


高中人教版 (2019)第七章 有机化合物第二节 乙烯与有机高分子材料导学案及答案
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第七章 有机化合物
第二节 乙烯与有机高分子材料
第2课时 烃 有机高分子材料
课程学习目标
1.了解烃的概念,了解常见烃的种类。
2.了解高分子化合物的结构特点和基本性质。
3.知道塑料、合成纤维、合成橡胶的性质和用途。
学科核心素养
宏观辨识与微观探析:
1.能从微观结构解释塑料、合成纤维、合成橡胶中同类物质的共性和不同类物质性质差异及其原因。
2.能从宏观上认识常见高分子材料,了解高分子化合物的结构特点和性质。
【新知学习】
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
3.苯
(1)物理性质
苯通常是 无 色、有 特殊 气味的 液 体,有 毒 ,密度比水 小 (d=0.87g/cm3), 难 溶于水,沸点80.1℃,易液化,熔点5.5℃,用冰冷却可凝成无色晶体,是重要的有机溶剂。
(2)组成与结构
分子式: C6H6
苯的结构式: 苯的结构简式: 或
苯是芳香烃的母体,是一种具有环状结构的不饱和烃,
苯分子为 平面六边形 结构,键角为 120° 。6个碳原子间的键完全相同;
苯分子中碳碳键键长为1.40×10-10m介于 碳碳单键 和 碳碳双键 之间。
【归纳】
烃
甲烷
乙烯
乙炔
苯
化学键
C—H
C—H、
C—H、
—C≡C—
6个碳碳键完全相同
电子式
H︰C⋮⋮C︰H
——
分子结构
特点
正四面体
平面形
直线形
平面形
二.有机高分子材料
1.塑料
(1)组成
①主要成分:合成树脂。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等。
②特定作用的添加剂:提高塑性的增塑剂,防止塑料老化的防老剂,增强材料,着色剂等。
(2)性能:强度高、密度小、耐腐蚀、易加工。
2.橡胶
(1)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的必需原料。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碳碳双键,易发生氧化反应。
(2)橡胶的分类
橡胶硅橡胶:耐高温和严寒(氟橡胶:耐热和耐酸、碱腐蚀)
(3)合成橡胶
①原料:以石油、天然气中的二烯烃和烯烃为原料。
②性能:具有高弹性、绝缘性、气密性、耐高温或耐低温等性能。
3.纤维
(1)分类
维(纤)纶、氯纶、芳纶(锦纶、腈纶、丙)
(2)合成纤维的性质和用途
①性质:合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能。
②用途:制作衣物、绳索、渔网、工业用滤布和飞机、船舶的结构材料等。
【知识进阶】
一.加聚产物单体的推断
【问题探究】
巴西三叶橡胶树产出的橡胶,通常称为天然橡胶,结构简式为,该高聚物的单体是什么?
【知识归纳总结】
1.凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将链节两端两个半键断开向内闭合即可。
如,其单体是。
2.凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的聚合物,其单体必为两种,在链节两端及正中央画线断开,然后左右两个半键闭合即可。
如的单体为CH2==CH2和CH3—CH==CH2。
3.凡链节主链上只有碳原子且存在C==C键结构的高聚物,判断其合成单体的规律是“见双键,四个碳,无双键,两个碳”划线断开,然后将半键闭合,将单、双键互换即可。
如的单体是。
【典例1】按要求完成下列问题。
(1)聚苯乙烯的结构为,试回答下列问题:
①聚苯乙烯的链节是 ,单体是 。
②实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000,则该高聚物的聚合度n为 。
(2)完成下列反应的化学方程式,并指出其反应类型。由丙烯制取聚丙烯:
。
【答案】, 500
nCH3—CH==CH2催化剂(——→) , 加聚反应
【解析】
(1)聚苯乙烯的链节是,单体是,n=104(52 000)=500。
(2)丙烯制取聚丙烯的反应是加聚反应。
(变式训练1)氯丁橡胶的化学结构可表示为
其链节为 ,单体为 。
【答案】,
【解析】
由氯丁橡胶的结构可知,合成它的单体是。
二.加聚反应的特点和类型,
【问题探究】
1.具有什么结构特点的物质才能发生加成反应?
