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第七章 有机化合物
第二节 乙烯与有机高分子材料
第二课时
烃 有机高分子材料
1. 了解烃的概念及分类。
2. 了解常见烃(如炔烃、芳香烃)的组成及结构,培养“证据推理与模型认知”能力。
3. 初步认识有机高分子材料的组成、性能。
4. 了解塑料、橡胶、纤维的性能及其在生活和生产中的应用,培养“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
学习目标
课前导入
汽油、柴油的主要成分是什么?
常见燃油标号95、92的含义是什么?
汽油柴油主要是含烃类物质
异辛烷的含量不同
对于烃来说它们是怎么分类的?以烃为母体合成的高分子材料又有哪些特点和用途?
只含碳、氢两种元素的有机物(碳氢化合物)
一、烃的定义
下列物质属于烃的是:
H2S、 C2H2、 CH3Cl、 C2H5OH、 CH4、 H2、 金刚石、 CH3COOH、 CO2、 C2H4
新知梳理
二、烃的分类
烃
饱和烃(烷烃)
不饱和烃
链状烷烃
环状烷烃
烯烃
炔烃
芳香烃
分子中碳原子的
价键没有全部被
氢原子饱和的烃
甲烷
乙烷
环己烷
乙烯
乙炔
苯
1. 根据碳原子间的成键方式分类
有机化合物中,碳原子互相连结成链状或环状叫分子骨架,又称碳骨架。
链状烃:
环状烃:
脂环化合物
芳香化合物
2. 根据碳骨架分类
CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH2==CHCH2CH2CH3
烃 甲烷 乙烯 乙炔
电子式
化学键 ____共价键 C─H共价键 _______键 C─H共价键
_______键
分子结构特点
正四面体
平面结构
直线结构
C─H
…
…
C
C
:
:
H
H
C
:
:
:
:
H
H
H
H
C
C
:
:
:
:
H
H
:
:
H
H
C=C
C≡C
C
H
H
H
H
甲烷
C
C
H
H
H
H
乙烯
C
C
H
H
乙炔
结构式:
新知梳理
甲烷分子中只含有4个C—H键,化学性质比较稳定;
乙烯分子中含有C=C键,化学性质较活泼。
【问题和讨论】
(1)比较甲烷和乙烯的化学性质,分析其与二者的分子结构之间存在哪些 联系?
不是,结构不相似,在分子组成上也没有相差一个或若干个CH2原子团。
(2)乙炔是甲烷或乙烯的同系物吗?为什么?
思考讨论
(1)比较CH4、CH2=CH2 的化学性质
物质 甲烷 乙烯
与Br2 反应 试剂类型 ________ ______________
反应条件 _____ 无
反应类型 _____ _____
氧化 反应 燃烧 火焰呈 色 火焰____________
酸性KMnO4溶液 ____________ _______________
Br2蒸气
溴水或溴的 CCl4 溶液
光照
取代
加成
淡蓝
明亮、伴有黑烟
稳定,不反应
酸性 KMnO4 溶液褪色
纯净
新知梳理
结构 决定 性质 CH4 分子中的碳原子为 结构,所含键为 ,性质 , 主要发生 反应 CH2=CH2 分子中的碳原子为
结构,所含键为 ,其中一个键容易断裂,性质_______,主要发生 反应和 反应
饱和
单键
稳定
取代
不饱和
碳碳双键
加成
氧化
(1)分析 CH4、CH2=CH2 的化学性质与二者结构的关系?
(2)乙炔是甲烷或乙烯的同系物吗?为什么?
