資源簡介

7.2 課時2 有機高分子材料
【學習目標】 1.能從微觀結構解釋塑料、合成纖維、合成橡膠中同類物質的共性和不同類物質性質差異及其原因。 2.能從宏觀上認識常見的高分子材料,了解高分子化合物的結構特點和性質。
【自主預習】
一、材料的分類
二、三種重要的合成有機高分子材料
1.塑料
成分 　　　　　　 　　　　　
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂等 防老劑、增塑劑、著色劑、增強材料等
性能 強度高、密度小、耐腐蝕、易加工等
種類 聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、脲醛樹脂等
2.橡膠
(1)分類
(2)結構
(3)性能及應用
a.普通橡膠具有高彈性及一定的強度和韌性,是制造汽車、飛機輪胎和各種密封材料所必需的原料。
b.特種橡膠耐高溫和嚴寒、耐酸堿腐蝕,應用于航空、航天和國防等尖端技術領域。
3.纖維
(1)分類
(2)性能:合成纖維具有強度　　　、彈性　　　、耐磨、耐化學腐蝕、不易蟲蛀等優良性能。
(3)應用:制作衣物、繩索、漁網、工業用濾布,以及飛機、船舶的結構材料等,廣泛應用于工農業的各個領域。
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)棉花、蠶絲、羊毛、天然橡膠都屬于天然高分子化合物。 (　　)
(2)盛放汽油的試劑瓶不能用橡膠塞。 (　　)
(3)為防止污染,可以將塑料購物袋直接燒掉。 (　　)
(4)天然橡膠聚異戊二烯{}為純凈物。 (　　)
(5)電木(酚醛樹脂)和聚氯乙烯都是熱固性塑料。 (　　)
(6)聚乙烯可包裝食品,而聚氯乙烯塑料不可用于包裝食品。 (　　)
2.來源不同的有機高分子材料如何分類
3.人造纖維和合成纖維有何區別
4.由有機高分子形成的物質是純凈物還是混合物 為什么
【合作探究】
　有機高分子的合成和加聚產物單體的判斷
[素材一]　白色污染簡介
白色污染主要指廢塑料及其制品對環境造成的污染。塑料不易降解,影響環境美觀,其所含成分有潛在危害。因用作包裝材料的塑料多為白色,故稱白色污染。引起白色污染的塑料成分有聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。面對嚴重的白色污染問題,人們希望尋找一種易降解的材料來替代現行塑料,而這類替代品已開發。
[素材二]　硫化橡膠合成
天然橡膠容易老化,但經過硫化工藝后的橡膠不僅抗老化,而且具有較高的強度、韌性、良好的彈性和化學穩定性等。
1.根據素材一:
(1)造成白色污染的原因是什么 如何解決
(2)聚氯乙烯的單體、鏈節是什么 寫出結構簡式。
2.根據素材二:
(1)天然橡膠為什么容易老化 橡膠在加工過程中要加入硫黃等硫化劑進行硫化,其目的是什么
(2)實驗室盛放哪些藥品的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞
1.單體、鏈節、聚合度
單體 鏈節 聚合度
定義 能合成高分子化合物的小分子物質 高分子化合物中重復的結構單元 鏈節的重復次數
實例(聚乙烯) CH2CH2 —CH2—CH2— n
2.加聚反應的類型
(1)單烯烴加聚:單體中只含一個時,斷開雙鍵,斷鍵原子與其他分子中的斷鍵原子結合,依次重復形成高聚物,如丙烯的聚合:nCH3—CHCH2。
(2)二烯烴加聚:當一個分子中存在兩個時,斷鍵原子與其他分子中的斷鍵原子相結合,而內部其他的斷鍵原子再結合成不飽和鍵。如順丁橡膠的生成:nCH2CH—CHCH2
