烃和有机高分子材料课件高一下学期化学人教版

第二节乙烯与有机高分子材料7.2.2

烃和有机高分子材料第七章有机化合物学习目标1、了解有机化合物的分类和烃的分类2、了解常见的饱和烃、不饱和烃如烯烃、炔烃、芳香烃等。3、通过加聚反应，了解聚乙烯类高分子化合物的形成过程。4、了解高分子材料的分类、典型代表和性质。1、同学们已经知道了，有机化合物中有碳元素，却不并不是只有碳元素一种，还常含有氢、氧，以及氮、卤素、硫、磷等元素，那么对于含有不同元素的有机物，我们该如何去区分了？思考只含碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃一、烃1、定义2、分类依据：根据碳原子之间成键方式的不同进行分类烃不饱和烃饱和烃(1)饱和烃分子中的碳原子之间只以单键结合，剩余价键全部被氢原子“饱和”的烃称为饱和烃例如丁烷饱和烃特点：①碳原子之间只含有碳碳单键②“饱和”：每个碳原子的四键都已充分利用(2)不饱和烃分子中的碳原子的价键没有全部被氢原子“饱和”的烃称为不饱和烃①烯烃：分子中含有碳碳双键的烃称为烯烃②炔烃：分子中含有碳碳三键的烃称为炔烃③芳香烃：分子中含有苯环(

)的烃称为芳香烃根据碳原子间成键方式的不同进行分类1、仔细观察并比较下列八种烃的结构简式，它们碳原子间的成键方式是否相同？试根据碳原子间的不同连接方式将下列有机化合物进行分类。①CH3CH3②CH3-C≡C-CH3③CH≡CH④CH2=CH-CH3

⑤CH2=C-CH3⑥⑦⑧①

⑦⑧④⑤

②③⑥【练一练】3、乙炔—最简单的炔烃(1)组成和结构分子式电子式结构式结构简式球棍模型空间充填模型C2H2

H-C≡C-HHC≡CH

结构特点4个原子均在同一直线上，属于直线形分子，键角为180°思考1、根据乙炔的结构推测乙炔可能有的性质？H—C≡C—H与乙烯性质相似。(1)氧化反应：燃烧，使酸性高锰酸钾褪色。(2)加成反应：能使溴水褪色等。(3)加聚反应。烃甲烷乙烯乙炔电子式化学键

共价单键C—H共价单键和

共价键C—H共价单键和

键C—H—C≡C—【探究】烃的分子结构球棍模型分子结构特点碳原子

个单电子完全和

个氢原子形成

个共价

，形成以碳原子为中心的

结构碳和碳形成

，剩余价键完全和氢原子形成C—H单键，键和键夹角为

，2个碳原子和4个氢原子在___________碳和碳形成

，剩余价键和氢原子形成

单键，键和键夹角为

，2个氢和2个碳原子成________444单键正四面体碳碳双键120°同一平面内碳碳三键C—H180°直线结构2、比较CH4、CH2=CH2的化学性质，并分析其化学性质与二者结构的关系？物质甲烷乙烯与Br2反应Br2试剂___________________________反应条件_____

反应类型__________氧化反应和O2燃烧燃烧，火焰呈

色燃烧，火焰_______________酸性KMnO4溶液___________________________Br2蒸气溴水或溴的CCl4溶液光照取代加成淡蓝明亮、伴有黑烟稳定不反应酸性KMnO4溶液褪色思考也能取代性质和结构关系CH4分子中的碳原子为

结构，所成的键为

，性质

，主要发生

反应CH2=CH2分子中的碳原子为

___

结构，所成键为

，其中一个键容易断裂，性质活泼，主要发生

、

反应化学性质不同的根本原因饱和单键稳定取代不饱和碳碳双键加成氧化甲烷没有不饱和碳碳键，乙烯有不饱和碳碳键所以乙炔化学性质为什么与乙烯性质相似？①烷烃、烯烃、炔烃均可燃烧；其中烷烃易取代、难加成，而烯烃、炔烃易加成、难取代。烯烃、炔烃均能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使之褪色。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、为加成反应和加聚反应(如果发生取代反应，一定是先加成再取代)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(如果发生取代反应，一定是先加成再取代)。【几点强调】3、乙炔是甲烷或乙烯的同系物吗？为什么？不是，同系物要求结构组成相似，甲烷、乙烯、乙炔的结构不同。思考4、苯(1)组成和结构—最简单的芳香烃，是芳香烃的母体分子式结构式结构简式分子模型空间形状C6H6

