7.2 乙烯与有机高分子材料 讲义 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册
2026-03-31
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2份
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普通
摘要:
本讲义聚焦乙烯的结构与性质、烃的分类及有机高分子材料三大核心知识点,从乙烯双键结构切入,对比乙烷理解不饱和烃特征,延伸至烃的分类体系,再通过聚合反应衔接有机高分子材料的合成与应用,构建从基础到应用的学习支架。
该资料通过实验探究(如乙烯加成反应)培养科学探究能力,对比分析(乙烯与乙烷结构)强化结构决定性质的化学观念,例题涵盖高考真题提升科学思维,课中辅助教师教学,课后助力学生查漏补缺,体现学科特色教学方法。
内容正文:
第七章 有机化合物
第二节 乙烯与有机高分子材料
知识1 乙烯(ethene)☆
项目
内容
组成及表示方式
(1)
比较C2H4与C2H6(乙烷)可知,乙烯分子比碳原子数相同的乙烷分子少两个氢原子,我们可以这样理解:
即乙烯分子中碳碳键为双键,乙烷分子中碳原子是“饱和”的,乙烯分子中碳原子是“不饱和”的。
(2)空间结构特点
乙烯分子中的单键可以转动,碳碳双键不能转动,所以碳碳双键上的原子始终在一个平面上。
物理性质
状态
颜色
气味
水溶性
密度
气体
无色
稍有气味
难溶于水
比空气略小
化学性质
(1)氧化反应
①实验7-2 在空气中燃烧
操作:点燃纯净的乙烯
现象:火焰明亮,伴有黑烟,同时放出大量的热。
完全燃烧的化学方程式:C2H4+3O22CO2+2H2O
操作:将乙烯通入盛有酸性KMnO4溶液的试管中
现象:酸性KMnO4溶液褪色
②实验7-3 与溴的四氯化碳溶液反应
(2)加成反应(addition reaction)
①CH2==CH2与溴的四氯化碳溶液中的Br2发生了化学反应:
这种化学反应中的化学键变化情况如下:
②定义: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。
加成反应的特征:断一加二,都进来,只生成一种有机物
“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂;
“加二”是指加入两个其他原子或原子团;
“都进来”是指加入的两个或其他原子或原子团分别与不饱和碳原子连接,生成一种新的化合物,此反应类似无机反应中的化合反应,理论上原子利用率为100%。
如含碳碳双键的有机物的加成反应通式可表示为:
③其他加成反应
CH2==CH2+Cl2CH2Cl—CH2Cl
CH2==CH2+H2CH3CH3
CH2==CH2+HClCH3CH2Cl
CH2==CH2+H2OCH3CH2OH
工业上可以利用乙烯与水的加成反应制取乙醇
(3)聚合反应(polymerization)
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
乙烯的聚合反应可以用下列化学方程式表示。
a.“完全式”
CH2==CH2+CH2==CH2+CH2==CH2+……—CH2—CH2—CH2—CH2CH2—CH2—…
b.“简约式”
nCH2==CH2CH2—CH2n
②聚合反应的定义: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。
③加成聚合反应的含义:如乙烯的聚合反应,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(addition polymerization)。
④聚合反应、加聚反应、加成反应的关系
(3) 有关高聚物的几个概念
高聚物
单体 链节 聚合度
聚乙烯分子的结构模型(局部)
单体
能合成高分子的小分子物质被称为单体
链节
高分子中重复的结构单元称为链节
聚合度
高分子中含有链节的数目称为聚合度,通常用n表示
用途
有机高分子材料、药物等成千上万种有用的物质。乙烯用途广泛,其产量可以用来衡量一个国家石油化工业的发展水平。
· 例题
考点:乙烯结构与性质
1.(2026•黑龙江校级模拟)乙烯能使溴的CCl4溶液褪色。反应过程的机理如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.HBrO中Br的正电性强于Br2中的Br
B.中间体中带正电的溴原子与两个碳原子之间的作用力为离子键
C.若乙烯未干燥,溴的CCl4溶液完全褪色需要的时间更短
D.乙烯与溴水反应时,有副产物BrCH2CH2OH生成
【考点】乙烯结构与性质.版权所有
【解答】解:A.在HBrO中,Br与电负性更大的O相连,共用电子对偏向O,使Br显正电性且更强;而溴单质中两个Br原子电负性相同,共用电子对不偏移,Br为0价,则HBrO中Br的正电性强于Br2中的Br,故A正确;
B.中间体中带正电的溴原子与两个碳原子之间的作用力是共价键,因为溴原子提供孤电子对与缺电子的碳原子形成共价键,故B错误;
C.若乙烯未干燥,反应体系中存在水,水是极性溶剂,使溴分子产生极化,有利于进攻CH2=CH2的双键,从而加快反应速率,使溶液褪色时间更短,故C正确;
D.乙烯与溴水反应时,除了生成BrCH2CH2Br,中间体还会与水发生加成反应,生成副产物BrCH2CH2OH,故D正确;
故选:B。
考点:乙烯的用途
2.(2025春•岳麓区校级期中)下列关于有机物的说法不正确的是( )
A.甘油可作护肤保湿剂
B.聚氯乙烯分子中含碳碳双键
C.碘酒是指单质碘的乙醇溶液
