高中化学新教材《有机高分子化合物与有机高分子材料》导学案+课时作业.docx

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高中化学新教材《有机高分子化合物与有机高分子材料》导学案+课时作业

第3课时　有机高分子化合物与有机高分子材料

核心素养发展重点

学业要求

体会合成高分子等有机化合物在生产、生活中的重要应用。

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。

学生自主学习

从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物

1．概念

有机高分子化合物是

相对分子质量很大的有机化合物，简称

高分子或

聚合物。

2．以乙烯为原料，在适宜的温度、压强和

引发剂存在的条件下发生反应可制得聚乙烯：

nCH2===CH2

CH2—CH2。

3．聚合反应和加聚反应

（1）聚合反应：

由相对分子质量

较小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：

由不饱和的小分子相互加成的聚合反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。

如乙烯生成聚乙烯的反应。

有机高分子材料

1．塑料

（1）成分

（2）代表物——聚乙烯

聚乙烯塑料无臭、无毒，具有优良的耐

低温性能，化学

稳定性好，品种繁多、应用广泛，是当今世界上产量最大的塑料产品。

2．橡胶

（1）特性：

橡胶是具有

高弹性的高分子化合物。

（2）分类

3．纤维

（1）分类

纤维

（2）腈纶

腈纶的化学名称为

聚丙烯腈纤维，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nCH2===CHCN

。

课堂互动探究

一、从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物

1．高分子材料是纯净物还是混合物？

提示：

高分子材料是由很多高分子化合物聚集而成的，每个高分子化合物的n值并不确定，所以高分子材料为混合物。

2．聚乙烯和天然橡胶都能使Br2的CCl4溶液褪色吗？

提示：

聚乙烯分子中不存在碳碳双键，不能使Br2的CCl4溶液褪色。

天然橡胶分子中存在碳碳双键，能使Br2的CCl4溶液褪色。

1．结构特点

2．结构类型

3．基本性质

知识拓展

高分子化合物的分类

1．（双选）下列关于有机高分子化合物的说法中错误的是（　　）

A．有机高分子化合物被称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由低分子化合物通过聚合反应制得的

B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，因而其结构复杂

C．对于一种高分子化合物，n是一个整数，因而它的相对分子质量是确定的

D．有机高分子化合物都是混合物

答案　BC

解析　有机高分子化合物主要是通过聚合反应合成的，A正确；对于有机高分子化合物，尽管其相对分子质量较大，但它们均由若干链节组成，结构不一定很复杂，B错误；因为聚合度n为不确定值，所以高分子化合物一般没有确定的相对分子质量，C错误；有机高分子化合物都是混合物，D正确。

2．下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法错误的是（　　）

①高分子化合物的相对分子质量都很大　②淀粉属于纯净物　③有机高分子的结构分为线型结构和体型结构　④线型高分子具有热固性　⑤高分子材料都不易燃烧

A．①③B．③④⑤C．②⑤D．②④⑤

答案　D

解析　高分子化合物的分子质量从几万到几百万，甚至高达几千万，①正确；淀粉的通式（C6H10O5）n，其中n为不确定值，所以淀粉为混合物，②错误；有机高分子的结构分为线型结构（具有热塑性）和体型结构（具有热固性），③正确，④错误；有机高分子化合物的组成元素主要是碳和氢，故大多数高分子材料易燃烧，⑤错误。

规律方法

（1）通常把形成有机高分子化合物的小分子（反应物）叫做单体，组成高分子化合物的基本结构单元叫做链节，有机高分子化合物中链节重复的次数叫做聚合度。

如

（2）链节是以单体为基础的，不能独立存在，是有机高分子化合物中的片段，故链节与单体的组成元素相同，但结构不相同，单体是物质，链节不是物质。

如聚乙烯的链节是—CH2—CH2—，而不是—CH2—。

二、有机高分子材料

1．为什么实验室中盛放汽油、苯、四氯化碳的试剂瓶不能用橡胶塞？

提示：

因为橡胶在有机溶剂中有一定程度的溶胀，使瓶塞难以打开。

2．天然纤维就是纤维素吗？

人造纤维与合成纤维有何区别？

并各举一例。

提示：

天然纤维与纤维素不同，天然纤维包括棉花和麻等（主要成分为纤维素）、羊毛和蚕丝等（主要成分为蛋白质），而纤维素属于糖类。

天然纤维（如木材、草类的纤维）经化学加工所得的纤维为人造纤维，例如黏胶纤维、醋酸纤维等。

利用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成小分子，小分子经聚合反应制得的纤维叫合成纤维，如锦纶等。

