7.2.2烃与有机高分子材料 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节 烃与有机高分子材料 第七章 有机化合物 1 1、烃：只含有碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，用通式CxHy表示。 碳 + 氢 = 烃 tàn qīng tīng 【咬文嚼字】你知道“烃”字的由来吗？ 一、烃 一、烃 2、烃的分类： 烃 饱和烃（烷烃） 不饱和烃 链状烷烃 环状烷烃 CnH2n+2 (n≥1) CnH2n (n≥3) 环戊烷 环丙烷 烯烃 炔烃 芳香烃 CnH2n (n≥2) CH2=CHCH3 丙烯 CH2=CH2 乙烯 CH≡CCH3 丙炔 CH≡CH 乙炔 甲烷 CH4 乙烷 CH3CH3 或 苯 互为同分异构体 碳原子间的成键方式 2、烃的分类： 烃 链状烃 环状烃 链状烷烃 烯烃 环丙烷 环烷烃 炔烃 芳香烃 CH2=CH2 乙烯 CH≡CH 乙炔 甲烷 CH4 乙烷 CH3CH3 或 苯 …… 环己烯 碳的骨架 一、烃 【讨论1】乙炔的分子式为C2H2，根据你对有机物的成键认识推测它的结构式？ 分子式 电子式 结构式 结构简式 球棍模型： 空间充填模型： C2H2 H C C H H—C ≡ C—H CH ≡ CH 或 HC ≡ CH 直线形，键角1800 ，4个原子共直线 【讨论2】根据乙炔的结构推测乙炔可能有的性质？ （1）氧化反应：燃烧，能使酸性高锰酸钾褪色。 （2）加成反应：能使溴水褪色等。 （3）加聚反应。 二、烃的结构—乙炔 碳碳三键有两根键易断 乙炔性质 与乙烯相似 小结 P70 烃 甲烷 乙烯 乙炔 电子式 化学键 结构特点 球棍模型 H C H H H C C • • H H • • • • • • H H •• •• C H C • • • • H •• •• •• C—H（极性键） C—H C—H —C≡C— 正四面体型 平面型 直线型 1865年，德国化学家凯库勒在一次梦里联想到一条小蛇首尾相咬,他猜测苯可能由6个碳原子首尾相连，环中碳原子以单双键相互交替结合而成。为纪念他在苯环中研究，这一表达式命名为“凯库勒式”。 联想 证据1：平面正六边形 证据2：每个碳碳键的键长相等 凯库勒(1829年-1896年) 三、烃的结构-苯 12个原子共平面 1.下列烃分子中所有原子均在同一平面内的是(　　) A．甲烷 B．苯 C．丙烯(CH2==CH—CH3) D．正戊烷 B 2.鉴别甲烷、乙烯、乙炔三种气体可采用的方法是(　 ) A.通入溴水中，观察溴水是否褪色 B.通入酸性高锰酸钾溶液中，观察颜色是否变化 C.点燃，检验燃烧产物 D.点燃，观察火焰明亮程度及产生黑烟量的 多少 D 甲烷 乙烯 乙炔 四、烃的燃烧规律 1. 烃燃烧的现象 烃中碳元素的质量分数越大 燃烧时火焰越明亮 黑烟越浓 越大 四、烃的燃烧规律 2.等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧规律 等物质的量的烃 (CxHy)完全燃烧 耗氧量多少取决于： 生成CO2的量的多少取决于： 生成水的量的多少取决于： x+y/4 x y/2 四、烃的燃烧规律 3.等质量的烃(CxHy)完全燃烧规律 C　～　O2　～　CO2, 4H　～　O2　～　2H2O　 12 g　　1 mol　　　　 4 g　　　1 mol 1g mol 1g mol 等质量的烃(CxHy) 完全燃烧 越大，耗氧量越多 越大，生成H2O越多； 现有CH4、 C2H4、C3H4、 C2H6、C3H6五种有机物， 等质量的以上物质中，在相同状况下体积最大的是（ ）； 等质量的上述物质完全燃烧时消耗氧气最多的是（ ）， 生成二氧化碳最多的是（ ），生成水的量最多的是（ ）； 相同状况下，同体积以上物质完全燃烧时消耗氧气的量最多的是（ ） CH4 CH4 CH4 C3H4 C3H6 四、烃的燃烧规律 4.气态烃燃烧时气体体积的变化 ΔV=V后-V前 若温度大于100 ℃，即H2O为气态 则ΔV= 当y<4时，ΔV < 0，即反应后气体体积减小 当y=4时，ΔV =0，即反应后气体体积不变 当y>4时，ΔV > 0，即反应后气体体积增大 四、烃的燃烧规律 4.