第五章 第二节 第1课时 通用高分子材料-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

本讲义聚焦通用高分子材料核心知识点，系统梳理高分子材料的分类、命名规则，以及塑料、合成纤维、合成橡胶的成分、结构（线型、支链型、网状）与性质（热塑性、热固性等）的关系，构建“结构-性质-用途”的学习支架。 资料以“结构决定性质”的化学观念为核心，通过对比实验（如高压与低压聚乙烯结构差异）、实验探究（酚醛树脂合成）培养科学思维与探究能力。结合航天服材料、N95口罩等实例，体现科学态度与责任。课中交流研讨辅助理解，课后练习题助力查漏补缺。

第二节　高分子材料 第1课时　通用高分子材料 [学习目标]　1.能从微观角度了解高分子材料的分类和用途，理解高聚物的结构与性质的关系。　2.了解高分子材料在生活、生产方面的巨大贡献，但也要了解高分子材料对环境造成的不良影响。 任务一　高分子材料概述 1.高分子材料的分类 2.高分子的命名 (1)天然高分子：一般有习惯使用的专有名称，如淀粉、纤维素、甲壳质、蛋白质等。 (2)合成高分子 合成 高分子 (3)合成橡胶：通常在单体名称后加上“橡胶”，如顺丁橡胶等。 (4)合成纤维的名称常用“纶”，如氯纶(聚氯乙烯纤维)、腈纶(聚丙烯腈纤维)等。 1.近年来我国取得了世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列各项涉及材料属于有机高分子材料的是(　　) A.“奋斗者”号潜水器外壳材料钛合金 B.“北斗系统”芯片材料高纯硅 C.“祝融号”集热材料正十一烷 D.“天宫”空间站窗户玻璃材料聚甲基丙烯酸甲酯 答案：D 解析：“奋斗者”号潜水器外壳材料钛合金属于金属材料，故A不选；“北斗系统”芯片材料高纯硅属于无机非金属材料，故B不选；“祝融号”集热材料正十一烷的相对分子质量很小，属于有机物，不属于高分子材料，故C不选；“天宫”空间站窗户玻璃材料聚甲基丙烯酸甲酯为聚合物，属于有机高分子材料，故D选。 2.有机化学对于人类生活有着十分重要的作用。下列说法正确的是(　　) A.涤纶、锦纶、蚕丝都属于合成纤维 B.按用途和性能，合成材料分为合成高分子材料、功能高分子材料和复合材料 C.制作N95型口罩的“熔喷布”，其主要组成为聚丙烯，聚丙烯是有机高分子 D.蛋白质是结构复杂的高分子，分子都由C、H、O三种元素组成 答案：C 学生用书⬇第130页 任务二　通用高分子材料——塑料 1.塑料的成分 2.塑料的分类 (1)热塑性塑料：可以反复加热熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料制品。 (2)热固性塑料：不能加热熔融，只能一次成型，如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料制品。 3.常见的塑料 (1)聚乙烯 比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 聚合 反应条件 150 MPa～300 MPa，200 ℃左右，使用引发剂 0.1 MPa～2 MPa，60～100 ℃，使用催化剂 高分子链 的结构 含有较多支链 支链较少 密度/ (g·cm－3) 0.91～0.93 0.94～0.97 软化 温度/℃ 105～120 120～140 主要性能 无毒，较柔软 无毒，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 ①概念 酚醛树脂是酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。 ②实验探究——酚醛树脂的合成反应 实验 操作 实验 现象 混合溶液变浑浊，生成黏稠粉红色物质 混合溶液变浑浊，生成黏稠淡黄色物质 实验 结论 苯酚与甲醛在酸或碱作用下均可发生缩聚反应生成树脂 ③酸性、碱性条件对酚醛树脂结构的影响 a.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。化学方程式为 ＋ (名称：羟甲基苯酚)；反应类型：加成反应。 n＋(n－1)H2O；反应类型：缩聚反应。 b.在碱催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，继续反应就可以生成网状结构的酚醛树脂。 名称：2，4-二羟甲基苯酚　名称：2，4，6-三羟甲基苯酚 ④酚醛树脂的性质及用途 具有网状结构的酚醛树脂受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。 学生用书⬇第131页 [交流研讨1]　(1)我们平时用的耳机线为什么总缠在一起？ 提示：耳机线一般为聚乙烯材质，聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，单键可旋转，使它不可能成一条直线，只能成不规则的卷曲状态。