鲁科版高中化学必修二 从化石燃料中获取有机化合物 简单的有机化合物(第3课时煤的干馏与苯)

第3章简单的有机化合物第2节从化石燃料中获取有机化合物第3课时煤的干馏与苯

一、煤的干馏1.定义:将煤_________加强热使其分解的过程。隔绝空气2.主要产品及用途干馏产物主要成分主要用途出炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨气、铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、合成材料干馏产物主要成分主要用途_________________________炸药、染料、医药、农药、合成材料酚类、萘医药、染料、农药、合成材料沥青电极、筑路材料_____碳冶金、燃料、合成氨煤焦油苯、甲苯、二甲苯焦炭【情境·思考】煤和煤油均是十分重要的燃料,请同学们观察如图并思考:煤油是煤的干馏产品吗?提示:不是。煤油是轻质石油产品的一类,由碳原子数为11～16的烷烃、芳烃组成,通常由石油经分馏或裂化而得。二、苯1.分子结构2.结构特点(1)苯分子为平面_________结构。(2)分子中__个碳原子和__个氢原子在同一平面内。(3)6个碳碳键完全相同,是一种介于____________________之间的特殊共价键。正六边形66碳碳单键和碳碳双键3.物理性质颜色状态气味水中溶解性密度(与水相比较)熔、沸点毒性无色_____特殊气味___溶于水比水___较________液体难小低有毒4.化学性质(1)稳定性。不能与_____________溶液发生加成反应而使其褪色,也不能被_____________氧化而使其褪色。溴的四氯化碳酸性KMnO4溶液(2)可燃性。①现象:燃烧时产生_____而带有_____的火焰。②原因:苯中_____________很大,苯不易_________。③化学方程式:________________________。明亮浓烟碳的质量分数完全燃烧2C6H6+15O212CO2+6H2O(3)取代反应。在有催化剂Fe存在时,苯与液溴发生反应生成(4)加成反应。在催化剂的条件下,苯可以与H2发生加成反应,化学方程式为5.用途(1)一种重要的_____原料,广泛用于生产合成橡胶、合成纤维、塑料、农药、医药、染料、香料等。(2)常用作_________。化工有机溶剂【巧判断】(1)苯分子中所有化学键之间的夹角都是120°。(

)提示:√。苯分子是平面正六边形结构,所有共价键的夹角均为120°。(2)苯分子中含有3个碳碳双键。 (

)提示:×。苯分子中碳原子之间是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键。(3)苯与溴水混合振荡后静置,溴水褪色说明苯分子中含有碳碳双键。 (

)提示:×。苯与溴水混合振荡后静置,溴水褪色,是由于苯将溴单质从溴水中萃取出来。【情境·思考】1890年的一天,凯库勒这样描述他发现苯分子的过程:1855年的一个傍晚,他坐在壁炉旁的椅子上睡着了。梦中见到一条蛇身体盘成一个圈咬自己的尾巴。醒来之后,凯库勒意识到自己找到了苯的分子式C6H6。当时的化学家们对此不理解,认为这与1个碳原子带有4个氢原子的事实不相符。但是如果分子里面有6个碳原子,每个碳原子又有1个氢原子,而且原子交叉地呈环状排列,问题就解决了。(1)苯中的碳碳键是否和烷烃或烯烃中的碳碳键一样?(2)苯能否发生加成反应?提示:(1)苯中的碳碳键既不是碳碳单键也不是碳碳双键,是介于二者之间的一种特殊的键。(2)苯能发生加成反应。知识点一甲烷、乙烯、苯的性质比较【重点释疑】