气态烃燃烧时气体体积的变化 ΔV=V后-V前 若温度小于100 ℃，即H2O为液态 反应后气体体积始终减小 2.现有CH4、C2H4、C2H6三种有机化合物： (1)等质量的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是　　　。  (2)常温常压下，同体积的以上三种物质完全燃烧时消耗O2最多的是　　　 　 。  (3)等质量的以上三种物质完全燃烧时，生成二氧化碳最多的是　　　　，生成水最多的是　　　。  (4)在120 ℃、1.01×105 Pa下，以上三种物质中的两种和足量的氧气混合点燃，相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化，这两种气体是　　　　　 　 。  CH4和C2H4 CH4 C2H6 C2H4 CH4 1.常见分子空间构型 五、有机物分子的原子共线、共平面问题 (1)甲烷型 四面体→凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时，其空间结构都是四面体形，5个原子中最多有3个原子共平面。 甲烷 1.常见分子空间构型 (2)乙烯型 乙烯 平面结构→与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面 五、有机物分子的原子共线、共平面问题 平面结构→位于苯环上的12个原子共平面，位于对角线位置上的4个原子共直线。 苯 (3)苯型 1.常见分子空间构型 五、有机物分子的原子共线、共平面问题 (4)乙炔型 1.常见分子空间构型 乙炔 —C≡C— 直线结构→与碳碳三键直接相连的2个原子与2个碳原子共直线。 五、有机物分子的原子共线、共平面问题 题型(1)平面与直线 如：乙烯基乙炔 CH2=CH-C≡C-H，有 个原子共平面， 个原子共直线。 8 4 题型(2)平面与平面 如：苯乙烯( )分子中共平面原子至少 个，最多 个。 -CH=CH2 12 16 6 7 题型(3)平面与立体 如：丙烯CH2=CHCH3分子中，共平面原子至少 个，最多 个。 复习巩固 【回忆】迄今为止，我们学过的材料可以分为几大类？ 金属材料： 材料 无机非金属材料 有机高分子材料 铝合金、钢材等。 新型材料： 传统材料： 玻璃、水泥、陶瓷等。 光导纤维、芯片、金刚砂等 阅读课本P71-75有机高分子材料 定义：有机高分子材料又称聚合物或高聚物材料。 【例二】.已知有机分子(C11H10)结构简式为: ，则该分子中：(1)可能共面的C原子最多有___个，一定共面的C原子最多有___个。(2)可能共面的原子最多有___个，一定共面的原子最多有____个。(3)一定共直线的C原子最多有___个，一定共直线的原子最多有___个。 11 8 19 12 4 4 23 1、 概念和分类 Mr高达几万至几百万的有机化合物，有机高分子化合物均是混合物。 天然有机高分子材料: 合成有机高分子材料: 淀粉、棉花、羊毛、天然橡胶、蚕丝等。 塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。 三、有机高分子材料 三、有机高分子材料 1、合成有机高分子材料——塑料 聚乙烯 PE 聚氯乙烯 PVC 聚丙烯 PP (聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等) 优良性能：强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等 性能提升方法：增塑剂 防老剂 着色剂等。 防止塑料老化 使塑料着色 提高塑性 用途：保鲜膜 绝缘材料 储罐 合成树脂 主要成分： 名称 结构简式 性能 用途 聚乙烯 (PE) 绝缘性好，耐化学腐蚀，耐寒，无毒；耐热性差，容易老化。 聚氯乙烯 (PVC)   绝缘性好，耐化学腐蚀，机械强度较高；热稳定性差。 聚苯乙烯 (PS)   绝缘性好，耐化学腐蚀，无毒；质脆，耐热性差。 可制成薄膜，用于食品、药物的包装材料，以及日常用品、绝缘材料等。 聚乙烯制成的食品包装袋 可制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料等。 