3.2 课时3 有机高分子化合物与有机高分子材料 学案（含答案） 2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第二册
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| 名称 | 3.2 课时3 有机高分子化合物与有机高分子材料 学案（含答案） 2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 264.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-06 21:14:31 | ||
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文档简介
3.2 课时3 有机高分子化合物与有机高分子材料
【学习目标】
1.初步认识有机高分子化合物的结构、性质及其应用。
2.学会书写加聚反应的化学方程式。
3.能列举合成高分子化合物在生产、生活中的重要应用。
【自主预习】
一、从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物
1.基本概念
(1)聚合反应:由 的有机化合物生成相对分子质量很大的有机化合物的反应。
(2)加聚反应:当聚合反应同时也是加成反应时,又叫 ,简称 。
举例:生成聚乙烯的化学方程式为 。
2.基本性质
溶解性 受热变化 导电性 可燃性
难溶于 ,有机溶剂中可发生溶胀 或 通常不导电 不耐高温、易
【微点拨】
有机高分子化合物是相对分子质量很大的有机化合物,简称为高分子或聚合物。因n值不确定,有机高分子化合物均为混合物。
二、有机高分子材料
1.塑料
(1)主要成分: (合成树脂)。
(2)分类
①线型结构:塑料 较好;
② 结构:塑料硬度更大。
(3)代表物——聚乙烯
①聚乙烯塑料是当今世界上产量最大的塑料产品,原料为 。
②特点:无臭、 ;耐 ;耐 的侵蚀;常温下 一般溶剂,吸水性 ;电绝缘性能 。
③应用: 、中空制品、管板材、 、 等。
(4)其他常见塑料
合成树脂种类很多,除聚乙烯外,还有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
2.橡胶
(1)特性: 。
(2)分类
橡胶
3.纤维
(1)分类
纤维
(2)腈纶
聚丙烯腈纤维的商品名称为 ,俗称为人造羊毛。它是用石油裂解气中的丙烯制得 ,再聚合而得。
【微点拨】
(1)聚乙烯塑料无毒,可用作食品包装袋。
(2)“白色污染”是由聚乙烯、聚氯乙烯塑料大量使用并废弃造成的。
(3)橡胶成分含,故盛放液溴、酸性KMnO4溶液的试剂瓶不能使用橡胶塞。
【答案】一、1.(1)相对分子质量较小 (2)加成聚合反应 加聚反应 nCH2CH2 CH2—CH2
2.水 热塑性 热固性 燃烧
二、1.(1)高分子化合物 (2)①柔韧性 ②网状
(3)①乙烯 ②无毒 低温 大多数酸、碱 不溶于 小 优良 ③薄膜 纤维 包覆材料
2.(1)高弹性 (2)聚异戊二烯
顺丁橡胶 丁苯橡胶
3.(1)人造 合成 (2)腈纶 丙烯腈
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)聚丙烯的结构简式为。 ( )
(2)高分子化合物的特点之一是组成元素简单,结构复杂,相对分子质量大。 ( )
(3)聚乙烯是由相同分子组成的化合物,有固定熔点。 ( )
(4)等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后产生二氧化碳的质量相同。 ( )
(5)乙烯和聚乙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色。 ( )
(6)塑料有固定的熔、沸点。 ( )
(7)天然纤维即天然纤维素。 ( )