【规律方法】从结构入手理解有机物的性质(1)甲烷属于饱和烃,因此只能发生取代反应。(2)乙烯分子中的官能团为碳碳双键,属于不饱和烃,因此能发生加成反应,能被酸性高锰酸钾溶液氧化。(3)苯分子中的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键,具有一定的稳定性。具体为①苯不能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色,由此可知苯在化学性质上与烯烃有很大差别。②苯在催化剂(Fe)作用下与液溴发生取代反应,说明苯具有类似烷烃的性质。③苯又能与H2在催化剂作用下发生加成反应,说明苯具有烯烃的性质。总之,苯易发生取代反应,能发生加成反应,难被氧化,其化学性质不同于烷烃、烯烃。【知识拓展】苯的同系物与甲苯(1)苯的同系物是指分子里含有一个苯环,且侧链为烷基的碳氢化合物,分子通式为CnH2n-6(n>6)。(2)甲苯①能与硝酸发生取代反应,生成2,4,6-三硝基甲苯,化学方程式为2,4,6-三硝基甲苯俗名TNT,它是一种烈性炸药,可用于军事、开矿、筑路、水利建设等方面。②甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化,从而使酸性KMnO4溶液褪色。【思考·讨论】

(1)如何用实验方法证明苯分子中没有碳碳双键?提示:方法一:向苯中加入酸性高锰酸钾溶液,振荡,观察是否褪色,若不褪色,说明苯分子中不存在碳碳双键。方法二:向苯中加入溴的四氯化碳溶液,振荡,观察是否褪色,若不褪色,说明苯分子中不存在碳碳双键。(2)能否用溴水除去苯中溶有的乙烯?提示:不能。乙烯与溴的加成产物以及可能剩余的溴仍然可以溶于苯中,无法除去。【案例示范】【典例】(2019·青岛高一检测)苯乙烯是一种重要的有机化工原料,其结构简式为,关于苯乙烯的有关说法中不正确的是 (

)A.只能发生加成反应不能发生取代反应B.在空气中燃烧产生黑烟C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.能发生加成反应,在一定条件下可与4倍物质的量的氢气加成【思维建模】解答有不同官能团的思路流程如下:【解析】选A。含有碳碳双键,可以发生加成反应,含有苯环,一定条件下也可以发生取代反应,A项错误;其分子式为C8H8,与苯(C6H6)具有相同的最简式,故燃烧时现象相同,B项正确;因分子中含—CH＝CH2,故能被酸性KMnO4溶液氧化,C项正确;1mol能与3molH2发生加成反应,1molCH2＝CH—能与1molH2发生加成反应,故D项正确。【母题追问】(1)如何用实验证明甲苯中含有苯乙烯?(假设不含有其他杂质)(科学探究与创新意识)提示:苯乙烯可以使溴水褪色,而甲苯不能。取少量样品加入几滴溴水,振荡,若褪色证明甲苯中含有苯乙烯。(2)苯乙烯和甲苯是否互为同系物?(宏观辨识与微观探析)提示:否。二者结构不同,苯乙烯中含有碳碳双键,而甲苯中不含有。【迁移·应用】1.(2019·厦门高一检测)下列能说明苯与一般的烯烃性质不同的实验事实是 (

)A.苯分子是高度对称的平面形分子B.苯与溴水混合无明显现象C.苯不与酸性KMnO4溶液反应D.1molC6H6在一定条件下可与3molCl2发生加成反应【解析】选C。苯分子(C6H6)尽管不饱和,但不能与溴水反应,苯与溴水混合可将溴单质从溴水中萃取出来,故溴水褪色。苯也不能和酸性KMnO4溶液反应,这是苯明显不同于一般烯烃性质的事实。2.(2019·宣威高一检测)与甲烷、乙烯相比,苯的独特性质具体来说是 (

)A.难氧化,易加成,难取代B.易取代,能加成,难氧化C.易氧化,易加成,难取代D.因是单双键交替结构,故易加成变为环己烷【解析】选B。在50～60℃条件下,苯能与混合酸(浓硫酸与浓硝酸混合而成)发生取代反应,反应较易进行;在加热并有催化剂存在时,苯能跟H2发生加成反应,但不能与溴水发生加成反应,苯的加成反应较难进行;苯很难被氧化(燃烧除外),故不能使酸性KMnO4溶液褪色。【补偿训练】

