内容正文:
第7章 常见有机物
第二节 不饱和烃
第2课时 乙烯的性质 塑料
教学目标
1.掌握乙烯的分子结构(碳碳双键),理解其加成反应(与溴水、氢气等)的规律,能书写反应方程式;认识塑料的组成与分类。
2.通过实验探究乙烯性质,提升观察、分析能力,深化 “结构决定性质” 认知,发展宏观辨识与微观探析素养。
3.结合乙烯在化工、塑料生产中的应用,认识有机化学对工业发展的推动作用,树立绿色化学与资源利用意识。
重点和难点
重点:乙烯的碳碳双键结构与加成反应规律;塑料的主要类型与用途。
难点:从碳碳双键不饱和性理解加成反应机理;区分乙烯的加成反应与甲烷的取代反应。
◆知识点五 乙烯
1.物理性质
乙烯为 易燃气体,熔点-169℃,沸点-103.7℃,几乎不溶于水,难溶于乙醇,是石油化工最重要的基础原料。
2.乙烯的结构
乙烯的分子式为 ,电子式为 ,结构式为 ,结构简式为 ,球棍模型为,比例模型为,空间构型为 ,即乙烯分子中6个原子在同一平面内,键角(键与键之间的夹角)为 。
3.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
①
乙烯在空气中的燃烧现象为火焰明亮并伴有黑烟。
反应的化学方程式为:
②与 反应
操作如右图。
现象:酸性KMnO4溶液的紫色 。
结论:C2H4能被氧化剂KMnO4氧化,使酸性KMnO4溶液褪色。
(2)加成反应
①概念:有机物分子中双键(或三键)两端的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,叫做 。
②乙烯的加成反应
a.常温下使溴水褪色,反应的化学方程式为:
;
b.与H2加成制乙烷,反应的化学方程式为:
;
乙烯水化法制乙醇,反应的化学方程式为:
;
与HCl加成制氯乙烷,反应的化学方程式为:
。
(3)聚合反应
①聚合反应: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高分子的反应,叫聚合反应。
②加聚反应:在聚合反应中,由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物的分子,这样的聚合反应同时也是加成反应,所以这种聚合反应又叫加成聚合反应,简称加聚反应。
③乙烯的加聚反应
化学方程式为: 产物均称为聚乙烯。
5.乙烯的主要用途
(1)乙烯是石油化学工业的最重要的基础原料,主要用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等。通常以乙烯的产量作为衡量一个国家石油化学工业水平的标志。
(2)乙烯是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实。
(3)乙烯生产的发展推进了石油化工基础原料和产品的发展,因此常把乙烯产量作为衡量石油化工发展水平的标志,也是一个国家综合国力的表现。
即学即练
1.下列有关乙烯()的说法正确的是
A.六个原子共平面 B.常温下易溶于水
C.不能使溶液褪色 D.燃烧火焰明亮,无黑烟
2.下列关于乙烯的说法正确的是
A.常温下易溶于水 B.分子式为C2H6
C.能与溴的四氯化碳溶液反应 D.不能发生氧化反应
3.下列反应中,属于氧化反应的是
A.由乙烯制乙醇 B.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙烷在光照下与氯气反应 D.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
◆知识点二 乙炔
1.乙炔的物理性质
乙炔俗名 。纯净的乙炔是无色、无臭的气体,微溶于水,易溶于有机溶剂。由电石生成的乙炔中因混有磷化氢和硫化氢等杂质而有特殊的气味。
2.乙炔的分子结构
分子式
结构式
结构简式
电子式
实验式
空间构型
CH—CH
CH
即学即练
4.下列反应属于取代反应的是
A.甲烷和氯气光照条件下反应 B.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 D.乙烷在空气中燃烧
5.下列化合物的分子中所有原子不可能位于同一平面的是
A.水 B.乙烯 C.乙炔 D.甲烷
6.乙炔俗称电石气,关于它的说法中错误的是
A.属于不饱和烃 B.结构式可以写为CHCH
C.两个碳原子间共用三对电子 D.密度比空气小
◆知识点三 苯
1.苯的来源
(1)170℃以下,煤焦油蒸馏出来的馏出物中主要含苯、甲苯、二甲苯等有机物。
(2)在石油化工中,将直链烷烃环化、脱氢后大量产生苯、甲苯和二甲苯。
2.苯的物理性质
苯是无色带有特殊气味的液体,沸点80℃,熔点5.5℃,密度比水小,在660体积的水中只能溶解1体积的苯。
3.苯的分子结构
分子式
结构式
结构简式
最简式
空间结构
CH
平面正六边形,分子中所有原子在同一平面上
即学即练
7.下列关于苯的说法中,正确的是
A.主要是从煤焦油中分馏得到 B.含有碳碳双键
C.分子具有平面正六边形结构 D.能与溴水发生取代反应
8.苯环结构中不存在单双键交替结构,可以作为证据的事实是
①苯中碳碳键的键长均相等;
②苯不能使酸性KMnO4溶液褪色;
③经实验测得邻二甲苯仅有一种结构;
④苯能在一定条件下跟H2发生加成反应生成环己烷;
A.①②③ B.①②③④ C.①③④ D.②③④
9.下列有机物中,含有碳碳双键的是
A.甲烷 B.乙烯 C.苯 D.乙炔
◆知识点四 聚合反应
1.聚合反应:是指由 的化合物相互结合生成 的聚合物的反应。
2.在适当温度、压强和催化剂存在条件下乙烯可以聚合生成 。反应方程式为:
。
在上述方程式中, 为单体, 为链节, 为聚合度, 为聚合物,也称高分子化合物。
3.加聚反应:由乙烯聚合成聚乙烯的反应也可看成 反应,因此这种通过 聚合生成聚合物的反应称为加聚反应。
即学即练
10.下列反应属于取代反应的是
A. B.
C. D.
11.氯乙烯在一定条件下可反应生成聚氯乙烯
下列说法不正确的是
A.上述转化过程为加聚反应 B.该反应的单体为
C.聚氯乙烯和氯乙烯不是同系物 D.聚氯乙烯化学性质比氯乙烯稳定
12.乙烯在一定条件下发生反应,生成聚乙烯,该反应属于
A.加聚反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.取代反应
◆知识点五 塑料
1.塑料是一种有机高分子材料,它们都是以 为主要成分,加入适当添加剂(如增塑剂、填料、稳定剂、阻燃剂、着色剂等),经过加工成型的塑料材料或固化交联形成的刚性材料。
2.塑料的分类:
(1)根据固化特点,可以分为 塑料(如聚丙烯、聚氯乙烯等)和 塑料(如酚醛塑料、脲醛塑料等);
(2)根据用途不同,可分为 塑料(如聚乙烯、聚氨酯等)和 塑料(如聚碳酸酯、ABS树脂等)。
3.塑料的用途:
聚乙烯广泛地用于制作 和与 有关的各种塑料制品,如食品袋、水杯等。
即学即练
13.下图是我国自主研制的“飞天"舱外航天服。下列有关航天服涉及的材料中,不属于有机高分子材料的是
A.羊毛 B.玻璃纤维 C.聚氯乙烯 D.聚四氟乙烯
14.用来制作食品保鲜膜的材料是
A.聚氯乙烯 B.酚醛塑料 C.聚乙烯 D.脲醛塑料
15.合成树脂(塑料的主要成分)属于
A.单质 B.氧化物 C.无机物 D.有机物
一、乙炔的化学性质
乙炔分子里碳碳三键中有2个键易断裂发生化学反应。
(1)氧化反应
①可燃性
燃烧现象:火焰明亮伴有浓烈的黑烟。
化学方程式:2C2H2+5O24CO2+2H2O。
【注意】(1)乙炔在氧气里燃烧时产生的火焰叫氧炔焰,氧炔焰的温度达3 000℃以上,可用来切割和焊接金属。
(2)如果乙炔气体中混有空气,遇火会发生猛烈的爆炸,乙炔在空气里的爆炸极限是2.5%~80%。因此,储存乙炔的容器必须远离火种,使用时必须注意安全。
②氧化反应:乙炔能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色。
(2)加成反应
①在150~160℃和用氯化汞(HgCl2)作催化剂的条件下,乙炔能跟氯化氢发生加成反应。
②与卤素单质加成
③与H2加成
用镍粉作催化剂并且加热,乙炔能跟氢气发生加成反应。
HCCH +H2 CH2=CH2
HCCH +2H2CH3—CH3
实践应用
1.下列反应用来合成1,2-二溴乙烷的最优途径是
A.乙烯和溴化氢加成 B.乙烷通入溴水中
C.乙烯通入溴的四氯化碳溶液中 D.乙炔通入溴水中
2.工业上制备PVC(聚氯乙烯)的一种合成路线如图所示,下列说法错误的是
A.X分子是直线型分子 B.Y中所有原子一定处于同一平面
C.Y有2种不同的结构 D.PVC的结构简式为
3.下列叙述错误的是
A.聚乙炔是以乙炔为单体发生加聚反应形成的高聚物
B.聚乙炔的结构简式为
C.聚乙炔是一种碳原子之间以单、双键交替结合的链状结构的物质
D.聚乙炔不能发生加成反应
二、苯的化学性质
(1)取代反应
①卤代反应:
溴苯是无色液体,密度比水大,难溶于水。
②硝化反应:
硝基苯为无色油状液体,有苦杏仁味,密度比水大,难溶于水有毒。
(2)加成反应:
苯和H2的加成反应的化学方程式为:
(3)氧化反应:
①苯不能被酸性KMnO4溶液氧化,即不能使酸性KMnO4溶液褪色。
②苯燃烧的反应的化学方程式为:
2C6H6+15O212CO2+6H2O
现象:火焰明亮,产生浓烈黑烟。
实践应用
4.下列对有机物结构或性质的描述错误的是
A.将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,这是由于发生了加成反应
B.苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同,是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
C.乙烷和丙烯的物质的量共,完全燃烧生成
D.一定条件下,可与苯发生取代反应
5.下列有机反应属于加成反应的是
A.
