2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第4單元化學(xué)與材料的發(fā)展課題2表面活性劑精細(xì)化學(xué)品學(xué)案新人教版選修2

PAGE1-課題2表面活性劑精細(xì)化學(xué)品1．了解肥皂的去污原理、生產(chǎn)方法、生產(chǎn)原理。2．了解合成洗滌劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。3．通過實(shí)例了解精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)，知道精細(xì)化工在社會(huì)發(fā)展中的作用。一、肥皂及其去污原理eq\a\vs4\al(1.)肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽，它由兩部分組成，一是極性的親水基，二是非極性的憎水或親油基。eq\a\vs4\al(2.)肥皂(硬脂酸鈉)水中加入氯化鈣和硫酸的反應(yīng)方程式：2C17H35COONa＋CaCl2→Ca(C17H35COO)2↓＋2NaCl2C17H35COONa＋H2SO4→2C17H35COOH↓＋Na2SO4。eq\a\vs4\al(3.)在洗滌衣物時(shí)，肥皂是通過潤(rùn)濕、乳化、起泡三種主要作用達(dá)到去污目的的。eq\a\vs4\al(4.)皂化反應(yīng)是指酯類在堿性條件下的水解反應(yīng)。二、合成洗滌劑合成洗滌劑的生產(chǎn)原料是石油裂解產(chǎn)品、硫酸、氫氧化鈉。在合成洗滌劑的分子中同時(shí)具有親水基和親油基。三、精細(xì)化學(xué)品表面活性劑又稱工業(yè)味精。精細(xì)化學(xué)品除了表面活性劑、農(nóng)藥外，一般按用途可分為多種。精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)具有產(chǎn)值高、技術(shù)密集等特點(diǎn)，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。eq\a\vs4\al(1.)下列物質(zhì)中，分子的一端親水，另一端親油的是()A．CH3(CH2)15SO3Na B．CH3CH2CH3C．CCl4 D．CH3(CH2)4COOCH3解析：選A。表面活性劑的基本性質(zhì)是具有極性基團(tuán)(親水)和非極性基團(tuán)(親油)。烴基是非極性基團(tuán)能親油，而酸根為極性基團(tuán)能親水，故CH3(CH2)15SO3Na具有上述性質(zhì)。eq\a\vs4\al(2.)下列物質(zhì)能使溴水褪色且無沉淀生成的一項(xiàng)是()A．己烯 B．苯酚C．油酸 D．植物油解析：選A。本題旨在考查有機(jī)物的性質(zhì)及溶解性。本題要對(duì)油酸和油脂的結(jié)構(gòu)正確區(qū)分，抓住結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)的原理去解題。A中C6H12＋Br2→C6H12Br2(液體)；B中苯酚與溴水反應(yīng)生成三溴苯酚白色沉淀；C、D中油酸、植物油之所以為液體，是因?yàn)樵谄浞肿咏Y(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵，與Br2加成后，碳鏈被飽和，必由液體變?yōu)椴蝗苡谒墓腆w，即有沉淀生成，C17H33COOH＋Br2→C17H33Br2COOH↓；(C17H33COO)3C3H5＋3Br2→(C17H33Br2COO)3C3H5↓。eq\a\vs4\al(3.)還原反應(yīng)和皂化反應(yīng)都能發(fā)生的是()A．植物油 B．油酸C．軟脂酸 D．硬脂酸甘油酯解析：選A。能發(fā)生還原反應(yīng)，需含有不飽和鍵，A、B符合；又能發(fā)生皂化反應(yīng)，應(yīng)是油脂，只有A符合。要點(diǎn)1肥皂及其制備eq\a\vs4\al(探究導(dǎo)引1)肥皂的主要成分是什么？提示：肥皂的化學(xué)成分主要是高級(jí)脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽。eq\a\vs4\al(1.)肥皂的去污原理肥皂的去污是高級(jí)脂肪酸鈉起作用。從結(jié)構(gòu)上看，它的分子可以分為兩部分，一部分是極性的COONa或COO－，它可以溶于水，叫做親水基；另一部分是非極性的鏈狀的烴基—R，這一部分不溶于水，叫做憎水基。憎水基具有親油的性質(zhì)。