内容正文:
第二节 乙烯与有机高分子材料
题型01 乙烯的结构与性质
题型02 加成反应和取代反应
题型03 烃的概念及分类
题型04 加聚反应的相关概念及加聚产物单体的判断方法
题型05 有机高分子材料
题型06 分子中原子的共面问题
题型01 乙烯的结构与性质
1.乙烯的组成和结构
(1)乙烯的表示方式
分子式
电子式
结构式
C2H4
结构简式
球棍模型
空间填充模型
CH2==CH2
(2)乙烯的结构
①空间结构
②结构特点
乙烯分子中氢原子数____乙烷分子中的氢原子数。碳原子的价键没有全部被氢原子“____”。乙烯分子中的碳碳双键使乙烯表现出较活泼的化学性质。
2.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
①乙烯在空气中燃烧的现象:火焰明亮且伴有____,燃烧的化学方程式为____________________。
②乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液____。
(2)加成反应
①概念:有机物分子中的________与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
②乙烯的加成反应
a.乙烯使溴的四氯化碳溶液(或溴水)褪色,反应的化学方程式为____________________
b.乙烯与H2O加成,反应的化学方程式为
CH2===CH2+H2O________
c.乙烯与H2加成,反应的化学方程式为
CH2===CH2+H2________
(3)聚合反应
①乙烯生成聚乙烯的化学方程式:
②聚合反应的概念:由相对分子质量____的化合物分子互相结合成相对分子质量____的聚合物的反应。
③加聚反应:聚合反应同时也是加成反应,这样的反应又称为加成聚合反应,简称加聚反应。如
[方法提炼] 断开双键,键分两端,添加括号,n在后面。
【典例1】(24-25高一下·广东佛山·阶段测试)乙烯是衡量国家石油化工发展水平的标志。下列关于乙烯的化学用语正确的是
A.分子式: B.电子式:
C.结构简式: D.球棍模型:
【变式1-1】乙烯是石油裂解气的主要成分,其产量常用来衡量一个国家的石油化工水平。下列有关说法正确的是
A.乙烯可与发生取代反应,从而使溴水褪色
B.可用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯
C.乙烯可通过加成反应得到
D.乙烯的电子式为
【变式1-2】乙烯是石油化学工业重要的基本原料,用途广泛,下列有关说法错误的是
A.乙烯易溶于水,与水反应生成乙醇,发生了加成反应
B.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生了氧化反应
C.乙烯可使溴的四氯化碳溶液褪色,发生了加成反应
D.在适当条件下乙烯能生成聚乙烯,发生了加聚反应
【变式1-3】将乙烯分别通过如图所示的装置,下列叙述正确的是
A.二者都褪色且原理相同 B.二者都能证明乙烯中有不饱和键
C.乙烯均发生了加成反应 D.二者都不可用于鉴别乙烷和乙烯
题型02 加成反应和取代反应
1.加成反应的特点:“断一,加二,都进来”,“断一”是指碳碳双键或三键中的一个不稳定键断裂,“加二”是指将2个其他原子或原子团分别加在2个不饱和的碳原子上。
2.取代反应的特点:“上一下一,有进有出”,注意在书写取代反应的化学方程式时,防止漏写次要产物。
【典例2】(24-25高一下·广东深圳·期中)下面有关说法正确的是
A.聚乙烯能使溴水褪色 B.乙烯与水的反应属于加成反应
C.可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和直馏汽油 D.常见烷烃沸点:正戊烷>异丁烷>正丁烷
