高中化学人教版 (新课标)选修5 有机化学基础第二节 应用广泛的高分子材料导学案

应用广泛的高分子材料

1.通过“三大合成材料”的实例，分别说明塑料、合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。

2. 知道高分子结构对性能的影响。

知识点一. 塑料

　1．塑料的组成：合成树脂、添加剂

树脂和塑料的关系：

树脂就是指还有跟各种添加剂混合的高聚物，如是聚乙烯树脂，   是聚丙烯树脂。

塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂所组成的，它的主要成分为是树脂。有时这两个名词也混用，因为有些塑料基本上是由树脂所组成的，不含或少含其他添加剂，如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。   

2．塑料的主要性能

　　 热塑性。树脂为线型结构，有热塑性。

　　 热固性。树脂为体型结构，有热固性。

　　3．几种常见塑料的性能和用途

4．简介几种具有特殊用途的塑料

工程塑料、增强塑料、改性塑料等。

知识点二．合成纤维

　　1．纤维的分类

2．“六大纶”的性能和重要用途

师：“六大纶”都具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点，而且每一种还具有各自独特的性能。它们除了供人类穿着外，在生产和国防上也有很多用途。例如，锦纶可制衣料织品、降落伞绳、轮胎帘子线、缆绳和渔网等。

3．几种具有某些特殊性能的合成纤维

　　芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维。

知识点三．合成橡胶

1．橡胶的分类

2．合成橡胶的性能和主要用途

师：相比而言，合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。

3．使用合成材料的负面作用及对策

师：合成材料的快速发展与大量应用，其废弃物的急剧增加带来了环境污染，一些塑料制品所带来的“白色污染”尤为严重。目前，治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收开始。从长远来看，可逐步以可降解塑料取代现在普遍使用的塑料，从根本上解决“白色污染”的问题。

【小结】这节课我们主要了解高分子合成材料的分类及主要用途。

类型：合成材料综合

例1. 化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是(　　)

A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性

B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染

C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素

D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放

 解析: 锌的化学性质活泼，铁表面镀锌，铁被保护，A项正确；聚乳酸塑料易降解，而聚乙烯塑料难降解，是产生白色污染的主要污染物，B项错误；化石燃料燃烧时生成大量的二氧化碳，同时生成一氧化碳、二氧化硫等有害气体，还能产生大量的粉尘等有害颗粒物，故大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素，C项正确；含重金属离子的电镀废液随意排放会造成水体污染，D项正确。

答案：B　

例2. 下列有关物质的性质和应用正确的是(　　)

A．油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油

B．福尔马林可防腐，可用它来保存海鲜产品

C．乙醇、糖类和蛋白质都是人体必需的营养物质

D．合成橡胶与光导纤维都属于有机高分子材料

  解析: 油脂是高级脂肪酸的甘油酯，在酸性条件下水解生成相应的高级脂肪酸和甘油，A项正确；福尔马林是甲醛的水溶液，甲醛有毒，不能作为食品的防腐剂，B项错误；乙醇不是人体必需的营养物质，C项错误；光导纤维的主要成分是SiO2，为无机物，D项错误。

 答案：A　

例3. 顺丁橡胶、制备醇酸树脂的原料M以及杀菌剂N的合成路线如下：

（1）CH2=CH-CH=CH2的名称是_______;

（2）反应I的反应类型是_______;

a．加聚反应    b．缩聚反应

（3）顺式聚合物P的结构式是（选填字母）_______;

（4）A的相对分子质量为108.

①反应II的化学方程式是_____________________

②1molB完全转化为M所消耗的H2的质量是______g。

（5）反应III的化学方程式是______________________________。

（6）A的某些同分异构体在相同反应条件下也能生成B和C，写出其中一种同分异构体的结构简式__________。

解析: (1) CH2===CH——CH=== CH2为二烯烃，需要注明双键的位置，故命名为1，3­丁二烯。(2)根据流程反应Ⅰ得到顺式聚合物，则反应Ⅰ发生加聚反应，生成顺式聚1，3­丁二烯，故反应类型为加聚反应。(3)顺式聚合物P为顺式聚1，3­丁二烯，结构简式为，选b。

(4)①CH2===CH——CH=== CH2的相对分子质量为54，A的相对分子质量为108，根据信息ⅰ、ⅱ确定为两分子1，3­丁二烯发生成环反应，故化学方程式为

