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文档简介

初中九年级科学(华东师大版)上册第四章有机物第二节塑料、纤维和橡胶复习知识清单

一、核心概念:有机物与高分子材料【基础】★

本节内容隶属于第四章“有机物”,学习的核心是人工合成有机高分子材料。首先需要明确几个关键定义。有机物通常指含碳的化合物(除CO、CO₂、碳酸盐等外),而高分子化合物是指相对分子质量高达几万甚至几百万的化合物,其结构由许多重复的结构单元(称为链节)通过化学键连接而成。淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶等是自然界存在的天然高分子材料;而塑料、合成纤维、合成橡胶则是通过化学方法人工合成的高分子材料,它们与无机非金属材料(如玻璃、陶瓷)和金属材料(如铁、铝)共同构成了丰富多彩的材料世界。【易错点提醒】判断一种材料是否属于合成有机高分子材料,必须同时满足“人工合成”、“有机”、“高分子”三个条件。例如,棉花(纤维素)是有机高分子,但它是天然的,不属于合成材料;不锈钢是合金,属于金属材料;混凝土是无机非金属复合材料。

二、三大合成材料之一:塑料【高频考点】▲

(一)塑料的组成与主要成分【基础】

塑料是一种可塑性的高分子材料。它的主要成分是合成树脂,此外为了改善性能或便于加工,通常还会加入各种添加剂,如增塑剂(增加柔韧性)、稳定剂(防止老化)、着色剂(赋予颜色)、填充剂(降低成本)等。因此,塑料通常不是纯净物,而是混合物。

(二)热塑性塑料与热固性塑料【重要】【难点】★

这是本节的核心考点,考查方式通常是通过生活实例判断类别,或从结构角度解释性质差异。

1、热塑性塑料:【结构】具有线型结构(长链状的分子,链与链之间通过分子间作用力聚集)。【性质】受热时,分子间作用力减弱,分子链可以滑动,从而使塑料软化、熔化成流动的液体;冷却后,分子间作用力恢复,又变成固体。这个过程是物理变化,可以反复进行。【典型实例】聚乙烯(PE,用于塑料袋、保鲜膜)、聚氯乙烯(PVC,用于水管、电线绝缘层)、聚丙烯(PP,用于餐具、保鲜盒)、聚苯乙烯(PS,用于泡沫塑料)。

2、热固性塑料:【结构】具有体型网状结构(分子链之间在加工成型时通过化学键(如共价键)交联起来,形成一个立体的网络)。【性质】加工成型后,分子链间形成了牢固的化学键,再次受热时,化学键不易断裂,因此不会熔化。若温度过高,则会直接分解或碳化。这个过程是不可逆的。【典型实例】酚醛塑料(俗称电木,用于插座、开关把手)、脲醛塑料(俗称电玉,用于电器元件、餐具)。【重要考点】解释为什么电木插座不能像塑料袋一样热修补。答案要点:电木是热固性塑料,具有体型网状结构,一旦成型,受热不会熔化,因此无法进行热修补。而塑料袋是热塑性塑料,具有线型结构,受热会熔化,可以热封口。

(三)常见塑料的特性与用途【基础】【拓展】

不同的塑料单体不同,性能各异。中考中常以信息给予题的形式考查。

聚乙烯(PE):无毒、耐低温,但耐热性差,常用于食品包装袋、保鲜膜。

聚氯乙烯(PVC):强度高、耐腐蚀、绝缘性好,但遇热易分解产生有害气体(如HCl),不能用于食品包装。常用于自来水管、电线套管。【热点关注】聚氯乙烯保鲜膜因可能添加增塑剂,在油脂或加热条件下易析出,不建议用于包裹肉类或加热。

聚丙烯(PP):耐热性好(可达120℃),熔点高,是唯一可以放入微波炉加热的塑料制品,常用于微波炉餐具、保鲜盒。

聚四氟乙烯(PTFE):俗称“塑料王”,具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、不粘、摩擦系数极低等优异性能,常用于不粘锅涂层、密封圈。

