7.2.3有机高分子材料-高一化学讲义（人教版2019）（原卷版）

第七章有机化合物第二节有机高分子材料[学习目标]1.从现象和结构出发，微观上探究有机物的结构特点，从而加深对有机物的认识。从点到面，由简单的乙烯的性质，认识到与烷烃类物质不一样的性质，为后面其他有机物的学习打下坚实的基础。2.通过乙烯的学习，掌握乙烯的结构和化学性质，了解乙烯是现代化学工业的基础，能根据乙烯、苯的结构模型分析复杂有机物结构能建立同分异构体分析模型并运用模型解决问题。3.通过对结构的观察和探究，培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神，通过对乙烯化学性质的学习，掌握加成反应的原理，了解乙烯和烷烃的区别及性质的不同。4.通过煤、石油和天然气的综合利用建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。课前预习课前预习知识点有机高分子材料1．分类（1）天然有机高分子材料：、、（2）合成有机高分子材料：、、、黏合剂、涂料等2．塑料（1）主要成分：，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等（2）添加剂：①：提高塑料的塑性②：防止塑料老化③材料：增强塑料的强度④：使塑料呈现各种颜色（3）性能：强度高、密度小、耐腐蚀、易加工等（4）常见塑料名称符号结构简式聚乙烯PE聚氯乙烯PVC聚苯乙烯PS聚四氟乙烯PTFE聚丙烯PP有机玻璃PMMA电玉UFHHN－－NHCH2nOH3．橡胶（1）天然橡胶①主要成分：（CH2－CH－CH2n），单体是②结构：结构③性能：弹性好，强度和韧性差（2）合成橡胶①丁苯橡胶：，单体是CH＝CH2和CH2＝CH－CH＝CH2②顺丁橡胶：CH2－CH＝CH－CH2n，单体是③氯丁橡胶：CH2－CH－CH2n，单体是（3）特种橡胶①硫化橡胶：，强度、弹性、韧性、化学稳定性好②氟橡胶：耐热，耐酸、碱腐蚀③硅橡胶：耐高温和严寒4．纤维（1）天然纤维①类：棉花、麻②类：羊毛、蚕丝（2）化学纤维分类再生纤维合成纤维原料纤维素、蛋白质石油、天然气、煤代表物黏胶纤维、大豆蛋白纤维丙纶、氯纶、腈纶、涤纶、锦纶、芳纶性能强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀知识点总结知识点总结知识点：有机高分子材料1．加聚反应的类型(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—CH=CH2eq\o(→,\s\up9(催化剂))。(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：nCH2=CH—CH=CH2eq\o(→,\s\up9(催化剂))CH2—CH=CH—CH2(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，丙烯和乙烯的一种加聚方式为在一定条件下能生成聚乙丙烯(下为某中一种加聚反应)。nCH2=CH2＋nCH2=CH—CH3eq\o(→,\s\up9(一定条件))2．常见有机高分子材料(1)塑料①组成a．主要成分：合成树脂。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等。b．特定作用的添加剂。如：提高塑性的增塑剂，防止塑料老化的防老剂，以及增强材料、着色剂等。②性能：强度高、密度小、耐腐蚀、易加工。常见塑料示例①聚乙烯(PE)，结构简式为。②聚氯乙烯(PVC)：结构简式。③聚苯乙烯(PS)：结构简式为。④聚四氟乙烯(PTFE)：结构简式为。⑤聚丙烯(PP)：结构简式为。⑥有机玻璃(PMMA)和电玉(UF)等。(2)橡胶①橡胶的组成、结构与性能橡胶是一类具有高弹性的高分子材料，是制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，结构简式为。其单体为(异戊二烯)；天然橡胶分子中含有碳碳双键，易发生氧化反应和加成反应；硫化橡胶是工业上用硫与橡胶作用进行橡胶硫化，其原理是使线型的高分子链之间通过硫原子形成化学键，产生交联，形成网状结构。②橡胶的分类(3)纤维①分类②合成纤维的性质和用途a．