B.
C.+3H2
D.+HNO3+H2O
6.下列与苯相关的说法中,正确的是
A.苯加入溴水中发生取代反应,使溴水颜色变浅
B.等质量的苯与乙炔充分燃烧耗氧量不同
C.无法用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙烯与苯
D.苯分子中6个碳原子连接成平面正六边形
考点一 乙烯、乙炔、苯的分子结构
【例1】下列物质中,分子的空间结构为直线型的是
A.乙烯 B.甲烷 C.氨 D.乙炔
解题要点
1.烷烃:碳原子周围有4个单键,呈空间四面体分布,。
2.烯烃:结构中含有碳碳双键,当与其他原子相连后,形成一个平面,。
3.炔烃:结构中含有碳碳三键,当与其他原子相连后,形成一条直线,。
4.苯环:苯环是正六边形平面结构,苯环上的碳原子相互之间的化学键完全相同,既不是碳碳单键,也是是碳碳双键,而是介于二者之间的独特的化学键。
烷烃中的碳原子属于饱和碳原子,烯烃、炔烃、苯环上的碳原子都属于不饱和碳原子。
【变式1-1】四氯乙烯()是一种衣物干洗剂,下列叙述错误的是
A.分子中六个原子共平面 B.对油脂有较好的溶解作用
C.与三氯乙烯互为同系物 D.聚四氯乙烯属于混合物
【变式1-2】有机物的结构简式如图所示,下列说法中正确的是
A.在一条直线上的碳原子最多有6个 B.11个碳原子都在一条直线上
C.11个碳原子都在同一平面上 D.有机物的21个原子都在同一平面上
考点二 乙烯的化学性质
【例2】下列关于乙烯的用途叙述不正确的是
A.以乙烯为原料可以合成聚乙烯等材料
B.乙烯可以用来制备1,2-二溴乙烷()
C.乙烯可以与水发生加成反应制备乙醇()
D.乙烯可以与发生加成反应制备二溴乙烷()
解题要点
1.氧化反应:乙烯具可燃性(但不作燃料使用),乙烯可使酸性KMnO4溶液褪色(生成CO2)。
2.加成反应:乙烯可与Br2(使溴水褪色)、H2、HCl、H2O等发生加成反应。
【变式2-1】下列有机反应方程式书写正确且为取代反应的是
A.
B.
C.
D.CH4C+2H2
【变式2-2】下列说法正确的是
A.浓H2SO4分别与Cu和C反应,生成的酸性气体相同
B.将SO2和Cl2分别通入紫色石蕊溶液中,观察到的颜色变化相同
C.CH2=CH2分别与Br2、酸性KMnO4溶液反应,反应类型相同
D.物质的量相同的乙烯和乙醇充分燃烧,消耗氧气的质量相同
考点三 聚合反应
【例3】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
解题要点
1.聚合反应是指由相对分子质量小的化合物相互结合生成相对分子质量很大的聚合物的反应。通过加成聚合生成聚合物的反应又称为加聚反应。
乙烯生成聚乙烯的反应方程式为:n CH2=CH2
2.高分子化合物的结构
(1)结构特点:它们是由若干个重复结构单元组成的。如聚乙烯写作。
(2)链节:高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位,也称重复结构单元。
(3)聚合度:高分子链中含有链节的数目。
(4)单体:能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。
例如的链节为-CH2-CH2-,聚合度为n,单体为CH2=CH2。
3. 加聚反应的特点:
(1)单体必须是含有双键、参键等不饱和键的化合物。例如:烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。
(2)发生加聚反应的过程中,没有副产物产生,聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
【变式3-1】下列说法正确的是
A.羊毛、蚕丝、塑料、橡胶都属于天然有机高分子材料
B.单体是
C.高聚物的单体有2种
D.乙烯可聚合成聚乙烯,聚乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色
【变式3-2】尼龙、聚丙烯()、聚乙烯()、聚异戊二烯()均为有机高分子化合物。下列说法中正确的是
A.尼龙属于天然有机高分子材料
B.聚丙烯的单体可以使溴的四氯化碳溶液褪色
C.聚乙烯能使酸性溶液褪色
D.聚异戊二烯的单体是
考点四 塑料
【例4】有机高分子材料分为天然有机高分子材料和合成有机高分子材料。下列材料属于天然有机高分子材料的是
A.棉花 B.塑料 C.合成橡胶 D.合成纤维
解题要点
1.塑料是一种有机高分子材料,它们都是以聚合物为主要成分,加入适当添加剂(如增塑剂、填料、稳定剂、阻燃剂、着色剂等),经过加工成型的塑料材料或固化交联形成的刚性材料。
2.塑料的分类:
(1)根据固化特点,可以分为热塑性塑料和热固性塑料;
(2)根据用途不同,可分为通用塑料和工程塑料。
【变式4-1】工业上以煤、石油等化石燃料为原料生产高分子材料。下列说法正确的是
A.石油的分馏,煤的气化和液化都是物理变化
B.煤的干馏可获得出炉煤气、煤焦油、焦炭等物质
C.硫化橡胶、合成纤维、光导纤维都是有机高分子材料
D.(聚氯乙烯)塑料老化过程中会发生加成反应
【变式4-2】有机材料与生活息息相关。下列物质的主要成分不属于有机材料的是
A.制作粵绣所用的植物纤维布 B.乡村铺路用的沥青
C.用聚乙烯塑料制作的食品保鲜膜 D.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维
基础达标
1.(24-25高一下·河南信阳·期末)下列反应属于加成反应且有明显实验现象的是
A.丙烷和氯气混合气体在光照下反应 B.将丙烯通入酸性KMnO4溶液中
C.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中 D.在含有酚酞的NaOH溶液中通入SO2
2.(24-25高一下·吉林长春·期末)下列有机物能与溴水反应的是
A.乙烯 B.乙烷 C.苯 D.
3.(24-25高一下·北京西城·期末)下列反应中,属于加成反应的是
A.乙烯燃烧 B.乙醇与钠
C.乙烯与溴的四氯化碳溶液 D.甲烷与氯气混合光照
4.(2024高一下·海南·学业考试)乙烯的产量可以衡量一个国家石油化学工业发展水平。下列关于乙烯的说法不正确的是
A.分子式为C2H6 B.完全燃烧生成CO2和H2O
C.能使酸性KMnO4溶液褪色 D.是一种植物生长调节剂
5.(24-25高一下·浙江台州·期中)下列物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是
A. B. C. D.
6.(23-24高一下·黑龙江·期末)乙烯(CH2=CH2)是石油化学工业重要的基本原料,下列说法正确的是
A.乙烯的球棍模型: B.乙烯的电子式:
C.乙烯的官能团:-OH D.乙烯的空间填充模型:
7.(24-25高一下·天津河西·期中)下列物质不可能是乙烯加成产物的是
A. B.
C. D.
8.(2025高一下·广东肇庆·学业考试)下列关于乙烯与Br2发生加成反应的说法,正确的是
A.乙烯中含有离子键 B.常温下Br2是红棕色气体
C.反应中有非极性键断裂 D.产物中只含有极性键
9.(24-25高一下·浙江·期中)苏轼的《格物粗谈》中记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”这里的“气”是指
A.乙烯 B.甲烷 C.二氧化硫 D.氧气
10.(高一下·北京·期中)下列说法不正确的是
A.甲烷分子空间填充模型是:
B.乙烯分子的球棍模型为
C.乙烷可以和溴的四氯化碳溶液发生加成反应
D.乙烯和环丙烷()不属于同系物
11.(25-26高一下·全国·课前预习)下列有关乙炔的说法正确的是
A.结构简式 B.乙炔属于饱和烃
C.最简式为 D.分子中含碳碳三键,能发生加成反应
12.(高一下·福建泉州·期末)煤的干馏可获得多种物质。下列说法错误的是
A.与光照条件下有机产物可能有4种
B.苯能发生取代反应制得
C.甲苯中不存在碳碳双键,不能发生加成反应
D.高炉炼铁过程可表示:热空气
13.(高一下·上海松江·阶段练习)乙烯合成PE(聚乙烯)的化学方程式为_______,该反应类型属于_______。
14.回答下列问题:
(1)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生的反应是_______反应(填反应类型)。
(2)乙烯能使溴水褪色,发生的反应是_______反应(填反应类型)。化学方程式:_______。
(3)在一定条件下,乙烯和乙烷都能制得氯乙烷,据此回答问题:
①由乙烷制备氯乙烷的化学方程式:_______,该反应类型属于_______反应。
②由乙烯制备氯乙烷的化学方程式为:_______,该反应类型属于_______反应。
③比较两种方法,第_______种方法较好,其原因是_______。
15.(24-25高一下·上海·期末)下图表示物质间的转化关系:
(1)写出下列反应方程式和反应类型
①___________,反应类型___________。
②___________,反应类型___________。
③___________,反应类型___________。
④___________,反应类型___________。
(2)某烷烃也可以通过反应得到④的产物,写出该反应的化学方程式和反应类型___________,反应类型___________。
(3)分析上面的反应,工业生产往往选择___________反应类型,原因是___________。
综合应用
1.(24-25高一上·上海闵行·期中)既可以用来鉴别乙烷与乙烯,又可用来除去乙烷中的乙烯得到纯净乙烷的方法是
A.通过足量的溶液 B.通过溴水
C.在Ni催化、加热条件下通入过量 D.通过足量的酸性溶液
2.(高一下·上海松江·阶段练习)回答下列问题。
(1)鉴别甲烷和乙烯的方法是_______;
(2)除去甲烷中乙烯的方法是_______。
A.气体通入盛水的洗气瓶
B.气体通入盛溴水的洗气瓶
C.气体通入盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
D.气体通入氢氧化钠溶液的洗气瓶
3.(高一下·上海徐汇·期末)已知有下列烃分子:
①;② ;③ ;④ ;⑤ ;⑥
(1)写出①的一种同分异构体的结构简式:___________;
(2)写出②的结构式:___________;②在一定条件下与水反应的化学方程式为:___________;
(3)④为___________模型,与它互为同系物的是___________(填序号);
(4)③的二氯代物有___________种;
(5)写出的⑤分子式:___________;⑤分子中最多有___________个原子共平面;
(6)乙烯能发生聚合反应,写出化学方程式___________;该反应产物的用途之一是___________。
4.(高二下·上海金山·期中)金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料是人类使用的三大类基础材料,它们以各自的特点满足着人类多方面的需要。
(1)金属材料中,有一类贮氢合金能够结合氢气形成金属化合物,并在一定条件下分解释放出氢气,该贮运原理属于___________(“物理”或“化学”)变化。钢铁是制造轮船的主要材料,船身外通常装上金属块以防腐蚀,该金属块可选择___________(“铜块”或“锌块”)。
