高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 乙烯与有机高分子材料第2课时导学案

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新知探究(一) 烃及烃的分类[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
仔细观察下列给出的有机物的组成、结构(碳键、碳链)情况，结合有关概念思考下列问题：
1．烃的概念
从元素组成角度看属于烃的有： 。
2．烃的分类
(1)饱和烃与不饱和烃：
在属于烃类的物质中，从碳原子的价键是否饱和角度看属于饱和烃的有： ，属于不饱和烃的有： 。
(2)链状、环状饱和烃：在饱和烃中根据碳骨架呈现的形状看，属于链状饱和烃的是 ，属于环状饱和烃的是 。
(3)烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃
属于烷烃的是 ，属于烯烃的是 ，属于炔烃的是 ，属于芳香烃的是 。
[落实新知能]
1．烃的概念理解
仅含碳和氢两种元素的有机化合物称为烃，判断是不是烃只看元素组成即可。
2．烃的常见分类方法
[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。
3．苯的特殊结构的理解
(2)平面形分子：苯分子中的12个原子共平面，是一种平面形分子。
[演练新学考]
1．下列物质可能为不饱和烃的是( )
A．C5H12 B．C5H9Cl
C．C5H8 D．C2H6O
2．下列有机物分子中，所有的原子不可能在同一平面上的是( )
3．苯分子实际上不具有碳碳单键和碳碳双键的交替结构，下面是某同学收集的有关事实，其中可以作为证据的有( )
①苯的间位二元取代物只有一种；②苯的邻位二元取代物只有一种；③苯不能使酸性KMnO4溶液褪色；④苯不能与溴水反应
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．全部
新知探究(二) 烷、烯、炔烃的结构与性质比较[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
通过代表物甲烷、乙烯、乙炔组成、结构与性质的比较，探究烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质的差异性。
1．三种烃的组成结构比较
(1)比较甲烷、乙烯、乙炔中碳原子的价键饱和情况，用烃分类方法将其分类？
提示：甲烷中碳原子化合价均饱和，属于饱和链烃，乙烯、乙炔中分别含有碳碳双键和碳碳三键，属于不饱和链烃。
(2)根据链状烷烃的分子通式，试归纳单烯烃(分子中只含1个碳碳双键)和单炔烃(分子中只含1个碳碳三键)的分子通式？
提示：碳原子数相同的链状单烯烃、单炔烃比链状烷烃分别少2个和4个氢原子，即链状单烯烃通式为CnH2n(n≥2)，链状单炔烃通式为CnH2n－2(n≥2)。
(3)三者互为同系物吗？
提示：同系物要求结构相似，分子间相差n个CH2原子团。无论从结构还是组成上看三者不互为同系物。
2．三种烃的性质比较
(1)不饱和烃的性质相似，三种烃中哪些既能发生加成反应，又能使KMnO4溶液褪色？哪些能发生取代反应？
提示：①乙烯和乙炔中分别含有碳碳双键和碳碳三键，不稳定，既可以与溴单质发生加成反应也能被酸性高锰酸钾溶液氧化；②甲烷不能发生加成反应，也不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，能与卤素单质在光照条件下发生取代反应。
(2)三种烃均能燃烧，燃烧时有什么区别？
提示：燃烧时火焰明亮，放出大量的热，随含碳量的增加，并伴有黑烟，且越来越浓。
[落实新知能]
链状烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质比较
[演练新学考]
1．甲烷中混有乙烯，欲除去乙烯得到纯净的甲烷，可依次将其通过下列哪组试剂的洗气瓶( )
A．澄清石灰水，浓H2SO4
B．溴水，浓H2SO4
C．酸性高锰酸钾溶液，浓H2SO4
D．浓H2SO4，酸性高锰酸钾溶液
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
3．苯乙烯是一种重要的有机化工原料，其结构简式为，它不可能具有的性质是( )
A．易溶于水，不易溶于有机溶剂
B．在空气中燃烧产生黑烟
C．它能使溴的四氯化碳溶液褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．能发生加成反应
新知探究(三) 有机高分子材料[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．材料的分类
把下列给出的材料按照材料的性质、来源以及使用历史等不同角度进行分类：
A．铁合金B．水泥、玻璃、陶瓷 C．硅和二氧化硅 D．棉花、羊毛、天然橡胶等 E．塑料、合成橡胶、合成纤维、黏合剂、涂料等。
(1)金属材料：
(2)无机非金属材料：传统无机非金属材料 ，新型无机非金属材料 。
