内容正文:
第7章 有机化合物
第二节 乙烯与有机高分子材料
第2课时 烃和有机高分子材料
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导入一
复习并回答以下问题。
1.什么是烷烃? 烷烃有什么样的结构特点? 烷烃可以分为哪几类?
2.烯烃有什么样的结构特点?
3.对比烷烃和烯烃,它们的共同点是什么?
一、烃的定义和分类
有机化合物都含有碳元素,还常含有氢、氧,以及氮、卤素、硫、磷等元素。其中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、烃的定义和分类
阅读教材,了解烃的分类。
1.根据烃分子中碳原子间成键方式的不同,对烃进行分类
(1)饱和烃:即烷烃,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”。
(2)不饱和烃:烯烃(含有碳碳双键)、炔烃(含有碳碳三键)、芳香烃(含有苯环)。
2.根据碳骨架的不同,对烃进行分类:链状烃和环状烃。
特别提示:“烯”是氢原子减少的意思,“炔”是氢原子数目更少的意思。
二、烃的结构与性质的关系
阅读教材,了解乙炔的结构。
乙炔是最简单的炔烃,其空间结构为直线形(4原子共直线),键角为180°。
分子式
结构式
结构简式
球棍模型
空间填充模型
C2H2
H—C≡C—H
CH≡CH
二、烃的结构与性质的关系
实验探究:烃的分子结构。
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.结合以上的分析,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。
二、烃的结构与性质的关系
3.记录:
烃 甲烷 乙烯 乙炔
电子式
化学键
分子结构特点
极性键(C—H)
极性键(C—H)和
非极性键(C=C)
极性键(C—H)和
非极性键(C≡C)
4个C—H共价键
含有官能团
含有官能团
二、烃的结构与性质的关系
4.问题讨论:
(1)比较甲烷和乙烯的化学性质,分析其与二者的分子结构之间存在哪些联系。
提示:通过对比不难发现,甲烷化学性质较为稳定,可以发生取代反应,能燃烧但不能使酸性 KMnO4溶液褪色,这是因为甲烷的结构比较稳定,与甲烷结构相似的饱和烃也有类似的性质。乙烯由于双键的存在,能使酸性 KMnO4溶液褪色,能发生加成反应和加聚反应。结构决定性质,性质在一定程度上也能反映结构。
二、烃的结构与性质的关系
(2)乙炔是甲烷或乙烯的同系物吗? 为什么?
提示:乙炔不是甲烷或乙烯的同系物,因为乙炔的官能是—C≡C—,与甲烷或乙烯的官能团不同,不是同类物质。
二、烃的结构与性质的关系
根据乙烯的结构与性质,预测乙炔的性质。
乙炔的性质同乙烯,能发生氧化反应、加成反应和加聚反应。
1.乙烯和乙炔都属于不饱和烃,结构类似,所以性质相似,两者均可以发生氧化反应、加成反应和加聚反应。
2.乙炔燃烧火焰明亮,且伴有大量黑烟,这是因为乙炔分子中碳含量比乙烯中的大。
3.乙炔能使酸性 KMnO4溶液褪色,能使溴水褪色,能发生加聚反应生成聚乙炔,说明碳碳三键不稳定。
二、烃的结构与性质的关系
阅读教材“科学史话”栏目,总结苯的结构,并预测其性质。
苯是芳香烃的母体,是一种具有环状分子结构的不饱和烃,其结构式习惯上简写为 。实际上苯分子中6个碳碳键完全相同,是一种介于碳碳单键和双键之间的特殊的化学键,因此苯的结构简式也可以写成 。苯分子的特殊结构也决定了苯的特殊性质。
二、烃的结构与性质的关系
观察下面两个化学方程式,说一说苯能发生什么类型的反应。
苯能发生取代反应、加成反应。
苯既有饱和烃的性质,又有不饱和烃的性质。
三、有机高分子材料
阅读教材,了解有机高分子材料。
根据来源的不同,可将有机高分子材料分为天然有机高分子材料(如棉花、羊毛、天然橡胶等)和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)。
1.有机高分子的分类:
2.塑料
(1)主要成分:合成树脂(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等)、具有特定作用的添加剂(增塑剂、防老剂、着色剂等)。
三、有机高分子材料
(2)主要性能:塑料具有强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等优良的性能。
(3)主要用途:聚乙烯可制成食品包装袋、聚氯乙烯可制成电线外面的绝缘层、聚苯乙烯可制成泡沫包装材料、聚四氟乙烯可制成实验仪器、聚丙烯可制成管道、有机玻璃制成的飞机风挡、脲醛塑料可制成电器插座等。
三、有机高分子材料
3.橡胶
(1)天然橡胶的主要成分:聚异戊二烯,结构简式为 。
(2)合成橡胶:常见的合成橡胶有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶,还有耐热和耐酸、碱腐蚀的氟橡胶,耐高温和严寒的硅橡胶等特种