(2019·清远高一检测)下列关于有机化合物的说法正确的是 (

)A.乙烯和苯都存在碳碳双键B.甲烷和乙烯都可以与氯气反应C.高锰酸钾可以氧化苯和甲烷D.乙烯可以与氢气发生加成反应,苯不能与氢气加成【解析】选B。乙烯和苯中只有乙烯存在碳碳双键;甲烷可与氯气发生取代反应,乙烯可与氯气发生加成反应;高锰酸钾不能氧化苯和甲烷;乙烯和苯都可与氢气发生加成反应。【素养提升】俗话说:“无醛不成胶,无苯不成漆。”大部分人只知道甲醛有毒,而忽略了苯的危害。苯是一种无色、具有特殊芳香气味的液体。国际卫生组织已经把苯定为强烈致癌物质,苯可以引起白血病和再生障碍性贫血也被医学界公认。已知分子式为C6H6的烃结构有多种,其中的三种为(1)简述上述三种物质中分别与溴水混合后的现象。提示:物质(Ⅰ)分子结构中含有碳碳双键,因此能与溴发生加成反应,故与溴水混合后溶液分层并褪色;物质(Ⅱ)、(Ⅲ)分别与溴水混合后的现象基本相同,均为混合后溶液分层,上层有机层为橙红色。(2)能否用酸性KMnO4溶液鉴别上述三种物质?提示:不能。物质(Ⅰ)分子结构中含有碳碳双键,因此能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,从而使溶液褪色,因此可以用酸性KMnO4溶液鉴别出物质(Ⅰ)。而物质(Ⅱ)、(Ⅲ)均不与酸性KMnO4溶液反应,无法鉴别。(3)等量的(Ⅰ)(Ⅱ)两种物质与足量氢气反应时,消耗的氢气的量之比为多少?提示:2∶3。物质(Ⅰ)的分子中含有2个碳碳双键,因此1mol物质(Ⅰ)会消耗2molH2,而1mol苯能与3molH2发生加成反应。知识点二有机物分子中的原子共线、共面问题【重点释疑】1.四种结构掌握所学各类烃中代表物的分子构型特点。(1)CH4为正四面体结构,三个碳以上的烷烃的碳链呈锯齿状。(2)CH2＝CH2为平面形(即6个原子共面)。(3)CH≡CH为直线形(即4个原子共线)。(4)为平面六边形(即12个原子共面)。2.一种方法——拆分组合法判断有机物分子中的原子共线、共面时,只需要将已知有机物分子拆分为上述四种结构,对其进行分析、组合、综合,即可判断其中原子是否共线或共面。其中分子中的共价单键(如C—C)能绕对称轴旋转;但C＝C不能旋转,如

可展开为,故其中所有的原子可能处于同一个平面上,但不一定都处于同一个平面上。【思考·讨论】

(1)丁烯(C4H8)有三种同分异构体,分别是CH2＝CHCH2CH3、CH3CH＝CHCH3、CH2＝C(CH3)2,碳原子一定处于同一个平面的有哪些?提示:碳原子一定共面的有CH3CH＝CHCH3和CH2＝C(CH3)2,CH2＝CHCH2CH3中碳原子不一定在同一平面上。(2)苯分子中一定共线的原子有几个?提示:4个。如图所示,,虚线上的2个碳原子和2个氢原子一定位于同一直线上。【案例示范】【典例】(2019·延吉高一检测)已知异丙苯的结构简式如图,下列说法错误的是(

)A.异丙苯的分子式为C9H12B.异丙苯中处于同一直线上的原子至少有4个C.异丙苯中碳原子可能都处于同一平面D.异丙苯的一氯代物有5种【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)苯环是平面结构;(2)饱和碳原子属于四面体形立体结构。【解析】选C。A项,异丙苯的分子式为C9H12;B项,异丙苯中处于同一直线上的原子至少有4个;C项,异丙苯中与苯环相连的碳原子上有四个单键,所有碳原子不可能共面;D项,异丙苯中的氢原子被氯原子取代的产物,苯环上有“临、间、对”3种,侧链上有2种,共5种。【方法规律】有机物共面问题的解题规律(1)甲烷、苯、乙烯分子中的氢原子如果被其他原子所取代,则取代后的分子构型基本不变。(2)当分子中出现碳原子与其他原子形成四个单键(即饱和碳原子)时,所有原子不可能共面。(3)共价单键可以自由旋转,共价双键不能旋转。