D.乙烯是水果催熟剂,可以用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
【考点】乙烯的用途.版权所有
【解答】解:A.甘油是丙三醇,可作护肤保湿剂,故A正确;
B.聚氯乙烯分子中不含碳碳双键,故B错误;
C.碘酒是指单质碘的乙醇溶液,故C正确;
D.乙烯能被高锰酸钾氧化,乙烯是水果催熟剂,故可以用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果,故D正确;
故选:B。
考点:化学方程式的书写
阅读下列材料,完成下面小题:
、、是氧元素的3种核素,其中常用作示踪原子;O2在放电的条件下得到O3,1mol O(g)得到电子生成1mol O2﹣(g)吸收752kJ的热量;钾的含氧化合物K2O2和KO2(氧元素化合价0和﹣2)常用于潜水时的供氧剂。常温下,S在潮湿的空气中缓慢氧化为H2SO4;葡萄酒中添加适量的SO2可以起到防腐和抗氧化等作用;浓硫酸与苯反应生成苯磺酸();S2Cl2可以用于橡胶工业的硫化。
3.下列化学反应表示正确的是( )
A.O(g)得到电子生成O2﹣(g):O(g)+2e﹣=O2﹣(g)ΔH=﹣752kJ•mol﹣1
B.K2O2与水的反应:2K2O2+2H2O=4K++4OH﹣+O2↑
C.S在潮湿的空气中氧化为H2SO4的反应:S+4H2O=H2SO4+3H2↑
D.乙酸乙酯的制备:
【考点】化学方程式的书写.版权所有
【解答】解:A.根据题意可知,O(g)得到电子生成O2﹣(g)的热化学方程式为:O(g)+2e﹣=O2﹣(g)ΔH=+752kJ•mol﹣1,故A错误,
B.K2O2与水反应,生成KOH和O2,离子方程式为:2K2O2+2H2O=4K++4OH﹣+O2↑,故B正确;
C.S在潮湿的空气中氧化为H2SO4的反应:2S+2H2O+3O2=2H2SO4,故C错误;
D.乙酸乙酯的制备:CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OCH2CH3+H2O,故D错误;
故选:B。
考点:加成反应
4.(2025秋•南京月考)下列属于加成反应的是( )
A..
B.CH2=CH2+HBrCH3CH2Br
C.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
D.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
【考点】加成反应.版权所有
【解答】解:A.苯与硝酸发生了取代反应生成硝基苯,属于取代反应,故A错误;
B.乙烯与HBr发生了加成反应,化学键由不饱和的碳碳双键变成了碳碳单键,故B正确;
C.乙醇与氧气反应生成乙醛,属于氧化反应,故C错误;
D.甲烷与氯气的反应属于取代反应,故D错误;
故选:B。
考点:加聚反应
5.(2026•沧州一模)单体M通过不同的聚合方式可生成聚合物A和聚合物B,转化关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.聚合物A的重复结构单元中含有的官能团和单体M中的不同
B.单体M生成聚合物B的反应为加聚反应
C.在酸性或碱性的水溶液中,聚合物B的溶解程度比在水中的均提高
D.聚合物B解聚生成单体M,存在断开C﹣Cσ键,形成C﹣Cπ键的过程
【考点】加聚反应.版权所有
【解答】解:A.聚合物A的重复结构单元中和单体M中含有的官能团都是酯基和碳碳双键,含有的官能团相同,故A错误;
B.对比单体M生成聚合物B的结构简式可知,单体M断开碳碳双键中的π键,生成聚合物B中的σ键,反应为加聚反应,故B正确;
C.在酸性或碱性的水溶液中,聚合物B能发生水解反应,溶解程度比在水中的均提高,故C正确;
D.反应过程分析可知,聚合物B解聚生成单体M,存在断开C﹣Cσ键,形成C﹣Cπ键的过程,故D正确;
故选:A。
考点:缩聚反应
6.(2025春•聊城期末)某种聚碳酸酯的透光性好,可制成车、船的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘等。其结构可表示为:
原来合成聚碳酸酯的一种原料是有毒的光气(COCl2,又称碳酰氯)。为贯彻绿色化学理念,可以改用碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)与( )缩合聚合生产聚碳酸酯。
A.二卤代烃 B.二酚类物质
C.二醛类物质 D.二烯类物质
【考点】缩聚反应.版权所有
【解答】解:由聚碳酸酯的结构简式及题给信息可知其单体为 CH3O﹣CO﹣OCH3和,后者属于二酚类物质,
故选:B。
考点:有机物的氧化反应
7.(2024春•成都期末)有机合成可以使用简单易得的原料,通过化学反应增长或者缩短碳骨架。下列合成是通过氧化反应实现的是( )
A.乙酸→乙酸乙酯 B.乙炔→聚乙炔
C.乙醛→2﹣羟基丙腈 D.乙苯→苯甲酸
【考点】有机物的氧化反应.版权所有
【解答】解:A.浓硫酸催化条件下,乙醇和乙酸加热生成乙酸乙酯,为取代反应,故A错误;
B.乙炔加聚生成聚乙炔,为加聚反应,故B错误;
C.乙醛转化为2﹣羟基丙腈,为乙醛与HCN的加成反应,故C错误;
D.乙苯中乙基氧化为羧基得到苯甲酸,为氧化反应,故D正确;
故选:D。
知识2 烃(hydrocarbon)☆
项目
内容
定义
仅含有碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为烃。
饱和烃与不饱和烃
如CH3—CH3、CH3—CH2—CH3,分子中的碳原子之间只以单键结合,剩余价键均被氢原子“饱和”的烃称为饱和烃,即烷烃。如H2C==CH2、HC≡CH,分子中碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”的烃称为不饱和烃(unsaturated hydrocarbon)。