在洗滌過程中，污垢中的油脂跟肥皂接觸后，高級(jí)脂肪酸鈉分子的烴基就插入油滴內(nèi)，而易溶于水的羧基部分伸在油滴外面，插入水中，這樣油滴就被肥皂分子包圍起來。再經(jīng)摩擦、振動(dòng)，大的油滴便分散成小的油珠，最終脫離被洗的纖維織品，而分散到水中形成乳濁液，從而達(dá)到洗滌的目的。eq\a\vs4\al(2.)肥皂的工業(yè)制法(1)生產(chǎn)原理：利用皂化反應(yīng)制肥皂。(2)生產(chǎn)流程：動(dòng)、植物油eq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do5(皂化反應(yīng)))混合物eq\o(→,\s\up7(加工))高級(jí)脂肪酸鈉eq\o(→,\s\up7(食鹽),\s\do5(鹽析))肥皂。(3)鹽析：加入食鹽使肥皂析出的過程叫肥皂的鹽析。(4)留意事項(xiàng)①食鹽的作用：一是降低高級(jí)脂肪酸鈉鹽的溶解性；二是使肥皂膠體簡(jiǎn)單凝合而析出。②制取肥皂時(shí)，還要加入填充料、抗氧劑、香料、著色劑、殺菌劑等。eq\a\vs4\al(1.)熱的飽和肥皂水中加入下列物質(zhì)，不會(huì)析出固體或產(chǎn)生沉淀的是()A．氯化鈣 B．稀H2SO4C．食鹽 D．酒精解析：選D。肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸鈉。將氯化鈣加入肥皂水中會(huì)產(chǎn)生沉淀：Ca2＋＋2RCOO－→(RCOO)2Ca↓稀H2SO4加入肥皂水中會(huì)產(chǎn)生不溶于水的高級(jí)脂肪酸沉淀：RCOO－＋H＋→RCOOH↓食鹽加入肥皂水中會(huì)發(fā)生鹽析，使肥皂析出；酒精與肥皂水互溶。要點(diǎn)2合成洗滌劑eq\a\vs4\al(探究導(dǎo)引2)用水作為主要清洗劑去污時(shí)，肥皂和合成洗滌劑去污原理是什么？提示：用水作為主要清洗劑去污時(shí)，一般要加入適量的肥皂或洗滌劑。其中利用了相像相溶原理，即極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑，非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑。eq\a\vs4\al(1.)合成洗滌劑的優(yōu)點(diǎn)(1)肥皂不適合在硬水中運(yùn)用，而合成洗滌劑的運(yùn)用不受水質(zhì)的限制。因?yàn)橛菜械拟}、鎂離子會(huì)跟肥皂生成高級(jí)脂肪酸鈣、鎂鹽類沉淀，使肥皂丟失去污實(shí)力，而合成洗滌劑在硬水中生成鈣、鎂鹽類能夠溶于水，不會(huì)丟失去污實(shí)力。(2)合成洗滌劑去污實(shí)力強(qiáng)，并且適合洗衣機(jī)運(yùn)用。(3)合成洗滌劑原料便宜。制造合成洗滌劑的主要原料是石油，而制造肥皂的主要原料是油脂，石油比油脂更價(jià)廉易得。eq\a\vs4\al(2.)合成洗滌劑的缺點(diǎn)洗滌劑對(duì)環(huán)境的影響較大。合成洗滌劑的制造過程中產(chǎn)生大量的廢水和廢氣，它的運(yùn)用，特殊是含磷洗滌劑的運(yùn)用，又增加了一系列的環(huán)境污染。eq\a\vs4\al(3.)肥皂的優(yōu)點(diǎn)肥皂運(yùn)用后排放出去時(shí)，很快就可由微生物分解。所以相對(duì)來說，肥皂在生產(chǎn)和運(yùn)用上，對(duì)環(huán)境的影響是稍微的。eq\a\vs4\al(4.)肥皂的缺點(diǎn)肥皂洗滌的不利之處是，水中的礦物質(zhì)會(huì)與肥皂起反應(yīng)，形成不能溶解的薄膜，這將使衣物變灰，而薄膜將形成殘?jiān)q\a\vs4\al(2.)下列關(guān)于合成洗滌劑的說法不正確的是()A．合成洗滌劑分子中含有親水基和憎水基B．合成洗滌劑不適合在硬水中運(yùn)用C．合成洗滌劑能造成水體污染，使水質(zhì)變壞D．合成洗滌劑去污實(shí)力強(qiáng)解析：選B。合成洗滌劑分子中含有親水基和憎水基，去污實(shí)力比肥皂強(qiáng)，但其含有的含磷化合物會(huì)造成水體污染，使水體富養(yǎng)分化；硬水對(duì)合成洗滌劑的運(yùn)用沒有影響(硬水中運(yùn)用肥皂時(shí)會(huì)因生成沉淀而降低洗滌效果)。題型1皂化反應(yīng)可以推斷油脂的皂化反應(yīng)基本完成的是()A．反應(yīng)液使紅色石蕊試紙變藍(lán)B．反應(yīng)液使藍(lán)色石蕊試紙變紅C．反應(yīng)靜置后，反應(yīng)液分為兩層D．反應(yīng)靜置后，反應(yīng)液不分層【解析】油脂的皂化反應(yīng)是油脂在堿性溶液中發(fā)生反應(yīng)生成高級(jí)脂肪酸的鹽和甘油，要推斷反應(yīng)有無基本完成，關(guān)鍵要看反應(yīng)后有無油脂存在或依據(jù)生成物的性質(zhì)加以推斷。