(8)白色污染是指颜色是白色的塑料垃圾。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)×
2.来源不同的有机高分子材料如何分类
【答案】分为天然有机高分子材料和合成有机高分子材料。天然有机高分子材料如棉花、羊毛、天然橡胶等。合成有机高分子材料如塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。
3.人造纤维和合成纤维有何区别
【答案】人造纤维的主要原料是天然高分子化合物,主要是纤维素;而合成纤维的主要原料是石油化工或煤化工产品——气态或液态烃及其衍生物,是小分子化合物。
4.由有机高分子形成的物质是纯净物还是混合物 为什么
【答案】因为不同有机高分子的聚合度不同,所以由有机高分子形成的物质是混合物。
【合作探究】
任务1 有机高分子的合成和加聚产物单体的判断
情境导入 壁虎的脚底上长有大量细毛,这些细毛与物体表面的分子产生分子间作用力,壁虎就可以在光滑的墙壁上行走,还能吸在天花板上。压敏胶黏剂(即时贴)的工作原理,同壁虎脚与墙壁间的相互作用原理相似,只需轻轻一压就能黏结牢固,撕下后还不会影响被黏物的表面,可以反复使用,非常方便。压敏胶本身要有较强的分子内相互作用力,一般选择相对分子质量较大的橡胶或树脂作基料,再加入增黏树脂即可,属于通过加聚反应合成的高分子材料。
问题生成
1.高分子材料是纯净物还是混合物
【答案】高分子材料是由很多个高分子化合物聚集而成的,每个高分子中的聚合度n为不定值,所以高分子材料为混合物。
2.有什么结构特点的分子才能发生加聚反应
【答案】分子中含有CC等不饱和键的物质才能发生加聚反应。
3.加聚反应有什么特点
【答案】发生加聚反应的反应物中含有不饱和键,生成物中没有小分子化合物,高分子化合物与反应物具有相同的元素组成。
【核心归纳】
合成高分子的反应——聚合反应
1.单体、链节、聚合度
单体 链节 聚合度
定义 能合成高分子化合物的小分子物质 高分子化合物中的最小重复结构单元 链节的重复次数
实例(如聚乙烯 ) n
2.加聚反应的类型
(1)单烯烃的加聚,如。
(2)二烯烃的加聚,如。
(3)几种单体的共聚,如+
(或)。
3.聚合物的书写方法
(1)含一个碳碳双键的单体聚合物的书写方法:断开双键,键分两端,添上括号,n在后面。
(2)含“”的单体聚合物的书写方法:双变单,单变双,括住两头,n在后面。
(3)含有一个碳碳双键的两种单体聚合物的书写方法:双键打开,彼此相连,括住两头,n在后面。
【典型例题】
【例1】 聚乙烯可用于制作食品包装袋,在一定条件下可通过乙烯生成聚乙烯,下列说法中正确的是( )。
A.燃烧等质量的乙烯和聚乙烯时,聚乙烯消耗的氧气多
B.乙烯和纯净的聚乙烯都有固定的熔、沸点
C.乙烯生成聚乙烯的反应是加聚反应,a g乙烯完全反应可生成a g聚乙烯
D.乙烯和聚乙烯都能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色
【答案】C
【解析】乙烯和聚乙烯的最简式相同,燃烧等质量的乙烯和聚乙烯时,二者消耗O2的量相同,A项错误;乙烯为纯净物,有固定的熔点,聚乙烯为混合物,没有固定的熔点,B项错误;乙烯通过加聚反应制得聚乙烯,生成物的质量等于反应物的质量,C项正确;聚乙烯分子中不含,因此不能使溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液褪色,D项错误。
【例2】 某高分子化合物的部分结构如下:
…………
下列说法中正确的是( )。
A.若n为聚合度,则该物质的相对分子质量为97n
B.该聚合物的链节是
C.该聚合物的化学式为(C3H3Cl3)n
D.其单体不能使溴水褪色
【答案】A
【解析】由该高分子化合物的结构可知,其链节为,单体为,聚合物的化学式为(C2H2Cl2)n,相对分子质量为97n。
任务2 有机高分子材料
情境导入
