专题14 认识有机物 乙烯与有机高分子材料（知识清单）化学学业水平考试合格考

该高中化学高考复习知识清单系统整理了有机物基础与乙烯及有机高分子材料专题，涵盖碳原子成键特点、烷烃结构与性质、同系物同分异构体、乙烯结构性质及有机高分子材料分类等核心内容，构建从基础概念到反应应用的知识网络。 清单采用模块分级与对比表格呈现知识，如烷烃与乙烯结构性质对比表、同分异构体书写四步法，培养结构决定性质的化学观念和科学思维。特设等效氢判断技巧、反应类型辨析及学业考试真题示例，标注取代反应与加成反应重难点，帮助学生自主梳理知识，教师可据此强化复习针对性。

专题14认识有机物乙烯与有机高分子材料 一、有机物中碳原子的成键特点 1.甲烷的分子结构 甲烷(CH4)分子中的碳原子以最外层的 4个电子与 4个氢原子的电子形成 4个C—H共价键，电子式为，结构式为。 2.有机物中碳原子的成键特点 (1)有机化合物中碳原子间的成键方式多样 有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键。可以形成碳碳单键()、碳碳双键()或碳碳三键(－C≡C－)。 (2)有机化合物的碳骨架类型多样 多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。如下图： 直链 支链 环状结构 (3)有机化合物的多样性 ①有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。 ②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。 二、烷烃的结构 1.烷烃的定义 只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。 2.烷烃的习惯命名(n：碳原子个数) n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 n＞10 用汉字数字代表，如C11H24：十一烷 3.烷烃的结构特点 烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷 分子式 C2H6 C3H8 C4H10 结构式 结构简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 分子结构模型 分析烷烃的结构式和分子式可得出链状烷烃的通式：CnH2n＋2。由分子结构模型可得出烷烃的结构特点：碳原子间以单键相连，每个碳原子都与其他原子形成四面体结构，碳原子呈锯齿状排列。 三、同系物和同分异构体 1．同系物 (1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。 (2)判断同系物的三个关键点 ①“同”：两种物质属于同一类物质； ②“似”：两种物质结构相似； ③“差”：两种物质在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。 (3)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。 2．同分异构体 (1)概念 ①同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。 ②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 (2)实例：和的分子式均为C4H10，互为同分异构体，用结构简式分别表示为CH3CH2CH2CH3、。 (3)同分异构体种数 ①随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也就越多。 ②甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有2种，戊烷有3种，己烷有5种，而癸烷有75种。 (4)同分异构体的性质 同分异构体的分子结构不同，导致化学性质和物理性质均有一定差异，如正丁烷和异丁烷的熔、沸点不同。 【方法技巧】同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较 概念 研究对象 比较 实例 相同 不同 同系物 有机化合物 结构相似 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 CH3CH3与 同分异构体 化合物 分子式相同 结构不同 CH3CH2CH2CH3与 同素异形体 单质 元素种类相同 性质不同 O2与O3、白磷与红磷 同位素 原子 质子数相同 中子数不同 C、C与C 四、烷烃同分异构体的书写 1．烷烃同分异构体的书写 (1)烃基：烃分子失去1个氢原子后所剩余的部分叫做烃基，如—CH3叫甲基，—CH2—CH3叫乙基。 (2)书写示例 以己烷(C6H14)的同分异构体为例 第一步，将分子中全部碳原子连成直链作为主链：C—C—C—C—C—C。 