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第07课时 乙烯与有机高分子材料
学习目标:
1.通过乙烯掌握烯烃的性质
2.了解常见的有机高分子材料
重点:
1.烯烃的性质
难点:
1.烯烃的性质
开启新世界
乙烯是石油化工重要的基本原理,通过一系列化学反应,可以从乙烯得到有机高分子材料、药物等成千上万种有用的物质。乙烯的用途广泛,其产量可以用来衡量一个国家石油化工的发展水平。
一、乙烯
乙烯是一种______色,_________气味的______,密度比空气_______,难溶于水。
分子式___________,结构式为,其分子中的氢原子少于乙烷分子中的氢原子数,碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”(即碳原子没有连够4个原子)。
乙烯的官能团是_____________,导致其化学性质比较活泼。
1.氧化反应
【实验】1点燃纯净的乙烯,观察燃烧时的现象。
实验现象:乙烯能在空气中燃烧,火焰________,伴有________。根据元素种类,可以推断出其完全燃烧产物是__________和___________。
乙烯燃烧的化学方程式:___________________________。
乙烯燃烧 乙烯通入KMnO4(H+)溶液 乙烯通入Br2(CCl4)溶液
【实验】2将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,观察现象。
实验现象:酸性高锰酸钾溶液_____________,说明乙烯可以被酸性高锰酸钾溶液氧化。从而推断出含碳碳双键的有机物,都能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
离子方程式:5CH2=CH2+12MnO— 4+36H+→10CO2+28H2O+12Mn2+
2.加成反应
【实验】3将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,观察现象。
实验现象:溴的四氯化碳溶液褪色。
分析:在反应中,乙烯双键中的一个键断裂,两个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上,生成1,2—二溴乙烷。断开
反应过程:CH2=CH2→Br— + —CH2—CH2— + —Br → BrCH2CH2Br(1,2—二溴乙烷)。
对于这种不饱和有机物中的不饱和键变成了“饱和”的过程,称为加成反应。乙烯除了和溴能发生加成反应外,还能够与H2、HCl、H2O等发生加成反应。
CH2=CH2+H2CH3CH3
CH2=CH2+H—OHCH3CH2OH(工业制酒精)
CH2=CH2+HClCH3CH2Cl
【扩展】乙炔,分子式C2H2,结构式H—C≡C—H,结构简式CH≡CH,直线结构。具有与烯烃类似的化学性质,燃烧时产生黑烟(碳元素质量分数越大,越难完全燃烧)。
烯烃的加成方式:
1 mol CH2=CH—CH=CH2(1,3—二丁烯)与1 mol H2的加成有两种方式:
①CH2=CH—CH=CH2+H2 → CH3—CH2—CH=CH2 1,2加成
②CH2=CH—CH=CH2+H2 → CH3—CH2=CH—CH3 1,3加成
进行何种加成取决于外界条件,在实际生产中,可以控制外界条件来确定加成方式。
3.聚合反应
当有n个乙烯分子在一定条件下,可以发生以下反应:
CH2=CH2+ CH2=CH2+ CH2=CH2+……+ CH2=CH2 → —CH2—CH2—CH2—CH2—……—CH2—CH2—
可以简写为:nCH2=CH2 → [ CH2—CH2 ]n (聚乙烯)
像这样由相对分子质量小的化合物相互结合成相对分子质量大的聚合物叫做__________,乙烯的聚合反应同时也是_______________,这样的反应又称为___________________,简称加聚反应;在生物上学过,氨基酸之间失去1分子水,聚合成肽的过程也是聚合反应,但分子相对原分子会缩小,所以称为缩聚反应。
4.苯(C6H6)
苯常温下为液体,难溶于水,密度比水小,是一种常见的有机溶剂。苯是一种不饱和烃,是一种特殊的环状结构,结构式为,结构简式为。从结构上可以看出,苯的环状结构是单双键交替结构,但随着科技发展,人们发现了苯环中不存在单双键交替结构,而是每个碳原子之间、碳氢原子之间均为单键连接,6碳原子还剩下一个电子,于是这6个单独的电子就被6个碳原子共用,在苯环中间形成一个特殊的电子云,所以苯环的结构也可以写出。 凯库勒最早提出苯环的单双键教体结构
苯的加成反应:+3H2→(环己烷)
苯的取代反应:
苯的燃烧:2+15O2→12CO2+6H2O,火焰明亮,有浓烈黑烟
由于苯化学键的特殊性,不具备与大多数不饱和烃的性质,例如不能是酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能使溴的四氯化碳溶液褪色。
二、有机高分子材料
材料是现代社会发展的重要支柱,除了我们学过的金属材料和无机非金属材料,还有一类非常重要的材料——有机高分子材料。其年其全球年产量超过