高二化学同步辅导教材

高二化学同步辅导教材（第40讲）

主讲：许洪福（无锡第一中学　高级教师）

[本讲内容]

第 八 章　合成材料

第一节　有机高分子化合物简介

  高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物，它们的相对分子质量一般在10⁴以上，是千百个原子以共价健连而构成的大分子化合物。淀粉、纤维素、蛋白质、塑料、橡胶、合成纤维等都属于高分子化合物。

  高分子化合物的分子量虽然很大，但它们的化学组成一般比较简单，常由结构单元重复连接而构成。合成的高分子化合物都是由一种或几种低分子化合物聚合而成，因此，又称为聚合物或高聚物。学习时应抓住链节、聚合度、单体等进行分析，加深对高分子化合物的认识。

  比较分析加聚反应和缩聚反应的特点，理解由同一种单体在相同的反应条件下聚合而成的高分子化合物，它们各个分子的聚合度总是不一样的，也就是说，它们各个分子的相对分子质量不同，因此，在学习中应在理解的基础上，明确认识合成高分子化合物实际上是相对分子质量大小不等的同系列混合物，这类化合物的相对分子质量只是一种平均相对分子质量，这样将更清楚的认识高分子化合物与低分子化合物的性质不同。

  

重点难点

一、高分子化合物与低分子化合物

高分子化合物				低分子化合物
天　 然		合　成
名称	相对分子质量（104）	名称	相对分子质量（104）	名称	相对分子质量
直链淀粉	1～8	聚乙烯	1.5～100	硫酸钙	136.4
纤维素	50～100	聚氯乙烯	1.2～16	乙醇	46.05
丝蛋白	约15	尼龙～66	2.0～2.5	苯	78

高分子化合物				低分子化合物
天　 然		合　成
名称	相对分子质量（104）	名称	相对分子质量（104）	名称	相对分子质量
天然橡胶	20～40	聚甲基丙烯酸甲酯	8～40	甲基丙稀酸甲酯	100.12
肝糖	100～400	硅橡胶	40～80	三硬脂酸甘油酯	890

二、高分子化合物的基本性质及其应用

 1．热塑性和热固性

 线型高分子的热塑性指的是其高分子材料受热到一定温度范围时，开始软化，直到熔化成流动液体，冷却后又变成固体，这样的高分子材料具有良好的可塑性，能制成薄膜、拉成丝或压制成所需的各种形状，用于工、农业及日常生活等。而体型高分子材料一经加工成型，就不会受热溶化，因而具有热固性。如酚醛塑料等。

 2．高分子材料的强度一般都较大，可制成各种绳子，可用悬吊重物等。如锦纶可制作降落伞绳等。

 3．电绝缘性

 高分子化合物链里的原子是以共价键结合的，一般不易导电，所以高分子材料是有很好的电绝缘性，是良好的电绝缘材料，广泛用于电气工业上，如制成电器设备零件、电线及电缆的护套等。

第二节　合成材料

  本节内容包括三部分，一是塑料，常识性介绍几种常见塑料性能、用途及制品。二是合成纤维，简单介绍了几种重要的纤维。三是合成橡胶，介绍了几种常见橡胶和几种特种橡胶。

  通过对上述三大合成材料的学习，使我们认识到化学在合成材料中的应用。新的合成材料的不断出再会 激发学生学习的兴趣。

重点难点

  塑料、合成纤维、合成橡胶

  塑料的主要成份是合成树脂，其次还有根据需要加入的具有某些特定用途的添加剂，根据其性能塑料可分为热塑性和热固性两大类。此外还有特殊用途的塑料，如工程塑料、增强塑料、改性塑料等。

  热塑性塑料可以反复加工，多次使用，热固性塑料则相反，一旦加工成型，就不会受热熔化，这是二者的主要区别。工程塑料作为工程材料和代替金属使用的塑料，它具有优良的机械性能，电绝缘性能、耐化学腐蚀和耐高温等性能。尤其是特种工程塑料在宇宙航空、原子能工业和其它尖端技术领域发挥着极其重要的作用。

