2015-2016师说・新课标・化学选修5第五章进入合成有机高分子化合物的时代5.2.ppt

1新情境·激趣引航塑料、合成纤维、合成橡胶是20世纪人类的伟大成就，也是高分子化合物发展的重要成果。在科学技术迅速发展的今天，以塑料、合成纤维、合成橡胶为代表的合成高分子材料不仅给社会和人们生活带来了巨大的变化，而且合成高分子材料的研制和生产水平，也成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。2新知识·预习探索目标定位1．了解高分子化合物的结构特点和基本性质，体会高聚物的结构与性质之间的关系。2．了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途。3．进一步熟练掌握高分子单体与高分子之间的互推技能，以及加聚、缩聚反应方程式的书写。新知预习1．合成材料的分类合成材料按用途和性能分为：(1)合成高分子材料：主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。(2)功能高分子材料：主要包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等。(3)复合材料。2．塑料(1)主要成分：合成高分子化合物，即合成树脂。(2)分类①热塑性塑料，如聚乙烯等制成的塑料，可以反复加热熔融加工；②热固性塑料，如用酚醛树脂等制成的塑料，不能加热熔融，只能一次成型。(3)常见的塑料①聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯合成条件高温高压引发剂低压催化剂分子结构类型支链型线型相对分子质量相对较小相对较大熔融温度相对较低相对较高密度相较小相对较大硬度相对较小相对较大溶解性可溶于适当有机溶剂可溶于适当有机溶剂用途制作薄膜制作板、管、棒材②酚醛树脂a．概念：酚醛树脂是用酚类与醛类在酸或碱催化下相互缩合而形成的高分子化合物。b．形成：在酸催化下，等物质的量的甲醛和苯酚反应形成线型结构高分子。其反应为：。在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应，生成网状结构的酚醛树脂。3．合成纤维(1)纤维的分类纤维天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝和麻等化学纤维人造纤维：如人造丝、人造棉等合成纤维：如“六大纶”(2)合成纤维的优点是强度高，做成的衣服挺括不易起皱，但在透气性、吸湿性等方面不如天然纤维。合成纤维中，维纶具有较好的吸湿性，被称为“人造棉花”。4．合成橡胶(1)橡胶的分类橡胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶特种橡胶聚硫橡胶：有耐油性硅橡胶：有耐热、耐寒性(2)合成橡胶①原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体，聚合而成。②性能：耐磨性、耐寒性、耐燃性、耐油性、耐热性和耐腐蚀性等方面有独特的优势。预习思考①为什么用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？②线型结构酚醛树脂和体型结构酚醛树脂在物理性质上有何区别？③橡胶在加工过程中要加入硫磺等硫化剂进行硫化，其目的是什么？【提示】①因为在碱性条件下，苯酚与甲醛的反应可以生成含3个官能团的2,4,6－三羟甲基苯酚。②线型结构的酚醛树脂具有热塑性，可溶于某些有机溶剂；体型结构的酚醛树脂具有热固性，不溶于任何溶剂。③硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键，以—S—S—键将线型结构连接为网状结构，得到既有弹性、又有强度的橡胶。自测诊断1．(2015·新题调研)现代以石油化工为基础的三大合成材料是()①合成氨②塑料③医药④合成橡胶⑤合成尿素⑥合成纤维⑦合成洗涤剂A．②④⑦B．②④⑥C．①③⑤D．④⑤⑥【答案】B2．下列有关塑料的说法不正确的是()A．塑料的主要成分是合成树脂B．热塑性塑料可以反复加工、多次使用C．酚醛树脂可制热固性塑料D．粉碎后填埋于土壤中是处理塑料废弃物的最佳方法【答案】D3．(2015·天津高二检测)下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是()A．聚乙烯塑料B．聚氯乙烯塑料C．酚醛塑料D．