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。
能。nCH3—CH==CH2一定条件(——→)。
【知识归纳总结】
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引发剂(——→)。
(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:nCH2==CH—CH==CH2引发剂(——→)CH2—CH==CH—CH2
(3)共聚:是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。
nCH2==CH2+nCH2==CH—CH3引发剂(——→)
3.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。
【典例2】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 。
【答案】CH2==CHCl CH2==CHCN CHCH2CClCH2 加聚反应 加聚反应
②nCH2==CHCl一定条件(——→)。
③CH≡CH+HCN一定条件(——→)CH2==CH—CN。
⑤2CH≡CH一定条件(——→)CH2==CH—C≡CH。
⑦。
【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CH2CHCCH。
(变式训练2)下列合成高分子化合物的反应中,属于加聚反应的是( )
A.n一定条件(——→)+(n-1)H2O
B.nHCHO+n一定条件(——→)+(n-1)H2O
C.nCH2==CHCl一定条件(——→)
D.nHOOCCOOH+nHO—CH2CH2—OH一定条件(——→)
+(2n-1)H2O
【答案】C
【解析】
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。
三.链状烷烃、烯烃、炔烃的结构与性质比较
类别
链状烷烃
链状单烯烃
链状单炔烃
代表物
CH4
CH2==CH2
CH≡CH
通式
CnH2n+2(n≥1)
CnH2n(n≥2)
CnH2n-2(n≥2)
结构
特点
含碳碳双键
—C≡C—
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
【典例3】鉴别甲烷、乙烯、乙炔三种气体可采用的方法是( D )
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。
(变式训练3)下列对烃的叙述正确的是
A.只有烷烃分子中才存在碳碳单键
B.所有的烃都可以燃烧
C.分子通式为CnH2n+2的烃可能是烷烃,也可能是烯烃
D.除烯烃外,其他烃都不能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】B
【详解】
A.其他物质中也可能含有碳碳单键,如金刚石、丙烯(CH3CH=CH2)等,不一定只有烷烃有才有,A错误;
B.烃都可以燃烧,完全燃烧时生成CO2和H2O,B正确;
C.分子通式为CnH2n+2的烃,碳原子与碳原子之间均为单键,而其他键均与H相连,一定是烷烃,不可能是烯烃,C错误;
D.除了烯烃外,炔烃也可以使高锰酸钾溶液褪色,D错误;
答案选B。
【效果检测】
1.(山西·怀仁市大地学校高中部高一阶段练习)下列生活用品不属于有机合成材料的是
A.塑料瓶 B.不锈钢刀 C.涤纶布料 D.电源插座盒
【答案】B
【解析】
A.塑料是有机合成材料,A项不符合;
B.不锈钢是一种铁合金,B项符合;
C.涤纶布料是一种合成纤维、属于有机合成材料,C项不符合;
D.电源插座盒属于有机合成材料,D项不符合;
答案选B。
2.下列物质中属于烃的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
A. 中仅含C、H两种元素有机物,属于烃,故A正确;
B. 中除了含有C、H两种元素外,还含有氧元素,不属于烃,故B错误;
