内容正文:
7.2 乙烯与高分子材料
题型01 乙烯的组成和结构
题型02 乙烯的物理性质
题型03 乙烯的氧化反应
题型04 乙烯的加成反应
题型05 乙烯的聚合反应
题型06 乙烯的来源和用途
题型07 乙烯的实验室制法
题型08 烃的结构和性质
题型09 有机高分子材料的分类
题型10 三大合成高分子材料
题型01 乙烯的组成和结构
一、乙烯的组成和结构
1.乙烯的组成与结构
(1)乙烯的表示方式
分子式
电子式
结构式
结构简式
球棍模型
空间充填模型
C2H4
CH2==CH2
(2)乙烯的结构特点——乙烯的分子结构示意图
分子中碳原子均采取sp2杂化,碳原子与氢原子间均形成单键(σ键),碳原子与碳原子间以双键相连(1个σ键,1个π键),键角约为120°,分子中所有原子都处于同一平面内
(3)“乙烯型”分子共线、共面问题
类型
结构式
结构特点
共线、共面情况
乙烯型
平面形结构
所有原子共平面,与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面
规律:有机物分子结构中每出现1个碳碳双键,则整个分子中至少有6个原子共面
分析丙烯(CH3CH=CH2)原子共面情况
三个氢原子(①②③)和三个碳原子(④⑤⑥)六原子一定共面。根据三角形规则(⑤C,⑥C,⑦H构成三角形),⑦H也可能在这个平面上
即:丙烯分子最多7个原子共平面,至少有6个原子共平面
【典例1】(2022·内蒙古·一模)有关化学用语正确的是
A.氯化氢的比例模型: B.37Cl—的结构示意图:
C.乙烯分子的球棍模型: D.甲基的电子式:
【变式1-1】(21-22高三上·辽宁丹东·月考)下列化学用语表示错误的是( )
A.S2-的结构示意图: B.N2H4的结构式:
C.CaH2的电子式:[H:]-Ca2+[:H]- D.乙烯的比例模型:
【变式1-2】(24-25高一下·吉林白山·期末)下列有关的化学用语表达正确的是
A.丙烷的空间填充模型: B.甲烷的电子式:
C.乙烯的结构式: D.乙醇的分子式:
【变式1-3】(22-23高二上·黑龙江哈尔滨·开学考试)乙烯是石油裂解气的主要成分,其产量常用来衡量一个国家的石油化工水平。下列有关说法正确的是
A.乙烯可与发生取代反应,从而使溴水褪色
B.可用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯
C.乙烯可通过加成反应得到
D.乙烯的电子式为
题型02 乙烯的物理性质
乙烯的物理性质
颜色
状态
密度
气味
溶解性
【典例2】(2022高一下·辽宁·学业考试)下列关于乙烯的叙述错误的是
A.在相同条件下,密度比空气略大
B.在空气中燃烧时火焰明亮且伴有黑烟
C.是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实
D.其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平
【变式2-1】(23-24高一下·辽宁朝阳·月考)有关乙烯的下列叙述正确的是
①乙烯溶于水后可得乙醇 ②乙烯发生加聚反应生成聚乙烯 ③乙烷中混有乙烯可用溴水洗气除去 ④乙烯是无色、稍有气味、难溶于水的气体
A.有② B.①和③ C.②和③ D.②③④
【变式2-2】(20-21高二上·吉林长春·期中)下列有关乙烯的物理性质错误的是
A.无色 B.液体 C.稍有气味 D.难溶于水
【变式2-3】(23-24高二下·黑龙江鸡西·期中)苏轼的《格物粗谈》有这样的记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”按照现代科技观点,该文中的“气”是指
A.甲烷 B.乙烯 C.丁烷 D.生长素
题型03 乙烯的氧化反应
氧化反应
①乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化
乙烯使酸性高锰酸钾溶液 的实质是乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化。
【特别说明】利用乙烯被酸性高锰酸钾氧化的反应可用于 甲烷和乙烯,但 除去甲烷中的乙烯,原因是发生反应的化学方程式为: ,氧化后产物中有CO2,仍混在甲烷中,达不到除杂的目的。
②乙烯的燃烧
乙烯在空气中燃烧,火焰 并伴有 ,生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。
C2H4+3O2 2CO2 +2H2O
【特别说明】a.产生黑烟是由于乙烯分子中含碳量比较 ,燃烧时有一部分碳并 被氧化,碳粒本身被烧成炽热的状态,所以乙烯的火焰很明亮,没有被氧化的碳呈游离态以 的形式冒出。
b.乙烯属于易燃易爆的气体(爆炸极限为2.7%~36%),在点燃乙烯之前一定要先 。
【典例3】(20-21高二上·吉林长春·期中)下列物质或方法中不可以用来鉴别甲烷和乙烯的是
A.溴水 B.H2 C.酸性KMnO4溶液 D.燃烧法
【变式3-1】(19-20高二上·吉林长春·月考)对比甲烷和乙烯的燃烧反应,下列叙述中正确的是( )。
①二者燃烧时现象完全相同 ②点燃前都应验纯 ③甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧的火焰较明亮,并有大量黑烟生成 ④二者燃烧时都有黑烟生成
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
【变式3-2】(21-22高一下·黑龙江哈尔滨·期末)等质量的、、、在足量氧气中充分燃烧,消耗氧气最多的是
A. B. C. D.
【变式3-3】(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)下列说法正确的是
A.乙醇能使酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液褪色
B.聚丙烯的链节为-CH2-CH2-CH2-
C.含有碳和氢两种元素的有机化合物一定是烃
D.等质量的苯和乙烯充分燃烧消耗O2的量:苯<乙烯
题型04 乙烯的加成反应
(1)乙烯与溴的四氯化碳溶液(或溴水)反应
①实验探究
实验步骤
将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中,观察现象
实验装置
实验现象
溴的四氯化碳溶液褪色
反应机理
乙烯双键中的一个键断裂,两个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上,生成了
1,2-二溴乙烷
化学方程式
也可以写成:CH2==CH2+Br2CH2Br-CH2Br
②加成反应
a.概念:有机物分子中的不饱和的碳原子(碳碳双键或碳碳三键等)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
b.特点:断一(断双键中的一个键),加二(加两个原子或原子团),只上不下
③乙烯与溴水或溴的CCl4溶液反应现象的比较
溴水
溴的CCl4溶液
反应现象
褪色,褪色后溶液会分层
褪色,褪色后溶液不分层
应用
鉴别乙烯和乙烷,除去乙烷中的乙烯气体,可以将混合气体通过溴水的洗气瓶,但不能用溴的四氯化碳溶液,因为乙烷能够溶于四氯化碳溶液中
(2)乙烯与其它加成试剂反应: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
①乙烯在一定条件下与Cl2加成:CH2==CH2+Cl2CH2Cl-CH2Cl
②乙烯在一定条件下与H2加成:CH2==CH2+H2CH3CH3
③乙烯在一定条件下与HCl加成:CH2==CH2+HClCH3CH2Cl (制取纯净的氯乙烷)
④乙烯在一定条件下与H2O加成:CH2==CH2+H2OCH3CH2OH (工业制乙醇)
2.有关乙烯的注意事项:
a.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。
b.当乙烯与Br2反应时,一般用溴水或溴的四氯化碳溶液(甲烷需要在光照条件下与溴蒸气反应)。
c.利用乙烯能使溴水褪色而甲烷(或烷烃)不能使溴水褪色,既可以区别乙烯和甲烷(或烷烃),也可以除去甲烷(或烷烃)中混有的少量乙烯以提纯甲烷(或烷烃)。
d.为制得纯净的氯乙烷,应用乙烯与HCl的加成反应而不宜用乙烷与Cl2的取代反应。因为乙烯与HCl的加成产物只有一种,而乙烷与Cl2的取代产物是多种氯代烷的混合物。
e.通常条件下,烯烃一般不和水反应(可用排水法收集乙烯),但在一定条件下烯烃可以和水反应生成醇(工业上采用水化法制乙醇的原理)。
f.乙烯(或烯烃)发生加成反应后,空间结构发生了变化。
【典例4】(23-24高一下·黑龙江牡丹江·月考)将甲烷和乙烯的混合气23g通入足量的溴水中,溴水质量增加了7g,则混合气中甲烷和乙烯的体积比为
A.1∶2 B.2∶1 C.4∶1 D.2∶3
【变式4-1】(24-25高二上·辽宁沈阳·开学考试)下列有机反应属于加成反应的是
A.
B.
C.
D.