(2)全国两会普及使用了“石头纸”,这是以碳酸钙为主料(内层)、聚乙烯等高分子材料为辅料(双外层)制成的。有关“石头纸”的说法错误的是___________。
A.防油不防水 B.有利于保护森林
(3)聚乙烯(PE)是一种有机高分子材料,广泛应用于制作如___________等塑料制品。
A.食品袋 B.水杯 C.建筑材料
聚乙烯(PE)的单体是___________(填写结构简式),该单体是石油经过___________得到的主要产物之一。
A.分馏 B.裂化 C.裂解
(4)氯乙烯的结构简式为,___________是氯乙烯的空间填充模型。
A. B.
写出以氯乙烯为原料生产聚氯乙烯(PVC)的化学方程式___________。
(5)乙烯氧氯化法是目前生产氯乙烯的主要方法,如下图所示:
步骤①的反应类型是___________,步骤②的化学方程式为___________,从绿色化学的角度看,氧氯化法的优点是___________。
5.(高一下·上海青浦·期末)医用外科口罩中过滤层所用的材料是熔喷聚丙烯。
其单体丙烯使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的原理___________(填“相同”或“不同”),丙烯结构中最多有___________个原子共平面,写出丙烯制备聚丙烯的化学反应方程式___________。
拓展培优
6.(高一下·上海杨浦·期末)结构简式为:的烃,至少有_______个碳原子处于同一平面上。
A.6 B.8 C.9 D.14
7.某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中①②③属于同种反应类型。根据如图回答下列问题:
(1)写出C、D的结构简式:C_______,D_______。
(2)写出①、②、④三步反应的化学方程式,并注明反应类型:
①_______,反应类型_______。
②_______,反应类型_______。
④_______,反应类型_______。
(3)G的相对分子质量是A的两倍,则与A互为同系物的G的同分异构体有_______种。
8.(24-25高一下·河北衡水·期中)烃是一类最简单的有机物,请回答以下问题
Ⅰ.烷烃组成与性质
(1)与混合在光照条件下反应生成的化学方程式:_______,若该过程消耗,则生成为_______
(2)相对分子质量为72的烷烃的同分异构体数目_______种,其中有一种结构的一氯代物有4种,请写出其结构简式_______,其名称为_______。
Ⅱ.烯烃性质
烯烃可以发生如下转化过程:
已知:E为高分子化合物
(3)若为乙烯,写出的电子式:_______;的反应类型为_______。
(4)若为丙烯,写出的化学方程式_______。
(5)在实验室里制取的乙烯中常混有少量的,某化学兴趣小组设计了如图装置验证该混合气体中含有和。请将试剂序号填入空格内(试剂可重复选择)
Ⅰ_______;Ⅱ_______;Ⅲ_______;Ⅳ_______。
A.品红溶液 B. C.浓 D.酸性
( 高一下·上海松江·阶段练习)用下列实验装置模拟工业制乙烯,并探究乙烯的主要化学性质。(已知烃类不与碱反应)
9.利用液态烷烃在催化剂和加热条件下发生反应生成不饱和烃的方法可制备乙烯。
已知下列反应:,,
则甲的分子式为_______,乙的结构简式为_______。
10.B装置中发生反应的化学方程式为_______。
11.C装置中可观察到的现象是_______,反应类型是_______。
12.查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应生成。本实验中能证明该结论的实验现象是_______。
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第7章 常见有机物
第二节 不饱和烃
第2课时 乙烯的性质 塑料
教学目标
1.掌握乙烯的分子结构(碳碳双键),理解其加成反应(与溴水、氢气等)的规律,能书写反应方程式;认识塑料的组成与分类。
2.通过实验探究乙烯性质,提升观察、分析能力,深化 “结构决定性质” 认知,发展宏观辨识与微观探析素养。
3.结合乙烯在化工、塑料生产中的应用,认识有机化学对工业发展的推动作用,树立绿色化学与资源利用意识。
重点和难点
重点:乙烯的碳碳双键结构与加成反应规律;塑料的主要类型与用途。
难点:从碳碳双键不饱和性理解加成反应机理;区分乙烯的加成反应与甲烷的取代反应。
◆知识点五 乙烯
1.物理性质
乙烯为无色易燃气体,熔点-169℃,沸点-103.7℃,几乎不溶于水,难溶于乙醇,是石油化工最重要的基础原料。
2.乙烯的结构
乙烯的分子式为C2H4,电子式为,结构式为,结构简式为CH2=CH2,球棍模型为,比例模型为,空间构型为平面形,即乙烯分子中6个原子在同一平面内,键角(键与键之间的夹角)为120°。
3.乙烯的化学性质
(1)氧化反应
①可燃性
乙烯在空气中的燃烧现象为火焰明亮并伴有黑烟。
反应的化学方程式为:
CH2=CH2+3O22CO2+2H2O。
②与氧化剂反应
操作如右图。
现象:酸性KMnO4溶液的紫色褪去。
结论:C2H4能被氧化剂KMnO4氧化,使酸性KMnO4溶液褪色。
(2)加成反应
①概念:有机物分子中双键(或三键)两端的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,叫做加成反应。
②乙烯的加成反应
a.常温下使溴水褪色,反应的化学方程式为:
CH2=CH2+Br2→CH2Br—CH2Br;
b.与H2加成制乙烷,反应的化学方程式为:
CH2=CH2+H2CH3—CH3;
乙烯水化法制乙醇,反应的化学方程式为:
CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;
与HCl加成制氯乙烷,反应的化学方程式为:
CH2=CH2+HClCH3CH2Cl。
(3)聚合反应
①聚合反应: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高分子的反应,叫聚合反应。
②加聚反应:在聚合反应中,由不饱和的相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量大的化合物的分子,这样的聚合反应同时也是加成反应,所以这种聚合反应又叫加成聚合反应,简称加聚反应。
③乙烯的加聚反应
化学方程式为:nCH2=CH2 [CH2—CH2]n ,产物均称为聚乙烯。
5.乙烯的主要用途
(1)乙烯是石油化学工业的最重要的基础原料,主要用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等。通常以乙烯的产量作为衡量一个国家石油化学工业水平的标志。
(2)乙烯是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实。
(3)乙烯生产的发展推进了石油化工基础原料和产品的发展,因此常把乙烯产量作为衡量石油化工发展水平的标志,也是一个国家综合国力的表现。
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1.下列有关乙烯()的说法正确的是
A.六个原子共平面 B.常温下易溶于水
C.不能使溶液褪色 D.燃烧火焰明亮,无黑烟
【答案】A
【详解】A.乙烯分子中两个碳原子为sp2杂化,键角约120°,所有六个原子(两个碳和四个氢)处于同一平面,A正确;
B.乙烯为非极性分子,水为极性溶剂,根据相似相溶原理,乙烯常温下难溶于水,B错误;
C.乙烯含碳碳双键,具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D.乙烯含碳量较高(85.7%),燃烧时火焰明亮但伴有黑烟(因不完全燃烧),D错误;
故选A。
2.下列关于乙烯的说法正确的是
A.常温下易溶于水 B.分子式为C2H6
C.能与溴的四氯化碳溶液反应 D.不能发生氧化反应
【答案】C
【详解】A.常温下乙烯难溶于水,A错误;
B.乙烯的结构简式为H2C=CH2,分子式为C2H4,B错误;
C.乙烯含碳碳双键,可以与溴发生加成反应,C正确;
D.乙烯含碳碳双键,能与酸性高锰酸钾等物质发生氧化反应,D错误;
故答案为:C。
3.下列反应中,属于氧化反应的是
A.由乙烯制乙醇 B.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙烷在光照下与氯气反应 D.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【详解】A.由乙烯制乙醇是乙烯与水反应,属于加成反应,A错误;
B.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是氧化反应,酸性高锰酸钾将乙烯氧化为二氧化碳,B正确;
C.乙烷在光照下与氯气反应是取代反应,C错误;
D.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是加成反应,D错误;
故选B。
◆知识点二 乙炔
1.乙炔的物理性质
乙炔俗名电石气。纯净的乙炔是无色、无臭的气体,微溶于水,易溶于有机溶剂。由电石生成的乙炔中因混有磷化氢和硫化氢等杂质而有特殊的气味。
2.乙炔的分子结构
分子式
结构式
结构简式
电子式
实验式
空间构型
C2H2
H—CC—H
CH—CH
CH
直线型
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4.下列反应属于取代反应的是
A.甲烷和氯气光照条件下反应 B.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 D.乙烷在空气中燃烧
【答案】A
【详解】A.甲烷和氯气光照下发生取代反应,生成氯代甲烷和HCl,A正确;
B.乙烯被酸性高锰酸钾氧化,属于氧化反应,B错误;
C.乙烯与溴发生加成反应,生成1,2-二溴乙烷,C错误;
D.乙烷燃烧生成CO2和H2O,属于氧化反应,D错误;
故选A。
5.下列化合物的分子中所有原子不可能位于同一平面的是
A.水 B.乙烯 C.乙炔 D.甲烷
【答案】D
【详解】A.水是V形结构,三个原子肯定在同一个平面,故A不符合;
B.乙烯是平面结构,所有原子处于同一平面,故B不符合;
C.乙炔是直线形结构,所有原子处于同一直线、同一平面,故C不符合;
D.甲烷是正四面体结构,所有原子不可能处于同一平面上,故D符合;
故选D。
6.乙炔俗称电石气,关于它的说法中错误的是
A.属于不饱和烃 B.结构式可以写为CHCH
C.两个碳原子间共用三对电子 D.密度比空气小
【答案】B
【详解】A.乙炔中含碳碳三键,属于不饱和烃,故A正确;
B.乙炔结构式为:,故B错误;
C.乙炔中碳原子之间共用三对电子形成三键,故C正确;
D.乙炔相对分子质量为26,小于空气的平均相对分子质量,密度比空气小,故D正确;
故选:B。
◆知识点三 苯
1.苯的来源
(1)170℃以下,煤焦油蒸馏出来的馏出物中主要含苯、甲苯、二甲苯等有机物。
(2)在石油化工中,将直链烷烃环化、脱氢后大量产生苯、甲苯和二甲苯。
