第5章 第2节 高分子材料（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修3同步学案（人教版）

本讲义聚焦高分子材料核心知识点，系统梳理通用高分子材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）的结构、性能及用途，延伸至功能高分子材料（高吸水性树脂、高分子分离膜等）的分类与应用，构建从基础分类到实际应用的学习支架。 该资料通过对比分析（如高压与低压聚乙烯结构差异）和实例探究（尿不湿吸水原理、海水淡化膜应用）培养科学思维与科学态度，习题设计联系生活情境，课中辅助教师讲解结构决定性质的化学观念，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第二节　高分子材料 学习目标 新课程标准 1.了解塑料、合成纤维、合成橡胶等高分子材料的结构、性能和用途。 2．知道功能高分子材料的分类，能举例说明其在生产生活、高新技术领域中的应用。 1.宏观辨识与微观探析：认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点，能列举重要的合成高分子化合物。 2．科学态度与社会责任：阅读交流常见塑料、合成纤维和合成橡胶的发展、应用与合成，了解新型高分子材料的优异性能及其在材料领域、高新技术领域中的应用；联系材料科学的学科发展过程和其中的重大事件，体验有机化学作为基础学科对相关学科发展的重要价值；能参与材料选择与使用、垃圾处理等社会性议题的讨论，并作出科学的判断、评价决策。 知识点一　通用高分子材料 一、高分子材料的分类 二、通用高分子材料 1．塑料 (1)主要成分是合成树脂。 (2)分类 ①热塑性塑料，如聚乙烯等制成的塑料，可以反复加热熔融加工； ②热固性塑料，如用酚醛树脂等制成的塑料，不能加热熔融，只能一次成型。 (3)常见的塑料 ①聚乙烯 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 聚合反应条件 高温、高压、引发剂 低温、低压、催化剂 高分子链结构 支链型结构 线型结构 密度 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 主要性能 无毒、无味、较柔软 无毒、无味、较硬 主要用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等 ②酚醛树脂 a．组成：酚醛树脂是用酚与醛在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。 b．形成：在酸催化下，等物质的量的甲醛和苯酚反应形成线型结构高分子，发生反应为； ＋(n－1)H2O在碱催化下，过量的甲醛与苯酚反应，生成网状结构的酚醛树脂。 2．合成纤维 (1)纤维的分类 纤维 (2)常见的合成纤维 常见的合成纤维：锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶、丙纶。 ①维纶 维纶被称为“人造棉花”，有较好的吸湿性。 ②聚酯纤维 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶，其制备原理是： ③聚酰胺纤维 聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。其制备原理为：nH2N—(CH2)6—NH2＋＋(2n－1)H2O 3．合成橡胶 (1)橡胶的分类 橡胶有天然橡胶和合成橡胶两大类。 (2)常见的合成橡胶——顺丁橡胶 顺丁橡胶是以1,3-丁二烯为原料，在催化剂作用下发生加聚反应，得到以顺式结构为主的聚合物。反应方程为：nCH2===CH—CH===CH2 然后再与硫等硫化剂作用，把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。 (3)天然橡胶 结构简式为。 1．下列生活用品中主要由合成纤维制造的是(　　) A．尼龙绳　　　　　　 B．宣纸 C．羊绒衫 D．棉衬衣 答案　A 2．下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是(　　) A．聚氯乙烯凉鞋 B．电木插座 C．自行车内胎 D．聚乙烯塑料膜 答案　B 1．顺丁橡胶CH2—CH===CH—CH2易老化的原因是什么？ 提示　顺丁橡胶中含有碳碳双键，易被氧气氧化，故易老化。 2．橡胶塞能作有机试剂的瓶塞吗？为什么？ 提示　不能。因为橡胶接触有机溶剂会产生溶胀现象。 1．高分子化合物的结构和性质 分类 线型高分子 体型(网状)高分子 线型结构 支链结构 体型结构 结构 分子中的原子以共价键相互连接，构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间有许多共价键交联起来，形成三维空间网状结构 溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大 性能 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化 特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好，有可塑性 常见物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶 【点拨】　 高分子化合物的熟记知识 有机高分子化合物的性质，主要有四个方面： (1)一般线型的高分子化合物可溶于有机溶剂，网状的一般难溶于有机溶剂，有的只有一定程度的溶胀(或胀大)。 (2)热塑性和热固性：线型的具热塑性，体型的具热固性。 (3)它们一般不导电。 (4)它们往往易燃烧，线型高分子化合物一般不耐高温。 2．高分子化学反应的特点 (1)与结构的关系 结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解，羧基易发生酯化、取代等反应。 (2)常见的有机高分子化学反应 ①降解：在一定条件下，高分子材料降解为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有：生物降解、化学降解、光降解等。 ②橡胶硫化： 天然橡胶()经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型结构变为体型结构。 ③催化裂化：塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。 1．新型材料可以在乳酸菌作用下完全降解，可代替聚苯乙烯制作一次性餐饮具，下列有关该材料的说法错误的是(　　) A．合成该材料的单体为 B．该材料为网状(体型)结构，具有热固性 C．合成该材料的方式与聚苯乙烯不同 D．该材料在一定条件下可发生水解 解析　由该材料的结构看，它是由乳酸发生缩聚反应的产物，反应方程式为：＋(n－1)H2O，其单体为乳酸，A项正确；聚乳酸的形成是缩聚反应，而聚苯乙烯的形成则是加聚反应，C项正确；聚乳酸属于酯类，在一定条件下可水解生成乳酸，D项正确；从其结构可看出，该材料为线型结构，具有热塑性而不具有热固性，B项错误。 答案　B 2．橡胶树是热带植物，在我国海南已大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构简式为 试回答下列问题： (1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是________，天然橡胶加入适当的硫进行硫化后，其结构由________变成________，因而硫化橡胶________(选填“能”或“不能”)溶于汽油。 (2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。 解析　(1)从天然橡胶成分的结构简式可知，天然橡胶为线型结构的高分子，能溶于汽油等有机溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子可通过形成共价键，使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶于汽油。 (2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键，能发生加成反应，使溴水褪色。 答案　(1)天然橡胶是线型结构　线型结构　网状结构(或体型结构)　不能　(2)能 知识点二　功能高分子材料 一、含义 功能高分子材料是为了适应高科技产业等对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 二、常见的功能高分子材料 1．高吸水性树脂 (1)合成方法 ①改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团。 ②用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合，得到含亲水基团的聚合物。如聚丙烯酸钠高吸水性树脂： (2)性能 可吸收其自身质量数百倍甚至上千倍的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压。 (3)应用：干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水、改良土壤，改造沙漠。 2．高分子分离膜 (1)功能：用于物质的分离提纯。 (2)原理 分离膜功能示意图 分离膜只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，成为浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 (3)分类 根据膜孔大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 (4)应用 高分子分离膜已广泛应用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。 1．婴儿用的一次性纸尿片中，有一层能吸水保水的物质。下列高分子中有可能被采用的是(　　) C．CCl2—CCl2 答案　B 2．高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是(　　) A．分离工业废水，回收废液中的有用成分 B．食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒 C．将化学能转换成电能，将热能转换成电能 D．海水淡化 答案　C 下列材料中，哪些不属于功能高分子材料？ ①有机玻璃　②合成橡胶　③高分子分离膜　④生物高分子材料　⑤隐身材料　⑥液晶高分子材料　⑦光敏高分子材料 　⑧智能高分子材料 提示　有机玻璃属于传统合成材料中的塑料。塑料、合成橡胶、合成纤维属于三大传统合成材料，它们不属于新型有机高分子材料。则答案为①、②。 1．功能高分子材料的品种与分类 2．功能高分子材料的比较 常见功能高分子材料 主要功能 主要应用 高分子膜 高分子 分离膜 选择性地允许某些物质通过 ①废水处理 ②海水淡化 ③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等 高分子 传感膜 把化学能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池 高分子 热电膜 把热能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池 医用高 分子材料 ①具有优异的生物相容性 ②具有某些特殊功能 人造器官 1．高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化，下列材料不属于功能高分子材料的是(　　) A．用于生产光盘等产品的光敏高分子材料 B．