C. 中除了含有C、H两种元素外,还含有氧元素,不属于烃,故C错误;
D. 中除了含有C、H两种元素外,还含有氧元素和氮元素,不属于烃,故D错误;
故选A。
3.(黑龙江·宾县第二中学高一阶段练习)下列有关高分子材料的表述不正确的是
A.合成高分子材料都很难降解
B.塑料、黏合剂、涂料等都是合成高分子材料
C.棉花、羊毛、天然橡胶等属于天然高分子材料
D.线型和体型高分子材料在溶解性、热塑性和热固性等方面有较大的区别
【答案】A
【解析】
A.合成高分子材料有可降解高分子材料和难降解高分子材料,如聚酯类高分子化合物容易降解,故A错误;
B.塑料、黏合剂、涂料都是合成高分子材料,故B正确;
C.棉花、羊毛、天然橡胶在自然界存在,且是有机高分子材料,都属于天然高分子材料,故C正确;
D.线型和体型高分子材料结构不同,性质不同,线型高分子材料可溶于某些溶剂、具有热塑性,体型高分子材料难溶于一般溶剂、具有热固性,故D正确;
故答案:A。
4.(广东·仲元中学高一期中)下列关于天然橡胶()的叙述中,不正确的是
A.天然橡胶是天然高分子化合物
B.天然橡胶不能燃烧
C.天然橡胶能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.天然橡胶含有双键,能发生加成反应
【答案】B
【解析】
A.淀粉、纤维素、蛋白质和天然橡胶都是天然高分子化合物,故A正确;
B.天然橡胶能燃烧,故B错误;
C.由天然橡胶的结构简式可知,分子中含有碳碳双键,故能被酸性高锰酸钾溶液氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;
D.由天然橡胶的结构简式可知,天然橡胶含有双键,能发生加成反应,故D正确;
故选B。
5.(甘肃·张掖市第二中学高一阶段练习)“我有熔喷布,谁有口罩机”是中国石化为紧急生产医用口罩,在网络上发布的英雄帖。熔喷布是医用口罩的核心材料,它是以聚丙烯为主要原料制成的。下列说法错误的是
A.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.丙烯合成聚丙烯属于加聚反应
C.丙烯与溴发生加成反应生成CH2Br-CH-CH2Br
D.聚丙烯属于难降解的物质,随意丢弃会造成白色污染
【答案】C
【解析】
【分析】
丙烯含有碳碳双键,可发生加成、加聚和氧化反应,具有甲基和碳碳双键的结构特点,以此解答该题。
【详解】
A.丙烯中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A正确;
B.丙烯中含碳碳双键,丙烯能发生加聚反应生成高分子化合物聚丙烯,故B正确;
C.丙烯为CH2=CH﹣CH3,与溴发生加成反应生成CH2Br﹣CHBr﹣CH3,故C错误;
D.聚丙烯性质稳定、难降解,大量使用随意丢弃会造成白色污染,故D正确;
故选:C。
6.(河北·沧州市一中高一阶段练习)下列有关常见烃性质的描述正确的是
A.光照下,CH4能与 Cl2发生取代反应,产物中物质的量最多的是CCl4
B.苯与液溴在一定条件下能发生取代反应
C.甲烷与乙烯混合物可通过溴的四氯化碳溶液分离
D.乙烯和苯分子中均含独立的碳碳双键,都能与H2发生加成反应
【答案】B
【解析】
A.甲烷和氯气反应产物中氯化氢最多,A错误;
B.苯和液溴反应生成溴苯和溴化氢,是取代反应,B正确;
C.甲烷和乙烯混合物通过溴的四氯化碳溶液,乙烯和溴反应生成1,2-二溴乙烷,溶解在四氯化碳中,甲烷也可能溶解在四氯化碳中,C错误;
D.苯中不含碳碳双键,D错误;
故选B。
7.根据乙烯的性质可以推测丙烯(CH2=CH-CH3)的性质,下列说法错误的是
A.丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.丙烯能在空气中燃烧
C.丙烯与溴发生加成反应的产物是CH2Br-CH2-CH2Br D.聚丙烯的结构可以表示为
【答案】C
【解析】