聚丙烯腈纤维(又称人造羊毛)是合成纤维中的主要品种之一,它的商品名叫腈纶,由于它的性质极像羊毛,保暖效果好,颜色艳丽,色牢度高,价格实惠,深受老百姓喜爱。
问题生成
聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2CHCN),其合成方法有很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学方程式如下:
①CH≡CH+HCNCH2CHCN
乙炔 氢氰酸 丙烯腈
②nCH2CHCN
聚丙烯腈
1.上述反应的类型是什么
【答案】①为加成反应,②为加聚反应。
2.丙烯腈和聚丙烯腈中各元素的百分含量是否相同
【答案】相同。
3.聚丙烯腈有热塑性还是热固性
【答案】聚丙烯腈具有线型结构,故具有热塑性。
【核心归纳】
1.几种常见塑料的合成
名称 单体 化学方程式
聚乙烯 CH2CH2 nCH2CH2
聚氯 乙烯 CH2CHCl nCH2CHCl
聚苯 乙烯 n
聚四氟 乙烯 CF2CF2 nCF2CF2
2.加聚产物单体的判断方法
类型 聚合物链节的主链上无双键,以两个碳原子为一组,断开共价键,分别将两个半键闭合形成双键,可得到合成聚合物的单烯烃 聚合物链节的主链上有双键,通常以四个碳原子为一组,将双键打开,在原链节双键两侧生成新的双键,可得到合成聚合物的二烯烃
实例 高聚 物
单体 CH2CH2、 CH3—CHCH2
口诀 单键两两断,双键四个碳;单键变双键,双键变单键
【典型例题】
【例3】 乙烯和丙烯的混合物在一定条件下进行加聚反应,其产物中不可能有( )。
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】乙烯和丙烯分子中都有碳碳双键,发生加聚反应时,可以是乙烯和乙烯之间发生加聚反应,也可以是丙烯和丙烯之间发生加聚反应,还可以是乙烯和丙烯之间发生加聚反应。如果是乙烯和乙烯之间发生加聚反应,生成的产物是A项的结构;如果是丙烯和丙烯之间发生加聚反应,生成的产物是B项的结构;如果是乙烯和丙烯之间发生加聚反应,生成的产物可能是D项的结构。
【例4】 聚苯乙烯的结构简式为。试回答下列问题:
(1)聚苯乙烯的结构单元是 ,单体是 。
(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52000,则该高聚物的重复结构单元数n为 。
(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物,试推测:它 (填“能”或“不能”)溶于CHCl3,具有 (填“热塑”或“热固”)性。
【答案】(1)
(2)500
(3)能 热塑
【解析】(2)高分子化合物的相对分子质量=结构单元的相对分子质量×结构单元重复的次数,故n==500。(3)线型高分子化合物能溶于有机溶剂,具有热塑性。
任务3 常见烃分子共线、共面的判断(拓展)
【核心归纳】
要掌握有机物分子中多原子共线、共面的规律,可从以下几个方面入手分析:
1.在同一个共价键两端的原子的位置关系。无论是单键、双键、三键还是更复杂的键,都可看作一条线段,故同一个共价键两端的原子在同一条直线上。
2.共价单键原子的旋转性。共价单键两端的原子可沿着共价键的轴心自由旋转,原子的位置关系保持不变。共价双键、三键等两端的原子不能沿着共价键的轴心旋转,因此不涉及原子的位置关系的问题。
例如:中可能共面的碳原子最多9个,一定共面的碳原子是7个,可能共面的所有原子最多17个,一定共面的原子是12个。
3.根据常见分子空间结构分析时要以面为中心进行分析。在判断有机物分子中原子共面情况时,要把被分析的分子看作简单的、常见分子的衍生物,即复杂问题简单处理。如判断丙烷分子中的原子共面时,可把其看作一个甲烷分子中的两个氢原子分别被2个甲基(—CH3)取代而得,这样根据甲烷分子的结构,可判断出丙烷中至少有3个原子共平面;但所有原子不可能共平面。
