第二节合成材料

新县高中化学学科导学案第二节合成材料1．理解由单体通过聚合反应生成高分子化合物的简单原理。

2．初步了解重要合成材料的主要品种的主要性质和用途。

一、有机高分子化合物1．高分子材料的有关概念;单体：链节：聚合度：2.高分子材料的分类(1)高分子化合物按结构大体可以分为结构和(网状)结构。

(2)高分子材料按来源可以分为两大类：高分子材料和高分子材料。

(3)合成材料按用途和性能可分为三大类：高分子材料、高分子材料和材料。

(4)应用最广泛的被称为“三大合成材料”的是、和。

3．线型分子与体型分子的比较4.常见合成材料的性质与用途(1)塑料：塑料的主要成分是合成树脂，根据需要加入具有某些特定用途的添加剂。

塑料根据其受热性能可分为塑料和塑料。

(2)合成纤维：合成纤维和人造纤维称为化学纤维。

涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶被称为“六大纶”。

它们都有强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀、不发霉、不怕虫蛀和不缩水等性能，而且每一种还具有各自独特的性能。

(3)橡胶：根据来源不同，橡胶可分橡胶和橡胶两大类。

合成橡胶具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能。

【自我检测】1、(1)聚苯乙烯的链节是________，单体是________。

(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的聚合度n为________。

(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：聚苯乙烯________(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有________(填“热塑”或“热固”)性。

二、新型有机高分子材料1．新型有机高分子材料具有传统有机高分子所没有的特性的有机高分子材料。

如高分子膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，生成高分子材料，隐身材料，液晶高分子材料等。

2．功能高分子材料功能高分子材料是指既有高分子材料的机械性能，又有某些功能的高分子材料。

(1)分离膜能够让某些物质有选择地通过，而把另一些物质分离掉。

应用于生活污水、工业废水等处理，特别是应用于海水的淡化方面已经实现了工业化。

(2)传感膜：能把能转化成能。

(3)热电膜：能把能转化成能。

(4)人造器官材料：这类材料一般具有优异的生物相容性，较少受到排斥，可以制造骨骼、心脏、皮肤、肝、肾等。

(5)高分子药物3．复合材料两种或两种以上材料组合成的一种材料。

其中一种材料作为，另一种材料作为。

(1)主要性能复合材料一般具有强度、质量、高温、腐蚀等优异性能。

(2)应用领域：主要应用于宇宙航空工业4．有机高分子材料的发展趋势一方面性能不断提高，应用范围不断扩大，另一方面，与人类自身密切相关，具有特殊功能的材料的研究也在不断加强。

如仿生高分子材料，智能高分子材料等。

高分子材料对人们的生产和生活必定会产生越来越大的影响。

【自我检测】2、感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。

其结构简式为试回答下列问题：(1)已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简式________________、________________。

(2)对此高聚物的性质判断不正确的是________。

(填选项号)。

A．在酸性条件下可以发生水解B．此高聚物不能使溴水褪色C．此高聚物可以使酸性KMnO4溶液褪色D．此高聚物可与溴水发生取代反应加聚和缩聚是小分子形成高分子的两种重要方式，一方面要会写出由单体通过加聚或缩聚形成的高分子，另一方面还要利用加聚和缩聚的特点分析高分子聚合的方式和对应的单体加聚反应中，反应物中所有原子均转变为目标产物，原子利用率达到100%，实现零排放，符合绿色化学的要求；但缩聚反应中，由于生成小分子，原子利用率达不到100%，不能实现零排放，不符合绿色化学的要求。

例1、化合物C和E都是医用功能高分子材料，且有相同的最简式，均可由化合物A(C4H8O3)制得，如下图所示：试写出：A→D的化学方程式为____________________________________。

B→C的化学方程式为____________________________________。

反应类型A→B__________，B→C__________，A→E__________。

E的结构简式为____________________。

与A同类且有支链的A的同分异构体的结构简式____________________及______________________。

[变式训练]1、硅橡胶是一种医用高分子材料，用于人造心脏、人造肌肉、人造皮肤等。

它具有良好的生物相容性和稳定性，有足够的机械强度，而且易于加工、消毒。

硅橡胶是一种耐高温橡胶，它是由二甲基二氯硅烷经过两步反应制得：其合成过程的反应类型分别是()①水解反应②加成反应③加聚反应④缩聚反应A．①③B．①②C．②④D．①④(1)判断高分子化合物单体的思维方法是：先判断出高分子化合物是由加聚反应还是缩聚反应形成的，若高分子化合物的结构单元的主链全是碳原子连接成的链状，则该高分子化合物一定由不饱和键通过加聚反应生成。

(2)加聚型的高分子化合物①凡链节的主链上只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，将两半键闭合即可。

②凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的高聚物，在正中央划线断开后将四个半键闭合即可。

③凡链节主链中只有碳原子，并存在结构的高聚物，其规律是“见双键，四个碳，无双键，两个碳”，划线断开，然后将半键闭合，即将单、双键互换。

(3)缩聚型的高分子化合物例2、丁苯吡橡胶是新型弹性体之一，其特点是黏度低，耐寒稳定性好，主要用于窗子线浸渍，结构简式如下：___________________例3、一种被称为“人造象牙”的树脂，其结构式为，它是通过加聚反应制得的，合成“人造象牙”树脂的单体是__________。

[变式训练]2、维通橡胶的结构简式为A．CH2===CF—CF2和CF2===CF2 B．CH2===CF2和CF2===CF—CH3C．CH2===CF2===CF2===CF—CF3 D．CH2===CF—CF===CF—CF3(1)官能团的引入①引入羟基(—OH)：a.烯烃与水加成；b.醛(酮)与氢气加成；c.卤代烃碱性水解；d.酯的水解等。

②引入卤原子(—X)：a.烃与X2取代；b.不饱和烃与HX或X2加成；c.醇与HX取代等。

③引入双键：a.某些醇或卤代烃的消去引入键；b.醇的氧化引入(2)官能团的消除：①通过加成消除不饱和键。

②通过消去或氧化、酯化等消除羟基(—OH)。

③通过加成或氧化等消除醛基(—CHO)(3)官能团间的衍变，根据合成需要(有时题目信息中会明示某些衍变途径)，可进行有机物的官能团衍变，以使中间产物向产物递进。

常见的有三种方式：①利用官能团的衍生关系进行衍变，如：②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如：③通过某种手段，改变官能团的位置。

(4)碳骨架的增减：①增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。

②变短：如烃的裂化裂解，某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化、羧酸盐脱羧反应等。

有机合成应遵循的原则：(1)起始原料要廉价易得、低毒、低污染。

(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。

(3)合成路线要符合“绿色环保”的要求。

(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。

例4、烯烃复分解反应实现了有机物碳碳双键两边基团的换位。

如：又知羟基在一端的醇在一定条件下可直接氧化为羧酸，E是一种氯代二元羧酸：现以丙烯为主要原料合成乙酸和聚合物(1)写出下列结构简式：A________，B________。

(2)写出反应类型：反应①________，反应②________，反应③________。

(3)不是由C直接转化为F，而是C先与HCl加成，这一步的目的是___________。

(4)完成E→F的化学方程式____________；反应类型是________。

[变式训练]3、已知乙炔在一定条件下能发生反应：在近几年的高考试题中，有关合成材料的命题大都以新材料为背景，和生活、生产实际相结合。

主要形式包括：一是由一种或几种单体加聚成高分子化合物或由加聚产物反推其单体；二是由一种或几种单体缩聚成高分子化合物或已知高分子的链节推其单体。

题型以选择题和有机综合题中的小问为主。

本部分知识与人类生活及健康、工农业生产、新型高分子化合物等联系密切，从发展方向来看，高考对本部分内容的考查将有所加强。

另外，由于大多数合成材料的废弃物会给环境造成污染，因此“白色污染”与治理等，也将成为高考命题的热点。

1．(2010·北京)下列说法正确的是()B．顺－2－丁烯和反－2－丁烯的加氢产物不同C．1 mol葡萄糖可水解生成2 mol乳酸(C3H6O3)D．油脂和蛋白质都是能发生水解反应的高分子化合物2．(2010·浙江)下列说法中，正确的是()A．光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质B．开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放C．红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析D．阴极射线、α－粒子散射现象及布朗运动的发现都对原子结构模型的建立作出了贡献3．(2009·山东理综)下列叙述错误的是()A．合金材料中可能含有非金属元素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．在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放1．(2009·江苏单科)《中华人民共和国食品安全法》于2009年6月1日起实施。

下列做法不利于食品安全的是()A．用聚氯乙烯塑料袋包装食品B．在食用盐中添加适量的碘酸钾C．在食品加工中科学使用食品添加剂D．研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量2．复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因在于()A．复合材料的使用可以使导弹承受超高温的变化B．复合材料的使用可以使导弹的质量减小C．复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的改变D．复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化3．(2008·天津理综)二十世纪化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高做出了巨大贡献。

下列各组物质全部由化学合成得到的是()A．玻璃纤维素青霉素B．尿素食盐聚乙烯C．涤纶洗衣粉阿司匹林D．石英橡胶磷化铟4．某有机物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最可能具备的基团有()A．①②⑤B．②③⑤C．②④⑤D．①②⑥5．在国际环境问题中，使用聚苯乙烯等材料带来的“白色污染”是极为严重的环境问题之一。