【变式4-2】(22-23高一下·辽宁鞍山·期末)丙烯()与乙烯的性质相似,下列有关丙烯的说法错误的是
A.能使溴水褪色
B.能在空气中燃烧
C.能发生加成聚合反应生成
D.一定条件下,能与水发生加成反应
【变式4-3】(21-22高一下·辽宁鞍山·期末)氯乙烯()是重要的化工原料,可由乙炔制得()。下列有关说法错误的是
A.氯乙烯所有原子都在同一平面内 B.由乙炔制氯乙烯的反应原子利用率达100%
C.氯乙烯与HBr加成只能得到一种产物 D.聚氯乙烯的结构简式可表示为
题型05 乙烯的聚合反应
(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
CH2==CH2+CH2==CH2+CH2==CH2+···-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+-CH2-CH2-···
···-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-···
反应的化学方程式:
(2)聚合反应的相关概念
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聚合物的反应叫聚合反应。由不饱和的相对分子质量小的分子以加成反应的形式结合成相对分子质量大的高分子化合物的反应叫做加成聚合反应,简称加聚反应
②聚合反应的相关概念
概念
含义
单体
能合成高分子的小分子物质称为单体
链节
高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小结构单元称为链节
聚合度
高分子中链节的数目n叫做聚合度
聚合物
由单体聚合形成的相对分子质量很大的物质
如:聚乙烯()中的单体为CH2==CH2,链节为-CH2-CH2-,n为聚合度
【微点拨】
①单烯烃的聚合物中碳碳之间是单键,不存在碳碳双键,不具备碳碳双键的性质
②高分子化合物虽被称为“化合物”,但由于高分子化合物中的n不同,所以高分子化合物均为混合物,而不是纯净物
(3)生活中用来包装食品的塑料袋是聚乙烯,如果将乙烯分子中的一个氢原子用氯原子代替,聚合后成为聚氯乙烯,它就不能用来包装食品了,因为有毒。塑料在高温或长期光照情况下,容易老化,变脆
【典例5】(25-26高二上·内蒙古乌兰察布·期中)四氯乙烯()是一种衣物干洗剂,聚四氟乙烯()是家用不粘锅内侧涂层的主要成分。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述正确的是
A.它们都可以由乙烯发生加成反应得到
B.它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.它们的分子中都不含氢原子
D.四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用,聚四氟乙烯的化学性质比较活泼
【变式5-1】(24-25高二上·辽宁·月考)下列有关化学用语或表述错误的是
A.氨基的电子式为
B.软脂酸的分子式为
C.四氯化硅的空间填充模型:
D.丙烯加聚的化学方程式:nCH2=CH-CH3
【变式5-2】(22-23高二下·辽宁鞍山·期末)根据乙烯的性质推测丙烯(H2C=CH-CH3)的性质,下列说法中,不正确的是
A.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.丙烯与HCl加成的产物可能有2种
C.丙烯与Br2的加成产物是CH2Br-CH2-CH2Br
D.聚丙烯用来表示
【变式5-3】(23-24高二下·吉林松原·期末)下列化学用语表达错误的是
A.顺-2-丁烯的结构简式: B.氯仿的球棍模型:
C.甲基的电子式: D.聚丙烯的结构简式:
题型06 乙烯的来源和用途
1.乙烯的来源
(1)石油经过 ,最终得到乙烯。
(2)乙烯的产量可以用来衡量一个国家的 发展水平。
2.乙烯的用途
(1)重要的化工原料,用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、 等有机溶剂。
(2)在农业生产中用作植物 和 。
【典例6】(23-24高一下·黑龙江佳木斯·期中)下列关于乙烯的说法不正确的是
A.乙烯的产量可以衡量一个国家石油化工发展水平
B.乙烯燃烧时火焰呈淡蓝色
C.乙烯是一种无色、稍有气味的气体
D.乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色
【变式6-1】(20-21高一下·黑龙江牡丹江·期中)下列叙述错误的是
A.1 mol乙烯先与HCl发生加成反应,再与Cl2发生取代反应,最多消耗Cl2 2.5 mol
B.乙烯可以催熟植物的果实
C.丙烯与溴加成反应的产物为BrCH2CHBrCH3
D.工业上可利用乙烯与HCl的加成反应制得较纯净的CH3CH2Cl
【变式6-2】(2021·辽宁铁岭·二模)在日常生活中,下列解决问题的方法不可行的是
A.为加快漂白精的漂白速率,使用时可滴加几滴醋酸
B.为杀灭新型冠状病毒,可用75%的酒精进行环境消毒
C.为使水果保鲜,可在水果箱内放入高锰酸钾溶液浸泡过的硅藻土
D.为保持葡萄酒的天然果香味,使用大量的二氧化硫作为抗氧化剂
【变式6-3】(24-25高三上·内蒙古包头·期末)化学与生活息息相关。下列有关“剂”的解读错误的是
A.乙烯可作为水果的“催熟剂”
B.活性铁粉可用于月饼袋中“脱氧剂”,延长月饼保鲜时间
C.可用明矾作为自来水的“消毒剂”
D.喝“补铁剂”时,加服维生素C效果更好
题型07 乙烯的实验室制法
乙烯的实验室制法
反应原料
乙醇和浓硫酸
实验原理
主反应
CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O (消去反应)
副反应
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O (取代反应)
C2H5OH+6H2SO4(浓)6SO2↑+2CO2↑+9H2O
制气类型
“液+液气”型
实验装置
净化装置
浓NaOH溶液或碱石灰
收集装置
排水法
【注意事项】
①加入药品的顺序:在烧杯中先加入5 mL 95%的乙醇,然后滴加15 mL浓硫酸,边滴加边搅拌,冷却备用(相当于浓硫酸的稀释);因此加入药品的顺序:碎瓷片无水乙醇浓硫酸
②反应条件:170°C、浓H2SO4 (加热混合液时,温度要迅速升高并稳定在170 ℃)
③浓硫酸的作用:催化剂和脱水剂
④因为参加反应的反应物都是液体,所以要向烧瓶中加入碎瓷片,避免液体受热时发生暴沸
⑤温度计的位置:温度计的水银球要插入反应混和液的液面以下,不能接触瓶底,以便控制反应温度为170℃,因为需要测量的是反应物的温度
⑥实验室制取乙烯时,不能用排空气法收集乙烯:因为乙烯的相对分子质量为28,空气的平均相对分子质量为29,二者密度相差不大,难以收集到纯净的乙烯
⑦在制取乙烯的反应中,浓硫酸不但是催化剂、脱水剂,也是氧化剂,在反应过程中易将乙醇氧化,最后生成CO2、C(因此试管中液体变黑),而浓硫酸本身被还原成SO2,故制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质,必须通过浓NaOH溶液或碱石灰后,才能收集到比较纯净的乙烯
⑧若实验时,已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间,忘记加碎瓷片,应先停止加热,冷却到室温后,在补加碎瓷片
⑨反应物的用量:乙醇和浓硫酸体积比为1:3,且需要的量不要太多,否则反应物升温太慢,副反应较多,从而影响了乙烯的产率,使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率,增加乙烯的产量
⑩实验结束时,要先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯,反之,会导致水被倒吸
【典例7】(21-22高二下·吉林·月考)下图中所示的实验方法、装置(部分夹持装置省略)或操作完全正确的是
A.实验室制乙烯 B.分离苯酚和水
C.石油的蒸馏 D.实验室制乙酸乙酯
【变式7-1】(23-24高二下·辽宁锦州·月考)下列图示不能达到相应实验目的的是
A. 分离出有机层
B. 除去丙烯中的
C. 收集乙烯
D. 实验室制备乙炔
A.A B.B C.C D.D
【变式7-2】(22-23高二下·辽宁鞍山·期中)某同学设计了如图所示实验,以确定某混合气体中含有和。实验中提供的试剂有:
a.品红溶液 b.溶液 c.浓硫酸 d.酸性溶液
则4支试管中依次装入的试剂为
A.abcd B.acdb C.abad D.dbac
【变式7-3】(22-23高三下·辽宁锦州·月考)用下列仪器或装置(部分夹持装置省略)进行相应实验,能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验装置
实验目的
制备氢氧化铁胶体
证明H2CO3的酸性强于苯酚
实验室制取乙烯并验证乙烯的性质
实验室制取并收集大量氨气
A.A B.B C.C D.D
题型08 烃的结构和性质
1.烃的概念:仅含 两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为烃。
2.烃的分类
(1)分类依据:烃分子中碳原子间成键方式的不同及碳骨架的不同
①依据烃分子中碳原子间成键方式的不同分为 烃和 烃。
a.饱和烃:碳原子之间只以 结合,剩余价键均被氢原子“饱和”的烃,即烷烃。
b.不饱和烃:碳原子的价键 全部被氢原子“饱和”的烃,其中分子中含有 的称为烯烃,含有 的称为炔烃。
