鲁科版必修2 塑料橡胶纤维 学案7.doc

疱丁巧解牛知识巧学一、有机高分子化合物1.有机高分子化合物的结构特点(1)高分子的组成：高分子通常是由简单的结构单元重复连接而成的。(2)高分子材料的组成：高分子材料是由许多相同或不同的高分子聚集在一起形成的。高分子材料通常是混合物。(3)高分子的分类：按来源分为天然高分子和合成高分子，按结构分为线型高分子和体型高分子。(4)结构单元(链节)：高分子中重复出现的最小结构。(5)聚合度：高分子中结构单元(链节)的重复次数。(6)单体：合成高分子的小分子物质。2.有机高分子化合物的基本性质(1)高分子的结构(2)有机高分子化合物的主要性质实验步骤：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。 实验现象及结论：实验实验现象实验结论1橡胶胀大，但没有溶解在汽油中在有机溶剂中，橡胶只溶胀，不溶解2聚乙烯受热熔化。熔化的聚乙烯易燃烧，燃烧时火焰明亮，有黑烟聚乙烯熔点低，易燃烧 高分子化合物的主要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/水)缓慢溶解/不溶只溶胀，不溶解/不溶热塑性有无热固性无部分有强度较大较大电绝缘性好好可燃性一般易燃烧一般易燃烧二、塑料1.塑料的成分(1)大部分塑料是树脂和添加剂(如防老剂、增塑剂等)的混合物。(2)有些塑料只有树脂一种成分。2.聚乙烯(1)聚乙烯是当今世界上产量最大的塑料制品。(2)聚乙烯的合成nch2=ch2 乙烯 聚乙烯3.聚合反应和加聚反应(1)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化合物的反应，叫做聚合反应。(2)加聚反应：属于加成反应的聚合反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。辨析比较 聚合与加聚加聚反应属于聚合反应，是含cc的小分子直接聚集成大分子的过程，小分子所含的原子全部进入大分子中。与加聚反应对应的一类是缩聚反应，反应物中含有某些结构，能相互结合，除生成高分子外，还有小分子物质生成。加聚反应只是聚合反应的一种类型。(3)几种常见的塑料塑料名称聚氯乙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯主要应用制作硬质塑料，如各种管材、型材、建筑材料、绝缘材料及耐腐蚀材料等制作软质塑料：薄膜、泡沫制品、电线和电缆包皮、软管、日常生活用品等可制高频绝缘材料，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4.常见树脂的合成反应氯乙烯 聚氯乙烯苯乙烯 聚苯乙烯ncf2=cf2四氟乙烯 聚四氟乙烯5.白色污染 白色污染是指全世界每年产生的数以千万吨的废旧塑料聚集在海洋里、地面上和土壤中造成的污染。6.塑料的回收利用和可降解塑料(1)塑料的回收利用(2)可降解塑料：21世纪将制造出对人类友好的可降解塑料，消除塑料造成的环境污染。三、合成橡胶1.橡胶的种类2.顺丁橡胶的合成nch2=chch=ch2 1，3-丁二烯 顺丁橡胶3.常用橡胶的性质和用途名称主要性能主要用途天然橡胶高弹性、机械强度好、电绝缘性好、不耐酸碱腐蚀汽车轮胎、医用手套、胶布、胶鞋、橡皮筏丁苯橡胶高弹性、耐老化、耐腐蚀、黏结性稍差、电绝缘q性好汽车轮胎、电绝缘材料、胶管、胶鞋氯丁橡胶高弹性、耐油、耐老化、耐氧化、耐酸碱腐蚀化工厂的管道、垫圈特种合成橡胶(有机硅橡胶)高弹性、耐高温和低温、耐氧化、电绝缘性好航空和电器工业中的垫圈、薄膜、胶管四、合成纤维1.纤维的种类2.聚丙烯腈的合成反应 丙烯腈 聚丙烯腈3.身边的化学琳琅满目的合成纤维名称性能用途聚酰胺(锦纶，尼龙6)耐磨、强度高、耐光、耐碱、有弹性、不耐酸腐蚀衣料、绳索、渔网、降落伞、轮胎帘子线聚酯(涤纶)抗皱保型、强度高、耐酸腐蚀、耐磨、吸湿性差衣料、室内装修材料、电绝缘材料、绳索、渔网、轮胎帘子线聚丙烯腈弹性高、保暖性好、耐光、耐酸而不耐碱腐蚀衣料(仿毛)、毛毯、幕布、工业用布聚乙烯醇缩甲醛(维尼纶)柔软、吸湿性好、耐磨、耐腐蚀、保暖、不耐热衣料(仿棉)、桌布、窗帘、包装袋、滤布、炮衣知识拓展 材料的种类问题探究问题1 什么是白色污染？废旧塑料有哪些危害？思路:污染有很多种，可通过上网查找相关资料来回答。