不能發(fā)生燃燒反應(yīng)D．能使溴的四氯化碳溶液褪色10．乙烯是石油化學(xué)工業(yè)重要的基本原料。（1）乙烯分子中含有的官能團是_______(填名稱)。（2）一定條件下，乙烯能與氫氣反應(yīng)生成乙烷，乙烷的結(jié)構(gòu)簡式為_______。（3）乙烯通入到酸性高錳酸鉀溶液中，溶液紫色褪去，該過程中乙烯發(fā)生了_______(填“取代”“加成”或“氧化”)反應(yīng)。（4）乙烯在一定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚乙烯，聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為_______。（5）區(qū)分甲烷和乙烯兩種氣體的實驗方法、現(xiàn)象和結(jié)論是_______(實驗可選用的試劑：稀鹽酸、溴的四氯化碳溶液、氫氧化鈉溶液)能力提升1．有關(guān)乙烯的下列敘述：①乙烯溶于水后可得乙醇，②乙烯能發(fā)生氧化反應(yīng)，③乙烯能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，④乙烯是無色、稍有氣味、難溶于水的氣體；其中正確的是A．只有② B．①和③ C．②和③ D．②③④2．下列物質(zhì)屬于脂肪烴的是A． B．CH3CH2CH3 C．CH3CH2Cl D．3．下面有關(guān)說法正確的有A．聚氯乙烯能使溴水褪色B．常見烷烴沸點：正戊烷＞異丁烷＞正丁烷C．可用酸性高錳酸鉀溶液除去甲烷中混有的乙烯D．工業(yè)上可以利用乙烯與水的反應(yīng)制取乙醇4．通常用來衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標志是A．甲烷的產(chǎn)量 B．乙烯的產(chǎn)量 C．乙醇的產(chǎn)量 D．硫酸的產(chǎn)量5．2022年諾貝爾化學(xué)獎授予了對點擊化學(xué)和生物正交化學(xué)做出貢獻的三位科學(xué)家。點擊化學(xué)的代表反應(yīng)為疊氮-炔基成環(huán)反應(yīng)，部分原理如圖所示。下列說法正確的是A．CuI和HI在反應(yīng)中做催化劑B．中間產(chǎn)物僅含極性共價鍵C．反應(yīng)I為氧化還原反應(yīng)D．該過程的總反應(yīng)類型為加成反應(yīng)6．下列關(guān)于乙烯、聚乙烯的說法錯誤的是A．等質(zhì)量的乙烯和聚乙烯完全燃燒生成的CO2的物質(zhì)的量相等B．乙烯生成聚乙烯的反應(yīng)是乙烯分子互相加成的反應(yīng)，一噸乙烯完全反應(yīng)可生成一噸聚乙烯C．聚乙烯可使溴水因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而褪色D．聚乙烯沒有固定的熔點7．工業(yè)上以煤、石油和天然氣為原料，生產(chǎn)三大合成材料——塑料、合成橡膠和合成纖維。下列有關(guān)說法錯誤的是A．塑料、合成橡膠和合成纖維屬于合成高分子化合物B．淀粉、纖維素、葡萄糖等都屬于天然高分子化合物C．石油裂解得到的乙烯、丙烯等是生產(chǎn)合成材料的基本原料D．高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料兩大類8．如圖是以石油為原料的部分轉(zhuǎn)化流程圖，下列說法正確的是A．反應(yīng)①與反應(yīng)③反應(yīng)類型相同B．反應(yīng)①與反應(yīng)④反應(yīng)類型相同C．反應(yīng)③與反應(yīng)④反應(yīng)類型相同D．反應(yīng)②與反應(yīng)④反應(yīng)類型相同9．下列對于有機高分子的敘述錯誤的是A．高分子可分為天然高分子和合成高分子兩大類B．高分子的特點是組成元素簡單、結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜、相對分子質(zhì)量大C．高分子均為混合物D．合成高分子大部分是由小分子化合物通過聚合反應(yīng)而制得的10．乙烯的產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平。請回答：（1）乙烯的結(jié)構(gòu)式是___________。（2）寫出乙烯在一定條件下生成聚乙烯塑料的化學(xué)方程式：___________。（3）在一定條件下，乙烯能與水反應(yīng)生成有機物A，A的結(jié)構(gòu)簡式是___________，其反應(yīng)類型是___________(填“取代”或“加成”)反應(yīng)。（4）下列化學(xué)反應(yīng)原理相同的是___________(填序號)。①乙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性高錳酸鉀溶液褪色②使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色③使品紅溶液和滴有酚酞的溶液褪色20．在熾熱條件下，將石蠟油分解產(chǎn)生的乙烯通入下列各試管里，裝置如圖所示。根據(jù)上述裝置，回答下列問題：（1）C裝置的作用是___________________________________