2CH2===CH——CH=== CH2

②根据信息ii和B到M的转化，确定醛基为3个，需要消耗氢气3分子，故1 mol B转化为M消耗氢气3 mol，质量为6 g。

(5)根据A的结构简式和信息ⅱ确定C为甲醛，1 mol甲醛消耗2 mol              得到N，此反应的化学方程式为

+H2O

（6）A的同分异构体可以发生相同条件下的反应且产物相同，故A的同分异构体的结构简式为CH2CH===CH2或CH2CH2CH===CH2。

答案：（1）1,3-丁二烯

（2）a     （3）b

（4）①2CH2===CH——CH=== CH2 

②6

（5）2　＋H2O

（6）或

基础演练

1．下列塑料的合成所发生的化学反应类型与另外三种不同的是(　　)

A．聚乙烯塑料   B．聚氯乙烯塑料

C．酚醛树脂   D．聚苯乙烯塑料

2．(2014年北京市第二十中学高二化学月考试题)聚酯纤维的结构简式为：      则下列说法中不正确的是(　　)

A．羊毛与聚酯纤维的化学成分不相同

B．聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解

C．该聚酯纤维单体是对苯二甲酸和乙二醇

D．由单体合成聚酯纤维的反应属加聚反应

3．关于天然橡胶的下列叙述中，不正确的是(　　)

A．天然橡胶是天然高分子化合物

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

4．不能用作食品包装材料的是(　　)[来源:学科网]

A．高压聚乙烯　　　　　 B．低压聚乙烯

C．聚丙烯   D．含增塑剂的聚氯乙烯

5．环境污染已成为人类社会面临的重大问题，各种污染数不胜数。导致下列污染的主要原因与高分子化合物有关的是(　　)

A．酸雨   B．光化学烟雾

C．温室效应   D．白色污染

.Com]

6．丁腈橡胶具有优良的耐油、耐高温性，合成丁腈橡胶的原料是(　　)

①CH2＝CH—CH＝CH2　②CH3—C≡C—CH3

③CH2＝CH—CN　④CH3—CH＝CH—CN

⑤CH3—CH＝CH2　⑥CH3—CH＝CH—CH3

A．③⑥   B．①②

C．①③   D．④⑤

7．（2014年海淀区高中会考模拟试题）随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要，近年来，人们合成了一种无机耐火橡胶，它的结构应是(　　)

8．塑料制品废弃物严重污染环境，常称为“白色污染”。为了防治这种污染，有一种重要途径是将合成高分子化合物重新变成小分子化合物，目前对结构为的化合物已成功实现这种处理，试分析若用CH3OH来处理它，能得到的有机物可能是(　　)

二．填空题

9．耐纶是一种重要的合成纤维，用它可制取具有光泽、耐拉和耐化学腐蚀的人造丝和人造毛，下面是高聚物耐纶分子的一部分：

(1)合成耐纶的单体有________种。

(2)具有碱性的单体的结构简式为________。[来源:学科网ZXXK]

(3)合成耐纶的反应称为________反应。

10．人造羊毛的主要成分为聚丙烯腈，此物质可由以下三种途径合成，已知A是石油分馏的一种产品。

回答以下问题：

(1)A的分子式为________，C的结构简式为________，D的结构简式为________。

(2)在反应①～⑥中，属于加成反应的是________，属于裂化反应的是________。

(3)写出反应⑥的化学方程式______________________________                           

______________________。

(4)从能源和环保的角度看，你认为哪个途径最有发展前景，并说明理由。

巩固提高

一．选择题

1．聚氯乙烯是一种由氯乙烯通过加聚反应生成的合成树脂，用于制备塑料和合成纤维。聚氯乙烯具有良好的机械强度和绝缘性，还有耐化学腐蚀、耐水、耐油等优点。但是聚氯乙烯也有许多不足之处，下列关于聚氯乙烯的缺点说法正确的有（  ）

