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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
烯烃
(1)概念:分子中含有一个碳碳双键的链烃,属于不饱和烃。乙烯是最简单的烯烃。
(2)分子通式:CnH2n(n≥2)。
乙烯
1.分子组成与结构
(1)组成与结构
分子式 C2H4
电子式
结构式
结构简式
分子模型 球棍模型
空间填充模型
碳碳双键决定着乙烯的重要化学性质,书写乙烯的结构简式时,碳碳双键不能省略。
(2)空间结构
图示 空间结构
乙烯分子为平面结构,2个碳原子和4个氢原子共平面
2.物理性质
颜色 状态 气味 水溶性 密度
无色 气体 稍有气味 难溶于水 比空气略小
乙烯的密度比空气略小, ,可以利用乙烯难溶于水的性质,用排水法进行收集。
不能用排空气法收集
不能用酸性KMnO4溶液除去甲烷中混有的乙烯杂质,原因是乙烯被氧化的产物是CO2,会混在甲烷中,应该用溴的CCl4溶液除去甲烷中的乙烯气体。
4.用途
(1)重要的化工原料,用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。
(2)在农业生产中用作植物生长调节剂。
(3)乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
烃
1.烃的概念
仅含碳、氢两种元素的有机物称为碳氢化合物,又称为烃。
2.烃的分类
有机高分子材料
有机高分子材料也称为聚合物或高聚物。常见的天然高聚物有棉花、天然橡胶、羊毛等。有机高分子材料具有种类多、密度小、比强度大、电绝缘性好、耐腐蚀性好、加工容易等特点。
高分子材料是由很多有机高分子聚集而成的,每个有机高分子的n值并不确定,所以高分子材料为混合物。
1.塑料
(1)组成
①主要成分:合成树脂。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等。
②特定性能的添加剂:提高塑性的增塑剂,防止塑料老化的防老剂,增强材料、着色剂等。
(2)性能:强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等。
2.橡胶
(1)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。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,结构简式为 ,
其单体为 (异戊二烯);由于天然橡胶分子的碳链中含有碳碳双键,所以易发生氧化反应。
(2)橡胶的分类
(3)合成橡胶
①原料:石油、天然气、煤炭或农副产品等。
②性能:具有高弹性、绝缘性、气密性、耐高温或耐低温等性能。
2.乙烯加成反应、加聚反应的原理分析
(1)乙烯加成反应的示意图(以乙烯与溴加成为例)
(2)乙烯与常见物质的加成反应
物质 反应条件 主要产物 应用
Br2 溴的四氯化碳溶液 CH2BrCH2Br 鉴别甲烷和乙烯
HCl 催化剂、加热 CH3CH2Cl 制取纯净的氯乙烷
H2O 高温、高压和催化剂 CH3CH2OH 制取乙醇
乙烯 催化剂(在一定条件下) CH2—CH2 聚乙烯 制备聚乙烯
C
推测丙烯的结构、性质的思维流程
(1)提取关键词:推测丙烯的结构和性质;
(2)知识检索:用乙烯的结构和性质类比丙烯的结构和性质;
(3)知识应用:在充分理解加成反应原理的基础上,解决问题。
2.加聚产物单体的推断
(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将链节两端两个半键断开向内闭合即可。
如 ,其单体是 。
(3)凡链节主链上只有碳原子且存在 结构的高聚物,判断其合成单体的规律是“见双键,四个碳,无双键,两个碳”划线断开,然后将半键闭合,将单、双键互换即可。
如 的单体是 。
高分子的单体有时候是一种物质,有时候可以是多种物质。
聚氯乙烯塑料在工农业生产中有广泛应用,其结构简式为 ,
它是由CH≡CH、HCl两种小分子经过一系列反应形成的,分析合成聚氯乙烯过程中发生的反应类型有( )
①取代反应 ②加成反应 ③加聚反应 ④氧化反应
A.①③ B.②③
C.①②③ D.①③④
由聚氯乙烯的结构简式可知,其单体为 ,据题给原料,应由CH≡
CH和HCl发生加成反应得到 ,再进行聚合从而得到聚氯乙烯,因此合成聚氯乙烯的过程应有加成反应和加聚反应,故选B。
B
4.烃完全燃烧前后气体体积的变化规律
在105 ℃、101 kPa时,取1 L两种气态烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L。有下列组合的混合烃:①C2H4和C3H4,②CH4和C2H6,③CH4和C3H4,④C2H2和C3H6,其中可能符合上述要求的是( )
A.①② B.①③④
C.①③ D.②④
B