②依据烃分子中 的不同分为 烃和 烃,含有 的称为“芳香烃”。
(2)烃的分类
3.常见烃分子结构及性质比较
类别
链状烷烃
链状单烯烃
链状单炔烃
代表物
结构简式
电子式
结构式
分子空间结构特点
通式
结构特点
化学性质
取代反应
加成反应
氧化反应
加聚反应
鉴别
注意:对烃分类时要抓住烃中碳原子的价键特点和碳骨架的形状,结合各类烃的有关概念即能正确分类。
【典例8】(23-24高二下·内蒙古巴彦淖尔·月考)下列有关脂肪烃的组成和性质归纳正确的是
A.脂肪烃都能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
B.脂肪烃随碳原子数增多,氢元素的质量分数减小
C.脂肪烃密度都小于水的密度,都能发生氧化反应
D.脂肪烃的一氯代物都有两种或两种以上的结构
【变式8-1】(25-26高二下·吉林通化·期中)关于烷烃性质的叙述中,错误的是
A.烷烃同系物随着相对分子质量增大,熔、沸点逐渐升高;常温下的状态由气态递变到液态,相对分子质量大的则为固态
B.烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大
C.烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应,它们燃烧时生成二氧化碳和水
D.烷烃同系物都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
【变式8-2】(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中)下列说法正确的有几个:
①和的最简式相同
②和含碳量相同
③正丁烷所有碳原子在同一直线上
④甲基()所含电子数为
⑤标准状况下,的己烷所含的分子数为(为阿伏加德罗常数)
⑥进行一氯取代后生成3种沸点不同的产物
⑦个和(标准状况)在光照下充分反应后气体体积在标准状况下为
⑧链状烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此,烷烃不能发生氧化反应
⑨乙烷可以和氯气发生取代反应,因此可以使氯水褪色
⑩互为同系物的分子中各元素的质量分数一定相等
A.3 B.4 C.5 D.6
【变式8-3】(23-24高一下·黑龙江齐齐哈尔·月考)下列有关乙烯和乙烷的说法中错误的是
A.溴水和酸性溶液都可以除去乙烷中混有的乙烯
B.溴的四氯化碳溶液和酸性溶液以鉴别乙烯和乙烷
C.乙烯是平面分子,乙烷分子中所有原子不可能在同一平面内
D.乙烯的化学性质比乙烷的化学性质活泼
题型09 有机高分子材料的分类
有机高分子材料的分类
根据来源不同可将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。
(1)天然有机高分子材料:如 、 、 、蛋白质等。
(2)合成有机高分子材料:如 、 、 、黏合剂、涂料等。
【典例9】(24-25高一下·内蒙古锡林郭勒·期末)下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A.一个苯分子()中含有6个氢原子、3个碳碳双键
B.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙烯具有还原性
C.橡胶是一类具有高弹性的高分子材料
D.甲烷为正四面体结构
【变式9-1】(20-21高一下·辽宁大连·期中)下列叙述正确的是
A.高分子材料不能以石油。煤等化石燃料为原料进行生产
B.空间填充模型既可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子
C.高分子材料中的有机物分子均呈链状结构
D.橡胶硫化的过程中发生了化学反应
【变式9-2】(22-23高一下·辽宁鞍山·期中)下列有关橡胶的说法不正确的是( )
A.橡胶均具有高弹性
B.橡胶有天然橡胶和合成橡胶两种
C.天然橡胶的化学成分是聚异戊二烯
D.构成橡胶的高分子链在无外力作用时呈直线状
【变式9-3】(20-21高二下·辽宁·期末)下列说法不正确的是
A.通常说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶
B.用木材等经化学加工制成的粘胶纤维属于合成纤维
C.塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂
D.聚乙烯性质稳定,不易降解,易造成“白色污染”
题型10 三大合成高分子材料
三大合成高分子材料——塑料、橡胶和纤维
(1)塑料
①成分
主要成分
添加剂
剂,提高塑性
剂,防止塑料老化
剂,使塑料着色
增强材料,增大塑料强度
②主要性能
塑料具有强度 、密度 、耐 ,易 等优良的性能。
③常用塑料用途
名称
结构简式
用途
聚乙烯(PE)
制成薄膜、用于食品、药物的包装材料
聚氯乙烯(PVC)
制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料
聚苯乙烯(PS)
制成泡沫塑料、日常用品、绝缘材料
聚四氟乙烯(PTFE)
制成化工、医药等行业使用的耐腐蚀、耐高温、耐低温制品
聚丙烯(PP)
制成薄膜、管道、日常用品、包装材料等
有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)
制成飞机和汽车的风挡、光学仪器、医疗器械、广告牌等
脲醛塑料(电玉(UF))
制电器开关,插座及日常用品等
(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 ,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橡胶的结构
注:硫化橡胶:工业上用硫与橡胶作用进行硫化,使线型的高分子链之间通过 形成化学键,产生 ,形成 ,从而提高强度、韧性和化学稳定性。
③橡胶的分类
橡胶
④性能:具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。
⑤合成橡胶:以 为原料合成的橡胶。
⑥橡胶主要用途:制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料。特种橡胶在航空、航天和国防等尖端技术领域中发挥着重要作用。
(3)纤维
①分类:纤维可以分为天然纤维和化学纤维
A.天然纤维:植物纤维: 、麻等;动物纤维: 、蚕丝等。
B.化学纤维:又可分为再生纤维和合成纤维,再生纤维是将农林产品中的 、 等加工处理制成的,如黏胶纤维、大豆蛋白纤维;合成纤维是以 为原料制成有机小分子单体,再经 制成,如“六大纶”:聚丙烯纤维( 纶)、聚氯乙烯纤维( 纶)、聚丙烯腈纤维( 纶)、聚对苯二甲酸乙二酯纤维( 纶)、聚酰胺纤维( 纶、 纶)等。
②合成纤维性能:强度 、弹性 、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。
③主要用途:制 、绳索、渔网、工业用滤布,飞机、船舶的结构材料等,广泛应用于工农业领域。
【易错提醒】(1)有机高分子材料中,塑料都是合成的,橡胶与纤维都既有天然的也有人工合成的。
(2)以煤、石油和天然气为原料制成的三大合成材料,可用于生产和生活的各个领域。
(3)高分子材料均为混合物,其聚合度无定值;通过聚合反应可利用小分子物质合成有机高分子材料。
【典例10】(22-23高二下·吉林长春·期末)下列材料中,主要成分属于合成纤维的是
①纯棉②涤纶③腈纶④黏胶纤维⑤醋酸纤维⑥羊毛
A.①②⑥ B.③⑥ C.②③ D.①②③④⑤⑥
【变式10-1】38.(19-20高三上·吉林四平·期末)下列属于无机材料的是( )
A.高韧薄层沥青罩面 B.高强度耐腐蚀钢筋
C.隔震橡胶垫 D.超高分子量聚乙烯纤维
【变式10-2】(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·期末)关于化学与生活、生产,下列说法正确的是
A.型口罩的核心材料聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果中的乙烯,可实现水果保鲜
C.合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物
D.石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,属于烯烃
【变式10-3】(20-21高一下·黑龙江哈尔滨·月考)下列有关高分子材料的表述不正确的是
A.合成高分子材料都很难降解
B.塑料、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料
C.棉花、羊毛、天然橡胶等属于天然高分子材料
D.线型和体型高分子材料在溶解性、热塑性和热固性等方面有较大的区别
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7.2 乙烯与高分子材料
题型01 乙烯的组成和结构
题型02 乙烯的物理性质
题型03 乙烯的氧化反应
题型04 乙烯的加成反应
题型05 乙烯的聚合反应
题型06 乙烯的来源和用途
题型07 乙烯的实验室制法
题型08 烃的结构和性质
题型09 有机高分子材料的分类
题型10 三大合成高分子材料
题型01 乙烯的组成和结构
一、乙烯的组成和结构
1.乙烯的组成与结构
(1)乙烯的表示方式
分子式
电子式
结构式
结构简式
球棍模型
空间充填模型
C2H4
CH2==CH2
(2)乙烯的结构特点——乙烯的分子结构示意图
分子中碳原子均采取sp2杂化,碳原子与氢原子间均形成单键(σ键),碳原子与碳原子间以双键相连(1个σ键,1个π键),键角约为120°,分子中所有原子都处于同一平面内