(3)共聚:是兩種或多種化合物在一定的條件下發生聚合反應生成一種高聚物的反應。例如,丙烯和乙烯在一定條件下能生成聚乙丙烯(下面為其中一種加聚反應)。
nCH2CH2+nCH2CH—CH3
3.加聚反應單體的判斷方法
(1)凡鏈節的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的高聚物,判斷其單體為一種,將兩個半鍵閉合即可。如,其單體是。
(2)凡鏈節主鏈有四個碳原子(無其他原子),且鏈節無雙鍵的高聚物,其單體為兩種,在正中央畫線斷開,然后兩個半鍵閉合即可。如的單體為CH2CH2和CH3—CHCH2。
(3)凡鏈節主鏈中只有碳原子,并存在碳碳雙鍵結構的高聚物,判斷其單體的規律是“凡雙鍵,四個碳;無雙鍵,兩個碳”。畫線斷開,然后將兩個半鍵閉合,即主鏈上單雙鍵互換。如的單體是。
成都大運會吉祥物“蓉寶”主要采用聚氯乙烯制成,聚氯乙烯分子可以用表示。下列說法錯誤的是(　　)。
A.氯乙烯是合成聚氯乙烯的單體
B.被稱為聚氯乙烯的鏈節
C.聚氯乙烯可以使酸性KMnO4溶液褪色
D.由氯乙烯合成聚氯乙烯的反應稱為加聚反應
現有兩種烯烴CH2CH—CH3和,它們的混合物在一定條件下發生加聚反應,其產物中可能有(　　)。
①　
②
③　
④
⑤　
⑥
A.全部 B.①②③⑤ C.①②③④ D.③⑤⑥
【隨堂檢測】
1.人們在日常生活中大量使用各種高分子材料。下列說法正確的是(　　)。
A.聚乙烯塑料是天然高分子材料
B.聚氯乙烯塑料可用于包裝食品
C.羊毛是合成高分子材料
D.硫化橡膠具有更高的強度、韌性
2.下列關于乙烯和聚乙烯的敘述正確的是(　　)。
A.二者都能使溴水褪色,性質相似
B.二者互為同系物
C.二者最簡式相同
D.二者分子組成相同
3.乙烯是重要的化工原料,利用乙烯合成苯乙醇的路線如下:
下列說法正確的是(　　)。
A.環氧乙烷屬于環烷烴
B.乙烯是苯的一種同系物
C.苯乙醇屬于飽和有機物
D.乙烯生成環氧乙烷的反應屬于加成反應
4.目前,聚氯乙烯塑料(PVC)占塑料消費量的30%以上,BICM法是以乙烯、氯氣等為原料合成PVC,其工藝流程如圖所示:
(1)寫出上述轉化過程中有機物參與反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)假設BICM法中各步反應的轉化率均為100%,則生產100 t PVC需要氯氣的質量為　　　　　　　。
參考答案
自主預習·悟新知
一、金屬　無機非金屬　天然　合成
二、1.合成樹脂　添加劑
2.(1)聚異戊二烯　(2)硫化
3.高　好
效果檢測
1.(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
2.分為天然有機高分子材料和合成有機高分子材料。天然有機高分子材料如棉花、羊毛、天然橡膠等。合成有機高分子材料如塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、涂料等。
3.人造纖維的主要原料是天然高分子化合物,主要是纖維素;而合成纖維的主要原料是石油化工或煤化工產品——氣態或液態烴及其衍生物,是小分子化合物。
4.因為不同有機高分子的聚合度不同,所以由有機高分子形成的物質是混合物。
合作探究·提素養
任務1　有機高分子的合成和加聚產物單體的判斷
問題生成
1.(1)塑料制品的大量使用。①減少塑料制品的使用;②廢棄塑料資源化(回收廢舊塑料,將其作為資源,加以開發和利用);③開發新型的可降解塑料。
(2)CH2CHCl、。
2.(1)天然橡膠含有碳碳雙鍵,易發生加成反應且易被氧化,所以易老化。硫化劑的作用是打開橡膠分子中的雙鍵,以二硫鍵(—S—S—)將線型結構連接成為網狀結構,得到化學穩定性好且既有彈性又有強度的橡膠。