【典型例题】
【例5】 下列有机物分子中,所有原子不可能处于同一平面的是( )。
A.CH2CH—Br B.CH2CH—CHCH2
C. D.
【答案】D
【解析】乙烯和苯都是平面形分子,所有原子都在同一平面内,A、B、C三项中的物质分别可以看作乙烯分子中的一个—H被—Br、—CHCH2、取代,所以所有原子仍可能在同一平面内。而D项中的物质可以看作CH4分子中的一个—H被取代,故所有原子不可能在同一平面内。
【例6】 ①丙烯、②氯乙烯、③苯、④甲苯,这四种有机化合物中,分子内所有原子均在同一平面的是( )。
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
【答案】B
【解析】丙烯和甲苯中都含有甲基,甲基中的碳、氢原子不在同一平面上(呈四面体结构),所以含有甲基的有机物的所有原子不可能都在同一个平面上;氯乙烯和苯均为平面形结构。
【随堂检测】
1.人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法正确的是( )。
A.聚乙烯塑料是天然高分子材料
B.聚氯乙烯塑料可包装食品
C.羊毛是合成高分子材料
D.硫化橡胶具有更好的强度、韧性
【答案】D
【解析】A项,聚乙烯是人工合成高分子加聚产物,错误;B项,聚氯乙烯在温度过高时会释放出对人体有害的物质,故不用聚氯乙烯塑料包装食品,错误;C项,羊毛属于天然高分子有机化合物——蛋白质,错误;D项,橡胶硫化,可使塑性橡胶转化为更具韧性或者硬度更高的硫化橡胶,正确。
2.下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是( )。
A.二者都能使溴水褪色,性质相似
B.二者互为同系物
C.二者最简式相同
D.二者分子组成相同
【答案】C
【解析】乙烯、聚乙烯的结构简式分别为CH2CH2、 CH2—CH2 ,可知二者分子组成不相同,结构不相似,不属于同系物;乙烯分子结构中含有碳碳双键,能使溴水褪色,但聚乙烯不能使溴水褪色;二者的最简式相同,均为CH2。
3.下列说法正确的是( )。
A.氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃
B.聚苯乙烯的结构简式为
C.由氯乙烯制取聚氯乙烯的化学方程式为
nCH2CHCl
D.聚苯乙烯分子的长链上没有支链
【答案】C
【解析】氯乙烯中含有氯元素,不属于烃,而聚乙烯为饱和烃,A项错误;聚苯乙烯的结构简式为,B、D两项错误。
4.目前,聚氯乙烯塑料(PVC)占塑料消费量的30%以上,BICM法是用乙烯、氯气等为原料合成PVC,其工艺流程如图所示:
(1)写出上述转化过程中有机物参与反应的化学方程式: 。
(2)假设BICM法中各步反应的转化率均为100%,则生产100 t PVC需要氯气的质量为 。
【答案】(1)CH2CH2+Cl2CH2ClCH2Cl、CH2ClCH2ClCH2CHCl+HCl、
nCH2CHCl CH2—
(2)56.8 t
【解析】(2)由于各步反应的转化率均为100%,HCl循环利用,故氯元素全部转化到PVC塑料中。根据题意可得4CH2CH2+2Cl2+O24CH2CHCl+2H2O。
根据nCH2CHCl CH2—得:
nCl2 ~ 2 CH2—
71n 125n
m(Cl2) 100 t
解得m(Cl2)=56.8 t
2
【学习目标】
1.初步认识有机高分子化合物的结构、性质及其应用。
2.学会书写加聚反应的化学方程式。
3.能列举合成高分子化合物在生产、生活中的重要应用。
【自主预习】
一、从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物
1.基本概念
(1)聚合反应:由 的有机化合物生成相对分子质量很大的有机化合物的反应。
(2)加聚反应:当聚合反应同时也是加成反应时,又叫 ,简称 。
举例:生成聚乙烯的化学方程式为 。
2.基本性质
溶解性 受热变化 导电性 可燃性
难溶于 ,有机溶剂中可发生溶胀 或 通常不导电 不耐高温、易
【微点拨】
有机高分子化合物是相对分子质量很大的有机化合物,简称为高分子或聚合物。因n值不确定,有机高分子化合物均为混合物。
二、有机高分子材料
1.塑料
(1)主要成分: (合成树脂)。
(2)分类
①线型结构:塑料 较好;
② 结构:塑料硬度更大。
(3)代表物——聚乙烯
①聚乙烯塑料是当今世界上产量最大的塑料产品,原料为 。
②特点:无臭、 ;耐 ;耐 的侵蚀;常温下 一般溶剂,吸水性 ;电绝缘性能 。
③应用: 、中空制品、管板材、 、 等。
(4)其他常见塑料
合成树脂种类很多,除聚乙烯外,还有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