(3)“乙烯型”分子共线、共面问题
类型
结构式
结构特点
共线、共面情况
乙烯型
平面形结构
所有原子共平面,与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面
规律:有机物分子结构中每出现1个碳碳双键,则整个分子中至少有6个原子共面
分析丙烯(CH3CH=CH2)原子共面情况
三个氢原子(①②③)和三个碳原子(④⑤⑥)六原子一定共面。根据三角形规则(⑤C,⑥C,⑦H构成三角形),⑦H也可能在这个平面上
即:丙烯分子最多7个原子共平面,至少有6个原子共平面
【典例1】(2022·内蒙古·一模)有关化学用语正确的是
A.氯化氢的比例模型: B.37Cl—的结构示意图:
C.乙烯分子的球棍模型: D.甲基的电子式:
【答案】C
【详解】
A.氯化氢分子是直线形分子,氯原子比氢原子大,氯化氢的比例模型为,故A错误;
B.氯离子核电荷数为17,核外电子数为18,有3个电子层,最外层电子数为8,离子的结构示意图为,故B错误;
C.乙烯分子的结构简式为CH2=CH2,分子的球棍模型为,故C正确;
D.甲基的结构简式为—CH3,电子式为,故D正确;
故选C。
【变式1-1】(21-22高三上·辽宁丹东·月考)下列化学用语表示错误的是( )
A.S2-的结构示意图: B.N2H4的结构式:
C.CaH2的电子式:[H:]-Ca2+[:H]- D.乙烯的比例模型:
【答案】D
【详解】A.S2-的结构示意图为 ,A项正确;
B.N2H4为共价化合物,其结构式为 ,B项正确;
C.CaH2为离子化合物,其电子式为[H:]-Ca2+[:H]-,C项正确;
D.乙烯为平面型分子,其比例模型为 ,D项错误。
故选D。
【点睛】结构式是在电子式的基础上,把共用电子对改成短线,不共用的电子不用写出。书写电子式时,首先要确定该物质是离子化合物还是共价化合物,若为离子化合物,要写出阴阳离子的电子式,按对称原则排列阴阳离子,离子化合物的电子式中有中括号和电荷。若为共价化合物,则需要表示出共用电子对和未共用的电子对,没有中括号和电荷。比例模型和球棍模型不同,比例模型是表示分子中各原子的相对大小和比例的模型,而球棍模型除了要求分子中各原子的比例恰当外,还要用短线表示出化学键。
【变式1-2】(24-25高一下·吉林白山·期末)下列有关的化学用语表达正确的是
A.丙烷的空间填充模型: B.甲烷的电子式:
C.乙烯的结构式: D.乙醇的分子式:
【答案】B
【详解】A.该图为丙烷的球棍模型,而非空间填充模型,A错误;
B.甲烷分子中C和H共用1对电子对,含有4个碳氢键,电子式为,B正确;
C.乙烯的结构式为,C错误;
D.乙醇的结构简式为,分子式为,D错误;
故选:B。
【变式1-3】(22-23高二上·黑龙江哈尔滨·开学考试)乙烯是石油裂解气的主要成分,其产量常用来衡量一个国家的石油化工水平。下列有关说法正确的是
A.乙烯可与发生取代反应,从而使溴水褪色
B.可用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯
C.乙烯可通过加成反应得到
D.乙烯的电子式为
【答案】D
【详解】A.乙烯可与发生加成反应,不是取代反应,故A错误;
B.乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳,会引入新的杂质,因此不能用酸性高锰酸钾溶液除去甲烷中的乙烯,故B错误;
C.根据断键方式和成键方式,乙烯可通过加成反应,双键中断裂一根键,两端的碳原子都接了氯原子,因此生成的产物为,故C错误;
D.乙烯是碳碳双键,其电子式为,故D正确。
综上所述,答案为D。
题型02 乙烯的物理性质
乙烯的物理性质
颜色
状态
密度
气味
溶解性
无色
气体
1.25g·L-1(略小于空气的密度)
稍有气味
难溶于水,易溶于四氯化碳等有机溶剂
【典例2】(2022高一下·辽宁·学业考试)下列关于乙烯的叙述错误的是
A.在相同条件下,密度比空气略大
B.在空气中燃烧时火焰明亮且伴有黑烟
C.是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实
D.其产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平
【答案】A
【详解】A.乙烯的相对分子质量为28,空气平均相对分子质量为29,因此相同条件下,乙烯的密度略小于空气,故A说法错误;
B.乙烯的含碳量较大,在空气中燃烧时火焰明亮且伴有黑烟,故B说法正确;
C.乙烯是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实,故C说法正确;
D.乙烯是重要化工原料,它的产量是衡量一个国家石油化学工业的发展水平,故D说法正确;
答案为A。
【变式2-1】(23-24高一下·辽宁朝阳·月考)有关乙烯的下列叙述正确的是
①乙烯溶于水后可得乙醇 ②乙烯发生加聚反应生成聚乙烯 ③乙烷中混有乙烯可用溴水洗气除去 ④乙烯是无色、稍有气味、难溶于水的气体
A.有② B.①和③ C.②和③ D.②③④
【答案】D
【详解】①乙烯难溶于水,常温下不和水反应,①错误;
②乙烯含有双键,能生加聚反应生成聚乙烯,②正确;
③乙烷与溴水不反应、乙烯与溴水发生加成反应,可以用溴水洗气除去乙烯,③正确;
④乙烯无色、稍有气味、难溶于水,④正确;
故选D。
【变式2-2】(20-21高二上·吉林长春·期中)下列有关乙烯的物理性质错误的是
A.无色 B.液体 C.稍有气味 D.难溶于水
【答案】B
【详解】乙烯是一种无色、稍有气味的气体,难溶于水。则B符合;
答案选B。
【变式2-3】(23-24高二下·黑龙江鸡西·期中)苏轼的《格物粗谈》有这样的记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”按照现代科技观点,该文中的“气”是指
A.甲烷 B.乙烯 C.丁烷 D.生长素
【答案】B
【详解】没有成熟的柿子摘下来后和木瓜放在一起,有种气体发出来,然后再去吃柿子,没有酸涩的味道,说明柿子熟了,且这个气体有催熟作用,能催熟的气体只有乙烯,故本题选B。
题型03 乙烯的氧化反应
氧化反应
①乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化
乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色的实质是乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化。
5C2H4+12KMnO4+18H2SO4==10CO2+12MnSO4+6K2SO4+28H2O
【特别说明】利用乙烯被酸性高锰酸钾氧化的反应可用于鉴别甲烷和乙烯,但不能除去甲烷中的乙烯,原因是发生反应的化学方程式为:5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO410CO2↑+6K2SO4+12MnSO4+28H2O,氧化后产物中有CO2,仍混在甲烷中,达不到除杂的目的。
②乙烯的燃烧
乙烯在空气中燃烧,火焰明亮并伴有黑烟,生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。
C2H4+3O2 2CO2 +2H2O
【特别说明】a.产生黑烟是由于乙烯分子中含碳量比较高,燃烧时有一部分碳并没有完全被氧化,碳粒本身被烧成炽热的状态,所以乙烯的火焰很明亮,没有被氧化的碳呈游离态以黑烟的形式冒出。
b.乙烯属于易燃易爆的气体(爆炸极限为2.7%~36%),在点燃乙烯之前一定要先检验乙烯的纯度。
【典例3】(20-21高二上·吉林长春·期中)下列物质或方法中不可以用来鉴别甲烷和乙烯的是
A.溴水 B.H2 C.酸性KMnO4溶液 D.燃烧法
【答案】B
【详解】A.甲烷与溴水不能反应,因而不能使溴水褪色;乙烯能够与溴水发生加成反应而使溴水褪色,因此可以使用溴水鉴别甲烷和乙烯,A不符合题意;
B.H2与甲烷不能发生反应;乙烯与H2在一定条件下发生反应,但无明显现象,不能鉴别二者,B符合题意;
C.甲烷与酸性KMnO4溶液不能反应,因而不能使酸性KMnO4溶液褪色;乙烯能够被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色,因此可以使用酸性KMnO4溶液鉴别甲烷和乙烯,C不符合题意;
D.甲烷燃烧火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧火焰明亮,并伴有黑烟,二者现象不同,可以鉴别,D不符合题意;
故合理选项是B。
【变式3-1】(19-20高二上·吉林长春·月考)对比甲烷和乙烯的燃烧反应,下列叙述中正确的是( )。
①二者燃烧时现象完全相同 ②点燃前都应验纯 ③甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧的火焰较明亮,并有大量黑烟生成 ④二者燃烧时都有黑烟生成
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
【答案】D
【详解】甲烷和乙烯燃烧现象不同,①错;
可燃气体点燃前都要验纯,②对;
甲烷燃烧的火焰呈淡蓝色,乙烯燃烧的火焰较明亮,并有大量黑烟生成,③对;
甲烷燃烧无黑烟,④错;
②③符合题意,D项正确;
答案选D。
【变式3-2】(21-22高一下·黑龙江哈尔滨·期末)等质量的、、、在足量氧气中充分燃烧,消耗氧气最多的是
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】烃与氧气燃烧的通式为:。
