课件44张PPT。第二节 乙烯与有机高分子材料
第1课时 乙 烯一、乙烯的组成、结构、物理性质
1.乙烯组成的表示方法2.空间结构3.物理性质
_____、稍有气味的气体,___溶于水,密度比空气___。无色难小二、乙烯的化学性质
1.乙烯的氧化反应C2H4+3O2 2CO2+2H2O酸性高锰酸钾溶液褪色【微点拨】高锰酸钾将乙烯最终氧化为CO2,所以除去烷烃中的乙烯时不能用酸性高锰酸钾溶液。【情境·思考】
乙烯可以作为水果的催熟剂,可以使生果实尽快成熟,但是用浸泡过酸性高锰酸钾溶液的硅藻土与果实或花朵放在一起,可以延长果实或花朵的成熟期,达到保鲜的目的。请解释其中的奥秘。提示:果实或花朵会释放乙烯,乙烯具有催熟的效果,酸性高锰酸钾溶液能将乙烯氧化为二氧化碳气体,减缓果实或花朵成熟,达到保鲜目的。2.加成反应
(1)乙烯使溴的四氯化碳溶液(或溴水)_____,反应的化
学方程式为_________________________。
(2)乙烯与H2加成,反应的化学方程式为
______________________。
(3)乙烯与H2O加成,反应的化学方程式为
_______________________________。CH2＝CH2+Br2→CH2Br—CH2Br褪色CH2＝CH2+H2 CH3CH3CH2＝CH2+H2O CH3CH2OH(4)加成反应概念:有机物分子中的不饱和碳原子与其
他_____________直接结合生成新的化合物的反应。原子或原子团【情境·思考】
观察下列漫画,思考:乙烯和二氧化硫使溴水褪色的原理相同吗?提示:不同。SO2使溴水褪色是因为SO2将溴单质还原生成了无色的HBr,乙烯使溴水褪色是因为乙烯与溴单质发生了加成反应生成了无色的二溴乙烷。3.聚合反应
(1)乙烯之间相互加成可得到聚乙烯,化学方程式为
。(2)认识加成聚合反应
①由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分
子质量大的聚合物的反应叫做聚合反应。乙烯的聚合
反应同时也是_________,称为加成聚合反应,简称加聚
反应。
加成反应②能合成高分子的小分子物质称为单体;高分子化合物
中化学组成相同、可重复的最小单位称为_____;含有
链节的数目称为_______,通常用n表示。例如:链节聚合度【巧判断】
(1)燃烧等质量的乙烯或聚乙烯耗氧量相等。 ( )
提示:√。乙烯与聚乙烯最简式相同,燃烧等质量的乙烯或聚乙烯二者耗氧量相等。 (2)乙烷中混有乙烯,可通过与H2在一定条件下反应,使乙烯转化为乙烷。 ( )
提示:×。乙烯与氢气的反应不能进行到底,并且无法控制氢气的用量,氢气少了无法除净乙烯,氢气过量又引入新的杂质。知识点 探究乙烯化学反应的原理
【重点释疑】
1.乙烯氧化反应的原理探究
(1)燃烧反应:C2H4+3O2 2CO2+2H2O,乙烯中的碳碳键、碳氢键全部破坏。(2)乙烯与酸性高锰酸钾溶液的反应①乙烯与酸性高锰酸钾反应时,碳碳双键被破坏,乙烯被氧化为二氧化碳,高锰酸钾溶液被还原为无色的Mn2+。
②应用:高锰酸钾溶液可用于鉴别乙烷和乙烯,但不能用于除去乙烷中的乙烯。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)乙烯加聚反应的示意图
CH2＝CH2+CH2＝CH2+CH2＝CH2+……
—CH2—CH2—+—CH2—CH2—+—CH2—CH2—+ ……
—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—…… (3)乙烯与常见物质的加成反应【思考·讨论】
(1)为什么甲烷燃烧没有黑烟,而乙烯燃烧有较浓的黑烟?
提示:CH2＝CH2+3O2 2CO2+2H2O,乙烯燃烧时有较浓的黑烟是因为乙烯分子里含碳量(85.7%)比较大,未完全燃烧,产生碳的小颗粒造成的。(2)除去甲烷中的乙烯能否用酸性KMnO4溶液?为什么?
提示:不能用酸性KMnO4溶液,因为酸性KMnO4将乙烯最终氧化为CO2,引入新杂质CO2。【案例示范】
【典例】由乙烯的结构和性质推测丙烯(CH2＝CH—CH3)的结构或性质正确的是 ( )
A.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.不能在空气中燃烧
C.能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.与HCl在一定条件下能加成并只得到一种产物【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)掌握乙烯的性质是解答本题的知识基础。
(2)结构决定性质,分析丙烯与乙烯结构的相似性,由此推断丙烯的性质。【解析】选C。丙烯与乙烯都含有碳碳双键结构,性质
有相似之处。丙烯同样能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A
错;丙烯与乙烯的元素组成是相同的,可以在空气中燃
烧,B错;丙烯也能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应而
使其褪色,C正确;乙烯与HCl加成只生成一种产物一氯
乙烷,但是CH2＝CH—CH3与HCl加成,由于氯原子连接的位置有两种情况,加成产物也应该有两种,即:
Cl—CH2—CH2—CH3和CH3—CHCl—CH3,它们互为同分异构体,而不是同一物质,D错。
【迁移·应用】
1.(2019·泰安高一检测)使1 mol乙烯与氯气完全发生加成反应,然后使该加成反应的产物与氯气在光照条件下发生完全取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量是 ( )
A.3 mol B.4 mol C.5 mol D.6 mol【解析】选C。C2H4+Cl2→CH2ClCH2Cl,所以1 mol乙烯
与氯气发生加成反应需要氯气1 mol; CH2ClCH2Cl+4Cl2
C2Cl6+4HCl,所以 1 mol CH2ClCH2Cl 与氯气发生
取代反应,最多需要4 mol氯气,这两部分之和为
1 mol+4 mol=5 mol。2.(2019·福州高一检测)下面是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生乙烯并检验其性质的实验,完成下列问题。(1)A中碎瓷片的作用是___________________。?
