高中化学必修2优质学案：3.2.4 有机高分子化合物与有机高分子材料

第4课时 有机高分子化合物与有机高分子材料
[核心素养发展目标] 1.初步认识有机高分子化合物的结构、性质及应用。

能从宏观和微观相结合的视角认识有机高分子化合物，培养“宏观辨识与微观探析”能力。

2.学会书写加聚反应的方程式，能通过分析推理加聚反应的本质，提高“证据推理与模型认知”能力。

3.了解塑料、橡胶、纤维的成分及性能，知道它们的使用对生活质量及环境质量的影响，培养绿色低碳，保护环境的“科学态度与社会责任”。

一、从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物
1．合成高分子的反应——聚合反应
(1)聚合反应：由相对分子质量较小的有机化合物生成相对分子质量很大的有机化合物的反应。

(2)加聚反应：当聚合反应同时也是加成反应时，叫加成聚合反应，简称加聚反应。

书写由乙烯在一定条件下生成聚乙烯的方程式： n CH 2==CH 2―――→
一定条件
CH 2—CH 2。

2．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)分类
①按来源分：可分为天然有机高分子化合物和合成有机高分子化合物。

②按性质分：可分为热塑性高分子化合物和热固性高分子化合物。

③按结构分：可分为线型高分子化合物和体型高分子化合物。

(3)基本性质
结构特点 基本性质
线型结构
体型(网状)结构
溶解性
有机溶
剂 缓慢溶解 只溶胀，不溶解 水
难溶于水 难溶于水 加工性能 热塑性 热固性 电绝缘性 好 好 可燃性
一般易燃烧
一般不易燃烧
(1)任何有机小分子都能通过聚合反应生成高分子化合物(×)
提示发生聚合反应的小分子必须结构上满足一定条件，如有不饱和双键、三键等，并不是所有的有机物都能形成高分子。

(2)纯净的聚乙烯也为混合物(√)
提示乙烯加聚生成聚乙烯时，分子聚合的数目不一定相等，故生成的高分子化合物的相对分子质量也不完全相等，故聚乙烯为混合物。

(3)乙烯和聚乙烯性质相似，都能使溴水褪色(×)
提示乙烯分子中含有碳碳双键，聚乙烯中则不存在碳碳双键，故性质不同，聚乙烯不能使溴水褪色。

(4)能发生加聚反应的小分子，在结构上一定含有不饱和键(√)
提示加聚反应也为加成聚合反应，故小分子中一定含有双键或三键等不饱和键。

(5)具有热固性的高分子化合物，在受热时会变软，可加热受冷反复塑造(×)
提示热固性高分子化合物受热时不会变软，只能被裂解，不能加热受冷反复塑造。

1．氯乙烯(CH2==CHCl)和苯乙烯()都是重要的化工原料。

(1)分别写出两者发生加聚反应生成高聚物的化学方程式：_______________________，
________________________________________________________________________。

引发剂
提示n CH2==CHCl―――→
引发剂
―――→
(2)有什么结构特点的分子能发生加聚反应？
提示分子结构中必须含有碳碳双键等不饱和键。

2．乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE膜)是水立方的外立面膜结构材料，性质非常优良。

试写出合成乙烯-四氟乙烯共聚物(CH2—CH2—CF2—CF2)的不饱和小分子。

提示小分子为CH2==CH2和CF2==CF2。

(1)加聚反应高聚物的写法：断开双键，键分两端，添上括号，n在后面。

(2)高聚物拆分为小分子方法——“单双键互换法”
①去掉两端的和n
②再把主链上的单键改为双键，双键改为单键
③检查碳原子的价键，超过碳四价的碳原子，中间断开。

如CH2—CH2—CF2—CF2变为
，则中间的CH2和CF2的C的价键超过4个价键，则从中间断开，故小分子为CH2==CH2和CF2==CF2。

1．下列关于由乙烯制聚乙烯反应的描述中，正确的是()
A．该反应的产物仍能和溴水发生加成反应
B．该反应不属于加成反应，只属于聚合反应
C．该反应既是加成反应，也是聚合反应
D．该反应的生成物和反应物的化学组成不同
[答案] C
[解析]乙烯分子中含有碳碳双键，在生成聚乙烯的过程中，碳碳双键的一个键断开，彼此加成生成高聚物，故聚乙烯中不存在碳碳双键，因此聚乙烯不能使溴水褪色。

2．(2019·郑州高一检测)下列说法不正确的是()
A．高分子化合物材料一般不具有固定的熔点
B．相对分子质量大的高分子一般具有热塑性，相对分子质量小的高分子一般具有热固性C．高聚物的聚合度(即结构单元的数目)一般是不确定的
D．高分子化合物的溶解一般比较缓慢
[答案] B
[解析]高分子化合物都是混合物，无固定熔点，A正确；线型高分子具有热塑性，体型高分子具有热固性，故B项错误；高聚物的聚合度n一般不确定，而且高分子化合物在溶剂中溶解很慢或难溶，故C、D正确。

3．特富龙(Teflon)是所有碳氢树脂的总称，包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯及各种共聚物。

由于其独特优异的耐热(180～260℃)、耐低温(－200℃)、自润滑性及化学稳定性等，被称为“拒腐蚀、永不粘的特富龙”。

下列关于特富龙的说法中正确的是()
A ．特富龙是高分子化合物
B ．特富龙易溶于水
C ．特富龙易燃、易挥发
D ．特富龙是无机大分子化合物 [答案] A
[解析] 由题给信息，特富龙为有机高分子化合物，难溶于水，不易燃烧，故选A 。