第二步，从主链的一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴(虚线)一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种： 第三步，从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上；或将这两个碳原子作为两个支链(即两个甲基)，先固定一个支链的位置，然后确定另一个支链的位置，此时碳骨架结构有两种： 第四步，根据“碳四价”原则，补上氢原子，得到如下5种同分异构体： CH3CH2CH2CH2CH2CH3、、、、。 (3)书写方法总结 ①找出主链(最长的碳链)的对称轴，避免重复书写。主链由长到短；支链由整到散；位置由心到边；排布同、邻、间。 ②主链上的链端碳原子不能连接取代基，主链上的第二个碳原子不能连接乙基，以保证不改变主链，避免写出重复的结构。 ③书写时不能只写碳骨架，应满足碳原子4个价键的要求，添上相应数目的其他原子。 2．判断不同化学环境中氢原子的种类数(等效氢原子) (1)连接同一碳原子的氢原子是等效的。 (2)连接同一碳原子的相同基团上的氢原子是等效的。 (3)处于对称位置上相同基团上的氢原子是等效的。 例：共有2种不同化学环境的氢原子； 共有2种不同化学环境的氢原子。 五、烷烃的性质 1．烷烃的物理性质 相似性 递变性(随分子中碳原子数的增加) 熔、沸点 较低 逐渐升高 密度 比水小 逐渐增大 状态 气态→液态→固态，常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态) 溶解性 难溶于水，易溶于汽油等有机溶剂 2.烷烃的稳定性及可燃性 (1)稳定性：通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。 (2)可燃性：烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成CO2和H2O。 CH4燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。 C3H8燃烧的化学方程式：C3H8＋5O23CO2＋4H2O。 链状烷烃燃烧通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。 (3)分解反应：烷烃在较高温度下会发生分解。 3.取代反应 实验操作 实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾，且试管内液面上升，水槽中有固体析出 B装置：无现象 实验结论 CH4与Cl2需在光照条件下发生化学反应，有关化学方程式为 CH4＋Cl2CH3Cl(一氯甲烷)＋HCl； CH3Cl＋Cl2CH2Cl2(二氯甲烷)＋HCl； CH2Cl2＋Cl2CHCl3(三氯甲烷或氯仿)＋HCl； CHCl3＋Cl2CCl4(四氯甲烷或四氯化碳)＋HCl 产物性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水。 状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 六、乙烯的结构与性质 1．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 2.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。 3．乙烯的化学性质 (1)氧化反应 实验 现象及反应 点燃乙烯 火焰明亮且伴有黑烟，同时放出大量的热，化学方程式为 C2H4＋3O22CO2＋2H2O 通入酸性高锰酸钾溶液中 酸性高锰酸钾溶液褪色，CH2==CH2CO2 (2)加成反应 ①实验探究 实验装置 现象 溴的四氯化碳溶液褪色 化学方程式 ＋Br—Br→ 　　　　　　　　　　　 1,2-二溴乙烷 也可以写成：CH2==CH2＋Br2→ ②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。 ③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)加聚反应 ①乙烯的加聚反应 。 ②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.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。 七、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。 ③常见塑料及用途 名称 结构简式 用途 聚乙烯(PE) CH2—CH2 可制成薄膜，用于食品、药物的包装材料，以及日常用品、绝缘材料等 聚氯乙烯(PVC) 可制成电线的绝缘层、管道等 聚苯乙烯(PS) 可制成泡沫包装材料、绝缘材料等 聚四氟乙烯(PTFE) CF2—CF2 可制成实验仪器、化工用品等 聚丙烯(PP) 可制成管道、包装材料等 聚甲基丙烯酸甲酯 (有机玻璃，PMMA) 可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器等 脲醛塑料(电玉，UF) 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。 1.