7.2 乙烯与有机高分子材料 教学设计 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第二节 乙烯与有机高分子材料 课程：高中化学 教材：高中化学人教版（2019）必修第二册 章节：第二节 乙烯与有机高分子材料 教材分析 乙烯这一节内容位于有机化学基础的起始阶段，承接烷烃的结构与性质，引出含碳碳双键的不饱和烃，为后续学习其他有机物如乙炔、苯及官能团的反应规律奠定基础。学完乙烷后，学生通过对比乙烯分子式与乙烷的差异，逐步建立起“不饱和性”与化学活泼性的关联，发展从结构推测性质的思维能力。教材先介绍乙烯的物理性质和分子结构，结合图7-9的球棍模型帮助学生直观理解平面构型和碳碳双键的存在，再依次展开氧化反应、加成反应和聚合反应，逻辑清晰地呈现由简到繁的反应类型。化学方程式如、等均以规范形式书写，突出反应本质。教材还通过塑料、橡胶、纤维的应用实例，将化学知识与生活生产紧密联系，增强学习意义感。学生常在加成反应中原子加成位置的判断上遇到困难，对聚合反应中单体与重复单元的关系理解不清，容易混淆聚乙烯结构中的“-CH_2-CH_2-”节段与乙烷分子，需借助模型和反复类比加以突破。 学情分析 学生已经学习了烷烃的结构与性质，掌握了碳原子的四价原则和简单有机物的表示方法，对分子式、结构式等基本概念有一定理解，这为认识乙烯的分子式及其不饱和性奠定了基础。同时，学生在无机化学中接触过氧化还原反应，能理解燃烧和酸性高锰酸钾褪色现象的本质。但对“碳碳双键”这一核心结构特征，学生容易将其简单视为两个单键的叠加，难以准确理解其电子云分布和键能差异，导致对加成反应机理的认识模糊。此外，聚合反应中的书写形式涉及重复单元与聚合度的概念，学生易混淆单体与聚合物的结构关系，难以建立“结构决定性质”的有机化学思维。对于塑料、橡胶等高分子材料的应用虽熟悉，但将其与化学反应类型（如加聚反应）关联的能力较弱，需通过模型图（如图7-12）帮助建立微观结构与宏观性能的联系。 教学目标 知识目标 1. 通过教材学习及相关示例分析，解释乙烯的氧化反应、加成反应和聚合反应的原理及产物，准确书写相应的化学反应方程式。 核心素养 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观上认识乙烯燃烧火焰明亮伴有黑烟等现象，从微观角度理解乙烯分子中碳碳双键使其化学性质活泼的原因。 2. 科学探究与创新意识：通过对乙烯各类反应的学习，培养观察、分析实验现象的能力，尝试探究不同条件下乙烯反应的特点及应用，形成创新意识。 3. 科学态度与社会责任：了解有机高分子材料在生活生产中的广泛应用，认识化学在材料领域的重要贡献，培养严谨的科学态度及利用化学知识服务社会的责任感。 重点难点 教学重点 1. 通过分子结构模型认识乙烯的碳碳双键结构特征 2. 根据实验现象分析乙烯的加成反应和氧化反应性质 3. 通过聚合过程理解乙烯生成聚乙烯的加聚反应本质 教学难点 1. 从微观角度理解碳碳双键不饱和性导致的化学活泼性 2. 区分加成反应与取代反应的本质差异 3. 理解聚合反应中单体、链节与聚合度的关系 课堂导入 【教师活动】 同学们，你们知道吗？我们日常生活中用的塑料瓶、保鲜膜、雨衣，甚至航天服里的材料，很多都是由一种神奇的气体——乙烯变来的！ 【教师活动】 乙烯看起来普通，却能变成这么多用途广泛的物质。它是怎么做到的？为什么它比乙烷更活泼？它又能怎样“变身”成塑料和酒精呢？ 【教师活动】 今天，就让我们一起走进乙烯的世界，去探索它的奥秘。 乙烯的组成与结构 探究新知 创设情境 乙烯是石油化工的重要基础原料，广泛用于合成聚乙烯塑料、乙醇、溶剂等化工产品。在现代农业中，乙烯还被用作植物生长调节剂，促进果实成熟。通过观察图7-9所示的乙烯分子结构模型，我们可以发现其结构与乙烷存在明显差异。这种结构上的不同是否会影响乙烯的化学性质呢？这正是我们今天要深入探究的问题。 师生互动与教师引导过程 问题1 · 教师引导：从图7-9可以看出，乙烯分子中两个碳原子之间是双键连接，而乙烷中是单键。请结合乙烷的结构，比较它们在组成上的差异。 · 学生回答：乙烯比乙烷少两个氢原子，碳原子之间多了一个键。 · 参考答案：乙烯的碳原子之间为双键，氢原子数目比乙烷少两个，碳原子未被氢原子完全“饱和”。 · 教师点评并讲解：很好！这种“未饱和”的结构使乙烯具有不同于烷烃的性质，我们称这类烃为不饱和烃。接下来我们进一步分析这种双键的组成。 问题2 · 教师引导：乙烯的结构式中碳碳双键由什么类型的键组成？这种结构特点对分子的空间构型有何影响？ · 学生回答：一个σ键和一个π键；分子呈平面结构。 · 参考答案：碳碳双键由一个σ键和一个π键组成，乙烯分子中所有原子共平面。 · 教师点评并讲解：非常准确！由于π键的存在，乙烯分子不能自由旋转，空间结构为平面型。这种结构特点也决定了其化学性质的活泼性。接下来我们思考它在反应中的表现。 问题3 · 教师引导：为什么乙烯比乙烷更容易发生加成反应？请从结构角度分析。 · 学生回答：因为乙烯含有π键，π键容易断裂参与反应。 · 参考答案：乙烯中的π键能量较高、键能较低，容易断裂，使乙烯表现出较活泼的化学性质，易于发生加成反应。 · 教师点评并讲解：分析到位！正是由于π键的不稳定性，乙烯容易与溴水、氢气等发生加成反应。接下来我们通过具体反应来验证这一性质。 问题4 · 教师引导：乙烯与溴水反应时，溴分子如何与乙烯作用？请写出反应的化学方程式。 · 学生回答：溴分子极化产生亲电的Br⁺，与双键形成环状溴鎓离子，再与Br⁻结合；反应式为： · 参考答案：乙烯与溴水发生加成反应，生成1,2-二溴乙烷，反应式为： · 教师点评并讲解：很好！这个反应是典型的亲电加成反应，体现了乙烯的特征性质。接下来我们总结一下乙烯的结构与性质之间的关系。 教师总结 1. 乙烯的分子式为，结构中含有碳碳双键，属于不饱和烃。 2. 碳碳双键由一个σ键和一个π键组成，乙烯分子呈平面结构。 3. π键易断裂，使乙烯具有较活泼的化学性质，易发生加成反应。 4. 乙烯的结构决定其性质，是理解烯烃化学性质的基础。 设计意图 通过结构模型和实际反应引导学生理解乙烯的组成与结构，结合问题链促进学生从结构角度分析性质，培养结构决定性质的化学观念和科学探究能力。 新知巩固 题目1 【题文】：为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ） A．15g甲基(−)含有的电子数为10 B．标准状况下，22.4L 所含原子数为5 C．标准状况下，22.4L乙烯和乙烷的混合物中含有的碳原子数目为2 D．常温下，3.0g 中含有的共用电子对的数目为0.6 【解答】：C正确；标准状况下22.4L混合气体为1mol，乙烯和乙烷每分子均含2个碳原子，故碳原子数为2。 【总结】：本题考查阿伏加德罗常数的应用，重点在于气体摩尔体积的适用条件、分子组成分析及共用电子对计算。解题时需注意物质状态、分子结构及守恒关系，尤其要判断混合物中特定原子的总量是否恒定。 题目2 【题文】：材料1中“得气即发”的“气”指乙烯；材料2中“泽中有火”指沼气（主要成分为）。下列说法正确的是（ ） A．均易溶于水 B．都能形成分子间氢键 C．分子中的共价键都是由原子轨道“头碰头”重叠形成 D．分子中中心原子杂化类型不同 【解答】：乙烯和甲烷中心原子均为杂化，但乙烯中碳为杂化，甲烷中碳为杂化，故杂化类型不同，选D。 【总结】：本题结合传统文化考查有机分子结构，核心是判断乙烯与甲烷的杂化方式。解题要点为分析中心原子价层电子对数及空间构型，明确与杂化的区别，同时排除氢键、溶解性等干扰选项。 乙烯的氧化反应 探究新知 一、情境导入 在日常生活中，我们常常会看到水果店中将未成熟的水果与成熟的水果放在一起，不久后未成熟的水果也会变熟。这是因为在成熟水果中会释放出一种气体——乙烯，它具有催熟的作用。然而，乙烯不仅仅用于催熟水果，它还能发生多种化学反应，比如氧化反应。那么，乙烯在氧化反应中会表现出怎样的性质呢？今天我们就通过实验来探究乙烯的氧化反应，深入了解它的化学行为。 二、实验设计与操作 接下来我们设计如下实验来观察乙烯的氧化反应： 实验材料：乙烯气体、酸性高锰酸钾溶液、酒精灯、导气管、集气瓶、试管、火柴、澄清石灰水。 实验步骤： 1. 乙烯的燃烧实验：将乙烯气体导入集气瓶中，用导气管连接点燃装置，点燃乙烯气体，观察燃烧现象。 2. 乙烯与酸性高锰酸钾溶液的反应：将乙烯气体通入盛有酸性高锰酸钾溶液的试管中，观察溶液颜色变化。 3. 产物验证：在燃烧实验中，将生成的气体通入澄清石灰水中，观察是否变浑浊。 操作要点： · 点燃乙烯前确保通风良好，避免气体积聚引发危险。 · 酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，操作时佩戴手套和护目镜。 · 通气时保持气体流速适中，避免溶液倒吸。 完成实验后，请仔细观察实验现象并记录。 三、现象观察与讨论 通过刚才的实验，我们观察到以下现象： · 乙烯在空气中燃烧时火焰明亮并伴有黑烟； · 酸性高锰酸钾溶液在通入乙烯后褪色； · 燃烧产物使澄清石灰水变浑浊。 问题1：乙烯燃烧时为何会产生黑烟？ · 答案：乙烯燃烧不完全产生碳颗粒。 · 讲解：这是因为乙烯中碳含量较高，燃烧不充分时会生成碳颗粒悬浮在空气中形成黑烟。 · 易错提示：需要注意区分完全燃烧与不完全燃烧的现象差异。 问题2：酸性高锰酸钾溶液为何会褪色？ · 答案：乙烯被高锰酸钾氧化，自身被还原。 · 讲解：这说明乙烯具有还原性，能与强氧化剂如高锰酸钾发生氧化还原反应。 · 易错提示：需注意反应条件对反应速率的影响。 问题3：澄清石灰水变浑浊说明了什么？ · 答案：燃烧产物中含有二氧化碳。 · 讲解：这说明乙烯燃烧生成了二氧化碳，进一步验证了其氧化反应的产物。 基于以上讨论，让我们深入分析这些现象背后的化学原理。 四、教师活动：实验结果分析 综合上述实验现象和讨论结果，我们可以得出以下结论： 乙烯在空气中燃烧生成二氧化碳和水，反应放热，火焰明亮且伴有黑烟，说明其燃烧不完全。乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，表明其具有还原性，能被强氧化剂氧化。澄清石灰水变浑浊说明燃烧产物中含有二氧化碳。 由此可见，乙烯的氧化反应不仅体现在燃烧过程中，也体现在与氧化剂的反应中。从微观角度看，乙烯分子中的双键容易断裂，参与氧化反应。这与我们学过的烯烃结构特性相联系，进一步说明了不饱和烃的化学活性。 下面我们共同总结本节课所学内容。 五、师生活动：知识点总结 通过本节课的探究学习，我们掌握了乙烯的氧化反应特性： 首先，乙烯在空气中燃烧生成二氧化碳和水，反应放热，伴有黑烟；其次，乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明其具有还原性；同时，这些反应体现了乙烯分子中碳碳双键的化学活性。 此外，我们还通过实验验证了乙烯氧化反应的产物，加深了对烯烃化学性质的理解。 六、设计意图 本节课通过实验探究的方式引导学生理解乙烯的氧化反应，结合生活实例与实验操作，激发学习兴趣，培养观察与分析能力，帮助学生建立宏观现象与微观本质之间的联系，提升化学核心素养。 新知巩固 题目1 【题文】：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操作方法是 A．与足量溴蒸气反应 B．与足量溴水反应 C．在一定条件下通入氢气 D．分别进行燃烧 【解答】：乙烯与溴水发生加成反应使其褪色，乙烷不反应，可鉴别并除杂；溴蒸气可能与乙烷发生取代，干扰除杂，选B。 【总结】：本题考查乙烯的加成性质及乙烷与乙烯的鉴别与除杂。解题要点是利用乙烯能与溴水加成而乙烷不能的特性，溴水褪色可鉴别，且反应后乙烯转化为液态产物便于分离，实现除杂；注意溴蒸气在光照下可能引发乙烷取代，不适合除杂。 题目2 【题文】：下列叙述不正确的是 A．甲烷和氯气在光照条件下发生的反应是取代反应 B．乙酸的官能团是羧基 C．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．1mol乙醇与足量Na反应生成 【解答】：乙醇与Na反应：，1mol乙醇生成0.5mol ，D错误，选D。 【总结】：本题考查有机物的结构与性质。解题要点是掌握甲烷取代、乙酸官能团、乙烯还原性及乙醇与钠反应的定量关系。乙醇分子中只有一个活泼氢（羟基氢），与钠反应生成的物质的量比为2:1，即1mol乙醇生成0.5mol ，D项错误。 乙烯的加成反应 探究新知 三、情境导入 在日常生活中，我们经常接触到塑料制品，如饮料瓶、食品包装袋等。这些材料的原料之一就是乙烯。乙烯不仅在工业上用途广泛，它还具有一些特殊的化学性质，比如能够与溴、氢气、水等发生加成反应。那么，这些反应是如何发生的？它们的反应机理又有什么共同点呢？ 今天我们就通过实验来探究乙烯的加成反应，观察它与溴的反应现象，并尝试从微观角度理解反应的本质。 四、实验设计与操作 接下来我们设计如下实验来验证乙烯与溴的加成反应。 实验步骤： 首先，取一支干净的试管，加入少量溴的四氯化碳溶液。然后，将乙烯气体通过导管缓慢通入试管中。观察溶液颜色的变化。 操作要点： · 乙烯气体应缓慢通入，避免剧烈反应。 · 溴的四氯化碳溶液具有挥发性，实验应在通风橱中进行。 · 实验结束后，及时关闭气体阀门并妥善处理废液。 完成实验后，请仔细观察试管中溶液的颜色变化，并记录实验现象。 五、现象观察与讨论 通过刚才的实验，我们观察到溴的四氯化碳溶液由红棕色逐渐变为无色，这说明乙烯与溴发生了化学反应。 问题1：为什么乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色？ · 答案：乙烯与溴发生了加成反应。 · 讲解：这说明乙烯分子中的双键断裂，溴原子加在两个碳原子上，生成了无色的1,2-二溴乙烷。 问题2：该反应属于哪种类型的有机反应？ · 答案：加成反应。 · 讲解：这说明不饱和碳原子与其他原子结合生成新物质，符合加成反应的定义。 问题3：如果换成氢气或水，乙烯是否也能发生类似反应？ · 答案：可以，在一定条件下发生加成。 · 讲解：这说明乙烯具有较强的反应活性，能与多种物质发生加成反应。 基于以上讨论，让我们深入分析这些现象背后的化学原理。 六、教师活动：实验结果分析 综合上述实验现象和讨论结果，我们可以得出乙烯与溴反应生成了1,2-二溴乙烷。由此可见，乙烯分子中的碳碳双键断裂，两个溴原子分别加在两个碳原子上。 从微观角度看，乙烯的双键结构使其具有较高的反应活性，容易发生加成反应。这与我们学过的不饱和烃的性质相联系，也解释了为什么乙烯在工业上能广泛用于合成多种有机化合物。 下面我们共同总结本节课所学内容。 七、师生活动：知识点总结 通过本节课的探究学习，我们掌握了乙烯的加成反应特性。 首先，乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷，使溴的四氯化碳溶液褪色；其次，乙烯在一定条件下还能与氢气、水等发生加成反应，生成乙烷和乙醇；同时，这些反应都体现了加成反应的基本特征：不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新物质。 此外，这些反应在工业上具有重要应用，如乙烯与水的加成反应可用于制取乙醇。 八、设计意图 本节课通过实验探究乙烯的加成反应，引导学生从宏观现象入手，逐步理解微观反应机理，强化对有机反应类型的认识，提升科学探究能力和化学核心素养。 新知巩固 题目1 【题文】：下列说法正确的是 ①苯能使溴水褪色，说明苯环结构中含有碳碳双键 ②与一定不是同系物 ③乙烯使溴水褪色属于取代反应 ④两有机物结构简式分别为环丁烷和1-丁烯，是同分异构体 ⑤相同质量的烃完全燃烧，耗氧量最大的是 ⑥乙烯能使溴水和酸性溶液褪色，且反应类型相同 选项：A．②⑥ B．②⑤ C．①⑤ D．④⑤⑥ 【答案】B 【解答】：②正确，为烷烃，为烯烃或环烷烃，不同系；⑤正确，含氢量最高，等质量时耗氧最多；其余错误。选B。 【总结】：本题考查有机化学基本概念，包括同系物、同分异构体、加成与氧化反应区别、燃烧耗氧量比较等。解题需明确：同系物结构相似且相差整数个；烯烃与环烷烃可互为同分异构体；乙烯与溴水发生加成反应，与酸性为氧化反应；等质量烃燃烧耗氧量取决于氢的质量分数，最高。 题目2 【题文】：下列实验设计或结论不正确的是 A．除去乙炔中：通过溶液 B．甲苯使酸性褪色：苯环影响甲基 C．乙烯通入溴的四氯化碳溶液得无色溶液：生成的1,2-二溴乙烷无色且溶于 D．溴乙烷与水溶液共热，加产生浅黄色沉淀：证明含溴原子 【答案】D 【解答】：D错误，水解后未加稀硝酸酸化，会干扰检测，可能生成沉淀，无法准确检验。 【总结】：本题考查有机实验设计与评价。关键点包括：可除生成沉淀；苯的同系物因侧链被氧化使褪色，体现苯环对侧链影响；乙烯加成生成无色可溶的1,2-二溴乙烷；卤代烃水解后检验卤离子时必须先加稀硝酸酸化，再加，否则会导致误判。 乙烯的聚合反应 探究新知 创设情境 在现代工业中，塑料制品无处不在，从食品包装到医疗器械，都离不开聚乙烯等高分子材料。这些材料的源头是像乙烯这样的小分子，它们通过聚合反应结合成长链大分子。这一过程不仅改变了物质的物理性质，也极大地拓展了材料的应用范围。那么，乙烯是如何一步步变成聚乙烯的？这个反应的本质又是什么？让我们从图7-12的聚乙烯分子结构模型中寻找线索。 师生互动与教师引导过程 问题1 · 教师引导：从图中可以看出聚乙烯是由许多相同的结构单元重复连接而成的大分子，那么这些结构单元是从哪里来的？ · 学生回答：来源于乙烯分子。 · 参考答案：聚乙烯的结构单元来源于乙烯分子的聚合反应。 · 教师点评并讲解：很好！乙烯分子在催化剂作用下发生反应，生成聚乙烯。这个反应就是我们今天要重点学习的聚合反应。那这个反应的过程是怎样的呢？我们继续深入。 问题2 · 教师引导：乙烯分子是如何结合成长链结构的？碳碳双键在这个过程中起什么作用？ · 学生回答：双键中的一个键断裂，使乙烯分子相互连接形成长链。 · 参考答案：乙烯分子中的碳碳双键断裂后，分子间通过碳原子相互连接，形成很长的碳链，生成聚乙烯。 · 教师点评并讲解：非常准确！这种反应属于加成聚合反应，简称加聚反应，它既是聚合反应，也是加成反应。那我们如何用化学方程式来表示这个过程呢？ 问题3 · 教师引导：如何用简洁的化学方程式表示乙烯生成聚乙烯的过程？ · 学生回答：可以用 来表示。 · 参考答案：正确。这个反应的化学方程式为： · 教师点评并讲解：很好！