高中化学 3.4塑料 橡胶 纤维课件 鲁科版 .ppt

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 简单的结构单 元 线型 体型 4 基本性质 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 生成聚乙烯的方程式为nch2 ch2 相对分子质量小 加成聚 合反应 2 单体 链节 链节数 ch2 ch2 ch2 ch2 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 低温 酸 碱 合成树脂 增塑剂 防老剂 3 其他重要合成树脂的制取 cf2 cf2 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腈再聚合而得 反应的化学方程式为 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 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 不一定 如聚丙烯不能写成 应该是 3 写出按物质的量比1 1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 如 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ch3 ch ch ch3 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ch2 ch2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 且含碳碳双键结构时 单体必为两种 如单体为和ch2 ch ch ch2 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ch2 chcn ch2 ch2和 类型一有机高分子材料的性质和用途 典例 2013 菏泽高一检测 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ch3ch2clb 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 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 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 ch2 ch2 cf2 cf2 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 ch2 ch2 cf2 cf2 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cf2 cf2 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 不是 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 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 结构简式为 的高聚物的单体是 a ch3ch ch2和ch4b c ch3ch ch2和ch2 ch2d 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 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ch ch 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ch2 chcl 则反应 为ch ch与hcl的加成反应 由得单体b为ch2 chcn 则反应 为ch ch与hcn的加成反应 由得单体d为则c为ch2 ch c ch 答案 1 ch2 chclch2 chcnch2 ch c ch 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 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hc ch 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ncch chcn和ch2 choocch3 很显然前者是hc ch和 cn 2的加成产物 后者是hc c