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烴與有機高分子材料
第2課時　
第二節　乙烯與有機高分子材料
學習目標
1.以乙炔、苯等為例認識烴,能描述乙炔的分子結構特征和烴的概念并列舉常見烴的種類。
2.通過認識塑料、合成纖維、合成橡膠的性質和用途,能列舉合成高分子在生產、生活中的重要應用,并結合這些物質的結構特點、主要性質進行簡要說明。
任務分項突破
『自主梳理』
學習任務1　認識化學反應的限度
1.烴的概念
僅含 和 兩種元素的有機化合物稱為碳氫化合物,也稱為烴。
2.烴的分類
(1)依據:烴分子中碳原子間 的不同及 的不同。
碳
氫
成鍵方式
碳骨架
(2)分類。
CH2 CH2
CH≡CH
3.常見烴的分子結構
『互動探究』
探究　三種烴的結構及性質辨析
烷烴、烯烴和炔烴都是常見的烴,甲烷、乙烯和乙炔是三類烴的典型代表物。
問題1:從烴的組成的角度,分析烷烴、烯烴和炔烴的結構特點。
提示:烷烴為飽和烴,烯烴和炔烴均為不飽和烴,分別含有碳碳雙鍵和碳碳三鍵。
問題2:根據鏈狀烷烴的分子通式,試歸納單烯烴和單炔烴的分子通式。
提示:碳原子數相同的單烯烴、單炔烴比鏈狀烷烴分別少 2個和4個氫原子,即CnH2n(n≥2)為單烯烴,CnH2n-2(n≥2)為單炔烴。
問題3:三種烴均能燃燒,燃燒時有什么區別
提示:燃燒時火焰明亮,隨含碳量的增加,并伴有黑煙,且越來越濃。
問題4:不飽和烴的性質相似,三種烴的代表物中哪些既能發生加成反應,又能使酸性KMnO4溶液褪色
提示:乙烯和乙炔。
問題5:結合以上分析,試推斷不同的碳碳鍵對有機物性質的影響。
提示:碳碳單鍵化學性質比較穩定,典型反應是取代反應;碳碳雙鍵中有一個鍵易斷裂,典型反應是氧化反應、加成反應和加聚反應;碳碳三鍵中有兩個鍵易斷裂,典型反應是氧化反應、加成反應和加聚反應。
歸
納
拓
展
甲烷、乙烯、乙炔、苯的對比
結構 特點 碳氫 單鍵 碳碳雙鍵 碳碳三鍵 介于碳碳單鍵與碳碳雙鍵之間的獨特的鍵
空間 結構 正四 面體 平面結構, 6原子共面 直線結 構,4原 子共線 平面結構,12原子共面
取代 反應 能 — — 能
加成 反應 不能 能 能 能
使溴水 褪色 不能 能 能 不能反應,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
化學性 質特點 易取代、 不能加成、 難氧化 易加成、 易氧化、 難取代 易加成、 易氧化、 難取代 易取代、
能加成、
難氧化
『題組例練』
1.下列關于乙烷、乙烯、乙炔的說法正確的是(　 　)
①它們既不是同系物,也不是同分異構體　②乙烷屬于飽和烴,乙烯、乙炔屬于不飽和烴　③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色　④它們都能燃燒　⑤它們都能使酸性KMnO4溶液褪色
A.①③④ B.①②③⑤
C.②④⑤ D.①②③④
D
解析:它們結構不相似,分子式也不同,既不是同系物,也不是同分異構體,①正確;乙烷是飽和烴,乙烯、乙炔中含碳碳不飽和鍵,即乙烯和乙炔是不飽和烴,②正確;乙烯、乙炔中碳碳不飽和鍵能和溴水發生加成反應使其褪色,乙烷和溴水不反應,即不能使溴水褪色,③正確;它們都屬于有機物,都能燃燒,④正確;乙烯和乙炔中碳碳不飽和鍵能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色,乙烷性質穩定,和酸性KMnO4溶液不反應,不能使酸性KMnO4溶液褪色,⑤錯誤;綜上所述①②③④正確。