【详解】假设质量均为1g,消耗氧气的物质的量为:;消耗氧气的物质的量为:;消耗氧气的物质的量为:;消耗氧气的物质的量为:,比较可知消耗氧气的量最多,故选A。
【变式3-3】(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)下列说法正确的是
A.乙醇能使酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液褪色
B.聚丙烯的链节为-CH2-CH2-CH2-
C.含有碳和氢两种元素的有机化合物一定是烃
D.等质量的苯和乙烯充分燃烧消耗O2的量:苯<乙烯
【答案】D
【详解】A.乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能使酸性重铬酸钾褪色,A错误;
B.聚丙烯的链节为-CH2-CH(CH3)-,B错误;
C.只含有碳和氢两种元素的有机化合物才是烃,C错误;
D.苯、乙烯分子式是C6H6、C2H4,根据不同元素燃烧与消耗O2的关系:4 gH变为H2O消耗1 molO2;12 g C完全燃烧产生CO2消耗1 mol O2;可见等质量的烃中H元素的含量越高,完全燃烧消耗O2就越多。C6H6 H含量较少,C2H4的H的含量较多,故C2H4耗氧量较多,D正确;
故选D。
题型04 乙烯的加成反应
(1)乙烯与溴的四氯化碳溶液(或溴水)反应
①实验探究
实验步骤
将乙烯通入盛有溴的四氯化碳溶液的试管中,观察现象
实验装置
实验现象
溴的四氯化碳溶液褪色
反应机理
乙烯双键中的一个键断裂,两个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上,生成了
1,2-二溴乙烷
化学方程式
也可以写成:CH2==CH2+Br2CH2Br-CH2Br
②加成反应
a.概念:有机物分子中的不饱和的碳原子(碳碳双键或碳碳三键等)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
b.特点:断一(断双键中的一个键),加二(加两个原子或原子团),只上不下
③乙烯与溴水或溴的CCl4溶液反应现象的比较
溴水
溴的CCl4溶液
反应现象
褪色,褪色后溶液会分层
褪色,褪色后溶液不分层
应用
鉴别乙烯和乙烷,除去乙烷中的乙烯气体,可以将混合气体通过溴水的洗气瓶,但不能用溴的四氯化碳溶液,因为乙烷能够溶于四氯化碳溶液中
(2)乙烯与其它加成试剂反应: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
①乙烯在一定条件下与Cl2加成:CH2==CH2+Cl2CH2Cl-CH2Cl
②乙烯在一定条件下与H2加成:CH2==CH2+H2CH3CH3
③乙烯在一定条件下与HCl加成:CH2==CH2+HClCH3CH2Cl (制取纯净的氯乙烷)
④乙烯在一定条件下与H2O加成:CH2==CH2+H2OCH3CH2OH (工业制乙醇)
2.有关乙烯的注意事项:
a.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。
b.当乙烯与Br2反应时,一般用溴水或溴的四氯化碳溶液(甲烷需要在光照条件下与溴蒸气反应)。
c.利用乙烯能使溴水褪色而甲烷(或烷烃)不能使溴水褪色,既可以区别乙烯和甲烷(或烷烃),也可以除去甲烷(或烷烃)中混有的少量乙烯以提纯甲烷(或烷烃)。
d.为制得纯净的氯乙烷,应用乙烯与HCl的加成反应而不宜用乙烷与Cl2的取代反应。因为乙烯与HCl的加成产物只有一种,而乙烷与Cl2的取代产物是多种氯代烷的混合物。
e.通常条件下,烯烃一般不和水反应(可用排水法收集乙烯),但在一定条件下烯烃可以和水反应生成醇(工业上采用水化法制乙醇的原理)。
f.乙烯(或烯烃)发生加成反应后,空间结构发生了变化。
【典例4】(23-24高一下·黑龙江牡丹江·月考)将甲烷和乙烯的混合气23g通入足量的溴水中,溴水质量增加了7g,则混合气中甲烷和乙烯的体积比为
A.1∶2 B.2∶1 C.4∶1 D.2∶3
【答案】C
【详解】甲烷和乙烯的混合气体,通过足量的溴水充分吸收,溴水增重7g为乙烯质量,则甲烷的质量=23g-7g=16g,故n(甲烷)= =1mol,n(乙烯)= =0.25mol,相同条件下体积之比等于物质的量之比,故V(甲烷)∶V(乙烯)=1mol∶0.25mol=4∶1,故选C。
【变式4-1】(24-25高二上·辽宁沈阳·开学考试)下列有机反应属于加成反应的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应产生CH3Cl、HCl,反应类型是取代反应,A不符合题意;
B.苯和浓硝酸在浓硫酸催化并加热的条件下发生取代反应生成硝基苯和H2O,反应类型为取代反应,B不符合题意;
C.CH2=CH2中含有碳碳双键,与Br2在溶液中发生加成反应产生CH2BrCH2Br,反应类型是加成反应,C符合题意;
D.苯和液溴在三溴化铁的催化下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,反应类型是取代反应,D不符合题意;
故选C。
【变式4-2】(22-23高一下·辽宁鞍山·期末)丙烯()与乙烯的性质相似,下列有关丙烯的说法错误的是
A.能使溴水褪色
B.能在空气中燃烧
C.能发生加成聚合反应生成
D.一定条件下,能与水发生加成反应
【答案】C
【详解】A.结构中含有碳碳双键能和溴发生加成反应,即能使溴水褪色,A正确;
B.大多数有机物能燃烧,丙烯能在空气中燃烧,B正确;
C.加成聚合反应聚丙烯,结构简式为,C错误;
D.结构中含有碳碳双键能和水发生加成反应生成醇,D正确;
故选C。
【变式4-3】(21-22高一下·辽宁鞍山·期末)氯乙烯()是重要的化工原料,可由乙炔制得()。下列有关说法错误的是
A.氯乙烯所有原子都在同一平面内 B.由乙炔制氯乙烯的反应原子利用率达100%
C.氯乙烯与HBr加成只能得到一种产物 D.聚氯乙烯的结构简式可表示为
【答案】C
【详解】A.由于乙烯是平面形结构,所以氯乙烯所有原子都在同一平面内,A正确;
B.由乙炔制氯乙烯的反应是加成反应,原子利用率达100%,B正确;
C.氯乙烯分子中碳原子有2种,所以与HBr加成能得到2种产物,即CH3CHClBr或CH2BrCH2Cl,C错误;
D.氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯,所以聚氯乙烯的结构简式可表示为,D正确;
答案选C。
题型05 乙烯的聚合反应
(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
CH2==CH2+CH2==CH2+CH2==CH2+···-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+-CH2-CH2-···
···-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-···
反应的化学方程式:
(2)聚合反应的相关概念
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聚合物的反应叫聚合反应。由不饱和的相对分子质量小的分子以加成反应的形式结合成相对分子质量大的高分子化合物的反应叫做加成聚合反应,简称加聚反应
②聚合反应的相关概念
概念
含义
单体
能合成高分子的小分子物质称为单体
链节
高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小结构单元称为链节
聚合度
高分子中链节的数目n叫做聚合度
聚合物
由单体聚合形成的相对分子质量很大的物质
如:聚乙烯()中的单体为CH2==CH2,链节为-CH2-CH2-,n为聚合度
【微点拨】
①单烯烃的聚合物中碳碳之间是单键,不存在碳碳双键,不具备碳碳双键的性质
②高分子化合物虽被称为“化合物”,但由于高分子化合物中的n不同,所以高分子化合物均为混合物,而不是纯净物
(3)生活中用来包装食品的塑料袋是聚乙烯,如果将乙烯分子中的一个氢原子用氯原子代替,聚合后成为聚氯乙烯,它就不能用来包装食品了,因为有毒。塑料在高温或长期光照情况下,容易老化,变脆
【典例5】(25-26高二上·内蒙古乌兰察布·期中)四氯乙烯()是一种衣物干洗剂,聚四氟乙烯()是家用不粘锅内侧涂层的主要成分。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述正确的是
A.它们都可以由乙烯发生加成反应得到
B.它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.它们的分子中都不含氢原子
D.四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用,聚四氟乙烯的化学性质比较活泼
【答案】C
【详解】A.四氯乙烯可由乙炔和Cl2发生加成反应得到,聚四氟乙烯是由四氟乙烯发生加聚反应得到,所以二者都不能用乙烯发生加成反应得到,故A错误;
B.四氯乙烯中含有碳碳双键,能够发生氧化反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,聚四氟乙烯中不含碳碳双键,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B错误;
C.由四氯乙烯和聚四氟乙烯的结构式可知,其中只含C元素和卤族元素,都不含氢原子,故C正确;
D.四氯乙烯是非极性溶剂,对油脂确实有较好的溶解作用,聚四氟乙烯中不含碳碳不饱和键,性质较稳定,故D错误;
