高中化学乙烯与有机高分子材料第二课时教学设计

这是一份高中化学乙烯与有机高分子材料第二课时教学设计，共15页。教案主要包含了有机高分子材料等内容，欢迎下载使用。
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：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
特别提醒 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。
思考 搭建分子的球棍模型，借助模型认识烃的分子结构。
分析烃的分子结构和性质，回答下列问题：
(1)比较甲烷和乙烯的化学性质，分析其与二者的分子结构之间存在哪些联系？
提示 甲烷分子只存在单键，能发生取代反应；乙烯由于存在碳碳双键，能发生加成反应、加聚反应、氧化反应。
(2)结合烃的分子组成，判断乙炔与甲烷或乙烯互为同系物吗？
提示 乙炔、甲烷、乙烯的分子式分别为C2H2、CH4、C2H4，从组成上，乙炔和甲烷、乙烯并没有相差一个或若干个CH2原子团，从结构上，乙炔分子中含有—C≡C—，甲烷分子中全为C—H，乙烯分子中含有，结构不相似，故乙炔与甲烷或乙烯均不互为同系物。
(3)已知乙炔的化学性质与乙烯相似，试写出乙炔与溴加成的化学方程式。结合乙烷、乙烯和乙炔的化学性质，分析不同的碳碳键对有机物性质的影响。
提示 CH≡CH+Br2―→、+Br2―→。
碳碳单键有稳定的化学性质，典型反应是取代反应；碳碳双键中有一个键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应；碳碳三键中有两个键易断裂，典型反应是氧化反应、加成反应和加聚反应。
1.判断正误
(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)乙烯的分子式为C2H4，故分子组成为C6H12的烃一定属于烯烃( )
(3)和都属于芳香烃( )
(4)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( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
2.(2023·青岛高一月考)下列物质中，属于有机物，但不属于烃的是( )
A.H2CO3
B.
C.
D.
答案 B
解析 H2CO3属于无机物，A错误；含有氧元素，所以不为烃，B正确；CH2==CH—CH3和CH≡CH分别属于烯烃和炔烃，C、D错误。
3.(1)烃是一类重要的有机化合物，其结构与性质密切相关。
①下列有机化合物与甲烷互为同系物的是 (填字母，下同)。
a.乙烯 b.乙烷 c.乙炔
②下列试剂可用于鉴别乙烷和乙烯的是 。
a.水 b.四氯化碳 c.酸性KMnO4溶液
③下列有机化合物属于芳香烃的是 。
a. b. c.
(2)某气态烃在标准状况下密度是2.59 g·L-1，其相对分子质量等于 ；该烃中含碳82.8%，则分子中碳、氢原子的个数比是 ，分子式是 ，可能的结构简式有 。
答案 (1)①b ②c ③a
(2)58 2∶5 C4H10 CH3CH2CH2CH3、
解析 (1)①结构相似，分子组成相差一个或多个CH2原子团的有机物互为同系物，乙烯、乙炔均含有不饱和键，与甲烷结构不相似，乙烷和甲烷均为烷烃，互为同系物，所以选b。②乙烷和乙烯均为不溶于水的气体，故a无法鉴别；乙烷和乙烯均为可溶于四氯化碳的气体，故b无法鉴别；乙烯含有碳碳双键可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，而乙烷不可以，故c可以鉴别。③含有苯环的烃类属于芳香烃。(2)标准状况下1 ml气体的体积为22.4 L，则质量为22.4 L×2.59 g·L-1≈58 g，即该气体的摩尔质量为58 g·ml-1，相对分子质量为58；含碳量为82.8%，则一个分子中C原子的个数为58×82.8%12≈4，H原子的个数为58−12×41=10，所以碳、氢原子的个数比是2∶5；分子式为C4H10；可能的结构简式有CH3CH2CH2CH3、。