1．加聚反应的特点

（1）反应物的结构特点：

含有碳碳双键（

）或碳碳三键（—C≡C—）等不饱和键。

（2）生成物的特征：

高分子化合物，与反应物具有相同的组成。

（3）反应特征：

没有小分子生成。

2．加聚反应方程式的书写

（1）在加聚反应中，不饱和的碳原子作为端点相互连接成长链，而饱和的碳原子作为支链。

（2）含双键的化合物发生的加聚反应类似于乙烯的加聚

反应，可理解为乙烯中的氢原子被其他原子或原子团代替后而发生加聚反应。

（3）常见的加聚反应

知识拓展

加聚产物单体的判断方法

类型

聚合物链节的主链上无双键，以两个碳原子为一组，断开共价键，分别将两个半键闭合形成双键，可得到合成聚合物的单烯烃

聚合物链节的主链上有双键，通常以四个碳原子为一组，将双键打开，在原链节双键两侧生成新的双键，可得到合成聚合物的二烯烃

3．某高分子化合物的部分结构如下：

，下列说法不正确的是（　　）

A．聚合物的结构单元为

B．聚合物的分子式为（C2H2Cl2）n

C．聚合物的单体为CHCl===CHCl

D．若n表示结构单元重复的次数，则其平均相对分子质量为97n

答案　A

解析　因碳碳单键可以旋转，则该聚合物的结构单元（链节）为

，单体为CHCl===CHCl，结构简式为CClHCClH，分子式为（C2H2Cl2）n，平均相对分子质量为97n。

4．建造2008年北京奥运会的国家游泳中心（水立方）时采用了膜材料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。

下列说法错误的是（　　）

A．ETFE分子中存在“—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．聚全氟乙丙烯的结构简式为

CF2—CF2—CF2—CF—CF3

D．四氟乙烯不是高分子化合物

答案　C

解析　四氟乙烯、乙烯、六氟丙烯分子中都含有双键，都能发生加聚反应生成高聚物，ETFE是由四氟乙烯与乙烯加聚而成的，其结构简式为CH2—CH2—CF2—CF2，A、B正确；—CF3—中与C形成的共价键超过4个，C错误；四氟乙烯不属于高分子化合物，D正确。

规律方法

写高聚物时要注意，原来的主链不一定是结构单元中的主链，如聚丙烯不能写成CH3CHCH2，应该是

。

本课小结

课时作业

学习·理解

1．下列物质中不属于天然高分子化合物的是（　　）

A．淀粉B．蛋白质C．油脂D．纤维素

答案　C

解析　淀粉、纤维素和蛋白质均是天然有机高分子化合物，油脂是高级脂肪酸和甘油形成的酯类，不属于高分子化合物。

故C正确。

2．下列关于有机高分子化合物的说法正确的是（　　）

A．高分子化合物有固定的熔点

B．聚乙烯的链节是乙烯

C．线型高分子的长链上可以带支链

D．电木具有热塑性

答案　C

解析　高分子化合物都是混合物，没有固定的熔点，A错误；乙烯是聚乙烯的单体而不是链节，B错误；线型高分子的长链上可以带支链，也可以不带支链，C正确；电木具有热固性，不具有热塑性，D错误。