不是,甲烷、乙烯、乙炔的结构不相似
活泼
新知梳理
科学史话
苯
苯 分子式 结构式 结构简式 空间构型
C6H6
平面正六边形
实际上苯分子中6个碳原子之间的键完全相同
所以也常用 来表示苯分子的结构。
新知梳理
① 苯环中的碳碳键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
苯是一种具有环状分子结构的不饱和烃,又称苯环
② 苯分子中 6 个碳原子和 6 个氢原子都在同一平面内
既不是碳碳单键,也不是碳碳双键
即,12 个原子共平面
苯的结构特点
新知梳理
苯的性质
在常温下,苯是一种为一种无色、有甜味的透明液体,其密度小于水,具有强烈的芳香气味;
苯是一种不饱和烃,可发生加成反应;
苯的用途
苯是一种重要的有机化工原料和有机溶剂,广泛用于生产医药、农药、香料、染料、洗涤剂和合成高分子材料等。
新知梳理
烃 乙烯(C2H4) 乙炔(C2H2) 苯(C6H6)
球棍模型
结构简式
碳碳键
结构特点
化学 性质
CH2 = CH2
双键
三键
平面形
键角:120°
所有原子共平面
氧化反应
加成反应
加聚反应
CH ≡ CH
或 HC ≡ CH
直线形
键角:180°
所有原子共直线
氧化反应
加成反应
加聚反应
介于单键和双键之间特殊的化学键
平面正六边形
键角:120°
所有原子共平面
氧化反应
取代反应
加成反应
归纳总结
烃
饱和烃 (烷烃)
不饱和烃
链状烷烃
环状烷烃
烯烃
炔烃
芳香烃
CnH2n+2
CnH2n
CnH2n
(单烯烃)
CnH2n 2
(单炔烃)
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乙烷是饱和烃,乙烯、乙炔是不饱和烃
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,乙炔燃烧火焰最明亮,有浓烟
⑤它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
A. ①③④ B. ①②③⑤ C. ②③④⑤ D. ①②③④
D
针对训练
2. 下列关于苯的说法不正确的是( )
A.分子式为C6H6
B.所有的原子在同一平面上
C.存在碳碳单键与碳碳双键交替出现的结构
D.存在介于碳碳单键与碳碳双键之间的独特的键
C
你能从图中找出哪些熟悉的材料?
车身:钢板(金属材料)
车窗:玻璃(无机非金属材料)
轮胎:橡胶(有机高分子材料)
座椅:海绵、皮革(有机高分子材料)
新知梳理
提高塑性:________
防止老化:________
增强材料
着色剂
主要成分:_________
合成树脂
增塑剂
防老剂
①组成
添加剂
②性能:强度 、密度 、 、易加工等。
高
小
耐腐蚀
1. 塑料
三、有机高分子材料
名称 结构简式 性能 用途
聚乙烯 (PE)
聚氯乙烯 (PVC)
聚苯乙烯 (PS)
常见塑料
绝缘性好,耐化学腐蚀,耐寒,无毒;耐热性差,容易老化。
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。
绝缘性好,耐化学腐蚀,机械强度较高;热稳定性差。
可制成薄膜、绝缘性好,耐化学腐蚀,无毒;质脆,耐热性差。
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。
可制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料等。
名称 结构简式 性能 用途
聚四氟乙烯 (PTFE)
聚丙烯 (PP)
聚甲基丙烯酸甲酯 (有机玻璃) PMMA ——
脲醛塑料 (电玉)UF ——
耐化学腐蚀,耐溶剂性好,耐低温、高温,绝缘性好;加工困难。
可制成化工、医药等行业使用的耐腐蚀、耐高温、耐低温制品。
机械强度较高,绝缘性好;耐化学腐蚀,无毒;低温发脆,容易老化。
可制成薄膜、管道、日常用品、包装材料等。
透光性好,易加工;
耐磨性差,能溶于有机溶剂。
可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器、医疗器械、广告牌等。
绝缘性好,耐溶剂性好,不耐酸。
可制成电器开关、插座及日常用品等。
2. 橡胶
天然橡胶:主要成分是______________,结构简式为________________,
其单体为____________________。天然橡胶分子中含有__________,易发生氧化反应。
聚异戊二烯
碳碳双键
橡胶是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。
天然橡胶容易老化,但经过硫化工艺后的橡胶不仅抗老化,而且具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等。
橡胶的硫化:
使线型高分子链通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构。
生胶
硫化胶
硫化后的橡胶适合制造轮胎,加入炭黑可提高轮胎的耐磨性。
橡胶消声瓦可有效降低潜艇航行时的噪声,提高潜艇的隐蔽性。