【母题追问】正丙苯是重要的化工产品,可直接作为溶剂,也是合成其他重要化工原料的中间体,可用于纺织染料、印刷、作醋酸纤维溶剂及合成聚丙烯成核剂的中间体等,其结构简式如图所示。正丙苯分子中所有的碳原子一定能处于同一个平面吗?提示:不一定。由于碳碳单键可以旋转,因此正丙苯侧链上的碳原子,除了与苯环相连的这个碳原子一定与苯环共面之外,另外两个碳原子不一定在这个平面上。【迁移·应用】1.(2019·雅安高一检测)下列有机物分子中,所有的原子不可能在同一平面上的是 (

)【解析】选C。A项苯为平面分子,中所有的原子都在同一平面上;B项可看作替代了乙烯中的一个氢原子,而中所有的原子都在同一平面内,而且相互间连接的原子都可在另一部分的平面内,所以可判断这两部分可能在同一平面内;C项中—CH3的碳原子与其他的原子形成四面体结构,所以所有原子不可能在同一平面上;D项CH2＝CHBr中的溴原子取代了乙烯分子中的一个氢原子,因此所有原子均在同一平面上。2.(2019·深圳高一检测)某烃结构简式为

,有关其结构的说法,正确的是 世纪金榜导学号(

)A.所有原子可能在同一平面内B.所有原子可能在同一条直线上C.所有碳原子可能在同一平面内D.所有氢原子可能在同一平面内【解析】选C。该烃含有苯环、—C≡C—、,所有碳原子可能都在同一平面内,但至多有19个原子共面,即甲基上有2个氢原子不可能在该平面内,有5个碳原子和1个氢原子共线。【补偿训练】

(2019·成都高一检测)下列有机物分子中,所有原子可能在同一平面上的是 (

)A.CH3CH＝CH2B.CH2＝CH—CH＝CH2C.CH3—CH2—CH3D.CH2Cl2【解析】选B。A项CH3CH＝CH2可看作乙烯分子中一个氢原子被甲基取代,甲基上的碳原子与三个氢原子不可能都在同一平面上;B项CH2＝CH—CH＝CH2相当于两个乙烯基通过单键相连,乙烯基的所有原子共平面,两个平面可以重合,故所有原子可能处于同一平面上;C项CH3—CH2—CH3可看作两个甲基取代了甲烷中的两个氢原子,甲烷为正四面体结构,CH3—CH2—CH3不可能所有原子共平面;D项CH2Cl2可看作两个氯原子取代了甲烷分子中的两个氢原子,CH2Cl2为四面体结构,所有原子不可能在同一平面上,故选B项。知识点三烃燃烧规律总结【重点释疑】1.烃的燃烧化学方程式不论是烷烃、烯烃还是苯,它们的组成均可用CxHy来表示,当它在氧气或空气中完全燃烧时,其方程式可表示为2.气态烃燃烧的体积变化在T>100℃时,ΔV=(x+)-[1+(x+)]=-1。当y>4时,ΔV>0,即体积增大;当y=4时,ΔV=0,即体积不变;当y<4时,ΔV<0,即体积减小。3.烃燃烧时耗氧量n(O2)、生成二氧化碳量n(CO2)、生成水量n(H2O)的比较(1)1mol烃CxHy燃烧时n(O2)=x+n(CO2)=xn(H2O)=

(2)质量相同的烃CxHy(转换成)燃烧时①质量相同、含氢质量分数较大的烃,即值越大燃烧时耗氧量较多、生成二氧化碳量较少、生成水量较多。②最简式相同的烃,不论以何种比例混合,只要混合物的总质量一定,完全燃烧后的耗氧量、生成二氧化碳的量、生成水的量也一定。【规律方法】差量法在烃燃烧计算中的应用由于烃在燃烧过程中生成CO2和H2O,气体的物质的量或体积在反应的前后会发生变化,因此要灵活应用物质的量差量或体积差量进行分析或计算。同时注意以下两点:(1)反应的温度条件决定了水的状态,在利用气体体积差量法计算时要注意水是否为气体。(2)注意相应规律的应用,如氢原子为4时的燃烧的特点。【思考·讨论】