(2)實驗室中盛放KMnO4溶液、濃硝酸、液溴、汽油、苯、四氯化碳等藥品的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞。
典型例題
例1　C　
解析　nH2CCHCl,根據化學方程式可知,氯乙烯為合成聚氯乙烯的單體,A項正確;由化學方程式可知,為聚氯乙烯的鏈節,B項正確;聚氯乙烯中不含有碳碳雙鍵,不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,C項錯誤;由氯乙烯合成聚氯乙烯的反應為加聚反應,D項正確。
例2　B　
解析　兩種不同的烯烴混合發生加聚反應時,有如下幾種情況:自身發生加聚反應,產物有和兩種,①②符合;不同烯烴之間發生共聚,產物有和兩種,③⑤符合。
隨堂檢測·精評價
1.D　解析　A項,聚乙烯是合成有機高分子材料,錯誤;B項,聚氯乙烯在溫度過高時會釋放出對人體有害的物質,故不用聚氯乙烯塑料包裝食品,錯誤;C項,羊毛屬于天然高分子有機化合物——蛋白質,錯誤;D項,橡膠硫化可使塑性橡膠轉化為更具韌性或者硬度更高的硫化橡膠,正確。
2.C　解析　乙烯、聚乙烯的結構簡式分別為CH2CH2、,可知二者分子組成不相同,結構不相似,不互為同系物;乙烯分子結構中含有碳碳雙鍵,能使溴水褪色,但聚乙烯不能使溴水褪色;二者的最簡式相同,均為CH2。
3.D　解析　環氧乙烷中含有氧,不屬于烴,也不屬于環烷烴,A項錯誤;乙烯與苯的結構不相似,不是苯的同系物,B項錯誤;苯乙醇含有苯環,苯環中的碳原子為不飽和碳原子,苯乙醇屬于不飽和有機物,C項錯誤。
4.(1)CH2CH2+Cl2CH2ClCH2Cl、CH2ClCH2ClCH2CHCl+HCl、
nCH2CHCl
(2)56.8 t
解析　(2)由于各步反應的轉化率均為100%,HCl循環利用,故氯元素全部轉化到PVC塑料中。根據題意可得4CH2CH2+2Cl2+O24CH2CHCl+2H2O。
根據nCH2CHCl得:
nCl2　~　2
71n 　　125n
m(Cl2) 　　100 t
m(Cl2)=56.8 t(共27張PPT)
第七章
有機化合物
第二節 乙烯與有機高分子材料
第2課時 有機高分子材料
1.能從微觀結構解釋塑料、合成纖維、合成橡膠中同類物質的共性和不同類物質性質
差異及其原因。
2.能從宏觀上認識常見的高分子材料，了解高分子化合物的結構特點和性質。
一、材料的分類
二、三種重要的合成有機高分子材料
1.塑料
成分 __________ ________
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚 醛樹脂等 防老劑、增塑劑、著色劑、增強材料等
性能 強度高、密度小、耐腐蝕、易加工等 種類 聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲 酯、脲醛樹脂等 合成樹脂
添加劑
2.橡膠
（1）分類
（2）結構
（3）性能及應用
.普通橡膠具有高彈性及一定的強度和韌性，是制造汽車、飛機輪胎和各種密封材料
所必需的原料。
.特種橡膠耐高溫和嚴寒、耐酸堿腐蝕,應用于航空、航天和國防等尖端技術領域。
3.纖維
（1）分類
（2）性能：合成纖維具有強度____、彈性____、耐磨、耐化學腐蝕、不易蟲蛀等優
良性能。
（3）應用：制作衣物、繩索、漁網、工業用濾布，以及飛機、船舶的結構材料等，
廣泛應用于工農業的各個領域。
高
好
1.判斷正誤（正確的打“√”，錯誤的打“×”）。
（1） 棉花、蠶絲、羊毛、天然橡膠都屬于天然高分子化合物。( )
√
（2） 盛放汽油的試劑瓶不能用橡膠塞。( )
√