【变式2-1】(24-25高一下·广东广州·期中)卤代烃的制备有多种方法,下列卤代烃适合由烯烃通过加成反应制得的是
A. B. C. D.
【变式2-2】根据乙烯的性质推测丁烯的性质,下列说法不正确的是
A.丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.丁烯能在空气中燃烧
C.丁烯与溴发生加成反应的产物是
D.聚丁烯的结构可以表示
【变式2-3】下列实验室制取少量一氯乙烷的方法中,所得产物含量最高的是
A.乙烷与氯气反应
B.乙烯与氯气反应
C.乙烯与氢气、氯气混合反应
D.乙烯与氯化氢反应
题型03 烃的概念及分类
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。
2.烃的分类
(1)依据:根据碳原子间成键方式的不同可分为____和____;根据碳骨架的不同可分为____和____。
(2)分类
【特别提醒】苯是芳香烃的母体,分子式为C6H6,结构简式为或,苯分子具有平面正六边形结构,相邻碳原子之间的键完全相同,其键长介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。
3.常见烃的分子结构与性质
烃
甲烷
乙烯
乙炔
苯()
电子式
—
化学键
C—H
C—H和
C-H和—C≡C—
C—H和特殊的碳碳键
结构式
H—C≡C—H
分子结
构特点
正四面体
6个原子共平面
4个原子共直线
12个原子共平面
主要性质
取代反应
加成反应,加聚反应
加成反应
一定条件下既可以发生取代反应,也可以发生加成反应
【典例3】(24-25高一下·广东广州·期中)乙烯是石油化工重要的基本原料。以乙烯为原料合成环氧乙烷、聚乙烯的路线如图所示,下列说法正确的是
A.环氧乙烷属于烃 B.乙烯制备环氧乙烷属于氧化反应
C.乙烯是聚乙烯的链节 D.聚乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【变式3-1】下列有关烃的说法正确的是
A.烃分子中除了含碳和氢之外,还可能含其他元素
B.根据烃分子中碳原子间成键方式不同,可把烃分为饱和烃与不饱和烃
C.分子中含有苯环的有机物就是芳香烃
D.乙烯和乙炔分子中都含有不饱和键,故它们互为同系物
【变式3-2】下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法正确的是
①它们既不是同系物,也不是同分异构体 ②乙烷属于饱和烃,乙烯、乙炔属于不饱和烃
③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色 ④它们都能燃烧
⑤它们都能使酸性溶液褪色
A.①③④ B.①②③⑤ C.②③④⑤ D.①②③④
【变式3-3】烃的组成元素只有碳、氢两种,但烃的种类多、结构复杂。下列有关烃的结构与性质的说法正确的是
A.烃分子中一定存在非极性共价键
B.丙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色的原理相同
C.可用如图所示装置鉴别与乙烯或除去中的乙烯
D.通过乙烯加成比通过乙烷取代所得的纯度更高
题型04 加聚反应的相关概念及加聚产物推断单体的方法
1.加聚反应的相关概念
概念
含义
示例
链节
高分子中重复的结构单元
聚合度
高分子中链节的数目n
单体
能合成高分子的小分子物质
聚合物
由单体聚合形成的相对分子质量很大的物质
2.由加聚产物推断单体的方法:
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形成双键即可。
如,其单体是
如,其单体是
【典例4】(24-25高二下·广东茂名·阶段练习)聚乙烯塑料无毒,是用途最广泛的塑料之一、下列有关聚乙烯的说法正确的是
A.聚乙烯属于纯净物 B.聚乙烯属于烯烃,可以燃烧
C.聚乙烯能使溴水褪色 D.聚乙烯的单体是乙烯
【变式4-1】高分子化合物 的单体是
A.CH2=CH-CH2-CH3 B.
C. D.
【变式4-2】N95口罩是用聚丙烯制作,能过滤95%微细颗粒的5层口罩。下列说法不正确的是
A.聚丙烯的单体是CH2=CH﹣CH3 B.聚丙烯是混合物
C.聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.聚丙烯的最简式为CH2
【变式4-3】合成有机玻璃的化学方程式为:n。
(1)该反应的类型为 反应。
(2)其中单体的结构简式是 ,高分子化合物的链节为 ,n值叫 。
题型05 有机高分子材料
1.有机高分子材料的分类
有机高分子材料
2.有机高分子材料
(1)塑料
①组成
②性能:强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等。
(2)常见塑料及其结构简式
聚乙烯(PE): 聚氯乙烯(PVC):
聚苯乙烯(PS): 聚丙烯(PP):
3.橡胶
