高中化學(xué) 3-4 塑料 橡膠 纖維課件 魯科版必修2.ppt

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1．材料科學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷過哪些主要階段？ 提示 天然材料→無機(jī)非金屬材料→金屬材料→有機(jī)合成材料→復(fù)合材料。 2．乙烯發(fā)生加成反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物和生成物的結(jié)構(gòu)有什么變化？ 提示 乙烯在發(fā)生加成反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物中碳碳雙鍵在生成物中變成碳碳單鍵。,第四節(jié) 塑料 橡膠 纖維,3．你知道我們平常使用的塑料袋的主要成份是什么嗎？ 提示 聚乙烯。,1．初步認(rèn)識有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用。 2．學(xué)會書寫重要加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式。 3．了解塑料、橡膠、纖維等合成高分子化合物的類型、性能和用途。 4．認(rèn)識由塑料廢棄物所造成的白色污染和防治、消除白色污染的途徑和方法。,1.有機(jī)高分子化合物的含義 很大的有機(jī)化合物稱為有機(jī)高分子化合物，簡稱高分子或聚合物。其數(shù)值達(dá)到幾萬到幾百萬，甚至高達(dá)幾千萬。,相對分子質(zhì)量,2．有機(jī)高分子化合物的分類 有機(jī)高分子按 不同，又可分為 和 。如棉花、麻、羊毛、蠶絲、天然橡膠等屬于 ，塑料、涂料、合成纖維、合成橡膠等屬于 。,來源,天然有機(jī)高分子化合物,,合成有機(jī)高分子化合物,天然有機(jī)高分子化合物,合成有機(jī)高分子化合物,3．有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)有機(jī)高分子化合物相對分子質(zhì)量很大，但結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，通常是由簡單的 重復(fù)連接而成的。例如，聚乙烯是由結(jié)構(gòu)單元 重復(fù)連接而成的， 聚氯乙烯 是由結(jié)構(gòu)單元 重復(fù)連接而成的，其中的n表示結(jié)構(gòu)單元 的次數(shù)。,結(jié)構(gòu)單元,—CH2—CH2—,重復(fù),(2)由于連接方式的不同，有機(jī)高分子化合物有兩種結(jié)構(gòu)，一種是高分子鏈中的結(jié)構(gòu)單元連接成長鏈的 結(jié)構(gòu)，一種是多條高分子鏈纏繞在一起的交聯(lián)成網(wǎng)狀的 結(jié)構(gòu)。,線型,體型,4．有機(jī)高分子化合物的基本性質(zhì) (1)溶解性：有機(jī)高分子化合物 溶于水，即使在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中它溶解也很 ，或只有一定程度的 。 (2)熱塑性和熱固性 ①熱塑性：像聚乙烯等有機(jī)高分子化合物具有 ，在一定溫度范圍內(nèi) 變軟，熔化為粘稠狀、 的液體，冷卻又可 ，可 加熱、受冷再造。 ②熱固性：像酚醛樹脂(又稱電木)等有機(jī)高分子化合物則具有 ，即受熱時(shí) 變軟，只能被徹底 ，因此 通過加熱、受冷反復(fù)再造。,難,緩慢,溶脹,熱塑性,逐漸,流動,硬化,反復(fù),熱固性,不會,裂解,不能,(3)電絕緣性：高分子化合物中的原子間是以 結(jié)合的，因此它們一般 ，是很好的 材料。 (4)易燃性：有機(jī)高分子化合物的組成元素主要是 和 ，它們往往不耐 ，易 。,共價(jià)鍵,不導(dǎo)電,絕緣,碳,氫,高溫,燃燒,1.塑料 (1)塑料的成分 ①塑料的主要成分：被稱為 的有機(jī)高分子化合物。 ②添加劑：根據(jù)需要加入具有某些特定用途的添加劑。如能提高塑造性能的 、防止塑料老化的 等。,合成樹脂,增塑劑,防老化劑,(2)聚乙烯 聚乙烯是當(dāng)今世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品。 ①聚乙烯的生成：聚乙烯是以石油化工產(chǎn)品 為原料，在適宜的溫度、壓強(qiáng)和 存在的條件下發(fā)生反應(yīng)而制 得的。