(1)若某烃充分燃烧后生成的CO2与H2O物质的量相等,则该烃的组成有何特点?提示:根据烃的燃烧通式可知,若烃燃烧生成的CO2与H2O物质的量相等,则其分子组成应满足CnH2n。(2)若某气态烃分子中氢原子数为4,则此烃完全燃烧前后气体的体积如何变化?提示:若燃烧时水为气态,则燃烧前后气体体积不变;若燃烧时水为非气态,则燃烧后气体体积将减小。

【案例示范】【典例】(2019·榆林高一检测)在120℃,1.01×105Pa时,将3L炔烃和烷烃的混合气体与相同状况下的14LO2混合,充分燃烧后,恢复到原来状态时,所得气体的体积是17L。则该混合气体可能是下列各组中的(

)A.C2H4和C2H6 B.C3H4和CH4C.C2H2和CH4 D.C4H6和C2H6【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)水在120℃时为气态;(2)此题中反应前后气体的体积没有发生改变。【解析】选B。设混合烃的平均组成为CxHy,因为温度为120℃,生成物中的水呈气态,烃完全燃烧的化学方程式为因为反应前后气体的体积没有发生变化(均为17L)即

-1=0,所以y=4,说明混合烃分子中氢原子数的平均值为4,则A、C、D三项均不符合题意。【母题追问】若【典例】中燃烧后所得气体体积改为16L,则混合物组成应选哪项?提示:所得气体体积为16L,反应后气体总体积减小,说明混合烃分子中氢原子数平均值小于4,则只有C项符合。【迁移·应用】1.(2019·济南高一检测)25℃某气态烃与O2混合,在密闭容器中点燃爆炸后又恢复至25℃,此时容器内压强为原来的一半,再经NaOH溶液处理,容器内几乎成为真空。该烃的分子式可能为 世纪金榜导学号(

)A.C2H4 B.C2H6 C.C3H6 D.C4H8【解析】选A。设该烃的分子式为CxHy,则CxHy+(x+)O2xCO2+H2O,由题意可知,烃和O2的物质的量之和应为CO2的物质的量的2倍,即1+(x+)=2x,解得x=1+。讨论:当y=4时,x=2;当y=6时,x=2.5,不符合题意;当y=8时,x=3,不符合题意,故正确答案为A。2.(2019·宁阳高一检测)某有机物在氧气中充分燃烧,生成CO2和H2O的物质的量之比为1∶2,则 (

)A.分子中C、H、O个数之比为1∶2∶3B.分子中C、H个数之比为1∶2C.分子中可能含有氧原子D.此有机物的最简式为CH4【解析】选C。有机物在氧气中充分燃烧,生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2,则根据原子守恒可知,有机物分子中碳、氢原子个数比为1∶4,所以选项A、B不正确,D也不正确。因为不能确定是否含有氧元素,所以正确的答案选C。【补偿训练】

(2019·镇江高一检测)等物质的量的乙烷、乙烯、乙炔完全燃烧消耗氧气的物质的量之比为 (

)A.1∶1∶1

B.30∶35∶42C.5∶4∶3 D.7∶6∶5【解析】选D。由烃类燃烧的通式CxHy+(x+)O2

xCO2+H2O知,等物质的量的乙烷、乙烯、乙炔完全燃烧时耗氧量的大小取决于x+的值的大小,从而得出等物质的量的三种有机物耗氧量之比为7∶6∶5。【课堂回眸】第3章简单的有机化合物第2节从化石燃料中获取有机化合物第4课时有机高分子化合物与有机高分子材料