三、三大合成材料之二:纤维【基础】

(一)纤维的分类【基础】

纤维可分为天然纤维和化学纤维两大类。化学纤维又可分为人造纤维和合成纤维。

1、天然纤维:直接来自自然界。【来源】植物纤维(如棉花、麻,主要成分是纤维素);动物纤维(如羊毛、蚕丝,主要成分是蛋白质)。

2、人造纤维:以天然纤维素(如木材、芦苇、棉短绒)为原料,经过化学加工处理而制成的纤维。【实例】黏胶纤维(如人造丝、人造棉)。其本质还是纤维素,但物理形态发生了改变。

3、合成纤维:以石油、天然气、煤等为原料,经过化学合成和纺丝加工而制成的纤维。【实例】涤纶(的确良,强度高、耐磨)、锦纶(尼龙,弹性好、耐磨)、腈纶(人造羊毛,蓬松、保暖)、丙纶、氯纶、维纶等,统称为“六大纶”。

(二)纤维的鉴别方法【高频考点】▲

这是考试中的实验探究题和选择题的常见考点。最常用、最简便的方法是燃烧法。解题的关键是记住不同纤维的燃烧现象。

1、棉(植物纤维):靠近火焰,不熔不缩;接触火焰,迅速燃烧;燃烧时有烧纸的气味;燃烧后,灰烬呈粉末状,灰白色,一捻即碎。

2、羊毛/蚕丝(动物蛋白纤维):靠近火焰,先卷缩;接触火焰,缓慢燃烧,且会起泡;燃烧时有明显的烧焦羽毛的气味(这是蛋白质的特征反应);燃烧后,灰烬呈黑褐色小球,用手指一压就碎(或易碾碎)。【非常重要】此现象是鉴别蛋白质类纤维的关键依据。

3、合成纤维(如涤纶、锦纶、腈纶):靠近火焰,先熔缩;接触火焰,熔融燃烧,有的会滴落;燃烧时可能伴有特殊气味(如锦纶有芹菜味,涤纶有芳香味,但不必死记具体气味,通常描述为“特殊气味”即可);燃烧后,灰烬呈硬块(或硬球),不易压碎。【易错点警示】合成纤维燃烧后留下的硬块是未完全燃烧的聚合物,不能碾成粉末,这是与天然纤维最直观的区别。

四、三大合成材料之三:橡胶【基础】

(一)橡胶的分类【基础】

橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。

1、天然橡胶:来源于橡胶树等植物,其主要化学成分是聚异戊二烯,它是一种线型结构的高分子,本身受热变软,遇冷变硬,弹性有限。

2、合成橡胶:以石油、天然气为原料人工合成。【实例】通用橡胶如丁苯橡胶(耐磨、耐老化)、顺丁橡胶(弹性好、耐低温);特种橡胶如耐高温和耐严寒的硅橡胶、耐油和耐酸碱的氟橡胶。

(二)橡胶的硫化——性能的关键【重要】★

天然橡胶和未硫化的合成橡胶性能并不理想,需要通过硫化工艺来提升品质。

【定义】硫化是指在一定温度和压力下,使线型的橡胶分子链通过硫原子(或其他交联剂)发生交联,形成体型网状结构的化学过程。

【作用】经过硫化,橡胶的强度、弹性、韧性、耐热性、耐溶剂性等物理机械性能得到显著提高,制品不易变形,且不再受热发黏、遇冷变硬,从而获得宝贵的实用价值。【举例应用】汽车轮胎就是典型的硫化橡胶制品,为了增强其耐磨性,还在橡胶中添加了炭黑作为补强剂。

五、合成材料的环保议题:白色污染与可降解塑料【热点】▲

(一)白色污染【基础】

1、定义:白色污染是指由废弃塑料制品(多为白色)造成的环境污染现象。

2、危害:【要点归纳】①视觉污染,破坏城市景观和自然风貌;②长期难以自然降解(普通塑料在土壤中可能数百年不降解),破坏土壤结构,影响作物生长;③混入生活垃圾中增加处理难度,若焚烧处理可能产生有毒气体(如聚氯乙烯燃烧产生HCl和二噁英);④被动物误食导致动物死亡。

