《应用广泛的高分子材料》复习学案

9/9第二节应用广泛的高分子材料【重难点讲解】一、高分子化合物的分类1．按来源分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然高分子，如：淀粉、纤维素、蛋白质等,合成高分子，如：聚乙稀、有机玻璃等))2．按结构分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(线型高分子,体型高分子))3．按性质分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(热塑性高分子,热固性高分子))4．按用途分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(塑料,合成纤维,合成橡胶,涂料,黏合剂,……))二、有机高分子化合物结构与性质的关系有哪些？常见的有机高分子化学反应的特点有哪些？1．高分子化学反应的特点(1)与结构的关系结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应。(2)常见的有机高分子化学反应①降解在一定条件下，高分子材料解聚为小分子。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；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—)，线型变为体型结构。③催化裂化塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃气体等。2．高分子化合物的结构与性质线型高分子体型(网状)高分子结构分子中的原子以共价键相互连结，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、硫化橡胶特别提醒高分子化学反应，同其他反应一样，运用物质的结构决定性质的规律，首先分析其具有的官能团，并考虑官能团与基团的影响，分析比较结构变化及位置等，并加以应用。【典例精讲】类型1白色污染与环境保护例1科技文献中经常出现下列词汇，其中与相关物质的颜色并无联系的是()A．赤色海潮B．绿色食品C．白色污染D．棕色烟气答案B解析赤色海潮是海潮中存在着大量的藻类物质，形成暗红色的色带；绿色食品是指在生产食品所用的原料生产过程中不使用农药、化肥及在环境污染程度小的地域生产的食品；白色污染是指废弃塑料制品的污染，常见的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，产品通常呈白色或无色；棕色烟气是指炼钢厂的废气，其中含有Fe2O3和CO，因Fe2O3是红色而呈现棕色。高分子材料形成的环境污染越来越受到社会的关注，由于这些物品难以分解，在土壤里经久不烂，若焚烧会严重污染环境，因此要加强研究易分解的新型塑料，目前治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收开始。类型2有机高分子的结构与性质例2橡胶树是热带植物，在我国海南已有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构为。试回答下列问题：天然橡胶能溶于汽油的根本原因是________________________________________________________________，天然橡胶加入适当硫进行硫化后，其结构由__________变成____________，因而硫化橡胶________(填“能”或“不能”)溶于汽油。(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，________(填“能”或“不能”)使溴水褪色。答案(1)天然橡胶是线型结构线型结构网状结构不能(2)能解析(1)从天然橡胶成分的结构简式可知天然橡胶为线型结构的高分子，能溶解于适当的溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子间可形成共价键，从而使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶解于汽油。(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键能加成Br2，使溴水褪色。类型3有机高分子材料的合成例3卤代烃是有机物合成的魔术师，卤代烃中卤素原子很易与活泼金属阳离子结合，发生取代反应，如R—X＋NaCNeq\o(→,\s\up7(乙醇))R—CN＋NaX；R—X＋2Na＋X—R′eq\o(→,\s\up7(乙醇溶液))R—R′＋2NaX。G是能导电的聚合物。根据下列各物质的转化关系回答：(1)A的分子式为__________，E的结构简式为_____________________________________________________________。(2)写出B→D的化学方程式：____________________________________。(3)写出C2H3Cl→C的化学方程式：________________________________。(4)写出A→G的化学方程式：_____________________________________。答案(1)C2H2(2)nCH2=CH—CN→(3)2CH2=CHCl＋2Na→CH2=CH—CH=CH2＋2NaCl(4)解析本题要从题给信息入手，通过有机反应的特点，反应物和生成物在分子组成上的差异来推测未知物的结构。分析本题，首先对题中所给条件进行分析，本题突破口是C2H3Cl能发生加聚反应，结构中一定含有碳碳双键，结构简式为CH2=CHCl，则A为乙炔，G为乙炔的加聚产物：，能导电；C2H3Cl发生加聚反应：；利用所给信息C2H3Cl生成B，转化为D，D是一种合成纤维，B为CH2=CHCN，即CH2=CHCl＋NaCNeq\o(→,\s\up7(乙醇))CH2=CH—CN＋NaCl，nCH2=CH—CN→；C2H3Cl生成C，又转化为F，F为一种合成橡胶：2CH2=CHCl＋2Na→CH2=CH—CH=CH2＋2NaCl，nCH2=CH—CH=CH2→。

