1、第4节 塑料 橡胶 纤维 1.了解有机高分子化合物的含义、结构特点和基本性质。2.掌握聚合反应，对常见类型的高分子材料，能准确地用化学方程式表示其聚合过程。3.了解合成高分子化合物的主要类别及其在生产、生活和现代科技发展中的广泛应用。4.学习和认识白色污染的防治、消除白色污染的途径和方法，培养绿色化学思想和环境保护意识，提高科学素养。一、有机高分子化合物 1.概念:有机高分子化合物是_很大的有机化合 物，简称为高分子或聚合物。2.分类:相对分子质量 体型高分子 天然高分子 合成高分子 热塑性高分子 热固性高分子 线型高分子 3.结构特点:有机高分子化合物在结构上通常由_ _重复连接而成。简单的
2、结构单 元 结构 特点 _结构 _结构:产生交联，如图中_ 不带支链:如图中_ 带支链:如图中_ 线型 体型 4.基本性质:结构特点 线型结构 体型(网状)结构 实 例 聚乙烯(非支链型)聚氯乙烯(带支链型)硫化橡胶 基 本 性 质 溶解性 有机溶剂 缓慢溶解 只溶胀,不溶解 水 _ _ 性质 _ _ 强度 _ _ 电绝缘性 _ _ 可燃性 一般易燃烧 一般易燃烧 不溶 不溶 热塑性 热固性 较大 较大 好 好 二、聚合反应 1.定义:(1)聚合反应:由_的化合物生成相对分子质量 很大的有机高分子化合物的反应。(2)加聚反应:当聚合反应同时也是加成反应时，又叫_ _，简称加聚反应。(3)举例:
3、生成聚乙烯的方程式为nCH2CH2 _。相对分子质量小 加成聚 合反应 引发剂 2.单体、链节、链节数:单体 链节 链节数 定义 能合成高分子化合物的小分子物质 高分子化合物中的重复结构单元 链节的重复次数 实例 聚乙烯 _ _ n CH2CH2 CH2CH2 三、塑料 1.成分 2.聚乙烯塑料:(1)聚乙烯的生成:_。(2)聚乙烯的特点:无臭、无毒，耐_，耐大多数_的 腐蚀，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，绝缘性优良。(3)聚乙烯的用途:可用于制造薄膜、容器、管板材、纤维、包 覆材料等多种物质。主要成分:_ 添加剂 _:提高塑造性能 _:防止塑料老化 低温 酸、碱 合成树脂 增塑剂 防老剂
4、3.其他重要合成树脂的制取:名称 单体 反应方程式 聚氯 乙烯 CH2CHCl 名称 单体 反应方程式 聚苯 乙烯 _ 名称 单体 反应方程式 聚四 氟乙烯 _ CF2CF2 4.塑料的危害和防治:(1)危害:大量塑料垃圾导致_，还会造成其他环境问 题。(2)防治:回收旧塑料；开发_塑料。白色污染 可降解 四、橡胶 1.橡胶的特性_:构成橡胶的高分子链在无外力作用 时呈卷曲状，而且有柔性，受外力时可伸直，但取消外力后又 可恢复原状。2.橡胶分类:高弹性 聚异戊二烯 顺丁橡胶 五、纤维 1.纤维的分类:纤维 2.腈纶:聚丙烯腈纤维的商品名称为腈纶，俗称为人造羊毛。它是用石油裂解气中的丙烯制得丙烯
5、腈再聚合而得，反应的化 学方程式为 。天然纤维:棉花、羊毛、蚕丝等 化学纤维 _纤维:黏胶纤维、醋酸纤维等 _纤维:腈纶、涤纶、锦纶、维尼纶等 人造 合成【思考辨析】1判断正误:(1)塑料有固定的熔沸点。()分析:塑料是高分子化合物，高分子化合物都是混合物，没有 固定的熔沸点。(2)天然纤维即天然纤维素。()分析:天然纤维包括天然纤维素(如棉、麻)和蛋白质(如羊毛)等。(3)所有的有机化合物均能发生加聚反应。()分析:只有分子结构中含有碳碳双键等不饱和键的有机物才 能发生加聚反应。(4)白色污染是指颜色是白色的塑料垃圾。()分析:白色污染是指所有的塑料垃圾，与塑料垃圾的颜色无 关。2.问题思考
6、:(1)相对分子质量很大的化合物都是高分子化合物吗？分析:不一定。高分子化合物是相对分子质量很大的物质，判断是不是高分子化合物，不能仅根据相对分子质量，还要看化学式中是否有“n”(结构单元重复的次数又称聚合度)。(2)为什么聚乙烯塑料凉鞋破裂可以热修补，而电木插座不能热修补？分析:聚乙烯塑料是热塑性塑料，受热到一定温度范围时就会开始变软，直到熔化成流动的液体，冷却后又变为固体，其可反复加热、受冷再造。电木(酚醛塑料)是热固性塑料，受热不熔化，一旦成型就不能用热修补改变它的形状。【知识链接】硫化橡胶:胶料经硫化加工后的总称。硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶
