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

必修二 第七章 第二节 乙烯与有机高分子材料 知识点总结 必修2第七章第二节 ( 1 )乙烯与有机高分子材料 学科网（北京）股份有限公司 知识点一：乙烯 1、乙烯的结构 （1）乙烯的分子结构表 分子式 电子式 结构式 结构简式 空间构型 C2H4 H-C=C-H H H CH2=CH2 平面型 注意：乙烯的结构简式可写为CH2=CH2，或H2C=CH2，但不能写成CH2CH2，即写结构简式时，碳碳双键不能省；虽然分子式是C2H4无同分异构体，但结构简式也不能写成分子式。 （2）乙烯的结构特点 ①乙烯是平面结构，分子中两个碳原子和四个氢原子都处在同一个平面内，C-H键间的夹角约为120º。 ②由于乙烯碳碳双键的能量比碳碳单键的能量的两倍略小，而且双键中的两个碳碳键的键能也不相等，其中有一个键不牢固，发生化学反应时易断裂，因此乙烯的化学性质较活泼。 2、乙烯的物理性质 乙烯是无色、稍有气味的气体，在标准状况下密度为1.25g/L，比空气略小；难溶于水、易溶于CCl4等有机溶剂。 注意：收集乙烯时，不能用排空气法，用排水法。 3、乙烯的化学性质 （1） 氧化反应 ①燃烧反应：其方程式为 现象：火焰明亮，伴有黑烟。 注意：Ⅰ.乙烯点燃前要验纯。 Ⅱ.乙烯燃烧时火焰明亮，但与甲烷燃烧时相比有更大的黑烟，这是因为乙烯的含碳量比较大，碳未完全燃烧。 ②与强氧化剂反应：乙烯能被KMnO4氧化，使KMnO4溶液的紫色褪去。 注意：本反应可用于鉴别甲烷和乙烯，但不能用于除去甲烷中的乙烯，原因是除去乙烯的同时，又生成的CO2这种气体杂质仍混在甲烷中。发生反应的化学方程式：5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO4→10CO2↑+6K2SO4+12MnSO4+28H2O （2） 加成反应 ①概念：有机物分子中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，叫加成反应。 ②乙烯与Br2的加成反应为： ( Br Br ) ( （1,2-二溴乙烷， 无色液体） ) H-C=C-H+Br-Br→H-C—C-H H H H H 或CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br 或CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 现象：使Br2褪色。 注意：利用该反应，可用溴水或溴的四氯化碳溶液来鉴别甲烷和乙烯，也可用溴水或溴的四氯化碳溶液来除去甲烷中混有的乙烯。 H H ( A B )由以上反应可推出乙烯的加成模式为H-C=C-H分子的碳碳双键中，一个键断裂，然后在双键两端的碳原子上分别加一个原子（或原子团），加成反应使乙烯中的双键成为单键。形如：CH2=CH2+A-B→CH2-CH2 在一定条件下，乙烯还能与H2、HCl、Cl2、H2O等发生加成反应，根据加成模式可出其化学方程式为： ( 催化剂 Δ ) ( 催化剂 Δ )CH2=CH2+H2 CH3CH3（乙烷） CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl（氯乙烷） ( 催化剂 加热、加压 )CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl（1,2-二氯乙烷） CH2=CH2+H2O CH3CH2OH（乙醇） （3） 加聚反应 乙烯之间相互加成，可以得到聚乙烯。其方程式为：nCH2=CH2[CH2-CH2]n 聚乙烯的分子很大是高分子化合物，其制品（如塑料等）在现代生活中用途很广。 4、乙烯的用途 （1）工业上使用的乙烯主要来源于石油，乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。 （2）乙烯是重要的基本化工原料，如用来合成聚乙烯塑料、制酒精等。 （3）乙烯是一种植物生长调节剂，果实催熟剂。 知识点二：烃 1、有机物和烃 （1） 有机物的概念：含有碳的化合物。 组成元素：一定含有碳，常含有氢、氧，有的还含有氮、硫、卤素、磷等。 （2） 烃的概念：仅含碳和氢两种元素的有机物。从组成上可用CxHy表示，最简单的烃为CH4。 （3） 有机物的共性：难溶于水，易溶于有机溶剂；易燃烧；不导电；反应慢。 注意：大部分有机物具有以上性质，但有特例。如： a.一些有机物与水能混溶，如乙酸和酒精。一些高分子有机物（如纤维素）在一般有机溶剂中都不溶。 b.有些有机物如CCl4是常见的灭火剂。 c.