反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 像這樣由 的化合物生成 的有機(jī)高分子化合物的反應(yīng)，叫做 。像乙烯生成聚乙烯這樣的聚合反應(yīng)也叫做 反應(yīng)，簡稱 。,乙烯,引發(fā)劑,相對分子質(zhì)量很大,相對分子質(zhì)量小,聚合反應(yīng),加成聚合,加聚反應(yīng),②聚乙烯的性能：聚乙烯塑料 、 ；具有優(yōu)良的 性能；化學(xué) 性好，能耐大多數(shù) 、 的侵蝕；常溫下不溶于一般溶劑，吸水性 ；電絕緣性能 。 ③聚乙烯的用途：聚乙烯塑料品種很多，應(yīng)用廣泛，可用于制造 、 、 、 、纖維、包覆材料等。,無臭,無毒,耐低溫,穩(wěn)定,酸,堿,很小,優(yōu)良,薄膜,包裝,中空制品,管板材,(3)白色污染 ①白色污染的含義：全世界每年產(chǎn)生數(shù)千萬噸的廢舊塑料聚集在 里、 上、 中，造成 。 ②白色污染的危害：漂浮于海面的塑料垃圾，或者被海生動物誤認(rèn)為海蜇吞食造成 ，或是纏繞在海輪的螺旋槳上造成 ；被填埋的塑料垃圾經(jīng)久不爛，會破壞 ，降低 ，污染 ；焚燒廢棄塑料尤其是焚燒 ，會嚴(yán)重污染 。 ③白色污染的防治：減少與消除白色污染既要全社會共同努力，從我做起，少用并及時(shí) 廢棄塑料并再生，也要依靠科技，生產(chǎn)可 的塑料。,海洋,地面,土壤,白色污染,生態(tài)失衡,海難事故,土壤結(jié)構(gòu),土壤肥力,地下水,含氯塑料,大氣,回收,降解,2．橡膠 橡膠是具有 的高分子化合物。 (1)橡膠的種類：根據(jù)來源和組成不同，橡膠可分為 和 。 ①天然橡膠：天然橡膠的化學(xué)成分是 ，其結(jié) 構(gòu)簡式為 。,高彈性,天然橡膠,合成橡膠,聚異戊二烯,②合成橡膠： 是化學(xué)家們最早模擬天然橡膠制得的合成橡膠，常見的橡膠還有 、 及特殊合成橡膠如 等。 (2)橡膠的性能：合成橡膠往往具有 性、 性以及 、 、 或 等特性。,順丁橡膠,丁苯橡膠,氯丁橡膠,有機(jī)硅橡膠,高彈,絕緣,耐油,耐酸堿,耐高溫,低溫,棉花,羊毛,蠶絲,黏膠纖維,醋酸纖維,錦綸,腈綸,(2)聚丙烯腈 聚丙烯腈的商品名稱為 ，俗稱 。它是由石油裂解氣中的 制得 ，再聚合得到的，反應(yīng)的 化學(xué)方程式為 。,腈綸,人造羊毛,丙烯,丙烯腈,【慎思1】 高分子材料是純凈物還是混合物？ 提示 高分子材料是由很多高分子化合物聚集而成的，每個(gè)高分子化合物的n值并不確定，所以高分子材料為混合物。 【慎思2】 天然高分子和合成高分子有什么區(qū)別？ 提示 天然高分子和合成高分子的主要區(qū)別是：合成高分子是由單體通過聚合反應(yīng)而生成的，天然高分子是自然界存在的，不需要單體進(jìn)行反應(yīng)而來，天然高分子都能水解，而合成高分子一般都不易與水發(fā)生反應(yīng)。,【慎思3】 用哪些方法能減少廢舊塑料對環(huán)境造成的污染？ 提示 (1)減少用量，減少污染物的排放。 (2)對塑料制品進(jìn)行分類回收。 (3)在一些可以進(jìn)行廢物利用的領(lǐng)域盡可能使用廢塑料制品。 (4)將廢舊塑料重新加熱塑化而加以利用。 【慎思4】 能否用聚氯乙烯塑料盛放食品？為什么？ 提示 不能。因?yàn)榫勐纫蚁┰谑褂眠^程中，受日光暴曬、空氣、熱等作用，會釋放出對人體有害的物質(zhì)。,【慎思5】 為什么實(shí)驗(yàn)室中盛放汽油、苯、四氯化碳的試劑瓶不能用橡膠塞？ 提示 因?yàn)橄鹉z在有機(jī)溶劑中有一定程度的溶脹，使瓶塞難以打開。 【慎思6】 人造纖維與合成纖維有何區(qū)別？并各舉一例。 提示 從原料的類別、化學(xué)處理或合成方法、性能與用途等方面加以比較，找出二者的區(qū)別。,天然植物纖維(如木材、草類的纖維)經(jīng)化學(xué)加工所得的纖維為人造纖維，但它并非是真正“人造”的，只是將天然纖維加工改造，故又稱為“再生纖維”。例如粘膠纖維、醋酸纖維等。 利用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品作原料制成單體，再使單體經(jīng)加聚或縮聚制得的纖維叫合成纖維，如錦綸－66，即聚酰胺－66等“六大綸”。,【慎思7】 從以下物質(zhì)中選擇填空：①油脂 ②蔗糖 ③葡萄糖 ④淀粉 ⑤棉花 ⑥甘油 ⑦硬脂酸 ⑧亞油酸 ⑨天然橡膠 ⑩腈綸 ?蠶絲 ?聚乙烯樹脂 (1)屬于高分子化合物的是________。 (2)屬于天然高分子化合物的是________。 (3)屬于塑料的是________。 (4)屬于纖維的是________。 (5)屬于橡膠的是________。,(6)屬于糖類的是________。 (7)屬于蛋白質(zhì)的是________。 提示 (1)④⑤⑨⑩?? (2)④⑤⑨? (3)? (4)⑤⑩ (5)⑨ (6)②③④⑤ (7)?,1．加聚反應(yīng)的概念 (1)聚合反應(yīng)：由相對分子質(zhì)量小的化合物生成相對分子質(zhì)量很大的有機(jī)高分子化合物的反應(yīng)，叫做聚合反應(yīng)。 (2)加聚反應(yīng)：相對分子質(zhì)量小的化合物通過加成反應(yīng)的方式生成高分子化合物的反應(yīng)叫做加成聚合反應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)。 (3)單體：能用來合成高分子化合物的小分子化合物稱為單體。,(4)鏈節(jié)：高分子化合物分子中的重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元稱為鏈節(jié)。 (5)聚合度：高分子里鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)稱為聚合度，用n表示。 說明：①加聚反應(yīng)從本質(zhì)上講也屬于加成反應(yīng)，所以能夠發(fā)生加聚反應(yīng)的單體中含有碳碳雙鍵( )或碳碳叁鍵( )等不飽和鍵； ②高分子化合物的最簡式、鏈節(jié)、單體，它們的化學(xué)組成和相對分子質(zhì)量相同，但結(jié)構(gòu)明顯不同； ③聚合度n是很大整數(shù)的集合，聚合度可以取不同的值，因此高分子化合物是混合物。,(2)雙鍵碳原子連其他原子團(tuán)的物質(zhì)的加聚反應(yīng)的方程式的書寫 雙鍵兩端的碳原子上連有其他的原子團(tuán)的復(fù)雜化合物加聚反應(yīng)的方程式的書寫，像苯乙烯(CH2===CH—C6H5)，應(yīng)將苯基當(dāng)作支鏈，使雙鍵碳原子作為端點(diǎn)碳原子以便于兩兩加成聚合，所以方程式可寫為：,(3)不同物質(zhì)之間加聚反應(yīng)的方程式的書寫 不同物質(zhì)之間加聚反應(yīng)的方程式的書寫，如CH2===CH2與CH2===CHCH3按1∶1聚合時(shí)，先將小分子的雙鍵打開變?yōu)椤狢H2—CH2—和—CH2—CH(CH3)—，然后將其連接在一起即為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，即為,【例1】某高分子化合物的部分結(jié)構(gòu)如下： 下列說法中正確的是 ( )。 A．聚合物的分子式為C3H3Cl3 B．聚合物的鏈節(jié)為 C．合成該聚合物的單體是CHClCHCl D．若n表示聚合度，則其相對分子質(zhì)量為96n,解析 該聚合物的分子式為(C2H2Cl2)nA錯；鏈節(jié)為 ，B錯，其平均相對分子質(zhì)量為97n，D錯。 答案 C,由小分子通過加聚反應(yīng)生成高分子化合物時(shí)，將鍵展開一個(gè)后原雙鍵上的碳原子連接成高分子的主鏈，其余原子或原子團(tuán)作為支鏈連接在高分子鏈的旁邊，這個(gè)過程遵循總價(jià)鍵數(shù)守恒和各元素原子守恒。,【體驗(yàn)1】聚氯乙烯簡稱PVC，是當(dāng)今世界上產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的熱塑性塑料之一。下列說法正確的是 ( )。 A．聚氯乙烯的單體是CH3CH2Cl B．聚氯乙烯是高分子化合物 C．聚氯乙烯能夠使溴的四氯化碳溶液退色 D．聚氯乙烯保鮮膜最適合用來包裝蔬菜、水果及熟食,解析 聚氯乙烯是高分子化合物，結(jié)構(gòu)簡式為CH2—CHCl，在其結(jié)構(gòu)中不存在不飽和鍵，不能使Br2的四氯化碳溶液退色，其單體為CH2CHCl，由于含有氯元素從而導(dǎo)致有毒性，不宜包裝食品。 答案 B,已知加聚產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式，可用下面介紹的“單雙鍵互換法”巧斷合成它的單體，其步驟是： 1．把高分子結(jié)構(gòu)單元中兩端的短線去掉。,2．把結(jié)構(gòu)單元中主鏈上的單鍵變雙鍵，雙鍵變?yōu)閱捂I。上式可變?yōu)椋?3．根據(jù)碳原子四價(jià)的規(guī)則，把不合理的地方斷開，即得到對應(yīng)的反應(yīng)物(即單體)。