第二节　应用广泛的高分子材料PPT及课堂实录内容

第五章

进入合成有机高分子化合物的时代

第二节 应用广泛的高分子材料

【课前自主学习】

学习目标：

1. 了解有机合成材料的分类

2. 能从成键原理上理解塑料的结构与性质

3. 了解合成纤维、合成橡胶的结构与性质

4. 了解高分子化合物的用途

学习重点：

三大合成材料的成分、分类、性能及主要用途

学习难点：

1. 相关化学方程式的书写

2. 与实际应用相关的准确描述

学习内容：

一、合成材料的分类

1．合成材料的种类很多，按用途和性能可分为(1)________________、(2)_______________ 和复合材料。

2．三大合成材料：(1)______、合成纤维、(2)____________。

二、塑料

1．塑料的分类：根据塑料加热时的表现可把塑料分为(1)________和(2)______塑料两大类。

2．常见合成材料

(1)聚乙烯

性质

相对分子质量

密度

高压聚乙烯

低压聚乙烯

有无支链

生成条件

(2)酚醛树脂

高压、催化剂

很少

低压、催化剂

①概念：酚醛树脂是用_（1）_____与（2）______在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。

②形成：在酸催化下，等物质的量的甲醛和苯酚反应形成______结构高分子。

其反应为：

_______________________________________________ ________________________________________________________________________

在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应，生成______结构

的酚醛树脂。

三、纤维

1．分类

纤维植物纤维——棉花、麻、稻草等

纤

纤维——黏胶丝人造棉、

维



人造丝等

纤维——锦纶、涤纶、腈纶、纤维

丙纶、维纶、氯纶等六大纶动物纤维——蚕丝、羊毛等



2．人造纤维：用含纤维素的原料(利用天然纤维)如芦苇、甘蔗渣、短棉、木材等经化学加工和纺织而制成的纤维。它是利用原料________而制得的纤维。

3．合成纤维：

利用石油、天然气、煤和农副产品为原料制成（1）______，再经（2）________而制成的纤维。其原料本身（3）______纤维。

合成纤维的优点是(4）________、（5）________、（6)________、(7)________、(8)________，但在(9)________、(10)________等方面不如天然纤维。

合成纤维中，维纶(聚乙烯醇)具有较好的吸湿性，被称为“(11)________”，是因为其分子中含有（12）________。

合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维—(13)______，涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的商品名。

四、橡胶

1．合成橡胶

(1)合成：如顺丁橡胶是以（1)______________为原料经聚合得到以顺式结构为主的(2)______________，其结构简式为(3)________________，然后再与硫磺等硫化剂混炼而成的。

(2)性能：具有(4)________、(5)________、耐燃性、耐油性、(6)________或(7)________等性能。

2．天然橡胶

结构简式为(8)_____________________________________________

其单体为(9)___________________________________________________

【课中互助合作探究】

探究实验一、高分子材料的溶解性

组织同学观察以下四个小实验：

现象：

结论：

探究实验二、高分子材料在不同温度下的性能

1、组织学生观察实验：

2、用稍加热的铁锯条或用电烙铁，垫上玻璃纸对塑料袋进行封口的实验，封口时塑料受热熔融，冷却后粘接，说明线型高分子材料具有热塑性。

3、用废酚醛塑料炊具把手、插销（深色，即电木）的碎末或废脲醛树脂（浅色）的插销、插座的碎末做受热熔融实验。

实验结论：

探究实验三、酚醛树脂的制备和性质：

1、在试管中加入2克苯酚，3 mL 质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸，在沸水浴 中加热。