(2)乙烯的电子式为______________________。?
(3)下列物质中,可以通过乙烯的加成反应得到的是________(填字母代号)。?
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br(4)运输水果时,为了吸收水果产生的乙烯,防止水果早熟腐烂,常将浸泡有________溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中。?【解析】(1)由题意:石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生乙烯,可知其作用主要是催化剂,加快反应速率。
(2)乙烯分子中含有碳碳双键,电子式为 (3)乙烯与氢气发生加成反应生成CH3CH3,A正确; CH3CHCl2不能通过乙烯的加成反应得到,B错误;乙烯与水发生加成反应生成CH3CH2OH,C正确;乙烯与溴化氢发生加成反应生成CH3CH2Br,D正确。(4)酸性高锰酸钾溶液能吸收乙烯,因此运输水果时,为了吸收水果产生的乙烯,防止水果早熟腐烂,常将浸泡有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中。
答案:(1)催化剂 (2)
(3)ACD (4)酸性高锰酸钾【素养提升】
研究表明,很多成熟的瓜果会缓慢释放出乙烯,对其他未成熟的瓜果有催熟作用。长途运输水果时,为防止水果过熟发生腐烂,常常将浸泡有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中。 某学校化学兴趣小组的同学学习乙烯后对乙烯的催熟作用产生了浓厚的兴趣。他们积极思考想要利用实验室中的药品进行验证。可以选用的药品有乙烯、高锰酸钾固体、青苹果。
实验设计如下:
实验1:集气瓶中放入青苹果,在空气中盖上玻璃片;实验2:集气瓶中放入青苹果,通入一定量的乙烯;
实验3:集气瓶中放入青苹果,瓶底放少量KMnO4固体,通
入一定量的乙烯。
实验4:集气瓶中放入青苹果,瓶底放少量KMnO4固体。
问题1.根据所学知识预测三个实验中青苹果成熟最快
的是______,成熟最慢的是______。
实验2实验4问题2.思考实验中高锰酸钾的作用是什么?
提示:与乙烯反应,通过乙烯减少后青苹果的成熟时间变长,证明乙烯有催熟作用。【课堂回眸】课件62张PPT。第2课时
烃 有机高分子材料一、烃
1.烃的概念:仅含_______两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为烃。碳和氢2.烃的分类3.苯
苯是芳香烃的母体,是一种具有环状结构的不饱和烃,
其结构式习惯上简写为_________。实际上苯分子中的
6个碳原子之间的键完全相同,常用_________表示苯的
结构。【微思考】
“一种有机物完全燃烧,产物只有二氧化碳和水,则该有机物一定是烃”这种说法是否正确?为什么?
提示:不正确。由燃烧产物只有二氧化碳和水,可以确定该有机物中一定含有碳、氢两种元素,无法确定是否含有氧元素。二、有机高分子材料
1.塑料
(1)组成
①主要成分:_________。如_______、_______、聚氯
乙烯、酚醛树脂等。
②特定作用的添加剂:提高塑性的_______,防止塑料老
化的_______,增强材料,着色剂等。合成树脂聚乙烯聚丙烯增塑剂防老剂(2)性能:强度高、密度小、耐腐蚀、易加工。
【巧判断】
(1)乙烯和聚乙烯均可以使溴水褪色。 ( )
提示:×。乙烯可以使溴水褪色,乙烯中的碳碳双键发生加聚反应生成聚乙烯,因此聚乙烯不能使溴水褪色。(2)合成塑料的原料只能是单烯烃或二烯烃。 ( )
提示:×。合成塑料的单体不只是二烯烃和单烯烃,还可以是含有碳碳双键的其他有机物分子。(3)为了减少白色污染对环境的影响,应将废旧塑料回收焚烧。 ( )
提示:×。废旧塑料回收后,可以重新加工成各类材料,或者热解制成单体,焚烧也会带来环境污染。【情境·思考】
合成材料的大量使用为人类生活生产带来便利的同时也产生了许多新的环境问题。(1)观察图片,思考造成“白色污染”的原因是什么?
提示:塑料制品的大量使用。
(2)思考怎样解决“白色污染”问题?
提示:①减少塑料制品的使用;②废弃塑料资源化(就是回收废旧塑料,作为资源,加以开发和利用) ;③开发新型的可降解塑料。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的必需原料。天然橡胶的主
要成分是___________,结构简式为 。
其单体为_________________________;天然橡胶分子
中含有碳碳双键,易发生氧化反应。聚异戊二烯(2)橡胶的分类(3)合成橡胶
①原料:以石油、天然气中的二烯烃和烯烃为原料。
②性能:具有高弹性、绝缘性、气密性、耐高温或耐低温等性能。【情境·思考】
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。(1)天然橡胶为何容易老化?橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化,其目的是什么?
