第2課時有機(jī)高分子材料學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)1．知道合成新物質(zhì)是有機(jī)化學(xué)研究價值的重要體現(xiàn)。結(jié)合實例認(rèn)識塑料、橡膠、纖維等在生產(chǎn)、生活領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。2．能從有機(jī)化合物及其性質(zhì)的角度對有關(guān)能源、材料、飲食、健康、環(huán)境等實際問題進(jìn)行分析、討論和評價。一、有機(jī)高分子材料的分類1．天然有機(jī)高分子材料人們很早就開始使用的棉花、羊毛、天然橡膠等屬于天然有機(jī)高分子材料。2．合成有機(jī)高分子材料塑料、合成纖維、合成橡膠、黏合劑、涂料等屬于合成有機(jī)高分子材料，其中前三種被稱為“三大合成材料”。二、塑料1．塑料的成分塑料的主要成分是合成樹脂。2．常見的塑料(1)聚乙烯(PE)：絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，容易老化；可以制成薄膜，用于食品、藥物的包裝材料，以及日常用品、絕緣材料等。(2)聚氯乙烯(PVC)：絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，機(jī)械強(qiáng)度較高；可以制成薄膜、管道、日常用品、絕緣材料等。(3)聚苯乙烯(PS)：絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，無毒；可以制成日常用品、絕緣材料，還可以制成泡沫塑料用于防震、保溫、隔音。(4)聚四氟乙烯(PTFE)：耐化學(xué)腐蝕，耐溶劑性好，耐低溫、高溫，絕緣性好；加工困難；可制成化工、醫(yī)藥等行業(yè)使用的耐腐蝕、耐高溫、耐低溫制品。(5)聚丙烯(PP)：機(jī)械強(qiáng)度較高，絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，無毒；可以制成薄膜、管道、日常用品、包裝材料等。(6)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)：俗稱有機(jī)玻璃，透光性好，易加工；耐磨性較差，能溶于有機(jī)溶劑；可制成飛機(jī)和車輛的風(fēng)擋、光學(xué)儀器、醫(yī)療器械、廣告牌等。(7)脲醛塑料(UF)：俗稱電玉，絕緣性好，耐溶劑性好，不耐酸；可制成電器開關(guān)及日常用品，還可用于生產(chǎn)木材黏合劑和建筑保溫材料等。三、橡膠1．橡膠的分類(1)天然橡膠：主要成分是聚異戊二烯，結(jié)構(gòu)簡式是。(2)合成橡膠：以石油、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴等為單體聚合而成。2．常見的合成橡膠(1)異戊橡膠：以異戊二烯為單體進(jìn)行聚合反應(yīng)而得。它的性能與天然橡膠十分接近，又被稱為合成天然橡膠。(2)硫化橡膠：天然橡膠硫化的目的是將線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。硫化橡膠具有更好的強(qiáng)度、韌性、彈性和化學(xué)穩(wěn)定性。(3)特種橡膠：耐熱和耐酸、堿腐蝕的氟橡膠，耐高溫和嚴(yán)寒的硅橡膠。四、纖維1．纖維的分類2．合成纖維的性質(zhì)和用途(1)性質(zhì)：合成纖維具有強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕、不易蟲蛀等優(yōu)良性能。(2)用途：制成衣物、繩索、漁網(wǎng)、工業(yè)用濾布，以及飛機(jī)、船舶的結(jié)構(gòu)材料等，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。加聚反應(yīng)合成高分子[探究活動]聚乙烯是五大合成樹脂之一。聚乙烯抗腐蝕性、電絕緣性優(yōu)良，可以氯化，輻照改性，可用玻璃纖維增強(qiáng)。生活中常用的保鮮膜、塑料袋、奶瓶、水壺等均為聚乙烯制品。活動1聚乙烯是通過什么方法合成的？寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出聚乙烯的單體、鏈節(jié)。提示：乙烯通過加聚反應(yīng)得到聚乙烯；活動2通過聚合物的鏈節(jié)，可以看出聚合物的單體，下面兩種聚合物是由何種單體聚合成的？