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
2.合成有机高分子材料
(1)塑料
(2)橡胶
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。
(3)纤维
思考1 以异戊二烯()为单体发生加聚反应，制得聚异戊二烯的化学方程式是什么？
提示 。
思考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 、 、 。
提示 (1)
(2)
思考3 思考并回答下列问题。
(1)实验室盛放浓硝酸、氯水、酸性高锰酸钾溶液的试剂瓶为什么不能用橡胶塞？
提示 天然橡胶的主要成分为聚异戊二烯()，分子中存在碳碳双键，能被强氧化剂氧化而变硬变脆。
(2)乙烯和聚乙烯都能使Br2的CCl4溶液褪色吗？为什么？
提示 乙烯分子中含有碳碳双键，可以和Br2发生加成反应而使Br2的CCl4溶液褪色；而聚乙烯中不存在碳碳双键，故聚乙烯不能使Br2的CCl4溶液褪色。
1.判断正误
(1)塑料包装袋都可以包装食品( )
(2)有机高分子材料是一类结构非常复杂的有机物( )
(3)真丝、塑料和涤纶都是合成高分子材料( )
(4)天然橡胶硫化的过程没有发生化学变化( )
(5)以石油、煤、天然气为原料可以生产某些有机高分子材料( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.(2024·成都高一月考)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。下列材料属于天然有机高分子材料的是( )
A.棉花B.塑料
C.合成橡胶D.合成纤维
答案 A
解析 塑料、合成橡胶、合成纤维属于合成有机高分子材料。
3.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：
。
写出有关反应的化学方程式并注明反应类型：
① ；
② 。
答案 (1)
(2)619
(3)①+HCN，加成反应
②，加聚反应
解析 (2)高聚物链节的化学式为C3H3N，式量为53，链节的个数也就是聚合度n，故n=32 80053≈619。(3)根据反应流程，CH≡CH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①+HCN；②。
加聚产物单体的判断方法
(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体。如的单体为。
(2)凡链节的主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，以两个碳原子为一个单元划线断开，然后分别将两个半键闭合即得对应单体。如的单体为和。
(3)凡链节的主链上只有碳原子，并存在碳碳双键结构的聚合物，其断键规律是“见双键，四个碳；无双键，两个碳”，划线断开，然后将单键变双键，双键变单键即得对应单体。如
①的单体为；
②的单体为和。
1.下列对烃的分类不正确的是( )
A.CH4、、均属于饱和烃
B.CH3CH2CH3、、 均属于链状烃
C.CH3CH3、、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。
2.人们在日常生活中大量使用各种高分子材料，下列说法正确的是( )
A.天然橡胶易溶于水
B.羊毛是合成高分子材料
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，羊毛是天然高分子材料，而聚乙烯塑料是合成高分子材料。
3.(2024·黑龙江齐齐哈尔高一下段考)下列单体在一定条件下能发生聚合反应生成的是( )
A.CH3CH==CH2和CH4
B.
C.