（2026高二上·江苏·学业考试真题）下列各组物质互为同分异构体的是 A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】D 【解析】和 二者是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，不是同分异构体，A不选；和二者是碳元素的不同原子，质子数相同、中子数不同，互为同位素，不是化合物，更不是同分异构体，B不选；和二者分别是甲烷和丙烷，分子式分别为CH4和C3H8，不是同分异构体，C不选；和二者分子式均为 C4H10，分子式相同但结构不同，符合同分异构体的定义，D选；故选D。 2.（2025高一下·黑龙江·学业考试真题）天然气是一种清洁的化石燃料，天然气水合物的主要成分是甲烷水合物，其组成为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】天然气水合物（可燃冰）是甲烷（CH4）与水在高压低温条件下形成的固态化合物，其组成通常表示为CH4·nH2O。为一水合氨，A错误；为金属盐的结晶水合物，与天然气无关，B错误；为金属盐的结晶水合物，与天然气无关，C错误；对应甲烷水合物的化学式，D正确；故选D。 3.（2025高一下·四川·学业考试真题）已知反应，其反应类型属于 A．取代反应 B．中和反应 C．化合反应 D．分解反应 【答案】A 【解析】取代反应的定义为有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团替代的反应，该反应中CH4的1个H原子被Cl原子取代，生成CH3Cl和HCl，符合取代反应的特征，A正确；中和反应是酸与碱反应生成盐和水的反应，该反应没有酸和碱参与，不属于中和反应，B错误；化合反应的特征是“多变一”，即多种反应物生成一种生成物，该反应生成物有两种，不属于化合反应，C错误；分解反应的特征是“一变多”，即一种反应物生成多种生成物，该反应反应物有两种，不属于分解反应，D错误；故选A。 4.（2025高二上·江苏·学业考试真题）下列说法不正确的是 A．和互为同位素 B．石墨和金刚石互为同分异构体 C．和互为同系物 D．和互为同素异形体 【答案】B 【解析】 和 质子数相同，中子数不同，属于同一元素的不同核素，互为同位素，A正确；石墨和金刚石是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体；同分异构体要求分子式相同且为化合物，而它们是单质，不适用此概念，B错误；（甲烷）和 （乙烷）均为烷烃，结构相似（饱和烃），分子组成相差一个基团，互为同系物，C正确；（氧气）和 （臭氧）是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，D正确；故选B。 5.（2025高一下·黑龙江·学业考试真题）下列互为同位素的是 A．O2和O3 B．正丁烷和异丁烷 C．和 D．葡萄糖和蔗糖 【答案】C 【解析】O2和O3是O元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，A不符合题意；正丁烷和异丁烷分子式相同但结构不同，互为同分异构体，B不符合题意；12C和13C是碳元素的两种核素，质子数均为6，中子数分别为6和7，互为同位素，C符合题意；葡萄糖（C6H12O6）和蔗糖（C12H22O11）分子式不同，既不是同位素也不是同分异构体，D不符合题意；故选C。 6.（2025高一下·宁夏·学业考试真题）下列有关化学用语表示正确的是 A．乙烯的结构简式： B．丁烷的分子式：C4H8 C．甲烷的空间填充模型： D．的电子式为： 【答案】C 【解析】乙烯的结构简式：CH2=CH2，A错误；已知烷烃的组成通式为：CnH2n+2，故丁烷的分子式：C4H10，B错误；空间填充模型要体现分子的空间构型、原子的相对大小， 甲烷分子的空间填充模型：，C正确；共价化合物的电子式应把组成化合物的各个原子的最外层电子数均表示出来，CCl4的电子式为：，D错误；故选C。 7.（2025高一下·海南·学业考试真题）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 【解析】乙烯的分子式为，而选项A写为（乙烷的分子式），A错误；乙烯由C和H组成，完全燃烧生成和，B正确；乙烯含双键，能与酸性发生氧化反应使其褪色，C正确；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。 8.（2025高一下·浙江·学业考试真题）下列说法正确的是 A．、和互为同位素 B．和互为同分异构体 C．和互为同系物 D．MgO的电子式为： 【答案】D 【解析】同位素是指质子数相同而中子数不同的原子之间，、和是由氢元素组成的几种微粒，不互为同位素，A错误；和都是四面体结构，属于同一物质，不存在同分异构现象，不是同分异构体，B错误；为甲烷，为乙烯，官能团不同即结构不相似，组成上相差1个C而不是，故不互为同系物，C错误；是离子化合物，镁原子失去两个电子，氧原子得到两个电子，二者形成离子键，D正确；故选D。 9.（2025高二上·河北·学业考试真题）一定条件下，乙烯合成聚乙烯的反应类型是 A．取代反应 B．酯化反应 C．加聚反应 D．水解反应 【答案】C 【解析】取代反应是指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代替的反应；酯化反应是醇跟羧酸或含氧无机酸生成酯和水的反应；加聚反应是由不饱和的单体通过加成聚合生成高分子化合物的反应；水解反应是化合物与水发生的复分解反应。