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(共61张PPT)
[学习目标]
1.认识三大合成材料的结构特点和基本性质以及高分子材料在国民经济发展和现代科学技术中的重要作用。
2.通过实际应用有机高分子来区分合成高分子材料的品种、性能和用途。
1.高分子材料的分类
分类依据 类型 实例
用途和
性质 通用高分子材料 _____、_________、________、黏合剂、涂料等
___________材料 高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等
结构 ______结构 低压聚乙烯
_______结构 高压聚乙烯
_____结构 酚醛树脂
塑料
合成纤维
合成橡胶
功能高分子
线型
支链型
网状
2.塑料
(1)塑料的成分
(2)塑料的分类
合成树脂
增塑剂
热稳定剂
着色剂
热塑性
热固性
酚醛树脂
(3)聚乙烯——高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较
分类 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯
合成条件 高温、高压、引发剂 低压、催化剂
产品 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯
分子结构类型 支链型 线型
相对分子质量 相对_____ 相对_____
软化温度 相对_____ 相对_____
密度 相对_____ 相对_____
主要性能 无毒、较_____ 无毒、较____
较小
较大
较低
较高
较小
较大
柔软
硬
(4)酚醛树脂
①概念:酚醛树脂是_____________________与_____________在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。
②实验探究——酚醛树脂的合成反应
酚(如苯酚或甲苯酚等)
醛(如甲醛)
浑浊
浑浊
缩聚反应
线型
(n-1)H2O
二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚
网状
③酚醛树脂的性质及用途
具有网状结构的酚醛树脂受热后______软化或熔融,也____溶于一般溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。
不能
不
[自我思考]
1.聚甲基丙烯酸甲酯是一种合成高分子材料,该材料为热塑性塑料还是热固性塑料,合成该分子的单体是什么
提示　聚甲基丙烯酸甲酯是线型结构,属于热塑性塑料。合成该分子的单体为甲基丙烯酸甲酯,发生加聚反应即可得到聚甲基丙烯酸甲酯。
3.为何酚醛树脂能作烹饪器具的手柄而聚苯乙烯塑料不可以
提示　具有网状结构的酚醛树脂属于热固性材料,受热不熔融或者软化,而聚苯乙烯属于热塑性材料,受热容易熔融或者软化,不能用于制作烹饪器具的手柄。
4.线型结构高分子能变成体型结构的高分子吗
提示　能。线型结构高分子可以用物理方法将其转变成网状结构的高分子,以增强其强度;线型高分子中如果含有未反应的官能团,则可使其通过化学反应转变为体型结构,如线型酚醛树脂(含酚羟基)转化为体型酚醛树脂。
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
√
(1)低密度聚乙烯较柔软,高密度聚乙烯较硬。( )
(2)塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。( )
(3)塑料是有机物,不会和强酸、强碱作用。( )
(4)塑料是一种高分子化合物,可以通过取代反应大量生产。( )
(5)聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂均为热塑性塑料。( )
√
×
×
×
解析　聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜都是用热塑性树脂加工而成的塑料制成的,可以反复加工,多次使用,出现破损时可进行热修补,而电木插座是用具有网状结构的酚醛树脂制成的,具有热固性,受热不熔化,出现破损时不能进行热修补。
B
2.下列说法正确的是(　　)
A.只有热塑性高分子材料才可能是塑料
B.用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯
C.有机玻璃是一种透光性好的玻璃制品
D.塑料在自然环境下不易分解,可造成“白色污染”
解析　塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两种,A项错误;用于包装食品的塑料通常是聚乙烯,生产聚氯乙烯塑料时常会加入增塑剂、稳定剂等以改善塑料的性能,有的增塑剂具有一定毒性,在塑料制品与食品接触时可能会迁移到食品中,因此聚氯乙烯塑料不可用于包装食品,B项错误;有机玻璃是有机高分子材料,而玻璃制品是无机非金属材料,C项错误;塑料不易降解,可造成“白色污染”, D项正确;故选D。
D
C
[名师点睛]
线型结构、支链型结构、网状结构对合成高分子性能的影响
结构 结构特点 性质特点
线型 没有支链的长链分子,且大多数呈卷曲状 受热后熔化,冷却后固化,具有热塑性
支链
型 主链上有长支链和短支链,分子排列松散,分子间作用力弱 柔软度和溶解度较线型高分子的大,密度、强度和软化温度低于线型高分子