提示:天然橡胶含有双键,易发生加成反应且易被氧化,所以易老化。硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键,以—S—S—键将线型结构连接成为网状结构,得到化学稳定性好且既有弹性又有强度的橡胶。(2)实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞?
提示:实验室中盛放KMnO4溶液、浓硝酸、液溴、汽油、苯、四氯化碳等药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞。3.纤维
(1)分类(2)合成纤维的性质和用途
①性质:合成纤维具有_______、_______、_____、
耐化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能。
②用途:制作衣物、绳索、渔网、工业用滤布和飞机、
船舶的结构材料等。强度高弹性好耐磨知识点一 加聚产物单体的推断
【重点释疑】
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 。2.凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节
无双键的聚合物,其单体必为两种,在链节两端及正中
央画线断开,然后左右两个半键闭合即可。
如 的单体为CH2＝CH2和
CH3—CH＝CH2。3.凡链节主链上只有碳原子且存在C＝C键结构的高聚
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 。【思考·讨论】
巴西三叶橡胶树产出的橡胶,通常称为天然橡胶,结构
简式为 ,该高聚物的单体是什么?提示: 。【案例示范】
【典例】按要求完成下列问题。
(1)聚苯乙烯的结构为 ,试回答下列问题:
①聚苯乙烯的链节是________,单体是________。?
②实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为
52 000,则该高聚物的聚合度n为________。?(2)完成下列反应的化学方程式,并指出其反应类型。
由丙烯制取聚丙烯:
____________________,____________________。?
【解题指南】解答本题需注意根据高聚物找单体的方法。【解析】(1)聚苯乙烯的链节是 ,单体是
,n= =500。
(2)丙烯制取聚丙烯的反应是加聚反应。答案:(1)① ②500
(2)nCH3—CH＝CH2 加聚反应【迁移·应用】
氯丁橡胶的化学结构可表示为
其链节为________,单体为________。?【解析】由氯丁橡胶的结构可知,合成它的单体是
。
答案: 【补偿训练】
美丽的“水立方”(Water Cube)设计灵感来自有机细
胞的天然图案以及肥皂泡的形成。在这个中心的蓝色
气泡墙之内,钢结构的基本单位是一个由12个正五边形
和2个正六边形所组成的几何细胞。覆盖这个框架的是
半透明的气泡,称为PTFE膜(聚四氟乙烯),它能为场馆
带来更多的自然光。下列说法不正确的是( )A.PTFE可以使溴水褪色
B.PTFE是通过加聚反应合成的
C.PTFE的单体是CF2＝CF2
D.PTFE化学稳定性,耐酸、碱性良好【解析】选A。聚四氟乙烯的结构单元为—CF2—CF2—,因此可知它是由单体CF2＝CF2通过加聚反应合成的,故B、C正确,聚四氟乙烯中无不饱和键,不能使溴水褪色。【素养提升】
ABS树脂( )是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。用于制备仪表、电气、电器、机械等各种零件。合成ABS树脂的单体有哪些?
提示:该高聚物的形成过程属于加聚反应,链节中主碳
链为8个碳原子,其规律是按“见双键,四个碳,无双键,
两个碳”画线断开,然后将半键闭合,即将单双键互换,
合成该高聚物的物质为CH2＝CH—CN、
CH2＝CH—CH＝CH2、 。知识点二 加聚反应的特点和类型
【重点释疑】
1.特点
(1)反应物:分子中含有不饱和键,如碳碳双键等。
(2)产物:高分子化合物与反应物具有相同的化学组成。
(3)反应特点:没有小分子化合物生成。2.主要类型
(1)单烯烃加聚:单体中只含一个 时,断开双
键,断键原子与其他分子中的断键原子结合,依次重复
形成高聚物,如丙烯的聚合:nCH3—CH＝CH2
。(2)二烯烃加聚:当一个分子中存在两个 时,断键原子与其他分子中的断键原子相结合,而内部其他的断键原子再结合成不饱和键。
如顺丁橡胶的生成: (3)共聚:是两种或多种化合物在一定的条件下发生聚合反应生成一种高聚物的反应。例如,丙烯和乙烯在一定条件下能生成聚乙丙烯。【规律方法】加聚反应高聚物的写法
(1)含一个碳碳双键的单体聚合物的写法:断开双键,键分两端,添上括号,n在后面。
(2)含“C＝C—C＝C”的单体聚合物的写法: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个单体聚合物的写法:双键打开,彼此相连,括住两头,n在后面。【思考·讨论】
(1)具有什么结构特点的物质才能发生加成反应?
提示:含有碳碳双键或碳碳三键等不饱和键。(2)丙烯能发生加聚反应吗?试写出其化学方程式。
提示:能。nCH3—CH＝CH2 。【案例示范】
【典例】(2019·泰安高一检测)下图是以乙炔为主要原料合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶的转化关系图。(1)写出A、B、C、D四种物质的结构简式:
A:_______________;B:_______________;?
C:_______________;D:_______________。?
(2)写出②④的反应类型:
②____________,④____________。?(3)写出有关反应的化学方程式:
②__________________________。?
③__________________________。?
⑤__________________________。?