分类
(1)根据烃分子中碳原子的成键方式分类
烃
饱和烃(烷烃)
链状烷烃
CH4、CH3CH3
环状烷烃
不饱和烃
烯烃
(alkene)
特点
分子中含有
代表物
乙烯CH2==CH2
炔烃
(alkyne)
特点
分子中含有—C≡C—
代表物
乙炔CH≡CH
芳香烃
(aromatic hydrocarbon)
特点
分子中含有
代表物
苯或或
②根据分子中碳骨架分类
根据碳骨架的不同,将烃分为链状烃和环状烃。如烷烃可分为链状烷烃(如CH4、CH3CH3等)和环状烷烃[如环己烷]。
几种最简单的烃
最简单的烷烃是甲烷(CH4)、最简单的烯烃是乙烯(CH2==CH2)、最简单的炔烃是乙炔(acetylene)(CH≡CH)、最简单的芳香烃是苯(benzene)或。
苯是芳香烃的母体,是一种具有环状分子结构的不饱和烃。
①分子式:C6H6
②结构简式:习惯上用表示。实际上苯分子中6个碳原子之间的键完全相同,所以也常用表示。
烃的分类
辨析
甲烷
乙烯
乙炔
电子式
化学键
C—H键
C—H键和键
C—H键和—C≡C—键
分子结构特点
碳原子的四个价键全部被氢原子“饱和”
两个碳原子的加减均未被氢原子“饱和”
两个碳原子的价键均未被氢原子“饱和”,不饱和程度比CH2==CH2还高
· 例题
考点:烷烃的结构与性质
8.(2025春•昌江区校级期末)下列说法中错误的个数是( )
①等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等
②和互为同系物
③属于脂环烃
④沸点由高到低的顺序:戊烷>2﹣甲基丁烷>2,2﹣二甲基丙烷>正丁烷>2﹣甲基丙烷
⑤乙醇和二甲醚分子式均为C2H6O,二者属于官能团异构
⑥0.8mol甲烷完全和氯气发生取代反应,若生成的四种氯代产物的物质的量相同,则反应消耗的氯气的物质的量为1.6mol
⑦将1mol乙烷和4mol Cl2混合在光照下完全反应,产物的种数有9种
⑧与等量的Br2发生加成反应,可能生成的产物有5种(不考虑立体异构)
⑨通过石油的催化重整可以获得芳香烃
⑩命名为:1﹣甲基﹣6﹣乙基苯
A.3 B.4 C.5 D.6
【考点】烷烃的结构与性质;同系物.版权所有
【解答】解:①苯、苯甲酸化学式分别为C6H6、C6H5COOH,有机物燃烧通式为CxHyOz+(xyz)O2xCO2y H2O,则等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量相等,故①错误;
②结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物,和分别为酚、醇类物质,不互为同系物,故②错误;
③含有碳环不含苯环,且只含碳氢元素,属于脂环烃,故③正确;
④沸点由高到低的顺序:戊烷>2﹣甲基丁烷>2,2﹣二甲基丙烷>正丁烷>2﹣甲基丙烷,故④正确;
⑤乙醇和二甲醚分子式均为C2H6O,二者的官能团分别为羟基、醚键,属于官能团异构,故⑤正确;
⑥0.8mol甲CH4完全和Cl2发生取代反应,若生成的四种氯代产物的物质的量相同,则均生成0.2mol的一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷,则反应消耗的氯气的物质的量为0.2mol+0.2mol×2+0.2mol×3+0.2mol×4=2mol,故⑥错误;
⑦将1mol乙烷和4mol氯气混合在光照下完全反应,其中氢会被氯逐步取代,从一氯到六氯代物分别为1、2、2、2、1、1种同分异构体,加上生成的HCl,则产物的种数有10种,故⑦错误;
⑧与等量的Br2发生加成反应,可能生成的产物有5种(不考虑立体异构),故⑧正确;
⑨石油的催化重整和煤的干馏均可以得到芳香烃,故⑨正确;
⑩命名为:1﹣甲基﹣2﹣乙基苯,故⑩错误;
故选:C。
考点:烯烃的结构与性质
9.(2025春•青山区校级期中)石油产品转化为化工、纺织等产业的基本原料可以提升对自然资源的开发利用,丙烯(CH3CH=CH2)的利用也是我们关注的热点。下列反应获得的有机产物只有1种的是( )
A.丙烯与HCl发生加成反应
B.丙烯与Cl2发生加成反应
C.丙烯与H2O发生加成反应
D.丙烯在氧气中燃烧
【考点】烯烃的结构与性质.版权所有
【解答】解:A.丙烯与氯化氢发生加成反应可生成CH3CHClCH3和ClCH2CH2CH3,故A错误;
B.丙烯与氯气发生加成反应生成ClCH2CHClCH3,故B正确;
C.丙烯与H2O发生加成反应可生成CH3CH(OH)CH3和HOCH2CH2CH3,故C错误;
D.丙烯在氧气中完全燃烧得到二氧化碳和水,故D错误;
故选:B。
考点:炔烃的结构与性质
10.(2022春•泉州期末)某炔烃经催化加氢后,得到2﹣甲基丁烷,该炔烃是( )
A.2﹣甲基﹣1﹣丁炔 B.2﹣甲基﹣3﹣丁炔
C.3﹣甲基﹣2﹣丁炔 D.3﹣甲基﹣1﹣丁炔
【考点】炔烃的结构与性质.版权所有
【解答】解:2﹣甲基丁烷的碳链结构为,若为炔烃,只能在3,4号C添加碳碳三键,所以该烃的名称为:3﹣甲基﹣1﹣丁炔,
故选:D。
考点:苯的结构
11.(2025春•海淀区校级期中)下列有关苯的说法正确的是( )
A.苯分子为平面正六边形结构
B.苯分子中的碳碳键为单双键交替的形式
C.苯能与溴水发生取代反应
D.苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【考点】苯的结构;苯的性质.版权所有
【解答】解:A.苯的分子式为C6H6,分子中12个原子共平面,为平面正六边形结构,故A正确;