乙烯含有碳碳双键，在催化剂的条件下发生加聚反应生成聚乙烯，方程式为：nCH2═CH2，属于加聚反应，故选C。 10.（2025高一下·山西·学业考试真题）光催化甲烷无氧转化为乙烷受到了学术界和工业的广泛关注，其反应式可以表示为。下列说法错误的是 A．与可以发生加成反应得到 B．和都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．戊烷是甲烷的同系物，戊烷有三种同分异构体 D．一定条件下，甲烷与氯气发生取代反应得到一氯甲烷 【答案】B 【解析】乙烯（C2H4）与氢气（H2）在催化剂作用下可发生加成反应生成乙烷（C2H6），A正确；乙烯（C2H4）因含双键能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但乙烷（C2H6）为饱和烃，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；戊烷（C5H12）与甲烷（CH4）均为烷烃，属于同系物；戊烷有三种同分异构体（正戊烷、异戊烷、新戊烷），C正确；甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，首先生成一氯甲烷，D正确；故选B。 （限时20分钟） 1.（2025高一下·宁夏吴忠·学业考试）如图所示为4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合，下图属于烷烃的为 A．①②③ B．①③ C．①③④ D．②③④ 【答案】B 【解析】碳原子之间全部为单键，属于烷烃，图中①为正丁烷，②为2-丁烯，③为2-甲基丁烷，④2-丁炔；故选B。 2.（2025高一上·福建·学业考试）与正丁烷互为同分异构体的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】同分异构体需满足分子式相同而结构不同，正丁烷为直链烷烃。CH3CH2CH3为丙烷，与正丁烷分子式不同，不是同分异构体，故A不选；为异丁烷，分子式相同但具有支链结构，与正丁烷二者碳架不同，符合同分异构体定义，故B选；含碳碳双键导致氢原子数减少，与正丁烷分子式不同，不是同分异构体，故C不选；为乙烷，与正丁烷分子式不同，不是同分异构体，故D不选；故选B。 3.（2025高二上·吉林·学业考试）下列各组物质互为同系物的是 A．和 B．正丁烷和异丁烷 C．和 D．和 【答案】A 【解析】CH4和C2H6均为烷烃，结构相似（均为饱和烃），分子组成相差一个CH2基团，互为同系物，A正确；正丁烷和异丁烷分子式相同（均为C4H10），但结构不同（直链与支链），互为同分异构体，不符合同系物定义，B错误；1H2O和3H2O是含有不同氢同位素的水分子，且同系物概念适用于有机化合物，而水为无机物，故不互为同系物，C错误；O2和O3是氧元素的同素异形体（单质），非化合物，不互为同系物，D错误；故选A。 4.（25-26高一·江苏·学业考试）下列化学反应中不属于取代反应的是 A．CH3CH2Cl＋Cl2CH3CHCl2＋HCl B．CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O C．2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ D．CH3-CH2-Br＋NaOHCH3-CH2-OH＋NaBr 【答案】C 【解析】CH3CH2Cl中的H原子被Cl原子取代生成CH3CHCl2，属于取代反应，A错误；CH3OH中的-OH被Cl原子取代生成CH3Cl，属于取代反应，B错误；该反应为置换反应，不是取代反应，C正确；CH3-CH2-Br中的Br原子被-OH取代生成CH3-CH2-OH，属于取代反应，D错误；故选C。 5.（2025高一下·湖南娄底·学业考试）下列反应中，属于加成反应的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】加成反应的特征是反应物中的不饱和键（如双键）断裂，直接与其他原子或基团结合，生成单一产物。符合加成反应的特征，属于加成反应，故选A；属于置换反应，故不选B；属于氧化反应，故不选C； 属于取代反应，故不选D；故选A。 6.（2025高一下·宁夏吴忠·学业考试）下列说法不正确的是 A．和互为同位素 B．和 互为同分异构体 C．石墨和金刚石互为同素异形体 D．和C5H12互为同系物 【答案】B 【解析】同位素是质子数相同、中子数不同的原子的互称，和互为同位素，A正确；和的结构相同，是同种物质，名称均为2-甲基丁烷，B错误；石墨和金刚石是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，C正确；和C5H12是结构相似的烷烃，互为同系物，D正确；故选B。 7.（2025·江苏南京·模拟预测）中国“人造太阳”核聚变实验装置的主要原料是和，它们互为 A．同位素 B．同素异形体 C．同分异构体 D．同系物 【答案】A 【解析】和是质子数相同、中子数不同的氢元素的不同原子，互为同位素，A正确；同素异形体是同种元素组成的不同单质（如O₂和O₃），而和是原子，不是单质，B错误；同分异构体需分子式相同但结构不同，但两者是原子而非化合物，C错误；同系物是结构相似、组成相差n个CH₂基团的有机物，与氢原子无关，D错误；故选A。 