平面正六边形，键角是120°【注意】①苯是芳香烃的母体，是一种具有环状分子结构的不饱和烃，其结构式习惯上简写为(凯库勒式)。实际上苯分子中6个碳原子之间的键完全相同，所以也常用

来表示苯分子的结构。②苯环中的碳碳之间的键是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键，相邻碳原子之间的键完全相同，苯分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内。(2)苯的性质物理性质：在常温下，苯是一种为一种无色、有甜味的透明液体，其密度小于水，具有强烈的芳香气味；化学性质：苯是一种不饱和烃，易取代，难加成，能氧化；4、苯也是不饱和烃，有不饱和碳碳键，为什么却难加成，与乙烯，乙炔不同？思考苯中的不饱和碳碳键和乙烯，乙炔的不一样，前者是介于单双键之间的碳碳键，而乙烯乙炔是碳碳双键和碳碳三键。(两种碳碳键不一样，前者叫大Π键，后者叫Π键)苯是一种重要的有机化工原料和有机溶剂，广泛用于生产医药、农药、香料、染料、洗涤剂和合成高分子材料等。分子中含有苯环(苯环个数不一定为一)的有机物。(4)芳香族化合物(3)苯的用途2、下列物质不属于烷烃的是(

)A．CH4B．C2H4C．C3H8D．C4H103、下列属于芳香烃的是()4、下列物质属于不饱和烃的是()A．B．正丁烷C．CH2=CH-CH3 D．C8H18，BBC【练一练】(1)甲烷型：正四面体→凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时，其空间结构都是四面体形，5个原子中最多有3个原子共平面。【几点强调】(2)乙烯型：平面结构→与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面。(3)苯型：平面结构→位于苯环上的12个原子共平面，位于对角线位置上的4个原子共直线。(4)乙炔型：直线结构→位于碳碳三键上的4个原子共线(共线必共面)【几点强调】对于一些复杂的有机物分子结构，要解剖成若干个基本单元，由整体到局部，然后再回到整体。每一个基本单元的空间构型都要搞清楚，有时凭借局部即可判断整体。在拼接或组合时要注意是否可以发生键的旋转。(5)单键可以旋转，双(三)键不能旋转【几点强调】5、下列有机物分子中，所有原子不可能在同一平面内的是()A.CH2=CHCl B.CH3CH2CH3C. D.CF2=CF2B【练一练】5、迄今为止，我们学过的材料主要可以分为几大类？思考金属材料：材料无机非金属材料有机高分子材料铝锅、刀具、钢材

新型材料：传统材料：玻璃、水泥、陶瓷

芯片、光导纤维、金刚砂、碳纳米材料

天然高分子材料：合成高分子材料：羊毛、棉花、天然橡胶

塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂

二、有机高分子化合物1、定义由许多小分子化合物通过共价键结合成的，相对分子质量很高(104～106)的一类化合物2、特点(1)相对分子质量很大，由于高分子化合物都是混合物，无固定的熔、沸点，其相对分子质量只是一个平均值(2)合成原料都是低分子化合物(3)每个高分子都是由若干个重复结构单元组成的(1)单体(含有C=C或C三C)：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物(2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位(3)聚合度：高分子链中含有链节的数目，通常用n表示(4)聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×n3、与高分子化合物有关的概念(1)天然有机高分子材料：棉花(纤维素)、羊毛(蛋白质)、天然橡胶，琥珀等4、有机高分子材料的分类棉花天然橡胶木材丝绸羊毛琥珀(2)合成有机高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等塑料合成纤维合成橡胶黏合剂涂料6、下列关于有机高分子化合物的说法不正确的是(

)A．有机高分子化合物称为聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应制得的B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构是若干链节的重复C．对于一种高分子材料，n是整数值，因而它的相对分子质量是确定的D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类7、下列关于高分子化合物的说法中正确的是(