(1)性能: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所必需的原料。
(2)成分:天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,结构简式为 ,其单体为。
(3)橡胶的分类、结构及性能
天然橡胶
线型结构,有一定弹性,但强度和韧性差
合成天然橡胶(异戊橡胶)
硫化橡胶
网状结构,有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性
特种橡胶
耐热和耐酸、碱腐蚀的氟橡胶;耐高温和严寒的硅橡胶
(4)用途:制造汽车、飞机轮胎;各种密封材料。
4.纤维
(1)分类
(2)合成纤维的性能及用途
①性能:强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。
②用途:制衣料、绳索、渔网等,广泛应用于工农业领域。
【典例5】(24-25高一下·广东清远·期末)食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装,它对人体有潜在危害。下列有关叙述错误的是
A.PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得
B.PVC保鲜膜属于链状聚合物,在高温时易熔化,能溶于有机溶剂
C.用湿润的蓝色石蕊试纸检验加热PE和PVC产生的气体,可鉴别PE和PVC
D.等质量的PE和乙烯完全燃烧消耗的氧气质量相等
【变式5-1】下列化学用语表述正确的是
A.甲烷的空间填充模型: B.聚丙烯的结构简式:
C.四氯化碳的电子式: D.的名称:1,2-二溴乙烷
【变式5-2】下列陈述I与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
液氨可用作制冷剂
液氨汽化时要吸收大量的热
B
可用来生产光导纤维
具有导电性
C
用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜
聚乙烯燃烧生成和
D
用铝槽车运送浓硫酸
Al与浓硫酸常温下不反应
【变式5-3】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.聚乙烯塑料是天然高分子材料 B.聚氯乙烯塑料可包装食品
C.羊毛是合成高分子材料 D.硫化橡胶具有更好的强度、韧性
题型06 分子中原子的共面问题
常见烃分子中原子共平面的判断:
1.典型空间结构
(1)甲烷型:
正四面体→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。
(2)乙烯型:
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。
(3)乙炔型:—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。
(4)苯型:
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。
2.有机物共面问题解题规律
(1)甲烷、乙烯、乙炔、苯四种分子中的氢原子如果被其他原子取代,则取代后的分子结构基本不变。
(2)共价单键可以自由旋转,共价双键和共价三键不能旋转。
(3)结构式中有甲基(或饱和碳原子)的有机物,其分子中的所有原子不可能共平面。
(4)要弄清题目要求的是“可能共面”还是“一定共面”,是“至少”还是“最多”,是“碳原子”还是“所有原子”。
(5)将所给有机物的分子中一定共面的结构分别确定为平面M和平面N,若两个平面通过单键相连,则通过旋转任意一个平面,可以使两个平面重合,即该有机物分子中所有原子共平面。
【典例6】(24-25高一下·广东中山·阶段练习)某有机物的结构简式如图所示,下列关于该有机物的叙述不正确的是
A.最多有10个碳原子共面
B.最多有6个原子共线
C.该有机物苯环上的一个H被Cl取代,有3种结构
D.该有机物含有1mol碳碳双键
【变式6-1】(24-25高一下·广东江门·阶段练习)下列关于有机化合物的说法正确的是
A.甲烷中混有杂质乙烯,可用酸性高锰酸钾溶液除杂
B.和互为同系物
C.丙烯(CH2=CH-CH3)中所有原子一定共面
D.因为二氯甲烷没有同分异构体,所以甲烷为正四面体结构
【变式6-2】)关于化合物2−苯基丙烯(),下列说法错误的是
A.分子式为C9H10 B.一定条件下可以发生加聚反应
C.分子中最多有17个原子共平面 D.易溶于水及苯
【变式6-3】甘油酸是一种食品添加剂,结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.分子式为 B.可与反应
C.可以发生加聚反应 D.分子中所有原子一定共平面
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第二节 乙烯与有机高分子材料
题型01 乙烯的结构与性质
题型02 加成反应和取代反应
题型03 烃的概念及分类
