高中化学新人教版必修第二册第7章第2节乙烯与有机高分子材料第2课时课件3

第2课时有机高分子材料学习任务有机高分子材料任务驱动:材料被视为人类社会发展的里程碑,满足社会发展的需求是材料不断创新与发展的动力。历史上,对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量,历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如从旧石器时代开始,经过新石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、高分子时代、高性能陶瓷时代。在生活中你都用到过哪些高分子材料?你知道它们都有怎样的性质?课前自主学习1.塑料(1)塑料的分类:根据塑料加热时的表现可把塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。(2)常见合成塑料①聚乙烯(PE)②聚氯乙烯(PVC)③聚苯乙烯(PS)④聚四氟乙烯(PTFE)⑤聚丙烯(PP)⑥聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)⑦脲醛塑料(UF)【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。提示:塑料制品的大量使用。(2)怎样解决“白色污染”问题?提示:①减少塑料制品的使用;②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);③开发新型的可降解塑料。2.橡胶(1)天然橡胶:聚异戊二烯

(2)合成橡胶丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等品种,产量占第一位的是丁苯橡胶,其次是顺丁橡胶。【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优点。(1)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?提示:天然橡胶含有双键,易发生加成反应和易被氧化,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。(2)实验室盛哪些药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞?提示:实验室中盛放KMnO4溶液、浓硝酸、液溴、汽油、苯、四氯化碳等药品的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞。3.合成纤维(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、滤布和飞机、船舶的结构材料等。强度高弹性好耐磨课堂合作探究【探究任务一】几种常见塑料的结构和性能生活情境有机高分子材料在生活生产的各个领域都有极为广泛的应用。

“三大合成材料”是指塑料、合成纤维、合成橡胶。你能列举有关“三大合成材料”的应用吗?【问题探究】由聚氯乙烯制造的塑料包装袋能不能盛装食品?提示:不能,聚氯乙烯有毒。【探究总结】名称结构简式性能用途聚乙烯绝缘性好、耐化学腐蚀、耐寒、无毒、耐热性差、易老化可制成薄膜,用于食品、药物的包装材料,以及日常用品、绝缘材料等聚氯乙烯

机械强度较高、绝缘性好、耐化学腐蚀、热稳定性差、有毒可制成薄膜、管道、日常用品、绝缘材料等有机玻璃

透光性好、能溶于有机溶剂、易加工、耐磨性较差可制飞机、汽车玻璃、光学仪器、医疗器械等【典例】(2020·武汉高一检测)以玉米为原料的聚乳酸树脂中混入碳纤维和特殊黏合剂制得新型高热传导率的生物塑料。当加入30%的碳纤维时,生物塑料的热传导率为不锈钢的2倍,密度只有不锈钢的

。下列说法不正确的是

(

)A.生物塑料是一种新型有机高分子材料B.推广使用生物塑料对治理白色污染有利C.生物塑料可用于制造电脑或手机的导热材料D.生物塑料可用于制造航天工业上的保温材料【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)有机高分子材料都是混合物。(2)生物塑料密度小且具有良好的导热性。【解析】选D。生物塑料是一种新型有机高分子材料,可以降解,推广使用有利于控制白色污染。由于导热性良好可用于制造导热材料,不能用于制造保温材料。【探究特训】下列关于塑料的说法中,正确的是 (

)A.聚乙烯塑料的单体是乙烯,所以聚乙烯塑料是纯净物B.塑料不都是经过人工合成制成的C.脲醛塑料可以用作绝缘和隔热材料D.只有热塑性高分子材料才可能是塑料【解析】选C。高分子材料是由含有单体数目不等的高聚物分子组成的,因此不是纯净物,而是混合物,A错误;塑料属于合成材料,都是经过人工合成制成的,B错误;具有网状结构的脲醛塑料不导电、不导热、受热也不软化或熔融,因此可以用作绝缘和隔热材料,C正确;塑料具有热塑性与热固性之分,D错误。【探究任务二】高分子化合物的结构和性质科技情境我国航天事业发展迅速,其中有机高分子材料起着重要作用。【问题探究】根据图片分析思考:在航天服中使用合成橡胶和合成纤维吗?提示:使用。宇航服的材料有棉针织品、合成纤维絮片、羊毛、尼龙膜等。【探究总结】1.常见的有机高分子化学反应(1)降解在一定条件下,高分子材料降解为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯;聚苯乙烯用氧化钡处理,能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有生物降解塑料、化学降解塑料、光降解塑料等。(2)橡胶硫化天然橡胶经硫化,破坏了碳碳双键,形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—),线型结构变为网状结构。(3)催化裂化塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃气体等。2.线型高分子与体型高分子的比较线型高分子体型(网状)高分子结构分子中的原子以共价键相连,构成一条很长的卷曲状态的“链”分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来,形成三维空间的网状结构溶解性能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解,但往往有一定程度的胀大性能具有热塑性,无固定熔点具有热固性,受热不熔化特性强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好,有可塑性常见物质聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶

