2024-2025學年新教材高中化學第3章簡單的有機化合物第2節(jié)第3課時有機高分子化合物與有機高分子材料教案魯科版必修第二冊

PAGE10-第3課時有機高分子化合物與有機高分子材料發(fā)展目標體系構建1.通過相識高分子化合物和高分子材料的結構、性質及應用，引導學生關注與化學有關的社會熱點，形成可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學理念，培育“科學看法與社會責任”的學科素養(yǎng)。2.相識加聚反應的原理，并能對加聚反應進行分類探討。一、從乙烯到聚乙烯——相識有機高分子化合物1．基本概念(1)聚合反應：由相對分子質量較小的有機化合物生成相對分子質量很大的有機化合物的反應。(2)加聚反應：當聚合反應同時也是加成反應時，又叫加成聚合反應，簡稱加聚反應。舉例：生成聚乙烯的化學方程式為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高分子化合物中的結構單元鏈節(jié)的重復次數實例(聚乙烯)CH2=CH2—CH2—CH2—n2.基本性質溶解性受熱改變導電性可燃性難溶于水，有機溶劑中可發(fā)生溶脹熱塑性或熱固性通常不導電不耐高溫易燃燒微點撥：有機高分子化合物是相對分子質量很大的有機化合物，簡稱為高分子或聚合物。因n值不確定，有機高分子化合物均為混合物。二、有機高分子材料1．塑料(1)主要成分：高分子化合物(合成樹脂)。(2)分類①線型結構：塑料柔韌性較好；②網狀結構：塑料硬度更大。(3)代表物——聚乙烯①聚乙烯塑料是當今世界上產量最大的塑料產品，原料為乙烯。②特點：無臭、無毒；耐低溫；耐大多數酸、堿的侵蝕；常溫下不溶于一般溶劑，吸水性??；電絕緣性能優(yōu)良。③應用：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,結構簡式：)),\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,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。微點撥：(1)聚乙烯塑料無毒，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溶液試劑瓶不能運用橡膠塞。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)塑料有固定的熔、沸點。 ()(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，性質相同C．常溫下，乙烯和聚乙烯都是氣體D．等質量的乙烯和聚乙烯完全燃燒后生成CO2和H2O的物質的量相等D[A項，CH2—CH2是高分子化合物，因此是混合物；B項，乙烯中含碳碳雙鍵，聚乙烯中不含碳碳雙鍵，性質不同；C項，聚乙烯常溫下是固體；D項，乙烯和聚乙烯的最簡式相同，等質量的乙烯和聚乙烯中碳元素、氫元素的質量相同，完全燃燒后生成CO2和H2O的物質的量相等。]3．下列關于高分子化合物的敘述正確的是()①高分子化合物特點之一是組成元素簡潔，結構困難，相對分子質量大，是純凈物②高分子化合物不溶于任何溶劑，不能導電的緣由是相對分子質量太大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錯誤；高分子化合物不導電是因為其分子內只含有共價鍵，不是因為相對分子質量太大，②錯誤；③正確；竹炭纖維是碳纖維，不是有機高分子化合物，④錯誤。]加聚反應的特點和類型(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識與微觀探析)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，其合成過程的化學反應方程式如下：(1)上述反應的類型是什么？提示：①為加成反應，②為加聚反應。(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構，故具有熱塑性。1．特點(1)反應物：分子中含有不飽和鍵，如碳碳雙鍵等。(2)產物：高分子化合物與反應物具有相同的化學組成。(3)反應特點：沒有小分子化合物生成。2．主要類型(1)單烯烴加聚：單體中只含一個時，斷開雙鍵，斷鍵原子與其他分子中的斷鍵原子結合，依次重復形成高聚物，如丙烯的聚合：nCH3—CH=CH2eq\o(→,\s\up10(肯定條件))。(2)二烯烴加聚：當一個分子中存在兩個時，斷鍵原子與其他分子中的斷鍵原子相結合，而內部其他的斷鍵原子再結合成不飽和鍵。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)生聚合反應生成一種高聚物的反應。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)。nCH2=CH2＋nCH2=CH—CH3eq\o(→,\s\up10(肯定條件))微點撥：加聚反應高聚物的寫法(1)含一個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，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)含有一個碳碳雙鍵的兩個單體聚合物的寫法：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(物質的量)聚合時生成高聚物的結構簡式可能是()不管單體的分子結構多么困難，其加聚產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．