聚苯乙烯塑料【答案】C【解析】聚乙烯塑料为乙烯(CH2===CH2)发生加聚反应合成的；聚氯乙烯塑料为氯乙烯(CH2===CHCl)发生加聚反应合成的；聚苯乙烯塑料为苯乙烯()发生加聚反应合成的；酚醛塑料为酚类与醛类在酸或碱的催化下发生缩聚反应合成的。4．酚醛树脂的制成品——电木不能进行热修补，主要是因为电木()A．是线型高分子材料，不具有热塑性B．是体型高分子材料，不具有热塑性C．是线型高分子材料，具有热塑性D．是合成材料，具有热塑性【答案】B5．(2015·山东淄博高二检测)某有机物的结构简式为。下列叙述不正确的是()A．1mol该有机物与NaOH溶液完全反应时，消耗1molNaOHB．该有机物水解所得的高聚物具有很强的吸水性C．该有机物可通过加聚反应生成D．该有机物分子中含有双键【答案】A6．判断下列说法的正误。(1)塑料就是合成树脂。()(2)并不是所有的塑料都可以反复加热熔融加工。()(3)高分子化合物的链越长，熔点越高、密度越大。()(4)合成纤维和人造纤维都是人工合成的高分子化合物。()(5)天然橡胶的成分是聚异戊二烯，它属于合成高分子材料。()【答案】(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×3新课堂·互动探究知识点一塑料高分子化合物的结构命名与性质教材解读1．塑料的主要成分塑料的主要成分是合成高分子化合物，即合成树脂，另外还含有少量使其具有某些特定性能的加工助剂，如能提高塑性的增塑剂，防止老化的防老化剂等。树脂和塑料的关系：①树脂是指还没有跟各种添加剂混合的高聚物，如是聚乙烯树脂，是聚丙烯树脂。塑料是由树脂及增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂等添加剂组成的，它的主要成分是树脂。塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。②塑料和树脂有时也可混用。如有机玻璃，聚乙烯等。2．塑料的种类根据塑料受热是否能熔化可分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料：以热塑性树脂为基本成分，受热软化可以反复塑制，如由聚乙烯、聚氯乙烯制成的塑料等。热固性塑料：以热固性树脂为基本成分，加工成型以后变为不熔状态，如用酚醛树脂制成的塑料等。3．常见塑料简介(1)聚乙烯塑料①合成反应：nH2C===CH2催化剂,(加聚反应)②高压聚乙烯和低压聚乙烯的区别类别合成条件相对分子质量密度硬度物质结构熔融温度用途高压聚乙烯[低密度聚乙烯(LDPE)]150～300MPa、170～200℃、引发剂较低较低柔软主链带有长短不一的支链105～115℃可做食品包装袋等薄膜制品低压聚乙烯[高密度聚乙烯(HDPE)]较低压强、催化剂较高(≥50万)较高较硬少有或没有支链131～137℃可做瓶、桶、板、管与棒材等(2)酚醛树脂①定义酚醛树脂是以酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化作用下相互缩合而成的高分子化合物。②酚醛树脂的制备酚醛树脂是以苯酚和甲醛为原料，在酸或碱的催化下缩聚而成的。A．在酸催化下，等物质的量的苯酚和甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子：B．在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。③酚醛树脂的性质和用途：一般我们说的酚醛树脂是体型(网状)结构的。具有网状结构的高分子受热后都不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。如做烹饪器具的手柄，一些电器与汽车部件，导弹头部、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。4．合成高分子化合物的结构合成高分子化合物的结构大致分为三类：线型结构、支链型结构和网状结构(也称体型结构)(如图1、图2、图3所示)。5．高分子化合物的命名(1)天然高分子化合物习惯用专有名称，如纤维素、淀粉、蛋白质等。(2)合成高分子化合物一般在单体名称前加上“聚”，如聚乙烯、聚丙烯腈等。如果是由两种单体聚合成的高聚物有两种命名法，一种是两种单体前加“聚”，如聚对苯二甲酸乙二醇酯；二是在两种单体名称后加上“树脂”，如，酚醛树脂等。(3)合成橡胶的名称通常在单体名称后加上“橡胶”，如乙(烯)丙(烯)橡胶。