题型04 加聚反应的相关概念及加聚产物单体的判断方法
题型05 有机高分子材料
题型06 分子中原子的共面问题
题型01 乙烯的结构与性质
1.乙烯的组成和结构
(1)乙烯的表示方式
分子式
电子式
结构式
C2H4
结构简式
球棍模型
空间填充模型
CH2==CH2
(2)乙烯的结构
①空间结构
②结构特点
乙烯分子中氢原子数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”。乙烯分子中的碳碳双键使乙烯表现出较活泼的化学性质。
2.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
①乙烯在空气中燃烧的现象:火焰明亮且伴有黑烟,燃烧的化学方程式为C2H4+3O22CO2+2H2O。
②乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液褪色。
(2)加成反应
①概念:有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
②乙烯的加成反应
a.乙烯使溴的四氯化碳溶液(或溴水)褪色,反应的化学方程式为CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br
b.乙烯与H2O加成,反应的化学方程式为
CH2===CH2+H2OCH3CH2OH
c.乙烯与H2加成,反应的化学方程式为
CH2===CH2+H2CH3CH3
(3)聚合反应
①乙烯生成聚乙烯的化学方程式:
②聚合反应的概念:由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应。
③加聚反应:聚合反应同时也是加成反应,这样的反应又称为加成聚合反应,简称加聚反应。如
[方法提炼] 断开双键,键分两端,添加括号,n在后面。
【典例1】(24-25高一下·广东佛山·阶段测试)乙烯是衡量国家石油化工发展水平的标志。下列关于乙烯的化学用语正确的是
A.分子式: B.电子式:
C.结构简式: D.球棍模型:
【答案】A
【解析】A.乙烯的分子式:,A正确;
B.乙烯分子中含有碳氢单键和碳碳双键,电子式为,B错误;
C.书写结构简式时,碳碳双键不能省略,则其结构简式为CH2=CH2,C错误;
D.乙烯分子碳原子半径大于氢,球棍模型:,D错误;
故选A。
【变式1-1】乙烯是石油裂解气的主要成分,其产量常用来衡量一个国家的石油化工水平。下列有关说法正确的是
A.乙烯可与发生取代反应,从而使溴水褪色
B.可用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯
C.乙烯可通过加成反应得到
D.乙烯的电子式为
【答案】D
【解析】A.乙烯可与发生加成反应,不是取代反应,故A错误;
B.乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳,会引入新的杂质,因此不能用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯,故B错误;
C.根据断键方式和成键方式,乙烯可通过加成反应,双键中断裂一根键,两端的碳原子都接了氯原子,因此生成的产物为,故C错误;
D.乙烯是碳碳双键,其电子式为,故D正确。
综上所述,答案为D。
【变式1-2】乙烯是石油化学工业重要的基本原料,用途广泛,下列有关说法错误的是
A.乙烯易溶于水,与水反应生成乙醇,发生了加成反应
B.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生了氧化反应
C.乙烯可使溴的四氯化碳溶液褪色,发生了加成反应
D.在适当条件下乙烯能生成聚乙烯,发生了加聚反应
【答案】A
【解析】A.乙烯不易溶于水,在一定条件下能与水发生加成反应生成乙醇,A错误;
B.乙烯中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾氧化从而使其褪色,B正确;
C.乙烯中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;
D.乙烯含有碳碳双键,一定条件下能发生加聚反应生成聚乙烯,D正确;
故答案选A。
【变式1-3】将乙烯分别通过如图所示的装置,下列叙述正确的是
A.二者都褪色且原理相同 B.二者都能证明乙烯中有不饱和键
C.乙烯均发生了加成反应 D.二者都不可用于鉴别乙烷和乙烯
【答案】B
【解析】A.乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,与溴发生加成反应而使溶液褪色;通入到酸性高锰酸钾溶液中,会被高锰酸钾氧化变为CO2,高锰酸钾被还原为无色的Mn2+,因此褪色原理不相同,A错误;
B.不饱和的烯烃、炔烃可以使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色,因此能证明乙烯分子中含有不饱和键,B正确;