橡胶
天然橡胶
合成橡胶
通用橡胶
丁苯橡胶
顺丁橡胶
氯丁橡胶
异戊橡胶(合成天然橡胶)
特种橡胶
氟橡胶:
硅橡胶:
硫化橡胶:
分类:
更好的强度、韧性、弹性、化学稳定性
耐热、耐酸碱腐蚀
耐高温、严寒
3. 纤维
天然纤维 动物纤维
植物纤维
化学 纤维 再生 纤维
合成 纤维
羊毛、蚕丝等
棉花、麻等
用化学方法将农林产品的纤维素、蛋白质等天然高分子加工成黏胶纤维、大豆蛋白纤维等。
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。
合成纤维(六大纶)
(聚丙烯纤维)
(聚氯乙烯纤维)
(聚丙烯腈纤维)
(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)
(聚酰胺纤维)
丙纶
氯纶
腈纶
涤纶
锦纶、芳纶
性能:强度 、弹性 、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。
主要用途:制 、绳索、渔网等,广泛应用于工农业领域。
高
好
衣料
新知梳理
黏合剂和涂料
黏合剂又称胶黏剂,日常生活中常用的糨糊、胶水就是最普通的黏合剂。黏合剂根据来源可分为天然黏合剂和合成黏合剂。人们很早就使用动物的皮或鱼镖熬胶,用于黏结木材。合成黏合剂的黏结力强,性能优异,得到了广泛的应用。近几十年来,汽车、电子等行业的发展对黏合剂的性能提出了更高的要求,一系列具有耐高温、耐低温、导电、导磁和导热等性能的特种黏合剂相继问世。
涂料是一类含有机高分子的混合液或粉末,能在物体表面形成附着坚固的涂膜,油漆就是一种常见的涂料。涂料可用于建筑、船舶、车辆,以及家电、家具的保护和装饰。特种涂料在化工、航空等领域具有重要的用途。
新知梳理
黏合剂又称胶黏剂:糨糊、胶水。
黏合剂根据来源可分为:天然黏合剂和合成黏合剂。
天然黏合剂——动物的皮或鱼鳔熬胶,用于黏结木材。
合成黏合剂——黏结力强,性能优异。
特种黏合剂——耐高温、耐低温、导电、导磁和导热。
涂料是一类含有机高分子的混合液或粉末。
油漆就是一种常见的涂料。
可用于建筑、船舶、车辆,以及家电、家具的保护和装饰。
特种涂料在化工、航空等领域具有重要的用途。
新知梳理
课堂小结
课堂小结
1. 下列说法正确的是( )
A. 利用石油作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、石油和农副产品可以经过处理制得合成纤维
D
针对训练
2. 为了增加某些橡胶制品的强度,加工时往往需要进行硫化处理,即使橡胶原料与硫黄在一定条件下反应。橡胶制品硫化程度越高,强度越大,同时弹性越差。下列橡胶制品中,加工时硫化程度较高的是( )
A. 医用橡胶手套 B. 皮鞋胶底
C. 自行车内胎 D. 橡皮筋
B
3. 下列关于塑料的说法正确的是( )
A. 塑料是天然高分子材料
B. 聚乙烯塑料薄膜是以CH2=CHCl为原料通过加聚反应而制得的
C. 塑料用途广泛,可从自然界中直接得到
D. 塑料的主要成分是合成树脂
D
金属材料
材料
无机非金属材料
有机高分子材料
复合材料
金属单质和合金
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料
天然有机高分子材料
合成有机高分子材料
天然纤维、天然橡胶等
塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等
由两种或两种以上不同性质的材料组分优化组合而成
归纳总结
(1) 通常所说的三大合成材料是塑料、合成纤维和合成橡胶( )
(2) 塑料包装袋都可以包装食品( )
(3) 真丝、塑料和涤纶都是合成高分子材料( )
(4) 纯净的聚乙烯塑料为纯净物( )
(5) 乙烯和聚乙烯都能使溴的CCl4溶液褪色( )
(6) 天然橡胶硫化的过程没有发生化学变化( )
×
×
√
×
×
×
1. 判断正误
当堂测试
当堂检测
2. 下列物质中,不属于高分子化合物的是( )
A. 蛋白质 B. 纤维素 C. 淀粉 D. 油脂
D
3. 下列物质中不属于天然有机高分子材料的是( )
A. 棉花 B. 羊毛 C. 天然橡胶 D. 塑料
D
4. 下列说法正确的是( )
A. 甲烷、乙烯、乙炔都不易溶于水
B. 可用溴水来鉴别甲烷、乙烯和乙炔三种无色气体
C. 在一定条件下,甲烷、乙烯、乙炔都能与溴水发生反应
D. 甲烷、乙烯、乙炔都能发生聚合反应生成高分子
A
5. 苯乙烯是一种重要的有机化工原料,其结构简式为
它不可能具有的性质是( )
A. 易溶于水,不易溶于有机溶剂
B. 在空气中燃烧产生黑烟
C. 它能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 能发生加成反应
A
6. 下列说法不正确的是( )
A.合成高分子材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂等
B.用木材等经过加工制成的黏胶纤维属于再生纤维
C.棉花、羊毛和天然橡胶是有机高分子材料
D.合成橡胶的原料是煤、石油、天然气和农副产品
D
纤维