有机合成材料-知识讲解

有机合成材料撰稿：熊亚军审稿：于洋【学习目标】1.知道什么是有机物，了解常见的塑料、合成纤维、合成橡胶及其应用。2.了解有机合成材料的特点，知道使用合成材料对人和环境的影响。【要点梳理】要点一、有机化合物（高清课堂《化学与生活》课题３、一）1.有机化合物（简称有机物）：一般指含碳元素的化合物。如甲烷、乙醇、葡萄糖、淀粉、蛋白质等（不包括CO、CO2、H2CO3、碳酸盐及氰化物等）2.有机物的共性：多数难溶于水、易溶于有机溶剂、熔点低、受热易分解，且容易燃烧、不导电。3.有机高分子化合物：相对分子质量为几万到几百万的化合物，称为有机高分子化合物。4.有机物结构的特点：（1）有机物分子中的碳原子可以互相连接起来，形成碳链或碳环。由于碳原子的排列方式不同，所表现出来的性质就不同。同一分子式往往表示多种结构不同的有机化合物，如C2H6O既可以表示C2H5OH（乙醇），又可以表示CH3－O－CH3（甲醚）。因此，有机物的数目非常庞大，其种类远远超过了无机物。（2）我们根据有机化合物的相对分子质量的大小，把它分为高分子和小分子。有机高分子化合物虽然相对分子质量很大（从几万到几十万，乃至几百万或更高），但通常许多有机高分子化合物的结构并不复杂，它们是由简单的结构单元（每个小分子）重复连接而成的。例如，聚氯乙烯分子就是由成千上万个氯乙烯分子聚合而成的高分子化合物，所以，有机高分子化合物也称聚合物。当小分子连接构成高分子时，有的形成很长的链状，有的由链状结成网状。结构不同，呈现出的性质也不同。【要点诠释】1.组成有机物的元素除碳外，通常还有氢、氧、氯、氮和磷等元素。2.化合物主要有两大类，除有机物外，还有一类组成里不含碳元素的化合物——无机化合物，如CaO、NaOH、H2SO4、NaCl等。3.CO、CO2、H2CO3以及碳酸盐等物质虽然含有碳元素，但因它们的组成和性质跟无机化合物相似，所以仍把它们作为无机化合物。要点二、有机高分子材料1.有机高分子材料：有机高分子材料有天然的（如棉花、羊毛和天然橡胶等）和人工合成的（如塑料、合成纤维和合成橡胶，就是我们通常所说的三大合成材料）。2.有机合成材料的基本性质：（1）热塑性和热固性。链状结构的高分子材料（如装食品用的聚乙烯塑料）受热到一定温度范围时，开始软化，直到熔化成流动的液体，冷却后变成固体，再加热又可以熔化。这种性质就是热塑性。网状结构的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，例如酚醛塑料（俗称电木）等。所以，电木插座破裂后无法进行热修补。（2）强度大。高分子材料的强度一般都比较大，例如，锦纶绳（又称尼龙绳）特别结实，用于制渔网、降落伞、轮胎等。（3）电绝缘性好。广泛应用于电器工业上，例如，制成电器设备零件、电线和电缆的护套等。（4）有的高分子材料还具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等性能，可用于某些有特殊需要的领域。【要点诠释】合成有机材料一般具有强度大、电绝缘性好、耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等性能。但高分子材料也有不耐高温、易燃烧、易老化、废弃后不易分解等缺点。要点三、三大合成材料（高清课堂《化学与生活》课题３、二）1.塑料：塑料的品种很多，应用范围也很广泛，用途也各不相同。下表列出几种常见塑料的性能和用途。