故选C。
【变式5-1】(24-25高二上·辽宁·月考)下列有关化学用语或表述错误的是
A.氨基的电子式为
B.软脂酸的分子式为
C.四氯化硅的空间填充模型:
D.丙烯加聚的化学方程式:nCH2=CH-CH3
【答案】A
【详解】
A.氨基的电子式为,A错误;
B.软脂酸是饱和一元酸,分子式为,B正确;
C.四氯化硅是正四面体结构的分子,Si原子半径比Cl原子半径大,空间填充模型:,C正确;
D.丙烯中有碳碳双键,在催化剂作用下发生加聚反应生成聚丙烯,方程式为:nCH2=CH-CH3,D正确;
答案选A。
【变式5-2】(22-23高二下·辽宁鞍山·期末)根据乙烯的性质推测丙烯(H2C=CH-CH3)的性质,下列说法中,不正确的是
A.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.丙烯与HCl加成的产物可能有2种
C.丙烯与Br2的加成产物是CH2Br-CH2-CH2Br
D.聚丙烯用来表示
【答案】C
【详解】A.丙烯含有的碳碳双键能被酸性高锰酸钾氧化,从而使酸性高锰酸钾褪色,故A正确;
B.丙烯结构不对称,与HCl发生加成反应,可以得到1-氯丙烷和2-氯丙烷,故B正确;
C.丙烯与Br2的加成产物是CH2BrCHBrCH3,故C错误;
D.丙烯发生加聚反应时,双键断裂,聚丙烯的结构简式为,故D正确;
故答案选C。
【变式5-3】(23-24高二下·吉林松原·期末)下列化学用语表达错误的是
A.顺-2-丁烯的结构简式: B.氯仿的球棍模型:
C.甲基的电子式: D.聚丙烯的结构简式:
【答案】A
【详解】
A.顺-2-丁烯的结构简式为,A项错误;
B.氯仿的分子式为CHCl3,其结构式为,其空间结构为四面体形,且原子半径:Cl>C>H,其球棍模型为,B项正确;
C.甲基的结构简式为—CH3,电子式为,C项正确;
D.CH2=CHCH3发生加聚反应生成聚丙烯,聚丙烯的结构简式为,D项正确;
答案选A。
题型06 乙烯的来源和用途
1.乙烯的来源
(1)石油经过分馏→裂化→裂解,最终得到乙烯。
(2)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.乙烯的用途
(1)重要的化工原料,用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等有机溶剂。
(2)在农业生产中用作植物生长调节剂和果实催熟剂。
【典例6】(23-24高一下·黑龙江佳木斯·期中)下列关于乙烯的说法不正确的是
A.乙烯的产量可以衡量一个国家石油化工发展水平
B.乙烯燃烧时火焰呈淡蓝色
C.乙烯是一种无色、稍有气味的气体
D.乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【详解】A.从乙烯这种原材料出发,可以制备出多种其它的原材料与物质,是石油化工最基本的原料之一,故A正确;
B.乙烯燃烧有明亮的火焰伴有黑烟,不是淡蓝色,故B错误;
C.乙烯是一种无色、稍有气味的气体,密度为1.256g/L,比空气的密度略小,难溶于水,易溶于四氯化碳等有机溶剂,故C正确;
D.乙烯中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾氧化,使溶液褪色,故D正确;
故选B。
【变式6-1】(20-21高一下·黑龙江牡丹江·期中)下列叙述错误的是
A.1 mol乙烯先与HCl发生加成反应,再与Cl2发生取代反应,最多消耗Cl2 2.5 mol
B.乙烯可以催熟植物的果实
C.丙烯与溴加成反应的产物为BrCH2CHBrCH3
D.工业上可利用乙烯与HCl的加成反应制得较纯净的CH3CH2Cl
【答案】A
【详解】A.1 mol乙烯先与HCl发生加成反应,得到1mol氯乙烷,1mol氯乙烷再与Cl2发生取代反应,1mol氯乙烷中的氢全部被氯气取代,最多消耗Cl2 5 mol,故A错误;
B.乙烯可用作植物生长调节剂和催熟植物的果实,故B正确;
C.丙烯与溴加成反应,碳碳双键双端的碳原子各加一个溴原子,其产物为BrCH2CHBrCH3,故C正确;
D.工业上可利用乙烯与HCl的加成反应制得较纯净的CH3CH2Cl,一般不用乙烷和氯气发生取代反应得到,取代反应含有杂质,故D正确。
综上所述,答案为A。
【变式6-2】(2021·辽宁铁岭·二模)在日常生活中,下列解决问题的方法不可行的是
A.为加快漂白精的漂白速率,使用时可滴加几滴醋酸
B.为杀灭新型冠状病毒,可用75%的酒精进行环境消毒
C.为使水果保鲜,可在水果箱内放入高锰酸钾溶液浸泡过的硅藻土
D.为保持葡萄酒的天然果香味,使用大量的二氧化硫作为抗氧化剂
【答案】D
【详解】A.次氯酸的酸性弱于醋酸,漂白精使用时滴加几滴醋酸,醋酸与次氯酸钠溶液反应生成次氯酸,次氯酸浓度增大,从而提高漂白速率,故A正确;
B.浓度为75%酒精的消毒效果最好,为杀灭新型冠状病毒,可用75%的酒精进行环境消毒,故B正确;
C.水果成熟时释放出的乙烯可以做催熟剂,则可在水果箱内放入高锰酸钾溶液浸泡过的硅藻土吸收水果释放的乙烯气体,使水果保鲜,故C正确;
D.二氧化硫有毒,为保持葡萄酒的天然果香味,应使用适量的二氧化硫作为抗氧化剂,故D错误;
故选D。
【变式6-3】(24-25高三上·内蒙古包头·期末)化学与生活息息相关。下列有关“剂”的解读错误的是
A.乙烯可作为水果的“催熟剂”
B.活性铁粉可用于月饼袋中“脱氧剂”,延长月饼保鲜时间
C.可用明矾作为自来水的“消毒剂”
D.喝“补铁剂”时,加服维生素C效果更好
【答案】C
【详解】A. 乙烯是植物激素,是植物生长调节剂和水果催熟剂,A正确;
B. 铁粉氧化消耗氧气,防止食物氧化,可作食物的脱氧剂,延长食品保鲜时间,B正确;
C. 明矾仅用于净水(吸附杂质),而不能杀菌消毒,即不能作为自来水的消毒剂,自来水消毒常用氯气等,C错误;
D. 维生素C还原性能够防止Fe2+被氧化为Fe3+,促进铁吸收,D正确;
故答案为:C。
题型07 乙烯的实验室制法
乙烯的实验室制法
反应原料
乙醇和浓硫酸
实验原理
主反应
CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O (消去反应)
副反应
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O (取代反应)
C2H5OH+6H2SO4(浓)6SO2↑+2CO2↑+9H2O
制气类型
“液+液气”型
实验装置
净化装置
浓NaOH溶液或碱石灰
收集装置
排水法
【注意事项】
①加入药品的顺序:在烧杯中先加入5 mL 95%的乙醇,然后滴加15 mL浓硫酸,边滴加边搅拌,冷却备用(相当于浓硫酸的稀释);因此加入药品的顺序:碎瓷片无水乙醇浓硫酸
②反应条件:170°C、浓H2SO4 (加热混合液时,温度要迅速升高并稳定在170 ℃)
③浓硫酸的作用:催化剂和脱水剂
④因为参加反应的反应物都是液体,所以要向烧瓶中加入碎瓷片,避免液体受热时发生暴沸
⑤温度计的位置:温度计的水银球要插入反应混和液的液面以下,不能接触瓶底,以便控制反应温度为170℃,因为需要测量的是反应物的温度
⑥实验室制取乙烯时,不能用排空气法收集乙烯:因为乙烯的相对分子质量为28,空气的平均相对分子质量为29,二者密度相差不大,难以收集到纯净的乙烯
⑦在制取乙烯的反应中,浓硫酸不但是催化剂、脱水剂,也是氧化剂,在反应过程中易将乙醇氧化,最后生成CO2、C(因此试管中液体变黑),而浓硫酸本身被还原成SO2,故制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质,必须通过浓NaOH溶液或碱石灰后,才能收集到比较纯净的乙烯
⑧若实验时,已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间,忘记加碎瓷片,应先停止加热,冷却到室温后,在补加碎瓷片
⑨反应物的用量:乙醇和浓硫酸体积比为1:3,且需要的量不要太多,否则反应物升温太慢,副反应较多,从而影响了乙烯的产率,使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率,增加乙烯的产量
⑩实验结束时,要先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯,反之,会导致水被倒吸
【典例7】(21-22高二下·吉林·月考)下图中所示的实验方法、装置(部分夹持装置省略)或操作完全正确的是
A.实验室制乙烯 B.分离苯酚和水
C.石油的蒸馏 D.实验室制乙酸乙酯
【答案】B
【详解】A. 实验室制备乙烯需要170℃,则温度计的水银球应在液面以下,以测定反应液的温度,故A错误;
B. 使用分液漏斗分离苯酚和水时,分液漏斗下端长切口紧贴烧杯内壁,以防止液体飞溅,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,实验方法和装置图符合题意,故B正确;
C. 进行石油的蒸馏操作时,温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,以测定馏分的温度,故C错误;
D. 实验室制备乙酸乙酯时,长导管不能伸入到饱和碳酸钠溶液中,以防止倒吸,故D错误;答案选B。
【变式7-1】(23-24高二下·辽宁锦州·月考)下列图示不能达到相应实验目的的是
A. 分离出有机层
B. 除去丙烯中的
C. 收集乙烯
D. 实验室制备乙炔
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.水和大多数有机物互不相溶,可以通过分液分离出有机层,能达到相应实验目的,故A项正确;