性质：合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能。b．用途：制作衣服、绳索、渔网、工业用滤布和飞机、船舶的结构材料等。【大招总结】1.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“C=C—C=C”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.加聚产物单体的推断(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。(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CH2=CH2和CH3—CH=CH2。(3)凡链节主链上只有碳原子且存在键结构的高聚物，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。3.合成橡胶(1)原料：以石油、天然气中的二烯烃和烯烃为原料。(2)性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐高温或耐低温等性能。4．聚合反应概念5．高分子化合物的组成6．碳碳双键加聚反应的类型（1）单烯烃型单体：“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”①nCH2＝CHClCH2－n②nCH3CH＝CH2CH2－n③nCH3CH＝CHCH3n④nCH＝CH2⑤nCF2＝CF2CF2－CF2n（2）二烯烃型单体：“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”①nCH2＝CH－CH＝CH2CH2－CH＝CH－CH2n②nCH2＝CH－CH2CH2－CH－CH2n③nCH2＝－CH＝CH2CH2－CH－CH2n（3）多单烯烃型单体：“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”①nCH2＝CH2+nCH3－CH＝CH2CH2－CH2－CH2n②nCH2＝CHCl+nCH＝CH2CH2－－CH2n（4）单烯烃型和二烯烃型单体：“双键打开，中间相连，单键变双键，添上括号，右下写n”①nCH2＝CH2+nCH2＝CH－CH2CH2－CH－CH2CH2CH2n②nCH2＝CH－CH＝CH2+nCH2＝CHCHOCH2－CH＝CH－CH2－n7．由高聚物推断单体（1）若主链上碳原子间全部以单键结合，则每隔2个碳原子切开，“单键变双键”即得单体。（2）若主链上碳原子间含碳碳双键，则以碳碳双键为中心每隔4个碳原子切开，“单键变双键，双键变单键”即得单体。8.（1）塑料老化一般是指塑料被空气中的氧气氧化。（2）聚乙烯塑料常用于制造食品包装材料。（3）再生纤维和合成纤维的区别9.（1）有机高分子材料中，塑料都是合成的，橡胶与纤维都既有天然的也有人工合成的。（2）以煤、石油和天然气为原料制成的三大合成材料，可用于生产和生活的各个领域。（3）高分子材料均为混合物，其聚合度无定值；通过聚合反应可利用小分子物质合成有机高分子材料。10.【问题与讨论p75】参考答案：11.有机反应类型的判断方法(1)依据概念及所含官能团判断①取代反应：取代反应的特点是“有上有下”，反应中一般有副产物生成；卤代、硝化、磺化均属于取代反应。②加成反应：加成反应的特点是“只上不下”，反应物中一般含碳碳双键、碳碳三键、苯环等。③氧化反应：主要包括有机物的燃烧，碳碳不饱和键被酸性KMnO4溶液氧化等。(2)依据反应条件判断①当反应条件是稀酸并加热时，通常为酯或糖类的水解反应。②当反应条件为Cu或Ag作催化剂、加热，并有O2参加反应时，通常为醇的催化氧化。③当反应条件为催化剂并有H2参加反应时，通常为碳碳双键、碳碳三键、苯环的加成反应。④当反应条件为光照时且与卤素单质(Cl2或溴蒸气)反应时，通常为烷烃或苯环侧链烷烃基上的氢原子发生的取代反应。⑤当反应条件为铁或FeX3作催化剂且与X2反应时，通常为苯环上的氢原子被取代，发生取代反应。典型例题典型例题【例1】人们在日常生活中大量使用各种高分子材料，下列说法正确的是A．聚乙烯塑料是天然高分子材料 B．聚氯乙烯塑料可包装食品C．羊毛是合成高分子材料 D．硫化橡胶具有更好的强度、韧性【解析】A．