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乙烯与有机高分子材料
第二课时
引入
汽油、柴油主要含烃类物质
采用ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜材料建造的水立方
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。
一、烃
(1)根据碳原子的价键是否饱和
分子中的碳原子之间只以单键结合,剩余价键均被氢原子“饱和”的烃称为饱和烃,即烷烃。
分子中碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”的烃称为不饱和烃。
常见的不饱和烃有烯烃、炔烃和芳香烃。
饱和烃:
不饱和烃:
2.烃的分类
烃
二、烯烃
1、概念:分子里含有一个碳碳双键的不饱和链烃叫烯烃,其官能团是
(分子里含有两个双键的链烃叫做二烯烃)
2. 烯烃通式:
CnH2n(n≥2)
注:每减少两个H,分子内增加一个C=C或一个环;每减少4个H,分子内增加2个碳碳双键或1个碳碳三键
几种简单烯烃的结构简式和分子结构模型
CH2=CH2
乙烯
CH2=CHCH3
丙烯
CH2=CHCH2CH3
1-丁烯
CH2=CHCH2CH2CH3
1-戊烯
物理性质
颜色:______________
无色
溶解性:____________
均难溶于水
密度:______________
熔沸点:一般随着分子中碳原子数n的增加而升高;
同碳时,支链越多熔沸点越低
状态:一般随着分子中碳原子数的增加,
在常温下的状态由气态变为液态,再到固态 C2——C4为气态
均小于水
与烷烃相似
3、烯烃的物理性质
烯烃的化学性质
氧化反应
加成反应
加聚反应
①可燃性
②使酸性KMnO4溶液褪色
O2
nCO2+nH2O
CnH2n+
卤素单质或其溶液
卤代烃
氢气
烷烃
卤化氢
卤代烃
水
醇
生成高分子化合物
4、烯烃的化学性质
乙炔是最简单的炔烃。
三.炔烃
官能团为碳碳三键(—C≡C—),含一个碳碳三键的炔烃通式为CnH2n-2(n≥2)。每形成一个碳碳三键,就减少4个氢
定义
分子里含有-C≡C-的不饱和链烃叫炔烃
1、乙炔的物理性质和结构
①物理性质
颜色 状态 气味 溶解性
无色 气体 无臭 微溶于水,易溶于有机溶剂
乙炔俗称电石气
②乙炔的结构:
乙炔的分子式为C2H2,结构简式为CH≡CH,其分子为直线形结构,分子中的所有原子处在同一直线
H—C≡C—H
结构式
球棍模型
空间充填模型
C-C C=C C≡C
347.7 KJ/mol
615 KJ/mol
812 KJ/mol
通过以上分析,你觉得炔烃的化学性质活泼吗?
C≡C的键能和键长并不是C-C的三倍,也不是C=C和C—C之和。说明叁键中有二个键不稳定,容易断裂,有一个键较稳定。
通过以下数据你能发现什么?
活泼
根据乙炔的结构,请你推测乙炔具有什么样的化学性质?
②加成反应:
①氧化反应:
【思考】
烃的分子结构【目的】以甲烷、乙烯和乙炔为例,借助模型认识烃的分子结构。【活动】(1)根据碳原子的成键规律和甲烷、乙烯、乙炔的结构式,写出三者的电子式,并讨论其分子中有哪些类型的化学键。(2)结合以上分析,使用分子结构模型(或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签等代用品)搭建甲烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型。展示并描述三者的分子结构特点。烃 甲烷 乙烯 乙炔
电子式 _________ _____________ ____________
化学键 ______ _____和 ____________________ _____和_________
分子结构特点 _________ _____ _____
C—H
H—C
H—C
—C≡C—
正四面体
平面
直线
烃 甲烷 乙烯 乙炔
电子式 _________ _____________ ____________
化学键 ______ _____和 ____________________ _____和_________
分子结构特点 _________ _____ _____
(1) 比较CH4、CH2=CH2的化学性质,并分析其化学性质与二者结构的关系?
物质 甲烷 乙烯
与Br2 反应 Br2试剂
反应条件
反应类型
氧化 反应 和O2燃烧
酸性KMnO4溶液
Br2蒸气
溴的CCl4溶液
光照
取代
加成
燃烧,
火焰呈淡蓝色
燃烧,
火焰明亮、伴有黑烟
不反应
酸性KMnO4溶液褪色
【问题和讨论】
性质和结构关系 CH4分子中的碳原子为 结构,所成的键为 ,性质 ,主要发生 反应 CH2=CH2分子中的碳原子为___
结构,所成的键为 ,其中一个键容易断裂,性质活泼,主要发生 、 反应
饱和
单键
稳定
取代
不
饱和
碳碳双键
加成反应
氧化
(2) 乙炔是甲烷或乙烯的同系物吗?为什么?