下列關于由乙烯制取聚乙烯反應的描述中，正確的是()A．該反應屬于取代反應B．該反應的生成物和反應物的化學組成不同C．乙烯是單體，—CH2—CH2—是鏈節(jié)，n是聚合度D．該反應的產物仍能與溴水發(fā)生加成反應C2．某有機高分子化合物的部分結構如下：下列說法不正確的是()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，則其相對分子質量為97nB[聚合物的分子式應為。]加聚反應單體的推斷方法(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識與微觀探析)ABS樹脂()是一種強度高、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、機械等各種零件。(1)ABS樹脂的單體有哪些？提示：。(2)推斷加聚產物的單體時，有什么技巧？提示：“單變雙、雙變單、遇阻斷鍵”。1．凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的高聚物，其合成單體為一種，將兩個半鍵閉合即可。2．凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子(無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體為兩種，在正中心劃線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。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，并存在碳碳雙鍵結構的高聚物，其規(guī)律是“凡雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳。”劃線斷開，然后將兩個半鍵閉合，即單雙鍵互換?！纠?】(1)丁苯橡膠有很多優(yōu)良的物理化學性能，在工業(yè)生產中具有廣泛的應用。丁苯橡膠的結構簡式為，寫出形成丁苯橡膠的各單體的結構簡式：__________、__________、____________(可不填滿，也可補充)。(2)人造羊毛在很多方面比自然羊毛更優(yōu)良，其中存在如下結構的有機物：則合成它的有機物為______________、______________、______________(可不填滿，也可補充)。[解析](1)方法一：從結構單元的一端起先，利用彎箭頭將鍵轉移——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小分子。方法二：二四分段法：選定聚合物的結構單元，從一側起先分段，假如在結構單元的主鏈上遇到，可將4個C分為一段，其余則2個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)生加聚反應生成的是()[答案]B2．下列各組物質中，后者不是前者反應物的是()1．下列說法不正確的是()A．通常說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．用木材等經化學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[用木材等經化學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生活中具有重要用途。下列說法不正確的是()A．高分子化合物材料一般不具有固定的熔點B．相對分子質量大的高分子一般具有熱塑性，相對分子質量小的高分子一般具有熱固性C．高聚物的聚合度(即結構單元的數目)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、熱固性與其結構有關，線型結構具有熱塑性，網狀結構具有熱固性。]3．(素養(yǎng)題)橡膠樹是熱帶植物，在我國海南有大面積種植。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，其結構簡式為。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，會被還原而老化C．自然橡膠能溶于汽油、苯等有機溶劑D．自然橡膠含有雙鍵，能發(fā)生加成反應B[自然橡膠中含，能加成，易被氧化。]4．某高聚物可表示為。下列有關敘述不正確的是()A．該高聚物是通過加聚反應生成的B．合成該高聚物的單體有三種C．1mol該物質能與1molH2加成，生成不含的物質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，它們通過加聚反應而生成該高聚物，故A、B正確；1mol高聚物分子結構中含nmol碳碳雙鍵，能與nmolH2發(fā)生加成反應，故C錯誤；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．聚苯乙烯的結構簡式為，試回答下列問題：(1)聚苯乙烯的結構單元是________________，合成它的小分子是________________。(2)試驗測得某聚苯乙烯的相對分子質量(平均值)為52000，則該高聚物的重復結構單元數n為________。(3)已知