A.丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,能被酸性KMnO4溶液氧化,因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B.丙烯属于烯烃,能在空气中燃烧,反应产生CO2、H2O,B正确;
C.丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,与溴发生加成反应时,断裂碳碳双键中较活泼的碳碳键,然后在两个不饱和的C原子上各形成1个C-Br键,反应产生CH2Br-CHBr-CH3,C错误;
D.丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下,断裂碳碳双键中较活泼的碳碳键,然后这些不饱和的C原子彼此结合形成长链,就得到聚丙烯,其结构简式是,D正确;
故合理选项是C。
8.(辽宁·辽河油田第一高级中学高一期中)面对突如其来的新型冠状病毒,越来越多人意识到口罩和医用酒精的重要作用,医用口罩由三层无纺布制成,无纺布的主要原料是聚丙烯树脂。下列说法错误的是
A.医用口罩能有效预防新型冠状病毒传染
B.聚丙烯树脂属于合成有机高分子材料
C.医用酒精中乙醇的体积分数为95%
D.合成聚丙烯树脂的单体是丙烯
【答案】C
【解析】
A.医用口罩起到杀菌消毒,隔离飞沫传播等功效,能有效预防新型冠状病毒传染,故A正确;
B.聚丙烯属于合成纤维、是高聚物,属于有机合成高分子材料,故B正确;
C.95%酒精会使细菌细胞外面形成保护层,酒精不能完全进入细菌细胞内,达不到杀菌目的,75%的酒精杀菌效果最好,所以医用酒精中乙醇的浓度为75%,故C错误;
D.聚丙烯是由丙烯在一定条件下发生加聚反应得到的,丙烯是聚丙烯的单体,故D正确;
故选:C。
9.(河北·石家庄二中高一期中)下列有关有机物的表示方法说法错误的是
A.甲表示乙烯的球棍模型 B.乙表示甲烷的空间充填模型
C.丙表示乙烷的结构简式 D.符合丁通式的为链状烷经
【答案】D
【解析】
A.乙烯的结构简式为:CH2=CH2,甲表示乙烯的球棍模型,A正确;
B.乙表示甲烷的空间充填模型即比例模型,B正确;
C.乙烷的分子式为C2H6,丙表示乙烷的结构简式,C正确;
D.符合丁通式(CnH2n)的为链状烯经或环烷烃,D错误;
答案选D。
10.(河北承德第一中学高一阶段练习)下列说法错误的是
A.用溴的四氯化碳溶液可除去甲烷中的乙烯
B.乙烯和甲苯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.苯在空气中燃烧时冒浓烟,说明苯组成中含碳量较高
D.邻二甲苯仅有一种空间结构可证明苯分子中不存在单双键交替的结构
【答案】A
【解析】
A.乙烯与Br2发生加成反应产生1,2-二溴乙烷溶解在四氯化碳溶液中,但甲烷也能溶解在四氯化碳溶液中,不能达到除杂的目的,A错误;
B.乙烯和甲苯均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因而都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.苯分子式是C6H6,由于物质状态为液态,且其含碳量较大,因此苯在空气中燃烧时冒浓烟,C正确;
D.若苯分子中存在单双键交替的结构,则邻二甲苯就存在2种不同的结构。现在邻二甲苯仅有一种空间结构,说明苯分子中不存在单双键交替的结构,D正确;
故合理选项是A。
11.(河北承德第一中学高一阶段练习)下列属于甲烷、乙烯、乙炔的共性的是
A.点燃后都有黑烟生成 B.密度都比空气小
C.都能使酸性KMnO4溶液褪色 D.都能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【解析】
A.甲烷燃烧火焰呈淡蓝色,无黑烟产生,A不符合题意;
B.甲烷、乙烯、乙炔的相对分子质量分别是16、28、26,都小于空气的平均相对分子质量29,因此甲烷、乙烯、乙炔的密度都比空气小,B正确;
C.甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化,因此不能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误;
