高中 化学 必修 第二册 第七章 有机化合物《第二节 第2课时 烃 有机高分子材料》教学设计

第2课时烃有机高分子材料[学习目标]1.了解烃的概念及分类，了解常见烃的组成及结构。2.初步认识有机高分子材料的组成、性能。3.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。任务一烃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①根据碳原子间成键方式的不同可分为饱和烃和不饱和烃。②根据碳骨架的不同可分为链状烃和环状烃。(2)分类[交流研讨]根据碳原子的成键规律和甲烷、乙烯、乙炔的结构式，完成下列表格，并回答问题。烃甲烷乙烯乙炔电子式________________________化学键________共价单键C—H共价单键和______键C—H共价单键和________键球棍模型分子空间结构正四面体形________________(1)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。(2)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：平面形直线形(2)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．下列物质中，属于有机物，但不属于烃的是()A．H2CO3 B．C．CH2CH—CH3 D．CH≡CH答案：B解析：H2CO3属于无机物，A错误；含有氧元素，所以不属于烃，B正确；CH2===CH—CH3和CH≡CH分别属于烯烃和炔烃，C、D错误。2．鉴别甲烷、乙烯、乙炔三种气体可采用的方法是()A．通入溴水中，观察溴水是否褪色B．通入酸性高锰酸钾溶液中，观察颜色是否变化C．点燃，检验燃烧产物D．点燃，观察火焰明亮程度及产生黑烟量的多少答案：D解析：乙烯和乙炔均可以使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色，A、B错误；三者均属于烃类物质，因此完全燃烧的产物均为CO2和H2O，无法从产物中鉴别，C错误；三者中碳元素百分含量有着显著的差别，燃烧时产生的现象不同，分别点燃甲烷、乙烯、乙炔，火焰越来越明亮，黑烟越来越浓，D正确。3．下列有机物分子中，所有原子不可能在同一平面内的是()A．CH2CHCl B．CH3CH2CH3C． D．CF2CF2答案：B解析：CH2CHCl和CF2CF2可看作CH2CH2分子中的H原子被Cl原子或F原子取代后的产物，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个氢原子共平面，HC≡CH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。任务二有机高分子材料1．有机高分子材料的分类eq\o(\s\up7(有机高),\s\do5(分子材料))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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．有机高分子材料(1)塑料种类性能聚乙烯、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[交流研讨1]白色污染主要指废弃塑料及其制品对环境造成的污染。塑料不易降解，影响环境美观，所含成分有潜在危害。因塑料用做包装材料多为白色，故称白色污染。引起白色污染的塑料成分有聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物。(1)造成白色污染的原因是什么？如何解决？提示：塑料制品的大量使用。减少塑料制品的使用；废弃塑料资源化(就是回收废旧塑料作为资源，加以开发和利用)；开发新型的可降解塑料。(2)聚氯乙烯的单体、链节是什么，写出结构简式。提示：CH2==CHCl，。(2)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。天然橡胶具有线型结构，有一定弹性，但强度和韧性差合成天然橡胶(异戊橡胶)硫化橡胶形成网状结构，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等[交流研讨2]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。(3)纤维天然纤维棉花、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1．下列关于天然橡胶的叙述中，错误的是()A．天然橡胶是天然高分子化合物B．天然橡胶长期在空气、日光作用也不会老化C．天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂D．天然橡胶含有碳碳双键，能发生加成反应答案：B解析：A．天然橡胶相对分子质量大，是天然高分子化合物，故A正确；B.天然橡胶结构单元中含有，受日光、空气作用，会逐渐被氧化而老化，故B错误；C．天然橡胶是线型高分子化合物，能溶于汽油、苯等有机溶剂，故C正确；D.天然橡胶分子中含有结构，能发生加成反应，故D正确；选B。2．现代以石油化工为基础的三大合成材料是________(填序号)。①合成氨；②合成塑料；③合成盐酸；④合成橡胶；⑤合成尿素；⑥合成纤维；⑦合成洗涤剂答案：②④⑥3．在“黏胶纤维、棉花、尼龙、涤纶、腈纶、羊毛”中：(1)属于天然纤维的是________。(2)属于再生纤维的是________。(3)属于合成纤维的是________。答案：(1)棉花、羊毛(2)黏胶纤维(3)尼龙、涤纶、腈纶1．广东有众多非物质文化遗产，其主要成分不是高分子化合物的是()A．佛山剪纸B.石湾陶瓷C．粤绣D.南海藤编答案：B解析：A．纸是植物纤维，属于高分子化合物，A不符合题意；B.