2.①～④是幾種烴分子的球棍模型(如圖所示),下列說法正確的是(　 　)
A.①分子中的鍵角為90°
B.②能與酸性KMnO4溶液發生取代反應
C.若將③進行燃燒,預測會比②燃燒的火焰更明亮,產生濃黑煙
D.②和④結構相似,是同系物
C
解析:由球棍模型可知①為甲烷,②為乙烯,③為乙炔,④為苯。①為甲烷,是正四面體結構,鍵角為109°28′,A錯誤;②為乙烯,能與酸性KMnO4溶液發生氧化反應,B錯誤;③為乙炔,②為乙烯,乙炔含碳量更高,燃燒的火焰更明亮,產生濃黑煙,C正確;②為乙烯,含有碳碳雙鍵,④為苯,不含有碳碳雙鍵,兩者結構不相似,不是同系物,D錯誤。
『自主梳理』
學習任務2　有機高分子材料
1.有機高分子材料的分類
合成樹脂
2.有機高分子材料
(1)塑料。
增塑劑
防老劑
②性能:強度 、密度 、耐 、易加工等。
高
小
腐蝕
③常見塑料及用途。
聚丙烯 (PP) 可制成管道、包裝材料等
聚甲基丙 烯酸甲酯 (PMMA,俗 稱有機玻璃) — 可制成飛機和車輛的風擋、光學儀器等
脲醛塑料(UF, 俗稱電玉) — 可制成電器開關、日常用品等
(2)橡膠。
①天然橡膠的主要成分是 ,結構簡式為
;天然橡膠分子中含有 ,易發生加
成反應和氧化反應。
聚異戊二烯
②橡膠的分類。
③性能:具有一定彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或耐低溫等性能。
④用途:制造汽車、飛機輪胎和各種密封材料所必需的原料;特種橡膠在航空、航天和國防等尖端技術領域中發揮著重要的作用。
(3)纖維。
①纖維的分類。
天然
化學
再生
合成
丙綸
氯綸
腈綸
滌綸
錦綸、芳綸
②合成纖維性能:強度 、彈性 、耐磨、耐化學腐蝕、不易蟲蛀等。
③主要用途:制衣料、繩索、漁網等,廣泛應用于工農業生產的各個領域。
高
好
『互動探究』
材料是現代社會發展的重要支柱,有機高分子材料是一類復雜的高分子化合物,其中塑料、合成橡膠、合成纖維三大合成材料的應用最為廣泛。
探究　有機高分子材料的結構
問題1:線型結構和網狀結構有什么區別
提示:線型結構中原子間以共價鍵結合形成長鏈狀結構;網狀結構是指分子鏈之間以共價鍵交聯起來形成立體網狀結構。
提示:如橡膠經硫化交聯后可由線型結構變成網狀結構。
問題2:結合具體事實說明高分子材料空間結構改變的措施。
問題3:聚苯乙烯(PS)的結構簡式為 ,天然橡膠的
結構簡式為 ,試推斷這兩種高聚物的單體。
提示: , 。
歸
納
拓
展
加聚反應的書寫及單體的判斷
1.加聚反應方程式的書寫
(1)反應物分子前面要寫上n,表示n個分子參加反應。
(2)生成物就是把反應物分子雙鍵中的其中一個鍵打開,在雙鍵兩端的碳原子上各伸出一條短線,然后用[　]括起來,最后在右下角寫上n。
(3)一定要注意加聚時只是雙鍵碳反應,寫聚合物時原來的主鏈不一定是鏈節上的主鏈。
2.加聚反應單體的判斷
方法一:(二四分段法)選定聚合物的結構單元,從一側開始分段,如果在結構單元的主鏈上遇到 ,一般可將4個C分為一段,其余則2個C為一段,從段的連接處斷開,形成碳碳雙鍵,可得單體。
方法二:(彎箭頭法)從結構單元的一端開始,利用彎箭頭將鍵轉移——箭尾處去掉一鍵,箭頭處形成一鍵,可得單體。
『題組例練』
題點一　有機高分子材料
1.下列物品不涉及有機高分子材料的是(　 　)
A.直升機駕駛艙前的硅酸鹽玻璃
B.防毒面具上的橡膠軟殼
C.由功能纖維制成的防護服
D.由滌綸布制成的國旗
A