C.乙烯通入到酸性高锰酸钾溶液中,会被高锰酸钾氧化变为CO2,发生氧化反应,C错误;
D.乙烷与溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液都不能发生反应,而乙烯可以使两种溶液都褪色,现象不同,可以鉴别,D错误;
故选B。
题型02 加成反应和取代反应
1.加成反应的特点:“断一,加二,都进来”,“断一”是指碳碳双键或三键中的一个不稳定键断裂,“加二”是指将2个其他原子或原子团分别加在2个不饱和的碳原子上。
2.取代反应的特点:“上一下一,有进有出”,注意在书写取代反应的化学方程式时,防止漏写次要产物。
【典例2】(24-25高一下·广东深圳·期中)下面有关说法正确的是
A.聚乙烯能使溴水褪色 B.乙烯与水的反应属于加成反应
C.可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和直馏汽油 D.常见烷烃沸点:正戊烷>异丁烷>正丁烷
【答案】B
【解析】A.聚乙烯结构中无碳碳双键,无法与溴水反应,不能使其褪色,A项错误;
B.乙烯与水在催化剂作用下发生加成反应生成乙醇,B项正确;
C.直馏汽油主要成分为烷烃,苯和直馏汽油均不与酸性高锰酸钾反应,因此用酸性高锰酸钾溶液无法鉴别苯和直馏汽油,C项错误;
D.烷烃沸点随着碳原子数的增多而增大,碳原子数相同的烷烃,支链越多,沸点越低,因此沸点:正戊烷(5C)>正丁烷(4C直链)>异丁烷(4C支链),D项错误;
答案选B。
【变式2-1】(24-25高一下·广东广州·期中)卤代烃的制备有多种方法,下列卤代烃适合由烯烃通过加成反应制得的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
A.中与氯原子相连的碳原子相邻碳原子上没有氢原子,不能由烯烃通过加成反应制得,A错误;
B.中与氯原子相连的碳原子相邻碳原子上没有氢原子,不能由烯烃通过加成反应制得,B错误;
C.该物质可以由与HCl发生加成反应制得,C正确;
D.与氯原子相连的碳原子相邻碳原子上没有氢原子,不能由烯烃通过加成反应制得,D错误;
故选C。
【变式2-2】根据乙烯的性质推测丁烯的性质,下列说法不正确的是
A.丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.丁烯能在空气中燃烧
C.丁烯与溴发生加成反应的产物是
D.聚丁烯的结构可以表示
【答案】D
【解析】A.丁烯含有碳碳双键,具有还原性,能够还原酸性高锰酸钾,使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A正确;
B.丁烯只含碳、氢元素,可以燃烧生成二氧化碳和水,故B正确;
C.CH2=CHCH2CH3与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,结构简式为:,故C正确;
D.丁烯加成聚合生成聚丁烯,聚丁烯结构式为:,故D错误;
答案选D。
【变式2-3】下列实验室制取少量一氯乙烷的方法中,所得产物含量最高的是
A.乙烷与氯气反应
B.乙烯与氯气反应
C.乙烯与氢气、氯气混合反应
D.乙烯与氯化氢反应
【答案】D
【解析】A.乙烷和氯气取代反应可生成一氯乙烷、二氯乙烷等多种取代物,产品不纯,且难以分离,故A错误;
B.乙烯和氯气加成反应生成二氯乙烷,不是一氯乙烷,故B错误;
C.乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷,与氯气加成反应生成二氯乙烷,故与两者的混合气体反应得不到一氯乙烷,故C错误;
D.乙烯和HCl加成反应只生成一氯乙烷,得到的产物较为纯净,故D正确;
故选D。
题型03 烃的概念及分类
1.烃的概念
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。
2.烃的分类
(1)依据:根据碳原子间成键方式的不同可分为饱和烃和不饱和烃;根据碳骨架的不同可分为链状烃和环状烃。
(2)分类
【特别提醒】苯是芳香烃的母体,分子式为C6H6,结构简式为或,苯分子具有平面正六边形结构,相邻碳原子之间的键完全相同,其键长介于碳碳单键和碳碳双键的键长之间。
3.常见烃的分子结构与性质
烃
甲烷
乙烯
乙炔
苯()
电子式
—
化学键
C—H
C—H和
C-H和—C≡C—
C—H和特殊的碳碳键
结构式
H—C≡C—H
分子结
构特点
正四面体
6个原子共平面
4个原子共直线
12个原子共平面
主要性质
取代反应
加成反应,加聚反应
加成反应
一定条件下既可以发生取代反应,也可以发生加成反应
【典例3】(24-25高一下·广东广州·期中)乙烯是石油化工重要的基本原料。以乙烯为原料合成环氧乙烷、聚乙烯的路线如图所示,下列说法正确的是
A.环氧乙烷属于烃 B.乙烯制备环氧乙烷属于氧化反应
C.乙烯是聚乙烯的链节 D.聚乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【分析】乙烯和氧气生成环氧乙烷,乙烯聚合生成聚乙烯;