网状 线型或支链型高分子以化学键交联,形成网状结构 柔软度降低,刚性提高,不能熔融,在溶剂中会发生溶胀,但不能溶解
天然
化学
合成纤维 ①以____________________________等为原料加工制得的单体,再经过聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。
②六纶包括:_____、锦纶、腈纶、_____、_____、氯纶。其性能具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点,除维纶外,其他合成纤维的_____性和透气性明显不足
再生纤维 以木材、秸秆等农副产品为原料,经过加工处理得到的纤维
石油、天然气、煤和农副产品
涤纶
丙纶
维纶
吸湿
(3)常见的合成纤维
①聚酯纤维
合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的____,它是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。
涤纶
大
湿性
透气性
②聚酰胺纤维
聚酰胺纤维中的______是较早面世的合成纤维之一。
聚己二酰己二胺纤维又称________、________ (两个数字6分别代表二胺和二酸分子中所含碳原子的个数)。
锦纶
锦纶66
尼龙66
不
高
大
2.合成橡胶
(1)性能及应用
橡胶是一类具有弹性的物质,在外力作用下,橡胶的形状会发生改变,去除外力后又能恢复原来的形状。橡胶在耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等方面有着独特的优势。橡胶广泛应用于工业、农业、国防、交通及日常生活的方方面面。
(2)合成橡胶
①合成橡胶的发展:在20世纪初就出现,20世纪40年代得到迅速发展。现在已经有丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等。
②合成反应:以1,3 丁二烯为原料,在催化剂作用下发生加聚反应,得到以顺式结构为主的聚合物,反应方程式为
③橡胶的硫化:将线型结构的橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的______打开,以_________________等把线型结构连接为______结构,得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
(3)天然橡胶
双键
二硫键(—S—S—)
网状
[自我思考]
1.纤维与纤维素有什么区别
提示　①纤维在工业上是指柔韧、纤细的丝状物,具有相当的长度、弹性和吸湿性,而纤维素是一种天然高分子,是构成植物细胞壁的基础物质。②从以上所述可得:纤维是一种物体,没有一定的组成,如棉花的主要成分是纤维素,而羊毛的主要成分是蛋白质,二者都属于天然纤维;纤维素是一种多糖,其组成可以表示为(C6H10O5)n。
2.试解释不能用带橡胶塞的试剂瓶盛放高锰酸钾等强氧化性物质的原因。
提示　绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫),故橡胶有较强的还原性。因此,在实验室里盛放高锰酸钾等强氧化性物质的试剂瓶不能用橡胶塞。
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
√
(1)化学纤维已逐步成为我国主要的纺织原料。( )
(2)化学纤维的某些性能可能超过天然纤维。( )
(3)棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O。( )
(4)新疆棉、人造棉、涤纶的主要成分均为纤维素。( )
(5)天然橡胶硫化的过程没有发生化学变化。( )
(6)天然橡胶是高聚物,不能使溴水褪色。( )
√
×
×
×
×
1.(2025·山东省齐鲁名校教研共同体质检)运动员泳衣的纤维材料必须具备防曝光度、舒适度和抗摩擦度三个最基本的功能。下列不能作为纤维材料的是(　　)
A.新疆棉(新疆种植的棉花) B.锦纶(聚酰胺纤维)
C.涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯) D.石墨烯(单层碳原子)
D
解析　新疆棉属于天然纤维,具有良好的吸湿性、舒适性等特点,经过加工处理后可以作为泳衣等服装的纤维材料,能够满足一定的舒适度要求,A不符合题意;锦纶即聚酰胺纤维,具有耐磨性好、吸湿性较强等优点,有良好的防曝光度和抗摩擦度,常被用于制作运动服装等,可作为泳衣的纤维材料,B不符合题意;涤纶即聚对苯二甲酸乙二酯,具有强度大、易洗、快干、保形性好、耐磨等特性,其防曝光度和抗摩擦度都能满足要求,也是常见的用于制作服装包括泳衣的纤维材料,C不符合题意;石墨烯是由单层碳原子构成的二维材料,它不是传统意义上的纤维材料,不具备纤维的柔韧性、可编织性等特点,无法直接作为纤维材料来制作泳衣,不能满足作为泳衣纤维材料的防曝光度、舒适度和抗摩擦度等基本功能要求,D符合题意; 故选D。
A.硫化橡胶和天然橡胶的高分子结构相同
B.天然橡胶变为硫化橡胶发生了化学变化
C.硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大
D.硫化橡胶比天然橡胶强度大
A