2、当试管中反应物接近沸腾时，从沸水浴中取出试管并用玻璃棒搅拌反应物，注意观察并记录实验现象。

3、待试管冷却至室温，向试管中加入适量乙醇，观察树脂是否溶解。

4、再把试管放在热水浴中加热，观察树脂是否溶解。

有关现象为 【课堂练习】

1.下列物质中属于合成纤维的是( ) A.人造丝 B.蚕丝 C.腈纶 D.羊毛绒

2.下列高分子在空气中燃烧只生成CO2和H2O的是( ) A.白明胶(动物胶) B.粘胶纤维 C.氯丁橡胶 D.毛发

3．我们通常所说的三大合成材料是指(

) ①光导纤维

②塑料

③合成氨

④高温结构陶瓷⑤合成纤维

⑥涂料

⑦合成洗涤剂

⑧合成橡胶⑨黏合剂

⑩硅酸盐材料

A．②⑤⑧

B．①⑦⑩

C．④③⑨

D．①④⑩

4．下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是(

) A．聚氯乙烯凉鞋

B．电木插座C．自行车内胎

D．聚乙烯塑料膜

5.“不粘锅”饮具是在金属锅的内壁上涂一薄层聚四氟乙烯制成，下列各项对聚四氟乙烯的叙述中正确的是( ) A.在聚四氟乙烯的单体中不含有碳碳双键

B.聚四氟乙烯在高温时容易燃烧

C.聚四氟乙烯的化学性质很稳定，正常使用时不会发生化学变化

D.聚四氟乙烯的分子内支链很多，且彼此缠绕，不会污染食物

6．为了保护人类的生存环境，人们开始着手利用废弃塑料，使它成为有用的资源：

(1)_____________ (2) _____________ (3) _____________ 科学家展望，21世纪的高分子化学，要制造出对环境友好的高分子，包括在环境中可降解的塑料。例如，以_____________和_____________为原料制成聚乙烯光降解塑料；以_____________和_____________为原料制成微生物降解塑料等。

【课后练习A】

1.下述对乙烯和聚乙烯的描述不正确的是( ) A.乙烯性质比聚乙烯活泼

B.乙烯是纯净物，常温下为气态，聚乙烯为固态，是混合物

C.取等物质的量的乙烯和聚乙烯，完全燃烧后生成的CO2和H2O的物质的量分别相等

D.取等质量乙烯和聚乙烯，完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等

2.下列叙述正确的是( ) A.单体的质量之和等于所生成高聚物的质量

B.单体为一种物质时，则单体发生加聚反应

C.缩聚反应的单体至少有两种物质

D.淀粉和纤维素的链节都是C6H10O5，但聚合度不同，彼此不是同分异构体

3.现已为婴儿特制成了一种新型的尿布——“尿不湿”。这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保留水的物质。依你的推测，这种特殊物质的结构可能是( )

4．橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需进行硫化处理，即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应。橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是(

)

A．橡皮筋 B．汽车外胎 C．普通气球 D．医用乳胶手套

5．橡胶树是热带植物，在我国海南已有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构为试回答下列问题：

(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是因为

。

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，

天然橡胶加入适当硫进行硫化后，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。

6．下图是实验室制取酚醛树脂的装置图。

(1)装置中的一处错误是_______________________________。

(2)试管上方长玻璃管的作用是_______________________________。

(3)浓盐酸在该反应中的作用是_______________________________。

(4)此反应需水浴加热，不用温度计控制水浴温度的原因是______________________。

(5)生成的酚醛树脂为_______色_______态。

(6)实验完毕后，若试管用水不易洗涤，可以加入少量_______浸泡几分钟，然后洗净。

(7)写出实验室制取酚醛树脂的化学方程式______________________________ ____________________________________，此有机反应类型是_____________________。

【课后练习B】

1．焚烧下列物质，严重污染大气的是(

)

A．聚氯乙烯 B．聚乙烯 C．聚丙烯 D．有机玻璃

2．在下列塑料制品中，可选择作为食品包装的是(

) A．聚氯乙烯 B．聚乙烯、聚丙烯 C．聚苯乙烯 D．聚四氟乙烯

3．下列几种橡胶中，最不稳定、长期见光与空气作用就会逐渐被氧化而变硬变脆的是(

) A．天然橡胶()

B．硅橡胶(C．聚硫橡胶() ) 断裂，使其由线型结构变成体型结构) D．硫化橡胶(天然橡胶中加硫磺，使4．下列有机物中属于天然高分子材料的是(

) A．棉花 B．塑料 C．尼龙 D．羊毛

5．酚醛树脂可用苯酚和甲醛反应制得。实验室制备酚醛树脂时，在酸性条件下，苯酚过量制得的酚醛树脂若不易取出时，则可趁热时加入一些乙醇来取出树脂；在碱性条件下，苯酚过量时，若酚醛树脂不易取出，用加热或加溶剂的方法都很难将树脂取出。在上述两种情况下，下列有关叙述正确的是(