⑦__________________________。?【思维建模】解答本题时可以采用以下思路:
【解析】制备聚氯乙烯的单体为氯乙烯,因此反应①为
CH≡CH与HCl发生加成反应生成氯乙烯;乙炔与HCN发生
加成反应生成丙烯腈(CH2＝CH—CN),丙烯腈发生加聚
反应生成聚丙烯腈;根据氯丁橡胶的结构简式可以得知
其单体D的结构简式为 ,进而可以推出
C的结构简式为CH2＝CH—C≡CH。【迁移·应用】
(2019·商丘高一检测)下列合成高分子化合物的反应中,属于加聚反应的是 ( )【解析】选C。根据加聚反应的特点,产物除高分子外无小分子,且高分子化合物与反应物具有相同的组成,则C项正确。【补偿训练】
下列物质不能发生加聚反应的是 ( )
A.CH2＝CH2
B.CH2＝CH—CH3
C.CH2＝CH—CH2OH
D.CH3CH2—OH【解析】选D。分子中含 或—C≡C—等不饱和键时才能发生加聚反应。【素养提升】
聚丙烯腈纤维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,故又称它为“人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2＝CHCN),其合成方法有很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学反应方程式如下:(1)判断上述反应的类型。
提示:反应①为加成反应,反应②为加聚反应。(2)丙烯腈和聚丙烯腈中氮的含量是否相同?
提示:相同。因为二者的最简式相同,因此各元素的质量分数是相同的。(3)根据以上材料分析,聚丙烯腈是线型结构还是体型
结构?
提示:线型结构。
由于聚丙烯腈分子中的结构单元 相互连接
成长链状结构,故属于线型高分子。【课堂回眸】温馨提示：
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课堂检测·素养达标
1.下列说法正确的是 ( )
A.乙烯的电子式为
B.乙烯的球棍模型为
C.乙烯分子是空间平面结构
D.乙烯的结构简式为CH2CH2
【解析】选C。乙烯的电子式为,A错误;碳原子半径应比氢原子半径大,B错误;乙烯的结构简式为CH2＝CH2,D错误。
2.对比甲烷和乙烯的燃烧反应,下列叙述中正确的是 ( )
A.二者燃烧时现象完全相同
B.点燃前都不需验纯
C.甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧的火焰较明亮且伴有黑烟
D.二者燃烧时都有黑烟生成
【解析】选C。CH4与C2H4都是可燃性气体,若气体不纯,点燃时可能发生爆炸,因此点燃前需验纯;因为二者含碳量不同,故燃烧时的现象不同,甲烷含碳量较低,火焰呈淡蓝色,不产生黑烟,而乙烯含碳量较高,燃烧时火焰较明亮且伴有黑烟,故C选项正确。
3.甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净的甲烷,可依次将其通过下列哪组试剂的洗气瓶 ( )
A.澄清石灰水,浓硫酸
B.溴水,浓硫酸
C.酸性高锰酸钾溶液,浓硫酸
D.浓硫酸,酸性高锰酸钾溶液
【解析】选B。应把乙烯转化为CO2或直接吸收才能提纯甲烷。方法一:混合气体通过溴水吸收C2H4,然后用浓硫酸干燥CH4;方法二:混合气体通过酸性高锰酸钾溶液,然后用澄清石灰水(或NaOH溶液)吸收CO2,最后用浓硫酸干燥CH4。
4.下列各反应中属于加成反应的是 ( )
①CH2＝CH2+H—OHCH3CH2OH
②H2+Cl22HCl
③+H2CH3—CH2—OH
④CH3—CH3+2Cl2CH2Cl—CH2Cl+2HCl
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
【解析】选C。本题难点是对③项的判断,分子里有一个不饱和碳原子,另一个不饱和原子不是碳原子而是氧原子,这些不饱和原子组成的原子团为,反应是H—H分子里的氢原子跟里的不饱和原子直接结合的反应,由此可知,反应符合加成反应的概念,是加成反应。
【补偿训练】
能证明乙烯分子里含有一个碳碳双键的事实是 ( )
A.乙烯分子里碳氢个数比为1∶2
B.乙烯完全燃烧生成的CO2和水的物质的量相等
C.乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,且1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol溴
D.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【解析】选C。碳氢原子个数比为1∶2,是对乙烯的组成分析,而不是证明碳碳双键存在的事实;B与A的实质是一样的,根据生成的CO2和水的物质的量相等,也只能推断出碳、氢原子个数比为1∶2,A、B不能证明;加成反应是不饱和烃的特征性质,1 mol乙烯完全加成需要消耗1 mol溴,说明乙烯分子中含有一个碳碳双键,C能证明;能够使酸性高锰酸钾溶液褪色是不饱和烃的特征,并不能说明一定含有碳碳双键,也不能定量地说明乙烯分子的结构中只含有一个碳碳双键,D不能证明。
5.足球比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医会迅速对运动员的受伤部位喷射一种药剂——氯乙烷(沸点为12.27 ℃)进行局部冷冻麻醉应急处理。
(1)氯乙烷用于冷冻麻醉应急处理的原因是?_??????????????????_。?
(2)制取CH3CH2Cl最好的方法是________。?
A.乙烷与氯气反应 B.乙烯与氯气反应
C.乙烷与HCl反应 D.乙烯与HCl反应
(3)选择上述方法的理由是?_????????????????????????????????_;?
制取发生反应的化学方程式为?_?????????????????????????????_。?