解析　由天然橡胶的成分顺式聚异戊二烯的结构简式可知,天然橡胶的高分子结构为线型结构,由题图知硫化橡胶的高分子结构为网状结构,A错误;天然橡胶变为硫化橡胶的过程中有化学键的断裂和形成,这种变化是化学变化,B正确;天然橡胶变为硫化橡胶,即若干条线型结构的高分子长链通过二硫键等的连接形成网状结构的高分子,所以硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大,C正确;天然橡胶硫化后产生交联,形成网状结构,具有更大的强度,D正确;故选A。
3.高分子材料在生产、生活中的应用极为广泛,已知高分子材料的相关知识如下。
(1)高分子材料结构示意图:
(2)高分子材料的主要应用:
a.用于制备塑料薄膜 b.用于制备光学仪器 c.用于制备汽车轮胎
请从上述各项中选择出最恰当的选项,将其代号填入下表中。
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
c
a
b
1.关于塑料的下列说法中,不正确的是(　　)
A.在日常生活中用于包装食品的塑料通常是聚乙烯
B.有机玻璃是一种透光性好的塑料制品
C.塑料制品容易被微生物分解,所以废弃塑料制品不会对环境造成严重的污染
D.塑料的主要成分是合成树脂,另外还有一些添加剂
解析　聚氯乙烯中的增塑剂有毒,不能用来包装食品,故在日常生活中用于包装食品的塑料通常是聚乙烯,故A正确;有机玻璃是一种透光性好、质轻、耐水、耐酸碱、抗霉、易加工的塑料制品,故B正确;塑料不易被分解,极易造成白色污染,故C错误;塑料的主要成分是合成树脂,另外塑料中添加增塑剂等添加剂,故D正确;故选C。
C
A
B
解析　①有机玻璃、③涤纶绳主要成分属于线型结构的高分子,则①③应可溶于有机溶剂;②轮胎上刮下的橡胶为硫化橡胶,它是天然橡胶以硫作为交联剂形成的,其结构应为网状结构;④电木性脆、受热不能熔化,也属网状结构,则②④应不溶于有机溶剂,故选B。
4.(2024·金丽衢十二校联考)有机高分子种类繁多,应用广泛。下列有关高分子的说法不正确的是(　　)
A.粘胶纤维中的长纤维一般称为人造丝,短纤维称为人造棉,都可用于纺织工业
B.淀粉—聚丙烯酸钠的高吸水性树脂,具有强大的吸水和保水能力,同时还是可生物降解的绿色材料
C.聚苯乙烯(PS)是苯和乙烯在一定温度下加聚反应合成的具有高软化温度的纤维,耐化学腐蚀,无毒,质脆;常用于生产一次性泡沫饭盒,保温,隔音材料等
D.以1,3 丁二烯为原料,在催化剂作用下发生加聚反应得到顺式结构为主的聚合物,再与硫化剂混合加热,制得网状结构的顺丁橡胶,主要用于制造轮胎
C
解析　粘胶纤维中的长纤维一般称为人造丝,短纤维称为人造棉,都属于人造纤维,都可用于纺织工业,A正确;钠盐溶于水,且淀粉可水解,则淀粉—聚丙烯酸钠的高吸水性树脂,具有强大的吸水和保水能力,同时还是可生物降解的绿色材料,B正确;聚苯乙烯(PS)是苯乙烯在一定温度下加聚反应合成,不是苯和乙烯加聚得到的,C错误;以1,3 丁二烯为原料,在催化剂作用下发生加聚反应得到的顺丁橡胶,硫化后主要用于制造轮胎,D正确;故选C。
天然橡胶是线型结构
线型结构
网状结构
不能
能
解析　(1)从天然橡胶成分的结构简式可知,天然橡胶为线型结构的高分子,能溶于汽油等有机溶剂;天然橡胶硫化后,引入的硫原子可通过形成共价键,使高分子链发生交联,形成网状结构,故硫化橡胶不能溶于汽油。(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键,能发生加成反应,使溴水褪色。
1.(2025·山东省中昇教育大联考)身穿汉服前往悠久历史的古城打卡旅游,感受传统与现代交织的都市新生活,逐渐成为当下人们日常旅游休闲的一种流行风尚。下列汉服材质中属于天然高分子材料的是(　　)
B
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解析　醋酸纤维又称纤维素醋酸酯,是由纤维素与醋酸发生酯化反应得到,不属于天然高分子材料,A不符合题意;桑蚕丝主要成分是蛋白质,属于天然高分子材料,B符合题意;氨纶是人工合成高分子材料,不属于天然高分子材料,C不符合题意;涤纶可由对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应生成,属于人工合成高分子材料,不属于天然高分子材料,D不符合题意;故选B。
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2.生活中,我们经常听说PVC塑料或者在一些塑料管件上看到“PVC”字样,PVC塑料指的是(　　)
A.聚氯乙烯 B.聚四氟乙烯
C.聚丙烯腈 D.聚甲基丙烯酸甲酯
解析　PVC塑料即聚氯乙烯,A符合题意;聚四氟乙烯是PTFE,B不符合题意;聚丙烯腈是PAN,C不符合题意;聚甲基丙烯酸甲酯是PMMA,D不符合题意;故选A。
A
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3.下列变化属于化学变化的是:①橡胶老化　②油脂氢化　 ③石油裂化　④聚乙烯受热熔化(　　)
A.①②③④ B.①②③
C.①③ D.②③
解析　橡胶的老化是指橡胶或橡胶制品在加工、贮存或使用过程中,由于受到热、氧、光、机械力等因素的影响而发生化学变化,导致其性能下降,所以橡胶的老化属于化学变化,故①符合题意;油脂的氢化为不饱和高级脂肪酸甘油酯与氢气在一定条件下发生加成反应变成饱和高级脂肪酸甘油酯的过程,所以属于化学变化,故②符合题意;石油的裂化:在一定的条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程,属于化学变化,故③符合题意;聚乙烯受热熔化没有生成新物质,属于物理变化,故④不符合题意;故选B。
