2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物第2節(jié)第3課時(shí)有機(jī)高分子化合物與有機(jī)高分子材料教案魯科版必修第二冊(cè)

PAGE10-第3課時(shí)有機(jī)高分子化合物與有機(jī)高分子材料發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.通過(guò)相識(shí)高分子化合物和高分子材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)，形成可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)理念，培育“科學(xué)看法與社會(huì)責(zé)任”的學(xué)科素養(yǎng)。2.相識(shí)加聚反應(yīng)的原理，并能對(duì)加聚反應(yīng)進(jìn)行分類探討。一、從乙烯到聚乙烯——相識(shí)有機(jī)高分子化合物1．基本概念(1)聚合反應(yīng)：由相對(duì)分子質(zhì)量較小的有機(jī)化合物生成相對(duì)分子質(zhì)量很大的有機(jī)化合物的反應(yīng)。(2)加聚反應(yīng)：當(dāng)聚合反應(yīng)同時(shí)也是加成反應(yīng)時(shí)，又叫加成聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。舉例：生成聚乙烯的化學(xué)方程式為nCH2=CH2eq\o(→,\s\up10(肯定條件))CH2—CH2。(3)單體、鏈節(jié)、聚合度單體鏈節(jié)聚合度定義能合成高分子化合物的小分子物質(zhì)高分子化合物中的結(jié)構(gòu)單元鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)實(shí)例(聚乙烯)CH2=CH2—CH2—CH2—n2.基本性質(zhì)溶解性受熱改變導(dǎo)電性可燃性難溶于水，有機(jī)溶劑中可發(fā)生溶脹熱塑性或熱固性通常不導(dǎo)電不耐高溫易燃燒微點(diǎn)撥：有機(jī)高分子化合物是相對(duì)分子質(zhì)量很大的有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱為高分子或聚合物。因n值不確定，有機(jī)高分子化合物均為混合物。二、有機(jī)高分子材料1．塑料(1)主要成分：高分子化合物(合成樹脂)。(2)分類①線型結(jié)構(gòu)：塑料柔韌性較好；②網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：塑料硬度更大。(3)代表物——聚乙烯①聚乙烯塑料是當(dāng)今世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品，原料為乙烯。②特點(diǎn)：無(wú)臭、無(wú)毒；耐低溫；耐大多數(shù)酸、堿的侵蝕；常溫下不溶于一般溶劑，吸水性?。浑娊^緣性能優(yōu)良。③應(yīng)用：薄膜、中空制品、管板材、纖維、包覆材料等。(4)其他常見塑料合成樹脂種類很多，除聚乙烯外，還有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等。2．橡膠(1)特性：高彈性。(2)分類eq\a\vs4\al(橡膠)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(自然,橡膠)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(成分：聚異戊二烯,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：)),\a\vs4\al(合成,橡膠)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(最早合成的橡膠：順丁橡膠,其他：丁苯橡膠、氯丁橡膠、有機(jī)硅橡膠等))))3．纖維(1)分類纖維eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(自然纖維：棉花、羊毛、蠶絲等,\a\vs4\al(化學(xué),纖維)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(人造纖維：黏膠纖維、醋酸纖維等,合成纖維：腈綸、滌綸、錦綸、維尼綸等))))(2)腈綸聚丙烯腈纖維的商品名稱為腈綸，俗稱為人造羊毛。它是用石油裂解氣中的丙烯制得丙烯腈，再聚合而得。微點(diǎn)撥：(1)聚乙烯塑料無(wú)毒，可用作食品包裝袋。(2)“白色污染”是由聚乙烯、聚氯乙烯塑料大量運(yùn)用并廢棄造成的。(3)橡膠成分含，故盛放液溴、酸性KMnO4溶液試劑瓶不能運(yùn)用橡膠塞。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)塑料有固定的熔、沸點(diǎn)。 ()(2)自然纖維即自然纖維素。 ()(3)乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳雙鍵。 ()(4)白色污染是指顏色是白色的塑料垃圾。 ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×2．下列對(duì)乙烯和聚乙烯的描述正確的是()A．CH2—CH2是由乙烯加聚生成的純凈物B．乙烯與聚乙烯的組成相同，性質(zhì)相同C．常溫下，乙烯和聚乙烯都是氣體D．