2.橡胶
(1)特性: 。
(2)分类
橡胶
3.纤维
(1)分类
纤维
(2)腈纶
聚丙烯腈纤维的商品名称为 ,俗称为人造羊毛。它是用石油裂解气中的丙烯制得 ,再聚合而得。
【微点拨】
(1)聚乙烯塑料无毒,可用作食品包装袋。
(2)“白色污染”是由聚乙烯、聚氯乙烯塑料大量使用并废弃造成的。
(3)橡胶成分含,故盛放液溴、酸性KMnO4溶液的试剂瓶不能使用橡胶塞。
【答案】一、1.(1)相对分子质量较小 (2)加成聚合反应 加聚反应 nCH2CH2 CH2—CH2
2.水 热塑性 热固性 燃烧
二、1.(1)高分子化合物 (2)①柔韧性 ②网状
(3)①乙烯 ②无毒 低温 大多数酸、碱 不溶于 小 优良 ③薄膜 纤维 包覆材料
2.(1)高弹性 (2)聚异戊二烯
顺丁橡胶 丁苯橡胶
3.(1)人造 合成 (2)腈纶 丙烯腈
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)聚丙烯的结构简式为。 ( )
(2)高分子化合物的特点之一是组成元素简单,结构复杂,相对分子质量大。 ( )
(3)聚乙烯是由相同分子组成的化合物,有固定熔点。 ( )
(4)等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后产生二氧化碳的质量相同。 ( )
(5)乙烯和聚乙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色。 ( )
(6)塑料有固定的熔、沸点。 ( )
(7)天然纤维即天然纤维素。 ( )
(8)白色污染是指颜色是白色的塑料垃圾。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)×
2.来源不同的有机高分子材料如何分类
【答案】分为天然有机高分子材料和合成有机高分子材料。天然有机高分子材料如棉花、羊毛、天然橡胶等。合成有机高分子材料如塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。
3.人造纤维和合成纤维有何区别
【答案】人造纤维的主要原料是天然高分子化合物,主要是纤维素;而合成纤维的主要原料是石油化工或煤化工产品——气态或液态烃及其衍生物,是小分子化合物。
4.由有机高分子形成的物质是纯净物还是混合物 为什么
【答案】因为不同有机高分子的聚合度不同,所以由有机高分子形成的物质是混合物。
【合作探究】
任务1 有机高分子的合成和加聚产物单体的判断
情境导入 壁虎的脚底上长有大量细毛,这些细毛与物体表面的分子产生分子间作用力,壁虎就可以在光滑的墙壁上行走,还能吸在天花板上。压敏胶黏剂(即时贴)的工作原理,同壁虎脚与墙壁间的相互作用原理相似,只需轻轻一压就能黏结牢固,撕下后还不会影响被黏物的表面,可以反复使用,非常方便。压敏胶本身要有较强的分子内相互作用力,一般选择相对分子质量较大的橡胶或树脂作基料,再加入增黏树脂即可,属于通过加聚反应合成的高分子材料。
问题生成
1.高分子材料是纯净物还是混合物
【答案】高分子材料是由很多个高分子化合物聚集而成的,每个高分子中的聚合度n为不定值,所以高分子材料为混合物。
2.有什么结构特点的分子才能发生加聚反应
【答案】分子中含有CC等不饱和键的物质才能发生加聚反应。
3.加聚反应有什么特点
【答案】发生加聚反应的反应物中含有不饱和键,生成物中没有小分子化合物,高分子化合物与反应物具有相同的元素组成。
【核心归纳】
合成高分子的反应——聚合反应
1.单体、链节、聚合度
单体 链节 聚合度
定义 能合成高分子化合物的小分子物质 高分子化合物中的最小重复结构单元 链节的重复次数
实例(如聚乙烯 ) n
2.加聚反应的类型
(1)单烯烃的加聚,如。
(2)二烯烃的加聚,如。
(3)几种单体的共聚,如+
(或)。
3.聚合物的书写方法
(1)含一个碳碳双键的单体聚合物的书写方法:断开双键,键分两端,添上括号,n在后面。
(2)含“”的单体聚合物的书写方法:双变单,单变双,括住两头,n在后面。
(3)含有一个碳碳双键的两种单体聚合物的书写方法:双键打开,彼此相连,括住两头,n在后面。
【典型例题】
【例1】 聚乙烯可用于制作食品包装袋,在一定条件下可通过乙烯生成聚乙烯,下列说法中正确的是( )。
A.燃烧等质量的乙烯和聚乙烯时,聚乙烯消耗的氧气多
B.乙烯和纯净的聚乙烯都有固定的熔、沸点
C.乙烯生成聚乙烯的反应是加聚反应,a g乙烯完全反应可生成a g聚乙烯
D.乙烯和聚乙烯都能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色
【答案】C