7、剂中的不溶解性等。橡胶制品绝大部分是硫化橡胶。引发剂:又称自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基(即初级自由基)的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。一、加聚反应的特点和类型 1.加聚反应的特点:(1)反应物特征含有不饱和键。(2)产物特征高分子化合物与反应物具有相同的组成。(3)反应特征没有小分子化合物生成。2.加聚反应的类型:(1)单烯烃的加聚: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:(2)二烯烃的加聚:当一个分子中存在两个 时，断键 原子与其他分子中的断键
8、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)几种单体间的共聚:如乙丙树脂【学而后思】(1)聚乙烯还能使溴的四氯化碳溶液褪色吗？提示:不能。聚乙烯分子中不含碳碳双键，不能使溴的四氯化 碳溶液褪色。(2)在形成高聚物时，原来的主链还一定是高聚物中结构单元 的主链吗？试举例说明。提示:应该是(3)写出 按物质的量 比11发生聚合反应的化学方程式。提示:化学方程式为 二、加聚反应单体的判断方法 1.单双键互换法:(1)把高分子结构单元中两端的短线去掉。其结构单元为 去掉两端的短线后为(2)把结构单元中主链上的单键变双键，把双键变为单键。上 式可变为 (3)根据碳原子四价
9、的规则，把不合理的地方断开，即得到对 应的反应物(即单体)。上述结构中不合理的为处，断开后可 得单体:以上方法可概括为单键变双键，双键变单键，碳若不是四个 键，断。2.弯箭头法:从链节一端的半键开始，用弯箭头顺次间隔向另 一端转移，箭头处增加一键，箭尾处去掉一键，即得高分子化 合物的单体。具体方法如下:(1)凡链节中主链碳原子为2个时，单体必为一种。如 单体为CH3CHCHCH3。(2)凡链节中主链碳原子为4个,且无碳碳双键结构时，单体必 为两种。如 单体为CH2CH2和 (3)凡链节中主链碳原子为4个，且含碳碳双键结构时，单体必 为一种。如 单体为 (4)凡链节中主链碳原子为6个，且含碳碳双
10、键结构时，单体必 为两种。如 单体为 和CH2CHCHCH2。【知识备选】二四分段法确定高聚物单体 选定聚合物的结构单元，从一侧开始分段，如果在结构单元的 主链上遇到 键，一般可将4个C分为一段，其余则2个 C为一段，从段的连接处断开，形成碳碳双键，可得单体。如 于是得到单体:【学而后思】(1)聚合物 的单体是什么？提示:该聚合物的主链上只有2个碳原子，利用弯箭头法可知其 单体为(2)聚合物 的单体 是什么？提示:该聚合物的主链上有6个碳原子，且无碳碳双键，其单体 必为三种，利用弯箭头法可知其单体有3种，即CH2CHCN、CH2CH2和 类型 一 有机高分子材料的性质和用途【典例】(2013菏
11、泽高一检测)聚氯乙烯简称PVC，是当今世 界产量最大、应用最广的热塑性塑料之一，下列说法正确的是 ()A.聚氯乙烯的结构单元是CH3CH2Cl B.聚氯乙烯是高分子化合物，没有固定的熔沸点 C.聚氯乙烯能够使溴的四氯化碳溶液褪色 D.聚氯乙烯塑料薄膜最适合用来包装蔬菜、水果及熟食【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)含碳碳双键的有机物发生聚合反应后碳碳双键消失。(2)高分子化合物都是混合物，没有固定的熔沸点。【解析】选B。聚氯乙烯结构单元是 结构简 式为 不含不饱和键，不能使溴的四氯化碳溶 液褪色，为高分子化合物，但其为混合物，没有固定的熔沸 点；因聚氯乙烯塑料受热释放含氯元素的有毒物质，