等質(zhì)量的乙烯和聚乙烯完全燃燒后生成CO2和H2O的物質(zhì)的量相等D[A項(xiàng)，CH2—CH2是高分子化合物，因此是混合物；B項(xiàng)，乙烯中含碳碳雙鍵，聚乙烯中不含碳碳雙鍵，性質(zhì)不同；C項(xiàng)，聚乙烯常溫下是固體；D項(xiàng)，乙烯和聚乙烯的最簡(jiǎn)式相同，等質(zhì)量的乙烯和聚乙烯中碳元素、氫元素的質(zhì)量相同，完全燃燒后生成CO2和H2O的物質(zhì)的量相等。]3．下列關(guān)于高分子化合物的敘述正確的是()①高分子化合物特點(diǎn)之一是組成元素簡(jiǎn)潔，結(jié)構(gòu)困難，相對(duì)分子質(zhì)量大，是純凈物②高分子化合物不溶于任何溶劑，不能導(dǎo)電的緣由是相對(duì)分子質(zhì)量太大③高分子材料可分為自然高分子材料和合成高分子材料④合成纖維、竹炭纖維及纖維素都是有機(jī)高分子化合物A．①②③ B．②③④C．只有③ D．③④C[高分子化合物是混合物，①錯(cuò)誤；高分子化合物不導(dǎo)電是因?yàn)槠浞肿觾?nèi)只含有共價(jià)鍵，不是因?yàn)橄鄬?duì)分子質(zhì)量太大，②錯(cuò)誤；③正確；竹炭纖維是碳纖維，不是有機(jī)高分子化合物，④錯(cuò)誤。]加聚反應(yīng)的特點(diǎn)和類型(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識(shí)與微觀探析)聚丙烯腈纖維是合成纖維中的主要品種之一，它的商品名叫腈綸，由于它的性質(zhì)極像羊毛，故又稱它為“人造羊毛”。聚丙烯腈的單體是丙烯腈(CH2=CHCN)，其合成方法有很多，如以乙炔為原料，其合成過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：(1)上述反應(yīng)的類型是什么？提示：①為加成反應(yīng)，②為加聚反應(yīng)。(2)丙烯腈和聚丙烯腈中各元素的百分含量是否相同？提示：相同。(3)聚丙烯腈有熱塑性還是熱固性？提示：聚丙烯腈具有線型結(jié)構(gòu)，故具有熱塑性。1．特點(diǎn)(1)反應(yīng)物：分子中含有不飽和鍵，如碳碳雙鍵等。(2)產(chǎn)物：高分子化合物與反應(yīng)物具有相同的化學(xué)組成。(3)反應(yīng)特點(diǎn)：沒(méi)有小分子化合物生成。2．主要類型(1)單烯烴加聚：?jiǎn)误w中只含一個(gè)時(shí)，斷開雙鍵，斷鍵原子與其他分子中的斷鍵原子結(jié)合，依次重復(fù)形成高聚物，如丙烯的聚合：nCH3—CH=CH2eq\o(→,\s\up10(肯定條件))。(2)二烯烴加聚：當(dāng)一個(gè)分子中存在兩個(gè)時(shí)，斷鍵原子與其他分子中的斷鍵原子相結(jié)合，而內(nèi)部其他的斷鍵原子再結(jié)合成不飽和鍵。如順丁橡膠的生成：nCH2=CH—CH=CH2eq\o(→,\s\up10(肯定條件))CH2—CH=CH—CH2(3)共聚：是將兩種或多種化合物在肯定的條件下發(fā)生聚合反應(yīng)生成一種高聚物的反應(yīng)。例如，丙烯和乙烯在肯定條件下能生成聚乙丙烯(下為其中一種加聚反應(yīng))。nCH2=CH2＋nCH2=CH—CH3eq\o(→,\s\up10(肯定條件))微點(diǎn)撥：加聚反應(yīng)高聚物的寫法(1)含一個(gè)碳碳雙鍵的單體聚合物的寫法：斷開雙鍵，鍵分兩端，添上括號(hào)，n在后面。(2)含“C=C—C=C”的單體聚合物的寫法：雙變單，單變雙，括住兩頭，n在后面。(3)含有一個(gè)碳碳雙鍵的兩個(gè)單體聚合物的寫法：雙鍵打開，彼此相連，括住兩頭，n在后面?！纠?】CH2=CH2與CH2=CHCH2CH3按1∶1(物質(zhì)的量)聚合時(shí)生成高聚物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能是()不管單體的分子結(jié)構(gòu)多么困難，其加聚產(chǎn)物的主鏈上只寫雙鍵碳原子，其余部分作為支鏈寫在主鏈的上方或下方。1．下列關(guān)于由乙烯制取聚乙烯反應(yīng)的描述中，正確的是()A．該反應(yīng)屬于取代反應(yīng)B．該反應(yīng)的生成物和反應(yīng)物的化學(xué)組成不同C．乙烯是單體，—CH2—CH2—是鏈節(jié)，n是聚合度D．該反應(yīng)的產(chǎn)物仍能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)C2．某有機(jī)高分子化合物的部分結(jié)構(gòu)如下：下列說(shuō)法不正確的是()A．聚合物的鏈節(jié)是B．聚合物的分子式是C3H3Cl3C．聚合物的單體是CHCl=CHClD．若n為聚合度，則其相對(duì)分子質(zhì)量為97nB[聚合物的分子式應(yīng)為。]加聚反應(yīng)單體的推斷方法(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識(shí)與微觀探析)ABS樹脂()是一種強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。用于制備儀表、電氣、電器、機(jī)械等各種零件。(1)ABS樹脂的單體有哪些？提示：。(2)推斷加聚產(chǎn)物的單體時(shí)，有什么技巧？提示：“單變雙、雙變單、遇阻斷鍵”。1．凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個(gè)碳原子(無(wú)其他原子)的高聚物，其合成單體為一種，將兩個(gè)半鍵閉合即可。2．