【解析】乙烯和聚乙烯的最简式相同,燃烧等质量的乙烯和聚乙烯时,二者消耗O2的量相同,A项错误;乙烯为纯净物,有固定的熔点,聚乙烯为混合物,没有固定的熔点,B项错误;乙烯通过加聚反应制得聚乙烯,生成物的质量等于反应物的质量,C项正确;聚乙烯分子中不含,因此不能使溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液褪色,D项错误。
【例2】 某高分子化合物的部分结构如下:
…………
下列说法中正确的是( )。
A.若n为聚合度,则该物质的相对分子质量为97n
B.该聚合物的链节是
C.该聚合物的化学式为(C3H3Cl3)n
D.其单体不能使溴水褪色
【答案】A
【解析】由该高分子化合物的结构可知,其链节为,单体为,聚合物的化学式为(C2H2Cl2)n,相对分子质量为97n。
任务2 有机高分子材料
情境导入
聚丙烯腈纤维(又称人造羊毛)是合成纤维中的主要品种之一,它的商品名叫腈纶,由于它的性质极像羊毛,保暖效果好,颜色艳丽,色牢度高,价格实惠,深受老百姓喜爱。
问题生成
聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2CHCN),其合成方法有很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学方程式如下:
①CH≡CH+HCNCH2CHCN
乙炔 氢氰酸 丙烯腈
②nCH2CHCN
聚丙烯腈
1.上述反应的类型是什么
【答案】①为加成反应,②为加聚反应。
2.丙烯腈和聚丙烯腈中各元素的百分含量是否相同
【答案】相同。
3.聚丙烯腈有热塑性还是热固性
【答案】聚丙烯腈具有线型结构,故具有热塑性。
【核心归纳】
1.几种常见塑料的合成
名称 单体 化学方程式
聚乙烯 CH2CH2 nCH2CH2
聚氯 乙烯 CH2CHCl nCH2CHCl
聚苯 乙烯 n
聚四氟 乙烯 CF2CF2 nCF2CF2
2.加聚产物单体的判断方法
类型 聚合物链节的主链上无双键,以两个碳原子为一组,断开共价键,分别将两个半键闭合形成双键,可得到合成聚合物的单烯烃 聚合物链节的主链上有双键,通常以四个碳原子为一组,将双键打开,在原链节双键两侧生成新的双键,可得到合成聚合物的二烯烃
实例 高聚 物
单体 CH2CH2、 CH3—CHCH2
口诀 单键两两断,双键四个碳;单键变双键,双键变单键
【典型例题】
【例3】 乙烯和丙烯的混合物在一定条件下进行加聚反应,其产物中不可能有( )。
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】乙烯和丙烯分子中都有碳碳双键,发生加聚反应时,可以是乙烯和乙烯之间发生加聚反应,也可以是丙烯和丙烯之间发生加聚反应,还可以是乙烯和丙烯之间发生加聚反应。如果是乙烯和乙烯之间发生加聚反应,生成的产物是A项的结构;如果是丙烯和丙烯之间发生加聚反应,生成的产物是B项的结构;如果是乙烯和丙烯之间发生加聚反应,生成的产物可能是D项的结构。
【例4】 聚苯乙烯的结构简式为。试回答下列问题:
(1)聚苯乙烯的结构单元是 ,单体是 。
(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52000,则该高聚物的重复结构单元数n为 。
(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物,试推测:它 (填“能”或“不能”)溶于CHCl3,具有 (填“热塑”或“热固”)性。
【答案】(1)
(2)500
(3)能 热塑
【解析】(2)高分子化合物的相对分子质量=结构单元的相对分子质量×结构单元重复的次数,故n==500。(3)线型高分子化合物能溶于有机溶剂,具有热塑性。
任务3 常见烃分子共线、共面的判断(拓展)
【核心归纳】
要掌握有机物分子中多原子共线、共面的规律,可从以下几个方面入手分析:
1.在同一个共价键两端的原子的位置关系。无论是单键、双键、三键还是更复杂的键,都可看作一条线段,故同一个共价键两端的原子在同一条直线上。
2.共价单键原子的旋转性。共价单键两端的原子可沿着共价键的轴心自由旋转,原子的位置关系保持不变。共价双键、三键等两端的原子不能沿着共价键的轴心旋转,因此不涉及原子的位置关系的问题。
例如:中可能共面的碳原子最多9个,一定共面的碳原子是7个,可能共面的所有原子最多17个,一定共面的原子是12个。
3.根据常见分子空间结构分析时要以面为中心进行分析。在判断有机物分子中原子共面情况时,要把被分析的分子看作简单的、常见分子的衍生物,即复杂问题简单处理。如判断丙烷分子中的原子共面时,可把其看作一个甲烷分子中的两个氢原子分别被2个甲基(—CH3)取代而得,这样根据甲烷分子的结构,可判断出丙烷中至少有3个原子共平面;但所有原子不可能共平面。