12、不能用于 食品包装，保鲜膜可用聚乙烯。【名师点评】讲解本题时应注意以下两点:(1)对于高分子材料的性质要求学生熟知重要的几点，如导电性、溶解性、可塑性等方面。(2)讲解高分子材料的用途时可适当总结常见高分子材料在日常生活中的应用及高分子材料造成的污染。【误区警示】高分子化合物的认识误区(1)高分子化合物虽被称为“化合物”，但所有高分子化合物均为混合物，而不是纯净物；(2)相对分子质量很大的物质不一定是高分子化合物，要看高分子化合物的化学式中是否有“n”(聚合度)；(3)高分子化合物常由许多相同的链节以共价键重复结合而成高分子链，因此它们一般不导电。【变式训练】下列一些说法中你认为科学的是()A
13、.橡胶全部是天然的，没有人工合成的 B.蚕丝和羊毛绒属于天然纤维，棉和麻属于合成纤维 C.易燃易爆的工作场所，应穿化纤类衣服 D.腈纶、涤纶和锦纶属于合成纤维【解析】选D。橡胶既有天然的，也有人工合成的；蚕丝、羊毛绒、棉和麻全部属于天然纤维，其中蚕丝和羊毛绒属于天然的蛋白质纤维，而棉和麻属于天然的纤维素纤维；化纤类衣服摩擦容易产生静电，所以易燃易爆的工作场所，严禁穿化纤类衣服；腈纶、涤纶和锦纶属于合成纤维。【变式备选】高分子材料与一般金属材料相比，其优越性是 ()A.强度小 B.电绝缘性能好 C.耐化学腐蚀 D.耐热【解析】选B。高分子材料一般强度都较大或很大，A项错；线型高分子能缓慢地溶于适
14、当的有机溶剂里，有热塑性，D项错；高分子材料一般不易导电，所以与金属材料相比，高分子材料的优越性表现为B选项。类型 二 加聚反应的特点和类型【典例】国家游泳中心(水立方)的建筑采用了膜材料ETFE，该 材料为四氟乙烯与乙烯的共聚物，四氟乙烯也可与六氟丙烯共 聚成聚全氟乙丙烯。下列说法中错误的是()A.ETFE分子中可能存在“CH2CH2CF2CF2”的连接方式 B.合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应 C.聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为 D.四氟乙烯分子中均为共价键【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)ETFE和聚全氟乙丙烯都是两种单体发生聚合的产物；(2)发生加聚反应时只断
15、裂双键，不断裂单键。【解析】选C。由题目知ETFE为四氟乙烯与乙烯发生加聚反应 生成的共聚物，其结构简式可能为 结构单元为CH2CH2CF2CF2，所以A选项和B选项正 确；聚全氟乙丙烯是由四氟乙烯与六氟丙烯共聚生成的，聚合 时只断裂碳碳双键，所以其链节中主链上含四个碳原子，所以 C选项错误；四氟乙烯的结构简式为CF2CF2，分子中均为共价 键，所以D选项正确。【互动探究】(1)ETFE能溶于水吗?提示:不能。烃及其聚合物都难溶于水。(2)聚全氟乙丙烯的书写形式是唯一的吗？提示:【名师点评】讲解本题时应注意以下两点:(1)有关高分子化合物结构的题目讲解时应注意着重指出分子结构中的重复单元和单体
16、；(2)讲解时应注意结合加聚反应时旧化学键的断裂和新化学键的形成情况进行分析。【变式训练】若某有机物能通过加聚反应生成高聚物，还能水解生成两种有机物，则这种有机物的结构中一定具备的基团(R代表烃基)有()A.B.C.D.【解析】选C。能发生加聚反应的有机物中一般含碳碳双键，含酯基的有机物能水解。类型 三 加聚反应单体的判断【典例】的高聚物 的单体是()A.CH3CHCH2和CH4 B.C.CH3CHCH2和CH2CH2 D.【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)根据加聚产物判断单体；(2)加聚产物与单体的原子个数比相同。【解析】选C。此聚合物链节中无双键，则两个碳原子为一组断开，故C项正确
17、。【互动探究】(1)写出【典例】中加聚反应的化学方程式。提示:(2)【典例】中的结构简式的书写形式是不是唯一的？若不 是，请写出其他的形式。提示:不是唯一的。乙烯和丙烯的连接方式不同就会得到不同 的高聚物，另一种高聚物的结构简式为【变式训练】如图是以乙炔(结构简式为CHCH)为主要原料合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶的转化关系图。(1)写出A、B、C、D四种物质的结构简式:A:_ B:_ C:_ D:_。(2)写出有关反应的化学方程式:_；:_；:_；:_。【解析】由 得单体A为CH2CHCl,则反应为 CHCH与HCl的加成反应；由 得单体B为 CH2CHCN,则反应为CHCH与HCN的加成
