1、第4节 塑料 橡胶 纤维 目标导航预习导引 1.初步认识有机高分子化合物的结构、性质及其应用。2.学会书写重要的加聚反应的化学方程式。3.了解合成高分子化合物的主要类别及其在生产、生活、现代科技发展中的广泛应用。4.认识由塑料废弃物所造成的白色污染和防治、消除白色污染的途径和方法,形成绿色化学思想和环境意识,提高科学素养。1.通过对塑料、橡胶、纤维等有机高分子化合物的结构、性质的探究,加深对塑料、橡胶、纤维应用的了解。2.能通过书写重要加聚反应的化学方程式,学会有机高分子化合物单体的判断,加深对加聚反应的认识。目标导航预习导引1.有机高分子化合物(1)定义 相对分子质量很大的有机化合物称为有机
2、高分子化合物(简称为聚合物或高分子),其相对分子质量从几万到几百万甚至更高。(2)分类 天然有机高分子化合物有:棉花、麻、羊毛、蚕丝、天然橡胶等。合成有机高分子化合物有:塑料、合成纤维、合成橡胶等。(3)结构特点 有机高分子化合物的相对分子质量很大,但结构并不复杂,通常由简单的结构单元重复连接而成。目标导航预习导引(4)性质 有机高分子化合物通常难溶于水,它们一般不导电,往往不耐高温,易燃烧。有些具有热塑性,可反复加工,有的则有热固性。预习交流1 你能说出热塑性和热固性的含义吗?答案:热塑性是指加热时会变软而流动,受冷时又硬化,可反复加热、受冷实现再造;热固性是指受热不会变软,只能被彻底裂解,
3、不能通过加热、受冷来反复再造。目标导航预习导引2.塑料(1)塑料的主要成分是合成树脂,还有根据需要加入的具有某些特殊用途的添加剂,如能提高塑造性能的增塑剂、防止塑料老化的防老剂等。(2)聚合反应 聚合反应:由相对分子质量小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。像乙烯生成聚乙烯这样的聚合反应也叫加成聚合反应,简称加聚反应。许多不饱和化合物都可以发生加聚反应。如:目标导航预习导引nCH2CH2CH2CH2。n。n。nCF2CF2CF2CF2。目标导航预习导引预习交流2 单体和链节是否相同?答案:不相同。单体是小分子,而链节是高分子化合物中重复的最小结构单元。(3)聚乙烯塑料的性能特
4、点为无臭、无毒;具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸、碱的侵蚀;常温下不溶于一般溶剂,吸水性小;电绝缘性优良。(4)聚乙烯塑料品种很多、应用广泛,主要有:薄膜、中空制品、管板材、纤维、包覆材料等。目标导航预习导引3.橡胶(1)根据来源和组成不同,橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。(2)合成橡胶的性能 具有高弹性、绝缘性、耐油、耐酸碱、耐高温或低温等性能。现在常用的橡胶除天然橡胶、合成橡胶外,还有丁苯橡胶和氯丁橡胶以及一些特种橡胶,它们都是通用橡胶。预习交流3 为什么一些橡胶制品在空气中易老化?为什么盛酸、氧化剂、氯水等的试剂瓶要用玻璃塞?答案:由于橡胶分子里含有双键,所以能与氯化氢、卤
5、素等起加成反应、被氧化剂氧化而变质。如果长期受空气、日光的作用,就会渐渐被氧化而变硬、变脆,这个过程叫做老化。所以盛酸,特别是浓硝酸、浓硫酸,盛液溴、氯水、溴水、碘水等氧化剂的试剂瓶不能用橡胶塞而要用玻璃塞,以免胶塞变质老化。目标导航预习导引4.纤维(1)纤维的分类(2)在合成纤维中,腈纶、涤纶、锦纶、维尼纶等都具有优越的性能,它们除了能织成各种鲜艳夺目的衣料供人们穿着外,在生产中和国防上也有广泛的用途。目标导航预习导引预习交流4 什么叫白色污染?它有哪些危害?答案:白色污染是人们对难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)污染环境现象的一种形象称谓。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的
6、各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物,由于随意乱丢乱扔,难于降解处理,以致造成城市环境严重污染的现象。白色污染的危害有造成生态失衡或海难事故;破坏土壤结构、降低土壤肥力、污染地下水;污染大气。问题导学即时检测一二一、有机高分子化合物的构型与性质 活动与探究 实验一:观察以下有机高分子结构示意图,谈一谈线型高分子与体型高分子有什么区别?答案:高分子中的结构单元连接成长链,这就是通常所说的高分子的线型结构。具有线型结构的高分子,可以不带支链,也可以带支链。高分子链上如果有能起反应的原子或原子团,当这些原子或原子团发生反应时,高分子链之间将形成化学键,产生一定的交联形成网状结构,这就是高分子的体
