7.2.2烃有机高分子材料 学案(含答案)

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资源描述

1、第第 2 2 课时课时 烃烃 有机高分子材料有机高分子材料 核心素养发展目标 1.了解烃的概念及分类, 了解常见烃的组成及结构, 培养“证据推理与 模型认知能力”。2.初步认识有机高分子材料的组成、性能,了解塑料、合成橡胶、合成纤 维的性能及在生活和生产中的应用,培养“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 一、烃 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)依据:烃分子中碳原子间成键方式的不同及碳骨架的不同。 (2)分类 3常见烃的分子结构 烃 甲烷 乙烯 乙炔 电子式 化学键 CH HC 和 HC 和CC 分子结构特点 正四面体 平面 直线 (1)一种

2、有机物完全燃烧,产物只有 CO2和 H2O,则该有机物一定属于烃( ) 提示 该有机物中可能含氧元素,如 CH3CH2OH 不是烃。 (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( ) 提示 三者的结构不同,甲烷分子中全部为单键,乙烯分子中含有碳碳双键,乙炔分子中含 有碳碳三键,而且分子组成上也不相差一个或若干个 CH2原子团,故不为同系物。 (3)乙烯的分子式为 C2H4,故分子组成为 C6H12的烃一定属于烯烃( ) 提示 分子组成为 C6H12的烃,可能是烯烃,也可能属于环烷烃,如环己烷。 (4)属于烃的有机化合物分子中的氢原子数一定为偶数个( ) 提示 根据碳原子的

3、 4 价键理论,烃分子中的氢原子一定为偶数。 (5)和都属于芳香烃( ) 提示 和分子中都不含有苯环(),不属于芳香烃。 (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( ) 提示 苯分子中含有,结构简式是一种习惯写法,分子中不含有,属 于芳香烃。 1如表是 A、B、C、D 四种烃的有关信息。 A B C D 球棍模型 能和 Cl2在光照条 件下生成多种氯代物 能使溴水褪色 标准状况下,气体 密度为 1.25 g L 1 既不能使溴水褪色, 也不能使酸性 KMnO4 溶液褪色 平面结构 球棍模型 能使溴水褪色 1 mol 能和 2 mol

4、 H2加成 充填模型 (1)烃 A 的电子式:_,烃 B 分子的空间结构为_,烃 D 的结构式为 _,空间结构为_。 (2)四种烃中,和甲烷互为同系物的是_(填结构简式,下同),完全燃烧,生成 CO2和 H2O 的物质的量之比为 11 的是_。 (3)写出烃 B 和 H2O 在一定条件下反应的化学方程式: _。 (4)已知 B 和 D 具有相似的化学性质,试写出烃 D 和 Br2按物质的量之比为 11 反应的化学 方程式: _, 将烃D通入酸性KMnO4溶液的现象是_。 (5)下列有关烃 C 的说法正确的是_。 A烃 C 的分子式为 C6H6,属于不饱和烃 B从烃 C 的组成上看,分子结构应该

5、存在碳碳双键,故应属于烯烃 C烃 C 分子中的 12 个原子都在同一平面内 D烃 C 分子中的化学键应当比较特殊,化学键不同于一般的碳碳单键和碳碳双键 E1 mol C 分子和 H2在一定条件下反应,最多需要 3 mol H2 答案 (1) 平面结构 HCCH 直线形 (2)CH3CH3 CH2=CH2 (3)CH2=CH2H2O 催化剂 加热、加压 CH3CH2OH (4)CHCHBr2 紫红色褪去(或变浅) (5)ACDE 解析 根据信息及四种烃的结构,可推断烃 A 为乙烷(CH3CH3),烃 B 为乙烯(CH2=CH2), 烃 C 为苯(),烃 D 为乙炔(CHCH)。乙烷为饱和烷烃,和