这个方程式不仅体现了反应物和生成物，还体现了聚合度 。那这个反应中“单体”和“结构单元”分别指的是什么？ 问题4 · 教师引导：在乙烯生成聚乙烯的过程中，“单体”和“结构单元”分别指什么？ · 学生回答：乙烯是单体，-CH₂-CH₂- 是结构单元。 · 参考答案：乙烯是聚乙烯的单体，而 -CH₂-CH₂- 是聚乙烯的重复结构单元，也称为链节。 · 教师点评并讲解：回答非常到位。单体是能合成高分子的小分子，而结构单元则是高分子中重复出现的部分。了解了这些概念，我们就能更好地理解聚合反应的本质。 教师总结 1. 乙烯在催化剂作用下发生聚合反应，生成聚乙烯。 2. 聚合反应是小分子结合成大分子的过程，属于加成聚合反应。 3. 聚乙烯的结构单元为 -CH₂-CH₂-，聚合度为 。 4. 乙烯是聚乙烯的单体，聚合反应在高分子材料工业中应用广泛。 设计意图 通过情境引入和问题链设计，引导学生从宏观现象深入理解乙烯聚合反应的微观本质，掌握聚合反应的定义、类型和表示方法，培养学生的化学符号表达能力和结构分析能力。 新知巩固 题目1 【题文】：利用下列装置或装置组合进行实验，能达到实验目的的是 A．用甲装置检验制取纯净的 B．用乙装置验证乙烯的产量 C．用丙装置证明元素的非金属性： D．用丁装置收集气体 【答案】B 【解答】：乙装置中酸性褪色可验证乙烯生成，其他装置不合理，选B。 【总结】：本题考查化学实验装置与目的的匹配性。解题要点是分析各装置原理：甲不能干燥氨气，丙无法证明非金属性强弱，丁不适用于收集（应向上排空气法），而乙中乙烯使酸性高锰酸钾褪色可验证其生成，故B正确。 题目2 【题文】：下列物质的结构或性质不能说明其用途的是 A．硫化剂将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，硫化交联程度越大，则所得橡胶弹性越好 B．，故在饮用水、食物或牙膏中添加适量氟化物，可以防治龋齿 C．石墨中碳原子未杂化的所有轨道相互平行重叠，使轨道中的电子可在整个碳原子平面内运动，故石墨可制成导电材料 D．木糖醇不属于糖类，但甜味与蔗糖相当，故可用作糖尿病患者适用的甜味剂 【答案】A 【解答】：硫化交联程度过大反而降低弹性，A错误；其余选项结构与性质对应正确，选A。 【总结】：本题考查物质结构、性质与用途的关系。解题要点是判断各选项逻辑是否成立：A中硫化过度导致弹性下降，说法错误；B涉及沉淀转化防龋齿，C基于石墨导电机制，D依据木糖醇代谢特点，均正确。需结合有机、无机及材料化学知识综合分析。 塑料 探究新知 创设情境 塑料作为现代材料的重要组成部分，广泛应用于航空航天、医疗器械、电子设备等高科技领域。例如，航天器中大量使用轻质高强度的塑料部件，不仅减轻了整体重量，还提升了飞行效率。塑料的种类繁多，性能各异，其核心成分是合成树脂，如聚乙烯、聚丙烯等。那么，塑料为何能广泛替代传统材料？不同种类的塑料又有哪些独特的性能和用途呢？我们可以通过教材中的表格进一步了解。 师生互动与教师引导过程 问题1 · 教师引导：从情境中提到的航天器使用塑料部件出发，请结合教材中的表格，分析塑料在航空航天领域应用的优势体现在哪些方面？ · 学生回答：密度小、强度高、耐腐蚀等。 · 参考答案：塑料具有密度小、强度高、耐腐蚀、易加工等优良性能，适合用于对重量和性能要求高的航天器结构。 · 教师点评并讲解：很好！这些性能使塑料成为现代工业中不可或缺的材料。接下来我们来探讨这些性能背后的材料组成。 问题2 · 教师引导：塑料的主要成分是什么？它在塑料中起什么作用？ · 学生回答：主要成分是合成树脂，如聚乙烯、聚丙烯等，它们决定了塑料的基本性能。 · 参考答案：合成树脂是塑料的主要成分，决定了塑料的基本性能，如强度、耐腐蚀性等。 · 教师点评并讲解：正确！合成树脂是塑料的“骨架”，那除了它，塑料中还可能含有哪些成分呢？ 问题3 · 教师引导：塑料中常加入哪些添加剂？它们的作用分别是什么？ · 学生回答：增塑剂提高塑性，防老剂防止老化，还有增强材料和着色剂等。 · 参考答案：增塑剂提高塑性，防老剂防止老化，增强材料提升强度，着色剂赋予颜色。 · 教师点评并讲解：非常准确！这些添加剂让塑料性能更加多样化。接下来我们来看看不同种类塑料的具体用途。 问题4 · 教师引导：请根据教材表格，比较聚乙烯、聚氯乙烯和酚醛树脂的性能差异，并举例说明它们的典型用途。 · 学生回答：聚乙烯柔软，用于包装；聚氯乙烯硬质，用于管道；酚醛树脂耐高温，用于电器外壳。 · 参考答案：聚乙烯柔韧，用于食品包装；聚氯乙烯硬度高，用于建筑管道；酚醛树脂耐高温，用于电器绝缘部件。 · 教师点评并讲解：分析得很到位！