B.丙烯中含有碳碳双键,也能与酸性高锰酸钾反应,使其褪色,不能达到相应实验目的,故B项错误;
C.乙烯不溶于水,且密度比水小,采用多功能瓶排水法收集时,短进长出,能达到相应实验目的,故C项正确;
D.用电石和饱和食盐水制取乙炔,该反应速率较快,应用分液漏斗控制反应速率,能达到相应实验目的,故D项正确;
故本题选B。
【变式7-2】(22-23高二下·辽宁鞍山·期中)某同学设计了如图所示实验,以确定某混合气体中含有和。实验中提供的试剂有:
a.品红溶液 b.溶液 c.浓硫酸 d.酸性溶液
则4支试管中依次装入的试剂为
A.abcd B.acdb C.abad D.dbac
【答案】C
【详解】用品红溶液检验,和均能使酸性溶液褪色,所以应先用用品红溶液检验,再用溶液除去,然后用品红溶液检验已被除尽,最后将气体通入酸性溶液检验,4支试管中依次装入的试剂为abad,所以答案选C。
【变式7-3】(22-23高三下·辽宁锦州·月考)用下列仪器或装置(部分夹持装置省略)进行相应实验,能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验装置
实验目的
制备氢氧化铁胶体
证明H2CO3的酸性强于苯酚
实验室制取乙烯并验证乙烯的性质
实验室制取并收集大量氨气
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.向氯化铁溶液中加入氨水生成氢氧化铁沉淀,故A错误;
B.B实验装置,锥形瓶反应生成的二氧化碳进入到试管中,使苯酚钠溶液变浑浊,苯酚微溶于水,说明有苯酚生成,由强酸制取弱酸可知,H2CO3的酸性强于苯酚,故B正确;
C.乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法验证乙烯的性质,故C错误;
D.NH4CI受热分解,冷却后产物又重新生成NH4Cl,故很难收集到大量NH3,故D错误;
故选B。
题型08 烃的结构和性质
1.烃的概念: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.烃的分类
(1)分类依据:烃分子中碳原子间成键方式的不同及碳骨架的不同
①依据烃分子中碳原子间成键方式的不同分为饱和烃和不饱和烃。
a.饱和烃:碳原子之间只以单键结合,剩余价键均被氢原子“饱和”的烃,即烷烃。
b.不饱和烃:碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”的烃,其中分子中含有碳碳双键的称为烯烃,含有碳碳三键的称为炔烃。
②依据烃分子中碳骨架的不同分为链状烃和环状烃,含有苯环的称为“芳香烃”。
(2)烃的分类
3.常见烃分子结构及性质比较
类别
链状烷烃
链状单烯烃
链状单炔烃
代表物
结构简式
CH4
CH2=CH2
CH≡CH
电子式
结构式
H—C≡C—H
分子空间结构特点
正四面体
6个原子共平面
4个原子共直线
通式
CnH2n+2(n≥1)
CnH2n(n≥2)
CnH2n-2(n≥2)
结构特点
含碳碳双键
含碳碳三键
化学性质
取代反应
光照卤代
—
—
加成反应
—
与H2、X2、HX、H2O等发生加成反应
氧化反应
燃烧火焰较明亮
燃烧火焰明亮,伴有黑烟
燃烧火焰明亮,伴有浓烈黑烟
与KMnO4溶液不反应
使KMnO4溶液褪色
使KMnO4溶液褪色
加聚反应
—
能发生
能发生
鉴别
KMnO4溶液和溴水均不褪色
KMnO4溶液和溴水均褪色
注意:对烃分类时要抓住烃中碳原子的价键特点和碳骨架的形状,结合各类烃的有关概念即能正确分类。
【典例8】(23-24高二下·内蒙古巴彦淖尔·月考)下列有关脂肪烃的组成和性质归纳正确的是
A.脂肪烃都能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
B.脂肪烃随碳原子数增多,氢元素的质量分数减小
C.脂肪烃密度都小于水的密度,都能发生氧化反应
D.脂肪烃的一氯代物都有两种或两种以上的结构
【答案】C
【详解】A.脂肪烃中的烷烃、环烷烃都不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;
B.脂肪烃中烷烃随碳原子数增多,氢元素的质量分数减小,烯烃中氢的质量分数不变,故B错误;
C.脂肪烃密度都小于水的密度,都能燃烧发生氧化反应,故C正确;
D.甲烷、乙烷的一氯代物只有一种,故D错误;
故答案为C。
【变式8-1】(25-26高二下·吉林通化·期中)关于烷烃性质的叙述中,错误的是
A.烷烃同系物随着相对分子质量增大,熔、沸点逐渐升高;常温下的状态由气态递变到液态,相对分子质量大的则为固态
B.烷烃同系物的密度随着相对分子质量增大逐渐增大
C.烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应,它们燃烧时生成二氧化碳和水
D.烷烃同系物都能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
【答案】D
【详解】A. 烷烃同系物组成结构相似,随着相对分子质量增大,分子间作用力逐步增大,故熔、沸点逐渐升高;常温下的状态由气态递变到液态,相对分子质量大的则为固态,A正确;
B. 烷烃同系物的密度都比水小,随着相对分子质量增大密度逐渐增大,B正确;
C. 甲烷与氯气在光照下发生取代反应,则烷烃与卤素单质在光照条件下能发生取代反应,烷烃可燃,它们燃烧时生成二氧化碳和水,C正确;
D. 烷烃同系物都不能使溴水、酸性KMnO4溶液因反应而褪色,D错误;
答案选D。
【变式8-2】(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中)下列说法正确的有几个:
①和的最简式相同
②和含碳量相同
③正丁烷所有碳原子在同一直线上
④甲基()所含电子数为
⑤标准状况下,的己烷所含的分子数为(为阿伏加德罗常数)
⑥进行一氯取代后生成3种沸点不同的产物
⑦个和(标准状况)在光照下充分反应后气体体积在标准状况下为
⑧链状烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此,烷烃不能发生氧化反应
⑨乙烷可以和氯气发生取代反应,因此可以使氯水褪色
⑩互为同系物的分子中各元素的质量分数一定相等
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】A
【详解】①丙烯(C3H6)和乙烯(C2H4)的最简式均为CH2,①正确;
②乙炔(C2H2)和苯(C6H6)的碳质量分数均为92.3%,②正确;
③正丁烷为锯齿形结构,碳原子不在同一直线上,③错误;
④1.7g甲基(-14CH3)的物质的量为0.1mol,每个甲基含9个电子,总电子数为0.9NA,④正确;
⑤己烷在标准状况下为液体,无法用气体摩尔体积计算,⑤错误;
⑥C4H10(丁烷)的一氯代物即丁基与-Cl相连,丁基有四种,则丁烷的一氯代物有4种,4种物质沸点不相同,⑥错误;
⑦0.5mol CH4与2mol Cl2总物质的量为2.5mol,反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl共2.5mol,标况下CH2Cl2、CHCl3、CCl4均是液态,故反应后气体体积在标况下小于56L,⑦错误;
⑧烷烃不能使酸性高锰酸钾褪色,但烷烃可以燃烧,也属于氧化反应,⑧错误;
⑨乙烷与Cl2光照条件下反应,与氯水不反应,⑨错误;
⑩同系物分子式相差CH2,各元素质量分数不一定相等,例如甲烷和乙烷,⑩错误;
正确说法为①、②、④,共3个,故选A。
【变式8-3】(23-24高一下·黑龙江齐齐哈尔·月考)下列有关乙烯和乙烷的说法中错误的是
A.溴水和酸性溶液都可以除去乙烷中混有的乙烯
B.溴的四氯化碳溶液和酸性溶液以鉴别乙烯和乙烷
C.乙烯是平面分子,乙烷分子中所有原子不可能在同一平面内
D.乙烯的化学性质比乙烷的化学性质活泼
【答案】A
【详解】A.乙烷不能与酸性KMnO4溶液反应,乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化,氧化时生成二氧化碳,所以酸性KMnO4溶液不可以除去乙烷中混有的乙烯,乙烯能与溴水发生加成反应生成液态的1,2—二溴乙烷,而乙烷不与溴水反应,因此能够达到实验目的,故A错误;
B.乙烯能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而褪色,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而褪色,而乙烷不能使溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液褪色,所以溴的四氯化碳溶液和酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷,故B正确;
C.碳碳单键可旋转,所以乙烷中所有原子不可能在同一平面上;乙烯为平面结构,所有原子都处在同一平面上,故C正确;
D.乙烯含不饱和键,易于发生化学反应性质活泼;通常情况下,乙烯的化学性质比乙烷活泼,故D正确;
故答案选A。
题型09 有机高分子材料的分类
有机高分子材料的分类
根据来源不同可将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。
(1)天然有机高分子材料:如棉花、羊毛、天然橡胶、蛋白质等。
(2)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。
【典例9】(24-25高一下·内蒙古锡林郭勒·期末)下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A.一个苯分子()中含有6个氢原子、3个碳碳双键