D.CH2==CH2和CH3CH==CH2
答案 D
解析 的链节主链上只有碳原子，属于加聚反应生成的高聚物，链节无双键，其单体必为两种，在正中间画线断开，然后将四个半键闭合即可得该高聚物的单体：CH2==CH2和CH3CH==CH2。
4.下图是几种烃的球棍模型和空间填充模型，试回答下列问题：
(1)A、B、C三者的关系是 。
(2)若将D通入溴的四氯化碳溶液中，反应的化学方程式为 。
(3)在一定条件下，D能与水反应生成的有机物的结构简式是 ，其反应类型是 。
(4)用—CH3取代D中一个氢原子后得到物质F，F在催化剂条件下发生加聚反应生成一种高分子材料，该高分子材料主要用于家用电器、塑料管材、高透材料等方面。写出F发生加聚反应的化学方程式： 。
(5)下列化学反应原理相同的是 (填序号)。
①乙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色
②SO2使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
③SO2使品红溶液和滴有酚酞的NaOH溶液褪色
答案 (1)同系物
(2)CH2==CH2+Br2―→CH2BrCH2Br
(3)CH3CH2OH 加成反应
(4)nCH2==CHCH3
(5)②
解析 A、B、C、D的结构简式分别为CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3、CH2==CH2。
(4)用—CH3取代D(CH2==CH2)中一个氢原子后得到丙烯，丙烯发生加聚反应的化学方程式nCH2==CHCH3。
(5)乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应使其褪色，乙烯和酸性高锰酸钾溶液均发生氧化还原反应使其褪色，不选①；SO2与溴水和酸性高锰酸钾溶液均发生氧化还原反应使其褪色，反应原理相同，选②；SO2表现漂白性而使品红溶液褪色，SO2和NaOH反应使溶液的碱性降低而褪色，所以原理不同，不选③。
课时对点练 [分值：100分]
(选择题1~12题，每小题6分，共72分)
题组一 常见烃的结构、性质及分类
1.下列有关烃的说法正确的是( )
A.烃分子中除了含碳、氢元素之外，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两种元素的有机物，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相似，不互为同系物，D错误。
2.甲烷、乙烯、乙炔都是常见的有机化合物。下列说法错误的是( )
A.无论是乙烯与Br2的加成，还是乙烯使酸性KMnO4溶液褪色，都与分子内含有碳碳双键有关
B.用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和甲烷
C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同
D.乙烯与乙炔都能使溴的四氯化碳溶液褪色，原理相同
答案 C
解析 乙烯能与Br2和酸性KMnO4溶液发生反应，但是甲烷不能，故能用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和甲烷，B项正确；乙烯和甲烷中氢元素的质量分数不同，故相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量不同，C项错误；乙烯、乙炔均能与Br2发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色，D项正确。
3.(2024·苏州高一段考)反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)是综合利用CO2的热点研究领域——催化加氢合成乙烯的重要反应。该反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。下列有关几种低碳烃的说法不正确的是( )
A.乙烯的空间结构为平面形
B.丙烯和聚丙烯都可发生加成反应
C.正丁烷中四个碳原子不在同一直线上
D.乙烯、丙烯和丁烯都不溶于水
答案 B
解析 丙烯中含碳碳双键，可以发生加成反应，聚丙烯是丙烯的加聚产物，聚丙烯中不含碳碳双键，不能发生加成反应，故选B。
4.(2024·大连高一段考)关于化合物2⁃苯基丙烯()，下列说法错误的是( )
A.分子式为C9H10
B.一定条件下可以发生加聚反应
C.分子中最多有17个原子共平面
D.易溶于水及苯
答案 D
解析 根据结构简式可知该物质的分子式为C9H10，A正确；该物质分子中含有碳碳双键，所以能发生加聚反应，B正确；苯环上所有原子共平面、乙烯中所有原子共平面、甲基最多3个原子共面，所以该分子中最多有17个原子共平面，C正确；该有机物难溶于水，D错误。
题组二 有机高分子材料
5.(2023·大连高一检测)如图为某品牌服装标签的部分内容，其中面料中的“涤纶”属于( )
A.塑料B.天然纤维
C.橡胶D.合成纤维
答案 D
6.(2023·浙江平湖中学高一检测)下列有关有机高分子材料的说法不正确的是( )
A.橡胶分为天然橡胶和合成橡胶，均具有弹性
B.高分子材料中的有机物分子均呈链状结构
C.橡胶硫化是化学变化，形成的硫化橡胶具有更好的强度、韧性、弹性和稳定性
D.家用不粘锅涂层的主要成分聚四氟乙烯()的单体是CF2==CF2
答案 B
解析 橡胶有天然橡胶和合成橡胶之分，通常使用的橡胶大部分为合成橡胶，不管是哪种橡胶，都具有一定的弹性，A项正确；在高分子材料中，有机物分子有的呈链状结构，有的呈网状结构，B项不正确；天然橡胶的弹性虽好，但稳定性差，易老化，利用化学反应得到的硫化橡胶，具有更好的强度、韧性、弹性和稳定性，C项正确。
7.(2024·上海崇明月考)中国企业承建的卡塔尔世界杯“大金碗”球场采用聚四氟乙烯材料构成屋面膜结构。下列说法不正确的是( )
A.聚四氟乙烯中不存在碳碳双键
B.合成聚四氟乙烯的单体是不饱和烃
C.聚四氟乙烯是一种性质较稳定的物质
D.聚四氟乙烯没有固定熔点
答案 B
解析 合成聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯，不属于烃，故选B。
8.下列物质中，不是的单体的是( )
A.