【自测题】1．焚烧下列物质，严重污染大气的是()A．聚氯乙烯B．聚乙烯C．聚丙烯D．有机玻璃2．在下列塑料制品中，可选择作为食品包装的是()A．聚氯乙烯B．聚乙烯、聚丙烯C．聚苯乙烯D．聚四氟乙烯3．下列几种橡胶中，最不稳定、长期见光与空气作用就会逐渐被氧化而变硬变脆的是()A．天然橡胶()B．硅橡胶()C．聚硫橡胶()D．硫化橡胶(天然橡胶中加硫磺，使断裂，使其由线型结构变成体型结构)4．下列有机物中属于天然高分子材料的是()A．棉花B．塑料C．尼龙D．羊毛5．酚醛树脂可用苯酚和甲醛反应制得。实验室制备酚醛树脂时，在酸性条件下，苯酚过量制得的酚醛树脂若不易取出时，则可趁热时加入一些乙醇来取出树脂；在碱性条件下，苯酚过量时，若酚醛树脂不易取出，用加热或加溶剂的方法都很难将树脂取出。在上述两种情况下，下列有关叙述正确的是()A．酸性条件制得的是线型酚醛树脂，碱性条件制得的是网状结构酚醛树脂B．酸性条件制得的是体型酚醛树脂，碱性条件制得的是线型酚醛树脂C．两种条件下制得的都是线型酚醛树脂D．两种条件下制得的都是网状结构酚醛树脂6．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7．背景材料：①2004年夏季，特氟隆不粘锅事件引起公众关注②2004年冬季，诺贝尔化学奖授予研究蛋白质的科学家③2005年初春，广东大部分地区进行了人工降雨④2005年春末，某高速公路发生液氯运输车翻倒泄漏事故。下列相应说法正确的是()A．特氟隆(聚四氟乙烯)的单体是氟利昂B．蛋白质是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁达尔现象C．AgI和干冰都可用于人工降雨D．附近人员应迅速远离液氯泄漏地点，并逆风往安全区域疏散8．(1)有机玻璃是线型高分子，具有________(填“热塑”或“热固”)性，按系统命名法，其名称是聚甲基丙烯酸甲酯，它的结构简式为__________，链节是__________，它是__________(填“缩聚”或“加聚”)产物。(2)下面分别是三种高分子材料：①聚乙烯，②有机玻璃，③硫化橡胶。它们的微观结构示意图为：则A是__________，B是__________，C是_________________________。9．聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一，其产量仅次于聚酰胺纤维和聚酯纤维。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(CH2=CHCN)，其合成方法很多，如以乙炔为原料，其合成过程的化学方程式如下：阅读以上材料，回答问题：(1)制备丙烯腈的反应类型是__________。(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为__________。(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”？(4)根据以上材料分析，聚丙烯腈是线型结构还是体型结构？10．有机玻璃是一种重要的塑料，有机玻璃的单体A(C5H8O2)不溶于水，并可以发生以下变化：请回答：(1)B分子中含有的官能团是____________、___________________________。(2)由B转化为C的反应属于________(选填序号)。①氧化反应②还原反应③加成反应④取代反应(3)C的一氯代物D有两种，C的结构简式是________________________________________________________________。(4)由A生成B的化学方程式是_____________________________________。(5)有机玻璃的结构简式是____________。

参考答案自测题1.答案A解析物质的燃烧产物，取决于构成该物质的元素成分，只有正确分析出构成物质的元素，才能正确作答。聚乙烯、聚丙烯只含有碳、氢两种元素，有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)含有碳、氢、氧三种元素，它们完全燃烧时只产生CO2和H2O，而聚氯乙烯却含有氯、碳、氢三种元素，完全燃烧时除产生CO2和H2O外，还有含氯的有毒物质。2.答案B3.答案A4.答案AD5.答案A解析线型结构的有机高分子能溶解在适当溶剂里，在酸性条件下，制得的酚醛树脂能溶在酒精里，说明是线型的；体型结构的有机高分子不易溶解，只是有一定程度的胀大，故碱性条件下，得到的是体型的。6.答案B7.答案CD解析本题通过“不粘锅事件”等社会热点问题综合考查了单体与高聚物的关系，蛋白质的性质，AgI、干冰降雨，液氯泄漏后的逃生方法等知识，意在考查考生对社会热点问题的关心及重视程度，注重考查考生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。氟利昂是饱和氟化烃，不可能是特氟隆的单体，A错；蛋白质能水解，可降解，B错；AgI和干冰可用于人工降雨；液氯有毒。故选CD。8.答案(1)热塑加聚(2)有机玻璃聚乙烯硫化橡胶9.答案(1)加成反应(2)26.4%(3)取样灼烧，闻其气味，若有特殊的烧焦羽毛的气味，则为羊毛，否则可能为“人造羊毛”。(4)线型结构10.答案(1)碳碳双键羧基(或)(2)②③解析该题的突破口为①A能发生加聚反应，说明含有碳碳双键即官能团，A又能在稀硫酸作用下发生水解，生成CH3OH，说明是酯类物质；②B能与NaOH溶液反应说明含有—COOH，能在Ni催化条件下与H2加成，说明含有碳碳双键；③C的一氯代物D有两种，用来确定B、C、D及A的结构。根据定组成规则和反应原理可知各物质分