B
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4.(2025·天津市部分区期末)下列说法错误的是(　　)
A.塑料主要成分是合成树脂
B.天然橡胶的成分是聚异戊二稀,它属于合成高分子材料
C.“神舟”飞船航天员穿的航天服使用了多种合成纤维
D.橡胶的硫化过程发生了化学反应
解析　塑料的主要成分是高分子化合物,俗称合成树脂,A正确;天然橡胶的成分是聚异戊二烯,属于天然高分子材料,B错误;合成纤维是化学纤维的一种,“神舟”飞船航天员穿的航天服使用了多种合成纤维,C正确;工业上用硫和橡胶发生化学反应生产更具实用价值的硫化橡胶,D正确; 故选B。
B
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C
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B
解析　轮胎上刮下的橡胶为硫化橡胶,其结构为体型结构,不溶于有机溶剂,A错误;天然橡胶是线型结构,因而可溶于汽油,B正确;天然橡胶和杜仲胶二者的单体互为顺反异构体,但二者的n值不同,不属于同分异构体,C错误;硅橡胶为合成橡胶中的特种橡胶,是有机高分子,D错误。
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解析　PEEK属于有机高分子材料,故A、B错误;C正确;PEEK材料通过缩聚反应合成,故D错误;故选C。
C
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8.天然橡胶在硫化过程中高分子结构片段发生如下变化,下列说法不正确的是(　　)
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B
A.橡胶A由1,3 丁二烯加聚而成 B.橡胶A为反式、线型结构,易老化
C.橡胶B为网状结构,强度比A大,耐磨 D.硫化过程发生在碳碳双键上
解析　根据图中信息可知,橡胶A的链节为—CH2CH==CHCH2—,故可由1,3 丁二烯加聚而成,选项A正确;橡胶A链节中碳碳双键同一侧为氢原子,故为顺式、线型结构,易老化,选项B不正确;根据图中信息可知,橡胶B为网状结构,故强度比A大,耐磨,选项C正确;硫化过程发生在碳碳双键上,使线型结构转变为网状结构,增大强度,选项D正确;故选B。
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B
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11.根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是(　　)
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D
选项 材料 组成和结构变化 性能变化
A 层状结构化合物(CF)x 石墨与F2在450 ℃反应,石墨层间插入F得到 (CF)x抗氧化性增强
B 塑料 加入增塑剂 柔韧性提高
C 低压法聚乙烯 发生加聚反应得到的,支链较少 密度和软化温度较高
D 酚醛树脂 持续缩聚线型转变为网状 可以软化,不能熔融
解析　 (CF)x中C原子的所有价键均参与成键,没有未参与成键的孤电子或者不饱和键,故与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强,A不符合题意;塑料添加增塑剂,可以在分子层面改变其性质,增塑剂分子会插入到塑料分子链中,扰乱塑料分子之间的排列,降低分子间作用力,使塑料变得柔软,B不符合题意;低压法聚乙烯是在较低压力和较低温度下,用催化剂使乙烯发生加聚反应得到的,支链较少,软化温度和密度都比高压法聚乙烯的高,C不符合题意;热塑型酚醛树脂,是线型树脂,可以反复加热软化或熔融,热固型酚醛树脂,是网状树脂,加热时不可以软化,不能熔融,D符合题意。
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12.目前合成纤维中产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶,下面是合成涤纶的流程图:
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12
回答下列问题:
(1)写出中间产物的结构简式:A:　　　　　　　　　,B:　　　　　　　　　　,
C:　　　　　　　　　　。
(2)写出下列反应所需的试剂:②　　　　　　　,⑤　　　　　　　　　　　　。
HOCH2CH2OH
NaOH水溶液
溴水(或溴的四氯化碳溶液)
(3)合成过程的七步反应中,属于氧化反应的有　　　　(填序号,下同),属于加成反应的有　　　　。
(4)写出反应⑦的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
1
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5
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9
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11
12
③④
⑤

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