第二节　应用广泛的高分子材料优秀教案内容

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1.知道高分子化合物的结构特点和基本性质，知道高聚物的结构与性质的关系。2.知道塑料、合成纤维、合成橡胶的性质和用途。

一、合成材料的分类

按性质

纤维、黏合剂、涂料等功能高分子材料，如导电高分子材料、医和用途合成

用高分子材料等复合材料，如玻璃钢高分子材线型高分子料按结构特点支链型高分子体型（或网状）高分子按受热热塑性高分子材料时性质热固性高分子材料合成高分子材料，如塑料、合成橡胶、合成

二、塑料

1．成分

塑料的主要成分是合成高分子化合物，即合成树脂。

2．分类

热塑性塑料：可反复加工多次使用按受热时塑料

的特征热固性塑料：加工成型后不能加热熔融3．几种常见的塑料

(1)聚乙烯

合成条件

170～200 ℃，引发剂

高分子链

相对分子质量

密度

较短

较低

较低

较长

较高

较高

高压聚乙烯

150 MPa～300 MPa，低压、催化剂

低压聚乙烯

结构

(2)酚醛树脂

支链型结构

线型结构

①概念：酚醛树脂是用酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。

②形成

三、合成纤维

1．纤维的分类

天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等纤维人造纤维，如人造丝、人造棉等

化学纤维合成纤维，如六大纶(1)合成纤维：利用石油、天然气、煤和农副产品作原料加工制得单体，再经聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。

(2)人造纤维：利用木材等为原料经化学加工而制得的纤维。它是利用原料本身所含有的纤维素，而加工制得的纤维。

2．六大纶

六大纶包括：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶，维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基，而具有较好的吸湿性；合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶，其制备原理是

＋nHOCH2CH2OH催化剂

＋(2n－1)H2O 四、合成橡胶

1．合成橡胶

如顺丁橡胶以1，3­丁二烯为原料经聚合得到以顺式结构为主的聚1，3­丁二烯，其化学方程式为

nCH2===CH—CH===CH2――→

催化剂

2．天然橡胶

(1)天然橡胶的结构简式为

，其单体为

，单体的习惯命名为异戊二烯。

(2)天然橡胶为线型高分子，分子中含有碳碳双键，易发生氧化反应。

【练一练】

1．化学与生活密切相关，下列有关说法正确的是(

) A．利用潮汐发电是将化学能转化为电能

B．推广使用一次性木筷，切断甲型H1N1流感病毒传播途径

C．合金在潮湿的空气中形成原电池，故其耐腐蚀性都较差

D．纤维素醋酸酯是一种合成高分子材料，可作纺织工业原料

答案

D 解析

潮汐发电是将机械能转化为电能，A项错；甲型H1N1流感病毒属于呼吸道疾病，不属于接触传染，且为了保护环境，不应为制造一次性木筷而大肆砍伐树木，B项错；有的合金在制作时改变了金属内部结构，具有很强的抗腐蚀性，如生活中常见的不锈钢，C项错。

2．下列说法正确的是(

) A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维

B．天然纤维是不能再被加工处理的

C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维

D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维

答案

D 解析

棉花、羊毛、木材和草类的纤维都是天然纤维；天然纤维经过人工处理形成人造纤维；以石油、天然气、煤和农副产品作原料制成单体，经聚合反应制成的是合成纤维，合成纤维和人造纤维统称化学纤维。故只有D正确。

3．下列高分子材料中属于体型结构的是(

) A．有机玻璃

B．涤纶

C．电木

D．聚乙烯

答案

C 解析

有机玻璃的结构简式为C，可溶于有机溶剂，是线型结构。涤纶具有热塑性，因而是线型结构。电木性脆，受热不能熔化，属于体型结构。聚乙烯具有热塑性，因而是线型结构。

4．尼龙-66是一种重要的合成纤维，它是由己二酸和己二胺[H2N(CH2)6NH2]以相等的物质的量在一定条件下聚合而成的，下列叙述中不正确的是(

) A．尼龙-66的结构简式是

B．合成尼龙-66的反应属于缩聚反应

C．合成尼龙-66的基础反应为酯化反应

D．尼龙-66的长链结构中含有酰胺键(—CONH—) 答案

C 解析

己二酸和己二胺分子中含有的官能团是—COOH和—NH2，二者生成尼龙-66的反应应为成肽反应，而不是酯化反应。

5．现有下列高聚物：A.CH2—CH2，B.天然橡胶树脂，C.硫化橡胶，D.用于制备电木的酚醛树脂，E.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)，其中属于线型结构的是________，属于体型结构的是________，可溶于有机溶剂的是________，加热能熔融的是________，用于制备轮胎的是________，用于制备车窗玻璃的是________，用于制备插座、电器把手的是________。