  合成纤维是利用石油、天然气、煤和农副产品作原料得单体，再经聚合反应而制成的“六大纶”都具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点。其中的锦纶强度是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子，它是制造飞机、军舰、汽车、拖拉机、收割机、水利排灌机械、医疗器械等所必需的材料，例如硅橡胶具有无毒、化学稳定性高，不易老化，表面光滑、易加工成型等特点，常作为口腔印模，基托衬层，颌面缺损修复和整容等材料，还可用来制作人工心脏瓣膜、人工胆管、导尿管等。

第三节　新型有机高分子材料

　本节内容简要介绍了其中的两种新型高分子材料，一是功能高分子材料，二是复合材料。通过学习，将使我们大致了解上述两种材料的性能及用途，同时通过对有机高分子材料的发展趁势的了解，既可使我们展望新型高分子材料研制、应用的未来，也使我们认识到了化学的魅力，从而可激发我们学化学、用化学的热情。

重点难点

一、功能高分子材料

　功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。

二、复合材料

  复合材料是指两种或两种以上的材料组合成的一种新型材料，其中一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，所以复合材料可以发挥每一种材料的优点，避免其弱点。因而复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能。

例题解析

[例1]  下列物质中，属于合成高分子材料的是（　　）

A．棉花　　 B.淀粉　　 C.油脂　　　D.塑料

[解题思路]　棉花的主要成份是纤维素，淀粉和纤维素是天然的高分子化合物，油脂则属于低分子化合物，塑料是合成高分子化合物。

故应选D。

[例2]　耐纶是一种重要的合成纤维，用它可制取具有光泽、坚牢、耐拉和耐化化学腐蚀的人造丝和人造毛，下面是高聚物耐纶分子一部分

…NH—(CH₂)₆—NH—CO—(CH₂)₄—CO—NH—(CH₂)­₆—CO—(CH₂)₄—CO—…

  （1）合成耐纶的单体有________种。

  （2）具有碱性的单体的结构简式______种。

  （3）合成耐纶的反应称______反应。

  [解题思路] （1）由题给的高聚物耐纶分子的一部分可知，该高聚物应是H₂N—(CH₂)₆—NH₂和HOOC—(NH₂)₄—COOH两种单体缩聚产物。故合成耐纶的单体有两种。

O  H

 （2）在上述两种单体中，HOOC—(CH₂)₄—COOH属于二酸，具有酸性，而H₂N—(CH₂)₆—NH₂则属于二胺，具有碱性，故具有碱性的单体结构简式为：H₂N—(CH₂)₆—NH₂

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 （3）合成耐纶所发生的反应是—NH₂和—COOH之间缩去H₂O分子，以—C—N—键形长链大分子的缩聚过程。故称为缩聚反应。

[例3]  当前我国环保急待解决的“白色污染”通常所指的是（　 ）

　A．冶炼厂的白色烟尘　　 B.石灰窑的白色粉尘

  C．聚乙烯等塑料垃圾　　 D.白色建筑废料

[解题思路] “白色污染”主要是指当今人们广泛使用的一次性，不可降解的塑料制品。故应选C。

[例4]  工程塑料ABS树脂的结构简式是：

　[ CH₂CHCH₂CH==CHCH₂CH₂CH ] _n ，合成时用了三种单体，这三种单体是_____、_____ 、

　　　CN　　　　　　　　  C₆H₅

______。

[解题思路] 由于链中含一个C=C双键，说明单体中有二烯烃，再根据二烯烃加成时双键的转移规律，这种二烯烃必然是1.3–丁二烯，剩余两种单体由加聚后在链节中的排列不难看出，将其用虚线隔开如下：

—CH₂CH—CH₂CH==CHCH₂—CH₂—CH—

 CH　　　　　　　　　　　　　 C₆­H₅

　故三种单体分别为：CH₂ = CH–CN　 CH₂ = CHCH = CH₂ 　 —OH=CH₂

[例5]  下列高分子材料中，属于医用高分子材料可用做人工器官的是（　 ）

A．隐身材料　　　　  B.硅聚合物

C．高分子膜　　　　  D.聚氨酯

[解题思路]　隐身材料主要用于制隐形眼镜、口腔印模材料等，可排除A；高分子膜根据其特殊功能可分为高分子分离膜、传感膜和热电膜，它们分别用于物质的分离和各种能量的转换上，故可排除C；而硅聚合物和聚氨酯属于医用高分子材料，可用做制人工心脏等人工器官。因而选B、D。