1.高分子的合成——聚合反应(1)聚合反应:由_________________的有机化合物生成相对分子质量很大的有机化合物的反应。(2)加聚反应:当聚合反应同时也是加成反应时,又叫_____________,简称_________。相对分子质量较小加成聚合反应加聚反应【情境思考】聚乙炔是一种以乙炔为单体的聚合物材料。这种聚合物经溴或碘掺杂之后导电性会提高到金属水平,这引起了研究者的兴趣。白川英树、艾伦·黑格和艾伦·马克迪尔米德因发现和发展导电聚合物获得了2000年的诺贝尔化学奖。如今聚乙炔已用于制备太阳能电池、半导体材料和电活性聚合物等。结合上面聚乙炔的球棍模型,分析由乙炔制备聚乙炔的反应。提示:对比乙炔和聚乙炔的结构特点可以发现,每个乙炔分子中的C≡C都转化为C＝C,然后不同的乙炔分子间通过C—C两两结合,最后形成很长的碳链,因此该反应属于加聚反应,反应的方程式为nHC≡CH→2.塑料(1)主要成分:高分子化合物,俗称_________。(2)代表物——聚乙烯聚乙烯塑料是当今世界产量最大的塑料产品,原料为_____。①生成聚乙烯的化学方程式为合成树脂乙烯②特点:聚乙烯塑料_____、_____;具有优良的_______性能;化学_____性好,能耐大多数___、___的侵蚀;常温下不溶于一般溶剂,吸水性___;电绝缘性能_____。③用途:可用于制造薄膜、中空制品、管板材、纤维、包覆材料等。无臭无毒耐低温稳定酸碱小优良(3)其他常见塑料合成树脂种类很多,除聚乙烯外,还有_________、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。聚氯乙烯【做一做】【巧判断】(1)乙烯和聚乙烯均可以使溴水褪色。 (

)提示:×。乙烯可以使溴水褪色,乙烯中的碳碳双键发生加聚反应生成聚乙烯,因此聚乙烯不能使溴水褪色。(2)合成塑料的原料只能是单烯烃或二烯烃。 (

)提示:×。合成塑料的单体不只是二烯烃和单烯烃,还可以是含有碳碳双键的其他有机物分子。(3)为了减少白色污染对环境的影响,应将废旧塑料回收焚烧。 (

)提示:×。废旧塑料回收后,可以重新加工成各类材料,或者热解制成单体,焚烧也会带来环境污染。3.橡胶(1)橡胶的特性橡胶是具有_______的高分子化合物,其分子结构中的高分子链在无外力作用时呈卷曲状且有柔性,受外力时可_____,撤销外力后可恢复_____。高弹性伸直原状(2)橡胶的分类【情境·思考】橡胶是一类生产生活中的常用材料,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理、化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫橡胶老化。试从橡胶结构的角度分析橡胶容易老化的主要原因。提示:橡胶一般是二烯烃加聚反应的产物,由于链节中还含有碳碳双键,因此使用过程中容易发生氧化反应,造成橡胶的性能下降,发生老化。4.纤维(1)分类(2)聚丙烯腈①俗名:聚丙烯腈的商品名称为_____,俗称人造羊毛。②合成:由石油裂解气中的_____制得的丙烯腈再聚合得到的,反应的化学方程式为腈纶丙烯【巧判断】(1)天然纤维就是纤维素。 (

)提示:×。天然纤维不仅包括纤维素,还包括羊毛、蚕丝等。(2)合成纤维的主要原料是天然气、石油化工产品、煤化工产品。 (

)提示:√。生产合成纤维的主要原料是天然气、石油裂解气中的丙烯以及煤化工产品。(3)化学纤维的原料不可以是天然纤维。 (

)提示:×。化学纤维的原料可以是天然纤维,如黏胶纤维就是用木材、草类等天然纤维经化学加工制成的。(4)生产合成纤维的过程中发生的是物理变化。(

)提示:×。工业上利用聚合反应生产合成纤维,因此属于化学变化。5.有机高分子材料与环境问题(1)危害:大量塑料垃圾导致_____污染,还会造成其他环境问题。(2)防治:为保护生存环境,采取的措施有回收_______,开发_______塑料。白色旧塑料可降解知识点一加聚反应的特点和类型【重点释疑】1.特点(1)反应物:分子中含有不饱和键,如碳碳双键等。(2)产物:高分子化合物与反应物具有相同的化学组成。(3)反应特点:没有小分子化合物生成。2.主要类型(1)单烯烃加聚:单体中只含一个时,断开双键,断键原子与其他分子中的断键原子结合,依次重复形成高聚物,如丙烯的聚合:nCH3—CH＝CH2