B.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙烯具有还原性
C.橡胶是一类具有高弹性的高分子材料
D.甲烷为正四面体结构
【答案】A
【详解】
A.一个苯分子()中含有6个氢原子,但不存在碳碳双键,6个碳原子之间的化学键为介于单键和双键之间的独特的键,A错误;
B.高锰酸钾具有强氧化性,乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙烯具有还原性,B正确;
C.橡胶是一类高分子材料,具有高弹性,C正确;
D.甲烷的空间构型为正四面体形,D正确;
故答案为A。
【变式9-1】(20-21高一下·辽宁大连·期中)下列叙述正确的是
A.高分子材料不能以石油。煤等化石燃料为原料进行生产
B.空间填充模型既可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子
C.高分子材料中的有机物分子均呈链状结构
D.橡胶硫化的过程中发生了化学反应
【答案】D
【详解】A.人造的有机高分子材料,如三大合成材料是以石油、煤等化石燃料为原料进行生产的,故A错误;
B.氢原子比碳原子小,可以表示甲烷分子,但氯原子比碳原子大,则不可以表示四氯化碳分子,故B错误;
C.高分子材料中的有机物分子有呈链状结构结构的,也有呈网状结构的,故C错误;
D.橡胶硫化的过程中,结构发生改变,发生了化学反应,故D正确;
本题答案D。
【变式9-2】(22-23高一下·辽宁鞍山·期中)下列有关橡胶的说法不正确的是( )
A.橡胶均具有高弹性
B.橡胶有天然橡胶和合成橡胶两种
C.天然橡胶的化学成分是聚异戊二烯
D.构成橡胶的高分子链在无外力作用时呈直线状
【答案】D
【详解】A.橡胶在外力作用下表现出大幅可逆形变的性质,因而具有高弹性,A正确;
B.橡胶有的来自天然树汁,称天然橡胶,有的来自化学合成,称合成橡胶,B正确;
C.天然橡胶的化学成分是聚异戊二烯,是一种线型高分子,C正确;
D.构成橡胶的高分子链在无外力作用时呈卷曲状,D不正确;
故选D。
【变式9-3】(20-21高二下·辽宁·期末)下列说法不正确的是
A.通常说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶
B.用木材等经化学加工制成的粘胶纤维属于合成纤维
C.塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂
D.聚乙烯性质稳定,不易降解,易造成“白色污染”
【答案】B
【详解】A.三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶,A正确,不选;
B.用木材、草类等的纤维经化学加工制成的黏胶纤维属于人造纤维,不是合成纤维,B错误,符合题意;
C.塑料的主要成分是合成树脂,是合成高分子化合物,C正确,不选;
D.聚乙烯碳原子之间是单键,性质稳定,不易降解,易造成“白色污染”,D正确,不选;
答案选B。
题型10 三大合成高分子材料
三大合成高分子材料——塑料、橡胶和纤维
(1)塑料
①成分
主要成分
合成树脂
添加剂
增塑剂,提高塑性
防老剂,防止塑料老化
着色剂,使塑料着色
增强材料,增大塑料强度
②主要性能
塑料具有强度大、密度小、耐腐蚀,易加工等优良的性能。
③常用塑料用途
名称
结构简式
用途
聚乙烯(PE)
制成薄膜、用于食品、药物的包装材料
聚氯乙烯(PVC)
制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料
聚苯乙烯(PS)
制成泡沫塑料、日常用品、绝缘材料
聚四氟乙烯(PTFE)
制成化工、医药等行业使用的耐腐蚀、耐高温、耐低温制品
聚丙烯(PP)
制成薄膜、管道、日常用品、包装材料等
有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)
制成飞机和汽车的风挡、光学仪器、医疗器械、广告牌等
脲醛塑料(电玉(UF))
制电器开关,插座及日常用品等
(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橡胶的结构
注:硫化橡胶:工业上用硫与橡胶作用进行硫化,使线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构,从而提高强度、韧性和化学稳定性。
③橡胶的分类
橡胶
④性能:具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。
⑤合成橡胶:以石油、天然气中的二烯烃和烯烃为原料合成的橡胶。
⑥橡胶主要用途:制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料。特种橡胶在航空、航天和国防等尖端技术领域中发挥着重要作用。
(3)纤维
①分类:纤维可以分为天然纤维和化学纤维
A.天然纤维:植物纤维:棉花、麻等;动物纤维:羊毛 、蚕丝等。
B.化学纤维:又可分为再生纤维和合成纤维,再生纤维是将农林产品中的纤维素、蛋白质等加工处理制成的,如黏胶纤维、大豆蛋白纤维;合成纤维是以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体,再经聚合反应制成,如“六大纶”:聚丙烯纤维(丙纶)、聚氯乙烯纤维(氯纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚对苯二甲酸乙二酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶、芳纶)等。
②合成纤维性能:强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。
③主要用途:制衣料、绳索、渔网、工业用滤布,飞机、船舶的结构材料等,广泛应用于工农业领域。
【易错提醒】(1)有机高分子材料中,塑料都是合成的,橡胶与纤维都既有天然的也有人工合成的。
(2)以煤、石油和天然气为原料制成的三大合成材料,可用于生产和生活的各个领域。
(3)高分子材料均为混合物,其聚合度无定值;通过聚合反应可利用小分子物质合成有机高分子材料。
【典例10】(22-23高二下·吉林长春·期末)下列材料中,主要成分属于合成纤维的是
①纯棉②涤纶③腈纶④黏胶纤维⑤醋酸纤维⑥羊毛
A.①②⑥ B.③⑥ C.②③ D.①②③④⑤⑥
【答案】C
【详解】①纯棉成分是纤维素,属于天然纤维;②涤纶一般指聚酯纤维,是合成纤维;③腈纶一般指聚丙烯腈纤维,是合成纤维;④黏胶纤维是以天然纤维为原料生产的化学纤维;⑤醋酸纤维是纤维素分子中的羟基与醋酸酯化得到的产品;⑥羊毛的成分是蛋白质,属于天然纤维;主要成分属于合成纤维的是涤纶、腈纶,故选C。
【变式10-1】38.(19-20高三上·吉林四平·期末)下列属于无机材料的是( )
A.高韧薄层沥青罩面 B.高强度耐腐蚀钢筋
C.隔震橡胶垫 D.超高分子量聚乙烯纤维
【答案】B
【详解】A.沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料,故A错误;
B.钢筋是铁合金,属于无机材料,故B正确;
C.天然橡胶和合成橡胶是有机高分子材料,故C错误;
D.聚乙烯纤维是合成有机高分子材料,故D错误;
故答案为B。
【变式10-2】(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·期末)关于化学与生活、生产,下列说法正确的是
A.型口罩的核心材料聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果中的乙烯,可实现水果保鲜
C.合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物
D.石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,属于烯烃
【答案】B
【详解】A.聚丙烯不含碳碳双键,不能能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A错误;
B.乙烯是水果的催熟剂,水果成熟会释放出乙烯,用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果中的乙烯,可实现水果保鲜,B正确;
C.光导纤维为二氧化硅,为无机非金属材料,不是有机高分子化合物,C错误;
D.石墨烯是碳的单质,不含有氢元素,不属于烯烃,D错误;
故选B。
【变式10-3】(20-21高一下·黑龙江哈尔滨·月考)下列有关高分子材料的表述不正确的是
A.合成高分子材料都很难降解
B.塑料、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料
C.棉花、羊毛、天然橡胶等属于天然高分子材料
D.线型和体型高分子材料在溶解性、热塑性和热固性等方面有较大的区别
【答案】A
【详解】A.合成高分子材料有可降解高分子材料和难降解高分子材料,如聚酯类高分子化合物容易降解,故A错误;
B.塑料、黏合剂、涂料都是合成高分子材料,故B正确;
C.棉花、羊毛、天然橡胶在自然界存在,且是有机高分子材料,都属于天然高分子材料,故C正确;
D.线型和体型高分子材料结构不同,性质不同,线型高分子材料可溶于某些溶剂、具有热塑性,体型高分子材料难溶于一般溶剂、具有热固性,故D正确;
故答案:A。
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