D.甲烷分子中不含不饱和键碳碳双键或碳碳三键,因此不能能使溴的四氯化碳溶液褪色,D错误;
故合理选项是B。
12.(河北承德第一中学高一阶段练习)下列烯烃的命名正确的是
A.2—乙基—1—丙烯 B.2,2—二甲基—1,3—丁二烯
C.2—甲基—3—戊烯 D.2—甲基—2—丁烯
【答案】D
【解析】
A.碳链选错,应该选择包括碳碳双键在内的最长碳链为主链,该物质名称应该为2-甲基-1-丁烯,A错误;
B.C原子最外层有4个电子,最多形成4个共用电子对,在2号C原子上不能有2个甲基,B错误;
C.碳链的首端选错,应该选择离碳碳双键较近的右端为起点,给主链上C原子编号,以确定支链和碳碳双键的位置,该物质名称是4-甲基-2-戊烯,C错误;
D.符合物质的系统命名方法,D正确;
故合理选项是D。
13.(北京·101中学高一期末)下列说法正确的是
①可用酸性高锰酸钾溶液鉴别甲烷和乙烯
②乙醇可与钠反应,因为分子中含有羟基
③可用分液的方法分离酒精和水
④苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,能证明苯分子中的碳碳键不是单、双键交替排列
⑤CH3COOH可与小苏打溶液反应,生成气泡
⑥正丁烷和异丁烷互为同系物
A.①②③⑤ B.②③④⑤ C.②④⑤⑥ D.①②④⑤
【答案】D
【解析】
①乙烯分子中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以可用酸性高锰酸钾溶液鉴别甲烷和乙烯,①正确;
②乙醇的结构简式为CH3CH2OH,分子中含有羟基,羟基中的氢原子活泼,可与钠反应,②正确;
③酒精与水互溶,液体不分层,不能用分液的方法分离酒精和水,③不正确;
④碳碳双键能被酸性高锰酸钾氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则可证明苯分子中的碳碳键不是单、双键交替排列,④正确;
⑤CH3COOH的酸性比碳酸强,可与小苏打发生复分解反应,从而生成二氧化碳气体,所以生成气泡,⑤正确;
⑥正丁烷和异丁烷的分子式都为C4H10,二者互为同分异构体,而不互为同系物,⑥不正确;
综合以上分析,①②④⑤正确,故选D。
14.(河北·张家口市第一中学高一阶段练习)下列化学用语不正确的是
A.乙烯的空间充填模型: B.甲基的电子式:
C.丁烷的分子式:C4H10 D.聚乙烯的结构简式:
【答案】D
【解析】
A.乙烯分子结构简式是CH2=CH2,分子是平面结构,其空间充填模型是:,A正确;
B.C原子最外层有4个电子,其中3个电子与3个H原子形成3个C-H共价键,得到甲基,故甲基的电子式为:,B正确;
C.烷烃分子式通式是CnH2n+2,丁烷分子中含有4个H原子,则根据分子式通式可知其中所含H原子数为10个,故丁烷的分子式为:C4H10,C正确;
D.聚乙烯链节是—CH2-CH2—,故其结构简式是,D错误;
故合理选项是D。
15.下列叙述正确的是
A.通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
B.C2H4和C4H8一定互为同系物
C.燃烧后生成CO2和H2O的有机物一定是烃
D.与球棍模型相比,空间充填模型更能反映出有机物的真实结构
【答案】D
【解析】
A.通式为CnH2n+2的烃一定是烷烃,A错误;
B.C2H4和C4H8的结构不一定相似,二者不一定互为同系物,B错误;
C.燃烧后生成CO2和H2O的有机物不一定是烃,例如乙醇完全燃烧生成CO2和H2O,C错误;
D.空间充填模型表示每个原子的容积和分子实际形状的致密的分子模型,与球棍模型相比,空间充填模型更能反映出有机物的真实结构,D正确;
答案选D。
16.(辽宁沈阳·高一期末)1,1-二环丙基乙烯()是重要医药中间体,下列关于该化合物的说法错误的是
A.所有碳原子不能在同一平面
B.二氯代物有5种
C.能被酸性高锰酸钾溶液氧化
D.该有机物的分子式为C8H12
【答案】B
【解析】
A.由于含有类似甲烷的结构,因此所有碳原子不可能在同一平面上,A正确;