7、型结构。问题导学即时检测一二实验二:请你参与实验,观察并记录实验现象、归纳实验结论。实验名称 有机高分子化合物的溶解性 有机高分子化合物的热塑性和热固性 实验步骤 切下一小块橡胶塞或乳胶管放入试管中,加入适量汽油,塞好试管口,放置一段时间,观察其变化 取一小块聚乙烯塑料碎片,用酒精灯缓缓加热直至熔化,然后点燃,观察变化的全过程 问题导学即时检测一二续表 实验现象 溶解 ,最后只发生体积 当加热时它会 、,受冷时又 ,可反复加热、受冷再造 实验结论 有机高分子化合物通常 水,即使在适当的有机溶剂中它溶解得也很缓慢,或者只有一定程度的 线型高分子化合物具有 ,体型高分子化合物具有 缓慢胀大变软流动
8、硬化难溶于溶胀热塑性热固性问题导学即时检测一二迁移与应用 例1建筑装修中使用的防水材料是一种高分子化合物。下列有关说法不正确的是()A.防水材料属于混合物 B.防水材料一般不溶于水 C.防水材料易溶于水 D.防水材料一般不导电 解析:高分子材料一般不溶于水。答案:C 问题导学即时检测一二迁移训练1酚醛塑料俗称电木,是第一种投入工业生产的塑料,常用于制作开关、插座。有关电木的说法中不正确的是()A.电木能导电 B.电木分子中原子间以共价键结合 C.电木具有热固性 D.电木不耐高温,易燃烧 答案:A 解析:电木不能导电,是电的绝缘体。问题导学即时检测一二对高分子化合物的理解(1)链节:高分子化合物
9、中重复出现的结构单元。(2)单体:能形成高分子化合物的小分子。(3)聚合度:高分子化合物里链节重复的次数,一般用n表示。特别提示高分子化合物的概念中强调的是“高分子”而不是“化合物”,高分子物质都属于混合物,但习惯上仍然称为高分子化合物,这与我们平常所说的化合物含义不同。例如,链节为,单体为,聚合度为 n。问题导学即时检测一二二、有机高分子化合物单体的判断 活动与探究(1)根据所学知识,你认为加聚反应有什么特点?答案:加聚反应的特点:反应物特征含有不饱和键。生成物特征高分子化合物与反应物具有相同的组成。反应特征没有小分子化合物生成。问题导学即时检测一二答案:nCH3CHCH2nCH2CHCOO
10、CH3(2)你能写出下列单体发生加聚反应的化学方程式吗?CH3CHCH2:。CH2CHCOOCH3:。问题导学即时检测一二迁移与应用 例2丁苯橡胶有许多优良的物理化学性能,在工业生产中具有广泛的应用。丁苯橡胶的结构简式为:你能写出丁苯橡胶单体的结构简式吗?问题导学即时检测一二解析:方法:写链节去连接键确定断开的位置单体。过程:答案:CH2CHCHCH2、问题导学即时检测一二迁移训练2不粘锅的普及给人们的生活带来了方便,不粘锅的原理是锅的内壁敷有一层化学稳定性很高的涂料,它耐高温、耐腐蚀、不吸水,其中聚四氟乙烯就是常用的涂层。下列关于聚四氟乙烯的推断中不正确的是()A.聚四氟乙烯可表示为CF2C
11、F2 B.聚四氟乙烯的单体是不饱和烃 C.聚四氟乙烯的单体是CF2=CF2 D.聚四氟乙烯燃烧的产物对大气有污染 答案:B 解析:聚四氟乙烯的单体是CF2=CF2,含碳、氟两种元素,不属于烃;燃烧的产物含毒性物质氟化物。问题导学即时检测一二加聚产物单体的判断(1)单、双键互换法 首先,把高分子结构单元中两端的短线去掉。如,其结构单元为,去掉两端的短线后为。问题导学即时检测一二其次,把结构单元中主链上的单键变双键,双键变为单键。上式可变为。最后,根据碳原子四价的原则,把不合理的地方断开,即得到对应的单体。上述结构中不合理的为处,断开后可得单体:CH2CH2、。问题导学即时检测一二(2)判断技巧
12、如果高分子与单体的组成相同(即元素的种类及原子个数比相同),则为加聚产物,其单体是一种或多种,例如CH2CH2 对于结构复杂的,可采用切割法,链节中偶位次单键需断开(如中第二种高聚物的2号位),同时该碳作为链端碳处理,即符合“偶断奇不断、单双键互换”的规律。的单体为 CH2CH2,而的单体为CH2CH2 和 CH2CHCHCH2。问题导学即时检测1234561.环境问题关系到人类的生存和发展,保护环境就是保护人类自己。从保护环境的角度出发,目前最有发展前景的一次性餐具是()A.瓷器餐具B.塑料餐具 C.纸制餐具D.淀粉餐具 答案:D 解析:瓷器餐具和塑料餐具不易降解,会对环境造成污染;纸制餐具