B.CH2==CH—CH3
C.CH≡CH
D.
答案 B
解析 该高分子的主链只含碳原子，属于加聚反应产物，主链上存在碳碳双键结构，有8个碳原子，单体有3种，按如图方式断开，，然后将半键逐一闭合即可得到该高分子的单体是、CH≡CH、。
9.下列说法错误的是( )
A.甲烷、乙烯和乙炔分子中的化学键类型完全不同
B.碳元素含量大小关系：乙炔>乙烯>甲烷
C.由乙烯与氢气反应生成乙烷可知，乙炔与氢气反应可能生成乙烯
D.甲烷、乙烯和乙炔既可都属于烃类，又可分别属于不同类别
答案 A
解析 A项，三种物质分子中均含有碳氢键，错误；B项，乙炔、乙烯、甲烷分子中碳原子和氢原子的个数比分别为1∶1、1∶2、1∶4，因此乙炔分子中碳含量最大，甲烷分子中碳含量最小，正确；C项，乙烯能发生加成反应，由结构可判断乙炔也能发生加成反应，正确；D项，三种物质均属于烃，但又分别属于烷烃、烯烃和炔烃，正确。
10.桥环烃是指由两个碳环共用两个或两个以上碳原子的一类环烃，二环[1，1，0]丁烷()是最简单的一种桥环烃。下列关于该化合物的说法错误的是( )
A.与互为同分异构体
B.二氯代物共有4种(不考虑立体异构)
C.所含碳碳键不都是单键
D.每个碳原子均处于与其直接相连的原子构成的四面体内部
答案 C
解析 由二环[1，1，0]丁烷的结构简式可知其分子式为C4H6，它与互为同分异构体，A项正确；二环[1，1，0]丁烷的二氯代物中，两个氯原子取代同一个碳原子上的氢原子的结构有1种，两个氯原子取代不同碳原子上的氢原子的结构有3种，共有4种，B项正确；二环[1，1，0]丁烷分子中的碳碳键均是单键，C项错误；二环[1，1，0]丁烷分子中，每个碳原子均形成4个单键，类似于甲烷分子中的碳原子，处于与其直接相连的原子构成的四面体内部，D项正确。
11.某高分子可表示为，下列有关叙述错误的是( )
A.该高分子是通过加聚反应制得的
B.合成该高分子的单体有3种
C.该物质能被酸性高锰酸钾溶液氧化
D.1 ml该物质最多可与1 ml H2发生加成反应
答案 D
解析 该高分子是由、CH3—CH==CH2、CH2==CH2 3种单体经加聚反应制得；该高分子中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化；1 ml该物质中含有n ml碳碳双键，故可与n ml H2发生加成反应。
12.甲烷分子中的四个氢原子都可以被取代。甲烷分子中的四个氢原子都被乙烯基(CH2==CH—)取代得到产物的结构简式如图，下列对所得分子的描述不正确的是( )
A.分子式为C9H12
B.1 ml该物质在一定条件下最多能与4 ml H2发生加成反应
C.所有碳原子都在同一平面上
D.该物质属于烯烃
答案 C
解析 A项，根据结构简式可直接数出碳、氢原子的数目，从而得出其分子式为C9H12，正确；B项，1 ml该物质含4 ml碳碳双键，故最多可与4 ml H2发生加成反应，正确；C项，甲烷分子中四个氢原子被四个—CH==CH2取代后，其正四面体的基本结构不变，因此所有碳原子不可能都处在同一平面上，错误；D项，因含碳碳双键，且只含有C、H两种元素，因此属于烯烃，正确。
13.(12分)(2023·杭州师大附中高一期中)聚氯乙烯英文缩写为PVC，是当今世界上产量最大、应用最广的热塑性塑料之一。
(1)工业上以乙烯和氯气为原料合成PVC的流程如下：
乙烯1，2⁃二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)氯乙烯(CH2==CHCl)PVC
①氯乙烯的分子式为 。
②乙烯生成1，2⁃二氯乙烷的化学方程式为 ，反应类型是 。