（3） 為防止污染，可以將塑料購物袋直接燒掉。( )
×
（4） 天然橡膠聚異戊二烯 為純凈物。 ( )
×
（5） 電木（酚醛樹脂）和聚氯乙烯都是熱固性塑料。( )
×
（6） 聚乙烯可包裝食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包裝食品。( )
√
2.來源不同的有機高分子材料如何分類？
[答案] 分為天然有機高分子材料和合成有機高分子材料。天然有機高分子材料如棉花、
羊毛、天然橡膠等。合成有機高分子材料如塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、涂料等。
3.人造纖維和合成纖維有何區別？
[答案] 人造纖維的主要原料是天然高分子化合物，主要是纖維素；而合成纖維的主要
原料是石油化工或煤化工產品——氣態或液態烴及其衍生物，是小分子化合物。
4.由有機高分子形成的物質是純凈物還是混合物？為什么？
[答案] 因為不同有機高分子的聚合度不同，所以由有機高分子形成的物質是混合物。
任務1 有機高分子的合成和加聚產物單體的判斷
［素材一］ 白色污染簡介
白色污染主要指廢塑料及其制品對環境造成的污染。塑料不易降解，影響環境美
觀，其所含成分有潛在危害。因用作包裝材料的塑料多為白色，故稱白色污染。引起
白色污染的塑料成分有聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。面對嚴重的白色污
染問題，人們希望尋找一種易降解的材料來替代現行塑料，而這類替代品已開發。
［素材二］ 硫化橡膠合成
天然橡膠容易老化，但經過硫化工藝后的橡膠不僅
抗老化，而且具有較高的強度、韌性、良好的彈性和化
學穩定性等。
1.根據素材一：
（1） 造成白色污染的原因是什么？如何解決？
[答案] 塑料制品的大量使用。①減少塑料制品的使用；②廢棄塑料資源化（回收廢舊
塑料，將其作為資源，加以開發和利用）；③開發新型的可降解塑料。
（2） 聚氯乙烯的單體、鏈節是什么？寫出結構簡式。
[答案] 、 。
2.根據素材二：
（1） 天然橡膠為什么容易老化？橡膠在加工過程中要加入硫黃等硫化劑進行硫化，
其目的是什么？
[答案] 天然橡膠含有碳碳雙鍵，易發生加成反應且易被氧化，所以易老化。硫化劑的
作用是打開橡膠分子中的雙鍵，以二硫鍵 將線型結構連接成為網狀結構，
得到化學穩定性好且既有彈性又有強度的橡膠。
（2） 實驗室盛放哪些藥品的試劑瓶的瓶塞不能用橡膠塞？
[答案] 實驗室中盛放 溶液、濃硝酸、液溴、汽油、苯、四氯化碳等藥品的試劑
瓶的瓶塞不能用橡膠塞。
1.單體、鏈節、聚合度
單體 鏈節 聚合度
定義 能合成高分子化合物的小分 子物質 高分子化合物中重復的結 構單元 鏈節的重復
次數
實例 （聚乙烯）
2.加聚反應的類型
（1）單烯烴加聚：單體中只含一個 時，斷開雙鍵，斷鍵原子與其他分子中的斷
鍵原子結合，依次重復形成高聚物，如丙烯的聚合： 。
（2）二烯烴加聚：當一個分子中存在兩個 時，斷鍵原子與其他分子中的斷鍵原
子相結合，而內部其他的斷鍵原子再結合成不飽和鍵。如順丁橡膠的生
成：
（3）共聚：是兩種或多種化合物在一定的條件下發生聚合反應生成一種高聚物的反
應。例如，丙烯和乙烯在一定條件下能生成聚乙丙烯（下面為其中一種加聚反應）。
3.加聚反應單體的判斷方法
（1）凡鏈節的主鏈只有兩個碳原子（無其他原子）的高聚物，判斷其單體為一種，
將兩個半鍵閉合即可。如 ，其單體是 。
（2）凡鏈節主鏈有四個碳原子（無其他原子），且鏈節無雙鍵的高聚物，其單體為
兩種，在正中央畫線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。如 的單體為