不同塑料因其结构差异而具有不同的性能和用途。 教师总结 1. 塑料的主要成分是合成树脂，决定了其基本性能。 2. 添加剂如增塑剂、防老剂等可改善塑料的加工性能和使用寿命。 3. 不同种类的塑料具有不同的物理化学性质，适用于不同领域。 4. 塑料因其密度小、强度高、耐腐蚀等优点，广泛应用于现代工业和生活中。 设计意图 通过情境引入和问题链设计，引导学生理解塑料的组成、性能与用途，掌握有机高分子材料的基本特征，培养分析和应用能力。 新知巩固 题目1 【题文】：下列物质的结构、性质及其用途对应关系不正确的是 A．抗坏血酸(维生素C)分子中含有多个羟基，易溶于水 B．因为微溶于水，故石膏可用作制豆腐时的凝固剂 C．聚四氟乙烯具有抗酸碱、自润滑等性能，可用于制作滴定管活塞 D．由于可以破坏的沉淀溶解平衡，因此可用溶液溶解 【解答】：虽微溶，但制豆腐用的是或，不是石膏主因，B错误。 【总结】：本题考查物质结构、性质与用途的对应关系。解题需结合化学性质与实际应用，如维生素C的极性羟基决定水溶性，聚四氟乙烯的稳定性适合耐腐蚀部件，通过水解显酸性促进溶解，而石膏凝固豆腐主要利用钙离子使蛋白质聚沉，并非因其微溶。 题目2 【题文】：有一种功能性的聚合物，合成路线如下： （图示显示E与F发生反应生成P，已知信息提示为缩聚反应特征） A．的分子式为 B．的结构简式是（含两个羧基的芳香结构） C．降解后可得到和 D．合成的反应是加聚反应 【解答】：由反应前后官能团变化可知为缩聚反应，D错误；降解应得单体，C正确表述却被设为“不正确”，故选D。 【总结】：本题考查聚合反应类型及聚合物结构分析。解题要点是识别官能团反应特征：若生成小分子（如水），为缩聚反应；加聚反应则无小分子副产物。根据单体结构推断聚合方式，结合分子式验证原子守恒，降解产物通常为原单体，注意区分加聚与缩聚的本质差异。 橡胶 探究新知 创设情境 在现代交通运输中，橡胶材料扮演着不可或缺的角色，尤其是在汽车和飞机轮胎的制造中。天然橡胶虽然来源自然，但其产量有限，难以满足工业发展的需求。因此，科学家们通过化学方法合成了多种橡胶材料，如异戊橡胶、丁苯橡胶等。此外，为了提升橡胶的性能，工业上还采用了硫化工艺，使橡胶具备更强的强度和弹性。图7-14展示了硫化橡胶在雨靴制作中的应用，而图7-15则展示了橡胶消声瓦在降低船舶噪声中的作用。 师生互动与教师引导过程 问题1 · 教师引导：从橡胶在轮胎和消声瓦中的应用来看，橡胶具有哪些关键性能？这些性能与它的结构有什么关系？ · 学生回答：橡胶具有高弹性和一定的强度，可能与其分子结构有关。 · 参考答案：橡胶具有高弹性，是因为其分子链具有柔性和可伸展性；而通过硫化处理形成的交联网状结构增强了其强度和韧性。 · 教师点评并讲解：很好，橡胶的高弹性来源于其高分子链的柔性，而硫化处理使线型结构交联形成网状结构，从而提升其力学性能。那么，天然橡胶和合成橡胶的主要成分分别是什么？ 问题2 · 教师引导：天然橡胶和合成橡胶的主要成分分别是什么？它们在结构上有什么异同？ · 学生回答：天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，合成橡胶如异戊橡胶也是以异戊二烯为单体聚合而成，结构相似。 · 参考答案：天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，合成橡胶如异戊橡胶也是聚异戊二烯，因此结构和性能接近天然橡胶。其他合成橡胶如丁苯橡胶、氯丁橡胶等则由不同单体聚合而成，结构不同，性能也有所差异。 · 教师点评并讲解：正确。合成橡胶通过模仿天然橡胶的结构实现了性能的接近，但也可以通过改变单体种类来调整性能。接下来我们来看橡胶硫化的过程及其作用。 问题3 · 教师引导：橡胶硫化过程中发生了什么变化？硫的作用是什么？ · 学生回答：硫化过程中橡胶分子链之间通过硫原子连接，形成交联结构。 · 参考答案：硫化过程中，硫原子使线型高分子链之间形成化学键，产生交联，形成网状结构，从而提高橡胶的强度、弹性和化学稳定性。 · 教师点评并讲解：非常准确。硫化使橡胶从线型结构转变为网状结构，显著提升了其物理性能。接下来我们来看特种橡胶的应用及其重要性。 问题4 · 教师引导：特种橡胶如氟橡胶和硅橡胶有哪些特殊性能？它们在哪些领域中被广泛应用？ · 学生回答：氟橡胶耐高温和耐腐蚀，硅橡胶耐极端温度，它们在航空、航天和国防中应用广泛。 · 参考答案：氟橡胶具有优异的耐热性和耐酸碱腐蚀性能，硅橡胶则具有耐高温和耐低温的特性，广泛应用于航空、航天和国防等尖端技术领域。 · 教师点评并讲解：很好，特种橡胶因其优异的性能在极端环境下发挥着不可替代的作用。