第五章 进入合成有机高分子化合物的时代 第二节 应用广泛的高分子材料第一课时
【教学目标】
1. 了解合成高分子材料塑料的性质和用途。
2. 了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。 【教学过程】 一、高分子材料
1.通常所说的“三大合成材料”是指塑料、合成纤维、合成橡胶。
2．塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂，为了适应工农业生产和生活的各种要求，还需要在高分子材料中掺入各种加工助剂来改进其性能。
3．塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。合成高分子化合物的结构大致可分为三类：线型结构、支链型结构、网状结构。
4．酚醛树脂是用酚类与醛类在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛之间可缩合成线型结构高分子；在碱催化下，可生成网状结构的酚醛树脂。
二、［引入］人工合成高分子化合物的成功为人工合成材料开辟了新的道路，改变了只能依靠天然材料的历史。合成材料品种很多，按用途和性能可分为合成高分子材料；功能高分子材料和复合材料。其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最为广泛。 第二节 应用广泛的高分子材料
［讲］合成材料的品种很多，按用途和性能可分为合成高分子材料(包括塑料、合成纤维、黏合剂、涂料等)；功能高分子材料(包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等)和复合材料。其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛 塑料
1．塑料的组成：合成树脂、添加剂
［讲］塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。在塑料的组成中除了合成树脂外，还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如提高柔韧性的增塑剂，改进耐热的热稳定性，防止塑料老化的防老化剂，赋予塑料的着色剂等。
［讲］树脂和塑料的关系：树脂就是指还有跟各种添加剂混合的高聚物。
［讲］塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂所组成的，它的主要成分为是树脂。有时这两个名词也混用，因为有些塑料基本上是由树脂所组成的，不含或少含其他添加剂，如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。 2．塑料的主要性能
热塑性。树脂为线型结构，有热塑性。 热固性。树脂为体型结构，有热固性。
［讲］聚乙烯塑料无臭、无毒、具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达-100℃，化学稳定性好，能耐大多数酸、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。 3．几种常见塑料的性能和用途
［投影］见选修一
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［演示实验5-1］酚醛树脂的制备及性质
1.在试管中加入2克苯酚，3 mL 质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸，在沸水浴中加热。 2.当试管中反应物接近沸腾时，从沸水浴中取出试管并用玻璃棒搅拌反应物，注意观察并记录实验现象
3.待试管冷却至室温，向试管中加入适量乙醇，观察树脂是否溶解 4.再把试管放在热水浴中加热，观察树脂是否溶解 醋酸树脂的制备原理：
［思考与交流］为什么用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？
4．简介几种具有特殊用途的塑料：工程塑料、增强塑料、改性塑料等。
［小结］通过以上的学习我们可以知道，合成高分子化合物的结构大致可以分为三类：线型结构、支链性结构和网状结构(也称为体型结构)
三、酚醛树脂的用途
酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。酚醛树脂是一种多功能，与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。设计正确的酚醛树脂，润湿速度特别快。并且在交联后可以为磨具、耐火材料，摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度，耐热性能和电性能。
水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质为它们提供机械强度，电性能等。典型的例子包括电绝缘和机械层压制造，离合器片和汽车滤清器用滤纸。 四、聚乙烯
聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。
它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。
聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)，有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190–210°C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。 聚合压力大小：高压、中压、低压；
聚合实施方法： 淤浆法、溶液法 、气相法 ；
产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度； 产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。
聚乙烯特性
聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。
聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。 聚乙烯的种类
（1） LDPE：低密度聚乙烯、高压聚乙烯 （2） LLDPE：线形低密度聚乙烯
