7.2 乙烯与有机高分子材料【基础必牢】化学人教版必修第二册

7.2 乙烯与有机高分子材料 一、乙烯的物理性质 颜色 状态 气味 密度 水溶性 稍有气味 比空气的略 溶于水 二、乙烯的组成、结构 1．乙烯的表示方式 分子式 电子式 结构式 结构简式 分子模型 球棍模型 填充模型 C2H4 CH2===CH2 乙烯的结构简式不可以写成CH2CH2，而应写成CH2===CH2，即必须把其中的碳碳双键体现出来，碳碳双键一定不能省略。 易错提醒 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。 （1）乙烯的结构简式可书写为CH2CH2(　 　) （2）乙烯是一种无色无味，易溶于水的气体(　 　) （3）乙烯的充填模型为(　 　) （4）乙烯分子中所有原子共平面，可推断丙稀(CH2==CH—CH3)所有原子也共平面(　 　) （5）乙烯分子中的价键没有全部被氢原子“饱和”，因此乙烯属于不饱和烃(　 　) 参考答案：（1）× （2）× （3）× （4）× （5）√ 易错辨析 三、乙烯的化学性质 1．氧化反应 实验 现象 点燃纯净的乙烯 火焰明亮且伴有 ，同时放出大量的热 通入酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液 （1）乙烯燃烧的化学方程式为 C2H4＋3O22CO2＋2H2O 。 （2）乙烯被酸性KMnO4溶液氧化为 ，所以除去甲烷中的乙烯时不能用酸性高锰酸钾溶液。 2．加成反应 （1）加成反应的概念：有机物分子中的 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。 （2）实例：如乙烯使溴的四氯化碳溶液(或溴水) ，反应的化学方程式为： ＋Br—Br→ 　　　　　　　　　　　 1,2-二溴乙烷 也可以写成：CH2==CH2＋Br2→（或CH2==CH2＋Br2→CH2Br—CH2Br） 乙烯不仅可以与溴发生加成反应，在一定条件下，还可以与氯气、氢气、氯化氢和水等物质发生加成反应。 反应 化学方程式 与Cl2加成 CH2==CH2＋Cl2―→ 与H2加成 CH2==CH2＋H2 与HCl加成 CH2==CH2＋HCl 与H2O加成 CH2==CH2＋H2O (工业制乙醇) 3．聚合反应 （1）乙烯的聚合反应 在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下，乙烯分子中碳碳双键中的 断裂，分子间通过碳原子相互结合形成很长的碳链，生成相对分子质量 的聚合物——聚乙烯，反应的化学方程式： （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叫做聚合反应。乙烯的聚合反应同时也是加成反应，这样的反应又被称为加成聚合反应，简称 。 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 4．加成反应与取代反应的比较 　　名称 比较　 取代反应 加成反应 概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 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 反应特点 取而代之有进有出 加而成之，有进无出 断键情况 C—H键等断裂 不饱和键断裂 产物特点 至少为两种产物，通常产物较复杂，为混合物 只有有机产物，产物相对较纯净 5．烯烃的通式 （1）烯烃的通式为CnH2n(n为正整数，n≥2)，但具有这一通式的有机物不一定是烯烃。事实上，单环烷烃的通式也是CnH2n(n为正整数，n≥3)。 （2）通常所说的烯烃严格地讲是单烯烃，分子内只能有1个碳碳双键。若某分子内有2个碳碳双键，则该烃应为二烯烃。 （1）乙烯和乙烷都为碳氢化合物，因此性质相同(　 　) （2）乙烯的化学性质比乙烷活泼(　 　) （3）乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色，反应原理相同(　 　) （4）酸性KMnO4既可以验证乙烷和乙烯，还可以除去乙烷中混有的乙烯(　 　) （5）乙烯聚合生成聚乙烯，本质是每个乙烯分子中的碳碳双键的一个键断裂，相互结合生成聚乙烯，因此也称为加聚反应(　 　) （6）燃烧等质量的乙烯和聚乙烯耗氧量相同(　 　) （7）乙烷中混有乙烯，可通过与H2在一定条件下反应，使乙烯转化为乙烷(　 　) 参考答案：（1）× （2）√ （3）× （4）× （5）√ （6）√ （7）× 易错辨析 四、乙烯的用途 （1）乙烯是重要的化工原料，在一定条件下用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。 （2）在农业生产中乙烯可以调节植物生长，可用于 。 五、烃 1．定义 仅含 两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃。 2．