提示：CH3—CHCH2；CH2CH—COOCH3。[評價活動]1．下列說法正確的是()A．鏈節(jié)是高分子中重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元，如聚乙烯的鏈節(jié)是CH2CH2B．丙烯和聚丙烯都能使溴水褪色C．高分子都沒有固定的熔、沸點D．加聚反應(yīng)生成高分子的同時，還有H2O等小分子物質(zhì)生成C解析：鏈節(jié)是高分子中重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元，如聚乙烯的鏈節(jié)是—CH2—CH2—，A錯誤；聚丙烯不能使溴水褪色，B錯誤；高分子是混合物，沒有固定的熔、沸點，C正確；加聚反應(yīng)生成高分子時，沒有小分子物質(zhì)生成，D錯誤。2．下圖所示是某高分子的結(jié)構(gòu)片斷，其單體是()A．CH2CH2、CH2CHCOOHB．CH2CH—CHCHCH3、CH2CHCOOHC．CH2CH2、CH2CHCOOH、CH2CHCH3D．CH2CHCH2CH2CH3、CH2CHCOOHB解析：該高分子主鏈上全部是碳原子，所以它是加聚反應(yīng)的產(chǎn)物，根據(jù)“單鍵變雙鍵、雙鍵變單鍵”的原則，可寫出其單體為CH2CH—CHCHCH3和CH2CHCOOH，故選B。3．下列有關(guān)聚丙烯的認(rèn)識正確的是()A．聚丙烯的鏈節(jié)為—CH2—CH—CH3—B．聚丙烯是混合物C．合成聚丙烯的單體丙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2CHCH3D．聚丙烯能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)B解析：聚丙烯的鏈節(jié)是，故A錯誤；聚丙烯是高分子，不同分子的聚合度不同，因此聚丙烯是混合物，故B正確；合成聚丙烯的單體丙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CHCH3，故C錯誤；聚丙烯分子中不含碳碳雙鍵，不能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，故D錯誤。4．(1)寫出以氯乙烯(CH2=CHCl)制備PVC(聚氯乙烯)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式及反應(yīng)類型：_____________________、__________________。PE(聚乙烯)材料目前被公認(rèn)為安全材料，也可用于制作保鮮膜和一次性餐盒。辨別PE和PVC有兩種方法，一是測密度法：密度大的應(yīng)是________；二是燃燒法：PE和PVC在足量空氣中燃燒的實驗現(xiàn)象的明顯區(qū)別是________________________________________________________________________。(2)PVDC(CH2—CCl2)是一種阻隔性高、韌性強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好的理想包裝材料，廣泛用于肉制品、豆制品等的包裝。寫出合成PVDC的小分子的結(jié)構(gòu)簡式：________________________。(3)“白色污染”是指各種塑料制品對環(huán)境的污染。焚燒塑料會生成有毒物質(zhì)二英，二英是含有如圖所示母體的系列化合物，下列關(guān)于如圖所示物質(zhì)的說法不正確的是____(填字母序號)。a．該物質(zhì)在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO2和H2Ob．該物質(zhì)屬于烴c．該物質(zhì)的一鹵代物只有2種解析：(1)CH2CHCl通過加聚反應(yīng)生成，化學(xué)方程式為nCH2CHCleq\o(→,\s\up7(催化劑))；聚氯乙烯中含有相對原子質(zhì)量相對較大的氯原子，其密度比聚乙烯大，聚氯乙烯不易燃燒，燃燒時產(chǎn)生具有刺激性氣味的HCl，有白霧(含有HCl的小液滴)生成。(3)該物質(zhì)含有碳、氫、氧三種元素，不屬于烴，完全燃燒的產(chǎn)物是CO2和H2O，且其一鹵代物只有2種。