用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅 C．能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂 D．能导电的掺杂聚乙炔 解析　B项中半导体材料单晶硅，属于传统的无机非金属材料。A项中光敏高分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。 答案　B 2．据医药化学杂志报道。用聚乙交酯纤维材料所制成的医用缝合线比天然高分子材料(如肠线)还好。前者的结构简式可表示为，它是由有机物聚合而成的。 (1)试推导聚乙交酯纤维的单体：__________________________________________。 (2)写出有关反应的化学方程式：_____________________________________。 (3)可用作医用的高分子材料需具备的性能是：______________________________。 解析　本题可采用逆推法，具体推导如下： (1)由结构简式可推知聚乙交酯纤维的单体为。 (2)先由单体进行分子间脱水形成环酯，即中间产物，再由中间产物开环形成高分子化合物。 答案　(1)HO—CH2—COOH (3)优异的生物相容性，无毒性，具有很高的机械性能以及其他一些特殊功能(合理即可) 1．下列材料中，属于功能高分子材料的是(　　) ①高分子膜　②生物高分子材料　③导电高分子材料　④离子交换树脂　⑤医用高分子材料　⑥高吸水性树脂　⑦液晶高分子材料 A．①③⑤⑥　　　　　　 B．②④⑤⑥ C．②③④⑤ D．全部 解析　常用的功能高分子材料包括高分子膜、医用高分子材料、高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子材料、导电高分子材料、液晶高分子材料、生物高分子材料、高分子催化剂和试剂等。 答案　D 2．橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需要进行硫化处理，即将橡胶原料与硫黄在一定条件下反应。橡胶制品经适度硫化，弹性和耐磨性都有所提高，强度会变大。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是(　　) A．医用橡胶手套 B．汽车外胎 C．自行车内胎 D．橡皮筋 解析　在生产合成橡胶时为了提高橡胶的某些特性往往在合成时加入某些特殊物质，如本题中为提高弹性和耐磨性要对橡胶进行硫化，根据该信息知在生产汽车外胎时需要硫化程度较高。 答案　B 3．关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是(　　) A．顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然高分子材料 B．顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体 C．涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的 D．酚醛树脂的单体是苯酚和甲醇 解析　A．顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂是人工合成的高分子材料，不属于天然高分子材料，A错误；B.顺丁橡胶的单体为1,3-丁二烯，与反-2-丁烯分子式不同，不互为同分异构体，B错误；C.涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的，C正确；D.酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛，不是甲醇，D错误；答案选C。 答案　C 4．奥运吉祥物福娃外材料为羊毛，内充物为无毒的聚酯纤维()。下列说法正确的是(　　) A．羊毛与聚酯纤维的化学成分相同 B．聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解 C．该聚酯纤维单体为对苯二甲酸和乙醇 D．由单体合成聚酯纤维的反应属于加聚反应 解析　羊毛的主要成分为蛋白质，A项错误；聚酯纤维能水解生成对苯二甲酸和乙二醇，而羊毛水解最终产物为氨基酸，B项正确，C项错误；合成聚酯纤维的反应为缩聚反应，D项错误。 答案　B 5．合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶。下图是合成涤纶的流程图。 回答下列问题： (1)写出中间产物的结构简式：A_________________________________，B______________________，C________________________________________。 (2)写出下列反应所需的试剂：②_________________________________， ③________________________________________________________________________， ⑤________________________________________________________________________。 (3)反应过程的7步反应中，属于取代反应的有________(填编号，下同)，属于氧化反应的有 ________，属于加成反应的有________。 (4)写出合成涤纶最后一步反应的化学方程式：________________________________。 解析　本题考查有机反应的条件与产物的关系。“光照”与芳香烃中烷基上的氢原子的取代反应有关；“NaOH水溶液并加热”与卤代烃的水解反应有关。 答案　(1) 　HOCH2CH2OH (2)NaOH水溶液　O2和Cu(或Ag)　溴水(或溴的四氯化碳溶液) (3)①②⑥⑦　③④　⑤ 学科网（北京）股份有限公司 $