2.苯的物理性质
苯是无色带有特殊气味的液体,沸点80℃,熔点5.5℃,密度比水小,在660体积的水中只能溶解1体积的苯。
3.苯的分子结构
分子式
结构式
结构简式
最简式
空间结构
C6H6
CH
平面正六边形,分子中所有原子在同一平面上
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7.下列关于苯的说法中,正确的是
A.主要是从煤焦油中分馏得到 B.含有碳碳双键
C.分子具有平面正六边形结构 D.能与溴水发生取代反应
【答案】C
【详解】A.苯的主要来源是石油的催化重整而非煤焦油分馏,A错误;
B.苯中的碳碳键是介于单键和双键之间的独特大π键,不含典型双键,B错误;
C.苯分子为平面正六边形结构,所有原子共平面,C正确;
D.苯与溴水不直接反应,需液溴和催化剂(如Fe或FeBr₃)才能发生取代反应,D错误;
故选C。
8.苯环结构中不存在单双键交替结构,可以作为证据的事实是
①苯中碳碳键的键长均相等;
②苯不能使酸性KMnO4溶液褪色;
③经实验测得邻二甲苯仅有一种结构;
④苯能在一定条件下跟H2发生加成反应生成环己烷;
A.①②③ B.①②③④ C.①③④ D.②③④
【答案】A
【详解】①苯环上碳碳键的键长相等,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在单双键交替结构,①正确;
②苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯分子中不含碳碳双键,可以证明苯环结构中不存在单双键交替结构,②正确;
③如果是单双键交替结构,则邻二甲苯的结构有两种,一种是两个甲基之间存在碳碳单键;另一种是两个甲基之间存在碳碳双键,故邻二甲苯只有一种结构,说明苯环结构中的化学键只有一种,不存在单键与双键的交替结构,③正确;
④与氢气加成是苯和双键都有的性质,因此苯能在一定条件下跟H2加成生成环己烷,不能证明苯环结构中是否存在单双键交替结构,④错误;
故选A。
9.下列有机物中,含有碳碳双键的是
A.甲烷 B.乙烯 C.苯 D.乙炔
【答案】B
【详解】A.甲烷中只有一个碳原子,无碳碳双键,故A错误;
B.乙烯中存在碳碳双键,故B正确;
C.苯中不存在碳碳双键,碳碳键是一种介于碳碳单键与碳碳双键之间的一种特殊的键,故C错误;
D.乙炔中存在碳碳叁键,故D错误;
故选B。
◆知识点四 聚合反应
1.聚合反应:是指由 相对分子质量小的化合物相互结合生成 相对分子质量很大的聚合物的反应。
2.在适当温度、压强和催化剂存在条件下乙烯可以聚合生成 聚乙烯 。反应方程式为:
n CH2=CH2 。
在上述方程式中, CH2=CH2 为单体, -CH2-CH2- 为链节, n 为聚合度, 为聚合物,也称高分子化合物。
3.加聚反应:由乙烯聚合成聚乙烯的反应也可看成 加成 反应,因此这种通过 加成 聚合生成聚合物的反应称为加聚反应。
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10.下列反应属于取代反应的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.乙烯制备聚乙烯反应为加聚反应,A错误;
B.乙烯与水反应生成乙醇的反应为加成反应,B错误;
C.乙醇转化为二氧化碳和水为氧化反应,C错误;
D.甲烷在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢,D正确;
故选D。
11.氯乙烯在一定条件下可反应生成聚氯乙烯
下列说法不正确的是
A.上述转化过程为加聚反应 B.该反应的单体为
C.聚氯乙烯和氯乙烯不是同系物 D.聚氯乙烯化学性质比氯乙烯稳定
【答案】B
【详解】A.氯乙烯中含有碳碳双键,可以加聚反应生成聚氯乙烯,A正确;
B.聚氯乙烯的单体是,B错误;
C.聚氯乙烯中不含碳碳双键,因此和氯乙烯结构不同,不是同系物,C正确;
D.聚氯乙烯属于有机高分子材料,化学性质比氯乙烯稳定,D正确;
答案选B。
12.乙烯在一定条件下发生反应,生成聚乙烯,该反应属于
A.加聚反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.取代反应
【答案】A
【详解】乙烯在一定条件下发生反应,生成聚乙烯的反应为加聚反应,A符合题意。
答案选A。
◆知识点五 塑料
1.塑料是一种有机高分子材料,它们都是以 聚合物 为主要成分,加入适当添加剂(如增塑剂、填料、稳定剂、阻燃剂、着色剂等),经过加工成型的塑料材料或固化交联形成的刚性材料。
2.塑料的分类:
(1)根据固化特点,可以分为 热塑性 塑料(如聚丙烯、聚氯乙烯等)和 热固性 塑料(如酚醛塑料、脲醛塑料等);
(2)根据用途不同,可分为 通用 塑料(如聚乙烯、聚氨酯等)和 工程 塑料(如聚碳酸酯、ABS树脂等)。
3.塑料的用途:
聚乙烯广泛地用于制作 农用薄膜 和与 食品 有关的各种塑料制品,如食品袋、水杯等。
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13.下图是我国自主研制的“飞天"舱外航天服。下列有关航天服涉及的材料中,不属于有机高分子材料的是
A.羊毛 B.玻璃纤维 C.聚氯乙烯 D.聚四氟乙烯
【答案】B
【详解】A.羊毛的主要成分为天然高分子化合物蛋白质,故A不符合题意;
B.玻璃纤维是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,主要成分为无机化合物,不是有机高分子材料,故B符合题意;
C.聚氯乙烯是一定条件下氯乙烯发生加聚反应生成的合成高分子化合物,故C不符合题意;
D.聚四氟乙烯是一定条件下四氟乙烯发生加聚反应生成的合成高分子化合物,故D不符合题意;
故选B。
14.用来制作食品保鲜膜的材料是
A.聚氯乙烯 B.酚醛塑料 C.聚乙烯 D.脲醛塑料
【答案】C
【详解】热塑性塑料常用来制造一般生活日用品,聚氯乙烯和聚乙烯都是热塑性塑料,但是聚氯乙烯有毒,不能用于食品包装,聚乙烯无毒,可以用于食品包装;酚醛塑料和脲醛塑料属于热固性塑料,该类型塑料可以用来制造电器用品;结合以上分析可知,用来制作食品保鲜膜的材料是聚乙烯;
故选C。
15.合成树脂(塑料的主要成分)属于
A.单质 B.氧化物 C.无机物 D.有机物
【答案】D
【详解】塑料的主要成分为合成树脂,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和酚醛树脂等,属于有机物,D项符合题意。
答案选D。
一、乙炔的化学性质
乙炔分子里碳碳三键中有2个键易断裂发生化学反应。
(1)氧化反应
①可燃性
燃烧现象:火焰明亮伴有浓烈的黑烟。
化学方程式:2C2H2+5O24CO2+2H2O。
【注意】(1)乙炔在氧气里燃烧时产生的火焰叫氧炔焰,氧炔焰的温度达3 000℃以上,可用来切割和焊接金属。
(2)如果乙炔气体中混有空气,遇火会发生猛烈的爆炸,乙炔在空气里的爆炸极限是2.5%~80%。因此,储存乙炔的容器必须远离火种,使用时必须注意安全。
②氧化反应:乙炔能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色。
(2)加成反应
①在150~160℃和用氯化汞(HgCl2)作催化剂的条件下,乙炔能跟氯化氢发生加成反应。
②与卤素单质加成
③与H2加成
用镍粉作催化剂并且加热,乙炔能跟氢气发生加成反应。
HCCH +H2 CH2=CH2
HCCH +2H2CH3—CH3
实践应用
1.下列反应用来合成1,2-二溴乙烷的最优途径是
A.乙烯和溴化氢加成 B.乙烷通入溴水中
C.乙烯通入溴的四氯化碳溶液中 D.乙炔通入溴水中
【答案】C
【详解】A.乙烯与溴化氢加成生成溴乙烷(单取代产物),无法得到1,2-二溴乙烷,A错误;
B.乙烷与溴水不反应,无法得到1,2-二溴乙烷,B错误;
C.乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,直接生成1,2-二溴乙烷,反应迅速、产率高且无副产物,C正确;
D.乙炔与溴水加成可能生成1,2-二溴乙烯或继续加成生成四溴乙烷,需严格控制条件且副产物较多,D错误。
故选C。
2.工业上制备PVC(聚氯乙烯)的一种合成路线如图所示,下列说法错误的是
A.X分子是直线型分子 B.Y中所有原子一定处于同一平面
C.Y有2种不同的结构 D.PVC的结构简式为
【答案】C
【分析】
由X的分子式可知,X为乙炔(),与氯化氢发生加成反应生成Y,Y为氯乙烯(),氯乙烯发生加聚反应生成PVC(),据此解答
【详解】A.由分析知,X为乙炔(),为直线形结构,A正确;
B.由分析知,Y为氯乙烯(),相当于Cl原子取代了乙烯中H原子的位置,乙烯为平面型分子,故氯乙烯()所有原子一定处于同一平面,B正确;
C.由分析知,Y为氯乙烯(),只有1种结构,C错误;
D.PVC为氯乙烯的加聚产物,其结构简式为,D正确;
故选C。
3.下列叙述错误的是
A.聚乙炔是以乙炔为单体发生加聚反应形成的高聚物
B.聚乙炔的结构简式为
C.聚乙炔是一种碳原子之间以单、双键交替结合的链状结构的物质
D.聚乙炔不能发生加成反应
【答案】D
【详解】A.乙炔中含有碳碳三键,易发生加聚反应,生成高聚物,A正确;
B.聚乙炔属于含有碳碳双键的高聚物,,B正确;
C.根据聚乙炔的结构式可知,中,碳原子之间以单、双键交替结合,C正确;
D.聚乙炔中含有碳碳双键,可以发生加成反应,D错误;
故答案为:D。
二、苯的化学性质
(1)取代反应
①卤代反应:
溴苯是无色液体,密度比水大,难溶于水。
②硝化反应:
硝基苯为无色油状液体,有苦杏仁味,密度比水大,难溶于水有毒。
(2)加成反应:
苯和H2的加成反应的化学方程式为:
(3)氧化反应:
①苯不能被酸性KMnO4溶液氧化,即不能使酸性KMnO4溶液褪色。
②苯燃烧的反应的化学方程式为:
2C6H6+15O212CO2+6H2O
现象:火焰明亮,产生浓烈黑烟。
实践应用
4.下列对有机物结构或性质的描述错误的是
A.将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,这是由于发生了加成反应
B.苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同,是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键
C.乙烷和丙烯的物质的量共,完全燃烧生成
D.一定条件下,可与苯发生取代反应
【答案】A
【详解】A.将溴水加入苯中,由于溴在苯中的溶解度比在水中的溶解度大,发生萃取,溴水颜色变浅是由于苯萃取出了溴水中的溴,苯与溴水不反应,A错误;
B.苯分子中不存在碳碳单键、碳碳双键,而是存在一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,B正确;
C.乙烷和丙烯分子中均含有6个H原子,则乙烷和丙烯的混合物完全燃烧生成,C正确;
D.一定条件下,可以与苯发生取代反应生成氯苯,D正确;
故选A。
5.下列有机反应属于加成反应的是
A.