13、会消耗大量的木材,没有发展前景。淀粉餐具原料丰富,而且容易降解,最有发展前景。故选D。问题导学即时检测1234562.下列对有机高分子化合物的认识不正确的是()A.有机高分子化合物称为高分子或聚合物,是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而得到的 B.有机高分子化合物的相对分子质量很大,但是其结构并不复杂 C.对于一块高分子材料来说,n是一个整数值,因而它的相对分子质量是确定的 D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类 答案:C 解析:有机高分子化合物虽然相对分子质量很大,但在通常情况下,结构并不复杂,它们是由简单的结构单元重复连接而成的;对于一块高分子材料来说,它是由许多n值
14、相同或不同的高分子聚合起来的,因而n是一个平均值,也就是说它的相对分子质量只能是一个平均值。问题导学即时检测1234563.下列原料或制成的产品中,若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.聚丙烯材料 D.聚乙烯塑料膜 答案:B 解析:线型结构的高分子具有热塑性,即加热时可以变软,熔为黏稠状、流动的液体,该液体冷却后又变为固体,该固体再被加热后又熔为黏稠状、流动的液体。所以线型结构的高分子材料具有良好的可塑性,可用热修补法来修补破损的线型高分子材料。常见的线型高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。而体型高分子材料一经加工成型就不会受热熔化,因而具有热固性,如酚醛塑料
15、(俗称电木)。问题导学即时检测1234564.下列关于有机化合物的说法正确的是()A.聚氯乙烯分子中含碳碳双键 B.以淀粉为原料可制取乙酸乙酯 C.丁烷有3种同分异构体 D.油脂的皂化反应属于加成反应 答案:B 解析:聚氯乙烯是由氯乙烯打开碳碳双键发生加聚反应生成的,聚氯乙烯中不再含有碳碳双键,A选项错误;淀粉经水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇,乙醇氧化最终生成乙酸,乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,B选项正确;丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体,C选项错误;油脂的皂化反应是油脂在碱性条件下的水解反应,D选项错误。123456问题导学即时检测5.(1)在棉花、尼龙、涤纶、腈纶、
16、羊毛、黏胶纤维中,属于天然纤维的是 ;属于人造纤维的是 ;属于合成纤维的是 。(2)人造羊毛在许多方面比天然羊毛更优良,其分子里存在如下结构的有机物:则合成它的单体有。123456问题导学即时检测答案:(1)棉花、羊毛 黏胶纤维 尼龙、涤纶、腈纶 解析:该人造羊毛高聚物主链上有6个碳原子,且结构中无双键,故可将其主链中的每两个相邻碳原子为一组断键,然后形成双键,可得其单体为(2)CH2CHCN、CH2CHCOOCH3、CH2CHCN、CH2CHCOOCH3、。123456问题导学即时检测6.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,其结构简式为。试回答下列问题:(1)天然橡胶
17、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,产生的现象是 ,产生此现象的实质是。答案:(1)天然橡胶是线型结构的高分子 线型结构 体型结构 不能(2)溴水退色 该单体与溴水中的Br2发生加成反应而使溴水退色 123456问题导学即时检测解析:(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,能溶于汽油等有机溶剂。天然橡胶硫化后,引入的硫原子可与不饱和碳原子反应形成共价键,从而使高分子链发生交联,形成体型结构,故硫化橡胶不能溶于汽油。(2)天然橡胶的单体中含有碳碳双键,能与溴水中的Br2发生加成反应而使溴水退色。