B.苯分子中的碳碳键为介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键,并非单双键交替,故B错误;
C.苯与溴水不反应(仅萃取),取代反应需液溴和催化剂,故C错误;
D.苯不能被强氧化剂(如酸性KMnO4)氧化,故酸性KMnO4不褪色,故D错误;
故选:A。
考点:苯的性质
12.(2026•常州一模)利用如图所示装置探究苯和溴发生的反应属于取代反应还是加成反应,装置A中的具支试管下端开有小孔。下列说法不正确的是( )
A.A中Fe和Br2反应生成的FeBr2作催化剂
B.B用于除去挥发出来的Br2
C.C和D均能防止发生倒吸现象
D.C中出现淡黄色沉淀说明苯和溴发生取代反应
【考点】苯的性质.版权所有
【解答】解:A.Ⅰ中的铁丝与溴反应生成溴化铁,溴化铁是该反应的催化剂,故A错误;
B.四氯化碳的作用是除去挥发出的溴,故B正确;
C.HBr极易溶于水而产生倒吸,装置B中四氯化碳不能吸收HBr,装置C中的导管口在液面以上,可防止HBr溶于水而引起倒吸,C和D均能防止发生倒吸现象,故C正确;
D.C中出现淡黄色沉淀,表明苯与液溴反应生成HBr,可推断出苯和液溴发生了取代反应,故D正确;
故选:A。
考点:常见芳香烃的性质
13.(2022秋•宁德月考)下列有关芳香烃的叙述中,不正确的是( )
A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热可反应生成硝基苯
B.甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应,主要生成
C.乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为(苯甲酸)
D.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成
【考点】常见芳香烃的性质;同系物.版权所有
【解答】解:A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热,可发生取代反应,苯环上H被硝基取代,生成硝基苯,故A正确;
B.甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应,甲基上H被Cl取代生成,而苯环上H不能被取代,故B错误;
C.乙苯含有乙基,可被高锰酸钾氧化为﹣COOH,故乙苯能被高锰酸钾溶液氧化为,故C正确;
D.碳碳双键能和氢气加成,故苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成,故D正确;
故选:B。
知识3 有机高分子材料☆
项目
内容
分类
有机高分子材料
天然有机高分子材料
如棉花、羊毛、天然橡胶等
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
塑料
(1)塑料的主要成分
合成树脂
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等
添加剂
增塑剂:提高塑性
防老剂:防止塑料老化
增强材料:增强性能
着色剂:调整颜色
(2)塑料的生产及性能
生产
合成树脂(聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、酚醛树脂等)
压制、成型
塑料制品
添加剂(如增塑剂、防老剂、增强材料、着色剂等)
性能
强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等
(3)常用的塑料
名称
性能
用途
①聚乙烯(PE)
绝缘性好,耐化学腐蚀,耐寒,无毒;耐热性差,容易老化
食品包装袋
②聚氯乙烯(PVC)
绝缘性好,耐化学腐蚀,机械强度较高;热稳定性差
电线外面绝缘层
③聚苯乙烯(PS)
绝缘性好,耐化学腐蚀,无毒;质脆,耐热性差
泡沫包装材料
④聚四氟乙烯(PTFE)
耐化学腐蚀,耐溶剂性好,耐低温、高温,绝缘性好;加工困难
实验仪器
⑤聚丙烯(PP)
机械强度较高,绝缘性好,耐化学腐蚀,无毒;低温发脆,容易老化
管道
⑥聚甲基丙烯酸甲酯(俗称:有机玻璃,PMMA)
透光性好,易加工;耐磨性较差,能溶于有机溶剂
飞机风挡
⑦脲醛塑料(俗称:电玉,UF)
绝缘性好,耐溶剂性好;不耐酸
电器插座
橡胶
(1)分类
天然橡胶
合成橡胶
通用橡胶
异戊橡胶(又称合成天然橡胶)、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶
特种橡胶
氯橡胶:耐热和耐酸、耐腐蚀
硅橡胶:耐高温和严寒
(2)结构与性能
线形结构
网状结构
有弹性,但强度和韧性差
线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联
更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性
(3)特种橡胶及应用
氟橡胶
耐热、耐酸、耐碱
应用于航空、航天和国防等尖端技术领域
硅橡胶
耐高温、耐严寒
举例
硫化后的橡胶适合制造轮胎,加入炭黑可提高轮胎的耐磨性
橡胶消声瓦可有效降低潜艇航行时的噪声,提高潜艇的隐蔽性
纤维
(1)分类
天然纤维
棉花、羊毛、蚕丝和麻等
化学纤维
再生纤维
黏胶纤维和大豆蛋白纤维等
合成纤维
丙纶、氯纶、腈纶、涤纶、棉纶等
性能:具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能
(2)应用:人类穿着、绳索、渔网、工业用滤布,飞机、船舶等工农业生产的各个领域