不是,同系物要求结构组成相似,甲烷、乙烯、乙炔的结构不同。
根据 碳骨架 的不同,还可以将烃分为链状烃和环状烃。
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
根据烃分子中碳原子的成键方式的不同对烃进行分类
?
烃分子中含有苯环的烃称为芳香烃。
苯是芳香烃的母体,是一种具有环状分子结构的不饱和烃。
芳香族化合物与苯
芳香族化合物:分子中含有苯环的有机化合物。
苯的组成与结构
苯环中碳原子之间的成键方式?
C6H6
分子式
双键?三键?环?几个?......
法拉第发现苯
凯库勒提出凯库勒式
科学史话
苯的组成与结构分子式C6H6结构式结构简式空间形状平面正六边形,12个原子共平面或【典型例题】
例:
(1)属于烃的有: 。
(2)在属于烃类的物质中,从碳原子的价键是否饱和角度看属于饱和烃的有: ,属于不饱和烃的有: 。
CDEFG
CDG
EF
(3)在饱和烃中根据碳骨架呈现的形状看,属于链状饱和烃的是____,属于环状饱和烃的是____ 。
(4)属于烷烃的是______ ,属于烯烃的是____,属
于炔烃的是____,属于芳香烃的是____。
【典型例题】
D
G
EF
E
F
C
有机高分子材料
材料
金属材料
复合材料
天然高分子材料
合成高分子材料
塑料、合成纤维、合成橡胶等
棉、麻、蚕丝、天然橡胶等
材料的分类
无机非金属材料
有机高分子材料
高分子又称为聚合物分子(polymermolecule)或高聚物分子或大分子,是指相对分子质量很大的有机物分子。
高分子由许多相同的结构单元通过共价键重复连接而成的具有长链结构的分子。
聚合反应
加聚反应
缩聚反应
n CH2=CH2
[ CH2—CH2 ]n
催化剂
聚合反应
加聚反应
缩聚反应(待续)
单体小分子 聚合成长链
n CH2=CH2
[ CH2—CH2 ]n
催化剂
n CH3-CH=CH2
催化剂
[ CH—CH2 ]n
CH3
2.有机高分子材料
(1)塑料
①组成
提高塑性:______
防止老化:______
增强材料
着色剂
主要成分:_________
添加剂
合成树脂
增塑剂
防老剂
②性能:强度___、密度___、_______、易加工等。
高
小
耐腐蚀
名称 结构简式 用途
聚乙烯 可制成食品包装袋等
聚氯乙烯 可制成电线的绝缘层、管道等
聚苯乙烯 可制成泡沫包装材料、绝缘材料等
③常见塑料及用途
聚四氟乙烯 可制成实验仪器、化工用品等
聚丙烯 可制成管道、包装材料等
有机玻璃(聚甲 基丙烯酸甲酯) 可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器等
脲醛塑料(电玉) 可制成电器开关、插座等
俗称塑料王
①天然橡胶主要成分是聚异戊二烯
结构简式:
②硫化橡胶:工业上用硫与橡胶作用进行硫化,形成网状结构,从而提高强度、韧性和化学稳定性。
③主要用途:制轮胎,在航空、航天、国防等领域也有广泛应用。
2.橡胶
二、有机高分子材料
2.橡胶
橡胶消声瓦可降低潜艇航行时的噪音,提高潜艇隐蔽性
硫化后的橡胶适合制造轮胎,加入炭黑提高耐磨性
天然橡胶
二、有机高分子材料
①分类:
天然纤维:棉花、羊毛、蚕丝、麻等
化学纤维
再生纤维:黏胶纤维、大豆蛋白纤维
合成纤维:“六大纶”:丙纶、氯纶、腈纶、涤纶、
锦纶、维纶
③主要用途:制衣料、绳索、渔网等,广泛应用于工农业领域
3.纤维
二、有机高分子材料
②性能:合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不
易虫蛀等优良性能
纤维
3.纤维
棉花
羊毛
航天服使用了多种合成纤维
二、有机高分子材料
黏合剂和涂料
我国研制的高性能歼击机使用了隐形涂料
二、有机高分子材料