探究:全世界每年产生数千万吨的废旧塑料，它们聚集在海洋里、地面上和土壤中，造成“白色污染”。漂浮于海面的塑料垃圾或是被海生动物误认为海蜇吞食造成生态失衡，或是缠绕在海轮的螺旋桨上造成海难事故。被填埋的塑料垃圾，经久不烂，会破坏土壤结构，降低肥力，污染地下水。焚烧废旧塑料尤其是焚烧含氯塑料，会严重污染大气。问题2 聚四氟乙烯为什么叫做“塑料王”，为什么可用于炊具不粘锅的涂层和滑雪器材？思路:要通过聚四氟乙烯的结构来考虑其化学性质和用途。探究:聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂的腐蚀，不吸潮，不燃烧，对氧气和紫外线稳定，有良好的电学性能和耐辐射性能。综合这些优点，聚四氟乙烯被誉为“塑料王”。它具有耐热、耐寒和非黏性，因此，可用于炊具不粘锅的涂层和滑雪器材。典题热题例1 发展“绿色食品”避免“白色污染”，增强环保意识，是保护环境，提高人类生活质量的重要措施。请完成下列问题：(1)“绿色食品”是指( )a.绿色的营养食品 b.有叶绿素的营养食品c.经济附加值高的营养食品 d.安全、无公害的营养食品(2)通常说的“白色污染”是指( )a.冶炼厂的白色烟尘 b.石灰窖的白色粉尘c.聚乙烯等的塑料垃圾 d.白色建筑废料解析：“绿色食品”的实质不在于“绿色”，而是在于其所含有的成分是否安全、无公害、无污染；“白色污染”是指塑料制品的废弃物造成的环境污染。答案：(1)d (2)c深化升华 要对“绿色食品”“白色污染”等新名词的含义准确理解。对“绿色食品”“白色污染”与环境污染和环境保护等知识要有完整和准确的理解，要真正理解什么是“绿色食品”“白色污染”是什么物质造成的，不要将有关环境保护的知识理解成政治术语，从科学的角度准确理解环境污染和环境保护，是解答本题的重要前提。例2 某种abs工程树脂，由丙烯腈(ch2=chcn，符号a)、1，3-丁二烯(ch2=chch=ch2，符号b)和苯乙烯(c6h5ch=ch2，符号s)按一定配比通过加聚反应而得。(1)a、b和s三种单体中，碳氢比(ch)值最小的是_。(2)经元素分析可知该abs样品的组成为cahbnc(a、b、c为正整数)，则原料中a和b的物质的量之比是_(用b、b、c表示)。解析：根据ch2=chcn、ch2=chchch2、c6h5ch=ch2，可知：b的碳氢比最小为2/3；n原子仅来源于a，而a和c的碳氢比仅为11，而b的碳氢比为2/3，因此，a和b物质的量之比为2c(b-a)。深化升华 本题要求首先把a、b、c的结构简式改写为分子式，再根据分子式中各原子的个数分析碳氢比，从而得出abs中ch2=chch=ch2的碳氢比值最小；而要求abs样品中a和b的物质的量之比，首先要分析只有ch2=chcn中含有氮元素，可以先确定ch2=chcn的物质的量为c，再根据碳原子守恒和氢原子守恒进一步求得a和b的物质的量之比为2c(b-a)。例3 异氰酸酯rn=c=o是一大类化合物的总称(其中r是烃基)，它是聚氨酯树脂的主要原料。聚氨酯是主链上含有重复结构单元的一种新型高分子化合物，它用途广泛，最近又向高档家具所用的低发泡合成材料方向发展。其单体是异氰酸酯和含氨基nh2、亚氨基=nh、羟基oh的化合物。官能团n=c=o中的氮原子带有部分负电荷，碳原子上带有部分正电荷，跟含有的氨基nh2、亚氨基=nh和羟基oh的化合物加成时，氢原子总是加在n=c=o的氮原子上，而其他基团的氮原子或氧原子则加在碳原子上。试完成下列问题：(1)写出两个苯异氰酸酯分子发生聚合反应生成物的结构简式：_。(2)苯异氰酸酯跟“氨基甲酸酯”的反应为： 生成物分子中的r1、r2、r3的结构简式依次为：_、_、_。(3)若单体2，6-甲基二异氰酸酯()和1，3-丙二醇聚合，写出两者生成高聚物的化学方程式：_。解析：当两个苯异氰酸酯分子发生聚合反应其中一个分子上的氢原子加到另一个分子的氮原子上而形成分子；苯异氰酸酯跟“氨基甲酸酯”的反应时，也同时按照上述反应的规律，所以、ch3ch2；若单体2，6-甲基二异氰酸酯()和1，3-丙二醇聚合时，信息发生了迁移，1，3-丙二醇羟基上的氢原子加成到2，6-甲基二异氰酸酯的氮原子上，形成了高聚物。