【解析】A.烃是仅由碳、氢两种元素组成的有机化合物,而环氧乙烷含有氧元素,不属于烃,A错误;
B.乙烯制备环氧乙烷为加氧过程,属于氧化反应,B正确;
C.聚乙烯的链节是,乙烯是合成聚乙烯的单体,C错误;
D.聚乙烯分子中不存在碳碳双键,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误;
故选B。
【变式3-1】下列有关烃的说法正确的是
A.烃分子中除了含碳和氢之外,还可能含其他元素
B.根据烃分子中碳原子间成键方式不同,可把烃分为饱和烃与不饱和烃
C.分子中含有苯环的有机物就是芳香烃
D.乙烯和乙炔分子中都含有不饱和键,故它们互为同系物
【答案】B
【解析】
A.烃类由仅C、H两种元素组成,不含其他元素,故A错误;
B.碳原子间可能以单键结合,也可能以双键或三键结合,因此可把烃分为饱和烃与不饱和烃,故B正确;
C.有苯环的有机物不一定是芳香烃,故C错误;
D.乙烯含有的不饱和键为碳碳双键,乙炔含有的不饱和键为碳碳三键,故它们不互为同系物故D错误;
故选:B。
【变式3-2】下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法正确的是
①它们既不是同系物,也不是同分异构体 ②乙烷属于饱和烃,乙烯、乙炔属于不饱和烃
③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色 ④它们都能燃烧
⑤它们都能使酸性溶液褪色
A.①③④ B.①②③⑤ C.②③④⑤ D.①②③④
【答案】D
【解析】①乙烷、乙烯和乙炔结构不相似,分子式也不同,所以它们既不是同系物,也不是同分异构体,故①正确;
②乙烷是饱和烃,乙烯、乙炔中含有碳碳不饱和键,因此乙烯和乙炔是不饱和烃,故②正确;
③乙烯、乙炔中碳碳不饱和键能和溴水发生加成反应而使溴水褪色,乙烷和溴水不反应因而不能使溴水褪色,故③正确;
④它们都属于有机物,都能燃烧,故④正确;
⑤乙烯和乙炔中碳碳不饱和键能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烷性质稳定和高锰酸钾溶液不反应,所以不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故⑤错误;
综上所述,①②③④正确,故选D。
【变式3-3】烃的组成元素只有碳、氢两种,但烃的种类多、结构复杂。下列有关烃的结构与性质的说法正确的是
A.烃分子中一定存在非极性共价键
B.丙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色的原理相同
C.可用如图所示装置鉴别与乙烯或除去中的乙烯
D.通过乙烯加成比通过乙烷取代所得的纯度更高
【答案】D
【解析】A.甲烷就不存在非极性共价键,故A错误;
B.丙烯使溴的四氯化碳溶液褪色为加成反应,丙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色为氧化反应,故B错误;
C.不可除去中的乙烯,因为酸性高锰酸钾会将乙烯氧化为二氧化碳,引入新杂质,故C错误;
D.乙烯加成得到氯乙烷,乙烷取代制氯乙烷,副反应比较多,所以乙烯制法纯度更高,故D正确;
答案选D。
题型04 加聚反应的相关概念及加聚产物推断单体的方法
1.加聚反应的相关概念
概念
含义
示例
链节
高分子中重复的结构单元
聚合度
高分子中链节的数目n
单体
能合成高分子的小分子物质
聚合物
由单体聚合形成的相对分子质量很大的物质
2.由加聚产物推断单体的方法:
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形成双键即可。
如,其单体是
如,其单体是
【典例4】(24-25高二下·广东茂名·阶段练习)聚乙烯塑料无毒,是用途最广泛的塑料之一、下列有关聚乙烯的说法正确的是
A.聚乙烯属于纯净物 B.聚乙烯属于烯烃,可以燃烧
C.聚乙烯能使溴水褪色 D.聚乙烯的单体是乙烯
【答案】D
【解析】A.由于分子式中n代表的聚合度不同,聚乙烯属于混合物,A错误;
B.聚乙烯可以燃烧,但是聚乙烯中不含碳碳双键不属于烯烃,B错误;
C.聚乙烯中不含碳碳双键,不能发生加成反应,所以不能使溴水褪色,C错误;
D.聚乙烯的单体是乙烯,D正确;
故选D。
【变式4-1】高分子化合物 的单体是
A.CH2=CH-CH2-CH3 B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据加聚产物的单体推断方法,凡链节的主链上只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物,其合成单体必为一种,将两个半键向内闭合即可知其单体为,故选C。
【变式4-2】N95口罩是用聚丙烯制作,能过滤95%微细颗粒的5层口罩。下列说法不正确的是
A.聚丙烯的单体是CH2=CH﹣CH3 B.聚丙烯是混合物