B.
C.+3H2
D.+HNO3+H2O
【答案】C
【详解】A.反应为氯原子取代甲烷分子的氢原子生成CH3Cl、HCl,即反应类型是取代反应,A不符合题意;
B.反应是乙烷的燃烧,属于氧化反应,B不符合题意;
C.+3H2为苯与氢气的加成反应,即反应类型是加成反应,C符合题意;
D.+HNO3+H2O为硝基取代苯环上的H原子,即反应类型是取代反应,D不符合题意;
故答案为:C。
6.下列与苯相关的说法中,正确的是
A.苯加入溴水中发生取代反应,使溴水颜色变浅
B.等质量的苯与乙炔充分燃烧耗氧量不同
C.无法用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙烯与苯
D.苯分子中6个碳原子连接成平面正六边形
【答案】D
【详解】A.苯与溴水不反应,颜色变浅是因为苯可以萃取溴水中的溴,项错误;
B.等质量的苯与乙炔充分燃烧耗氧量相同,项错误;
C.乙烯可以使酸性溶液褪色,苯与酸性溶液不反应,可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙烯与苯,项错误;
D.苯的分子为平面结构,苯分子中6个碳原子连接成平面正六边形,D正确;
本题选D。
考点一 乙烯、乙炔、苯的分子结构
【例1】下列物质中,分子的空间结构为直线型的是
A.乙烯 B.甲烷 C.氨 D.乙炔
【答案】D
【详解】A.乙烯空间构型为平面型,A错误;
B.甲烷的空间构型为正四面体结构,B错误;
C.氨的空间构型的三角锥形,C错误;
D.乙炔为直线型分子,D正确;
故选D。
解题要点
1.烷烃:碳原子周围有4个单键,呈空间四面体分布,。
2.烯烃:结构中含有碳碳双键,当与其他原子相连后,形成一个平面,。
3.炔烃:结构中含有碳碳三键,当与其他原子相连后,形成一条直线,。
4.苯环:苯环是正六边形平面结构,苯环上的碳原子相互之间的化学键完全相同,既不是碳碳单键,也是是碳碳双键,而是介于二者之间的独特的化学键。
烷烃中的碳原子属于饱和碳原子,烯烃、炔烃、苯环上的碳原子都属于不饱和碳原子。
【变式1-1】四氯乙烯()是一种衣物干洗剂,下列叙述错误的是
A.分子中六个原子共平面 B.对油脂有较好的溶解作用
C.与三氯乙烯互为同系物 D.聚四氯乙烯属于混合物
【答案】C
【详解】A.四氯乙烯相当于乙烯分子中的四个H被四个Cl取代,故四氯乙烯是平面结构,分子中六个原子共平面,A正确;
B.四氯乙烯是一种衣物干洗剂,故它对油脂有较好的溶解作用,B正确;
C.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;四氯乙烯与三氯乙烯不互为同系物,C错误;
D.聚合物中n不确定,则聚四氯乙烯属于混合物,D正确;
故选C。
【变式1-2】有机物的结构简式如图所示,下列说法中正确的是
A.在一条直线上的碳原子最多有6个 B.11个碳原子都在一条直线上
C.11个碳原子都在同一平面上 D.有机物的21个原子都在同一平面上
【答案】C
【详解】
A.乙炔结构中,与C≡C直接相连的原子共线。在该有机物CH3-CH=CH-C≡C-苯环中,苯环上与乙炔基相连的碳原子、乙炔基的2个碳原子、与乙炔基相连的烯烃碳原子共线:,最多有5个碳原子共线,A错误;
B.苯环上连接炔基的那个碳原子、炔基的两个碳原子、和炔基相连的烯烃碳原子,最多有5个碳原子共线,并非11个碳原子都共线, B错误;
C.乙烯为平面结构,乙炔为直线形结构(可看作平面结构),苯为平面结构。该有机物中,乙烯基、乙炔基、苯环通过单键相连,单键可以旋转,通过旋转单键可使乙烯平面、乙炔直线(平面)、苯平面重合,所以11个碳原子都可以在同一平面上,C正确;
D.该有机物中存在-CH3,甲烷为正四面体结构,-CH3中的3个氢原子与碳原子不可能都在同一平面上,所以有机物的21个原子不可能都在同一平面上,D错误;
故答案选C。
考点二 乙烯的化学性质
【例2】下列关于乙烯的用途叙述不正确的是
A.以乙烯为原料可以合成聚乙烯等材料
B.乙烯可以用来制备1,2-二溴乙烷()
C.乙烯可以与水发生加成反应制备乙醇()
D.乙烯可以与发生加成反应制备二溴乙烷()
【答案】D
【详解】A.乙烯分子中含有碳碳双键,能发生加聚反应生成聚乙烯,A正确;
B.乙烯与溴单质可发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,B正确;
C.乙烯在一定条件下可以与水发生加成反应生成乙醇(),C正确;
D.乙烯与发生加成反应生成二溴乙烷,D错误。
故答案为D。
解题要点
1.氧化反应:乙烯具可燃性(但不作燃料使用),乙烯可使酸性KMnO4溶液褪色(生成CO2)。
2.加成反应:乙烯可与Br2(使溴水褪色)、H2、HCl、H2O等发生加成反应。
【变式2-1】下列有机反应方程式书写正确且为取代反应的是
A.
B.
C.