18、反应；由 得单体D为 则C为CH2CHCCH。答案:(1)CH2CHCl CH2CHCN CH2CHCCH 1.下列有关有机高分子化合物性质的描述中不正确的是()A一般具有良好的绝缘性 B均不易溶于水，不溶于有机溶剂 C均不耐热，受热后会熔化，改变原有形状 D一般比同质量的金属强度大【解析】选C。有机高分子化合物一般都是良好的绝缘材料，水溶性、油溶性都不是很好。由于有机高分子化合物的密度要比金属物质的密度小得多，所以同质量的有机高分子与金属比较，强度要比金属大。具有热固性的有机高分子化合物受热时，不会熔化。2.(2013济南高一检测)下列说法正确的是()A利用石油做原料制得的纤维是人造纤维 B
19、天然纤维是不能再被加工的 C合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维 D煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维【解析】选D。棉花、羊毛、木材和草类的纤维都是天然纤维，它们经过人工处理可以制得人造纤维；以石油、天然气、煤和农副产品做原料制成单体，经聚合反应制成的是合成纤维，合成纤维和人造纤维统称为化学纤维，只有D项正确。3.塑料袋，这个我们每天都会接触到的物品，给我们的生活带来了许多便利。但同时这些白色垃圾正逐步破坏着我们的家园。下列处理废弃塑料的方法中，最为恰当的是()A.掩埋处理 B.用纸制包装用品代替塑料包装用品或回收再利用 C.燃烧处理 D.倒入江河湖泊【解析】选B。由于塑料垃圾降解速度慢
20、故不能掩埋或倒入江河湖泊，又由于燃烧时会产生大量有毒气体，故不能燃烧处理。4.(2013济南高一检测)X是一种性能优异的高分子材料，其 结构简式为 已被广泛应用于声、热、光的传感等方面。它是由HCCH、(CN)2、CH3COOH三种单 体通过适宜的反应形成的。由X的结构简式分析合成过程中发 生反应的类型有()加成反应 取代反应 缩聚反应 加聚反应 酯化反应 A B C D【解析】选B。由X的结构简式可判断出它是加聚反应的产物，两种单体分别为NCCHCHCN和CH2CHOOCCH3，很显然前者是HCCH和(CN)2的加成产物，后者是HCCH和CH3COOH的加成产物，因此选项B正确。5.塑料制品
21、是人类日常生活中使用量最大的合成高分子材料。(1)我国已禁止生产、销售、使用超薄塑料购物袋。下列对聚乙烯塑料叙述不正确的是_。A.它属于有机高分子 B.它能产生“白色污染”C.它形成的单体是乙烯 D.对聚乙烯塑料垃圾应进行深埋或倾倒入海(2)用作食品袋的塑料是无毒的聚乙烯，工业上乙烯来源于石油的_，写出由乙烯制取聚乙烯的化学方程式_，该反应类型是_。【解析】聚乙烯塑料又称PE材料，聚乙烯塑料垃圾应回收利用。石油裂解可制得乙烯，乙烯制聚乙烯的反应类型是加聚反应。答案:(1)D (2)裂解 加聚反应 废旧塑料裂解的实验探究 当今白色污染问题已得到了人们应有的重视，一些科学家也成功地寻找到了治理白色污染的有效途径。某些废旧塑料可采用下列方法处理:将废塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如图(加热装置略)。加热某种废弃塑料得到的产物有氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯、甲苯、炭等。(1)塑料废弃物的危害有哪些？提示:破坏土壤结构，影响植物生长；造成海难事件；破坏环境卫生；危及海洋生物的生存等。(2)经冷水的冷却，试管B收集到的产品是什么，其一氯代物分别有几种？提示:试管B中可收集到常温下为液态的产物苯和甲苯，其一氯代物分别为一种和四种。(3)锥形瓶C中可观察到什么现象？提示:溴水褪色且分层。(4)C中逸出的气体在工业上有什么用途？(任写两种)提示:合成氨的原料、燃料等。