聚乙烯塑料是人们由乙烯经加聚反应产生的高分子化合物，不属于天然高分子材料，A错误；B．聚氯乙烯对人体健康有害，因此不可用于包装食品，B错误；C．羊毛主要成分是蛋白质，是自然界原来就有的材料，属于天然高分子材料，C错误；D．硫化橡胶具有较高的强度和化学稳定性，因此硫化橡胶具有更好的强度、韧性，D正确；故选D。【答案】D【例2】现有CH4、C2H4、C3H6、C4H10四种烃，完全燃烧均生成CO2和H2O，下列关于这些烃燃烧的说法中正确的是A．若四种烃各为1mol，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是CH4B．若四种烃各为1g，在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是C4H10C．等质量的C2H4、C3H6在足量O2中燃烧，消耗O2一样多D．120℃时，CH4与足量O2混和于容器中，点燃充分燃烧后，再恢复到原来的温度和压强时，混合气的体积不变【解析】烃燃烧的通式为CaHb+O2aCO2+H2O，A．由分析可知，若四种烃各为1mol，在足量O2中燃烧，消耗O2的物质的量最多的是C4H10，A错误；B．若四种烃各为1g，CH4、C2H4、C3H6、C4H10四种烃的物质的量为、、、；则在足量O2中燃烧，消耗O2最多的是CH4，B错误；C．C2H4、C3H6的最简式相同，则等质量的C2H4、C3H6在足量O2中燃烧，消耗O2一样多，C正确；D．120℃时，生成水为气体，CH4与足量O2混和于容器中，点燃充分燃烧反应为CH4+2O2CO2+2H2O，反应为气体分子数不变的反应，故再恢复到原来的温度和压强时，混合气的体积不变，D正确；故选CD。【答案】CD【例3】下列过程中所发生的化学变化属于取代反应的是（

）①光照射甲烷与氯气的混合气体②乙烯通入溴水中③在镍作催化剂的条件下，苯与氢气反应④苯与液溴混合后撒入铁粉A．①② B．①③ C．②④ D．①④【解析】由题意可知①光照射甲烷与氯气的混合气体，甲烷与氯气发生取代反应，故①正确；②乙烯通入溴水中，乙烯中含有碳碳双键，乙烯与溴发生加成反应，故②错误；③在镍作催化剂的条件下，苯与氢气反应发生加成反应生成环己烷，不属于取代反应，故③错误；④苯与液溴混合后撒入铁粉，苯与液溴反应生成溴苯，该反应为取代反应，故④正确；故正确的是①④，故答案选D。【答案】D【例4】乙烯和丙烯的混合物在一定条件下进行加聚反应，其产物中不可能有（）。A．CH2－CH2－nB．CH2－nC．CH2－CH2nD．CH2－CH2－CH2－n【解析】选A。乙烯和丙烯分子中都有碳碳双键，发生加聚反应时，可以是乙烯和乙烯之间发生加聚反应，可以是丙烯和丙烯之间发生加聚反应，也可以是乙烯和丙烯之间发生加聚反应。如果是丙烯和丙烯之间发生加聚反应，生成的产物是B项的结构；如果是乙烯和乙烯之间发生加聚反应，生成的产物是C项的结构；如果是乙烯和丙烯之间发生加聚反应，生成的产物是D项的结构。A项是乙烯和2丁烯之间发生加聚反应生成。【答案】A【例5】聚氯乙烯（PVC）保鲜膜的安全问题引起了广泛关注。PVC的安全隐患主要来自塑料中残留的PVC单体以及不符合国家标准的增塑剂DEHA。工业上用乙烯和氯气为原料经下列各步合成PVC：乙烯乙PVC（1）乙是PVC的单体，其构简式为__________________。（2）反应③的化学方程式为______________________________________。（3）写出以下反应类型：反应①__________________________________________________；反应③__________________________________________________。【解析】由聚氯乙烯的名称可知其结构简式为CH2－n；单体为CH2CHCl，反应的化学方程式为nCH2CHClCH2－n，属于加聚反应；CH2CH2和Cl2的反应属于加成反应。【答案】（1）CH2CHCl（2）nCH2CHClCH2－n（3）加成反应；加聚反应强化训练强化训练1．化学与生活息息相关，下列说法不正确的是A．乙烯可作为水果的催熟剂B．用食醋可除去热水壶内壁的水垢C．烹鱼时加适量醋和酒可以增加香味D．医用酒精消毒是利用其氧化性使蛋白质变性2．下面是四种常见有机物的空间充填模型。下列说法正确的是A．甲是甲烷，能使酸性KMnO4溶液褪色B．乙是乙烯，结构简式为CH2CH2，可使溴水褪色C．丙是苯，苯中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键D．丁是乙酸，在稀硫酸作用下可与乙醇发生取代反应3．下列有机反应方程式书写正确且为加成反应的是（