答案

ABE

CD

ABE

ABE

C

E

D 解析

根据高聚物的结构特点，上述酚醛树脂和硫化橡胶为网状结构，属于体型高分子，其他为链状结构，属于线型高分子。线型高分子能溶于有机溶剂，加热能熔融。

一、几种塑料的性能与用途

名称

结构简式

单体

性能

机械强度好、电绝饮料纸盒涂层、导缘性好、耐化学腐聚乙烯

CH2—CH2

CH2===CH2

线绝缘层、薄膜、蚀、质轻、无毒、包装桶等

耐油性差、易老化

机械强度好、电绝聚氯乙烯

CH2===CHCl

缘性好、耐化学腐蚀、耐水、有毒

衣、化工厂容器贮槽

可作电工器材、汽酚醛塑料

透光性好、质轻、可制飞机、汽车用有机玻璃

【例1】

聚乙烯的结构为CH2—CH2耐水、耐酸、耐碱、玻璃、光学仪器、

抗霉、易加工、耐磨性较差

，试回答下列问题：

医疗器械等

绝缘性好、耐热、车部件、涂料、日抗酸

常用品等

排水管、凉鞋、雨用途

(1)聚乙烯制成塑料可以反复加热熔融加工，是________塑料。

(2)从制造条件上聚乙烯可分为________聚乙烯和________聚乙烯。

(3)________聚乙烯十分柔软，可用作薄膜，________聚乙烯较硬一些，可用做瓶、桶、板、棒材等。

解析

本题主要考查了高压聚乙烯、低压聚乙烯的结构、性质、用途，属于基础性题目，认真阅读教材有关问题后，答案便知。

答案

(1)热塑性

(2)高压

低压

(3)高压

低压

变式训练1

聚苯乙烯的结构为(1)聚苯乙烯的链节是________，单体是________；

，试回答下列问题：

(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该聚合物的聚合度n为________；

(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：它________(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有__________(填“热塑”或“热固”)性。

答案

(1)

(2)500

(3)能

热塑

平均相对分子质量52 000解析

n＝＝＝500；线型高分子具有热塑性，易溶于有机溶剂。

104链节的相对分子质量二、高分子化合物的结构与性质

1．高分子化学反应的特点

(1)与结构的关系

结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应。

(2)常见的有机高分子化学反应

①降解

在一定条件下，高分子材料降解为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有：生物降解塑料，化学降解塑料，光降解塑料等。

②橡胶硫化

天然橡胶经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型结构变为体型结构。

③催化裂化

塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃气体等。

2．高分子化合物的结构与性质

结构

很长的卷曲状态的“链”

溶解性

性能

特性

常见物聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶

质

【例2】

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酚醛树脂、硫化橡胶

能缓慢溶解于适当溶剂

具有热塑性，无固定熔点

强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好

联起来，形成三维空间的网状结构

很难溶解，但往往有一定程度的胀大

具有热固性，受热不熔化

强度大、绝缘性好

线型高分子

分子中的原子以共价键相连，构成一条体型(网状)高分子

分子链与分子链之间还有许多共价键交胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，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________，天然橡胶加入适当的硫进行硫化后，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，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。

解析

(1)从天然橡胶成分的结构简式可知，天然橡胶为线型结构的高分子，能溶于汽油等有机溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子可通过形成共价键，使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶于汽油。

(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键，能发生加成反应，使溴水褪色。

答案

(1)天然橡胶是线型结构

线型结构

网状结构(或体型结构)

不能

(2)能

变式训练2

下列物质按不同类别分组，所得组合最不合理的是(

) ①糖类

②塑料

③石油

④蛋白质

⑤合成纤维

⑥棉花

⑦陶瓷

⑧玻璃

⑨天然气

⑩水泥

⑪合成橡胶

⑫煤

⑬油脂

⑭羊毛

A．①④⑬

B．②⑤⑪

C．⑦⑧⑩⑭

D．③⑨⑫

答案

C 解析

选项A，为人类重要的营养物质；选项B，为三大合成材料；选项D，为化石燃料；选项C中的⑦⑧⑩为无机非金属材料，羊毛不能与其归为一类。

1．下列有机物中不属于天然高分子材料的是(

) A．棉花

B．淀粉

C．尼龙

D．羊毛

答案

C 解析

高分子材料按其来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。显然棉花、淀粉和羊毛是天然的，而尼龙是人工合成的，属于合成材料。

2．下列对合成材料的认识不正确的是(

) A．高分子链之间靠分子间作用力结合，分子间作用力弱，因此高分子材料的强度较小

B．的单体是HOCH2CH2OH和

C．聚乙烯(CH2—CH2)是由乙烯加聚生成的混合物

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

答案

A 解析

高分子材料的强度一般都较大；对于高分子化合物来说，尽管其相对分子质量很大，却没有一个确定的值，只有一个范围，它们是混合物；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。

3．下列说法不正确的是(

) A．高分子化合物材料一般都没有固定的熔点

B．相对分子质量大的高分子一般具有热塑性，相对分子质量小的高分子一般具有热固性

C．高聚物的聚合度一般是不确定的

D．高分子化合物的溶解一般比较缓慢

答案

B 解析

4．下列说法正确的是(

) A．合成纤维和人造纤维统称为化学纤维

B．聚氯乙烯是热固性塑料

C．锦纶丝接近火焰时先卷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，易压成粉末

D．某些合成材料和塑料制品废弃物可以倾倒到海洋中

答案

A 解析

合成纤维和人造纤维统称为化学纤维，A正确；聚氯乙烯为热塑性塑料，B错误；锦纶为合成纤维，结构简式为，属于多肽，和蛋白质有相似之处，但灰烬不易压成粉末，C错误；合成材料和塑料废弃物不可乱倒，D错误。

5．维通橡胶是一种耐腐蚀、耐油、耐高温、耐寒性能都特别好的氟橡胶。它的结构简式为

，合成它的单体为(

) A．氟乙烯和全氟异丙烯

B．1，1­二氟乙烯和全氟丙烯

C．1­三氟甲基-1，3­丁二烯

D．全氟异戊二烯

答案

B 解析

将聚合物按如下所示方法找出单体：

的单体为CH2===CF2和CF2===CF—CF3，它们的名称分别为1，1­二氟乙烯和全氟丙烯，故答案为B。