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 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。 易错提醒 3．常见烃的分子结构比较 烃 类目 甲烷 乙烯 电子式 结构式 化学键 C—H H—C和 分子结构特点 正四面体 平面(6原子共平面) 电子式 H:C⋮⋮C:H — 结构式 H—C≡C—H 化学键 H—C和—C≡C— H—C和介于碳碳单键和碳碳双键之间的碳碳键 分子结构特点 直线(4原子共直线) 平面正六边形(12原子共平面) （1）一种有机物完全燃烧，产物只有CO2和H2O，则该有机物一定属于烃(　 　) （2）甲烷、乙烯和乙炔分子中都只含有碳和氢两元素，故它们是同系物(　 　) （3）乙烯的分子式为C2H4，故分子组成为C6H12的烃一定属于烯烃(　 　) （4）属于烃的有机化合物分子中的氢原子数一定为偶数个(　 　) （5）和都属于芳香烃(　 　) （6）苯的分子式为C6H6，结构简式为，分子高度不饱和，故苯分子中一定含有碳碳双键，属于烯烃(　 　) 参考答案：（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）× 易错辨析 六、有机高分子材料 1．分类 依据有机高分子材料的来源，分为 有机高分子材料(如棉花、羊毛、天然橡胶等)和 有机高分子材料(如塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等) 2．常见的有机高分子材料 （1）塑料 ①组成 ②性能：强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等。 ③常见塑料及用途 名称 结构简式 用途 聚乙烯 可制成食品包装袋等 聚氯乙烯 可制成电线的绝缘层、管道等 聚苯乙烯 可制成泡沫包装材料、绝缘材料等 聚四氟乙烯 可制成实验仪器、化工用品等 聚丙烯 可制成管道、包装材料等 有机玻璃(聚甲 基丙烯酸甲酯) 可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器等 脲醛塑料(电玉) 可制成电器开关、插座等 ④塑料的危害与防治 危害：造成白色污染。 防治：少用塑料制品并及时回收再生，生产可降解塑料。 （2）橡胶 ①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。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，结构简式为，其单体为 ；天然橡胶分子中含有，易发生 反应和 反应。 ②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 ③用途：制造汽车、飞机轮胎；各种密封材料。 （3）纤维 ①分类 ②合成纤维的性能及用途 性能：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。 用途：制衣料、绳索、渔网等，广泛应用于工农业领域。 （1）通常所说的三大合成材料是塑料、合成纤维和合成橡胶(　 　) （2）塑料包装袋都可以包装食品(　 　) （3）有机高分子材料是一类结构非常复杂的有机物(　 　) （4）真丝、塑料和涤纶都是合成高分子材料(　 　) （5）纯净的聚乙烯塑料为纯净物(　 　) （6）乙烯和聚乙烯都能使溴的CCl4溶液褪色(　 　) （7）天然橡胶硫化的过程没有发生化学变化(　 　) （8）以石油、煤、天然气为原料可以生产某些有机高分子材料(　 　) 参考答案：（1）√ （2）× （3）× （4）× （5）× （6）× （7）× （8）√ 易错辨析 学科网（北京）股份有限公司 $ 7.2 乙烯与有机高分子材料 一、乙烯的物理性质 颜色 状态 气味 密度 水溶性 无色 气体 稍有气味 比空气的略小 难溶于水 二、乙烯的组成、结构 1．乙烯的表示方式 分子式 电子式 结构式 结构简式 分子模型 球棍模型 填充模型 C2H4 CH2===CH2 乙烯的结构简式不可以写成CH2CH2，而应写成CH2===CH2，即必须把其中的碳碳双键体现出来，碳碳双键一定不能省略。 易错提醒 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。 三、乙烯的化学性质 1．氧化反应 实验 现象 点燃纯净的乙烯 火焰明亮且伴有黑烟，同时放出大量的热 通入酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液褪色 （1）乙烯燃烧的化学方程式为 C2H4＋3O22CO2＋2H2O 。 （2）乙烯被酸性KMnO4溶液氧化为CO2 ，所以除去甲烷中的乙烯时不能用酸性高锰酸钾溶液。 2．加成反应 （1）加成反应的概念：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）实例：如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： ＋Br—Br→ 　　　　　　　　　　　 1,2-二溴乙烷 也可以写成：CH2==CH2＋Br2→（或CH2==CH2＋Br2→CH2Br—CH2Br） 乙烯不仅可以与溴发生加成反应，在一定条件下，还可以与氯气、氢气、氯化氢和水等物质发生加成反应。 