D.CH4C+2H2
【答案】A
【详解】A.该反应为氯仿(CHCl3)与氯气在光照下发生的取代反应,生成四氯化碳(CCl4)和氯化氢(HCl),方程式书写正确且符合取代反应定义,A符合题意;
B.该反应为甲烷的燃烧反应,属于氧化反应,不是取代反应,B不符合题意;
C.该反应为乙烯与水的加成反应,生成乙醇,不是取代反应,C不符合题意;
D.该反应为甲烷的高温分解反应,生成碳和氢气,属于分解反应,不是取代反应,D不符合题意;
故答案选A。
【变式2-2】下列说法正确的是
A.浓H2SO4分别与Cu和C反应,生成的酸性气体相同
B.将SO2和Cl2分别通入紫色石蕊溶液中,观察到的颜色变化相同
C.CH2=CH2分别与Br2、酸性KMnO4溶液反应,反应类型相同
D.物质的量相同的乙烯和乙醇充分燃烧,消耗氧气的质量相同
【答案】D
【详解】A.浓H2SO4与Cu在加热时生成SO2,与C在高温下生成CO2和SO2,酸性气体不同,A错误;
B.SO2使石蕊变红不褪色,Cl2使石蕊先红后褪色,现象不同,B错误;
C.乙烯与Br2为加成反应,与酸性KMnO4为氧化反应,反应类型不同,C错误;
D.1mol乙烯和乙醇燃烧均消耗3mol O2,耗氧量相同,D正确;
答案选D。
考点三 聚合反应
【例3】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
【详解】A.由于聚乙烯中的n值不是定值,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,不能与Br2发生加成反应,不能使溴水褪色,C错误;
D.乙烯发生加成聚合得到聚乙烯,聚乙烯的单体是乙烯,D正确;
故选D。
解题要点
1.聚合反应是指由相对分子质量小的化合物相互结合生成相对分子质量很大的聚合物的反应。通过加成聚合生成聚合物的反应又称为加聚反应。
乙烯生成聚乙烯的反应方程式为:n CH2=CH2
2.高分子化合物的结构
(1)结构特点:它们是由若干个重复结构单元组成的。如聚乙烯写作。
(2)链节:高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位,也称重复结构单元。
(3)聚合度:高分子链中含有链节的数目。
(4)单体:能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。
例如的链节为-CH2-CH2-,聚合度为n,单体为CH2=CH2。
3. 加聚反应的特点:
(1)单体必须是含有双键、参键等不饱和键的化合物。例如:烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。
(2)发生加聚反应的过程中,没有副产物产生,聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
【变式3-1】下列说法正确的是
A.羊毛、蚕丝、塑料、橡胶都属于天然有机高分子材料
B.单体是
C.高聚物的单体有2种
D.乙烯可聚合成聚乙烯,聚乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【详解】A.塑料是合成有机高分子材料,橡胶有天然橡胶和合成橡胶,羊毛、蚕丝属于天然有机高分子材料,A错误;
B.聚乙烯的单体是,链节是,B错误;
C.对于高聚物 ,其单体有2种,和,C正确;
D.聚乙烯中不含碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误;
综上,答案是C。
【变式3-2】尼龙、聚丙烯()、聚乙烯()、聚异戊二烯()均为有机高分子化合物。下列说法中正确的是
A.尼龙属于天然有机高分子材料
B.聚丙烯的单体可以使溴的四氯化碳溶液褪色
C.聚乙烯能使酸性溶液褪色
D.聚异戊二烯的单体是
【答案】B
【详解】A.尼龙属于人工合成有机高分子材料,A错误;
B.聚丙烯的单体丙烯含有碳碳双键,可以使溴的四氯化碳溶液褪色,B正确;
C.聚乙烯中不存在不饱和键,不能使酸性溶液褪色,C错误;
D.聚异戊二烯的单体是异戊二烯,D错误;
故选B。
考点四 塑料
【例4】有机高分子材料分为天然有机高分子材料和合成有机高分子材料。下列材料属于天然有机高分子材料的是
A.棉花 B.塑料 C.合成橡胶 D.合成纤维
【答案】A
【详解】A.棉花成分为纤维素,属于天然有机高分子材料,故A正确;
B.塑料为高聚物,属于有机合成高分子材料,故B错误;
C.合成橡胶属于有机合成高分子材料,故C错误;
D.合成纤维属于有机合成高分子材料,故D错误;
故选:A。
解题要点
1.塑料是一种有机高分子材料,它们都是以聚合物为主要成分,加入适当添加剂(如增塑剂、填料、稳定剂、阻燃剂、着色剂等),经过加工成型的塑料材料或固化交联形成的刚性材料。
2.塑料的分类:
(1)根据固化特点,可以分为热塑性塑料和热固性塑料;
(2)根据用途不同,可分为通用塑料和工程塑料。
【变式4-1】工业上以煤、石油等化石燃料为原料生产高分子材料。下列说法正确的是
A.石油的分馏,煤的气化和液化都是物理变化
B.煤的干馏可获得出炉煤气、煤焦油、焦炭等物质
C.硫化橡胶、合成纤维、光导纤维都是有机高分子材料
D.(聚氯乙烯)塑料老化过程中会发生加成反应
【答案】B
【详解】A.石油分馏是物理变化,但煤的气化和液化涉及化学反应生成新物质,属于化学变化,A错误;
B.煤的干馏是在隔绝空气条件下将煤分解生成出炉煤气、煤焦油和焦炭等产物的过程,B正确;
C.光导纤维主要成分为二氧化硅,属于无机非金属材料;而硫化橡胶、合成纤维属于有机高分子材料,C错误;
D.PVC老化主要是脱HCl的分解反应,且PVC中不存在碳碳双键结构,不能发生加成反应,D错误;
故答案为:B。
【变式4-2】有机材料与生活息息相关。下列物质的主要成分不属于有机材料的是
A.制作粵绣所用的植物纤维布 B.乡村铺路用的沥青
C.用聚乙烯塑料制作的食品保鲜膜 D.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维
【答案】D
【详解】A.植物纤维布主要成分是纤维素,属于有机高分子材料,A不符题意;
B.沥青是石油分馏的产品,是烃类混合物,属于有机材料,B不符题意;
C.聚乙烯为合成有机高分子材料,C不符题意;
D.玻璃纤维是纤维状的玻璃,玻璃主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料,D符合题意;
答案选D。
基础达标
1.(24-25高一下·河南信阳·期末)下列反应属于加成反应且有明显实验现象的是
A.丙烷和氯气混合气体在光照下反应 B.将丙烯通入酸性KMnO4溶液中
C.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中 D.在含有酚酞的NaOH溶液中通入SO2
【答案】C
【分析】加成反应是有机化学中一类重要的反应类型,指的是不饱和化合物(如含碳碳双键、碳碳三键等)与其他物质发生反应时,不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合,生成新的饱和或较饱和化合物的反应。
【详解】A.丙烷与氯气(黄绿色)的混合气体在光照条件下发生反应生成氯代丙烷和氯化氢,反应后黄绿色变浅或消失,现象明显,该反应属于取代反应而非加成反应,故A不选;
B.丙烯含碳碳双键,具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色,现象明显,该反应属于氧化反应而非加成反应,故B不选;
C.乙烯含碳碳双键,能与溴的四氯化碳溶液中的Br2发生加成反应生成无色的CH2BrCH2Br而使溶液褪色,现象明显,故C选;
D.含有酚酞的NaOH溶液显红色,通入的SO2属于酸性气体,SO2与NaOH反应使溶液的碱性降低,溶液红色变浅或褪色,现象明显,但该反应不属于加成反应,故D不选;
故选C。
2.(24-25高一下·吉林长春·期末)下列有机物能与溴水反应的是
A.乙烯 B.乙烷 C.苯 D.
【答案】A
【详解】A.乙烯为有机物,含碳碳双键,能与溴水发生加成反应,A正确;
B.乙烷为有机物,不与溴水反应,B错误;
C.苯为有机物,不与溴水反应,C错误;
D.与溴水反应:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,但其为无机物,D错误;
故选A。
3.(24-25高一下·北京西城·期末)下列反应中,属于加成反应的是
A.乙烯燃烧 B.乙醇与钠
C.乙烯与溴的四氯化碳溶液 D.甲烷与氯气混合光照
【答案】C
【详解】A.乙烯燃烧是氧化反应,生成CO2和H2O,不属于加成反应,A不符合题意;
B.乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气,属于取代反应,B不符合题意;
C.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应时,碳碳双键断裂,溴原子直接加成为1,2-二溴乙烷,属于加成反应,方程式为:,C符合题意;
D.甲烷与氯气光照下发生取代反应,生成氯代甲烷和HCl,属于取代反应,D不符合题意;
故选C。
4.(2024高一下·海南·学业考试)乙烯的产量可以衡量一个国家石油化学工业发展水平。下列关于乙烯的说法不正确的是
A.分子式为C2H6 B.完全燃烧生成CO2和H2O
C.能使酸性KMnO4溶液褪色 D.是一种植物生长调节剂
【答案】A
【详解】A.乙烯的分子式为,而选项A写为(乙烷的分子式),A错误;
B.乙烯由C和H组成,完全燃烧生成和,B正确;
C.乙烯含双键,能与酸性发生氧化反应使其褪色,C正确;
D.乙烯是植物激素,可调节生长(如促进果实成熟),D正确;
故选A。
5.(24-25高一下·浙江台州·期中)下列物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.被酸性高锰酸钾溶液氧化为乙酸,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A不符合题意;
B.含碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B不符合题意;
C.具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C不符合题意;
D.聚乙烯中不含碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D符合题意;
故选D。
6.(23-24高一下·黑龙江·期末)乙烯(CH2=CH2)是石油化学工业重要的基本原料,下列说法正确的是
A.乙烯的球棍模型: B.乙烯的电子式:
C.乙烯的官能团:-OH D.乙烯的空间填充模型:
【答案】D
【详解】
A.图示为甲烷的球棍模型,乙烯含碳碳双键,球棍模型为,A错误;
B.乙烯电子式中含碳碳双键,电子式为,B错误;
C.乙烯官能团是碳碳双键(C=C),C错误;
D.乙烯空间填充模型(体现原子相对大小和空间分布):,D正确;
故选D。
7.(24-25高一下·天津河西·期中)下列物质不可能是乙烯加成产物的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.乙烯加氢气生成乙烷(催化加氢),属于加成反应,方程式为:,A不符合题意;
B.乙烯加HBr生成溴乙烷(双键加H和Br原子),是加成反应,方程式为:,B不符合题意;
C.乙酸含羧酸基团,需通过乙烯氧化(先加成生成乙醇,再氧化为乙酸),而非直接加成,C符合题意;
D.乙烯与水(酸催化)生成乙醇,是加成反应,方程式为:,D不符合题意;
故选C。
8.(2025高一下·广东肇庆·学业考试)下列关于乙烯与Br2发生加成反应的说法,正确的是
A.乙烯中含有离子键 B.常温下Br2是红棕色气体
C.反应中有非极性键断裂 D.产物中只含有极性键