【解析】为制得纯净的氯乙烷,应用乙烯与HCl的加成反应,而不宜用乙烷与Cl2的取代反应。因为乙烯与HCl的加成产物只有一种,而乙烷与Cl2的取代产物是多种氯代烷的混合物。
答案:(1)氯乙烷的沸点较低,易挥发而吸收热量,使局部冷冻麻醉 (2)D (3)烷烃的卤代反应是分步进行的,而且反应很难停留在一元取代阶段,所以得到的产物往往是混合物;而用乙烯和HCl反应只有一种加成产物,所以可以得到相对纯净的产物 CH2＝CH2+HClCH3—CH2Cl
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课堂检测·素养达标
1.下列高分子化合物不能用来生产塑料薄膜的是 ( )
A.聚丙烯 B.聚氯乙烯
C.聚乙烯 D.硫化橡胶
【解析】选D。硫化橡胶不能用来生产塑料薄膜。
2.现代以石油化工为基础的三大合成材料是 ( )
①合成氨;②塑料;③合成盐酸;④合成橡胶;⑤合成尿素;⑥合成纤维;⑦合成洗涤剂
A.①④⑦ B.②④⑥ C.①③⑤ D.④⑤⑥
【解析】选B。塑料、合成橡胶、合成纤维是以石油化工为基础的三大合成材料。
3.(2019·日照高一检测)下列关于天然橡胶的叙述不正确的是
( )
A.天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂
B.天然橡胶是天然高分子化合物
C.天然橡胶含有碳碳双键,能发生加成反应
D.天然橡胶受空气、日光作用,会被还原而老化
【解析】选D。从天然橡胶的结构简式可知,天然橡胶为线型结构,能溶于汽油、苯等有机溶剂,A项正确;天然橡胶是天然高分子化合物,B项正确;天然橡胶分子中含有碳碳双键,能发生加成反应,受日光、空气作用,会逐渐被氧化而老化,C项正确,D项错误。
4.(2019·廊坊高一检测)PVC是聚氯乙烯的英文缩写,为保证PVC塑料制品的性能,通常需要加入多种有机助剂。下列选项中的事实均能支持“PVC保鲜膜给人体健康带来危害”假设的是 ( )
①PVC塑料属于高分子材料 ②使用的有机助剂有毒 ③含氯的化合物不一定有毒 ④在高温下会分解出有害物质
A.①② B.③④ C.②④ D.①③
【解析】选C。聚氯乙烯是一种高分子化合物,在日常生活中应用非常广泛,但在高温或光照老化过程中会分解出HCl等有害物质,同时其所含的增塑剂(有机助剂)有毒,不宜用聚氯乙烯塑料制品盛装食品或直接接触食品。②④符合要求。
5.下列有关烷烃的叙述中,正确的是 ( )
①在烷烃分子中,所有的化学键都是单键
②烷烃中除甲烷外,很多都能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去
③分子通式为Cn的烃不一定是烷烃
④所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
⑤光照条件下,乙烷通入溴水中,可使溴水褪色
A.①③⑤ B.②③ C.①④ D.①②④
【解析】选C。烷烃分子中无论是碳碳键还是碳氢键,都是单键,①说法正确;烷烃属于饱和链烃,其化学性质一般比较稳定,通常烷烃不与酸、碱、氧化剂(如酸性KMnO4溶液)反应,也不能使溴水褪色,②⑤说法不正确;因分子通式Cn中的氢原子已达完全饱和,因此符合通式Cn的有机物一定是烷烃,③说法不正确;烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应,这是烷烃的主要特性之一,④说法正确。
6.在黏胶纤维、棉花、尼龙、涤纶、腈纶、羊毛中
(1)属于天然纤维的是______________________________;?
(2)属于再生纤维的是______________________________;?
(3)属于合成纤维的是______________________________。?
【解析】棉花、羊毛、蚕丝和麻都是天然纤维,用农林产品中的纤维经化学加工制成的黏胶纤维属于再生纤维,利用石油、天然气、煤等为原料加工制成的单体,经聚合反应制成的纤维是合成纤维。
答案:(1)棉花、羊毛 (2)黏胶纤维 (3)尼龙、涤纶、腈纶
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课时素养评价 十五
烃 有机高分子材料
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.(2019·南京高一检测)科学家对探测器发回的数据进行了分析,发现土卫六的大气层中含有95%的氮气,剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是 ( )
A.碳氢化合物的通式为Cn
B.燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物
C.有些烷烃在光照下不能与氯气发生取代反应
D.碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数
【解析】选D。Cn是烷烃的通式,A项错误;燃烧产物为二氧化碳和水的化合物不一定是碳氢化合物,分子内也可能含有氧元素,B项错误;烷烃都能在光照下与氯气发生取代反应,C项错误;因为碳原子的相对原子质量为偶数,烃分子中的氢原子数也一定为偶数,所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数,D项正确。
