02 乙烯与有机高分子材料（重要）

乙烯的分子组成与结构

• 分子式：把元素的种类以及 1 个分子当中实际的原子个数给表示出来的化学式。由此可知 1 个乙烯 $C_2{H}_4$ 分子由 2 个 C 和 4 个 H 组成。
• 结构式：每一个原子的每一个键都表示出来
• 结构简式：把 C-H 键省略，只保留官能团

官能团

CC 双键是乙烯的重要标志，我们称这个原子团为官能团。

乙烯的官能团：碳碳双键。

乙烯的平面结构

乙烯的 6 个原子全共平面。

并且所以类似

这种结构的物质，1~6 一定是共平面的。

乙烯的性质

物理性质

乙烯是无色、稍有气味的气体，难溶于水，密度比空气略小。

烃类都难溶于水。

化学性质

由于乙烯的官能团「碳碳双键」中的一个键（π键）易断裂，因而乙烯的性质比较活泼，能发生加成、加聚反应，能使溴水和高锰酸钾的酸性溶液褪色。

TIP

乙烯的 CC 双键的第一个键叫 $\sigma$ 键，第二个键叫 $\pi$ 键。$\pi$ 键容易断裂，表明化学性质比较活泼，断裂就会形成电子出来，就会参与一些化学反应。

加加氧

乙烯可以发生的反应：加加氧（加成、加聚、氧化反应）

(1) 氧化反应：

燃烧：

$\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2=\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{点}\mathrm{燃}}{\to }2\mathrm{CO}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

使酸性高锰酸钾溶液褪色，生成 $C{O}_2$。不要求写出来，但要生成物有 $C{O}_2$

$\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2=\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{KMnO}{\phantom{A}}_4(\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+})}{\to }\mathrm{CO}{\phantom{A}}_2$

(2) 加成反应：

加成反应

CC 双键的 π 键容易断裂，断裂后，C 就多出来手来往外接原子。将原子加在断裂后的 π 键上，让其从不饱和的 CC 双键转为接满原子的 CC 单键，这个过程，就是加成反应。

加成反应：只进不出，产物单一。

$\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2=\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\underset{\mathrm{\Delta }}{\overset{\mathrm{催}\mathrm{化}\mathrm{剂}}{\to }}\mathrm{CH}{\phantom{A}}_3-\mathrm{CH}{\phantom{A}}_3(\mathrm{乙}\mathrm{烷})$

$\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2=\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2+\mathrm{Br}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2\mathrm{Br}-\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2\mathrm{Br}(1,2\text{-}\mathrm{二}\mathrm{溴}\mathrm{乙}\mathrm{烷})$

考点

一、

若乙烯通入 $CC{l}_4$ 作溶剂的 $B{r}_2$ 溶液，

即 $\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{Br}{\phantom{A}}_2(\mathrm{CCl}{\phantom{A}}_4)$，现象：褪色，溶液不分层。因为 1,2-二溴乙烷是有机物，溶于 CCl_4，且 1,2-二溴乙烷是无色透明的。

二、

若乙烯通入溴水中，现象：褪色，溶液分层。

题目：

乙烷气体除杂去除混有的少量乙烯气体。$C_2{H}_6(C_2{H}_4)$：

1. 通入 $KMn{O}_4(H^{+})$。错。$C_2{H}_4$ 虽与酸性高锰酸钾反应，但反应生成 $C{O}_2$，引入了新杂质
2. 通入 $H_2$ 与乙烯反应。错。气体杂质，不应该用气体除杂试剂。
3. 溴水洗气。对。$C_2{H}_6$ 不溶于水，而 $C_2{H}_4$ 与 $B{r}_2$ 反应
4. 通入 $CC{l}_4$ 的 $B{r}_2$ 溶液。错。$CC{l}_4$ 为有机溶剂，会使 $C_2{H}_6$ 部分溶解。

还能和 $HCl$ 发生加成反应

$\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2=\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2+\mathrm{HCl}\underset{\mathrm{\Delta }}{\overset{\mathrm{催}\mathrm{化}\mathrm{剂}}{\to }}\mathrm{CH}{\phantom{A}}_3\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2\mathrm{Cl}(\mathrm{氯}\mathrm{乙}\mathrm{烷})$

考点

制备 $CH3CH2Cl$，用 $\{\begin{array}{l}\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_6+\mathrm{Cl}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{光}}{\to }\\ CH2\text{bond}=CH2+HCl->\end{array}$

这两个反应，那个更合适？

下面的那个反应更合适。因为 $\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_6+\mathrm{Cl}{\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{光}}{\to }$ 反应根本停不下来，它会一直取代，最后会获得 $\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_5\mathrm{Cl},\mathrm{C}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{Cl}{\phantom{A}}_2\dots$

乙烯与 $H_{2}O$ 发生加成反应。（工业制乙醇的一个方法：乙烯水化法制乙醇）

$\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2=\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\underset{\mathrm{催}\mathrm{化}\mathrm{剂}}{\overset{\mathrm{加}\mathrm{热}\mathrm{加}\mathrm{压}}{\to }}\mathrm{CH}{\phantom{A}}_3\mathrm{CH}{\phantom{A}}_2\mathrm{OH}$

$H_{2}O$ 可以看作 $-H,-OH$ 两个键。

(3) 加成聚合反应：

解释：CC 双键变成了 CC 单键。

重复的单元叫链节，重复数叫聚合度。

有机高分子材料的分类

1. 根据来源不同可将有机高分子材料分为：

(1) 天然有机高分子材料：如棉花、羊毛、天然橡胶等。

(2) 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. 三大合成高分子材料：

塑料、橡胶和纤维

塑料、橡胶和纤维

塑料

塑料的主要成分是合成树脂再加一些添加剂。

塑料功能：

补充

• 聚乙烯没有毒性，所以常用来做食品级的包装袋、保鲜膜。
• 但聚氯乙烯有毒，它可用来包裹电性
• 聚丙烯（作医疗用口罩中间的熔喷布，它是防止细菌的核心材料）

橡胶

一、天然橡胶主要成分是聚异戊二烯，结构简式如下：

单体：异戊二烯

根据链节反推结构简式。

二、硫化橡胶：工业上用硫与橡胶作用进行硫化，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，从而提高强度、韧性和化学稳定性。

三、常见合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶，氯丁橡胶，还有耐酸碱腐蚀的氟橡胶、耐高温和严寒的硅橡胶等特种橡胶。

四、主要用途：制轮胎，在航空、航天、国防等领域也有广泛应用。

纤维

TIP

天然纤维还分为植物纤维和动物纤维

植物：绵、麻、布、纸，主要成分是纤维素，只含 C、H、O，烧起来无异味

动物：毛、皮、羽、丝，主要成分是蛋白质，含 C、H、O、S，烧起来有刺激性气味。

一、常见的合成纤维：聚丙烯纤维 (丙纶)；聚氯乙烯纤维 (氯纶)；聚丙烯腈纤维 (腈纶)；聚对苯二甲酸乙二酯纤维 (涤纶)；和聚酰胺纤维 (锦纶、芳纶) 等。

二、合成纤维性能：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等。

三、主要用途：制衣料、绳索、渔网等，广泛应用于工农业领域。

总结

名字像聚 xxx、xxx 树脂、xxx 纶的，就是有机高分子材料。