）A．CH4+Cl2CH2Cl2+H2B．CH2=CH2+Br2→CH3CHBr2C．CH2=CH2＋H2OCH3CH2OHD．+HNO3+H2O4．下列有关化学用语表示正确的是A．羟基的电子式 B．2乙基1，3丁二烯的键线式C．丙烷分子的空间填充模型 D．乙烯的结构简式5．下列化学用语表示正确的是A．丁烷的结构简式：C4H10 B．S2的结构示意图：C．NH3的电子式： D．K2SO4的电离方程式：K2SO4=K2++6．在抗击新型冠状病毒肺炎的战役中，化学品发挥了重要作用。下列说法中错误的是A．生产医用防护口罩的原料聚丙烯纤维属于有机高分子材料B．过氧化氢、过氧乙酸等消毒液均利用其强氧化性而达到消毒的目的C．84消毒液的主要有效成分是NaClO，与医用酒精混合可以提升消毒效果D．硝酸铵制成的医用速冷冰袋利用了硝酸铵溶于水吸热的性质7．如图是三种常见烃的比例模型示意图。下列说法正确的是A．甲是甲烷，甲烷的二氯取代产物只有一种结构B．乙是乙烯，乙烯可使酸性KMnO4溶液、溴水褪色，且原理相同C．丙是苯，苯的间二取代只有1种，证明苯分子中不存在碳碳单、双键交替排布的事实D．乙在空气中燃烧，火焰明亮并伴有浓烟8．①②是两种常见烃的球棍模型，下列说法不正确的是A．二者都能燃烧 B．可用溴的四氯化碳溶液鉴别C．除去①中混有的②可用酸性高锰酸钾溶液 D．①能发生取代反应②能发生加成反应9．有机高分子材料分为天然有机高分子材料和合成有机高分子材料。下列材料属于天然有机高分子材料的是A．棉花 B．塑料 C．合成橡胶 D．合成纤维10．分类是化学学习的重要方法。下列北京冬奥会中涉及的化学物质分类错误的是A．快速制冰用的干冰是两性氧化物 B．半导体元件所用硅属于单质C．鸟巢钢架棚所用钢材属于合金 D．“冰墩墩”所用聚乙烯是高分子材料11．NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是A．中含质子的数目为7NAB．充分裂解生成乙烷的分子数为0.1NAC．1mol雄黄(，结构

)含有4NA个键D．标准状况下，与溶液混合产生22.4L气体时转移电子数为4NA12．下列化学用语正确的是()A．甲烷的电子式：B．丙烯的实验式：C3H6C．乙烯的结构简式：CH2CH2D．乙醇的结构式：13．材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。塑料被广泛应用于生产、生活各个领域。聚乙烯塑料属于（

）A．金属材料 B．无机非金属材料 C．复合材料 D．有机高分子材料14．下列表示正确的是A．二氧化碳的比例模型： B．丙醛的键线式：C．正丙醇的结构简式：C3H7OH D．次氯酸的电子式：15．下列电子式中，正确的是A． B． C． D．16．依据如图所示A～E的分子示意图填空。(1)B的名称是。(2)D的分子式为。(3)最简单的饱和烃是(填标号，下同)。(4)属于同一物质的是。(5)上述分子中属于C的同系物的是。17．甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲苯五种有机物中具有下列性质的是：(1)不能与溴水反应，但使酸性高锰酸钾溶液褪色的是；(2)在催化剂作用下能与纯溴反应，但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是；(3)见光能跟氯气反应，但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是；(4)既能跟溴水反应，又能跟酸性高锰酸钾溶液反应，燃烧有浓烟的是；(5)在催化剂作用下加氢气生成乙烷，加水生成乙醇的是。18．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩种元素，填写下列空白：(1)元素⑦的名称为，在周期表中的位置。(2)在最高价氧化物的水化物中