· 例题
考点:有机高分子化合物的结构和性质
14.(2026春•小店区校级月考)“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料的说法错误的是( )
A.“C919”大飞机用的氮化硅涂层属于新型无机非金属材料
B.“梦想”号钻探船钻头用的合金属于金属材料
C.“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层属于无机高分子材料
D.“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜属于功能高分子材料
【考点】有机高分子化合物的结构和性质;无机非金属材料;合金的概念及其重要应用.版权所有
【解答】解:A.氮化硅属于高温结构陶瓷,氮化硅是典型的新型无机非金属材料,故A正确;
B.合金是金属与金属(或金属与非金属)熔合得到的材料,合金属于金属材料,故B正确;
C.聚酰亚胺是有机聚合物,聚酰亚胺属于有机高分子材料,故C错误;
D.“雪龙2”号破冰船用的反渗透膜具有特殊的分离淡化功能,反渗透膜属于功能高分子材料,故D正确;
故选:C。
考点:塑料的种类、结构与性质
15.(2024春•天津期末)下列说法错误的是( )
A.塑料主要成分是合成树脂
B.天然橡胶的成分是聚异戊二烯,它属于合成高分子材料
C.“神舟”飞船宇航员穿的航天服使用了多种合成纤维
D.橡胶的硫化过程发生了化学反应
【考点】塑料的种类、结构与性质;物理变化与化学变化的区别与联系;有机高分子化合物的结构和性质.版权所有
【解答】解:A.塑料主要成分是合成树脂,另外还有一些添加剂,故A正确;
B.天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,属于天然有机高分子材料,故B错误;
C.合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀等优良性能,“神舟”飞船航天员穿的航天服应该具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀等优良性能,所以“神舟”飞船航天员穿的航天服使用了多种合成纤维,故C正确;
D.橡胶硫化过程中,高分子链之间通过硫原子形成化学键,分子的结构发生了变化,所以发生了化学变化,故D正确;
故选:B。
考点:常用合成高分子材料的化学成分及其性能
16.(2025•固始县二模)2023 年 10月31日8时11分,“神舟十六号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,标志着此次载人飞行任务取得圆满成功。“神舟十六号”返回舱所用下列构件主要由有机合成材料制造的是( )
A.陶瓷雷达密封环
B.聚酰胺国旗
C.单晶硅太阳能电池板
D.新型铝基碳化硅舱体内壳层
【考点】常用合成高分子材料的化学成分及其性能.版权所有
【解答】解:A.陶瓷属于硅酸盐,硅酸盐不属于有机合成材料,故A错误;
B.聚酰胺是有机高分子化合物,聚酰胺属于有机合成材料,故B正确;
C.单晶硅是非金属单质,单晶硅不属于有机合成材料,故C错误;
D.铝基碳化硅是新型无机非金属材料,铝基碳化硅不属于有机合成材料,故D错误;
故选:B。
考点:高分子材料的使用意义
17.(2025春•芙蓉区校级期中)当航天飞机返回地球大气层时,由于与空气的剧烈摩擦,飞机尖端的温度可达1000℃以上,为了防止高温将其烧毁,科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是( )
A.塑料 B.玻璃 C.新型陶瓷 D.镁铝合金
【考点】高分子材料的使用意义.版权所有
【解答】解:A.塑料的熔点很小,所以不能耐高温,故A错误;
B.玻璃在高温下会逐渐软化,不能起保护作用,故B错误;
C.新型陶瓷耐高温熔点较高,所以能耐高温,可作保护层,故C正确;
D.镁铝合金的熔点较低,故D错误;
故选:C。
考点:烃燃烧相关计算
18.(2024春•广州期末)两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态。所得气体体积仍是10L。下列各组混合烃中不符合此条件的是( )
A.CH4与C2H4 B.CH4与C3H4
C.C2H2与C3H6 D.C2H4与C3H4
【考点】烃燃烧相关计算.版权所有
【解答】解:设有机物的平均式为CxHy,则有CxHy+(x)O2→xCO2H2O,105℃时生成的水为气体,有机物燃烧前后体积不变,则1+xx,解答y=4,即混合气中平均含有H原子数为4。
A.CH4、C2H4中H原子数都为4,平均值为4,符合题意,故A正确;
B.CH4、C3H4中H原子数分别为4、4,平均值为4,故B正确;
C.C2H2与C3H6,H原子数分别为2、6,平均值不一定为4,故C错误;
D.C2H4、C3H4中H原子数都为4,平均值为4,符合题意,故D正确;
故选:C。
· 高考真题
考点:苯的性质
1.(2022•上海)苯是不饱和烃,但不能使溴的四氯化碳溶液褪色,是因为( )
A.苯是非极性分子
B.苯溶于四氯化碳
C.苯不能发生取代反应
D.苯中不存在烯烃典型的碳碳双键
【解答】解:苯的化学性质稳定,且结构中不含碳碳双键,苯中碳碳键介于单键和双键之间,与溴不发生加成反应,不是烯烃典型的碳碳双键,故D正确,
故选:D。
考点:有机高分子化合物的结构和性质
2.(2025•海南)下列说法错误的是( )
A.聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯
B.脱脂棉完全水解最终生成葡萄糖