③氯乙烯生成PVC的化学方程式为 。
(2)一定条件下，乙炔(HC≡CH)与HCl发生加成反应也可以得到氯乙烯，写出反应的化学方程式： 。
(3)下列有关PVC的说法正确的是 (填字母)。
A.能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.在空气中燃烧，但产物易引起环境污染
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
答案 (1)①C2H3Cl ②H2C==CH2+Cl2CH2ClCH2Cl 加成反应
③nH2C==CHCl
(2)+HClH2C==CHCl (3)B
解析 (1)②乙烯与Cl2加成生成1，2⁃二氯乙烷，反应为H2C==CH2+Cl2CH2ClCH2Cl。③氯乙烯中有碳碳双键可发生加聚反应生成高分子PVC，反应为nH2C==CHCl。(2)乙炔含有不饱和键可与HCl发生加成反应：+HClH2C==CHCl。(3)PVC中不存在不饱和键，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，A错误；PVC能燃烧但产物会造成空气污染，B正确；PVC中不存在不饱和键，不能被高锰酸钾氧化，C错误。
14.(16分)CH3CH==CHCH3存在以下转化关系：
(1)正丁烷的同分异构体的结构简式为 。
(2)写出框图中反应①在催化剂和加热条件下的化学方程式： 。
(3)CH3CH==CHCH3能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，二者褪色的原理相同吗？ ，
说明原因： 。
(4)烯烃A是CH3CH==CHCH3的一种同分异构体，它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷，则A的结构简式为 ；A分子中共平面的碳原子个数为 。
(5)反应②的产物的同分异构体有 种。
答案 (1)CH(CH3)3
(2)CH3CH==CHCH3+H2CH3CH2CH2CH3
(3)不同 使溴水褪色是发生了加成反应，使酸性KMnO4溶液褪色是发生了氧化反应
(4)CH2==C(CH3)2 4 (5)3
解析 反应①②均是加成反应。(1)正丁烷的同分异构体是异丁烷。(4)CH3CH==CHCH3的同分异构体有CH2==CHCH2CH3、CH2==C(CH3)2，前者与氢气加成的产物是正丁烷，因此，A为后者。A分子中含有碳碳双键，与碳碳双键直接相连的原子及碳碳双键中的两个碳原子肯定共平面，故A分子中共平面的碳原子个数为4。(5)反应②的产物的同分异构体有CH3CH2CH2CH2Br、(CH3)2CHCH2Br、(CH3)3CBr，共3种。烃
甲烷
乙烯
乙炔
电子式
化学键
C—H
C—H、
C—H、—C≡C—
结构式
H—C≡C—H
分子结构特点
正四面体
平面形
直线形
种类
性能
聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、脲醛塑料等
强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等
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
天然纤维
棉花、羊毛、蚕丝和麻等
化学纤维
再生纤维
用化学方法将农林产品中的纤维素、蛋白质等天然高分子加工成黏胶纤维、大豆蛋白纤维等
合成纤维
以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体，再经聚合反应制得