答案：(1)nCH2CHCleq\o(→,\s\up7(催化劑))加聚反應(yīng)聚氯乙烯聚乙烯更易燃燒，聚氯乙烯燃燒產(chǎn)生刺激性氣味的氣體(HCl)，有白霧生成(2)CH2=CCl2(3)b(1)加聚反應(yīng)單體的判斷①加聚反應(yīng)的單體必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物。例如，烯烴、二烯烴、炔烴、醛等含不飽和鍵的有機(jī)物。②判斷加聚反應(yīng)單體的規(guī)律是“見雙鍵，四個碳，無雙鍵，兩個碳”，畫線斷開。(2)加聚反應(yīng)產(chǎn)物的書寫加聚反應(yīng)本質(zhì)上是加成反應(yīng)，在書寫加聚產(chǎn)物時要把原來不飽和碳原子上的原子或原子團(tuán)看作支鏈，寫在主鏈的垂直位置上。例如：課后素養(yǎng)評價(十三)知識點1有機(jī)高分子材料的性能與用途1．(雙選)下列關(guān)于有機(jī)高分子的說法正確的是()A．有機(jī)高分子的相對分子質(zhì)量一般在幾千至幾萬B．有機(jī)高分子一般都是混合物C．聚乙烯沒有固定的熔點和沸點D．有機(jī)高分子中只含C、H、O三種元素BC解析：有機(jī)高分子的相對分子質(zhì)量在104以上，A錯誤；有機(jī)高分子都是混合物，沒有固定的熔、沸點，B、C正確；蛋白質(zhì)屬于有機(jī)高分子，除含有C、H、O外，還含有N、P等元素，D錯誤。2．下列生活用品主要由合成纖維制造的是()A．尼龍繩 B．宣紙C．羊絨衫 D．棉襯衣A解析：尼龍繩的主要成分是合成纖維，宣紙的主要成分是纖維素，羊絨衫的主要成分是蛋白質(zhì)，棉襯衣的主要成分是纖維素。3．食品保鮮膜按材質(zhì)分為聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等種類。PE保鮮膜可直接接觸食品，PVC保鮮膜則不能直接接觸食品，它對人體有潛在危害。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．PE、PVC都屬于有機(jī)高分子材料B．PE、PVC的單體都是不飽和烴，能使溴水褪色C．焚燒PVC保鮮膜會放出有毒氣體HClD．廢棄的PE和PVC均可回收利用以減少白色污染B解析：PE、PVC都屬于有機(jī)高分子材料，A正確；PVC的單體是CH2=CHCl，不屬于烴類，B錯誤；PVC中含有氯元素，在燃燒過程中會產(chǎn)生HCl，對人體有害，C正確；廢棄塑料可造成白色污染，回收利用可減少對環(huán)境的污染，D正確。4．(2022·廣東卷)北京冬奧會成功舉辦、神舟十三號順利往返、“天宮課堂”如期開講、“華龍一號”核電海外投產(chǎn)等，均展示了我國科技發(fā)展的巨大成就。下列相關(guān)敘述正確的是()A．冬奧會“飛揚(yáng)”火炬所用的燃料H2為氧化性氣體B．飛船返回艙表層材料中的玻璃纖維屬于天然有機(jī)高分子C．乙酸鈉過飽和溶液析出晶體并放熱的過程僅涉及化學(xué)變化D．核電站反應(yīng)堆所用鈾棒中含有的eq\o\al(235,92)U與eq\o\al(238,92)U互為同位素D解析：H2作為燃料在反應(yīng)中被氧化，體現(xiàn)出還原性，故A項說法錯誤；玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，故B項說法錯誤；乙酸鈉過飽和溶液中析出晶體的過程中無新物質(zhì)生成，屬于物理變化，故C項說法錯誤；eq\o\al(235,92)U與eq\o\al(238,92)U是質(zhì)子數(shù)均為92、中子數(shù)不同的核素，因此二者互為同位素，故D項說法正確。5．航天科學(xué)家正在考慮用塑料飛船代替鋁制飛船進(jìn)行太空探索，其依據(jù)是()A．塑料是一種高分子材料，可以通過取代反應(yīng)大量生產(chǎn)B．塑料生產(chǎn)中加入添加劑可得到性能比鋁優(yōu)良的新型材料C．塑料用途廣泛，可從自然界中直接得到D．塑料是有機(jī)物，不會和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿作用B解析：飛船速度很大，所以其材料要求質(zhì)輕、耐高溫、耐摩擦，因此所用塑料代替品要加入合適的添加劑制成優(yōu)良的新型材料。知識點2有機(jī)高分子材料的合成方法6．下列說法正確的是()A．聚氯乙烯、聚四氟乙烯的單體相同B．聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為C．氯乙烯制取聚氯乙烯的反應(yīng)為D．