反应 化学方程式 与Cl2加成 CH2==CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl 与H2加成 CH2==CH2＋H2CH3CH3 与HCl加成 CH2==CH2＋HClCH3CH2Cl 与H2O加成 CH2==CH2＋H2OCH3CH2OH(工业制乙醇) 3．聚合反应 （1）乙烯的聚合反应 在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下，乙烯分子中碳碳双键中的一个键断裂，分子间通过碳原子相互结合形成很长的碳链，生成相对分子质量很大的聚合物——聚乙烯，反应的化学方程式： （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叫做聚合反应。乙烯的聚合反应同时也是加成反应，这样的反应又被称为加成聚合反应，简称加聚反应。 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 4．加成反应与取代反应的比较 　　名称 比较　 取代反应 加成反应 概念 有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应 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 反应特点 取而代之有进有出 加而成之，有进无出 断键情况 C—H键等断裂 不饱和键断裂 产物特点 至少为两种产物，通常产物较复杂，为混合物 只有有机产物，产物相对较纯净 5．烯烃的通式 （1）烯烃的通式为CnH2n(n为正整数，n≥2)，但具有这一通式的有机物不一定是烯烃。事实上，单环烷烃的通式也是CnH2n(n为正整数，n≥3)。 （2）通常所说的烯烃严格地讲是单烯烃，分子内只能有1个碳碳双键。若某分子内有2个碳碳双键，则该烃应为二烯烃。 四、乙烯的用途 （1）乙烯是重要的化工原料，在一定条件下用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。 （2）在农业生产中乙烯可以调节植物生长，可用于催熟果实。 五、烃 1．定义 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．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 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。 易错提醒 3．常见烃的分子结构比较 烃 类目 甲烷 乙烯 电子式 结构式 化学键 C—H H—C和 分子结构特点 正四面体 平面(6原子共平面) 电子式 H:C⋮⋮C:H — 结构式 H—C≡C—H 化学键 H—C和—C≡C— H—C和介于碳碳单键和碳碳双键之间的碳碳键 分子结构特点 直线(4原子共直线) 平面正六边形(12原子共平面) 六、有机高分子材料 1．分类 依据有机高分子材料的来源，分为天然有机高分子材料(如棉花、羊毛、天然橡胶等)和合成有机高分子材料(如塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等) 2．常见的有机高分子材料 （1）塑料 ①组成 ②性能：强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等。 ③常见塑料及用途 名称 结构简式 用途 聚乙烯 可制成食品包装袋等 聚氯乙烯 可制成电线的绝缘层、管道等 聚苯乙烯 可制成泡沫包装材料、绝缘材料等 聚四氟乙烯 可制成实验仪器、化工用品等 聚丙烯 可制成管道、包装材料等 有机玻璃(聚甲 基丙烯酸甲酯) 可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器等 脲醛塑料(电玉) 可制成电器开关、插座等 ④塑料的危害与防治 危害：造成白色污染。 防治：少用塑料制品并及时回收再生，生产可降解塑料。 （2）橡胶 ①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。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，结构简式为，其单体为；天然橡胶分子中含有，易发生加成反应和氧化反应。 ②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 ③用途：制造汽车、飞机轮胎；各种密封材料。 （3）纤维 ①分类 ②合成纤维的性能及用途 性能：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。 用途：制衣料、绳索、渔网等，广泛应用于工农业领域。 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