C.聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.聚丙烯的最简式为CH2
【答案】C
【解析】A.聚丙烯的单体是丙烯,即CH2=CHCH3,A正确;
B.聚丙烯是高分子,是多种聚合度不同的分子混合而成的混合物,B正确;
C.聚丙烯是丙烯聚合后的生成物,没有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D.由结构可知,聚丙烯的最简式为CH2,D正确;
故选C。
【变式4-3】合成有机玻璃的化学方程式为:n。
(1)该反应的类型为 反应。
(2)其中单体的结构简式是 ,高分子化合物的链节为 ,n值叫 。
【答案】(1)加聚
(2) 聚合度
【解析】(1)碳碳双键断开一个键,分子间彼此加成相互结合成高聚物,是加聚反应
(2)
发生加聚反应生成,的单体是;的链节为,n值叫聚合度。
题型05 有机高分子材料
1.有机高分子材料的分类
有机高分子材料
2.有机高分子材料
(1)塑料
①组成
②性能:强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等。
(2)常见塑料及其结构简式
聚乙烯(PE): 聚氯乙烯(PVC):
聚苯乙烯(PS): 聚丙烯(PP):
3.橡胶
(1)性能: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所必需的原料。
(2)成分:天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,结构简式为 ,其单体为。
(3)橡胶的分类、结构及性能
天然橡胶
线型结构,有一定弹性,但强度和韧性差
合成天然橡胶(异戊橡胶)
硫化橡胶
网状结构,有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性
特种橡胶
耐热和耐酸、碱腐蚀的氟橡胶;耐高温和严寒的硅橡胶
(4)用途:制造汽车、飞机轮胎;各种密封材料。
4.纤维
(1)分类
(2)合成纤维的性能及用途
①性能:强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。
②用途:制衣料、绳索、渔网等,广泛应用于工农业领域。
【典例5】(24-25高一下·广东清远·期末)食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装,它对人体有潜在危害。下列有关叙述错误的是
A.PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得
B.PVC保鲜膜属于链状聚合物,在高温时易熔化,能溶于有机溶剂
C.用湿润的蓝色石蕊试纸检验加热PE和PVC产生的气体,可鉴别PE和PVC
D.等质量的PE和乙烯完全燃烧消耗的氧气质量相等
【答案】A
【解析】A.PE、PVC的单体分别为CH2=CH2、CH2=CHCl,CH2=CHCl可由乙炔与HCl加成制得而不是由CH2=CH2与HCl加成制得,A错误;
B.PVC属于链状高分子化合物,能溶于氯仿等有机溶剂,加热熔化、冷却后变成固体,可以反复进行,B正确;
C.PE、PVC分别为聚乙烯和聚氯乙烯,燃烧后的产物前者只有二氧化碳和水,后者有二氧化碳、水和氯化氢等,遇湿润的蓝色石蕊试纸检验,后者明显变红,可鉴别,C正确;
D.乙烯是聚乙烯的单体,它们的最简式相同,它们含C和H的质量分数分别相等,所以等质量的两者完全燃烧消耗的氧气质量相等,D正确;
答案选A。
【变式5-1】下列化学用语表述正确的是
A.甲烷的空间填充模型: B.聚丙烯的结构简式:
C.四氯化碳的电子式: D.的名称:1,2-二溴乙烷
【答案】D
【解析】A.甲烷的空间填充模型为:,选项所示为甲烷的球棍模型,A错误;
B.聚丙烯中甲基在支链上,结构简式为:,B错误;
C.四氯化碳的电子式中氯原子是8e-结构,电子式为,C错误;
D.CH2BrCH2Br的名称为1,2-二溴乙烷,D正确;
故选D。
【变式5-2】下列陈述I与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
液氨可用作制冷剂
液氨汽化时要吸收大量的热
B
可用来生产光导纤维
具有导电性
C
用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜
聚乙烯燃烧生成和
D
用铝槽车运送浓硫酸
Al与浓硫酸常温下不反应
【答案】A
【解析】A.液氨汽化,导致周围的温度降低,则液氨可用作制冷剂,A正确;
B.SiO2对光具有良好的全反射作用,则用于制光导纤维,无导电性,B错误;
C.用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜是因为聚乙烯无毒,陈述I、陈述Ⅱ无因果关系,C错误;
D.用铝槽车运送浓硫酸,是因为常温下铝与浓硫酸发生钝化反应,不是不反应,D错误;
故选A。