当有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直，除去外力后又恢复卷曲状态。因此，一般的高分子材料都具有一定的弹性。 (2)为什么高压法聚乙烯比低压法聚乙烯的软化温度低、密度也低呢？ 提示：低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构影响碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比高密度聚乙烯的小，软化温度和密度也就较低；高密度聚乙烯的支链较少，链之间易于接近，相互作用力较大，软化温度和密度都较高。 [交流研讨2]　尿素(H2NCONH2)可以与甲醛发生缩聚反应生成脲醛树脂。请写出尿素与甲醛缩聚反应得到线型脲醛树脂的化学方程式。 提示：nH2NCONH2＋ ＋(n－1)H2O。 线型结构、支链型结构、网状型结构对合成高分子性能的影响 结构 结构特点 性质特点 线型 没有支链的长链分子，且大多数呈卷曲状 受热后熔融，冷却后固化，具有热塑性 支链 型 主链上有长支链和短支链，分子排列松散，分子间作用力弱 柔软度和溶解度较线型高分子的大，密度、强度和软化温度低于线型高分子 网状 型 线型或支链型高分子以化学键交联，形成网状结构 柔软度降低，刚性提高，不能熔融，在溶剂中会发生溶胀，但不能溶解 1.在日常生活中，我们经常见到以下产品。如果这些产品出现破损，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 解析：聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜都是用热塑性树脂加工而成的塑料制成的，可以反复加工，多次使用，出现破损时可进行热修补，而电木插座是用具有网状结构的酚醛树脂制成的，具有热固性，受热不熔化，出现破损时不能进行热修补。 2.线型脲醛树脂再通过交联形成网状结构，网状结构片段如下图所示(图中表示链延长)。下列说法不正确的是(　　) A.形成线型结构的过程发生了缩聚反应 B.网状脲醛树脂在自然界中不可能发生降解 C.线型脲醛树脂的结构简式还可能是 D.线型脲醛树脂能通过甲醛交联形成网状结构 答案：B 解析：A项，该高分子化合物可由尿素和甲醛通过缩聚反应得到，所以得到该物质的反应为缩聚反应，正确；B项，网状脲醛树脂中含酰胺键，可以发生水解反应，即该物质在自然界中可以降解，错误；C项，尿素中可能只有一个氨基与甲醛加成，生成羟甲基脲并缩聚生成，正确；D项，由图示结构可知，甲醛可以和线型脲醛树脂中的亚氨基继续加成反应生成网状结构的脲醛树脂，正确。 3.实验室制取少量酚醛树脂的过程如下：在大试管中加入2.5 g苯酚，加入2.5 mL质量分数为40％的甲醛溶液，再加入1 mL浓盐酸，加热，等反应不再剧烈进行后，再加热一会儿，即可看到黏稠的近似固体的酚醛树脂。回答下列问题： (1)浓盐酸在该实验中的作用是　　　　。 (2)加热的方式是　　　　(填字母)。 A.用酒精灯直接加热　　　B.沸水浴 C.50～60 ℃水浴 D.用手微热 (3)写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　， 反应类型：　　　　　　　　　　　　。 (4)得到的酚醛树脂常显粉红色的原因是　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)催化剂　(2)B (3)n＋nHCHO＋ (n－1)H2O　缩聚反应　(4)反应过程中，少部分苯酚被氧化 学生用书⬇第132页 任务三　通用高分子材料——合成纤维和合成橡胶 1.合成纤维 (1)纤维的分类 (2)合成纤维的性能 ①优点：强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等。 ②缺点：吸湿性、透气性等方面不如天然纤维(除了维纶具有较好的吸湿性)。 ③改进方法：将天然纤维和合成纤维混合纺织实现了优势互补，性能更加优良。 (3)常见的合成纤维 ①聚酯纤维 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。 ②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。 聚己二酰己二胺纤维又称锦纶66、尼龙66(两个数字6分别代表二胺和二酸分子中所含碳原子的个数)。 2.合成橡胶 (1)橡胶的分类 (2)性能及用途 合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，在绝缘性、耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀方面有着其独特的优势，广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。 (3)常见的橡胶——顺丁橡胶 ①合成原理： ②结构特点：呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。 ③改进措施：将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的双键打开，以二硫键(—S—S—)等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，这一加工过程称为橡胶的硫化。 a.优点：橡胶硫化后，具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。 b.注意：硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。 学生用书⬇第133页 [交流研讨]　(1)天然橡胶是顺式聚异戊二烯，杜仲胶是反式聚异戊二烯，你能写出杜仲胶的结构简式吗？ 提示： (2)请观察顺丁橡胶()的结构特点，实验室中哪些试剂瓶的瓶塞不能选用橡胶塞？ 提示：顺丁橡胶中存在碳碳双键，易发生加成反应和氧化反应，所以盛放溴水、酸性高锰酸钾溶液、浓硝酸、浓硫酸、汽油等的试剂瓶，不能用橡胶塞。 1.下列说法正确的是(　　) A.天然纤维和合成纤维均属于纤维素 B.棉花、黏胶纤维、聚酯纤维均为化学纤维 C.天然橡胶的成分为聚异戊二烯，它属于合成高分子材料 D.顺式聚-1，3-丁二烯是线型结构，具有较好的弹性 答案：D 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　　　　(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。 答案：(1)天然橡胶是线型结构　线型结构　网状结构　不能　(2)能 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。 1.(2025·四川内江高二期末)舱外航天服是航天员的“飞天战袍”，也是执行出舱活动的“护身铠甲”。它像一个人形飞船，充上一定的压力后，可保护航天员的生命安全，抵御外太空的高低温、强辐射等。下列有关航天服涉及的材料中，不属于高分子材料的是(　　) A.保护层——聚四氟乙烯　 B.手套指尖——橡胶 C.液冷服——聚氯乙烯　 D.躯干部位——玻璃纤维 答案：D 解析：聚四氟乙烯是四氟乙烯发生加聚反应的产物，是人工合成的高分子材料，A不符合；橡胶是高分子材料，B不符合；聚氯乙烯是氯乙烯发生加聚反应的产物，是人工合成的高分子材料，C不符合；玻璃纤维，主要成分为二氧化硅，属于无机物，不属于高分子材料，D符合。 2.(2024·河北张家口高二期末)随着人们生活水平的提高，有机高分子材料的应用越来越普及。下列关于高分子化合物的说法错误的是(　　) A.聚四氟乙烯着火点低，易燃烧 B.用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构，不溶于一般溶剂 C.涤纶纤维耐磨、易洗，适合用于服饰和床上用品 D.聚乙炔分子中存在大π键，能导电 答案：A 解析：聚四氟乙烯是不易燃烧、耐高温的合成高分子化合物，故A错误；酚醛树脂为网状结构，不溶于一般溶剂，故B正确；涤纶纤维具有耐磨、易洗等特性，适合用于服饰和床上用品，故C正确；聚乙炔分子中存在大π键，化合物中存在自由移动的电子，能导电，故D正确。 3.(2024·广东肇庆高二期末)2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。下列与宇航员宇航服的材料有关的说法不正确的是(　　) A.内衣层所用的棉纺织品为天然高分子材料 B.保暖层所用羊毛的主要成分为蛋白质 C.水冷层所用的聚氯乙烯可由氯乙烯通过加聚反应制得 学生用书⬇第134页 D.防护层所用的芳纶 ()属于芳香烃 答案：D 解析：棉纺织品的主要成分为纤维素，是天然高分子材料，A项正确；羊毛的主要成分为蛋白质，B项正确；聚氯乙烯可由氯乙烯通过加聚反应制得，C项正确；芳纶为聚酰胺纤维，属于芳香族化合物，不属于芳香烃，芳香烃一般是指分子中含有苯环的碳氢化合物，D项错误。 4.目前合成纤维中产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶，下面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　　　　　　　，⑤　　　　　　　。 (3)合成过程的七步反应中，属于氧化反应的有　　　　(填序号，下同)，属于加成反应的有　　　　　　　。 (4)写出反应⑦的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)　　HOCH2CH2OH (2)NaOH水溶液　溴水(或溴的四氯化碳溶液)　(3)③④　⑤ (4)n＋nHOCH2CH2OHみ ＋(2n－1)H2O 解析：(3)①是取代反应；②是水解反应；③是催化氧化反应；④也是催化氧化反应，得到对苯二甲酸；⑤是加成反应；⑥是水解反应，得二元醇(乙二醇)；⑦是缩聚反应。 学科网（北京）股份有限公司 $