6、甲烷互为同系物;乙烯、乙 炔和苯为不饱和烃, 其中乙烯和乙炔性质相似,可以发生加成反应和氧化反应,故乙炔和 Br2 按 11 加成反应的方程式为 CHCHBr2 ,乙炔通入酸性高锰酸钾溶液中紫 红色褪去;苯分子的化学式为 C6H6,根据信息和碳原子的四价键关系,分子中不存在一般的 碳碳单键和双键,而是一种特殊的共价键。 2已知乙烯分子为平面结构,C2H2为直线结构。则有机物 M(CHCCH=CHCH3)分子 中,共直线和共平面的原子数最多分别为( ) A6、11 B5、10 C4、9 D4、11 答案 C 解析 根据乙炔、乙烯和甲烷的结构,有机物 M 的分子结构为,则最多有 4 个原子共直线,

7、因为单键可以旋转,甲基上 3 个 H 原子中,可以有一个 H 原子旋进面内,因 此最多有 9 个原子共面,故选 C。 二、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 来源 天然有机高分子材料:如棉花、羊毛、天然橡胶 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有机高分子材料 (1)塑料 组成 主要成分:合成树脂 添加剂 提高塑性:增塑剂 防止老化:防老剂 增强材料 着色剂 性能:强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等。 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

8、 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 (2)橡胶 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。 橡胶的分类 橡胶 天然橡胶 合成橡胶 通用橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 特种橡胶 氟橡胶:耐热和耐酸、碱腐蚀 硅橡胶:耐高温和严寒 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。 用途:制造汽

9、车、飞机轮胎;各种密封材料。 (3)纤维 纤维的分类 合成纤维性能:强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀,不易虫蛀等。 主要用途: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( ) 提示 有机高分子材料虽然相对分子质量很大, 但一般结构简单, 是由很多重复的链节构成。 (4)真丝、塑料和涤纶都是合成高分子材料( ) 提示 真丝是天然高分子材料,塑料和涤纶是合成高分子材料。 (5)纯净的聚乙烯塑料为纯净物( ) 提示 有机高分子材料是由很多重复的链节构成

10、, 聚合度 n 不同, 故为混合物, 不为纯净物。 (6)乙烯和聚乙烯都能使溴的 CCl4溶液褪色( ) 提示 聚乙烯结构为,链节中不存在碳碳双键,不能使溴的 CCl4溶液褪 色。 (7)天然橡胶硫化的过程没有发生化学变化( ) 提示 橡胶硫化是线型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,发 生的是化学变化。 (8)以石油、煤、天然气为原料可以生产某些有机高分子材料( ) 提示 以石油、天然气和煤为原料制成有机高分子单体,再聚合生成塑料、合成纤维等有机 高分子材料。 1腈纶又名“人造羊毛”,其结构简式为,按要求回答问题。 (1)“人造羊毛”的链节为_,单体为_。 (2)实验测

11、得“人造羊毛”的相对分子质量(平均值)为 32 800,则该高聚物的聚合度 n 为 _。 (3)工业上以乙炔和 HCN 为原料合成腈纶,合成路线如下: CHCH HCN 一定条件 CH=CH2CN 催化剂 。 写出有关的化学方程式并注明反应类型: _; _。 答案 (1) CH2=CHCN (2)619 (3)CHCHHCN 一定条件 CH2=CHCN,加成反应 nCH2=CHCN 催化剂 ,加聚反应 解析 (1)高聚物 的链节为,单体为 CH2=CHCN。 (2)高聚物的链节的化学式为 C3H3N,式量为 53,链节的个数也就是聚合度 n,故 n32 800 53 619。(3)根据反应流程

12、,CHCH 和 HCN 先发生加成反应生成 CH2=CHCN,再发生加聚 反 应 生 成 聚 丙 烯 腈 , 故 化 学 方 程 式 为 CHCH HCN 一定条件 CH2=CHCN ; nCH2=CHCN 催化剂 。 2ABS 树脂()是一种强度高、韧性好、易于加工成型 的热塑型高分子材料。用于制备仪表、电气、电器、机械等各种零件。 (1)ABS 树脂的链节为_。 (2)合成 ABS 树脂的单体为_、_、_。 答案 (1) (2)CH2=CHCN CH2=CHCH=CH2 CH2=CHC6H5 加聚反应单体的判断方法 方法一:弯箭头法(一边赶法),去掉 和 n,将链节中的一个键从左向右折叠,