（3） MDPE：中密度聚乙烯、双峰树脂 （4） HDPE：高密度聚乙烯、低压聚乙烯 （5） UHMWPE：超高分子量聚乙烯
（6）改性聚乙烯：CPE、交联聚乙烯（PEX） （7）乙烯共聚物：乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃（如辛烯POE、环
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烯烃）的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）
相对分子质量达到3，000，000-6，000，000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高相对分子质量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。
主要方法：
液相法（又分为溶液法和淤浆法）和气相法（物料在反应器中的相态类型）。我国主要采用齐格勒催化剂的淤浆法。
条件与过程描述：纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下，在压力0.1-0.5MPa和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤浆。经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗，并回收汽油和未聚合的乙烯，经干燥、造粒得到产品。
五、检测题
1. 高分子材料与一般金属材料相比，优越性是（ ）
A.强度大 B.电绝缘性能好 C.不耐化学腐蚀 D.不耐热 2. 塑料废弃物的危害有（ ）
①难以分解，破坏土壤结构，影响植物生长 ②污染海洋 ③危及海洋生物的生存 ④造成海难事件 ⑤破坏环境卫生，污染地下水[来源:]
A.①～⑤ B.①②③④ C.②③④ D.①⑤
3. 下列对于废弃塑料制品的处理方法中，最为恰当的是（ ）
A.粉碎后填埋于土壤中 B.将废弃物焚烧
C.将废弃物倾倒于海洋中
D.将废弃物用化学方法加工成防水涂料或汽油
4. 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
5. 卤代烃分子里的卤原子与活泼金属阳离子结合，发生下列反应（x表示卤原子）：
乙醇溶液乙醇溶液R—X＋2Na＋X—R′??????R—R′＋2NaX R—X＋NaCN??????R—CN＋NaX
根据下列各物质的转化关系填空：
B HCl A HgCl ,△2 加聚D(一种合成纤维)E (一种合成塑料)F (一种合成橡胶)+KCNC H Cl2 3 +Na加聚C 加聚
（1）A的分子式 ，E的结构简式是 ；
（2）B〖FY〗D的化学方程式是 ； （3）C〖FY〗F的化学方程式是 。
参考答案
1. 【答案】AB 2. 【答案】A 3. 【答案】D
4. 【解析】赤色海潮中存在大量的藻类物质，形成暗红色的色带；绿色食品是遵循可持续发展原则，按照
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特定生产方式生产，经专门机构认证、许可使用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养类食品；白色污染是指废弃塑料制品的污染，常见的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，产品通常呈白色；棕色烟气指炼钢厂的废气，呈现棕色（含Fe2O3、CO等）。故应选B。
【答案】B
5. 【解析】本题属信息迁移题，要求学生理解加聚反应的本质和进行加聚反应的单体的结构特点。要求学生对合成纤维、塑料和合成橡胶有大致印象，培养学生的自学能力。 本题从分子式C2H3Cl入手，根据C2H3Cl可发生加聚反应可知C2H3Cl分子中一定存在碳碳双键，所以C2H3Cl的结构简式为CH2==CH－Cl，由此可推出A为 ，根据题给信息和C2H3Cl结构简式，可推导出B应为CH2==CH－CN，C应为CH2==CH－CH==CH2。
【答案】 （1）C2H2
（2）nCH催化剂2==CH－CN?????
（3）nCH2==CH－CH==CH催化剂2?????
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2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）
1．X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大。X和Z同主族，Y和W同主族；原子半径X小于Y；X、Y、Z、W原子最外层电子数之和为14。下列叙述正确的是 A．气态氢化物的热稳定性：W＞Y B．Y和Z可形成含有共价键的离子化合物
C．W的最高价氧化物对应水化物的酸性同周期元素中最强 D．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y) 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
由题意可以推断出元素X、Y、Z、W分别为H、O、Na、S。
A.元素的非金属性越强，H2S＜H2O，其对应氢化物越稳定，非金属性W(S)＜Y(O)，气态氢化物的热稳定性：选项A错误；
B. Y和Z可形成含有共价键的离子化合物Na2O2，选项B正确；
C.元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，Cl非金属性强于S，所以HClO4是该周期中最强的酸，选项C错误；
D.原子半径的大小顺序：r(Z)＞r(W)＞r(Y)，选项D错误。 答案选B。
2．已知X、Y、Z、W、M均为短周期元素。25℃时，其最高价氧化物对应的水化物（浓度均为0.01mol/L）溶液的pH和原子半径的关系如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．X、M简单离子半径大小顺序：X>M B．Z的最高价氧化物水化物的化学式为H2ZO4 C．X、Y、Z、W、M五种元素中只有一种是金属元素
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(含3套新高考模拟卷)高中化学第五章进入合成有机高分子化合物的时代应用广泛的高分子材料时教案新人教选修