。(2)二烯烃加聚:当一个分子中存在两个时,断键原子与其他分子中的断键原子相结合,而内部其他的断键原子再结合成不饱和键。如顺丁橡胶的生成:

(3)共聚:是将两种或多种化合物在一定的条件下发生聚合反应生成一种高聚物的反应。例如,丙烯和乙烯在一定条件下能生成聚乙丙烯。【规律方法】加聚反应高聚物的写法(1)含一个碳碳双键的单体聚合物的写法:断开双键,键分两端,添上括号,n在后面。(2)含“C＝C—C＝C”的单体聚合物的写法:双变单,单变双,括住两头,n在后面。(3)含有一个碳碳双键的两个单体聚合物的写法:双键打开,彼此相连,括住两头,n在后面。【思考·讨论】

(1)具有什么结构特点的物质才能发生加成反应?提示:含有碳碳双键或碳碳三键等不饱和键。(2)丙烯能发生加聚反应吗?试写出其化学方程式。提示:能。

【案例示范】【典例】(2019·泰安高一检测)下图是以乙炔为主要原料合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶的转化关系图。(1)写出A、B、C、D四种物质的结构简式:A:__________________;B:__________________;

C:__________________;D:___________________。

(2)写出②④的反应类型:②____________,④____________。

(3)写出有关反应的化学方程式:②___________________________________。

③___________________________________。

⑤___________________________________。

⑦___________________________________。

【思维建模】解答本题时可以采用以下思路:【解析】制备聚氯乙烯的单体为氯乙烯,因此反应①为CH≡CH与HCl发生加成反应生成氯乙烯;乙炔与HCN发生加成反应生成丙烯腈(CH2＝CH—CN),丙烯腈发生加聚反应生成聚丙烯腈;根据氯丁橡胶的结构简式可以得知其单体D的结构简式为,进而可以推出C的结构简式为CH2＝CH—C≡CH。答案:(1)CH2＝CHCl

CH2＝CHCN

【迁移·应用】

(2019·淮北高一检测)下列物质不能发生加聚反应的是(

)A.CH2＝CH2 B.CH2＝CH—CH3C.CH2＝CH—CH2OH D.CH3CH2—OH【解析】选D。分子中含或—C≡C—等不饱和键时才能发生加聚反应。【补偿训练】

(2019·商丘高一检测)下列合成高分子化合物的反应中,属于加聚反应的是 (

)【解析】选C。根据加聚反应的特点,产物除高分子外无小分子,且高分子化合物与反应物具有相同的组成,则C项正确。【素养提升】聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一,它的商品名叫腈纶,由于它的性质极像羊毛,故又称它为“人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2＝CHCN),其合成方法有很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学反应方程式如下:(1)判断上述反应的类型。提示:反应①为加成反应,反应②为加聚反应。(2)丙烯腈和聚丙烯腈中氮的含量是否相同?提示:相同。因为二者的最简式相同,因此各元素的质量分数是相同的。(3)根据以上材料分析,聚丙烯腈是线型结构还是体型结构?提示:线型结构。由于聚丙烯腈分子中的结构单元相互连接成长链状结构,故属于线型高分子。知识点二加聚反应单体的判断方法【重点释疑】1.单体、链节、聚合度单体链节聚合度定义能合成高分子化合物的小分子物质高分子化合物中的结构单元链节的重复次数实例(聚乙烯)CH2＝CH2—CH2—CH2—n2.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)的高聚物,其合成单体为一种,将两个半键闭合即可。(2)凡链节主链有四个碳原子(无其他原子),且链节无双键的高聚物,其单体为两种,在正中央划线断开,然后两个半键闭合即可。(3)凡链节主链中只有碳原子,并存在碳碳双键结构的高聚物,其规律是“凡双键,四个碳;无双键,两个碳。”划线断开,然后将两个半键闭合,即单双键互换。【规律方法】单双键互换法判断高聚物的单体已知加聚产物的结构简式,可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体,其步骤是:1.首先去掉结构简式两端的“

”和“n”。2.再将高分子链节中主链