)A．高分子化合物的相对分子质量一般在几千至几万B．高分子化合物都是混合物C．聚乙烯有固定的熔点和沸点D．高分子化合物分子中只含C、H、O三种元素CB【练一练】(1)塑料a.组成①主要成分：合成树脂。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯(毒)、酚醛树脂等5、合成有机高分子材料b.性能：强度高、密度小、耐腐蚀、易加工②特定作用的添加剂。如：提高塑性的增塑剂，防止塑料老化的防老剂，以及增强材料、着色剂等三角形里边有1～7数字，每个编号代表一种塑料容器01表示PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、02表示HDPE(高密度聚乙烯)、03表示PVC(聚氯乙烯)、04表示LDPE(低密度聚乙烯)、05表示PP(聚丙烯）、06表示PS(聚苯乙烯)、07表示PC及其他类c.种类分类的原则类型特征和实例按受热时的特征热塑性塑料加热可熔融，能溶于一些溶剂中，受热软化可反复塑制，如：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等热固性塑料加热后不能软化或熔融，也不能溶于任何溶剂，加工成型以后变为不熔状态，如：酚醛树脂、脲醛树脂等按应用范围及性能特点通用塑料通用性能，用途广泛、产量大、价格低，如：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等工程塑料机械性能较好，强度高，可以代替金属用作工程结构材料，如：聚酯、聚酰胺等d.常见塑料的性能与主要用途名称性能主要用途示例聚乙烯（PE）绝缘性好，耐化学腐蚀，耐寒，无毒；耐热性差，容易老化可制成薄膜，用于食品、药物的包装材料，以及日常用品、绝缘材料等聚氯乙烯（PVC）绝缘性好，耐化学腐蚀，机械强度较高；热稳定性差可制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料等聚苯乙烯（PS）绝缘性好，耐化学腐蚀，无毒；质脆，耐热性差可制成日常用品、绝缘材料，还可制成泡沫塑料用于防震、保温名称性能主要用途示例聚四氟乙烯（PTFE）耐化学腐蚀，耐溶剂性好，耐低温、高温，绝缘性好，加工困难可制成化工、医药行业使用的耐腐蚀、耐高低温制品聚丙烯（PP）机械强度较高，绝缘性好，耐化学腐蚀，无毒；低温发脆，容易老化可制成薄膜、管道、日常用品、包装材料等名称性能主要用途示例聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)（PMMA)透光性好，易加工，耐磨性较差，易溶于有机溶剂可制成飞机和车辆的风挡、光学仪器、医疗器械、广告牌等脲醛塑料（电玉）（UF）绝缘性好，耐溶剂性好，不耐酸可制成电器开关，插座及日常用品【注意】有机玻璃是塑料塑料聚乙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚丙烯聚四氟乙烯聚甲基丙烯酸甲酯脲醛塑料e1、高分子材料与生活3D打印在生活中具有广泛的应用。3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料等不同的“打印材料”，通过电脑控制可以把“打印材料”按照模型一层层叠加起来，把蓝图变成实物。3D打印材料需要有什么性质？①物理与化学性能‌：材料需要具备良好的强度、硬度和耐热性，以确保打印出的物体能够承受预期的负载和使用环境。此外，材料的耐腐蚀性和生物相容性也是重要的考虑因素‌。②加工性能‌：材料的可加工性、流动性和粉末特性直接影响打印的精度和表面光洁度。不同的3D打印技术对材料的加工性能有不同的要求。③经济性‌：材料的成本效益、可回收性也是选择时需要考虑的因素。环保意识的提高使得可回收性成为一个重要的考虑因素，有助于减少浪费和环境污染。④安全性‌：特别是对于消费品和医疗设备，材料必须是无毒的，不会对人体健康构成威胁。低气味也是优选的特性，以改善操作环境的舒适度‌拓展e2、高分子研究的最新进展——光子颜料光子颜料的颜色不是由染料和色素产生的，而是由自然光与微纳米尺度的光子结构相互作用形成拓展e3、高分子研究的最新进展——自修复的玻璃态聚氨酯材料自修复聚氨酯材料的原理是利用可逆动态化学键的交换反应,在聚合物材料受到损伤时,在一定的温度或光照等外界刺激下,实现自修复或再加工8、高分子材料是纯净物还是混合物？9、聚乙烯分子中是否含有碳碳双键？10、聚氯乙烯简称PVC,是当今世界上产量最大、应用最广的热塑性塑料之一。下列说法正确的是(