4．下列物质不能发生加聚反应的是( ) A ．CH 2==CH 2 B ．CH 2==CH —CH 3 C ．CH 2==CH —CH 2OH D ．CH 3CH 2OH [答案] D
[解析] 能发生加聚反应的小分子结构中应含有碳碳双键等不饱和键，故A 、B 、C 都能发生加聚反应；D 项中无不饱和键，故不能发生加聚反应。

二、有机高分子材料
1．塑料 (1)成分及性质
主要成分为合成树脂。

一般情况下，线型结构的高分子材料柔韧性较好，网状结构的高分子材料硬度较大。

(2)代表物——聚乙烯塑料
①特点：无毒耐低温，化学稳定性好，耐酸碱的侵蚀，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良。

②用途：应用广泛，可用于制造包装材料，容器、渔网、绳等物质。

(3)其他常见塑料：如聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，聚四氟乙烯等。

请写出由四氟乙烯(CF 2==CF 2)生产聚四氟乙烯的化学方程式： n CF 2==CF 2―――→引发剂
CF 2—CF 2。

(4)危害及防治
①危害：大量塑料垃圾不仅会造成“白色”污染，还会造成其他环境问题。

②防治措施：a.回收利用废弃的合成高分子材料。

b ．开发可降解材料。

2．橡胶
(1)特性：高弹性，绝缘性。

(2)分类
橡胶⎩⎪⎨⎪
⎧
天然橡胶⎩⎪⎨⎪⎧
成分：聚异戊二烯结构简式：
合成橡胶⎩
⎪
⎨⎪⎧
最早合成的橡胶：顺丁橡胶
其他橡胶：丁苯橡胶，氯丁橡胶、特种橡胶(有机硅橡胶)等
(3)用途：制轮胎、胶鞋、海绵胶等。

3．纤维 (1)分类
纤维⎩⎨⎧
天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝
化学纤维⎩
⎪⎨
⎪⎧
人造纤维：黏胶纤维、醋酸纤维
合成纤维：腈纶、涤纶、锦纶、维尼纶等
(2)腈纶：聚丙烯腈纤维的商品名称为腈纶，性能极似羊毛，是由石油裂解气中的丙烯制得丙
烯腈
(CH 2==CH —CN)再聚合而成，反应的方程式为：n CH 2==CH —CN ―
―→
引发剂。

(1)塑料用途广泛，可从自然界中直接获取( × )
提示 塑料是由小分子通过加聚反应合成的高分子化合物，自然界中不能直接获取。

(2)聚乙烯塑料的主要成分为碳和氢元素，在自然界中会逐渐降解，不会造成环境污染( × ) 提示 聚乙烯塑料化学稳定性好，在自然界中很难降解，会造成白色污染。

(3)棉花、羊毛、蚕丝都是天然纤维( √ )
提示 棉花、羊毛、蚕丝主要成分都是天然有机高分子，都是天然纤维。

(4)人造纤维是以化石燃料制得产品为原料，经聚合反应制得的合成纤维( × )
提示 人造纤维是以天然纤维经过加工制成的可纺织的纤维，如黏胶纤维、醋酸纤维等。

(5)丁苯橡胶是化学家最早模拟天然橡胶合成的通用橡胶( × ) 提示 顺丁橡胶是化学家最早制得的合成橡胶，也是一种通用橡胶。

1．下列有关有机高分子材料的叙述中正确的是( )
A．有机高分子材料的特点之一是组成元素简单、结构复杂、相对分子质量大
B．高分子链之间靠分子间作用力结合，因为分子间作用力弱，所以高分子材料强度较小C．结构上有机高分子材料均为长链状分子
D．高分子材料均为混合物
[答案] D
[解析]在通常情况下，有机高分子材料结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重复连接而成的，选项A不正确；高分子材料的强度一般都比较大，选项B不正确；一般地，线型高分子是长链状的，而体型结构的高分子是网状结构的，选项C不正确；高分子材料是由许多结构单元重复次数相同或不同的高分子聚集起来的，因此高分子材料都是混合物，故D项正确。

2．下列各组物质中，后者不是前者反应物的是()
A．
B．
C．CF2—CF2CF2==CF2
D．CH2CH==CHCH2CH2==CHCH2CH3
[答案] D
[解析]A项，可通过加聚反应生成；B项中的碳碳
三键中断开一个键形成，若干个相互结合形成；C 项，CF2==CF2通过加聚反应生成CF2—CF2；D项，高聚物的链节
—CH2—CH==CH—CH2—对应的小分子反应物为CH2==CH—CH==CH2，故D项错误。

3．下列生活用品中主要由合成纤维制造的是()
A．塑料购物袋B．电木
C．海绵胶D．涤纶衬衫
[答案] D
[解析]A中主要成分为聚乙烯塑料；B中主要成分为酚醛塑料；C中海绵胶主要成分为橡胶；D中主要成分为涤纶纤维，为合成纤维，故选项D。

4．下列关于塑料的说法正确的是()
A．塑料是天然高分子材料
B．聚乙烯塑料薄膜是以CH2==CHCl为原料通过加聚反应而制得的
C．塑料都具有热塑性
D．塑料的主要成分是合成树脂
[答案] D
[解析]塑料是合成高分子材料，A项错误；合成聚乙烯的小分子为CH2==CH2，而不是CH2==CHCl，B项错误；塑料有的具有热固性，有的具有热塑性，C项错误。