(3)有机高分子材料：天然有机高分子材料 ，合成有机高分子材料 。
2．塑料
(1)塑料的成分
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(主要成分：合成树脂如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、, 酚醛树脂等,\a\vs4\al(特定作用,的添加剂)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(增塑剂：提高塑性,防老剂：防止塑料老化,增强材料,着色剂))))
(2)塑料的性能
具有强度 、密度 、耐腐蚀、易加工等优良的性能。
(3)常见塑料及主要用途
3．橡胶
(1)橡胶的分类
eq \a\vs4\al(橡,胶)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(天然橡胶聚异戊二烯,合成橡胶\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(异戊橡胶又称合成天然橡胶,通用橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶,特种橡胶\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(氟橡胶：耐热和耐酸、碱腐蚀,硅橡胶：耐高温和严寒))))))
(2)橡胶的结构
(3)橡胶的用途
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。
4．纤维
(1)纤维的分类
eq \a\vs4\al(纤,维)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝和麻等,化学纤维\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(再生纤维：将农林产品中的纤维素、蛋白, 质等加工处理制成的,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, 应制成))))
(2)常见的合成纤维
聚丙烯纤维( )、聚氯乙烯纤维(氯纶)、聚丙烯腈纤维( )、聚对苯二甲酸乙二酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶、芳纶)。
(3)合成纤维的性能
具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能。
(4)合成纤维的用途
用于人类穿着，制成绳索、渔网、工业用滤布，飞机、船舶的结构材料等，广泛用于工农业生产的各个领域。
[落实新知能]
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。
[演练新学考]
1．下列有机物中不属于天然有机高分子材料的是( )
A．棉花 B．淀粉
C．尼龙 D．羊毛
2．以石油化工为基础的三大合成材料是( )
①合成氨 ②塑料 ③医药 ④合成橡胶 ⑤合成尿素 ⑥合成纤维 ⑦合成洗涤剂
A．②④⑦ B．②④⑥
C．①③⑤ D．④⑤⑥
3．PVC是聚氯乙烯的英文缩写，为保证PVC塑料制品的性能，通常需要加入多种有机助剂。下列选项中的事实均能支持“PVC保鲜膜对人体健康带来危害”这种假设的是( )
①PVC塑料属于高分子材料
②使用的有机助剂有毒
③含氯的化合物不一定有毒
④在高温下会分解出有害物质
A．①② B．③④
C．②④ D．①③
eq \a\vs4\al([课时跟踪训练])
学业水平考试达标练
1．下列说法中正确的是( )
A．塑料在自然环境下不易分解，会造成“白色污染”
B．用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯塑料
C．天然纤维是不能再被加工的
D．塑料、橡胶和纤维制品所含的元素种类完全相同
2．下列属于芳香烃的是( )
3．橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增强某些橡胶的强度，加工时往往需要对其进行硫化处理，即将橡胶原料与硫黄在一定条件下反应。橡胶制品的硫化程度越高，其强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是( )
A．橡皮筋 B．汽车外胎
C．普通气球 D．医用乳胶手套
4．下列关于苯的叙述不正确的是( )
A．属于不饱和烃
B．难溶于水且比水轻
C．分子中含有碳碳双键
D．不能使溴的四氯化碳溶液褪色
5．下列有机物中，完全燃烧时生成的二氧化碳和水的物质的量之比为1∶1的是( )
A．乙烷 B．乙烯
C．乙炔(C2H2) D．乙醇
6．航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船，进入太空探索。其依据是( )
A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产