A.聚氯乙烯在使用的过程中，在环境的影响下，很容易发生老化现象

B.低温时性质柔软，不适合制作电缆的软质包皮

C.受辐射、热等因素的影响，时间久了就会变硬、发脆、开裂，并释放出对人体有害的助剂和氯化氢，所以，不宜用聚氯乙烯制品直接盛装食品

D.聚氯乙烯可制成硬质塑料和软质塑料。硬质塑料可代替金属或木材制作各种管材、型材、建筑材料及绝缘材料、耐腐材料等。

2．聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点．下边是聚丙烯酸酯的结构简式，

它属于（   ）

①无机化合物  ②有机化合物  ③高分子化合物  ④离子化合物  ⑤共价化合物

A．①③④       B．①③⑤        C．②③⑤        D．②③④

3．下列说法正确的是（   ）

A．乙醇和二氯甲烷都存在同分异构体 

B油脂在碱性条件下才能水解

C．制聚乙烯塑料的反应属于取代反应 

D．高温消毒是利用蛋白质变性的原理

4．（2015年邯郸市第一中学第5次月考试题）天然橡胶的化学组成是（    ）

A.聚异戊二烯  B.聚乙烯   C.  聚丙烯   D.戊烯

5．下列说法正确的是（   ）

A．石油的分馏和煤的于馏都是物理变化

B. 可用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸

C. 淀粉、纤维素的化学式都可表示为(C6Hl005)n，二者互为同分异构体

D．淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物

6．合成聚氯乙烯，下列的说法正确的是（   ）

A.用食盐、水和乙烯为原料可以合成聚氯乙烯

B.用氯气和乙炔为原料可以直接合成聚氯乙烯

C.合成聚氯乙烯一定涉及氧化还原反应

D.合成聚氯乙烯一定涉及加成聚合反应

7．人类已进入网络时代，长时间看显示屏幕的人，会感到眼睛疲劳，甚至会对眼睛有一定的伤害．人眼中的视色素中含有视黄醛（见甲）作为辅导基的蛋白质，而与视黄醛相似结构的维生素A（见乙）常作为保健药物．已知CH3CH＝CHCH3可用“      ”表示，则下列有关叙述正确的是（    ）

A．维生素A是视黄醛的还原产物 B．视黄醛和维生素A互为同分异构体

C．视黄醛的分子式为C20H26O D．1mol视黄醛最多能与5molH2加成

8．CH2＝CH—CH＝CH2可通过聚合反应生成一种顺式聚合物，这种顺式聚合物的结构简式是（   ）

9．（2014年聊城市第一中学高二化学上期末测试）下列说法正确的是（   ）

A．聚乙烯是热固性塑料

B．酚醛树脂是热塑性塑料

C．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能，其综合性能超过单一材料

D．锦纶接近火焰时先卷缩，燃烧时有烧焦羽毛的臭味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末

10．“喷水溶液法”是最近日本科学家研制出的一种使沙漠变绿洲的新技术，它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子与沙土粒子结合，在地表下30 cm～50 cm处形成一个厚0.5 cm的隔水层，既能阻止地下的盐分上升，又有拦截、蓄积雨水的作用，下列对聚丙烯酸酯不正确的说法是(　　)

A．单体的结构式为CH2=CH—COOR

B．在一定条件下能发生加成反应

C．在一定条件下能发生水解反应

D．没有恒定的熔、沸点

二．填空题

11．高分子材料PET聚酯树脂和PMMA的合成路线如下：

已知：

Ⅰ. RCOOR’+ R’’18OHRCO18OR’’+R’OH（R、R’、R’’代表烃基）

Ⅱ. （R、R’代表烃基）

（1）①的反应类型是            。

（2）②的化学方程式为                       。

（3）PMMA单体的官能团名称是                 、                    。

（4）F的核磁共振氢谱显示只有一组峰，⑤的化学方程式为                     。

（5）G的结构简式为                    。

（6）下列说法正确的是           （填字母序号）。

a．⑦为酯化反应   

b．B和D互为同系物   

c．D的沸点比同碳原子数的烷烃高

d．1 mol 与足量NaOH溶液反应时，最多消耗4 mol NaOH

（7）J的某种同分异构体与J具有相同官能团，且为顺式结构，其结构简式是            。

（8）写出由PET单体制备PET聚酯并生成B的化学方程式                       。

一.选择题

1．下列化合物属于塑料的是（    ）

A．有机玻璃 B．锦纶 C．电木 D．白明胶

2．塑料的主要成分是（   ）

A．纤维素   B．合成树脂 C．人造纤维 D．棉花

3．（2015年菏泽市第二中学高二化学月考试题）不粘锅的内衬材料是（   ）

A．酚醛树脂 B．聚四氟乙烯 C．聚苯乙烯 D．聚氯乙烯

4．下列说法中，正确的是 （   ）

  A．只有热塑性高分子材料才可能是塑料

  B．用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯

  C．有机玻璃是一种透明的塑料制品

  D．塑料在自然环境下不易分解，可造成白色污染

5．下列有机物在一定条件下自身分子间能发生缩聚反应，而在适宜条件下分子内又能形成环状结构的是（   ）

  A． B． C．CH2=CH—Cl  D．HO（CH2）4COOH

6．在国际环境问题中，一次性使用聚苯乙烯材料带来的“白色污染”极为严重 。这种材料难分解，处理麻烦。最近研制出一种新材料能代替聚苯乙烯。它是由乳酸缩聚而成，它能在乳酸菌的作用下降解而消除对环境的污染。下列关于聚乳酸的说法正确的是（   ）