C.由我国首次人工合成的结晶牛胰岛素(一种蛋白质)完全水解的最终产物是氨基酸
D.的单体是和
【解答】解:A.聚四氟乙烯是由四氟乙烯通过加聚反应制得的,所以聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯,故A正确;B.脱脂棉的主要成分是纤维素,纤维素属于多糖,完全水解最终生成葡萄糖,故B正确;
C.蛋白质完全水解的最终产物是氨基酸,结晶牛胰岛素是一种蛋白质,所以其完全水解的最终产物是氨基酸,故C正确;
D.该高分子化合物是通过缩聚反应生成的,其单体应该是、,故D错误;
故选:D。
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第七章 有机化合物
第二节 乙烯与有机高分子材料
知识1 乙烯(ethene)☆
项目
内容
组成及表示方式
(1)
比较C2H4与C2H6(乙烷)可知,乙烯分子比碳原子数相同的乙烷分子少两个氢原子,我们可以这样理解:
即乙烯分子中碳碳键为双键,乙烷分子中碳原子是“饱和”的,乙烯分子中碳原子是“不饱和”的。
(2)空间结构特点
乙烯分子中的单键可以转动,碳碳双键不能转动,所以碳碳双键上的原子始终在一个平面上。
物理性质
状态
颜色
气味
水溶性
密度
气体
无色
稍有气味
难溶于水
比空气略小
化学性质
(1)氧化反应
①实验7-2 在空气中燃烧
操作:点燃纯净的乙烯
现象:火焰明亮,伴有黑烟,同时放出大量的热。
完全燃烧的化学方程式:C2H4+3O22CO2+2H2O
操作:将乙烯通入盛有酸性KMnO4溶液的试管中
现象:酸性KMnO4溶液褪色
②实验7-3 与溴的四氯化碳溶液反应
(2)加成反应(addition reaction)
①CH2==CH2与溴的四氯化碳溶液中的Br2发生了化学反应:
这种化学反应中的化学键变化情况如下:
②定义: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。
加成反应的特征:断一加二,都进来,只生成一种有机物
“断一”是指双键中的一个不稳定键断裂;
“加二”是指加入两个其他原子或原子团;
“都进来”是指加入的两个或其他原子或原子团分别与不饱和碳原子连接,生成一种新的化合物,此反应类似无机反应中的化合反应,理论上原子利用率为100%。
如含碳碳双键的有机物的加成反应通式可表示为:
③其他加成反应
CH2==CH2+Cl2CH2Cl—CH2Cl
CH2==CH2+H2CH3CH3
CH2==CH2+HClCH3CH2Cl
CH2==CH2+H2OCH3CH2OH
工业上可以利用乙烯与水的加成反应制取乙醇
(3)聚合反应(polymerization)
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
乙烯的聚合反应可以用下列化学方程式表示。
a.“完全式”
CH2==CH2+CH2==CH2+CH2==CH2+……—CH2—CH2—CH2—CH2CH2—CH2—…
b.“简约式”
nCH2==CH2CH2—CH2n
②聚合反应的定义: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。
③加成聚合反应的含义:如乙烯的聚合反应,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(addition polymerization)。
④聚合反应、加聚反应、加成反应的关系
(3) 有关高聚物的几个概念
高聚物
单体 链节 聚合度
聚乙烯分子的结构模型(局部)
单体
能合成高分子的小分子物质被称为单体
链节
高分子中重复的结构单元称为链节
聚合度
高分子中含有链节的数目称为聚合度,通常用n表示
用途
有机高分子材料、药物等成千上万种有用的物质。乙烯用途广泛,其产量可以用来衡量一个国家石油化工业的发展水平。
· 例题
考点:乙烯结构与性质
1.(2026•黑龙江校级模拟)乙烯能使溴的CCl4溶液褪色。反应过程的机理如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.HBrO中Br的正电性强于Br2中的Br
B.中间体中带正电的溴原子与两个碳原子之间的作用力为离子键
C.若乙烯未干燥,溴的CCl4溶液完全褪色需要的时间更短
D.乙烯与溴水反应时,有副产物BrCH2CH2OH生成
考点:乙烯的用途
2.(2025春•岳麓区校级期中)下列关于有机物的说法不正确的是( )
A.甘油可作护肤保湿剂
B.聚氯乙烯分子中含碳碳双键
C.碘酒是指单质碘的乙醇溶液
D.乙烯是水果催熟剂,可以用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
考点:化学方程式的书写
阅读下列材料,完成下面小题:
、、是氧元素的3种核素,其中常用作示踪原子;O2在放电的条件下得到O3,1mol O(g)得到电子生成1mol O2﹣(g)吸收752kJ的热量;钾的含氧化合物K2O2和KO2(氧元素化合价0和﹣2)常用于潜水时的供氧剂。常温下,S在潮湿的空气中缓慢氧化为H2SO4;葡萄酒中添加适量的SO2可以起到防腐和抗氧化等作用;浓硫酸与苯反应生成苯磺酸();S2Cl2可以用于橡胶工业的硫化。
3.下列化学反应表示正确的是( )
A.O(g)得到电子生成O2﹣(g):O(g)+2e﹣=O2﹣(g)ΔH=﹣752kJ•mol﹣1
B.K2O2与水的反应:2K2O2+2H2O=4K++4OH﹣+O2↑
C.S在潮湿的空气中氧化为H2SO4的反应:S+4H2O=H2SO4+3H2↑
D.乙酸乙酯的制备:
考点:加成反应
4.(2025秋•南京月考)下列属于加成反应的是( )
A..
