人教版 (2019)必修 第二册第二节 乙烯与有机高分子材料第3课时学案

第3课时　有机高分子材料

　　　　　　　　　　　　必备知识·自主学习答案P168

一、有机高分子材料　塑料

1.有机高分子材料

(1)天然高分子材料:　　　、　　　、天然橡胶等。 

(2)合成高分子材料:　　　、　　　　、　、 黏合剂、涂料等。

2.塑料

　(1)塑料和合成树脂是同一概念吗?

(2)(教材二次开发)根据教材P72的表格分析聚氯乙烯塑料可用于食品包装吗?

(3)(情境思考)合成材料的大量使用为人类生活生产带来便利的同时也产生了许多新的环境问题。

①观察图片,思考造成“白色污染”的原因是什么?

②思考怎样解决“白色污染”问题?

二、橡胶和纤维

1.橡胶

(1)橡胶的性能与用途

①性能:橡胶是一类具有　　　　　的高分子材料。 

②用途:制造飞机、汽车　　　和各种密封材料等所必需的原料。 

(2)橡胶的分类

橡胶

(3)高分子材料的结构类型

①　　　结构:有一定弹性,但强度和韧性差。 

②　　　结构:具有更好的强度、韧性、弹性和化学稳定性。如硫化橡胶。 

2.纤维

(1)分类

纤维

(2)合成纤维的性质和用途

①性质:合成纤维具有　　　　、　　　　、　　　、耐 

化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能。

②用途:制作衣物、绳索、渔网、工业用滤布和飞机、船舶的结构材料等。

　(1)结合天然橡胶的结构简式分析,能用带有橡胶塞的试剂瓶盛放高锰酸钾等强氧化性物质吗?

(2)(教材二次开发)根据教材天然橡胶的结构简式写出它的单体的结构简式。

(3)(情境思考)天然橡胶容易老化,但经过硫化工艺后的橡胶不仅抗老化,而且具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等。

天然橡胶为何容易老化?橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化,其目的是什么?

　　　　　　　　　　　　关键能力·合作学习答案解析P168

　知识点　加聚反应 

1.加聚反应的特点及类型

(1)特点

①反应物:分子中含有不饱和键,如碳碳双键等。

②产物:高分子化合物与反应物具有相同的化学组成。

③反应特点:没有小分子化合物生成。

(2)主要类型

①单烯烃加聚:单体中只含一个时,断开双键,断键原子与其他分子中的断键原子结合,依次重复形成高聚物,如丙烯的聚合:nCH3—CHCH2。

②二烯烃加聚:当一个分子中存在两个时,断键原子与其他分子中的断键原子相结合,而内部其他的断键原子再结合成不饱和键。

如顺丁橡胶的生成:

③共聚:是两种或多种化合物在一定的条件下发生聚合反应生成一种高聚物的反应。例如,丙烯和乙烯在一定条件下能生成聚乙丙烯。

+ 

　 加聚反应高聚物的写法

(1)含一个碳碳双键的单体聚合物的写法:断开双键,键分两端,添上括号,n在后面。

(2)含“CC—CC”的单体聚合物的写法:双变单,单变双,括住两头,n在后面。

(3)含有一个碳碳双键的两个单体聚合物的写法:双键打开,彼此相连,括住两头,n在后面。

2.加聚产物单体的判断

(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将链节两端两个半键断开向内闭合即可。

如,其单体是。

(2)凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的聚合物,其单体必为两种,在链节两端及正中央画线断开,然后左右两个半键闭合即可。

如的单体为

CH2CH2和CH3—CHCH2。

(3)凡链节主链上只有碳原子且存在CC键结构的高聚物,判断其合成单体的规律是“见双键,四个碳,无双键,两个碳”划线断开,然后将半键闭合,将单、双键互换即可。

如的单体是

。

1.(思维升华)由同种高聚物组成的高分子材料是纯净物吗? (宏观辨识与微观探析)

2.由同种高聚物组成的高分子材料互为同分异构体吗? (宏观辨识与微观探析)

3.(思维升华)试写出与 1∶1发生加聚反应的化学方程式。(宏观辨识与微观探析)

4.(情境应用)丁苯橡胶有许多优良的物理化学性能,广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域,是最大的通用合成橡胶品种,也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。丁苯橡胶的结构简式为

试写出形成丁苯橡胶的各单体的结构简式。

【典例】合成有机玻璃的化学方程式如下:

(1)该反应的类型为　　　　反应。 

(2)其中单体的结构简式是　　　　,高分子化合物的链节为　　　　,n值叫　　　　。 

(3)有机玻璃属于　　　　(填“纯净物”或“混合物”)。 

　【母题追问】(1)上题反应的原子利用率能否达到100%?

(2)该有机高分子材料属于线型结构还是网状结构?

　聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一,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(CH2CHCN),其合成方法有很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学反应方程式如下:

①CH≡CH
　　乙炔　+HCN　
氢氰酸 CH2CHCN
　　丙烯腈

②nCH2CHCN

(1)判断上述反应的类型。

(2)丙烯腈和聚丙烯腈中氮的含量是否相同?