B.该物质分子结构对称,若2个Cl原子在同一个C原子上,有2种不同的结构;若2个Cl原子在不同的C原子上,其中一个Cl原子在不饱和C原子上,可能有2种不同结构;若其中一个Cl原子位于连接在不饱和C原子的环上的C原子上,另一个C原子可能在同一个环上有1种结构;在不同环上,具有2种结构;若一个Cl原子位于-CH2-上,另一个Cl原子在同一个环上,只有1种结构;在两个不同环上,又有1种结构,因此可能的同分异构体种类数目为:,B错误;
C.含有碳碳双键,因此能被酸性高锰酸钾溶液氧化,C正确;
D.根据结构式可知,该化合物分子中含有8个碳原子、12个氢原子,分子式为C8H12,D正确;
故选B。
17.(甘肃·张掖市第二中学高一阶段练习)请完成下列各题:
(1)乙烯的电子式:_______,甲烷的空间构型是 _______。
(2)现有CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6五种有机物,等质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 _______,相同状况下,同体积的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是 _______。
(3)若分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,则该烃的结构简式为 _______。
(4)人造羊毛的主要成分是聚丙烯腈(丙烯腈:CH2═CH﹣CN),试写出以乙炔、HCN 为原料,两步反应合成聚丙烯腈的化学方程式,并注明反应类型。
①_______、反应类型 _______。
②_______、反应类型 _______。
【答案】(1) 正四面体
(2) CH4 C3H6
(3)CH3C≡CCH3
(4) HC≡CH+HCNCH2=CHCN 加成反应 nCH2=CHCN 加聚反应
【解析】
(1)
乙烯的结构式为,其电子式为;甲烷中碳原子形成4个C﹣H键,没有孤电子对,价层电子对数为4,故甲烷的空间构型为正四面体,
故答案为:;正四面体;
(2)
等质量的烃完全燃烧,氢的含有越大,消耗氧气的量越多,CH4中C原子与H原子数目之比为1:4,故甲烷中氢元素质量分数最大,故等质量的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是CH4;烃的组成为CxHy,1molCxHy的耗氧量为(x+)mol,C3H6中碳原子数目、H原子数目都最大,体积之比等于其物质的量之比,故相同状况下,同体积的以上物质完全燃烧时消耗O2的量最多的是C3H6,故答案为:CH4;C3H6;
(3)
分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,应是碳碳三键中碳原子分别连接甲基,该烃的结构简式为CH3C≡CCH3,
故答案为:CH3C≡CCH3;
(4)
乙炔与HCN发生加成反应生成CH2=CHCN,CH2=CHCN再发生加聚反应生成,反应方程式依次为:①HC≡CH+HCNCH2=CHCN,②nCH2=CHCN,
故答案为:①HC≡CH+HCNCH2=CHCN;加成反应;
②nCH2=CHCN;加聚反应。
18.(江西·萍乡市第二中学高一阶段练习)乙烯是石油化工的重要基本原料。通过一系列化学反应,可以由乙烯得到有机高分子材料、药物等成千上万种有用的物质。根据如图装置,将乙烯通入图中三种溶液中,回答下列问题:
(1)已知:1,2-二溴乙烷的密度比水的大,难溶于水,易溶于四氯化碳。
预测:试管①中装有溴的四氯化碳溶液。试管①可能出现的实验现象是_______。试管②中装有溴水,则试管②可能出现的实验现象为_______。
(2)试管③中装有的是酸性高锰酸钾溶液,则试管③发生反应的类型为_______
(3)写出试管①中发生反应的化学方程式:_______,反应类型为_______
(4)做乙烯燃烧实验之前必须进行的操作是_______,乙烯燃烧可能观察到的现象是_______
(5)下列属于有机高分子化合物的是_______ (填标号)。