2.下列关于乙烯、乙烷、苯的说法中,不正确的是 ( )
A.乙烯、苯属于不饱和烃,乙烷属于饱和烃
B.乙烯、苯分子中所有原子处于同一平面上,乙烷分子则为立体结构,所有原子不在同一平面上
C.书写结构简式时,乙烯分子中的碳碳双键和乙烷分子中的碳碳单键中的短线均可省略不写
D.相同质量的乙烯和乙烷完全燃烧后产生水的质量,后者大
【解析】选C。书写结构简式时,碳碳双键中的短线不能省略,故C项错误。
3.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.天然橡胶易溶于水
B.羊毛是合成高分子材料
C.聚乙烯塑料是天然高分子材料
D.聚氯乙烯塑料会造成“白色污染”
【解析】选D。天然高分子化合物一般不溶于水,A项错误;羊毛是天然高分子化合物,B项错误;聚乙烯塑料是合成高分子化合物,C项错误;聚氯乙烯塑料会造成“白色污染”,D项正确。
4.橡胶制品硫化程度越高,强度越大,弹性越差。下列橡胶制品中,加工时硫化程度较高的是 ( )
A.橡皮筋 B.汽车外胎
C.普通气球 D.医用乳胶手套
【解析】选B。橡皮筋和普通气球的弹性好,所以硫化程度小,汽车外胎与医用乳胶手套相比,前者要承受更大的压力,所以制汽车外胎的橡胶硫化程度最高。
5.(2019·泰安高一检测)汽油清洁剂让我们在加油的时候能够保持汽油的清洁,也能让我们的油箱更加干净。聚异丁烯是生产汽油清洁剂的中间产物,下列对聚异丁烯的描述错误的是 ( )
A.聚异丁烯可以通过加聚反应制得,结构简式为
B.聚异丁烯的分子式为(C4H8)n
C.聚异丁烯完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量相等
D.聚异丁烯能使溴水褪色
【解析】选D。聚异丁烯中不含碳碳双键,不能使溴水褪色。
【补偿训练】
1.航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船进行太空探索,其依据是
( )
A.塑料是一种高分子化合物,可以通过取代反应大量生产
B.塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料
C.塑料用途广泛,可从自然界中直接得到
D.塑料是有机物,不会和强酸、强碱作用
【解析】选B。飞船速度很大,所以其材料要求质轻、耐高温、耐摩擦,因此所用塑料代替品要加入合适的添加剂制成优良的新型材料。
2.(2019·武汉高一检测)以玉米为原料的聚乳酸树脂中混入碳纤维和特殊黏合剂制得新型高热传导率的生物塑料。当加入30%的碳纤维时,生物塑料的热传导率为不锈钢的2倍,密度只有不锈钢的。下列说法不正确的是
( )
A.生物塑料是一种新型有机高分子材料
B.推广使用生物塑料对治理白色污染有利
C.生物塑料可用于制造电脑或手机的导热材料
D.生物塑料可用于制造航天工业上的保温材料
【解析】选D。生物塑料是一种新型有机高分子材料,可以降解,推广使用有利于控制白色污染。由于导热性良好可用于制造导热材料,不能用于制保温材料。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
6.橡胶树是热带植物,在我国海南已大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构简式为。
试回答下列问题:
(1)天然橡胶加入适当的硫进行硫化后,发生________(填“物理变化”或“化学变化”)。?
(2)天然橡胶的单体是一种无色液体,将该无色液体加入溴水中,溴水______(填“能”或“不能”)褪色。?
【解析】(1)天然橡胶硫化后,引入的硫原子可通过形成共价键,使高分子链发生交联,形成网状结构,故发生化学变化。 (2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键,能发生加成反应,使溴水褪色。
答案:(1)化学变化 (2)能
一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)
7.随着工业的高速发展,橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要,近年来,人们合成了一种无机耐火橡胶,它的结构应是 ( )
A.??CH2—CHCH—CH2??
B.
C.
D.
【解析】选C。从题目中给出的关键词“无机耐火”可知,该物质不能同时含有碳、氢元素。
8.(2019·大连高一检测)生活中使用的塑料食品盒、水杯等通常由聚苯乙烯制成,其结构简式为。根据所学知识,可以判断 ( )
A.聚苯乙烯能使溴水褪色
B.聚苯乙烯是一种天然高分子化合物
C.聚苯乙烯可由苯乙烯通过化合反应制得
D.聚苯乙烯单体的分子式为C8H8
【解析】选D。聚苯乙烯是由苯乙烯通过加聚反应制得的,是一种合成材料,所以B、C错误;聚苯乙烯分子中不含碳碳双键,不能使溴水褪色,A错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
9.(2019·临沂高一检测)“不粘锅”即做饭不会粘锅底的锅,是因为锅底采用了不粘涂层,常见的不粘性能最好的有聚四氟乙烯(俗名特氟龙)涂层和陶瓷涂层,其次还有特殊工艺的铁锅和不锈钢锅。
思考:
(1)特氟龙和陶瓷都是有机高分子材料吗?
(2)合成特氟龙的单体是什么?属于哪类有机反应类型?