B．塑料中加入添加剂可得到性能比铝更优良的新型材料
C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到
D．塑料是有机物，不和强酸强碱作用
7．生活中使用的塑料食品盒、水杯等通常由聚苯乙烯制成，其结构简式为。根据所学知识，可以判断( )
A．聚苯乙烯能使溴水褪色
B．聚苯乙烯是一种天然高分子化合物
C．聚苯乙烯可由苯乙烯通过化合反应制得
D．聚苯乙烯单体的分子式为C8H8
9．已知仅含C、H两种元素的常见聚合物A和乙烯的混合物，只要质量一定，无论其含量为多少，燃烧后生成的CO2的量总是一个常数，则该聚合物可能是( )
10．保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是( )
A．PVC保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化，能溶于酒精
B．PVC的单体可由PE的单体与氯化氢加成制得
C．鉴别PE和PVC，可把其放入试管中加热，在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸，如果试纸变红，则为PVC；不变红，则为PE
D．等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗的氧气相等
11．甲烷、乙烯和苯都是常见的烃类，请回答下列问题。
(1)在一定条件下能发生取代反应的是________。
(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的物质是_____________________________________。
(3)乙烯在催化剂作用下能得到一种塑料，该反应的化学方程式为__________________________，反应类型为__________。
12．根据下列事实，进一步推断苯分子的结构。
a．苯分子中1个氢原子被氯原子取代，产物只有一种。
b．苯分子中2个氢原子被氯原子取代，邻位二氯取代产物只有一种。
c．一分子苯在一定条件下能与三分子氢气发生加成反应，生成环己烷()。
(1)推断苯分子中6个碳原子“化学环境”_______(填“等同”或“不等同”，下同)，6个碳碳键________。
(2)苯分子是________(填“环状”或“链状”)结构。
13．合成有机玻璃的化学方程式如下：
(1)该反应的类型为________反应。
(2)其中单体是________________，高分子化合物的链节为________，n值叫________。
(3)有机玻璃属________(填“纯净物”或“混合物”)。
14．橡胶树是热带植物，在我国海南已大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，其结构简式为。
试回答下列问题：
(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是______________________________，天然橡胶加入适量的硫化剂进行硫化后，其结构由________变成________，因而硫化橡胶______(填“能”或“不能”)溶于汽油。
(2)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，______(填“能”或“不能”)使溴水褪色。
15．高分子材料在生产、生活中的应用极为广泛，已知高分子材料的相关知识如下。
(1)高分子材料结构示意图：
(2)高分子材料的主要应用：
a．用于制备塑料薄膜B．用于制备光学仪器
c．用于制备汽车轮胎
请从上述各项中选择出最恰当的选项，将其代号填入下表中。
1.以乙炔、苯等烃为例认识有机化合物的碳原子成键特点。
2.通过对塑料、橡胶和纤维的学习，了解有机高分子材料的性能和用途。
烃的类别
代表物
特点
饱和烃
(烷烃)
链状烷烃
甲烷、乙烷
只含碳碳单键的链烃
环状烷烃
环己烷
只含碳碳单键的环烃
不饱和烃
烯烃
乙烯
含碳碳双键
炔烃
乙炔
含碳碳三键
芳香烃
苯
含苯环结构
类别
链状烷烃
链状单烯烃
链状单炔烃
代表物
CH4
CH2CH2
CHCH
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
塑料
主要用途
聚乙烯
制成薄膜、用于食品、药物的包装材料
聚氯乙烯
制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料
聚苯乙烯
制成泡沫塑料、日常用品、绝缘材料
聚四氟乙烯
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
制成薄膜、管道、日常用品、包装材料等
聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)
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)
制成电器开关、插座及日常用品等
项目
硫化
橡胶
CH2—CH2
结构
用途