名称性能用途聚乙烯耐水和大多数化学试剂，有热塑性，电绝缘性强，质轻，无毒，耐热性差，易老化可制包装薄膜、容器、管道、日用品、电绝缘材料、金属涂层等聚氯乙烯耐化学腐蚀性极好，耐水，电绝缘性优良，140℃开始分解放出氯化氢，热稳定性、耐光性较差制雨衣、台布、包装材料、农用薄膜、人造革、电线套层、管道和阀门等聚丙烯机械强度好，电绝缘性好，耐化学腐蚀，质轻，无毒，耐油性差，低温发脆，容易老化可制薄膜、日常用品、管道、包装材料等聚苯乙烯电绝缘性好，透光性好，耐水、耐化学腐蚀，无毒，室温下硬、脆，温度较高时变软，耐溶剂性差可制高频绝缘材料，电视、雷达部件，医疗卫生用具，还可制成泡沫塑料用于防震、防湿、隔音、包装垫材等聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）透光性好，质轻，耐水，耐酸、碱，抗霉，易加工，耐磨性较差，能溶于有机溶剂可制飞机、汽车用玻璃，光学仪器，医疗器械等酚醛塑料（电木）绝缘性好，耐热，抗水可制电工器材、汽车部件、涂料、日常用品等聚四氟乙烯（塑料王）耐低温、高温，耐化学腐蚀，耐溶剂性好，电绝缘性好，加工困难可制电气、航空、化学、医药、冷冻等工业的耐腐蚀、耐高温、耐低温的制品2.合成纤维：棉花、羊毛、木材和草类的纤维都是天然纤维。利用石油、天然气、煤和农副产品作原料经一系列化学反应制成的是合成纤维。涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶在合成纤维中被称为“六大纶”。它们都具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点，但它们的吸水性和透气性较差。它们除了供人类穿着外，在生产和国防上也有很多用途。例如，锦纶可制衣料织品、降落伞绳、轮胎、缆绳和渔网等。3.合成橡胶：合成橡胶是制造飞机、军舰、汽车、拖拉机、收割机、医疗器械等所必需的材料。与天然橡胶相比，合成橡胶具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能。【要点诠释】某些纤维燃烧现象比较：纤维种类燃烧情况气味灰烬棉花（天然植物纤维）易燃、直接燃烧烧纸的气味灰色，细而软羊毛（天然动物纤维）起泡成球，不延续燃烧有烧焦羽毛气味黑褐色小球，易碎涤纶、锦纶、腈纶（合成纤维）先熔化再燃烧，或边熔化边燃烧特殊气味黑色或褐色硬块要点四、：“白色污染”及环境保护1.“白色污染”：废弃的难降解塑料制品所带来的环境污染称为“白色污染”。2.“白色污染”：最严重的是食品包装袋、原料包装袋的废弃物。由于它们是一种不能被微生物分解的材料，因而造成的危害很大。塑料制品除少数回收利用外，大部分被焚烧，产生大量的有毒气体，污染大气，危害健康；残留在土壤中的塑料制品难以分解，使土壤板结，耕种困难；“白色污染”也会造成海洋环境的污染。另外，塑料制品易被动物误食，使动物染病或死亡。【要点诠释】减少“白色污染”的措施：1.减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等。2.重复使用某些塑料制品如塑料餐盒等。3.使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料和光降解塑料等。4.回收各种废弃塑料。【典型例题】类型一、考查有机合成材料1.家庭装修需要各种材料，下列材料属于合成材料的是（）A．水泥B．塑料水管C．铁钉D．大理石【思路点拨】合成材料有塑料、合成纤维、合成橡胶。【答案】B【解析】水泥是无机非金属材料，塑料是合成材料，铁钉是金属材料，大理石是无机非金属材料。【总结升华】认识合成材料包括三大类：塑料、合成橡胶、合成纤维。知道合成材料的优点有强度大、电绝缘性好等性能，有的高分子材料还具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等性能，可用于某些有特殊需要的领域。