凡鏈節(jié)主鏈有四個(gè)碳原子(無(wú)其他原子)，且鏈節(jié)無(wú)雙鍵的高聚物，其單體為兩種，在正中心劃線斷開，然后兩個(gè)半鍵閉合即可。如的單體為CH3—CH=CH—CH3和CH3—CH=CH2。3．凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是“凡雙鍵，四個(gè)碳；無(wú)雙鍵，兩個(gè)碳?！眲澗€斷開，然后將兩個(gè)半鍵閉合，即單雙鍵互換?！纠?】(1)丁苯橡膠有很多優(yōu)良的物理化學(xué)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用。丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，寫出形成丁苯橡膠的各單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：__________、__________、____________(可不填滿，也可補(bǔ)充)。(2)人造羊毛在很多方面比自然羊毛更優(yōu)良，其中存在如下結(jié)構(gòu)的有機(jī)物：則合成它的有機(jī)物為______________、______________、______________(可不填滿，也可補(bǔ)充)。[解析](1)方法一：從結(jié)構(gòu)單元的一端起先，利用彎箭頭將鍵轉(zhuǎn)移——箭尾處去掉一鍵，箭頭處形成一鍵，可得形成高分子化合物的有機(jī)小分子。方法二：二四分段法：選定聚合物的結(jié)構(gòu)單元，從一側(cè)起先分段，假如在結(jié)構(gòu)單元的主鏈上遇到，可將4個(gè)C分為一段，其余則2個(gè)C為一段，從段的連接處斷開，形成碳碳雙鍵。如：可得：CH2=CH—CH=CH2、。(2)同理可得。[答案](1)CH2=CH—CH=CH2(2)CH2=CH—CNCH2=CH—COOCH31．下列單體在肯定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng)生成的是()[答案]B2．下列各組物質(zhì)中，后者不是前者反應(yīng)物的是()1．下列說(shuō)法不正確的是()A．通常說(shuō)的三大合成材料是指塑料、合成纖維和合成橡膠B．塑料的主要成分是合成樹脂，另外還含有一些特定用途的添加劑C．用木材等經(jīng)化學(xué)加工制成的黏膠纖維屬于合成纖維D．合成橡膠的原料是石油和自然氣C[用木材等經(jīng)化學(xué)加工制成的黏膠纖維屬于人造纖維。]2．高分子化合物在生產(chǎn)生活中具有重要用途。下列說(shuō)法不正確的是()A．高分子化合物材料一般不具有固定的熔點(diǎn)B．相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子一般具有熱塑性，相對(duì)分子質(zhì)量小的高分子一般具有熱固性C．高聚物的聚合度(即結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目)一般是不確定的D．高分子化合物的溶解速度一般比較緩慢B[熱塑性、熱固性與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，線型結(jié)構(gòu)具有熱塑性，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有熱固性。]3．(素養(yǎng)題)橡膠樹是熱帶植物，在我國(guó)海南有大面積種植。從橡膠樹的膠乳中可提取自然橡膠，自然橡膠的成分是聚異戊二烯，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。下列敘述中，不正確的是()A．自然橡膠是自然高分子化合物B．自然橡膠受空氣、日光作用，會(huì)被還原而老化C．自然橡膠能溶于汽油、苯等有機(jī)溶劑D．自然橡膠含有雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)B[自然橡膠中含，能加成，易被氧化。]4．某高聚物可表示為。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．該高聚物是通過(guò)加聚反應(yīng)生成的B．合成該高聚物的單體有三種C．1mol該物質(zhì)能與1molH2加成，生成不含的物質(zhì)D．該高聚物能被酸性KMnO4溶液氧化C[合成題給高聚物的單體有、CH2=CHCH3、CH2=CH2，它們通過(guò)加聚反應(yīng)而生成該高聚物，故A、B正確；1mol高聚物分子結(jié)構(gòu)中含nmol碳碳雙鍵，能與nmolH2發(fā)生加成反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；該高聚物分子中含有碳碳雙鍵，能被酸性KMnO4溶液氧化，故D正確。]5．聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，試回答下列問(wèn)題：(1)聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)單元是________________，合成它的小分子是________________。(2)試驗(yàn)測(cè)得某聚苯乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量(平均值)為52000，則該高聚物的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)n為________。(3)已知