8.（24-25高一下·黑龙江牡丹江·期中）下列选项中，在一定条件下能与甲烷发生氧化反应的是 A．溶液 B．硫酸 C． D．O2 【答案】D 【解析】甲烷性质比较稳定，不与溶液反应，A不符合题意；甲烷性质比较稳定，不与硫酸反应，B不符合题意；甲烷可在光照下与氯气发生取代反应，不是氧化反应，C不符合题意；甲烷和O2在点燃条件下发生氧化反应生成CO2和水，D符合题意；故选D。 9.（2025高二上·河北·学业考试）某反应的微观示意图如下： 其中分子式为CH3Cl的是 A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】C 【解析】由图可知该反应为CH4+Cl2→CH3Cl+HCl ；由图可知，甲、乙、丙、丁依次为 CH4、Cl2、CH3Cl、HCl ，则分子式为CH3Cl的是丙；故选C。 10.（2025高一下·北京·学业考试）下列化合物中，与互为同分异构体的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】与比分子少1个“CH2”原子团，二者互为同系物，A不符合题意；与的分子式都为C4H10，但结构不同，二者互为同分异构体，B符合题意；与的分子式不同，二者不互为同分异构体，C不符合题意；与比分子多1个“CH2”原子团，二者互为同系物，D不符合题意；故选B。 11.（2025高一下·黑龙江·学业考试）有机化合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叫做取代反应。下列属于取代反应的是 A．与在光照下反应生成 B．在空气中完全燃烧生成和 C．与在一定条件下反应生成 D．在一定条件下反应生成聚乙烯() 【答案】A 【解析】与在光照下反应生成，中的H原子被Cl原子所替代，属于取代反应，A正确；的燃烧，属于氧化反应，B错误；与在一定条件下反应生成，反应中碳碳双键转化为碳碳单键，属于加成反应，C错误；在一定条件下反应生成聚乙烯()，属于乙烯的加成聚合反应，简称加聚反应，D错误；故选A。 12.（2025高一下·山西·学业考试）江门中微子实验项目完成了35.4米直径的有机玻璃球(全球最大)和41.1米直径的不锈钢网架等探测器的关键部件的研制和生产。下列说法正确的是 A．不锈钢中的合金元素主要是和 B．有机玻璃的主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯，属于天然有机高分子材料 C．掺有(钆)的闪烁体可作为俘获中微子的靶物质，的电子数是91 D．该实验中用到1000吨超纯水，水与重水()属于同素异形体 【答案】A 【解析】不锈钢是一种含有多种元素的合金钢，其主要元素包括Fe、Cr、Ni、C、Mn、Si等，合金元素主要是(8%~10.5%)和(12%~30%)，A正确；有机玻璃的主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯，属于合成有机高分子材料，B错误；的电子数是64，中子数是91，C错误；水与重水()均是化合物，同素异形体的对象是单质，故水与重水()不属于同素异形体，D错误；故选A。 13.（2025高一下·天津南开·学业考试）下列气体去除杂质的方法中，能实现目的的是 气体(杂质) 方法 A 通过蒸馏水 B 通过澄清石灰水 C 通过溴的四氯化碳溶液 D 通过酸性高锰酸钾溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】NO2与水反应生成HNO3和NO，反应后杂质NO2被转化为NO，而原气体NO不溶于水，可通过蒸馏水去除NO2，A正确；SO2和CO2均与澄清石灰水反应，无法选择性去除CO2，B错误；乙烯与溴反应被吸收，而甲烷不反应，导致主气体乙烯被去除，C错误；SO2和H2S均能被酸性高锰酸钾氧化，两者均被消耗，无法保留SO2，D错误；故选A。 14.（2025高一下·湖南·学业考试）下列几种生活中常见物质的化学式，不正确的是 A．食盐的主要成分： B．水晶杯的主要成分： C．天然气的主要成分： D．食品包装袋的主要成分： 【答案】A 【解析】食盐的主要成分是氯化钠，化学式为，A错误；水晶的主要成分是二氧化硅，B正确；天然气、沼气的主要成分是甲烷，C正确；食品包装袋的主要成分是聚乙烯，D正确；故选A。 15.（2025高一下·浙江·学业考试）环氧乙烷是石油化学工业的重要产品，也是一种基本有机化工原料，应用广泛。 旧的合成方法：CH2=CH2+Cl2+H2O→ClCH2CH2OH+HCl 新的合成方法： 下列有关说法不正确的是 A．旧方法原料含有毒物质，不属于理想的绿色化学 B．旧方法产物无毒，无需处理可直接排放 C．相比旧方法，新方法对设备腐蚀性小 D．新方法没有副产物，原子利用率为100% 【答案】B 【解析】旧方法原料含氯气等有毒物质，不属于理想的绿色化学，A正确；旧方法产物含有没反应完的氯气，有毒，需处理后排放，B错误；相比旧方法，新方法没有氯气、氯化氢等，对设备腐蚀性小，C正确；新方法没有副产物，只有环氧乙烷，原子利用率为100%，D正确；故选B。 