答案：(1) (2) ch3ch2(3)误区警示 以聚氨酯树脂为主要原料的聚氨酯材料的发展很快，题目中所给信息如果不能全面准确地理解，对含有重复结构单元、对异氰酸酯跟含有的氨基nh2、亚氨基=nh和羟基oh的化合物加成时，氢原子总是加在n=c=o的氮原子上，而其他基团的氮原子或氧原子则加在碳原子上不能准确理解，导致在解这道题时无从下手，对下面的合成中信息的迁移和应用更是不知所以然。更要避免看到题目较长，心理上产生的畏难情绪。例4 为消除“白色污染”，国际上已相继合成出多种对环境无害的“绿色化学”制品。请根据下面有关材料完成问题。(1)德国ici公司用微生物合成技术制得新型聚酯塑料，聚-3-羟基丁酸(p-3-hb)，成为一种新的生物降解性热塑性材料，用于农、渔、医用缝合线及骨折固定剂。请写出p-3-hb的结构简式_。(2)1996年美国罗姆斯公司研究的对环境安全的船舶防垢剂“海洋9号”，获得美国“总统绿色化学挑战奖”。其结构简式为：请填写下列空白：“海洋9号”的分子式为：_。该物质能否发生加成反应_(填“能”或“不能”)。若能，1 mol该物质最多可与_mol h2加成。结构中的两个氯原子能否发生取代反应_ (填“能”或“不能”)，如能，请举例，用化学方程式表示_。解析：第(1)题中3-羟基丁酸中的羟基和羧基之间缩去水分子而形成聚合物或。第(2)题中该物质的分子式根据键线式可以得到为：c11h17noscl2；1 mol该物质中含有1 mol碳氧双键和1 mol 碳碳双键，所以能加成2 mol氢气；因为该物质中含有卤原子，所以能发生水解反应，能发生取代反应。答案：或(2)c11h17noscl2 能 2mol 能 +2naohh2o+2nacl方法归纳 解答第(1)题时要求首先写出正确的3羟基丁酸的结构简式，然后根据缩聚反应的原理，3羟基丁酸中的羟基和羧基之间缩去水分子而形成聚合物或；而解答第(2)题时，要求学会看懂键线式，如果看不懂键线式就不可能得到正确的分子式，1 mol该物质最多可与2 mol h2加成。例5 ch3cooh是一种弱酸，而氯乙酸clch2cooh中的cl基团，能使oh上的h原子具有更大的活动性，有的基团属于斥电子基团，能减弱oh上h原子的活动性，这些作用统称为“诱导效应”，据上规律，填空：(1) hcooh显酸性，而h2o显中性，这是由于hcooh分子中存在_(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是_。(2)ch3cooh的酸性弱于hcooh，这是由于ch3cooh分子中存在_(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是_。(3)c6h5也属于吸电子基团，故c6h5cooh的酸性比ch3cooh_。(4)下列酸中：cf3cooh、ccl3cooh、chcl2cooh、ch2clcooh，酸性最强的是_。解析：hcooh显酸性，而h2o显中性是因为甲酸中的醛基是吸电子基团引起的，而乙酸的酸性比甲酸弱，是因为乙酸中的甲基是斥电子基团，苯基是斥电子基团，所以苯甲酸的酸性比乙酸的酸性强，卤原子中氟原子的斥电子能力最强，所以cf3cooh酸性最强。答案：(1)吸 (2)斥 ch3(3)强(4)cf3cooh误区警示 本题是一道信息题，对能力要求较高，要求能正确理解信息和使用信息。“诱导效应”中是原子团对基团的影响而不是原子对基团的影响，所以第(1)小题中的第一问很容易答成h而不是答成的影响；第(4)小题要通过分析题目得到卤原子是吸电子基团，并运用卤原子半径大小和非金属性强弱得到氟原子吸电子能力更强，而得到cf3cooh酸性比ccl3cooh、chcl2cooh、ch2clcooh等更强。例6 有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程图生产的。图中的m(c3h4o)和a都可以发生银镜反应，n和m的分子中碳原子数相等，a的烃基上一氯取代位置有三种。试写出：(1)物质的结构简式：a：_，m：_；物质a的同类别的同分异构体：_。(2)n+bd的化学方程式：_。(3)反应类型：x_，y_。解析：b与n生成d的反应是酯化反应，d生成高分子化合物为聚合反应，可能性最大是d中含c=c双键。框图的前半部分能确定的是：第一，n分子含3个c，则b分子含4个c；第二，丙烯经两步氧化生成n，则n是羧酸，b为醇；第三，丙烯生成a时分子中只增加一个c，a生成b与h2加成，因此，d中的c=c双键应来自于n；第四，由m的分子式及能发生银镜反应