3．下列物质中，不属于合成材料的是（　　）

A．人造纤维B．有机玻璃

C．硅橡胶D．黏合剂

答案　A

解析　人造纤维由天然纤维加工而成，故人造纤维不属于合成材料，而有机玻璃、硅橡胶、黏合剂都属于合成材料。

4．与棉纤维的化学组成不相似的纤维是（　　）

A．人造毛B．黏胶纤维

C．毛涤纶D．麻

答案　C

解析　棉纤维的主要成分是纤维素，人造毛、黏胶纤维和麻的主要成分也是纤维素，毛涤纶的主要成分是化学合成纤维，故C正确。

5．下列关于有机化合物的说法正确的是（　　）

A．塑料、天然橡胶都是天然高分子化合物

B．乙烯、聚乙烯和苯分子中均含有碳碳双键

C．棉花、羊毛、蚕丝的成分均属于天然纤维素

D．高分子化合物的原子间以共价键结合，因此通常不导电

答案　D

解析　塑料不是天然高分子化合物，A错误；聚乙烯分子和苯分子中没有碳碳双键，B错误；棉花、羊毛和蚕丝都属于天然纤维，但羊毛和蚕丝的主要成分为蛋白质，C错误。

6．关于天然橡胶

的下列叙述中，不正确的是（　　）

A．天然橡胶是天然高分子化合物

B．天然橡胶受空气、日光作用，会被还原而老化

C．天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂

D．天然橡胶含有双键，能发生加成反应

答案　B

解析　天然橡胶

的结构单元中含有

，受日光、空气作用，会逐渐被氧化而老化，故B不正确。

7．乙烯和丙烯的混合物在一定条件下进行加聚反应，其产物中不可能有（　　）

答案　C

解析　乙烯和丙烯分子中都有碳碳双键，发生加聚反应时，可以是乙烯和乙烯之间发生加聚反应，可以是丙烯和丙烯之间发生加聚反应，也可以是乙烯和丙烯之间发生加聚反应。

如果是乙烯和乙烯之间发生加聚反应，生成的产物是A项的结构；如果是丙烯和丙烯之间发生加聚反应，生成的产物是B项的结构；如果是乙烯和丙烯之间发生加聚反应，生成的产物是D项的结构。

应用·实践

8．下列属于天然橡胶的是（　　）

A．聚异戊二烯橡胶B．氯丁橡胶

C．丁苯橡胶D．顺丁橡胶

答案　A

解析　聚异戊二烯是天然橡胶的化学成分。

9．下列说法中不正确的是（　　）

A．通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维和合成橡胶

B．塑料的主要成分是合成树脂，另外还有一些添加剂

C．用木材等经过加工制成的黏胶纤维属于合成纤维

D．合成橡胶的原料是石油和天然气

答案　C

解析　黏胶纤维属于人造纤维。

10．某质检员对甲、乙、丙三种衣料进行检验，所得结果如下表：

检验甲、乙、丙三种衣料后得出的结论是（　　）

A．甲为棉，乙为丝，丙为涤纶

B．甲为丝，乙为棉，丙为腈纶

C．甲为腈纶，乙为丝，丙为棉

D．甲为棉，乙为维尼纶，丙为丝

答案　B

解析　丝的主要成分是蛋白质，燃烧时有特殊气味，甲为丝；棉的主要成分是纤维素，燃烧无异味，乙为棉；丙为涤纶、腈纶或维尼纶等，它们都是合成纤维，热塑性较好。

11．下列叙述正确的是（　　）

A．聚氯乙烯塑料中含有

B．人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物

C．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性

D．聚乙烯的结构简式为CH2===CH2

答案　C

解析　聚氯乙烯中无

，A项错误；光导纤维是SiO2，B项错误；加热使蛋白质变性，C项正确；乙烯的结构简式为CH2===CH2，D项错误。

12．CH3—CH===CH—CH3发生聚合反应生成的高聚物分子的结构简式正确的是（　　）

答案　B

解析　发生加聚反应时，只是碳碳双键打开，相互连接形成碳链，双键碳原子上所连接的基团（—CH3）并不在主链上，而是作为支链。

13．下列说法正确的是（　　）

A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维

B．天然纤维是不能再被加工处理的

C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称为化学纤维

D．煤和农副产品也可以经过处理制得合成纤维

答案　D

解析　纤维可分为天然纤维和化学纤维，化学纤维可以分为人造纤维和合成纤维。

人造纤维以天然纤维为原料，进行加工处理而得，而合成纤维以石油化工或煤化工产品为原料。

14．合成有机玻璃的化学方程式如下：

（1）该反应的类型为________反应，其中合成有机玻璃的小分子化合物是______________，合成的有机玻璃的结构单元为______________。

（2）化学方程式中的n值是____________________，有机玻璃属于________（填“纯净物”或“混合物”）。

答案　

（1）加聚　

（2）结构单元重复的次数（或聚合度）　混合物

解析　该反应是由小分子化合物得到高分子化合物，为聚合反应，反应过程中，只发生碳碳双键断裂，因此为加聚反应。

由于n值不确定，所以高分子化合物均为混合物。

迁移·创新

15．聚四氟乙烯的耐热性和化学稳定性都超过了其他材料，号称“塑料王”。

在工业生产上有广泛的应用，其合成路线如图所示。

CH3Cl

已知：

B为二氟一氯甲烷，D为聚四氟乙烯。

（1）写出有机物B、C、D的结构简式：

B________；C__________；D______________。

（2）写出下列反应的化学方程式：

B→C：

__________________________；

C→D：

__________________________。

（3）写出下列反应的反应类型：

①________；③________。

答案　

（1）CHClF2　CF2===CF2　CF2—CF2

（2）2CHClF2

CF2===CF2＋2HCl

nCF2===CF2

CF2—CF2

（3）取代反应　加聚反应

解析　由D为聚四氟乙烯可推知C为四氟乙烯，根据B、C、D的名称可写出对应的结构简式。

再结合合成路线图，推知①为取代反应，③为加聚反应。