3、防治措施:【解题要点】①减少使用,提倡用布袋、纸袋替代塑料袋;②重复使用,提高塑料制品的利用率;③回收利用,将废弃塑料分类回收,再加工成再生塑料制品;④研制和推广使用可降解塑料,这是从源头上解决问题的根本途径之一。

(二)可降解塑料【拓展】

在“限塑令”到“禁塑令”的背景下,可降解塑料是当前科技和社会的热点。常见的可降解塑料有:

1、光降解塑料:在光照条件下发生降解。

2、生物降解塑料:在自然界微生物(如细菌、真菌)作用下,可完全分解为低分子化合物,最终转化为二氧化碳和水,不对环境造成污染。例如,乳酸基塑料(以淀粉等可再生资源为原料)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等。【核心素养链接】可降解塑料的发展体现了“绿色化学”和“可持续发展”的理念,即从源头上减少和消除对环境的污染。

六、科学思维与跨学科视野:结构与性能的关系【难点】★★

本节的深层学习目标是通过材料性能的差异,理解其微观结构对宏观性质的决定作用,这是贯穿整个化学学科的核心思想。

1、线型结构(如热塑性塑料、未硫化橡胶):分子链之间以较弱的分子间作用力结合,因此具有热塑性、可溶性(能缓慢溶解于适当溶剂)、易于加工成型等特点。

2、体型网状结构(如热固性塑料、硫化橡胶):分子链之间通过强的化学键交联,形成一个整体。因此,它们具有热固性(或高弹性)、不溶、不熔、耐热、尺寸稳定等特点。【常见考向】提供一种新型高分子材料的介绍,要求根据其性质推断其结构类型(线型或体型)。例如,题目说“该材料能溶于有机溶剂,且受热会熔化”,则可推断其为线型结构;若“不溶于任何溶剂,且受热不熔化”,则为体型结构。

七、实验探究与方法论:物质的鉴别【高频考点】▲

(一)鉴别的一般思路

首先找出待鉴别物质的性质差异(如物理性质的颜色、硬度、溶解性,化学性质的燃烧产物、与特定试剂的反应等),然后选择最简单、最明显、最安全的方法进行实验。

(二)本节的鉴别专题

1、鉴别聚乙烯和聚氯乙烯:可以用点燃的方法。聚乙烯易燃烧,燃烧时火焰上黄下蓝,有熔融滴落现象,有蜡烛燃烧的气味;聚氯乙烯难燃,离火即熄,火焰呈黄色,上端呈绿色(这是氯元素的特征反应),并有刺激性酸味(HCl)。

2、鉴别纯羊毛线和棉线/腈纶线:用灼烧闻气味法。有烧焦羽毛气味的是羊毛;有烧纸气味的是棉;有特殊气味且燃烧后结成硬块的是腈纶等合成纤维。

3、鉴别热塑性塑料和热固性塑料:可以用加热的方法。取样品一小块,放在酒精灯火焰上加热,若熔化,则为热塑性塑料;若不变软且最终碳化,则为热固性塑料。

八、考点透析与解题策略

(一)常见题型

1、选择题:考查材料分类(如“下列物品主要由有机合成材料制成的是”)、性质判断(如“下列说法正确的是”)、现象描述(如“灼烧羊毛线时的现象是”)。

2、填空题:结合生活实际或科技前沿,考查三大合成材料的名称、特性、化学式的简单计算等。

3、实验探究题:以鉴别纤维或塑料为背景,考查实验步骤、现象记录、结论得出,以及从微观结构解释宏观现象的能力。

(二)解答要点与易错点归纳

1、审题要清:注意题干问的是“天然材料”还是“合成材料”,是“有机材料”还是“金属材料”。切勿混淆。

2、术语规范:描述燃烧现象时,要准确使用“熔缩”、“卷缩”、“烧纸气味”、“烧焦羽毛气味”等专业术语。

3、辨析概念:热塑性和热固性针对的是塑料的受热表现,而橡胶的“硫化”是使其从线型变为体型、从塑性变为高弹性的关键工艺。

4、计算基础:对于给出链节化学式的高分子,计算元素质量比、原子个数比或元素质量分数时,注意n可以约去,只计算一个链节即可。但要认识到高分子是混合物,

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