油脂跟氫氧化鈉未反應(yīng)前分層，發(fā)生完全反應(yīng)皂化后，生成高級(jí)脂肪酸鈉鹽、甘油和水的混合物，不會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；高級(jí)脂肪酸鈉鹽為強(qiáng)堿弱酸鹽，水解呈堿性，即皂化反應(yīng)前后反應(yīng)液均呈堿性，不能依據(jù)石蕊試紙變藍(lán)推斷反應(yīng)是否完全，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)液不會(huì)呈酸性，也不會(huì)使藍(lán)色石蕊試紙變紅，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】D題型2合成洗滌劑合成洗滌劑同肥皂相比有哪些優(yōu)點(diǎn)：①原料便宜；②不受軟水、硬水等水質(zhì)限制；③不污染水體；④去污實(shí)力強(qiáng)，你認(rèn)為正確的是()A．①②③④ B．①②④C．②③④ D．①③④【解析】合成洗滌劑的優(yōu)點(diǎn)：①原料便宜；②不受水質(zhì)限制；③去污實(shí)力強(qiáng)，并且適合洗衣機(jī)運(yùn)用。但合成洗滌劑在制造和運(yùn)用過程中會(huì)污染環(huán)境和水體，故B項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽eq\a\vs4\al(1.)肥皂的主要成分是()A．硬脂酸 B．油酸C．高級(jí)脂肪酸鈉鹽 D．硬脂酸甘油酯解析：選C。肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽。eq\a\vs4\al(2.)肥皂溶于熱的蒸餾水中，冷卻后用鹽酸處理，得到的沉淀是()A．氯化鈉 B．高級(jí)脂肪酸鈉C．高級(jí)脂肪酸 D．苯甲酸解析：選C。肥皂加入鹽酸后生成高級(jí)脂肪酸，高級(jí)脂肪酸難溶于水。eq\a\vs4\al(3.)為防止水體污染，我國(guó)很多地區(qū)對(duì)洗衣粉的成分加以限制，這些地區(qū)銷售的洗衣粉中不得含有()A．硅酸鈉 B．烷基苯磺酸鈉C．三聚磷酸鈉 D．蛋白酶解析：選C。洗衣粉添加三聚磷酸鈉主要是為了軟化硬水，但含有磷元素，會(huì)造成水體富養(yǎng)分化，促使水生藻類大量繁殖，水中的溶解氧降低，從而使水質(zhì)變壞，造成水體污染，所以很多地區(qū)禁止運(yùn)用含磷洗衣粉。eq\a\vs4\al(4.)以下說法正確的是()①油脂屬酯類，沒有固定熔沸點(diǎn)②油脂屬高級(jí)脂肪酸甘油酯，都不能使溴水褪色③油脂中注入水后能分層且油層在底部④牛油是高級(jí)脂肪酸的高級(jí)醇酯，在工業(yè)上可用于制硬化油⑤羊油在堿性條件下水解后可制肥皂⑥植物油的主要成分是油酸⑦植物油和礦物油都屬于油脂中的油⑧用硬水洗衣加肥皂后泡沫少是因?yàn)楫a(chǎn)生了沉淀A．①⑤⑧ B．①③⑤⑧C．①②④⑥⑧ D．①③⑤⑦⑧解析：選A。自然油脂都是混合物，無固定熔、沸點(diǎn)，且密度比水小，油脂中的油由于烴基中含不飽和鍵而能使溴水褪色。動(dòng)物脂肪本是固態(tài)，在堿性條件下水解得高級(jí)脂肪酸鈉可以制肥皂，洗衣時(shí)若用硬水則生成高級(jí)脂肪酸鈣沉淀而使泡沫削減。礦物油的成分是烴，故不屬于油脂。eq\a\vs4\al(5.)常用洗滌劑的主要成分是十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉是常用一般洗衣粉的主要成分，其結(jié)構(gòu)可用圖形○—●來表示，●端為鏈烴基，○端為極性基。依據(jù)這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，試分析和回答下列問題：(1)十二烷基苯磺酸鈉分子在水溶液表面分布的結(jié)構(gòu)示意圖，應(yīng)是下列各圖中的________圖(填寫序號(hào))。(2)進(jìn)入水內(nèi)部的十二烷基苯磺酸鈉分子，可能會(huì)以下列結(jié)構(gòu)形式中的________結(jié)構(gòu)形式存在(填寫序號(hào))。解析：(1)水分子為極性分子，依據(jù)相像相溶原理，洗衣粉分子的極性基(○端)應(yīng)溶解于水中(親水基)，鏈烴基(●端)不應(yīng)溶于水中(憎水基)，C符合要求。(2)A中極性基交替排列，可削減分子之間的斥力；D中極性基(○端)向外、鏈烴基(●端)向內(nèi)的排列，在肯定程度上使憎水基團(tuán)脫離與水的接觸，使體系能量最低。