乙烯和聚乙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色C解析：聚氯乙烯的單體是氯乙烯，聚四氟乙烯的單體是四氟乙烯，A錯誤；聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為，B錯誤；聚乙烯中不含碳碳不飽和鍵，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，D錯誤。7．(雙選)某有機(jī)高分子的結(jié)構(gòu)簡式為。下列有關(guān)敘述正確的是()A．其單體是CH2CH2和HCOOC2H5B．它是加聚反應(yīng)的產(chǎn)物C．其鏈節(jié)是CH3CH2—COOC2H5D．其單體是CH2CH—COOC2H5BD解析：該有機(jī)高分子的鏈節(jié)是，其單體是CH2CH—COOC2H5，該有機(jī)高分子是加聚反應(yīng)的產(chǎn)物。8．熔噴布是制口罩的主要材料，其主要成分為聚丙烯纖維。聚丙烯可由丙烯(CH3CH=CH2)為原料制備。下列有關(guān)說法正確的是()A．丙烯與丙烷互為同分異構(gòu)體B．聚丙烯是天然有機(jī)高分子C．聚丙烯的鏈節(jié)為D．丙烯與H2通過加成反應(yīng)合成聚丙烯C解析：丙烯的分子式為C3H6，丙烷的分子式為C3H8，兩者分子式不同，不互為同分異構(gòu)體，故A錯誤；聚丙烯是由丙烯人工合成的有機(jī)高分子，故B錯誤；聚丙烯的鏈節(jié)為，故C正確；丙烯可通過自身加聚反應(yīng)合成聚丙烯，故D錯誤。9．下列關(guān)于高分子材料聚丙烯酸乙酯的說法不正確的是()A．聚丙烯酸乙酯的單體是CH2CHCOOCH2CH3B．聚丙烯酸乙酯是由其單體發(fā)生加聚反應(yīng)制得的C．聚丙烯酸乙酯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D．聚丙烯酸乙酯的鏈節(jié)為—CH2CHCOOCH2CH2—D解析：該物質(zhì)是CH2CHCOOCH2CH3發(fā)生加聚反應(yīng)生成的產(chǎn)物，故聚丙烯酸乙酯的單體是CH2CHCOOCH2CH3，反應(yīng)類型是加聚反應(yīng)，故A、B正確；聚丙烯酸乙酯分子中沒有碳碳雙鍵及醇羥基，故不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故C正確；鏈節(jié)是最小的重復(fù)單元，根據(jù)聚丙烯酸乙酯的結(jié)構(gòu)簡式，可知其鏈節(jié)是，故D錯誤。10．聚四氟乙烯()是不粘鍋涂覆物質(zhì)的主要成分。下列關(guān)于聚四氟乙烯的說法，不正確的是()A．屬于有機(jī)高分子B．單體是CF2=CF2C．可由加聚反應(yīng)得到D．能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D解析：聚四氟乙烯屬于有機(jī)高分子，A正確；聚四氟乙烯是加聚產(chǎn)物，單體是CF2CF2，B正確；聚四氟乙烯可由加聚反應(yīng)得到，C正確；聚四氟乙稀分子中不存在碳碳雙鍵，不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，D錯誤。11．下列物質(zhì)中，不屬于合成材料的是()A．塑料 B．蛋白質(zhì)C．合成纖維 D．合成橡膠B解析：蛋白質(zhì)屬于天然高分子，不屬于合成材料。12．天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯()，許多合成橡膠也有類似的結(jié)構(gòu)，下列試劑與該橡膠較長時間接觸不會發(fā)生反應(yīng)的是()A．KMnO4(H＋)溶液 B．溴水C．濃硝酸 D．NaOH溶液D解析：由天然橡膠的結(jié)構(gòu)可知，其含有碳碳雙鍵，易被氧化，也能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)。13．(1)由丙烯(CH3—CH=CH2)合成的聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________，鏈節(jié)為；聚合度為，聚合物的平均相對分子質(zhì)量為。(2)寫出下列高聚物的單體。①__________________________________________；②______________________