解析:硅酸鹽玻璃屬于無機非金屬材料,A正確;橡膠屬于有機高分子材料,B錯誤;功能纖維屬于有機高分子材料,C錯誤;滌綸屬于有機高分子材料,D錯誤。
D
2.下列說法正確的是(　 　)
A.純凈的聚乙烯塑料為純凈物
B.乙烯和聚乙烯都能使溴的CCl4溶液褪色
C.天然橡膠硫化的過程沒有發生化學變化
D.以石油、煤、天然氣為原料可以生產某些有機高分子材料
解析:有機高分子材料是由很多重復的鏈節構成的,聚合度n不同,故為混合物,故A錯誤;聚乙烯結構簡式為 ,鏈節中不存在碳碳雙鍵,不能使溴的CCl4溶液褪色,故B錯誤;橡膠硫化是線型高分子鏈之間通過硫原子形成化學鍵,產生交聯,形成網狀結構,發生的是化學變化,故C錯誤;以石油、煤和天然氣為原料可制成有機高分子的單體,再聚合生成塑料、合成纖維等有機高分子材料,故D正確。
題點二　有機高分子化合物單體的判斷
C
4.腈綸又名“人造羊毛”,其結構簡式為 。按要
求回答下列問題。
(1)“人造羊毛”的鏈節為　　　　　　　 ,單體為
　　 　　　。
(2)實驗測得“人造羊毛”的相對分子質量(平均值)為32 800,則該高聚物的聚合度n為　　　　(結果保留整數)。
619
(3)工業上以乙炔和HCN為原料合成腈綸,合成路線如下。
寫出有關的化學方程式并注明反應類型:
①　 ;
②　 。
知識整合
學科素養測評
第24屆冬季奧林匹克運動會上,各種新型材料在賽場上發揮了巨大的作用。
(1)冰立方的外立面材料是ETFE膜(乙烯-四氟乙烯共聚物),其結構簡式為 。四氟乙烯可看成乙烯分子中的氫原子被氟原子取代后的產物,其結構簡式為　 ,由乙烯與四氟乙烯在催化劑條件下反應生成ETFE的化學方程式為
　。
(2)高山滑雪項目賽道兩側的防護網由高密度聚乙烯(HDPE)材料編織而成,由乙烯生成聚乙烯的反應類型是　 。
加聚反應
(3)頒獎禮服的制作材料是聚酰亞胺纖維,它屬于　　　　　　材料,由它制作的禮服的優點是　　　　。(寫一條即可)
有機合成
解析:(3)聚酰亞胺纖維是目前隔熱保溫性能最好的合成纖維之一,它屬于有機合成材料,由它制作的禮服的優點之一是保溫。
保溫
(4)冰球由硫化橡膠制成,硫化橡膠與普通橡膠相比,其優點是
　　　　　　　　 　。(寫一條即可)
具有更好的強度、韌性、彈性和化學穩定性(任寫一條即可)
解析:(4)工業上常用硫與橡膠作用進行橡膠硫化,使線型的高分子鏈之間通過硫原子形成化學鍵,產生交聯,形成網狀結構。硫化橡膠具有更好的強度、韌性、彈性和化學穩定性。
(5)速度滑冰競賽服的手腳處使用了蜂窩樣式的聚氨酯纖維材料,這種材料的使用對于速度滑冰運動員的幫助可能是
　。
減少空氣阻
解析:(5)為了減少空氣阻力,速度滑冰競賽服的手腳處,使用了蜂窩樣式的聚氨酯纖維材料,以求最大限度提高運動員成績,這種材料的使用對于速度滑冰運動員的幫助可能是減少空氣阻力,提高速度滑冰的速度。
力,提高速度滑冰的速度
命題解密與解題指導
情境解讀:本題以北京冬奧會材料為背景,創設了真實有意義的測試情境,有利于促進思考、推理和判斷。
素養立意:通過對新型材料在冬奧會上發揮的重要作用,能從宏觀和微觀等角度正確認識材料的分類和結構,進而學會書寫合成高分子材料的反應,分析相關高分子材料的性能等,培養宏觀辨識與微觀探析、科學態度與社會責任等學科素養。
思路點撥:(1)解讀信息,獲取高分子材料的結構與性質特點。
(2)抓住加聚反應的特征書寫相關方程式。
(3)結合材料的用途,分析推測物質性質信息等。
謝 謝 觀 看

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