B.CH2=CH2+HBrCH3CH2Br
C.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
D.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
考点:加聚反应
5.(2026•沧州一模)单体M通过不同的聚合方式可生成聚合物A和聚合物B,转化关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.聚合物A的重复结构单元中含有的官能团和单体M中的不同
B.单体M生成聚合物B的反应为加聚反应
C.在酸性或碱性的水溶液中,聚合物B的溶解程度比在水中的均提高
D.聚合物B解聚生成单体M,存在断开C﹣Cσ键,形成C﹣Cπ键的过程
考点:缩聚反应
6.(2025春•聊城期末)某种聚碳酸酯的透光性好,可制成车、船的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘等。其结构可表示为:
原来合成聚碳酸酯的一种原料是有毒的光气(COCl2,又称碳酰氯)。为贯彻绿色化学理念,可以改用碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)与( )缩合聚合生产聚碳酸酯。
A.二卤代烃 B.二酚类物质
C.二醛类物质 D.二烯类物质
考点:有机物的氧化反应
7.(2024春•成都期末)有机合成可以使用简单易得的原料,通过化学反应增长或者缩短碳骨架。下列合成是通过氧化反应实现的是( )
A.乙酸→乙酸乙酯 B.乙炔→聚乙炔
C.乙醛→2﹣羟基丙腈 D.乙苯→苯甲酸
知识2 烃(hydrocarbon)☆
项目
内容
定义
仅含有碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为烃。
饱和烃与不饱和烃
如CH3—CH3、CH3—CH2—CH3,分子中的碳原子之间只以单键结合,剩余价键均被氢原子“饱和”的烃称为饱和烃,即烷烃。如H2C==CH2、HC≡CH,分子中碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”的烃称为不饱和烃(unsaturated hydrocarbon)。
分类
(1)根据烃分子中碳原子的成键方式分类
烃
饱和烃(烷烃)
链状烷烃
CH4、CH3CH3
环状烷烃
不饱和烃
烯烃
(alkene)
特点
分子中含有
代表物
乙烯CH2==CH2
炔烃
(alkyne)
特点
分子中含有—C≡C—
代表物
乙炔CH≡CH
芳香烃
(aromatic hydrocarbon)
特点
分子中含有
代表物
苯或或
②根据分子中碳骨架分类
根据碳骨架的不同,将烃分为链状烃和环状烃。如烷烃可分为链状烷烃(如CH4、CH3CH3等)和环状烷烃[如环己烷]。
几种最简单的烃
最简单的烷烃是甲烷(CH4)、最简单的烯烃是乙烯(CH2==CH2)、最简单的炔烃是乙炔(acetylene)(CH≡CH)、最简单的芳香烃是苯(benzene)或。
苯是芳香烃的母体,是一种具有环状分子结构的不饱和烃。
①分子式:C6H6
②结构简式:习惯上用表示。实际上苯分子中6个碳原子之间的键完全相同,所以也常用表示。
烃的分类
辨析
甲烷
乙烯
乙炔
电子式
化学键
C—H键
C—H键和键
C—H键和—C≡C—键
分子结构特点
碳原子的四个价键全部被氢原子“饱和”
两个碳原子的加减均未被氢原子“饱和”
两个碳原子的价键均未被氢原子“饱和”,不饱和程度比CH2==CH2还高
· 例题
考点:烷烃的结构与性质
8.(2025春•昌江区校级期末)下列说法中错误的个数是( )
①等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等
②和互为同系物
③属于脂环烃
④沸点由高到低的顺序:戊烷>2﹣甲基丁烷>2,2﹣二甲基丙烷>正丁烷>2﹣甲基丙烷
⑤乙醇和二甲醚分子式均为C2H6O,二者属于官能团异构
⑥0.8mol甲烷完全和氯气发生取代反应,若生成的四种氯代产物的物质的量相同,则反应消耗的氯气的物质的量为1.6mol
⑦将1mol乙烷和4mol Cl2混合在光照下完全反应,产物的种数有9种
⑧与等量的Br2发生加成反应,可能生成的产物有5种(不考虑立体异构)
⑨通过石油的催化重整可以获得芳香烃
⑩命名为:1﹣甲基﹣6﹣乙基苯
A.3 B.4 C.5 D.6
考点:烯烃的结构与性质
9.(2025春•青山区校级期中)石油产品转化为化工、纺织等产业的基本原料可以提升对自然资源的开发利用,丙烯(CH3CH=CH2)的利用也是我们关注的热点。下列反应获得的有机产物只有1种的是( )
A.丙烯与HCl发生加成反应
B.丙烯与Cl2发生加成反应
C.丙烯与H2O发生加成反应
D.丙烯在氧气中燃烧
考点:炔烃的结构与性质
10.(2022春•泉州期末)某炔烃经催化加氢后,得到2﹣甲基丁烷,该炔烃是( )
A.2﹣甲基﹣1﹣丁炔 B.2﹣甲基﹣3﹣丁炔
C.3﹣甲基﹣2﹣丁炔 D.3﹣甲基﹣1﹣丁炔
考点:苯的结构
11.(2025春•海淀区校级期中)下列有关苯的说法正确的是( )
A.苯分子为平面正六边形结构
B.苯分子中的碳碳键为单双键交替的形式
C.苯能与溴水发生取代反应
D.苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
考点:苯的性质
12.(2026•常州一模)利用如图所示装置探究苯和溴发生的反应属于取代反应还是加成反应,装置A中的具支试管下端开有小孔。下列说法不正确的是( )
A.A中Fe和Br2反应生成的FeBr2作催化剂
B.B用于除去挥发出来的Br2
C.C和D均能防止发生倒吸现象
D.C中出现淡黄色沉淀说明苯和溴发生取代反应
考点:常见芳香烃的性质
13.(2022秋•宁德月考)下列有关芳香烃的叙述中,不正确的是( )
A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热可反应生成硝基苯
B.甲苯与氯气在光照下发生一元取代反应,主要生成
C.乙苯可被酸性高锰酸钾溶液氧化为(苯甲酸)