聚氯乙烯可制成电线外面的绝缘层 可制成日常用品、绝缘材料，还可制成泡沫塑料用于防震、保温、隔音。 聚苯乙烯制成的泡沫包装材料 常见的塑料： CH2=CH2 CH2=CHCl 三、有机高分子材料 名称 结构简式 性能 用途 聚四氟乙烯 (PTFE) 耐化学腐蚀，耐溶剂性好，耐低温、高温，绝缘性好；加工困难。 聚丙烯 (PP) 机械强度较高，绝缘性好，耐化学腐蚀，无毒；低温发脆，容易老化 。 聚甲基丙烯酸甲酯 (有机玻璃) PMMA —— 透光性好，易加工；耐磨性较差，能溶于有机溶剂。 脲醛塑料 (电玉)UF —— 绝缘性好，耐溶剂性好；不耐酸。 可制成化工、医药等行业使用的耐腐蚀、耐高温、耐低温制品。 聚四氟乙烯制成的实验仪器 聚丙烯制成的管道 可制成薄膜、管道、日常用品、包装材料等。 可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器、医疗器械、广告牌等。 有机玻璃制成的飞机风挡 可制成电器开关、插座及日常用品等。 脲醛塑料制成的电器插座 CF2=CF2 CH2=CHCH3 三、有机高分子材料 三、有机高分子材料 2、合成有机高分子材料——橡胶 橡胶是一类具有高弹性的高分子材料。 (1)用途：制造飞机，汽车轮胎和各种密封材料所必需的原料 （2)分类： 天然橡胶和合成橡胶 主要成分是聚异戊二烯 天然橡胶： —CH2−C＝CH−CH2— CH3 [ ]n 天然橡胶分子中含有双键，易发生加成反应和氧化反应 天然橡胶难以满足社会需求，如何人工合成橡胶？ 天然橡胶： ②合成橡胶 通过模仿天然橡胶的分子组成和结构，人们以异戊二烯为单体进行聚合反应，制得了异戊橡胶，其性质与天然橡胶十分接近。又称合成天然橡胶 异戊二烯 聚异戊二烯 天然橡胶和合成天然橡胶（异戊橡胶）为线型结构，虽然有一定弹性，但强度和韧性差，因此常被用来制作床垫和枕头。 如何提高橡胶的性能？ 三、有机高分子材料 在橡胶中加入炭黑并对橡胶进行硫化处理提高橡胶的性能。 加入炭黑：提高耐磨性 线型结构 立体网状结构 三、有机高分子材料 硫化处理：使线型分子通过硫桥交联起来，形成立体网状结构。使之具有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性。 合成橡胶分类 橡胶 天然橡胶 合成橡胶 通用橡胶 丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶 特种橡胶 氟橡胶 硅橡胶 耐高温、严寒 聚异戊二烯 —CH2−C＝CH−CH2— CH3 [ ]n （又称合成天然橡胶） 异戊橡胶 耐热、耐酸、碱腐蚀 三、有机高分子材料 3、合成有机高分子材料——天然纤维 天然纤维 化学纤维 毛 丝 棉 再生纤维: 合成纤维: 麻 蛋白质 纤维素 糖类 黏胶纤维、大豆蛋白纤维 丙纶、氯纶、腈纶、涤纶、锦纶、维纶（六大纶） 棉花 羊毛 蚕丝 麻 三、有机高分子材料 3、合成有机高分子材料——天然纤维 主要用途：制衣料、绳索、渔网等，广泛应用于工农业领域。 优良性能：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等 黏合剂又称胶黏剂，生活中常用的糨糊、胶水就是最普通的黏合剂。合成黏合剂的黏结力强，性能优异，得到了广泛应用。 涂料是一类含有机高分子的混合液或粉末，能在物体表面形成附着坚固的涂膜，油漆就是一种常见的涂料。特种涂料在化工、航空等领域具有重要的用途。 4、合成有机高分子材料——黏合剂、涂料 三、有机高分子材料 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 B 习题 3. 下列说法正确的是( 　　) A.聚氯乙烯(PVC)，可用作食品包装袋 B.天然橡胶硫化后由线性结构变成网状结构，强度和韧性增强 C.大豆蛋白纤维不属于化学纤维 D.碳纤维是一种高强度的有机高分子材料 B 习题 4. 下列说法正确的是(　 　) A.乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.纤维素、合成纤维、光导纤维都是有机高分子化合物 C.塑料、合成橡胶、粘合剂、涂料都属于有机高分子材料 D.聚氯乙烯是以氯气和乙烯为原料，在催化剂条件下，进行加成加聚的产物 C 习题 小结 $$