陶瓷是硅酸盐产品，是无机材料，不属于高分子化合物，B符合题意；C．绣的成分主要是丝线等人造纤维或孔雀毛等动物蛋白质，属于高分子化合物，C不符合题意；D.藤编是植物纤维，属于高分子化合物，D不符合题意；故选B。2．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相似，不互为同系物，D错误。3.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—CH2—CH2—CH2—C．碳纤维属于合成有机高分子化合物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。4．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)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)CH2CH—CN(2)①CH≡CH＋HCNeq\o(→,\s\up7(一定条件))CH2CH—CN，加成反应②nCH2CH—CNeq\o(→,\s\up7(催化剂))，加聚反应解析：(1)高聚物的链节为，单体为H2===CH—CN。(2)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①CH≡CH＋HCNeq\o(→,\s\up7(一定条件))CH2=CH—CN；②nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up7(催化剂))。课时测评18烃有机高分子材料(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)题点一烃1．(2024·北京顺义高一期中)下列有机化合物中，不属于烃的是()A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2CH3C．CH3COOH D．答案：C解析：CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3、均为只含有C、H两种元素的化合物，属于烃，CH3COOH中含有C、H、O三种元素，不属于烃，是烃的含氧衍生物。2．(2024·辽宁葫芦岛高一联考)下列物质中，属于链状烷烃的是()A．C8H8B．CH3CH2OHC．D．CH2===CH2答案：C解析：A．链状烷烃的通式为CnH2n＋2，C8H8不属于链状烷烃，A错误；B.乙醇中除了C和H还有O元素，不属于烃类，B错误；C．分子式为C8H18，满足链状烷烃的通式，属于链状烷烃，C正确；D.CH2==CH2属于烯烃，不属于烷烃，D错误。3．(2023·河南洛阳一中高一校考)下列叙述中不正确的是()A．烃一定含有碳元素和氢元素B．含有碳元素和氢元素的化合物一定是烃C．含有碳元素和氢元素的化合物不一定是有机化合物D．烃完全燃烧后一定生成二氧化碳和水答案：B解析：A．烃一定只含有碳元素和氢元素，A正确；B.含有碳元素和氢元素的化合物不一定是烃(如乙醇)，B错误；C．含有碳元素和氢元素的化合物不一定是有机化合物(如碳酸氢钠)，C正确；D.烃只含有碳元素和氢元素，所以完全燃烧后一定生成二氧化碳和水，D正确。4．下列关于碳氢化合物的叙述正确的是()A．碳氢化合物的通式为CnH2n＋2B．燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物C．有些烷烃在光照下不能与氯气发生取代反应D．碳氢化合物的相对分子质量一定是偶数答案：D解析：CnH2n＋2是链状烷烃的通式，而不是所有碳氢化合物的通式，A错误；燃烧产物为CO2和H2O的化合物不一定为碳氢化合物，有可能含有氧元素，B错误；烷烃都能在光照下与Cl2发生取代反应，C错误；因为碳的相对原子质量为偶数且成的价键为4个，结合的氢原子一定为偶数，因此碳氢化合物的相对分子质量一定为偶数，D正确。5．下列对烃的分类不正确的是()A．CH4、CH2=CH2、CH2=CHCH=CH2均属于饱和烃B．CH3CH2CH3、CH3CH=CH2、CH3CH=CHCH2CH=CH2均属于链状烃C．CH3CH3、CH3CH2CH3、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、CH3CH2CH3、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。题点二有机高分子材料6．(2024·哈尔滨四中高一期中)下列物质属于高分子化合物的是()A．苯 B．聚丙烯C．乙烯 D．1，2­二溴乙烷答案：B解析：A．苯分子式是C6H6，是小分子化合物，不属于高分子化合物，A错误；B.聚丙烯是丙烯发生加聚反应产生的高聚物，其结构简式是，该物质属于高分子化合物，B正确；C．乙烯分子式是C2H4，是小分子化合物，不属于高分子化合物，C错误；D.1，2­二溴乙烷分子式是C2H4Br2，是小分子化合物，不属于高分子化合物，D错误。7．(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：D8．(2023·广东江门一中高一校考)下列叙述不正确的是()A．高分子材料能以石油、煤等化石燃料为原料进行生产B．聚丙烯的分子中含有碳碳双键C．橡胶硫化过程中发生了化学变化D．塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等都属于常见的合成有机高分子材料答案：B解析：A．以石油、天然气和煤等为原料可以制成有机小分子单体，再经聚合反应可制得合成纤维，A正确；B.聚丙烯的结构式为，故聚丙烯分子中不含碳碳双键，B错误；C．橡胶硫化过程中，使线型的高分子链之间通过硫原子产生交联，形成网状结构，其中发生了复杂的物理变化和化学变化，C正确；D.塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等都属于常见的合成有机高分子材料，D正确。