(4)合成纤维的名称常用“纶”，如涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、腈纶(聚丙烯腈)等。6．高分子化合物的基本性质有机高分子化合物的性质，主要有四个方面：(1)溶解性：一般线型的高分子化合物可溶于有机溶剂，网状的一般难溶于有机溶剂，有的只有一定程度的溶胀(或胀大)。(2)热塑性和热固性：线型的具热塑性，体型的具热固性。(3)电绝缘性：它们一般不导电。(4)其他性质：它们往往易燃烧，线型高分子化合物一般不耐高温。典例精析[例1]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．酚醛树脂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】A项错误，对于一块高分子材料，是由含有单体数目不等的高聚物分子构成的，因此不是纯净物，而是混合物。B项错误，塑料属于合成材料，都是经过人工合成得到的。C项正确，酚醛树脂具有网状结构，不导电、导热、受热也不熔融，因此可以用作绝缘和隔热材料。D项错误，塑料具有热塑性与热固性之分。故选C。【答案】C[例2]现有下列高分子化合物，请从下列各项中选择出最恰当的选项，将代号填入下表中：(1)高分子结构示意图。(2)高分子材料的主要性质特点：A．具有热塑性B．可溶于有机溶剂C．不溶于有机溶剂D．具有固定的熔点(3)主要应用：a．用于制备塑料薄膜b．用于制备光学仪器c．用于制备车辆轮胎硫化橡胶(1)(2)(3)【答案】跟踪练习1．我国载人航天技术发展迅速，航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船进行太空探索，其依据是()A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到D．塑料是有机物，不会和强酸、强碱作用【答案】B【解析】飞船速度很快，所以其材料要求质轻、耐高温、耐磨擦，因此所用塑料代替品要加入合适的添加剂制成优良的新型材料。2．(2015·张掖高二检测)下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法错误的是()①高分子化合物相对分子质量都很大②纯净的淀粉属于纯净物③有机高分子的结构分为线型结构和体型结构④线型高分子具有热固性⑤高分子材料一般不易燃烧A．④⑤B．①③C．②⑤D．②④⑤【答案】D知识点二合成纤维合成橡胶1．纤维的分类纤维天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等化学纤维人造纤维：用木材等为原料，经化学加工处理所得合成纤维：用石油、天然气、煤和农副产品为原料加工制得单体，各种单体经聚合反应制成2．合成纤维的性质合成纤维具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖等优点。随着新兴科学技术的发展，近年还出现了许多特殊性能的合成纤维。如芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维等。特别提醒①合成纤维与人造纤维的区别：合成纤维的原料是石油、天然气等，而人造纤维是以木材等为原料，经化学加工处理制得的纤维。②纤维与纤维素的区别：二者是两个不同的概念。纤维是一类材料的总称，在工业上是指柔韧、纤细的丝状物，具有一定的长度、弹性和吸湿性；而纤维素是一种天然高分子化合物，属于多糖。3．常见合成纤维——六大纶：4.橡胶及其分类(1)橡胶是一类具有弹性的物质，当施以外力时形状将发生改变，去除外力又恢复原来的形状。(2)橡胶的分类橡胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶特种橡胶聚硫橡胶：有耐油性硅橡胶：有耐热、耐寒性5．合成橡胶的原料及性能(1)原料：合成橡胶是以石油和煤为原料，采用高分子合成技术制造出来的。(2)性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐高温或耐低温等性能。6．常见合成橡胶：7.合成橡胶的合成过程(以顺丁橡胶为例)(1)主要原料：1,3－丁二烯(2)合成原理：nH2C===CH—CH===CH2在催化剂存在下，1,3－丁二烯得到以顺式结构为主的聚1,3－丁二烯。顺式聚1,3－丁二烯与硫磺等硫化剂混炼即得到顺丁橡胶。硫化剂的作用是打开顺式聚1,3－丁二烯的双键，以—S—S—键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