(3)根据以上材料分析,聚丙烯腈是线型结构还是体型结构?

三言两语话重点

1.三大合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维;

2.两种结构:线型结构、网状结构;

3.高分子材料的类别:天然高分子材料、合成高分子材料;

4.化学纤维:包括再生纤维和合成纤维。

　　　　　　　　　　　　课堂检测·素养达标答案解析P168

1.下列物质一定不是天然高分子的是 (　　)

A.橡胶　　　B.蛋白质　　　C.尼龙　　　D.纤维素

2.(双选)高分子材料与一般金属材料相比,具有的优良性能是 (　　)

A.强度大 B.电绝缘性能好

C.不耐热 D.不耐化学腐蚀

3.下列说法正确的是 (　　)

A.合成纤维和再生纤维统称为化学纤维

B.天然纤维是不能被加工处理的

C.涤纶燃烧时有烧焦羽毛的气味

D.合成纤维一般是通过缩聚反应制得的,如氯纶

4.(双选)(2020·锦州高一检测)下列对丙烯和聚丙烯的描述不正确的是 (　　)

A.丙烯是纯净物,聚丙烯是混合物

B.丙烯的性质与聚丙烯相同

C.常温下,丙烯是气体,聚丙烯是固体

D.等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量不相等

素养新思维

5.汽油清洁剂让我们在加油的时候能够保持汽油的清洁,也能让我们的油箱更加干净。

聚异丁烯()是生产汽油清洁剂的中间产物。

(1)已知烯烃能使溴水褪色,那聚异丁烯能否使溴水褪色?　　　　说明原因。　。 

(2)聚异丁烯的单体是　　　　　,写出生成的化学方程式　。 

(3)聚异丁烯完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量什么关系?　。 

一、1.(1)棉花　羊毛　(2)塑料　合成纤维　合成橡胶

2.合成树脂　聚乙烯　聚丙烯　增塑剂　防老剂

【自主探索】

　(1)提示:不是。二者的区别为①塑料是由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂等助剂所组成的,其主要成分是合成树脂。②塑料的基本性能主要取决于合成树脂的本性,但添加剂也起着重要的作用。

(2)提示:聚氯乙烯热稳定性较差,受热会产生对人有害的物质,故不可用于食品包装。

(3)①提示:塑料制品的大量使用。

②提示:Ⅰ.减少塑料制品的使用;Ⅱ.废弃塑料资源化(就是回收废旧塑料,作为资源,加以开发和利用) ;Ⅲ.开发新型的可降解塑料。

二、1.(1)①高弹性　②轮胎　(2)聚异戊二烯

(3)①线型　②网状

2.(2)①强度高　弹性好　耐磨

【自主探索】

　(1)提示:不能。绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫),故橡胶有较强的还原性。因此,在实验室中盛放强氧化性物质的试剂瓶不能用橡胶塞。

(2)提示:天然橡胶的单体为异戊二烯,其结构简式为。

(3)提示:天然橡胶含有双键,易发生加成反应且易被氧化,所以易老化。硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键,以—S—S—键将线型结构连接成为网状结构,得到化学稳定性好且既有弹性又有强度的橡胶。

知识点

【合作探究】

1.提示:不是。高分子材料是由多个高分子化合物组成的,而每个高分子化合物中的n值不同,故高分子材料是混合物,不是纯净物。

2.提示:不是。由同种高聚物组成的高分子材料虽然从形式上看好像组成相同,但n值不同且属于混合物, 不互为同分异构体。

3.提示:+

4.提示:。

从结构单元的一端开始,利用弯箭头将键转移——箭尾处去掉一键,箭头处形成一键,可得单体。

【典例示范】

【典例】【解析】(1)碳碳双键断开一个键,分子间彼此加成相互结合成高聚物,是加聚反应;(2)该高分子化合物的链节是,n值为聚合度;(3)所得高聚物因n值不确定,所以为混合物。

答案:(1)加聚　(2)

　聚合度　(3)混合物

【母题追问】(1)提示:加聚反应没有小分子生成,原子利用率100%。

(2)提示:线型结构。

【素养训练】

　(1)提示:反应①为加成反应,反应②为加聚反应。

(2)提示:相同。因为二者的最简式相同,因此各元素的质量分数是相同的。

(3)提示:线型结构。

由于聚丙烯腈分子中的结构单元相互连接成长链状结构,故属于线型高分子。

1.C　2.A、B　3.A　

4.B、D　丙烯分子中含有不饱和键,聚丙烯中不含,故二者性质不同。丙烯和聚丙烯的实验式都是CH2,等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量相等。

5.【解析】(1)聚异丁烯()分子中无CC,不能使溴水褪色。

(3)聚异丁烯和异丁烯分子组成相同,碳原子与氢原子个数比为1∶2,因此完全燃烧后生成的CO2和H2O物质的量相等。

答案:(1)否　聚异丁烯分子结构中没有碳碳双键

(2)CH2C(CH3)2

nCH2C(CH3)2

(3)相等