接下来我们来总结本节课的核心内容。 教师总结 1. 橡胶是一类具有高弹性的高分子材料，天然橡胶主要成分为聚异戊二烯。 2. 合成橡胶通过模仿天然橡胶结构或改变单体种类实现性能多样化。 3. 橡胶硫化通过硫原子交联形成网状结构，提升其强度、弹性和稳定性。 4. 特种橡胶如氟橡胶和硅橡胶具有耐高温、耐腐蚀等特性，广泛应用于高端技术领域。 设计意图 通过创设科技应用情境，引导学生从结构与性能的关系出发，深入理解橡胶的组成、硫化过程及特种橡胶的应用，帮助学生建立“结构—性质—用途”的化学观念，并提升其分析和应用能力。 新知巩固 题目1 【题文】：生产生活中化学无处不在。下列说法正确的是 A．珠海航展中歼-35所用的航空煤油可以通过石油裂解得到 B．通过分离液态空气获得，是工业上常用的固氮方式 C．线性结构的橡胶与硫作用可得到网状结构的硫化橡胶，可用于制造轮胎 D．-储氢合金，通过物理吸附能够储存大量氢气，具有广阔的应用前景 【解答】：航空煤油来自石油分馏，非裂解；分离液态空气不是固氮；硫化橡胶形成网状结构正确；储氢合金为化学吸附，非物理。选C。 【总结】：本题考查化学与生活、材料及能源的应用。解题需掌握石油炼制、固氮概念、橡胶硫化原理及储氢方式的区别，重点在于辨析物理变化与化学变化、工业实际与概念定义的匹配。 题目2 【题文】：下列关于合成橡胶的说法不正确的是 A．异戊橡胶以异戊二烯为单体，结构与天然橡胶相似 B．丁苯橡胶由丁二烯和苯乙烯共聚而成，具有良好的耐磨性 C．氯丁橡胶分子中含有氯原子，具有较好的耐油性和阻燃性 D．橡胶硫化过程中，硫原子使线型分子转化为支链结构，提高弹性 【解答】：硫化是形成交联的网状结构，非支链结构。A、B、C均正确描述合成橡胶。选D。 【总结】：本题考查合成橡胶的单体、性能及硫化机理。解题要点是掌握常见合成橡胶的组成与特性，并理解硫化是通过硫桥形成三维网状结构以增强性能，而非支链化。 纤维 探究新知 创设情境 在“神舟”飞船的航天任务中，航天员穿着的航天服不仅需要抵御极端温度变化，还要具备良好的强度和耐腐蚀性能。图7-16展示了航天服的结构，其中使用了多种合成纤维材料。这些纤维不仅轻便，还具有高强度、耐磨和耐化学腐蚀等特性，是现代航天科技的重要组成部分。那么，这些合成纤维是如何制得的？它们与我们日常生活中常见的棉、麻等天然纤维有何不同？这背后又蕴含着怎样的化学原理呢？ 师生互动与教师引导过程 问题1 · 教师引导：结合图片和情境，航天服中使用的合成纤维具有哪些天然纤维不具备的性能？ · 学生回答：强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀、不易虫蛀等。 · 参考答案：合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能。 · 教师点评并讲解：很好，这些性能使合成纤维不仅用于服装，还广泛应用于工业和航天领域。那么这些合成纤维是如何从原料变成纤维的呢？ 问题2 · 教师引导：合成纤维的生产过程与天然纤维有何不同？ · 学生回答：天然纤维直接取自植物或动物，而合成纤维是通过化学方法合成的。 · 参考答案：合成纤维是以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体，再经聚合反应生成的高分子材料。 · 教师点评并讲解：非常准确。合成纤维属于化学纤维的一种，另一种是再生纤维。那你知道常见的合成纤维有哪些吗？ 问题3 · 教师引导：教材中列举了哪些常见的合成纤维？它们的命名方式有什么规律？ · 学生回答：如聚丙烯纤维（丙纶）、聚氯乙烯纤维（氯纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）等，命名中通常包含聚合物的单体名称。 · 参考答案：常见合成纤维包括聚丙烯纤维（丙纶）、聚氯乙烯纤维（氯纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、涤纶、锦纶、芳纶等，命名通常与单体或聚合物结构有关。 · 教师点评并讲解：观察得很细致。这些纤维的命名确实与它们的化学结构密切相关。接下来我们来看看它们在实际中有哪些具体应用。 问题4 · 教师引导：除了航天服，合成纤维还在哪些领域有广泛应用？ · 学生回答：如服装、绳索、渔网、工业滤布、飞机和船舶结构材料等。 · 参考答案：合成纤维广泛应用于服装、工业制造、交通运输、航空航天等多个领域。 · 教师点评并讲解：确实如此，合成纤维的多功能性使其成为现代材料科学的重要组成部分。接下来我们来总结一下本节课的核心内容。 教师总结 1. 