提示:(1)特氟龙属于有机高分子材料,而陶瓷属于无机非金属材料,不是有机物。
(2)合成特氟龙的单体是四氟乙烯,该反应属于加聚反应。
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课时素养评价 十四
乙 烯
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.下列关于乙烯的叙述中,不正确的是 ( )
A.乙烯的化学性质比乙烷活泼
B.乙烯燃烧时,火焰明亮,同时伴有黑烟
C.乙烯可作香蕉等水果的催熟剂
D.乙烯双键中的一个键可以断裂,容易发生加成反应和取代反应
【解析】选D。乙烯分子中的双键有一个易断裂,使得乙烯容易发生加成反应;乙烯并不容易发生取代反应。
2.下列反应中属于加成反应的是 ( )
A.乙烯使酸性KMnO4溶液褪色
B.将四氯化碳滴入碘水中,振荡后水层接近无色
C.乙烯使溴水褪色
D.甲烷与氯气混合,光照一段时间后黄绿色消失
【解析】选C。A项为乙烯的氧化反应;B项不是化学反应;D项是取代反应。
3.常温下,下列物质既能使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色,并且化学反应原理相同的是 ( )
A.乙烯 B.二氧化硫
C.氢气 D.乙烷
【解析】选B。乙烯使溴水和酸性KMnO4溶液褪色分别是发生加成反应和氧化反应,反应原理不同。SO2使溴水和酸性KMnO4溶液褪色都是SO2体现还原性,反应原理相同。H2、C2H6均不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。
4.与乙烯所含碳、氢元素的百分含量相同,但与乙烯既不是同系物又不是同分异构体的是 ( )
A. B.乙烷
C.甲烷 D.CH3CHCH2
【解析】选A。A、D的分子式均为C3H6,碳、氢元素的百分含量与乙烯相同,但CH3—CHCH2与乙烯属于同系物。故选A。
5.(2019·宜昌高一检测)相同状况下,1体积某气态烃只能与1体积Cl2发生加成反应,生成氯代烷,1 mol此氯代烷可与4 mol Cl2发生完全取代反应,则该烃的结构简式为 ( )
A.CH2CH2
B.CH3CHCH2
C.CH3CH3
D.CH2CH—CHCH2
【解析】选A。1体积烃只能与1体积Cl2发生加成反应,说明该烃分子中只含1个,生成的氯代烷1 mol可与4 mol Cl2发生完全取代反应,说明1分子该氯代烷中含有4个氢原子,结构简式为CH2Cl—CH2Cl,原气态烃结构简式为CH2CH2。
6.(2019·南平高一检测)下列说法正确的是 ( )
A.乙烯通过聚合反应可得到高分子材料
B.聚丙烯的结构单元是—CH2—CH2—CH2—
C.碳纤维属于合成有机高分子化合物
D.聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
【解析】选A。乙烯含有碳碳双键,通过聚合反应即加聚反应可得到高分子材料聚乙烯,A正确; 丙烯的结构简式为CH2CHCH3,则聚丙烯的结构单元是,B错误;碳纤维不属于合成有机高分子化合物,而是一种新型纤维材料,C错误;乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,聚乙烯中不存在碳碳双键,所以聚乙烯塑料的老化不是因为发生了加成反应,而是被氧化导致,D错误。
7.下列叙述错误的是 ( )
A.1 mol CH2CH2先与HCl发生加成反应,再与Cl2发生取代反应,最多消耗Cl2
2.5 mol
B.实验室中可用如图所示方法除去CH3CH3气体中的CH2CH2气体
C.实验室中可用酸性KMnO4溶液鉴别CH3CH3气体和CH2CH2气体
D.工业上可利用CH2CH2与HCl的加成反应制得纯净的CH3CH2Cl
【解析】选A。A项,CH2CH2+HClCH3CH2Cl,CH3CH2Cl+5Cl2CCl3CCl3+5HCl,最多消耗Cl2 5 mol;B项,CH3CH3气体不溶于溴水且不反应,CH2CH2气体在溴水中发生加成反应生成液态CH2Br—CH2Br;C项,CH3CH3气体不溶于酸性KMnO4溶液且不反应,CH2CH2气体在酸性KMnO4溶液中被氧化,使酸性KMnO4溶液褪色;D项,CH2
CH2与HCl的加成反应生成唯一产物CH3CH2Cl。
8.如图表示球棍模型,小球表示原子序数小于10的原子,短线表示化学键,每个原子都到达稳定结构。下列有关说法正确的是 ( )
A.M分子的所有原子共面
B.0.1 mol·L-1的N溶液中H+的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
C.L存在同分异构体
D.M、L都是烃类
【解析】选A。小球表示原子序数小于10的原子,短线表示化学键,每个原子都到达稳定结构,由图可知,发生CH3CH2F。M为乙烯,含碳碳双键,为平面结构,M分子的所有原子共面,故A正确;N为HF,为弱酸,不完全电离,因此0.1 mol·L-1的N溶液中H+的物质的量浓度小于0.1 mol·L-1,故B错误;由乙烷中6个H相同可知,L为CH3CH2F,只有一种结构,不存在同分异构体,故C错误;M为烃类,L不为烃类,故D错误。
9.如图是某种有机物分子的球棍模型图。图中的“棍”代表单键或双键,不同大小的“球”代表三种不同的短周期元素的原子。对该有机物的叙述不正确的是
( )
A.该有机物可能的分子式为C2HCl3
B.该有机物的分子中一定有
C.该有机物分子中的所有原子在同一平面上
D.该有机物可以由乙烯和氯化氢加成反应得到
【解析】选D。据球棍模型知该有机物可为C2HCl3,A正确;据碳的成键特点知B正确;类比C2H4的结构知C正确;若C2H4与HCl加成则产物为C2H5Cl,不符合成键情况。
10.烷烃是单烯烃R和H2发生加成反应后的产物,则R可能的结构有 ( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
【解析】选B。烷烃是单烯烃R和H2发生加成反应后的产物,原烯烃分子结构中碳碳双键可能存在的位置有①、②、③、④、⑤ 5个位置,故R可能的结构有5种。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
11.(12分)(2019·郑州高一检测)某种塑料分解产物为烃,对这种烃进行以下实验:
①取一定量的该烃,使其燃烧后的气体通过干燥管,干燥管增重7.2 g;再通过石灰水,石灰水增重17.6 g。
②经测定,该烃(气体)的密度是相同状况下氢气密度的14倍。请回答:
(1)该烃的电子式为__________,该烃的名称是__________。?