学科网（北京）股份有限公司8/13 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题14认识有机物乙烯与有机高分子材料 一、有机物中碳原子的成键特点 1.甲烷的分子结构 甲烷(CH4)分子中的碳原子以最外层的 4个电子与 4个氢原子的电子形成 4个C—H共价键，电子式为，结构式为。 2.有机物中碳原子的成键特点 (1)有机化合物中碳原子间的成键方式多样 有机化合物中的每个碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键，而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键。可以形成碳碳单键()、碳碳双键()或碳碳三键(－C≡C－)。 (2)有机化合物的碳骨架类型多样 多个碳原子之间可以结合成碳链，也可以结合成碳环，构成有机物链状或环状的碳骨架。如下图： 直链 支链 环状结构 (3)有机化合物的多样性 ①有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子。 ②含有相同碳原子数的有机物分子，因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构。 二、烷烃的结构 1.烷烃的定义 只含有碳和氢两种元素，分子中的碳原子之间都以单键结合，碳原子的剩余价键均与氢原子结合，使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的一类有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。 2.烷烃的习惯命名(n：碳原子个数) n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 n＞10 用汉字数字代表，如C11H24：十一烷 3.烷烃的结构特点 烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷 分子式 C2H6 C3H8 C4H10 结构式 结构简式 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 分子结构模型 分析烷烃的结构式和分子式可得出链状烷烃的通式：CnH2n＋2。由分子结构模型可得出烷烃的结构特点：碳原子间以单键相连，每个碳原子都与其他原子形成四面体结构，碳原子呈锯齿状排列。 三、同系物和同分异构体 1．同系物 (1)概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物。 (2)判断同系物的三个关键点 ①“同”：两种物质属于同一类物质； ②“似”：两种物质结构相似； ③“差”：两种物质在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。 (3)实例：CH4、C2H6、C3H8互为同系物。 2．同分异构体 (1)概念 ①同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。 ②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 (2)实例：和的分子式均为C4H10，互为同分异构体，用结构简式分别表示为CH3CH2CH2CH3、。 (3)同分异构体种数 ①随着碳原子数的增加，烷烃的同分异构体的数目也就越多。 ②甲烷、乙烷、丙烷无同分异构体。丁烷有2种，戊烷有3种，己烷有5种，而癸烷有75种。 (4)同分异构体的性质 同分异构体的分子结构不同，导致化学性质和物理性质均有一定差异，如正丁烷和异丁烷的熔、沸点不同。 【方法技巧】同系物、同分异构体、同素异形体、同位素概念的比较 概念 研究对象 比较 实例 相同 不同 同系物 有机化合物 结构相似 分子组成上相差一个或若干个CH2原子团 CH3CH3与 同分异构体 化合物 分子式相同 结构不同 CH3CH2CH2CH3与 同素异形体 单质 元素种类相同 性质不同 O2与O3、白磷与红磷 同位素 原子 质子数相同 中子数不同 C、C与C 四、烷烃同分异构体的书写 1．烷烃同分异构体的书写 (1)烃基：烃分子失去1个氢原子后所剩余的部分叫做烃基，如—CH3叫甲基，—CH2—CH3叫乙基。 (2)书写示例 以己烷(C6H14)的同分异构体为例 第一步，将分子中全部碳原子连成直链作为主链：C—C—C—C—C—C。 第二步，从主链的一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴(虚线)一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种： 第三步，从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上；或将这两个碳原子作为两个支链(即两个甲基)，先固定一个支链的位置，然后确定另一个支链的位置，此时碳骨架结构有两种： 第四步，根据“碳四价”原则，补上氢原子，得到如下5种同分异构体： CH3CH2CH2CH2CH2CH3、、、、。 (3)书写方法总结 ①找出主链(最长的碳链)的对称轴，避免重复书写。主链由长到短；支链由整到散；位置由心到边；排布同、邻、间。 ②主链上的链端碳原子不能连接取代基，主链上的第二个碳原子不能连接乙基，以保证不改变主链，避免写出重复的结构。 ③书写时不能只写碳骨架，应满足碳原子4个价键的要求，添上相应数目的其他原子。 2．判断不同化学环境中氢原子的种类数(等效氢原子) (1)连接同一碳原子的氢原子是等效的。 (2)连接同一碳原子的相同基团上的氢原子是等效的。 (3)处于对称位置上相同基团上的氢原子是等效的。 例：共有2种不同化学环境的氢原子； 共有2种不同化学环境的氢原子。 五、烷烃的性质 1．烷烃的物理性质 相似性 递变性(随分子中碳原子数的增加) 熔、沸点 较低 逐渐升高 密度 比水小 逐渐增大 状态 气态→液态→固态，常温常压下分子中碳原子数n≤4的烷烃为气态(常温常压下，新戊烷为气态) 溶解性 难溶于水，易溶于汽油等有机溶剂 2.烷烃的稳定性及可燃性 (1)稳定性：通常情况下，烷烃比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。 (2)可燃性：烷烃可以在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成CO2和H2O。 CH4燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。 C3H8燃烧的化学方程式：C3H8＋5O23CO2＋4H2O。 链状烷烃燃烧通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。 (3)分解反应：烷烃在较高温度下会发生分解。 3.取代反应 实验操作 实验现象 A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液滴出现，试管中有少量白雾，且试管内液面上升，水槽中有固体析出 B装置：无现象 实验结论 CH4与Cl2需在光照条件下发生化学反应，有关化学方程式为 CH4＋Cl2CH3Cl(一氯甲烷)＋HCl； CH3Cl＋Cl2CH2Cl2(二氯甲烷)＋HCl； CH2Cl2＋Cl2CHCl3(三氯甲烷或氯仿)＋HCl； CHCl3＋Cl2CCl4(四氯甲烷或四氯化碳)＋HCl 产物性质 水溶性：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均不溶于水。 状态：常温下除CH3Cl是气体，其余三种均为液体 数量关系 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 六、乙烯的结构与性质 1．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 2.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。 3．乙烯的化学性质 (1)氧化反应 实验 现象及反应 点燃乙烯 火焰明亮且伴有黑烟，同时放出大量的热，化学方程式为 C2H4＋3O22CO2＋2H2O 通入酸性高锰酸钾溶液中 酸性高锰酸钾溶液褪色，CH2==CH2CO2 (2)加成反应 ①实验探究 实验装置 现象 溴的四氯化碳溶液褪色 化学方程式 ＋Br—Br→ 　　　　　　　　　　　 1,2-二溴乙烷 也可以写成：CH2==CH2＋Br2→ ②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。 ③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)加聚反应 ①乙烯的加聚反应 。 ②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.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。 七、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。 ③常见塑料及用途 名称 结构简式 用途 聚乙烯(PE) CH2—CH2 可制成薄膜，用于食品、药物的包装材料，以及日常用品、绝缘材料等 聚氯乙烯(PVC) 可制成电线的绝缘层、管道等 聚苯乙烯(PS) 可制成泡沫包装材料、绝缘材料等 聚四氟乙烯(PTFE) CF2—CF2 可制成实验仪器、化工用品等 聚丙烯(PP) 可制成管道、包装材料等 聚甲基丙烯酸甲酯 (有机玻璃，PMMA) 可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器等 脲醛塑料(电玉，UF) 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。 1.（2026高二上·江苏·学业考试真题）下列各组物质互为同分异构体的是 A．和 B．和 C．和 D．和 2.（2025高一下·黑龙江·学业考试真题）天然气是一种清洁的化石燃料，天然气水合物的主要成分是甲烷水合物，其组成为 A． B． C． D． 3.（2025高一下·四川·学业考试真题）已知反应，其反应类型属于 A．取代反应 B．中和反应 C．化合反应 D．分解反应 4.（2025高二上·江苏·学业考试真题）下列说法不正确的是 A．和互为同位素 B．石墨和金刚石互为同分异构体 C．和互为同系物 D．和互为同素异形体 5.