和。
（3）凡鏈節主鏈中只有碳原子，并存在碳碳雙鍵結構的高聚物，判斷其單體的規律
是“凡雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”。畫線斷開，然后將兩個半鍵閉合，即主鏈上
單雙鍵互換。如 的單體是 。
例1 成都大運會吉祥物“蓉寶”主要采用聚氯乙烯制成，聚氯乙烯分子可以用
表示。下列說法錯誤的是( ) 。
C
A.氯乙烯是合成聚氯乙烯的單體
B. 被稱為聚氯乙烯的鏈節
C.聚氯乙烯可以使酸性 溶液褪色
D.由氯乙烯合成聚氯乙烯的反應稱為加聚反應
[解析] ，根據化學方程式可知，氯乙烯為合成聚氯乙烯的
單體，A項正確；由化學方程式可知， 為聚氯乙烯的鏈節，B項正確；聚氯
乙烯中不含有碳碳雙鍵，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，C項錯誤；由氯乙烯合成聚
氯乙烯的反應為加聚反應，D項正確。
例2 現有兩種烯烴 和 ，它們的混合物在一定條件下發生加
聚反應，其產物中可能有( ) 。
B
① ②
③ ④
⑤ ⑥
A.全部 B.①②③⑤ C.①②③④ D.③⑤⑥
[解析] 兩種不同的烯烴混合發生加聚反應時，有如下幾種情況：自身發生加聚反應，
產物有 和 兩種，①②符合;不同烯烴之間發生共聚，產物有
和 兩種，③⑤符合。
1.人們在日常生活中大量使用各種高分子材料。下列說法正確的是( ) 。
D
A.聚乙烯塑料是天然高分子材料 B.聚氯乙烯塑料可用于包裝食品
C.羊毛是合成高分子材料 D.硫化橡膠具有更高的強度、韌性
[解析] 項，聚乙烯是合成有機高分子材料，錯誤；B項，聚氯乙烯在溫度過高時會
釋放出對人體有害的物質，故不用聚氯乙烯塑料包裝食品，錯誤；C項，羊毛屬于天
然高分子有機化合物——蛋白質，錯誤；D項，橡膠硫化可使塑性橡膠轉化為更具韌
性或者硬度更高的硫化橡膠，正確。
2.下列關于乙烯和聚乙烯的敘述正確的是( ) 。
C
A.二者都能使溴水褪色，性質相似 B.二者互為同系物
C.二者最簡式相同 D.二者分子組成相同
[解析] 乙烯、聚乙烯的結構簡式分別為 、 ，可知二者分子組成
不相同，結構不相似，不互為同系物；乙烯分子結構中含有碳碳雙鍵，能使溴水褪色，
但聚乙烯不能使溴水褪色；二者的最簡式相同，均為 。
3.乙烯是重要的化工原料，利用乙烯合成苯乙醇的路線如下：
下列說法正確的是( ) 。
D
A.環氧乙烷屬于環烷烴 B.乙烯是苯的一種同系物
C.苯乙醇屬于飽和有機物 D.乙烯生成環氧乙烷的反應屬于加成反應
[解析] 環氧乙烷中含有氧，不屬于烴，也不屬于環烷烴，A項錯誤；乙烯與苯的結構
不相似，不是苯的同系物，B項錯誤；苯乙醇含有苯環，苯環中的碳原子為不飽和碳
原子，苯乙醇屬于不飽和有機物，C項錯誤。
4.目前，聚氯乙烯塑料占塑料消費量的以上， 法是以乙烯、氯氣等為
原料合成 ，其工藝流程如圖所示：
、
、 .
（1） 寫出上述轉化過程中有機物參與反應的化學方程式：
__________________________________________________________________________
____________________________________________________________ 。
（2） 假設法中各步反應的轉化率均為，則生產 需要氯氣的質量
為______。
[解析] 由于各步反應的轉化率均為，循環利用，故氯元素全部轉化到 塑
料中。根據題意可得 。
根據 得：

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