(2)0.1 mol该烃能与__________g溴发生加成反应;加成产物需__________mol溴蒸气完全取代。?
(3)该塑料的结构简式是__________,名称是__________。?
【解析】由条件①知,该烃燃烧产物中CO2为17.6 g,H2O为7.2 g,碳、氢原子个数比为∶(×2)=1∶2,该烃的最简式为CH2。由条件②知:该烃的相对分子质量Mr=2×14=28,则分子式为C2H4,即乙烯。
答案:(1)H 乙烯 (2)16 0.4
(3)??CH2—CH2?? 聚乙烯
【补偿训练】
乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。请回答:
(1)乙烯的结构式是?____________。?
(2)若将乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中,反应的化学方程式为?_______。?
(3)在一定条件下,乙烯能与水反应生成有机物A。A的结构简式是________,其反应类型是________反应(填“取代”或“加成”)。?
【解析】(1)乙烯的结构式为;(2)乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中,发生加成反应生成1,2-二溴乙烷;(3)在一定条件下,乙烯能与水发生加成反应生成乙醇。
答案:(1)
(2)CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br
(3)CH3CH2OH 加成
12.(18分)某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中①②③属于同种反应类型。根据下图回答下列问题:
(1)写出A、B、C、D的结构简式:
A__________________,B__________________,?
C__________________,D__________________。?
(2)写出②、⑤两步反应的化学方程式,并注明反应类型:
②____________,反应类型________。?
⑤____________,反应类型________。?
【解析】根据烃A的用途知A为CH2CH2,则B为CH3CH3,C为CH3CH2Cl,D为CH3CH2OH。反应②和⑤均能制得CH3CH2Cl,化学方程式分别为
CH2CH2+HClCH3CH2Cl,CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
答案:(1)CH2CH2 CH3CH3 CH3CH2Cl CH3CH2OH
(2)②CH2CH2+HClCH3CH2Cl
加成反应
⑤CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 取代反应
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)
13.(2019·莆田高一检测)角鲨烯是一种高度不饱和烃类化合物,最初是从鲨鱼的肝脏中发现的,分子中含有多个双键,分子式为C30H50,具有生物氧化还原作用,从而增强机体的耐力与改善心脏功能,可用于癌症的防治,是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质,下列叙述中正确是 ( )
①角鲨烯能使酸性KMnO4溶液褪色 ②角鲨烯能与氢气发生加成反应 ③角鲨烯只含碳、氢两种元素 ④角鲨烯易被氧化
A.①②③ B.①③④
C.②③④ D.①②③④
【解析】选D。角鲨烯含双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,能与氢气发生加成反应,易被氧化;由分子式可知,角鲨烯只含碳、氢两种元素。
14.(2019·长沙高一检测)既可以用来鉴别乙烷和乙烯,又可以用来除去乙烷中混有的少量乙烯的方法是( )
A.混合气体通过盛水的洗气瓶
B.混合气体通过装有过量溴水的洗气瓶
C.混合气体和过量H2混合
D.混合气体通过酸性KMnO4溶液
【解析】选B。二者均不与水反应,不能鉴别,也不能除杂, A项错误;乙烯与溴水反应使溴水褪色,而乙烷不能和溴水反应,无明显现象,可鉴别,也可除杂, B项正确;和过量H2混合,引入新杂质氢气,不能除杂,且加成反应现象不明显,不利用此法鉴別, C项错误;乙烯使酸性KMnO4溶液褪色,而乙烷不能使其褪色,可鉴别,但乙烯与高锰酸钾发生氧化反应生成二氧化碳,引入新杂质,不能除杂,故D项错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共20分)
15.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O),生成的气体直接通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此提出必须先除去杂质,再与溴水反应。
请回答下列问题:
(1)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是________。?
A.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
B.使溴水褪色的反应,就是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
D.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是________,它与溴水反应的化学方程式是__?___________________________,?在验证过程中必须全部除去。为此,乙同学设计了如图所示的实验装置:
请回答:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置中可盛放的试剂是:
Ⅰ________、Ⅱ________、Ⅲ________(填字母)。?
A.品红溶液
B.NaOH溶液
C.溴水
D.酸性高锰酸钾溶液
(3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是___________________________________?__。?
【解析】在实验室制备乙烯的过程中,由于浓硫酸具有强氧化性,可以将一部分乙醇氧化,本身被还原成SO2,SO2具有较强的还原性,可以将溴水还原,所以,要证明乙烯能与溴水反应,必须除去SO2。一般来说,除SO2用NaOH溶液,验证SO2有没有被彻底除去,在Ⅰ装置后必须加一个盛有品红溶液的洗气瓶,Ⅱ中盛放的是品红溶液。在确认完全除去SO2后,将气体通入盛有溴水的试管中,溴水褪色,则一定是乙烯与溴水反应的结果。但不能认为,乙烯与溴水发生的一定是加成反应,证明二者发生的不是取代反应,根据两种反应的特点,加成反应只有一种产物,而取代反应除了有机产物外,还有HBr生成,可以设法证明反应后的溶液中无HBr,则可知二者发生的反应是加成反应而不是取代反应。
答案:(1)不能 AC (2)SO2 SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr B A C (3)如果发生取代反应,必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强,故可用pH试纸验证
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