)聚氯乙烯的单体是CH3CH2ClB.聚氯乙烯是高分子化合物C.聚氯乙烯能够使溴的四氯化碳溶液褪色D.聚氯乙烯保鲜膜最适合用来包装蔬菜、水果及熟食混合物否B【练一练】(2)橡胶a.橡胶的组成、结构与性能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。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，结构简式如图一，其单体如图二(异戊二烯)；天然橡胶分子中含有碳碳双键，易发生氧化反应和加成反应；硫化橡胶是工业上用硫与橡胶作用进行橡胶硫化，其原理是使线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键，产生交联，形成网状结构图一图二b.橡胶的分类橡胶天然橡胶成分：聚异戊二烯结构简式：[CH2-C=CH-CH2]nCH3结构特点：线性结构、链上含有双键性质：通用橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶特种橡胶硫化橡胶：有耐油性硅橡胶：耐高温、严寒合成橡胶氟橡胶：耐热、耐酸、耐腐蚀易起加成反应和易被氧化网状结构c.合成橡胶①原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体，聚合而成②性能：有高弹性、绝缘性、气密性、耐油性、耐高温或耐低温等性能③几种常见的合成橡胶①绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾，浓硝酸、液溴、汽油、四氯化碳)的试剂瓶不能用橡胶塞。②橡胶硫化：天然橡胶容易老化，但经过硫化工艺后的橡胶不仅抗老化,而且具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等。(线性结构变成网状结构)【几点强调】氟橡胶耐热耐酸耐腐蚀硅橡胶耐高温耐严寒2.橡胶潜艇消声瓦由橡胶或合成聚合物制成的，内部有无数个微小孔腔，具有弹性滞后现象，可起到吸声、透声、反射、隔振等多种功能d、高分子研究的最新进展——全橡胶智能电子皮肤全橡胶智能电子皮肤是一种模仿人类皮肤感知功能的传感器，它能够感受到外界刺激并将这些刺激转化为不同的输出信号11、天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，下列关于天然橡胶的说法正确的是(

)。A.合成天然橡胶的反应类型是加聚反应B.天然橡胶是聚合物，不能使溴水褪色C.合成天然橡胶的单体是CH2=CH2和CH3CH=CH2D.盛酸性KMnO4溶液的试剂瓶不可以用橡胶塞AD【练一练】①定义：指凡具备或可以保持长度大于本身直径100倍的均匀线条或丝状的线型高分子材料(混合物)②纤维的分类A.天然纤维：可分为植物纤维和动物纤维，如：棉花、羊毛、蚕丝、麻等a.植物纤维是富含多糖纤维素，只含C、H、O三种元素，如：棉花、麻等b.动物纤维主要成分是蛋白质，蛋白质在蛋白酶的作用下可水解，如：羊毛和蚕丝等(3)纤维B.化学纤维：可分为再生纤维和合成纤维，如：锦纶、涤纶、腈纶、丙纶等a.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(加工天然纤维而得)b.合成纤维：以石油、天然气、煤等为原料制成有机小分子单体，再经聚合反应生产合成纤维，如：六大纶天然纤维合成纤维纤维棉花、羊毛、蚕丝和麻等再生纤维粘胶纤维、大豆蛋白纤维等化学纤维丙纶腈纶氯纶锦纶涤纶制成绳索、渔网、工业用滤布，飞机、船舶的结构材料强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等丙纶无纺布环保袋腈纶毛线团涤纶缝纫线尼龙渔网①丙纶:学名叫聚丙烯纤维；

②氯纶:学名叫聚氯乙烯纤维③腈纶:学名叫聚丙烯腈纤维④涤纶:学名叫聚对苯二甲酸乙二酯，简称聚酯纤维。⑤锦纶:学名叫聚酰胺纤维，又称尼龙、耐纶、阿米纶等。⑥维纶:学名叫聚乙烯醇缩甲醛纤维⑦氨纶:学名叫聚氨酯弹性纤维①合成纤维的“六大纶”是指涤纶(的确良)、锦纶(尼龙)、腈纶(人造羊毛)、丙纶、维纶和氯纶②维纶具有吸水性，被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基的缘故③再生纤维只是将天然纤维加工处理制得，不是合成高分子化合物；合成纤维是以石油、天然气和煤等为原料人工合成的高分子化合物③合成纤维的性质和用途a.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b.用途：制作衣服、绳索、渔网、工业用滤布和飞机、船舶的结构材料等【几点强调】③高分子研究的最新进展——可拉伸智能变色纤维‌可拉伸智能变色纤维的核心原理‌在于其能够根据外界刺激(如拉伸、电信号或温