酚醛树脂、硫化橡胶【典例】(2020·衡阳高一检测)下列可作为高分子化合物的单体的是 (

)3CH＝CH22＝CH2和CH3CH＝CHCH33CH2CH＝CH2和CH2＝CHCH32＝CH2和CH2＝CHCH3【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)写加聚产物的单体的结构简式时,关键是依据碳原子四价键规律。(2)将其中单键变双键,双键变单键,从左至右,当一个C原子前方4个键满后,后面一个键断开。【解析】选A。仔细观察该高聚物的结构简式可以看出,所给的高聚物结构实际上是完全相同的两部分,故其单体是丙烯,即CH3CH＝CH2,故A正确。【延伸探究】人造羊毛在许多方面比天然羊毛更优良,其结构为

请写出合成人造羊毛的单体的结构简式:____________。

提示:CH2＝CH—CN、CH2＝CH—COOCH3、。按单双键互换法推断如下:【探究特训】1.(2020·泰安高一检测)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,下列对聚异丁烯的描述错误的是 (

)A.聚异丁烯可以通过加聚反应制得,结构简式为B.聚异丁烯的分子式为(C4H8)nC.聚异丁烯完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量相等D.聚异丁烯能使溴水褪色【解析】选D。聚异丁烯中不含有碳碳双键,不能使溴水褪色。2.(2020·日照高一检测)下列关于天然橡胶的叙述不正确的是 (

)A.天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂B.天然橡胶是天然高分子化合物C.天然橡胶含有碳碳双键,能发生加成反应D.天然橡胶受空气、日光作用,会被还原而老化【解析】选D。从天然橡胶的结构简式可知,天然橡胶为线型结构,能溶于汽油、苯等有机溶剂,A正确;天然橡胶是天然高分子化合物,B正确;天然橡胶分子中含有碳碳双键,能发生加成反应,受日光、空气作用,会逐渐被氧化而老化,C正确,D错误。课堂素养达标1.(2020·北京东城区高一检测)下列材料主要成分不属于有机高分子的是 (

)

A.断电保护器外壳工程塑料(PBT)B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.滑雪板底座聚乙烯D.“玉兔二号”钛合金筛网轮【解析】选D。工程塑料(PBT)是聚对苯二甲酸丁二酯,属于高分子化合物,故A不符合;聚氨酯速滑服属于高分子化合物,故B不符合;聚乙烯是乙烯的加成聚合产物,属于高分子化合物,故C不符合;钛合金筛网轮属于合金材料,不是高分子化合物,故D符合。2.(双选)下列有关高分子材料的说法中,不正确的是 (

)A.聚氯乙烯在建筑材料、人造革、管材、食品包装膜等方面均有广泛应用B.橡胶硫化可提高橡胶制品的强度,汽车轮胎使用的便是硫化橡胶C.用聚乙烯代替聚乳酸塑料可以减少白色污染D.人造器官使用的是生物医用仿生高分子材料,具有较好的生物相容性【解析】选A、C。聚氯乙烯使用时产生有毒物质,不能应用在食品包装膜等方面,故A错误;汽车轮胎等使用硫化橡胶,橡胶硫化后强度提高,故B正确;聚乙烯塑料难降解,可造成白色污染,聚乳酸塑料易降解不会造成白色污染,则用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料可减少白色污染,故C错误;生物医用仿生高分子材料具有较好的生物相容性,可用于生产人造器官,故D正确。3.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,加工时硫化程度最高的是 (

)A.橡皮筋 B.汽车外胎C.普通气球 D.医用乳胶手套【解析】选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更高。4.下列原料或制成的产品中,如果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【解析】选B。聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜等都是用热塑性树脂加工而成的塑料制成的,可以反复加工,多次使用,出现破损时可进行热修补,而电木插座是用酚醛树脂制成的,具有热固性,受热不熔化,出现破损时不能进行热修补。5.食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等。PVC广泛用于食品、蔬菜外包装,它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是 (

)保鲜膜属于链状聚合物,在高温时易熔化,能溶于酒精单体可由PE的单体与氯化氢加成制得的结构简式为

,PVDC的结构简式为

D.等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气质量相等【解析】选B。聚氯乙烯(PVC)的结构简式为,属于链状聚合物,在高温时易熔化,并且易溶于有机溶剂苯、酒精等,A项正确;聚氯乙烯(PVC)的单体是CH2＝CHCl,可以由乙炔(CH≡CH)和氯化氢加成制得,而不能由聚乙烯(PE)的单体CH2＝

CH2和HCl加成制得,B项错误;聚偏二氯乙烯(PVDC)的结构简式为

,C项正确;乙烯和聚乙烯的含碳量和含氢量均相同,等质量的乙烯和聚乙烯燃烧时,消耗的氧气的质量相等,D项正确。【补偿训练】在人们的印象中,塑料是常见的绝缘材料,但将塑料改造后,其内部的碳原子之间以单键和双键交替时也能导电。由上述分析,下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是 (

)【解析】选B。根据结构特点,B项中高分子化合物可能有