有机物中有弱电解质如醋酸，也能导电。 d.有些反应可以瞬间完成，如TNT（三硝基甲苯）炸药的爆炸。 2、不饱和烃、烯烃的概念 不饱和烃：碳原子所结合的氢原子数少于饱和烃里的氢原子数的碳氢化合物。 烯烃：分子中含有碳碳双键（）的一类链烃。烯烃属于不饱和烃。烯烃通式为CnH2n（n≧2），乙烯（CH2=CH2）是最简单的烯烃。 知识点三：有机高分子材料 1、塑料 （1）概念：合成材料品种很多，按用途和性能可分合成高分子材料（包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等）；功能高分子材料（包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等）和复合材料。被称为”“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛。 塑料的主要成分是合成树脂，根据需要，可在塑料中加入适当的添加剂，如为了提高塑料的可塑性，使塑料柔软，需加入增塑剂；为了防止塑料的老化，需加入防老化剂等。 （2）分类 ①热塑性塑料，如聚乙烯等制成的塑料可以反复加热熔融加工。 ②热固性塑料，如用酚醛树脂等制成的塑料不能加热熔融，只能一次成型。 （3）几种常见塑料 ①聚乙烯 高压聚乙烯 低压聚乙烯 准备条件 150MPa—300MPa、170℃—200℃、引发剂 较低压力、 催化剂 相对分子质量 较低 较高（≥50万） 密度 低（0.91g/cm3—0.93g/cm3） 较高（0.94g/cm3—0.96g/cm3） 熔融 温度 105℃—115℃ 131℃—137℃ 结构 带有长短不一的支链（支链型结构） 少有或没有支链（线型结构） 产物 名称 低密度聚乙烯（LDPE） 高密度聚乙烯（HDPE） 用途 食品包装袋等薄膜制品 瓶、桶、板、管、棒材料 ②其他几种常见塑料的结构、性质及用途 名称 结构简式 性能 用途 聚丙烯 CH3 [CH-CH2]n 机械强度好，电绝缘性好，耐腐蚀，质轻，无毒 制薄膜、管道、日常用品、包装材料 聚苯乙烯 电绝缘性好，透光性好，耐水，耐腐蚀，无毒 制高频绝缘材料、电视或雷达部件、医疗卫生用具 有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯） CH3 [CH2-C]n COOCH3 透光性好，耐腐蚀，耐水，质轻，抗霉，易加工 制飞机或汽车用玻璃、光学仪器、医疗器械 聚四氟乙烯 耐低温，耐高温，耐腐蚀，电绝缘性好 可制电器、航空、化学、医药、冷冻等工业用品 2、合成纤维 （1）分类 天然纤维：棉花、羊毛、麻、蚕丝、木材、 草类等 ( 纤维 )人造纤维：人造丝、人造毛及粘胶纤 ( 化学 纤维 )维等 ( 合成 纤维 ) 六大纶：涤纶、锦纶、腈纶、 丙纶、维纶、氯纶 特种合成纤维 （2）合成纤维的性质 合成纤维具有强度高、弹性好、耐性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖等优点。随着科学技术的发展，近年还出现了许多特殊性能的合成纤维。如芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维等。 （3）涤纶 合成纤维中目前占第一位的是聚酯纤维——涤纶，涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的商品名。 注意：（1）纤维和纤维素不是一回事，纤维素是一种天然高分子化合物，是构成植物细胞壁的基础物质，有固定的组成)——(C6H1005)n；纤维在工业上是指柔韧、纤细的丝状物，具有相当的长度、弹性和吸湿性，没有固定的组成。 （2）人造纤维的主要原料是天然高分子化合物，主要是纤维素；而合成纤维的主要原料是石油化工或煤化工产品——气态或液态烃及其衍生物，是小分子化合物。 （3）人造纤维的主要生产目的是改变天然高分子化合物的性能，如火棉比纤维素更容易燃烧，而醋酸纤维比纤维素更难燃烧；合成纤维的生产目的是把非纤维状的物质转变为纤维状的物质。 3、合成橡胶 （1）分类 根据来源不同，橡胶可以分为天然橡胶和合成橡胶。 天然橡胶：聚异戊二烯 ( 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：聚硫橡胶、硅橡胶等 （2）合成橡胶 合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子。其性能具有高弹、耐磨、绝缘、气密、耐油、耐热、耐寒、耐燃、耐腐蚀、耐老化等性能，例如，特种橡胶有耐油性的聚硫橡胶、耐高温和耐严寒的硅橡胶等。 （3）顺丁橡胶 ①主要原料：1,3-丁二烯 ②合成原理： [CH2 CH2]n nH2C=CH-CH=CH2 C=C H H 在催化剂存在下，1,3-丁二烯得到以顺式结构为主的聚1,3-丁二烯。 顺式聚1,3-丁二烯与硫黄等硫化剂混炼即得到顺丁橡胶。硫化剂的作用是打开顺式聚1,3-丁二烯的双键，以-S-S-键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构,得到既有弹性强度又大的橡胶。 ③性能与用途:顺丁橡胶的特点是弹性高、耐磨、耐寒性好。主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。 ④天然橡胶 天然橡胶是顺式聚异戊二烯，结构式为 为线型结构的高分子。其单体为异戊二烯（2- 甲基-1,3丁二烯）[CH2=CH-C=CH2]。 CH3 注意：①绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性物质(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此， 在实验室中，盛放强氧化剂的试剂瓶不能用橡胶塞。 ②未经硫化的橡胶容易磨损，易溶于汽油、四氯化碳等有机溶剂，分子内有双键，易发生加成反应，容易老化。硫化后,高分子链之间经交联而变成网状结构,结构稳定,不溶于有机溶剂，不易被氧化，不易老化。 拓展应用 拓展一：有机物的制取、鉴别与除杂 1、制备纯净的氯乙烷（C2H5Cl） 可用乙烯与HCl加成，不宜用乙烷（CH3CH3）与Cl2的取代反应。因乙烯与HCl的加成只有一种产物（C2H5Cl），而乙烷与Cl2的光代产物是多种氯代物的混合物。 2、鉴别乙烯和甲烷：可用Br2的CCl4溶液、或酸性KMnO4溶液。 3、除去气态烷烃中的乙烯 可用Br2水，因乙烯与Br2生成的1,2-二溴乙烷留在了溶液内。但不可用酸性KMnO4溶液，因为KMnO4把乙烯氧化的最终产物CO2又混入烷烃中。 4、除去溴苯中少量的溴 由于溴易溶于苯、溴苯等有机溶剂，所以用萃取的方法行不通，可用NaOH溶液与Br2反应之后分液。 拓展二：加成反应与取代反应的比较 1、 结构特点与反应类型 饱和烃（如烷烃）：不能发生加成反应，只能发生取代反应；不饱和烃（如烯烃）：易加成，难取代。 2、加成、取代反应的特点 加成反应是“只进不出”，常是生成一种产物；取代反应是“有进有出”，常是两种反应物生成两种产物。例如： CH2=CH2+HXCH3CH2X（只进不出） CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl（有进有出） 拓展三：有机物空间构型的判断技巧 1、 常见分子的几何构型 （1） CH4是正四面体结构；其中的H原子被X原子取代后，X与中心碳原子也一样构成了四面体结构，但已不是正四面体； （2） 乙烯分子中所有原子（共6个）共平面；乙烯中的H原子被X原子取代后，X仍在原平面上。 2、 以CH4、乙烯的分子结构为原型，把复杂的有机分子分解成几个部分，借助单键可以旋转、双键不能旋转，分析分解的各个部分，再予以综合，能得出分子中在同一平面或同直线上的原子数目。 例如， （1）当有一个甲基取代平面A上的一个氢原子时，甲基中的碳与平面A共平面，但甲基中的氢不可能全部与A共平面，最多有一个氢原子与A共面。 拓展四：烃的燃烧规律 若用CxHy表示气态烃的分子式，则其燃烧反应可表示为： 根据这一反应方程式，可导出下列重要规律： 1、 燃烧前后体积变化规律 （1） 在高于100℃时，H2O为气态： 可见：当y>4时，ΔV>0，燃烧后气体体积增大；当y=4时，ΔV=0，燃烧后气体体积不变； 当y<4时，ΔV<0，燃烧后气体体积减小； （2） 在温度低于100℃时，水为液态：， 然后气体体积一定减小。 2、 完全燃烧时耗氧量规律 （1） 等物质的量的烃完全燃烧时，耗氧量由（）决定，其值越大，耗氧量越大。 （2） 等质量的烃完全燃烧时，耗氧量由分子中氢元素的含量决定，氢含量越高，耗氧量越大，即，越大，耗氧量越大。据此可得如下推论： a. 等质量的烯烃：，耗氧量相等。 b.等质量的烷烃：，甲烷（n=1）耗氧量最多，碳原子数n越大，耗氧越少，n趋于+∞时，趋于2，耗氧量接近烯烃而且稍大于烯烃。 拓展五：烃与溴水、溴的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液反应的比较 溴水 溴的四氯化碳溶液 酸性KMnO4溶液 烷烃 不反应，发生萃取而使溴水层褪色 不反应、互溶、不褪色 不反应 乙烯 加成褪色 加成褪色 氧化褪色 必修2第八章第三节 ( 1 )环境保护与绿色化学 学科网（北京）股份有限公司 $