【变式5-3】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.聚乙烯塑料是天然高分子材料 B.聚氯乙烯塑料可包装食品
C.羊毛是合成高分子材料 D.硫化橡胶具有更好的强度、韧性
【答案】D
【解析】A.聚乙烯塑料是人们由乙烯经加聚反应产生的高分子化合物,不属于天然高分子材料,A错误;
B.聚氯乙烯对人体健康有害,因此不可用于包装食品,B错误;
C.羊毛主要成分是蛋白质,是自然界原来就有的材料,属于天然高分子材料,C错误;
D.硫化橡胶具有较高的强度和化学稳定性,因此硫化橡胶具有更好的强度、韧性,D正确;
故选D。
题型06 分子中原子的共面问题
常见烃分子中原子共平面的判断:
1.典型空间结构
(1)甲烷型:
正四面体→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。
(2)乙烯型:
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。
(3)乙炔型:—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。
(4)苯型:
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。
2.有机物共面问题解题规律
(1)甲烷、乙烯、乙炔、苯四种分子中的氢原子如果被其他原子取代,则取代后的分子结构基本不变。
(2)共价单键可以自由旋转,共价双键和共价三键不能旋转。
(3)结构式中有甲基(或饱和碳原子)的有机物,其分子中的所有原子不可能共平面。
(4)要弄清题目要求的是“可能共面”还是“一定共面”,是“至少”还是“最多”,是“碳原子”还是“所有原子”。
(5)将所给有机物的分子中一定共面的结构分别确定为平面M和平面N,若两个平面通过单键相连,则通过旋转任意一个平面,可以使两个平面重合,即该有机物分子中所有原子共平面。
【典例6】(24-25高一下·广东中山·阶段练习)某有机物的结构简式如图所示,下列关于该有机物的叙述不正确的是
A.最多有10个碳原子共面
B.最多有6个原子共线
C.该有机物苯环上的一个H被Cl取代,有3种结构
D.该有机物含有1mol碳碳双键
【答案】B
【解析】A.苯环上6个C共面,碳碳双键及相连的饱和C原子共面,余下的3个C原子中有1个C原子可以通过旋转后在苯环和双键平面上,所以最多有10个碳原子共面,A正确;
B.该有机物的结构简式可以表示为,最多有4个原子共线,B错误;
C.该有机物苯环上有3种环境的H原子:,苯环上的一个H被Cl取代,有3种结构,C正确;
D.苯环中不含碳碳双键,由图可知,该有机物中含有1个碳碳双键,该有机物含有1mol碳碳双键,D正确;
故选B。
【变式6-1】(24-25高一下·广东江门·阶段练习)下列关于有机化合物的说法正确的是
A.甲烷中混有杂质乙烯,可用酸性高锰酸钾溶液除杂
B.和互为同系物
C.丙烯(CH2=CH-CH3)中所有原子一定共面
D.因为二氯甲烷没有同分异构体,所以甲烷为正四面体结构
【答案】D
【解析】A.乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳,甲烷中混有杂质乙烯,若用酸性高锰酸钾溶液除杂,则会引入新杂质二氧化碳,故A错误;
B.中含有碳碳双键,中不含碳碳双键,二者结构不相似,不互为同系物,故B错误;
C.丙烯(CH2=CH-CH3)中含有甲基,甲基中C原子为sp3杂化,所有原子不可能都共面,故C错误;
D.甲烷是正四面体结构,四个氢原子对称分布,当两个氢被两个氯取代时,无论取代哪两个位置的氢原子,通过旋转正四面体得到的结构均完全相同,因此二氯甲烷没有同分异构体,如果甲烷是正方形的平面结构,则CH2Cl2有两种结构,故D正确;
故选D。
【变式6-2】)关于化合物2−苯基丙烯(),下列说法错误的是
A.分子式为C9H10 B.一定条件下可以发生加聚反应
C.分子中最多有17个原子共平面 D.易溶于水及苯
【答案】D
【解析】A.根据物质的结构简式可知该物质的分子式为C9H10,A正确;
B.物质分子中含有碳碳双键,所以能发生加成反应,B正确;
C.苯环上所有原子共平面、乙烯中所有原子共平面、甲基最多3个原子共面,所以该分子中最多有17个原子共平面,C正确;
D.该有机物难溶于水,D错误;
故选D。
【变式6-3】甘油酸是一种食品添加剂,结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.分子式为 B.可与反应
C.可以发生加聚反应 D.分子中所有原子一定共平面
【答案】B
【解析】A.根据甘油酸的结构简式可知,其分子式为C3H6O4,A错误;
B.甘油酸中含有羧基,能与NaOH反应,B正确;
C.甘油酸中不含碳碳双键、碳碳三键,无法发生加聚反应,C错误;
D.甘油酸分子中存在饱和碳原子,所有原子不可能共面,D错误;
故答案选B。
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