①聚乙烯(PE)②光导纤维③聚四氟乙烯(PTFE)④聚丙烯(PP)⑤聚氯乙烯(PVC)⑥石墨纤维
A.①②③④ B.②③④⑥ C.③④⑤⑥ D.①③④⑤
(6)比乙烯多一个碳原子的一种烯烃可以用来制取塑料其化学方程式为_______,生成物化学名称为_______,其链节为_______。
(7)利用乙烯生产 聚苯乙烯的流程如图:
①苯乙烯分子中共平面的碳原子最多_______个。
②1mol苯乙烯最多可与_______molH2加成。
③苯乙烯发生加聚反应,产物的结构简式为_______。
【答案】 橙红色褪去,液体不分层 橙黄色褪去,液体分层 氧化反应 Br2+CH2=CH3→BrCH2CH2Br 加成反应 验纯 产生明亮火焰并伴有黑烟 D nCH3CH=CH2 聚丙烯 8 4
【解析】
(1) 试管①中装有溴的四氯化碳溶液呈橙红色,乙烯和溴能发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,已知:1,2-二溴乙烷易溶于四氯化碳,故试管①可能出现的实验现象是橙红色褪去,液体不分层;1,2-二溴乙烷的密度比水的大,难溶于水、无色,试管②中装的溴水呈橙黄色,则试管②可能出现的实验现象为橙黄色褪去,液体分层,故答案为:橙红色褪去,液体不分层;橙黄色褪去,液体分层。
(2) 试管③中装有的是酸性高锰酸钾溶液,乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使之褪色、则试管③发生反应的类型为氧化反应,故答案为:氧化反应。
(3)试管①中乙烯和溴能发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,化学方程式:Br2+CH2=CH3→BrCH2CH2Br,反应类型为加成反应,故答案为:Br2+CH2=CH3→BrCH2CH2Br;加成反应。
(4)乙烯是易燃气体,与空气的混合气体直接点燃可能爆炸,做乙烯燃烧实验之前必须进行的操作是检验乙烯的纯度,乙烯含碳量较高、不易充分燃烧,燃烧可能观察到的现象是产生明亮火焰并伴有黑烟,故答案为:验纯;产生明亮火焰并伴有黑烟。
(5)①聚乙烯(PE)是乙烯加聚所得,属于有机高分子化合物;②光导纤维为二氧化硅、不属于有机高分子化合物;③聚四氟乙烯(PTFE)为四氟乙烯的加聚产物、属于有机高分子化合物;④聚丙烯(PP)为丙烯的加聚产物、属于有机高分子化合物;⑤聚氯乙烯(PVC)为氯乙烯的加聚产物、属于有机高分子化合物;⑥石墨纤维的组成元素为碳元素,不属于有机高分子化合物;属于有机高分子化合物的是①③④⑤,故答案为:D。
(6)比乙烯多一个碳原子的一种烯烃为CH3CH=CH2,CH3CH=CH2在一定条件下发生加聚反应生成聚丙烯高分子化合物,反应方程式为nCH3CH=CH2 ,高分子化合物的最小基本单元称为链节,因此聚丙烯的链接为,故答案为:nCH3CH=CH2 ;聚丙烯;。
(7)①苯环及与苯环直接相连的原子与苯环共平面,与碳碳双键相连的原子均处于同一平面,因此苯乙烯中最多共平面的碳原子有8个,故答案为:8。
②苯乙烯中苯环和碳碳双键能与H2发生加成反应,因此1mol苯乙烯最多可与4mol H2加成,故答案为:4。
③苯乙烯中碳碳双键能发生加聚反应生成聚苯乙烯,其结构简式为,故答案为:。
19.有机物的种类和数目非常庞大,认识简单的有机物是我们学习有机化学的开始。现有如图所示几种有机物的结构:
回答下列问题:
(1)上述结构中更能真实反映有机物存在状况的是___________(填正确答案标号)
(2)E、F、G三者互为___________。A、B、E三者互为___________。
(3)C能使溴的四氯化碳溶液褪色,反应的化学方程式是___________,其反应类型为___________。
(4)有机物H的分子式为___________,该分子中一定在同一平面的碳原子有___________个,有机物H的一氯代物有___________种。
(5)E是由某单烯烃和氢气加成后得到的饱和烃,写出该单烯烃所有可能的结构简式(不考虑立体异构)___________。