【答案】C
【详解】A.乙烯为共价化合物,仅含共价键,不含离子键,A错误;
B.常温下Br2为红棕色液体而非气体,B错误;
C.反应中乙烯的C=C双键(非极性键)和Br2的Br-Br键(非极性键)均断裂,C正确;
D.产物CH2BrCH2Br中C-C键为非极性键,因此产物并非只含极性键,D错误;
故选C。
9.(24-25高一下·浙江·期中)苏轼的《格物粗谈》中记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”这里的“气”是指
A.乙烯 B.甲烷 C.二氧化硫 D.氧气
【答案】A
【详解】篮中的木瓜释放出气体,与红柿接触后,未熟的红柿成熟,不再有涩味,说明木瓜产生的气体促进了红柿的成熟,是果实的催熟剂,所以此气体应为乙烯。
故选A。
10.(高一下·北京·期中)下列说法不正确的是
A.甲烷分子空间填充模型是:
B.乙烯分子的球棍模型为
C.乙烷可以和溴的四氯化碳溶液发生加成反应
D.乙烯和环丙烷()不属于同系物
【答案】C
【详解】A.甲烷是正四面体结构,C原子位于正四面体几何中心,4个H原子位于正四面体的四个顶点上,结合原子半径:C>H,可知图示为甲烷分子空间填充模型,A正确;
B.乙烯分子式是C2H4,该分子是平面分子,分子中2个C原子形成共价双键,每个C原子再分别与2个H原子形成2个共价单键,结合原子半径:C>H,可知图示为乙烯的球棍模型,B正确;
C.乙烷分子中不含不饱和键,不能和溴发生加成反应,C错误;
D.二者结构不相似,因此它们不能互为同系物,D正确;
故选C。
11.(25-26高一下·全国·课前预习)下列有关乙炔的说法正确的是
A.结构简式 B.乙炔属于饱和烃
C.最简式为 D.分子中含碳碳三键,能发生加成反应
【答案】D
【详解】A.乙炔的结构简式应为CH≡CH,选项中的“CHCH”未体现三键,A错误;
B.乙炔含有碳碳三键,属于不饱和烃,B错误;
C.乙炔的分子式为C2H2,其最简式(实验式)为元素原子数的最简整数比,即C:H=2:2=1:1,故最简式为CH,C错误;
D.乙炔分子中含碳碳三键,为不饱和烃,能发生加成反应(如与H2、Br2等反应),D正确;
故选D。
12.(高一下·福建泉州·期末)煤的干馏可获得多种物质。下列说法错误的是
A.与光照条件下有机产物可能有4种
B.苯能发生取代反应制得
C.甲苯中不存在碳碳双键,不能发生加成反应
D.高炉炼铁过程可表示:热空气
【答案】C
【详解】A.CH4与Cl2光照条件下发生取代反应,生成СН3Сl、СН2Сl2、СНСl3、ССl4、НСl,其中有机产物为4种,故A正确;
B.苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂加热的条件下发生取代反应生成硝基苯,故B正确:
C.甲苯中不存在碳碳双键,但甲苯中苯环能发生加成反应,故C错误;
D.高炉炼铁过程中,焦炭燃烧生成CO2,CO2与焦炭反应生成CO,CO还原铁矿石生成Fe和CO2,故D正确;
故选C。
13.(高一下·上海松江·阶段练习)乙烯合成PE(聚乙烯)的化学方程式为_______,该反应类型属于_______。
【答案】 加聚反应
【详解】乙烯在一定条件下发生加成聚合得到聚乙烯,化学方程式为,该反应类型属于加聚反应。
14.回答下列问题:
(1)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生的反应是_______反应(填反应类型)。
(2)乙烯能使溴水褪色,发生的反应是_______反应(填反应类型)。化学方程式:_______。
(3)在一定条件下,乙烯和乙烷都能制得氯乙烷,据此回答问题:
①由乙烷制备氯乙烷的化学方程式:_______,该反应类型属于_______反应。
②由乙烯制备氯乙烷的化学方程式为:_______,该反应类型属于_______反应。
③比较两种方法,第_______种方法较好,其原因是_______。
【答案】(1)氧化
(2) 加成 CH2= CH2+Br2→CH2BrCH2Br
(3) CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 取代 CH2= CH2+HClCH3CH2Cl 加成 ② 第②种方法得到的产物较为纯净,而第①种方法会发生多种副反应,生成多种产物的混合物
【详解】(1)乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生的反应是氧化反应;
(2)烯能使溴水褪色,发生加成反应,化学方程式为CH2= CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(3)①由乙烷制备氯乙烷的化学方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl,该反应类型属于取代反应。
②由乙烯制备氯乙烷的化学方程式为:CH2= CH2+HClCH3CH2Cl ,该反应类型属于加成反应。
③比较两种方法,第②种方法得到的产物较为纯净,而第①种方法会发生多种副反应,生成多种产物的混合物。
15.(24-25高一下·上海·期末)下图表示物质间的转化关系:
(1)写出下列反应方程式和反应类型
①___________,反应类型___________。
②___________,反应类型___________。
③___________,反应类型___________。
④___________,反应类型___________。
(2)某烷烃也可以通过反应得到④的产物,写出该反应的化学方程式和反应类型___________,反应类型___________。
(3)分析上面的反应,工业生产往往选择___________反应类型,原因是___________。
【答案】(1) CH2=CH2+3O22CO2+2H2O 氧化反应 CH2=CH2+H2CH3-CH3 加成反应 nCH2=CH2 加聚反应 CH2=CH2+HClCH3-CHCl 加成反应
(2) CH3-CH3+Cl2CH3-CHCl,反应类型为 取代反应
(3) 加成反应 光照条件乙烷发生取代反应时会发生多步取代,得不到较纯的产物
【详解】(1)①为乙烯燃烧生成CO2和H2O,化学方程式为:CH2=CH2+3O22CO2+2H2O,反应类型为氧化反应;
②为乙烯与H2加成生成乙烷,反应方程式为CH2=CH2+H2CH3-CH3,反应类型为加成反应;
③为乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,反应方程式为nCH2=CH2,反应类型为加聚反应;③为乙烯与HCl加成生成氯乙烷,反应方程式为CH2=CH2+HClCH3-CHCl,反应类型为加成反应;
(2)乙烷与Cl2在光照条件下发生取代反应也能生成氯乙烷,化学方程式为CH3-CH3+Cl2CH3-CHCl,反应类型为取代反应;
(3)工业生产往往选择加成反应,因为光照条件乙烷发生取代反应时会发生多步取代,得不到较纯的产物。
综合应用
1.(24-25高一上·上海闵行·期中)既可以用来鉴别乙烷与乙烯,又可用来除去乙烷中的乙烯得到纯净乙烷的方法是
A.通过足量的溶液 B.通过溴水
C.在Ni催化、加热条件下通入过量 D.通过足量的酸性溶液
【答案】B
【详解】A.乙烷与乙烯都不与氢氧化钠反应,通过足量的溶液,不能乙烷与乙烯,也不能除去乙烷中的乙烯,故不选A;
B.乙烯与溴水发生加成反应而使溴水褪色,乙烷和溴水不反应,通过溴水能鉴别乙烷和乙烯,同时能除去乙烷中的乙烯得到纯净乙烷,故选B;
C.通入氢气不能鉴别乙烷和乙烯,且能引入新的杂质,故不选C;
D.通过高锰酸钾溶液,乙烯被氧化为二氧化碳和水,能用来鉴别乙烷和乙烯,但不能用来除去乙烷中的乙烯,故不选D;
选B。
2.(高一下·上海松江·阶段练习)回答下列问题。
(1)鉴别甲烷和乙烯的方法是_______;
(2)除去甲烷中乙烯的方法是_______。
A.气体通入盛水的洗气瓶
B.气体通入盛溴水的洗气瓶
C.气体通入盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
D.气体通入氢氧化钠溶液的洗气瓶
【答案】(1)可以将他们分别通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶,也可以将他们分别通过盛有溴的四氯化碳溶液的洗气瓶,若溶液褪色,则为乙烯,不褪色为甲烷
(2)B
【详解】(1)利用甲烷和乙烯的性质差异,鉴别甲烷和乙烯,可以将他们分别通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶,也可以将他们分别通过盛有溴的四氯化碳溶液的洗气瓶,若溶液褪色,则为乙烯,不褪色为甲烷;
(2)A.常温常压下乙烯与水不反应,在水中溶解度也较小,所以将混合气体通过盛有水的洗气瓶,达不到去除甲烷中乙烯的目的,A不符合题意;
B.混合气体通过盛有溴水的洗气瓶,乙烯与溴单质发生加成反应,生成无色液体,既可检验甲烷中的乙烯,又能除去乙烯,B符合题意;
C.混合气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶时,乙烯被氧化为二氧化碳,混在甲烷气体中,达不到除杂质的目的,C不符合题意;
D.乙烯与氢氧化钠溶液不反应,所以将混合气体通过盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶,达不到去除甲烷中乙烯的目的,D不符合题意;
故选B。
3.(高一下·上海徐汇·期末)已知有下列烃分子:
①;② ;③ ;④ ;⑤ ;⑥
(1)写出①的一种同分异构体的结构简式:___________;
(2)写出②的结构式:___________;②在一定条件下与水反应的化学方程式为:___________;
(3)④为___________模型,与它互为同系物的是___________(填序号);
(4)③的二氯代物有___________种;
(5)写出的⑤分子式:___________;⑤分子中最多有___________个原子共平面;
(6)乙烯能发生聚合反应,写出化学方程式___________;该反应产物的用途之一是___________。
【答案】(1)或
(2) CH2=CH2+H2O CH3CH2OH
(3) 球棍 ①⑥
(4)3
(5) C7H8 13
(6) n CH2=CH2 做塑料袋
【详解】(1)
①是正戊烷,可将①中一个甲基作为支链即可得到其中一种同分异构体得到异戊烷,结构简式:,还有新戊烷: ;
(2)
②为乙烯,黑球代表C原子,白球代表H原子,结构式是: ;乙烯在一定条件下与水发生加成反应生成乙醇,反应的化学方程式为:CH2=CH2+H2O CH3CH2OH;
(3)④为球棍模型,该物质属于乙烷,成键方式都是单键,则与它互为同系物的是①⑥;
(4)
③是苯,只有1种H原子,固定一个Cl原子,另一个Cl原子可取代在邻、间、对位,即二氯代物有 共3种;
(5)⑤为苯环C6H6和一个甲基取代苯环上的一个H原子,则分子式C7H8;苯环是平面型结构,与苯环上的碳相连的原子共平面,甲基是四面体结构,最多有3个原子共面,则⑤分子中最多有13个原子共平面;
(6)
乙烯能发生聚合反应生成聚乙烯,反应的化学方程式为n CH2=CH2 ,聚乙烯的用途是做塑料袋。
4.(高二下·上海金山·期中)金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料是人类使用的三大类基础材料,它们以各自的特点满足着人类多方面的需要。
(1)金属材料中,有一类贮氢合金能够结合氢气形成金属化合物,并在一定条件下分解释放出氢气,该贮运原理属于___________(“物理”或“化学”)变化。钢铁是制造轮船的主要材料,船身外通常装上金属块以防腐蚀,该金属块可选择___________(“铜块”或“锌块”)。