) A．酸性条件制得的是线型酚醛树脂，碱性条件制得的是网状结构酚醛树脂

B．酸性条件制得的是体型酚醛树脂，碱性条件制得的是线型酚醛树脂

C．两种条件下制得的都是线型酚醛树脂

D．两种条件下制得的都是网状结构酚醛树脂

6．关于天然橡胶A．天然橡胶是天然高分子化合物

的下列叙述中，不正确的是(

) B．天然橡胶受空气、日光作用，会被还原而老化

C．天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂

D．天然橡胶含有双键，能发生加成反应

7．背景材料：①2004年夏季，特氟隆不粘锅事件引起公众关注

②2004年冬季，诺贝尔化学奖授予研究蛋白质的科学家

③2005年初春，广东大部分地区进行了人工降雨

④2005年春末，某高速公路发生液氯运输车翻倒泄漏事故。

下列相应说法正确的是(

) A．特氟隆(聚四氟乙烯)的单体是氟利昂

B．蛋白质是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁达尔现象

C．AgI和干冰都可用于人工降雨

D．附近人员应迅速远离液氯泄漏地点，并逆风往安全区域疏散

8．(1)有机玻璃是线型高分子，具有________(填“热塑”或“热固”)性，按系统命名法，其名称是聚甲基丙烯酸甲酯，它的结构简式为__________，链节是__________，它是__________(填“缩聚”或“加聚”)产物。

(2)下面分别是三种高分子材料：①聚乙烯，②有机玻璃，③硫化橡胶。它们的微观结构示意图为：

则A是__________，B是__________，C是______________________________。

9．聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一，其产量仅次于聚酰胺纤维和聚酯纤维。它的商品名叫腈纶，由于它的性质极像羊毛，故又称它为“人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2===CHCN)，其合成方法很多，如以乙炔为原料，其合成过程的化学方程式如下：

阅读以上材料，回答问题：

(1)制备丙烯腈的反应类型是__________。(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为__________。

(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”？

(4)根据以上材料分析，聚丙烯腈是线型结构还是体型结构？

10．有机玻璃是一种重要的塑料，有机玻璃的单体A(C5H8O2)不溶于水，并可以发生以下变化：

请回答：

(1)B分子中含有的官能团是____________、_________________________________。

(2)由B转化为C的反应属于________(选填序号)。

①氧化反应

②还原反应

③加成反应

④取代反应

(3)C的一氯代物D有两种，C的结构简式是

________________________________________________________________________。

(4)由A生成B的化学方程式是___________________________________________。

(5)有机玻璃的结构简式是____________。

【答案】

课前自主学习: 一、1.合成高分子材料、功能高分子材料 2.塑料、合成橡胶 二、1.热塑性、热固性 2.（1）低

、高；低、高；有长短不一的支链

（2）酚类（如苯酚）、醛类（如甲醛）；线性

、方程式（教材P107）、网状 三、1 天然、化学（人造、合成）2.化学加工处理 3.(1)单体

（2）聚合反应

（3）不含

（4）强度高

（5）弹性好

（6）耐腐蚀（7）不

缩水

（8）质轻保暖

（9）透气性 （10）吸湿性

（11）人造棉花

（12)羟基

（13）涤纶

四、（1)1,3-丁二烯，（2）聚1,3-丁二烯（3)见教材P110 （4）耐磨性（5）耐寒性

（6）耐热性（7）耐腐蚀性（或耐老化）（8)(9)见教材p111 课堂练习: 1.C 2.B 3.A 4.B 5.C 6.(1)直接用作材料 (2)热解成单体 (3)制成燃油和燃气 乙烯 CO 纤维素 淀粉

课后练习A: 1.C 2.D 3.C 4．B [橡皮筋和普通气球的弹性好，所以硫化程度

小；汽车外胎与医用乳胶手套相比，前者要承受更大的压力，所以制汽车外胎的橡胶硫化程度最高。] 5．(1)天然橡胶是线型结构

线型结构

体型结构

不能(2)能

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，能溶解于适当的溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子间可形成共价键，从而使高分子键发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶解于汽油。

(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键能与Br2加成，使溴水褪色。

6．(1)试管底部不应与烧杯底部接触；(2)冷凝回流作用；(3)催化剂；(4)因反应条件为沸水浴；(5)粉红；粘稠；(6)乙醇

课后练习B：

1.A

2.B

3.A

4.AD

5.A

6.B

7.CD

8.(1)热塑

加聚

(2)有机玻璃

聚乙烯

硫化橡胶

9.(1)加成反应

(2)26.4%(3)取样灼烧，闻其气味，若有特殊的烧焦羽毛的气味，则为羊毛，否则可能为“人造羊毛”。(4)线型结构

10.(1)碳碳双键

羧基(或(2)②③

)