(6)写出由D转化成的化学方程式___________。
【答案】 D 同分异构体 同系物 加成反应 C14H12 13 6 、
【解析】由图可知A为CH4,B为CH3CH3,C为CH2=CH2,D为,E为CH3CH2CH2CH2CH3,F为CH3CH2CH(CH3)2,G为C(CH3)4。
(1)A为结构式,B、C、E、F、G为球棍模型,而D为空间充填模型,H为结构式,最能反映有机物存在的是空间充填模型,即D;
(2)E、F、G分别代表戊烷的三种同分异构体结构,即E、F、G互为同分异构体;A、B、E均为烷烃,且C原子数不相同,互为同系物;
(3)C表示的为乙烯,乙烯使溴的四氯化碳褪色是因为乙烯与溴单质发生加成反应,反应的方程式为;
(4)根据H的结构可知H的分子式为C14H12;苯分子中所有原子共面,如图,左边苯环确定平面1,右边苯环确定平面2,平面1、2共用不在同一条直线上的3个点,因此平面1、2一定共面,因此在同一平面的碳原子一定有13个;该分子如图对称,有6种等效氢,因此一氯代物有6种;
(5)E为CH3CH2CH2CH2CH3,根据双键存在的情况,对应的烯烃可能有两种情况:、;
(6)D表示苯分子,由苯与浓硝酸和浓硫酸共热可转化成—NO2,反应方程式是: +H2O。
20.(2020·山西·大同一中高一阶段练习)含绒量是决定羽绒服质量优劣最重要的指标,按照我国实施的羽绒服新国标,羽绒服的含绒量要在50%以上,一些不法厂家填充“飞丝”或“人造羊毛来假冒羽绒,严重损害消费者的利益。“飞丝”由鸭毛甚至鸡毛经粉碎而成,人造羊毛的主要成分是聚丙烯腈纤维。请回答下列问题:
I.鸭绒、蚕丝、人造羊毛都是高分子化合物,下列说法正确的是_________(填序号)。
A.通过灼烧的方法可鉴别羽绒服中填充的是鸭绒还是飞丝
B.将人造羊毛和棉花进行混纺可提高纤维的性能
C.鸭绒、蚕丝、人造羊毛都有固定的熔沸点
D.鸭绒、蚕丝、人造羊毛燃烧过程中不会产生有毒气体
II.合成聚丙烯腈纤维的方法很多,如以乙炔为原料,其合成过程如下:CHCH+HCNCH2=CHCN聚丙烯腈
(1)反应①的反应类型为____________。
(2)写出反应②的化学方程式:__________,其反应类型为________。
(3)CH2=CHCN在一定条件下可与苯乙烯()反应得到一种优良的塑料,该塑料的结构简式为___________。(写一种即可)
III.聚苯乙烯的结构为,试回答下列问题:
(1)聚苯乙烯的链节是___________,单体是___________。
(2)实验测得某聚苯乙烯相的对分于质量(平均值)52000,则该高聚物的结构单元重复出现的次数是n=____。
【答案】 B 加成反应 加聚反应 或或或(写一种即可); 500
【解析】Ⅰ 按所提到的高分子化合物的成分和性质判断正误;
Ⅱ和Ⅲ 从单体、链节、一种单体的加聚反应、二种单体的共聚的反应原理,书写方程式或按要求回答;
I. A. 鸭绒、飞丝的成分都是蛋白质,无法通过灼烧的方法鉴别,A错误;
B. 人造羊毛的主要成分是聚丙烯腈纤维,结构稳定,故将人造羊毛和棉花进行混纺可提高纤维的性能,B正确;
C. 鸭绒、蚕丝、人造羊毛都是混合物,没有固定的熔沸点,C错误;
D. 鸭绒、蚕丝、人造羊毛燃烧过程中,燃烧假如不充分,会产生有毒气体,D错误;
故选B;
II. (1) 由流程知,反应①的方程式为CHCH+HCNCH2=CHCN,该反应类型为加成反应;
(2)反应②为CH2=CHCN发生加聚反应,化学方程式为:;
(3)CH2=CHCN在一定条件下可与苯乙烯发生共聚反应,得到高分子产物为一种优良的塑料,该塑料的结构简式为或或或(写一种即可);
III. (1) 已知聚苯乙烯的结构简式,链节只有2个碳原子,则用“单双互变”的方法,把链节中碳碳单键变成双键就是单体:苯乙烯,故聚苯乙烯的单体是,反应时碳碳双键中π键断裂,发生加成、聚合,则链节是;
(2)聚苯乙烯的结构单元为,其式量为104,当某聚苯乙烯相对分于质量为(平均值)52000,则该高聚物的重复出现的次数是n= 。
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