(2)全国两会普及使用了“石头纸”,这是以碳酸钙为主料(内层)、聚乙烯等高分子材料为辅料(双外层)制成的。有关“石头纸”的说法错误的是___________。
A.防油不防水 B.有利于保护森林
(3)聚乙烯(PE)是一种有机高分子材料,广泛应用于制作如___________等塑料制品。
A.食品袋 B.水杯 C.建筑材料
聚乙烯(PE)的单体是___________(填写结构简式),该单体是石油经过___________得到的主要产物之一。
A.分馏 B.裂化 C.裂解
(4)氯乙烯的结构简式为,___________是氯乙烯的空间填充模型。
A. B.
写出以氯乙烯为原料生产聚氯乙烯(PVC)的化学方程式___________。
(5)乙烯氧氯化法是目前生产氯乙烯的主要方法,如下图所示:
步骤①的反应类型是___________,步骤②的化学方程式为___________,从绿色化学的角度看,氧氯化法的优点是___________。
【答案】(1) 化学 锌块
(2)A
(3) AB C
(4) A
(5) 加成反应 氯元素循环利用;副产物是水,对环境无害
【详解】(1)物理变化与化学变化的本质区别在于是否有新物质生成,贮氢合金能够结合氢气形成金属化合物,并在一定条件下分解释放出氢气,该贮运原理属于化学变化;船身外通常装上一定数目比铁更活泼的金属块以防止腐蚀,根据金属活动性顺序表,故填锌块。
(2)“石头纸”主要原料是碳酸钙,碳酸钙不溶于水,可防水,推广使用“石头纸”能减少普通纸的使用,而普通纸的原料为木材,所以能达到保护森林和环保的目的,故选A。
(3)聚乙烯(PE)是一种有机高分子材料,广泛应用于制作如食品袋等塑料制品,故选A;聚乙烯(PE)的单体是乙烯,结构简式为;乙烯是是石油经过裂解得到的主要产物之一,故选C。
(4)氯乙烯的结构简式为, 是氯乙烯的空间填充模型;氯乙烯发生加聚反应得到聚氯乙烯,化学方程式为: 。
(5)步骤①是乙烯和氯气发生加成反应生成1,2二氯乙烷,由原子守恒可知步骤②中1,2二氯乙烷受热分解生成氯乙烯和HCl,方程式为: ;从绿色化学的角度看,氧氯化法的优点是氯元素循环利用;副产物是水,对环境无害。
5.(高一下·上海青浦·期末)医用外科口罩中过滤层所用的材料是熔喷聚丙烯。
其单体丙烯使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的原理___________(填“相同”或“不同”),丙烯结构中最多有___________个原子共平面,写出丙烯制备聚丙烯的化学反应方程式___________。
【答案】 不同 7
【详解】①丙烯和溴水发生加成反应而使其褪色,丙烯和酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应而褪色,故褪色的原理不同,故答案为:不同;
②丙烯中除甲基上两个氢外,其余最多7个原子共平面,故答案为:7;
③丙烯制备聚丙烯化学方程式为:,故答案为:。
拓展培优
6.(高一下·上海杨浦·期末)结构简式为:的烃,至少有_______个碳原子处于同一平面上。
A.6 B.8 C.9 D.14
【答案】C
【详解】该有机物分子中,同一个苯环结构的碳原子及与该环相连的碳原子共面,两个苯环相连直线上的4碳共面,分子中至少有6+1+2=9个碳原子处于同一平面上,故答案为:C。
7.某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。A还是一种植物生长调节剂,A可发生如图所示的一系列化学反应,其中①②③属于同种反应类型。根据如图回答下列问题:
(1)写出C、D的结构简式:C_______,D_______。
(2)写出①、②、④三步反应的化学方程式,并注明反应类型:
①_______,反应类型_______。
②_______,反应类型_______。
④_______,反应类型_______。
(3)G的相对分子质量是A的两倍,则与A互为同系物的G的同分异构体有_______种。
【答案】(1)
(2) 加成反应 加成反应 nCH2=CH2 加聚反应
(3)3
【分析】
某烃A是有机化学工业的基本原料,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A还是一种植物生长调节剂,则A为CH2=CH2;①②③属于同种反应类型,A与H2在Ni作催化剂条件下发生加成反应生成B,B为CH3CH3,A与HCl发生加成反应生成C,C为CH3CH2Cl,A与H2O在稀硫酸条件下发生加成反应生成D,D为CH3CH2OH;A在催化剂条件下发生加聚反应生成高分子化合物E,E为 ;B与Cl2在光照条件下发生取代反应生成C。
【详解】(1)根据分析,C是氯乙烷,即;D是乙醇,即;
(2)①A是乙烯,与氢气发生加成反应生成乙烷:;反应类型为:加成反应;
②乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷:;反应类型为:加成反应;
④乙烯发生加聚反应生成聚乙烯:nCH2=CH2 ;反应类型为:加聚反应;
(3)
G的相对分子质量是A的两倍,A是乙烯(乙烯的相对分子质量为28),则G的相对分子质量是56,G与A是同系物,G的分子式为,故G中含有碳碳双键,G的同分异构体有下列:、、,一共3种。
8.(24-25高一下·河北衡水·期中)烃是一类最简单的有机物,请回答以下问题
Ⅰ.烷烃组成与性质
(1)与混合在光照条件下反应生成的化学方程式:_______,若该过程消耗,则生成为_______
(2)相对分子质量为72的烷烃的同分异构体数目_______种,其中有一种结构的一氯代物有4种,请写出其结构简式_______,其名称为_______。
Ⅱ.烯烃性质
烯烃可以发生如下转化过程:
已知:E为高分子化合物
(3)若为乙烯,写出的电子式:_______;的反应类型为_______。
(4)若为丙烯,写出的化学方程式_______。
(5)在实验室里制取的乙烯中常混有少量的,某化学兴趣小组设计了如图装置验证该混合气体中含有和。请将试剂序号填入空格内(试剂可重复选择)
Ⅰ_______;Ⅱ_______;Ⅲ_______;Ⅳ_______。
A.品红溶液 B. C.浓 D.酸性
【答案】(1) CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 2
(2) 3 异戊烷
(3) 加成反应
(4)nCH3CH=CH2
(5) A B A D
【分析】Ⅱ.A为烯烃,A与H2发生加成反应生成B为烷烃,B与Cl2光照反应生成C为一氯代烷,A与HCl发生加成反应也可生成C,A与水发生加成反应生成D为醇,D与HCl发生取代反应生成C,A发生加聚反应可生成分子化合物E。
【详解】(1)CH3CH3与Cl2在光照的条件下发生取代反应生成CH3CH2Cl和HCl,方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;由方程式可知,每1molCl2参加反应,生成1molHCl,因此消耗2molCl2生成HCl的物质的量为2mol;
(2)
烷烃的分子通式为CnH2n+2,则相对分子质量为72的烷烃存在14n+2=72,n=5,则为C5H12;C5H12的同分异构体有3种,CH3CH2CH2CH2CH3、、,其中一氯代物有4种的是,如图(Cl取代箭头所指的H);该物质的名称为异戊烷;
(3)
若为乙烯,乙烯中C与C之间共用2对电子,C与H之间共用1对电子,电子式为;根据分析,A→D的反应为加成反应;
(4)
若为丙烯,丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,方程式为nCH3CH=CH2;
(5)混合气体中含有SO2和C2H4,因为二者都有还原性,所以要先检验并除去二氧化硫,再检验乙烯。装置Ⅰ中盛放品红溶液,用来检验二氧化硫,装置Ⅱ中盛放氢氧化钠溶液,用于吸收二氧化硫,装置Ⅲ盛放品红溶液,用于检验二氧化硫是否除尽,装置Ⅳ中盛放高锰酸钾溶液,用于检验乙烯,故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中依次为A、B、A、D。
( 高一下·上海松江·阶段练习)用下列实验装置模拟工业制乙烯,并探究乙烯的主要化学性质。(已知烃类不与碱反应)
9.利用液态烷烃在催化剂和加热条件下发生反应生成不饱和烃的方法可制备乙烯。
已知下列反应:,,
则甲的分子式为_______,乙的结构简式为_______。
10.B装置中发生反应的化学方程式为_______。
11.C装置中可观察到的现象是_______,反应类型是_______。
12.查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应生成。本实验中能证明该结论的实验现象是_______。
【答案】9. C8H16 CH2=CH2 10.CH2=CH2+Br2→BrCH2-CH2Br 11. 溶液紫色褪去 氧化反应 12.D中的溶液变浑浊
【分析】探究工业制乙烯的原理和乙烯的主要化学性质,由实验装置可知,A中烷烃在催化剂和加热条件下发生反应生成不饱和烃,B中乙烯与溴水发生加成反应,C中乙烯与高锰酸钾发生氧化反应,D中检验C中生成的二氧化碳,E中利用排水法收集乙烯。
9.反应:,,根据质量守恒得到甲的分子式为C8H16;1mol C8H16得到4mol乙,则乙分子式为C2H4,其结构简式为CH2=CH2;
10.乙烯含有碳碳双键,能够与溴发生加成反应而使溴水褪色,所以B装置中的实验现象可能是橙色(或橙黄色)褪去,反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→BrCH2-CH2Br;
11.C装置中乙烯被酸性高锰酸钾氧化,其实验现象是溶液紫色褪去,其中发生反应的反应类型是氧化反应;
12.查阅资料知,乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳,根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊来分析,因此本实验中能证明该结论的实验现象是装置D中的溶液变浑浊。
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