D.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成
知识3 有机高分子材料☆
项目
内容
分类
有机高分子材料
天然有机高分子材料
如棉花、羊毛、天然橡胶等
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
塑料
(1)塑料的主要成分
合成树脂
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等
添加剂
增塑剂:提高塑性
防老剂:防止塑料老化
增强材料:增强性能
着色剂:调整颜色
(2)塑料的生产及性能
生产
合成树脂(聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、酚醛树脂等)
压制、成型
塑料制品
添加剂(如增塑剂、防老剂、增强材料、着色剂等)
性能
强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等
(3)常用的塑料
名称
性能
用途
①聚乙烯(PE)
绝缘性好,耐化学腐蚀,耐寒,无毒;耐热性差,容易老化
食品包装袋
②聚氯乙烯(PVC)
绝缘性好,耐化学腐蚀,机械强度较高;热稳定性差
电线外面绝缘层
③聚苯乙烯(PS)
绝缘性好,耐化学腐蚀,无毒;质脆,耐热性差
泡沫包装材料
④聚四氟乙烯(PTFE)
耐化学腐蚀,耐溶剂性好,耐低温、高温,绝缘性好;加工困难
实验仪器
⑤聚丙烯(PP)
机械强度较高,绝缘性好,耐化学腐蚀,无毒;低温发脆,容易老化
管道
⑥聚甲基丙烯酸甲酯(俗称:有机玻璃,PMMA)
透光性好,易加工;耐磨性较差,能溶于有机溶剂
飞机风挡
⑦脲醛塑料(俗称:电玉,UF)
绝缘性好,耐溶剂性好;不耐酸
电器插座
橡胶
(1)分类
天然橡胶
合成橡胶
通用橡胶
异戊橡胶(又称合成天然橡胶)、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶
特种橡胶
氯橡胶:耐热和耐酸、耐腐蚀
硅橡胶:耐高温和严寒
(2)结构与性能
线形结构
网状结构
有弹性,但强度和韧性差
线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联
更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性
(3)特种橡胶及应用
氟橡胶
耐热、耐酸、耐碱
应用于航空、航天和国防等尖端技术领域
硅橡胶
耐高温、耐严寒
举例
硫化后的橡胶适合制造轮胎,加入炭黑可提高轮胎的耐磨性
橡胶消声瓦可有效降低潜艇航行时的噪声,提高潜艇的隐蔽性
纤维
(1)分类
天然纤维
棉花、羊毛、蚕丝和麻等
化学纤维
再生纤维
黏胶纤维和大豆蛋白纤维等
合成纤维
丙纶、氯纶、腈纶、涤纶、棉纶等
性能:具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能
(2)应用:人类穿着、绳索、渔网、工业用滤布,飞机、船舶等工农业生产的各个领域
· 例题
考点:有机高分子化合物的结构和性质
14.(2026春•小店区校级月考)“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料的说法错误的是( )
A.“C919”大飞机用的氮化硅涂层属于新型无机非金属材料
B.“梦想”号钻探船钻头用的合金属于金属材料
C.“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层属于无机高分子材料
D.“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜属于功能高分子材料
考点:塑料的种类、结构与性质
15.(2024春•天津期末)下列说法错误的是( )
A.塑料主要成分是合成树脂
B.天然橡胶的成分是聚异戊二烯,它属于合成高分子材料
C.“神舟”飞船宇航员穿的航天服使用了多种合成纤维
D.橡胶的硫化过程发生了化学反应
考点:常用合成高分子材料的化学成分及其性能
16.(2025•固始县二模)2023 年 10月31日8时11分,“神舟十六号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,标志着此次载人飞行任务取得圆满成功。“神舟十六号”返回舱所用下列构件主要由有机合成材料制造的是( )
A.陶瓷雷达密封环
B.聚酰胺国旗
C.单晶硅太阳能电池板
D.新型铝基碳化硅舱体内壳层
考点:高分子材料的使用意义
17.(2025春•芙蓉区校级期中)当航天飞机返回地球大气层时,由于与空气的剧烈摩擦,飞机尖端的温度可达1000℃以上,为了防止高温将其烧毁,科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是( )
A.塑料 B.玻璃 C.新型陶瓷 D.镁铝合金
考点:烃燃烧相关计算
18.(2024春•广州期末)两种气态烃以任意比例混合,在105℃时1L该混合烃与9L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态。所得气体体积仍是10L。下列各组混合烃中不符合此条件的是( )
A.CH4与C2H4 B.CH4与C3H4
C.C2H2与C3H6 D.C2H4与C3H4
· 高考真题
考点:苯的性质
1.(2022•上海)苯是不饱和烃,但不能使溴的四氯化碳溶液褪色,是因为( )
A.苯是非极性分子
B.苯溶于四氯化碳
C.苯不能发生取代反应
D.苯中不存在烯烃典型的碳碳双键
考点:有机高分子化合物的结构和性质
2.(2025•海南)下列说法错误的是( )
A.聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯
B.脱脂棉完全水解最终生成葡萄糖
C.由我国首次人工合成的结晶牛胰岛素(一种蛋白质)完全水解的最终产物是氨基酸
D.的单体是和
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