[例6]　 乳酸在一定条件下所形成的聚酯结构简式为：[ O—CH—C ] _n, 该酯可以作为新型的

餐具原料。由它所产生的塑料在乳酸菌作用下，能迅速分解为无毒物质，可以降解，下列有关这种新型的降解的叙述正确的是（　　）

　A．降解塑料是一种纯净物

　B．其生产过程中的聚合方式与聚苯乙烯相似

　C．它属于一种线型高分子材料

　D．其相对分子质量为72

 [解题思路]　该降解塑料是乳酸在一定条件下的聚合产物，其聚合度n值总是不同的，它是相对分子质量大小不等的混合物，A错；由乳酸生成其聚酯属于缩聚反应，它的链节彼此连接在一起形成一条长链，属于一种线型高分子化合物，而苯乙烯生成聚苯乙烯发生的则是加聚反应，故B错，C正确，该聚合物的相对分子质量为72n，D错，故应选C。

练习：

一、选择题

1、现代以石油化工为基础的三大合成材料是（ ）

　　①合成氨，②塑料，③医药，④合成橡胶，⑤合成尿素，⑥合成纤维，⑦合成洗涤剂

　　A．②④⑦ 　　B．②④⑥ 　　C．①③⑤ 　　D．④⑤⑥

2、科技文献中经常出现的下列词汇，其中与相关物质的颜色并无联系的是（ ）

　　A．赤色海潮 　　B．绿色食品 　　C．白色污染 　　D．棕色烟气

3、下列塑料可作耐高温材料的是（ ）

　　A．聚氯乙烯 　　B．聚四氟乙烯　　C．聚苯乙烯 　　D．有机玻璃

4、下列物质中，在氧气中完全燃烧，只生成水和二氧化碳的是（ ）

　　
　　C．蛋白质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　D．硫化橡胶

5、室内空气污染的主要来源之一是现代人的生活中使用的化工产品，如泡沫绝缘材料的办公用品、化纤地毯及书报、油漆等不同程度释放出的气体。该气体可能是（ ）

　　A．甲醛 　　B．甲烷 　　C．CO 　　D．CO2

6、下列材料中属于合成高分子材料的是（ ）

　　A．羊毛 　　B．棉花 　　C．粘合剂 　　D．蚕丝

7、下列化合物不属于天然有机高分子化合物的是（ ）

　　A．淀粉 　　B．油脂 　　C．纤维素 　　D．蛋白质

8、下列物质属于塑料的是（ ）

　　A．有机玻璃 　　B．锦纶 　　C．电木 　　D．白明胶

9、丁列物质属于人造纤维的是（ ）

　　A．木材 　　B．粘胶纤维 　　C．丙纶 　　D．涤纶

10、下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是（ ）

　　A．聚乙烯塑料 　　B．聚氯乙烯塑料　　C．酚醛塑料 　　D．聚苯乙烯塑料

二、填空题

11、塑料的主要成分是__________，热塑性塑料的特点是________________________；热固性塑料的特点是________________________。

12、人造纤维的原料是________，合成纤维的原料是________________。

13、合成橡胶是以________为原料，以________为单体聚合而成的。

14、已知涤纶树脂的结构简式为：

　　则合成涤纶树脂所需的单体是________________。

15、合成相对分子质量在2000~50000范围内具有确定结构的有机化合物，是一种新研究领域。1993年报道：合成了两种烃A和B，其分子式分别为C1134H1146和C1398H1278。B的结构跟A相似，但分子中多了一些结构为 的结构单元。B分子比A分子多了_______(填写数字)个这样的结构单元。

参考答案

1、B 2、B 3、B 4、B 5、A 6、C 7、B 8、AC 9、B 10、C
11、合成树脂 加热到一定温度可软化甚至熔化，可反复加工，多次使用 受热不会熔化
12、天然纤维 石油、天然气、煤及农副产品
13、石油、天然气 二烯烃、烯烃
14、 HOCH2—CH2OH
15、重复结构单元的组成是C8H4。B中的碳原子个数比A中多，即有1398－1134=264；B中的氢原子个数比A中多，即有1278－1146=132。又因为264÷8=33，132÷4=33，所以多33个单元。