上述結(jié)構(gòu)中不合理的為②處，斷開后可得單體：CH2CH2、 。 以上方法可概括為：單鍵變雙鍵，雙鍵變單鍵，碳若不是四個(gè)鍵，斷。,【例2】有4種有機(jī)物： 合是 ( )。 A．①③④ B．①②③ C．①②④ D．②③④,解析 本題主要考查不飽和烴加聚反應(yīng)的規(guī)律，根據(jù)所給高聚物的結(jié)構(gòu)簡式和加聚反應(yīng)原理可知，主鏈上碳原子為不飽和碳原子，根據(jù)碳的4個(gè)價(jià)鍵規(guī)則可作如下的斷鍵處理(斷鍵用虛線表示)： 斷鍵后兩半鍵閉合可得單體CHCH3CHCN、 。,答案 D,【體驗(yàn)2】丁腈橡膠( )具有優(yōu) 良的耐油、耐高溫性能，合成丁腈橡膠的原料是( )。 ①CHCH2CHCH2 ②CHCH3CHCH3 ③CHCH2CN ④ ⑤CHCH3CH2 A．③⑤ B．②③ C．①③ D．④⑤,解析 根據(jù)丁腈橡膠的結(jié)構(gòu)簡式可推知合成丁腈橡膠的原料是：CHCH2CHCH2、CHCH2CN。 答案 C,【例3】下列敘述不正確的是 ( )。 A．合成材料一般可分為塑料、合成纖維、合成橡膠等種類 B．塑料均可以反復(fù)加工、多次使用 C．化學(xué)纖維可分為人造纖維和合成纖維，合成纖維往往具有強(qiáng)度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn) D．合成橡膠在性能上不如天然橡膠全面，但因其高彈性、絕緣性、氣密性、耐油耐低溫或高溫等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域,解析 具有熱塑性的塑料，在一定溫度范圍內(nèi)逐漸變軟，熔化為粘稠狀、流動的液體，冷卻又可硬化，可反復(fù)加熱、受冷再造，像聚乙烯等；而具有熱固性塑料，受熱時(shí)不會變軟，只能被徹底裂解，因此不能通過加熱、受冷反復(fù)再造，像酚醛樹脂(又稱電木)等。故B項(xiàng)錯誤。 答案 B,【體驗(yàn)3】下列說法中不正確的是 ( )。 A．通常所說的三大合成材料是指塑料、合成纖維和合成橡膠 B．用木材等經(jīng)過加工制成的粘膠纖維屬于合成纖維 C．腈綸、維尼綸等屬于合成纖維 D．合成橡膠的原料可以是石油和煤的化工產(chǎn)品 解析 粘膠纖維屬于人造纖維。 答案 B,規(guī)律探究二十一 有機(jī)高分子化合物的性質(zhì) 【知識支持】,【實(shí)驗(yàn)探究】 大量塑料制品的生產(chǎn)和使用，給人們的生活帶來了極大的方便，同時(shí)也造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題——白色污染。當(dāng)今白色污染問題已得到了人們應(yīng)有的重視，一些科學(xué)家也成功地尋找到了治理白色污染的有效途徑。結(jié)合學(xué)過的知識，回答下列問題： (1)寫出工業(yè)上利用石油裂解氣生產(chǎn)聚乙烯的化學(xué)方程式：__________________________________________。,(2)塑料廢棄物的危害有 ( )。 ①破壞土壤結(jié)構(gòu)，影響植物生長；②造成海難事件；③破壞環(huán)境衛(wèi)生；④危及海洋生物的生存 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．①②③④,(3)某些廢舊塑料可采用下列方法處理：將廢塑料隔絕空氣加強(qiáng)熱，使其變成有用的物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(加熱裝置略)。加熱某種 廢棄塑料得到的產(chǎn)物有氫氣、甲烷、乙烯、丙烯、苯、甲苯、炭等。,①試管B收集到的產(chǎn)品為________和________。 ②錐形瓶C中觀察到的現(xiàn)象為________________________ ________________________________________________。 ③寫出從C中逸出的氣體在工業(yè)上的兩種用途________、________。,解析 (1)塑料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易分解，當(dāng)大量存在時(shí)有可能纏繞船舶的螺旋槳而造成海難事件。(3)經(jīng)冷卻，試管B中可收集到常溫下為液態(tài)的產(chǎn)物苯和甲苯。,