9．下列有关有机高分子材料说法不正确的是()A．橡胶分为天然橡胶和合成橡胶，均具有弹性B．硫化过程使橡胶的结构由网状结构转化为线型结构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：A．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正确；B.橡胶通过硫化，由线型结构转化为网状结构，B错误；C．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正确；D.家用不粘锅涂层的主要成分为聚四氟乙烯，它的链节为，可确定其单体是CF2===CF2，D正确。10．熔喷布是口罩的核心材料，主要成分是聚丙烯。下列说法正确的是()A．聚丙烯单体中最多7个原子共平面B．聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．聚丙烯可以用(C3H6)n表示，是一种纯净物D．橡胶、聚丙烯、纤维素都是天然的高分子化合物答案：A解析：A．甲基中最多有2个原子与其他原子共面，聚丙烯的单体是CH2===CHCH3，最多7个原子共平面，故A正确；B.聚丙烯结构简式是，不含碳碳双键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故B错误；C．聚丙烯可以用(C3H6)n表示，属于高分子，没有固定的熔、沸点，是混合物，故C错误；D.橡胶、纤维素是天然的高分子化合物，聚丙烯是合成高分子化合物，故D错误。11．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。12．化合物(a)与(b)的结构简式如图所示。下列叙述正确的是()A．(a)与(b)互为同分异构体B．(a)分子中所有碳原子均共面C．(b)的一氯取代物共有3种D．(a)与(b)均有四种不同化学环境的氢原子答案：A解析：A．(a)与(b)的分子式都为C7H8，结构不同，所以互为同分异构体，故A正确；B.(a)分子中两个环共用的碳原子，与周围4个碳原子相连，构成四面体结构，所有碳原子不可能均共面，故B错误；C．(b)中含有4种氢原子，则(b)的一氯取代物共有4种，故C错误；D.(a)与(b)分别含有三种、四种不同化学环境的氢原子，故D错误；故选A。13．某芳香烃的结构为，它的分子式及其一氯代物的种数分别为()A．C18H18、8 B．C18H14、7C．C18H14、4 D．C18H18、6答案：C解析：根据有机物的结构简式，以及碳的成键特点，该有机物的分子式为C18H14，该有机物高度对称，如图所示，有4种不同化学环境的氢原子，即一氯代物有4种，选项C正确；答案为C。14．如表是A、B、C、D四种烃的有关信息。ABCD①球棍模型：②能和Cl2在光照条件下生成多种氯代物①能使溴水褪色②标准状况下，气体密度为1.25g·L-1①既不能使溴水因发生反应而褪色，也不能使酸性KMnO4溶液褪色②平面结构③球棍模型：①能使溴水褪色②1mol能和2molH2加成③填充模型：(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1∶1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1∶1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________(填字母)。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分子中的化学键比较特殊，化学键不同于一般的碳碳单键和碳碳双键E．1molC分子和H2在一定条件下反应，最多需要3molH2答案：(1)平面结构H—C≡C—H直线形(2)CH3CH3CH2=CH2(3)CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))(4)CH≡CH＋Br2→BrCHCHBr紫红色褪去(或紫红色变浅)(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(CH≡CH)。乙烷为饱和烷烃，和甲烷互为同系物；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1∶1加成反应的方程式为CH≡CH＋Br2→，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。15．(1)请写出烷烃CxHy在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：____________。(2)有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷4种烷烃，试回答下列问题：①相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗O2最多的是________。②等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗O2最多的是________。③在120℃、1.01×105Pa条件下，某气态烃与足量的O2完全反应后，测得反应前后气体的体积没有发生改变，则该烃为________。④10mL某气态烃，在50mLO2中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35mL的混合气(所有气体体积均在同温同压下测定)，该气态烃是________________________________。(3)的分子式为________，1mol该烃完全燃烧需消耗氧气________mol。答案：(1)CxHy＋(x＋eq\f(y,4))O2eq\o(→,\s\up7(点燃))xCO2＋eq\f(y,2)H2O(2)