A．聚乳酸是一种纯净物    B．聚乳酸是一种羧酸

C．聚乳酸的单体是D．其聚合方式和苯乙烯相同

7．下列塑料可作耐高温材料的是 （   ）

A．聚氯乙烯 　　B．聚四氟乙烯　　C．聚苯乙烯 　　D．有机玻璃 

8．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

9．下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是  （   ）

A．聚乙烯塑料 　　B．聚氯乙烯塑料　　C．酚醛塑料 　　D．聚苯乙烯塑料

10．有下列几种高分子化合物①　　②

　　③　　④　　⑤

　　⑥，其中是由两种不同的单体缩聚而成的是（   ）

　  A．③⑤　　　　B．③④⑤　　　C．①③④⑤　　 D．①③④⑤⑥

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

1．橡胶是一种重要的战略物质，一般分为天然橡胶和合成橡胶两类。丁苯橡胶是合成橡胶的一种，其结构简式为：

下列说法正确的是(　　)

A．它的单体是

B．丁苯橡胶是和通过缩聚反应制得的

C．装液溴或溴水的试剂瓶可用丁苯橡胶作瓶塞

D．丁苯橡胶会老化

2．有5种有机物：

⑤CH2＝CH—CH＝CH2 ，

其中可用于合成高分子材料（结构如右图所示）的正确组合为：（   ）

A．①②④       B．①②⑤       C．②④⑤       D．③④⑤

3． 某药物结构简式为如下:

该物质 lmol与足量NaOH溶液反应，消耗 NaOH的物质的量为（   ）

A．3mol    B．4mol    C．3nmol    D．4nmol

4．曾传出“塑料王”聚四氟乙烯材料在高温使用时会产生癌物，“塑料王”的耐热性和化学稳定性超过其他塑料。合成路线如下：

下列说法中，不正确的是  （    ）

A．“塑料王”与有机玻璃都为合成高分子材料

B．二氟一氯甲烷是一种氟利昂，分子中只含共价键

C．四氟乙烯（CF2=CF2）中所有的原子都在同一个平面上

D．聚四氟乙烯中碳原子共直线形成链状分子

5．是制作电木的原料。下列围绕此物质的讨论正确的是（   ）

A．该有机物没有确定的熔点            B．该有机物通过加聚反应得到

C．该有机物通过苯酚和甲醇反应得到    D．该有机物的单体是  -C6H3OHCH2-

6．下列实验可达到实验目的的是（   ）

A．将与NaOH的醇溶液共热制备CH3—CH==CH2

B．乙酰水杨酸与适量NaOH溶液反应制备

C．向CH3CH2Br中滴入AgNO3溶液以检验溴元素

D．甲苯在溴化铁催化作用下与液溴反应生成2,4,6-三溴甲苯

本讲参考答案

基础演练

一．选择题

1.　C 2.　D 3.B 3.　D 4.　D 5.　C 6 .C 7. C 8.BC

二．填空题

9.(1)2

(2)H2N—(CH2)6—NH2

(3)缩聚

10.　(1)C4H10　CH2===CH—CN　

(2)①　②③

(3)2CH2===CH—CH3＋2NH3＋3O2

2CH2===CH—CN＋6H2O

(4)途径(Ⅲ)，理由有：原料来源丰富；产品产率高；生产过程耗能少等。

巩固提高

一．选择题

1．AC 2．C 3．D 4．A 5．B 6．D 7．A 8．B 9．C 10.B

二．填空题

11.（1）加成反应。

（2）。

（3）碳碳双键、酯基。

（4）。

（5）。

（6）ac。

（7）。

（8）。

当堂检测

1．AC  2．B  3．B  4．BD  5．BD  6．C  7．B  8．C  9．C  10． A

家庭作业

1.D 2．C 3．D 4．D 5．A 6.BD