（2025高一下·黑龙江·学业考试真题）下列互为同位素的是 A．O2和O3 B．正丁烷和异丁烷 C．和 D．葡萄糖和蔗糖 6.（2025高一下·宁夏·学业考试真题）下列有关化学用语表示正确的是 A．乙烯的结构简式： B．丁烷的分子式：C4H8 C．甲烷的空间填充模型： D．的电子式为： 7.（2025高一下·海南·学业考试真题）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 8.（2025高一下·浙江·学业考试真题）下列说法正确的是 A．、和互为同位素 B．和互为同分异构体 C．和互为同系物 D．MgO的电子式为： 9.（2025高二上·河北·学业考试真题）一定条件下，乙烯合成聚乙烯的反应类型是 A．取代反应 B．酯化反应 C．加聚反应 D．水解反应 10.（2025高一下·山西·学业考试真题）光催化甲烷无氧转化为乙烷受到了学术界和工业的广泛关注，其反应式可以表示为。下列说法错误的是 A．与可以发生加成反应得到 B．和都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．戊烷是甲烷的同系物，戊烷有三种同分异构体 D．一定条件下，甲烷与氯气发生取代反应得到一氯甲烷 （限时20分钟） 1.（2025高一下·宁夏吴忠·学业考试）如图所示为4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子，小棍表示化学键，假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合，下图属于烷烃的为 A．①②③ B．①③ C．①③④ D．②③④ 2.（2025高一上·福建·学业考试）与正丁烷互为同分异构体的是 A． B． C． D． 3.（2025高二上·吉林·学业考试）下列各组物质互为同系物的是 A．和 B．正丁烷和异丁烷 C．和 D．和 4.（25-26高一·江苏·学业考试）下列化学反应中不属于取代反应的是 A．CH3CH2Cl＋Cl2CH3CHCl2＋HCl B．CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O C．2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ D．CH3-CH2-Br＋NaOHCH3-CH2-OH＋NaBr 5.（2025高一下·湖南娄底·学业考试）下列反应中，属于加成反应的是 A． B． C． D． 6.（2025高一下·宁夏吴忠·学业考试）下列说法不正确的是 A．和互为同位素 B．和 互为同分异构体 C．石墨和金刚石互为同素异形体 D．和C5H12互为同系物 7.（2025·江苏南京·模拟预测）中国“人造太阳”核聚变实验装置的主要原料是和，它们互为 A．同位素 B．同素异形体 C．同分异构体 D．同系物 8.（24-25高一下·黑龙江牡丹江·期中）下列选项中，在一定条件下能与甲烷发生氧化反应的是 A．溶液 B．硫酸 C． D．O2 9.（2025高二上·河北·学业考试）某反应的微观示意图如下： 其中分子式为CH3Cl的是 A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 10.（2025高一下·北京·学业考试）下列化合物中，与互为同分异构体的是 A． B． C． D． 11.（2025高一下·黑龙江·学业考试）有机化合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叫做取代反应。下列属于取代反应的是 A．与在光照下反应生成 B．在空气中完全燃烧生成和 C．与在一定条件下反应生成 D．在一定条件下反应生成聚乙烯() 12.（2025高一下·山西·学业考试）江门中微子实验项目完成了35.4米直径的有机玻璃球(全球最大)和41.1米直径的不锈钢网架等探测器的关键部件的研制和生产。下列说法正确的是 A．不锈钢中的合金元素主要是和 B．有机玻璃的主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯，属于天然有机高分子材料 C．掺有(钆)的闪烁体可作为俘获中微子的靶物质，的电子数是91 D．该实验中用到1000吨超纯水，水与重水()属于同素异形体 13.（2025高一下·天津南开·学业考试）下列气体去除杂质的方法中，能实现目的的是 气体(杂质) 方法 A 通过蒸馏水 B 通过澄清石灰水 C 通过溴的四氯化碳溶液 D 通过酸性高锰酸钾溶液 A．A B．B C．C D．D 14.（2025高一下·湖南·学业考试）下列几种生活中常见物质的化学式，不正确的是 A．食盐的主要成分： B．水晶杯的主要成分： C．天然气的主要成分： D．食品包装袋的主要成分： 15.（2025高一下·浙江·学业考试）环氧乙烷是石油化学工业的重要产品，也是一种基本有机化工原料，应用广泛。 旧的合成方法：CH2=CH2+Cl2+H2O→ClCH2CH2OH+HCl 新的合成方法： 下列有关说法不正确的是 A．旧方法原料含有毒物质，不属于理想的绿色化学 B．旧方法产物无毒，无需处理可直接排放 C．相比旧方法，新方法对设备腐蚀性小 D．新方法没有副产物，原子利用率为100% 学科网（北京）股份有限公司8/13 学科网（北京）股份有限公司 $