【典型例题】
【例5】 下列有机物分子中,所有原子不可能处于同一平面的是( )。
A.CH2CH—Br B.CH2CH—CHCH2
C. D.
【答案】D
【解析】乙烯和苯都是平面形分子,所有原子都在同一平面内,A、B、C三项中的物质分别可以看作乙烯分子中的一个—H被—Br、—CHCH2、取代,所以所有原子仍可能在同一平面内。而D项中的物质可以看作CH4分子中的一个—H被取代,故所有原子不可能在同一平面内。
【例6】 ①丙烯、②氯乙烯、③苯、④甲苯,这四种有机化合物中,分子内所有原子均在同一平面的是( )。
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
【答案】B
【解析】丙烯和甲苯中都含有甲基,甲基中的碳、氢原子不在同一平面上(呈四面体结构),所以含有甲基的有机物的所有原子不可能都在同一个平面上;氯乙烯和苯均为平面形结构。
【随堂检测】
1.人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法正确的是( )。
A.聚乙烯塑料是天然高分子材料
B.聚氯乙烯塑料可包装食品
C.羊毛是合成高分子材料
D.硫化橡胶具有更好的强度、韧性
【答案】D
【解析】A项,聚乙烯是人工合成高分子加聚产物,错误;B项,聚氯乙烯在温度过高时会释放出对人体有害的物质,故不用聚氯乙烯塑料包装食品,错误;C项,羊毛属于天然高分子有机化合物——蛋白质,错误;D项,橡胶硫化,可使塑性橡胶转化为更具韧性或者硬度更高的硫化橡胶,正确。
2.下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是( )。
A.二者都能使溴水褪色,性质相似
B.二者互为同系物
C.二者最简式相同
D.二者分子组成相同
【答案】C
【解析】乙烯、聚乙烯的结构简式分别为CH2CH2、 CH2—CH2 ,可知二者分子组成不相同,结构不相似,不属于同系物;乙烯分子结构中含有碳碳双键,能使溴水褪色,但聚乙烯不能使溴水褪色;二者的最简式相同,均为CH2。
3.下列说法正确的是( )。
A.氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃
B.聚苯乙烯的结构简式为
C.由氯乙烯制取聚氯乙烯的化学方程式为
nCH2CHCl
D.聚苯乙烯分子的长链上没有支链
【答案】C
【解析】氯乙烯中含有氯元素,不属于烃,而聚乙烯为饱和烃,A项错误;聚苯乙烯的结构简式为,B、D两项错误。
4.目前,聚氯乙烯塑料(PVC)占塑料消费量的30%以上,BICM法是用乙烯、氯气等为原料合成PVC,其工艺流程如图所示:
(1)写出上述转化过程中有机物参与反应的化学方程式: 。
(2)假设BICM法中各步反应的转化率均为100%,则生产100 t PVC需要氯气的质量为 。
【答案】(1)CH2CH2+Cl2CH2ClCH2Cl、CH2ClCH2ClCH2CHCl+HCl、
nCH2CHCl CH2—
(2)56.8 t
【解析】(2)由于各步反应的转化率均为100%,HCl循环利用,故氯元素全部转化到PVC塑料中。根据题意可得4CH2CH2+2Cl2+O24CH2CHCl+2H2O。
根据nCH2CHCl CH2—得:
nCl2 ~ 2 CH2—
71n 125n
m(Cl2) 100 t
解得m(Cl2)=56.8 t
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