但是，事物总是一分为二的，高分子材料也有不耐高温、易燃烧、易老化、废弃后不易分解等缺点。2.（2011•四川）2010年11月15日14时，上海静安区高层住宅发生大火，造成严重的经济损失，可燃物为施工所使用的保温材料聚氨酯（PU）塑料。（1）聚氨酯（PU）塑料燃烧的条件为。（2）可燃物聚氨酯塑料为（填“无机”或“有机”）材料。（3）研究表明，氢氧化镁可作阻燃剂，是因为氢氧化镁在达到380℃以上时就会发生分解，生成耐高温的氧化镁而起阻燃作用。氢氧化镁受热分解的化学方程式为。【答案】（1）温度达到（聚氨酯（PU）塑料的）着火点、与氧气（或空气）接触（2）有机（3）Mg(OH)2MgO+H2O↑【解析】（1）燃烧的条件是有可燃物、可燃物与氧气接触、温度达到可燃物的着火点。（2）塑料属于有机高分子合成材料，因此它属于有机物。（3）根据题干中的叙述确定反应物及生成物，然后书写化学方程式即可。【总结升华】解答本题要掌握可燃物燃烧的条件和灭火的方法等知识，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断。举一反三：【变式1】我市居民生活垃圾分为可回收物、餐厨垃圾、有害垃圾、其他垃圾四类。可回收物主要有以下四种，其成分属于有机合成材料的是（）A．塑料B．纸类C．金属D．玻璃【答案】A【变式2】下列物品中，不是利用合成有机高分子材料制成的是（）半坡出土的合成橡胶合成纤维聚苯乙烯人面鱼纹彩陶盆制成轮胎等制作的服装制成的灯饰外壳ABCD【答案】A【解析】半坡出土的人面鱼纹彩陶盆是无机非金属材料；合成橡胶、合成纤维、聚苯乙烯是有机合成材料。类型二、考查新材料的开发3.乳酸基塑料是以土豆等副食品为原料，经过多步处理而制成，是一种新型的可降解塑料。下列有关乳酸基塑料的说法中错误的是（）A。乳酸基塑料属于金属材料B.制取乳酸基塑料的原料价格低廉且广泛C.使用乳酸基塑料制品可以减少“白色污染”D.乳酸基塑料属于有机高分子材料【思路点拨】注意分析题目中新材料的来源。【答案】A【解析】乳酸基塑料是人工合成的塑料，当然就不会是金属材料。以土豆等副食品废料为原料，原料易得且便宜；由于可降解，因此不会造成“白色污染”；乳酸基塑料属于有机高分子材料。【总结升华】既然是考查新材料的开发，必然突出“新”，“新材料”的研发必然有材料的绝对优点：如生产廉价、减少污染等，因此这类题目常常给出我们一定的信息量，所以答题时注意从题目信息中获得答案。同时要熟悉教材中提供的有机高分子材料的相关知识。4.今年6月1日起全国执行“限塑令”，南京市曾在鼓楼广场等地组织宣传活动，发放无纺布袋。生产无纺布的主要原料为：聚丙烯，聚酯和粘胶等。下列有关说法不正确的是（）A．大部分塑料在自然环境中很难降解B．使用无纺布袋有利于减少“白色污染”C．生产无纺布与棉布的原料都是天然纤维D．聚乙烯、聚丙烯、聚酯都属于合成材料【答案】C【解析】此题是一道关于当前“限塑令”实施的热门话题，引出新材料“无纺布”。现在白色污染主要是聚氯乙烯塑料等塑料垃圾，难降解，为了控制“白色污染”，国家采取了不在超市无偿供给塑料袋等措施。由题可见A符合题意是正确的；B使用无纺布袋有利于减少“白色污染；由题可知无纺布是合成有机高分子材料不是天然纤维，C是错的；而D都属于合成材料。【总结升华】聚丙烯，聚酯和粘胶是合成有机高分子材料。举一反三：【变式】下列关于纳米的叙述错误的是（）A．纳米是一个长度单位，符号是nmB．人们在纳米尺度内发现很多新的现象，给技术上带来很多新进展C．纳米技术是现代科学技术的前沿，我国在这方面的研究具有世界先进水平D．所有的高科技产品都与纳米技术有关【答案】D【解析】考查对纳米技术的了解。高科技产品未必都和纳米有关，D选项说法太绝对，不准确。