13、单变双,双 变单,遇到碳超过 4 价,则断开。 如 维 通 橡 胶 CH2=CF2和 CF2=CFCF3。 方法二:单变双,双变单,超过四价则断开。 如:丁苯橡胶 CH2=CHCH=CH2 和。 1下列有关烃的说法正确的是( ) A烃分子中除了含碳和氢之外,还可能含其他元素 B根据烃分子中碳原子间成键方式不同,可把烃分为饱和烃与不饱和烃 C分子中含有苯环的有机物就是芳香烃 D乙烯和乙炔分子中都含有不饱和键,故它们互为同系物 答案 B 解析 烃是分子中只有碳和氢元素的有机物,A 错误;含苯环的碳氢化合物才属于芳香烃, C 错误;乙烯和乙炔分子结构不同,不为同系物,D 错误。 考点 烃的组成及结构

14、 题点 烃的理解及判断 2(2020 江苏苏州中学高一月考)下列有机分子中,所有原子不可能在同一平面内的是( ) ACH2=CHCl BCH3CH2CH3 C. DCF2=CF2 答案 B 解析 CH2=CHCl 和 CF2=CF2可看作 CH2=CH2分子中的 H 原子被 Cl 或 F 原子代替后的 产物,因乙烯为平面结构,故 A 和 D 中所有原子共面;因苯环中 6 个碳和 6 个 H 原子共平 面,HCCH 中 4 个原子共直线,故 C 项所有原子共面;丙烷分子中碳原子为饱和结构,空 间结构为四面体结构,故丙烷分子中所有原子不可能共面。 考点 烃的组成及结构 题点 烃分子中原子共面的判断

15、 3(2019 山西平遥祝中学高一期末)下列对烃的分类不正确的是( ) ACH4、CH2=CH2、CH2=CHCH=CH2均属于饱和烃 BCH3CH2CH3、CH3CH=CH2、 CH3CH=CHCH2CH=CH2均属于链状烃 CCH3CH3、C18H38均属于饱和烃 D、均属于芳香烃 答案 A 解析 CH2=CH2、CH2=CHCH=CH2分子中含有碳碳双键,属于不饱和烃,A 项错误;链 状烃指的是分子中无环状结构的烃,B 项正确;CH3CH3、C18H38三种分子 中每个 C 原子均达到饱和状态, 属于饱和烃, C 项正确; 含苯环的烃属于芳香烃, D 项正确。 考点 烃的分类 题点 烃的

16、类别判断 4人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法中正确的是( ) A天然橡胶易溶于水 B羊毛是合成高分子化合物 C聚乙烯塑料是天然高分子材料 D聚氯乙烯塑料会造成“白色污染” 答案 D 解析 聚氯乙烯塑料在自然界中难以降解会造成“白色污染”,天然橡胶、羊毛和聚乙烯塑 料都是高分子材料,难溶于水,羊毛是天然的,而聚乙烯塑料是合成的高分子材料。综上所 述,D 项正确。 考点 有机高分子材料 题点 常见高分子材料性质及应用 5(2020 哈尔滨第二中学高一检测)下列说法正确的是( ) A乙烯通过聚合反应可得到高分子材料 B聚丙烯的结构单元是CH2CH2CH2 C碳纤维属于合成有机高分子化

17、合物 D聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应 答案 A 解析 乙烯加聚得到的聚乙烯是高分子材料,A 正确;聚丙烯是丙烯发生加成聚合反应生成 的,结构单元是,B 错误;碳纤维是一种含碳量在 95%以上的新型无机非金 属材料,C 错误;聚乙烯分子中不含有碳碳双键,不能发生加成反应,D 错误。 考点 有机高分子材料 题点 常见有机高分子结构及性质 6橡胶树是热带植物,在我国海南已有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天 然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构为。 试回答下列问题: 天然橡胶加入适当硫进行硫化后,其结构由_变成_,天然橡胶的单体是一种 无色液体,将该无色液体加入溴水中,溴水_(填“能”或“不能”)褪色。 答案 线型 网状 能 解析 天然橡胶中加入硫,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,天然橡胶的单体为,分子中含有不饱和双键,可以和 Br2加成,因此能使溴水褪色。 考点 有机高分子材料 题点 天然橡胶的结构及单体判断

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