合成纤维是以石油、天然气等为原料，通过聚合反应制得的高分子材料。 2. 常见合成纤维包括丙纶、氯纶、腈纶、涤纶、锦纶和芳纶等。 3. 合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀等优良性能。 4. 合成纤维广泛应用于服装、工业、航空航天等多个领域。 设计意图 通过联系航天科技的前沿应用，激发学生兴趣，引导其理解合成纤维的来源、性能与应用，培养学生从化学视角分析实际问题的能力。 新知巩固 题目1 【题文】：下列关于有机物的说法正确的是（ ） A．木材、草类等经过加工制成的黏胶纤维属于合成纤维 B．棉花、羊毛、天然橡胶和油脂均属于天然有机高分子材料 C．常用食品袋的主要成分是聚乙烯，聚乙烯可与溴水发生加成反应 D．动物脂肪和溶液混合加热，可得到肥皂的主要成分和甘油 【解答】：黏胶纤维为再生纤维，非合成纤维；油脂不是高分子；聚乙烯无双键，不与溴水反应；动物脂肪在碱性条件下水解生成肥皂和甘油，选D。 【总结】：本题考查有机高分子材料分类及性质。需明确天然纤维、再生纤维与合成纤维的区别，掌握高分子化合物定义，理解聚乙烯结构特点及油脂碱性水解（皂化反应）原理。解题时应逐项分析物质类别与化学性质。 题目2 【题文】：下列说法错误的是（ ） A．涤纶、腈纶、锦纶均属于合成纤维 B．合成纤维的强度高、耐磨、耐腐蚀，但吸湿性差 C．黏胶纤维由纤维素经化学处理再生制得，属于天然纤维 D．聚丙烯腈由丙烯腈经加聚反应制得，可用于制造人造毛 【答案】：C 【解答】：黏胶纤维以天然纤维素为原料，但经化学加工，属于再生纤维，归类为化学纤维而非天然纤维，C错误；A、B、D均正确。 【总结】：本题考查化学纤维的分类与性质。需掌握合成纤维与再生纤维的区别，理解“天然原料”不等于“天然纤维”，熟悉常见合成纤维的单体与性能。解题关键在于辨析纤维类别及命名规则。 课堂练习 第1题 【题文】下列叙述不正确的是 A．甲烷和氯气在光照条件下发生的反应是取代反应 B．乙酸的官能团是羧基 C．乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．1mol乙醇与足量Na反应生成 【答案】D 第2题 【题文】为提纯下列物质（括号内的物质为杂质），所选用的除杂装置和分离方法都正确的是 选项 被提纯物质 除杂装置 分离方法 A 甲烷（乙烯） 通过酸性溶液中，洗气 B 苯甲酸（氯化钠） 实验室蒸发结晶提纯苯甲酸 C 乙炔（） 通过高锰酸钾溶液洗气除杂 D 乙酸乙酯（乙酸） 加入饱和碳酸钠溶液，萃取分液 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 第3题 【题文】下列根据实验操作和实验现象所得出的结论正确的是 实验操作 实验现象 结论 A 向淀粉溶液中滴加几滴稀硫酸，水浴加热一段时间后，用NaOH溶液调节pH至碱性，再加入新制Cu(OH)2悬浊液，加热 有砖红色沉淀生成 淀粉已完全水解 B 将乙烯与SO2分别通入酸性KMnO4溶液中 酸性KMnO4溶液均褪色 两种气体使酸性KMnO4溶液褪色的原理不同 C 将石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片后产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中 溴的四氯化碳溶液逐渐褪色 烷烃分解产生的烯烃与溴发生了氧化反应 D 将乙醇、乙酸、浓硫酸混合共热产生的蒸气通入饱和Na2CO3溶液中 液面上有透明的不溶于水的油状液体生成，且该油状液体有香味 乙醇和乙酸发生了酯化反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 板书设计 乙烯的组成、结构与性质 1. 分子组成 · 分子式： · 含碳碳双键 → 不饱和 2. 化学性质 · 氧化反应： → 使酸性KMnO₄褪色 · 加成反应： → 可与H₂、H₂O等加成 · 聚合反应： （聚乙烯） 3. 应用 · 制塑料、乙醇、合成材料 教学反思 本节课围绕乙烯的组成、结构、性质及其应用展开，通过分子模型、化学反应方程式和实际工业应用（如聚乙烯制备、乙醇合成）帮助学生构建有机物结构与性质的联系。教学设计符合高中化学课程标准要求，学生基本掌握了乙烯的典型化学性质及加成、聚合反应的基本原理。成功之处在于结合实物模型与实验现象（如溴的四氯化碳溶液褪色）增强直观认知，提升学习兴趣。不足在于对聚合反应中“链节”“聚合度”等概念讲解略显抽象，部分学生对加聚反应机理理解不深，需加强图示解析与练习巩固。 学科网（北京）股份有限公司 $