高中化学 专题52 应用广泛的高分子材料导学案 新人教版选修5.docx

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高中化学专题52应用广泛的高分子材料导学案新人教版选修5

专题5.2应用广泛的高分子材料

学习目标

1．了解合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。

2．了解高分子结构对性能的影响。

3．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。

自主预习

合成材料的分类

1．合成材料的种类很多，按用途和性能可分为_、____________和复合材料。

2．三大合成材料：

、合成纤维、。

一、塑料

1．塑料的主要成分是__________，即合成树脂，例如。

根据塑料受热时的表现，可把塑料分为________（如）和（如）。

2．常见合成材料

（1）聚乙烯

性质

高压聚乙烯

低压聚乙烯

相对分子质量

密度

有无支链

很少

生成条件

高压、催化剂

低压、催化剂

用途

（2）酚醛树脂

①概念：

酚醛树脂是用_____（如）与_____（如）在或的催化下相互而成的高分子化合物。

②形成：

在酸催化下，等物质的量的甲醛和苯酚反应形成______结构高分子；在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应，生成______结构的酚醛树脂。

3．什么叫白色污染？

白色污染的防治方法有哪些？

二、合成纤维

1．纤维的分类

2．合成纤维

定义：

利用，再经而制成的纤维。

其原料本身纤维。

重要的合成纤维——“六大纶”是指：

、、、、、、

性能：

合成纤维具有、、、、的优点，但在、等方面不如天然纤维。

合成纤维中，维纶（聚乙烯醇），被称为“”，其分子链上含有，所以具有较好的吸湿性。

合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——，它是由对苯二甲酸和乙二醇在催化的作用下生成的，写出聚酯纤维—涤纶的制备方程式。

。

三、合成橡胶

橡胶是一类具有性的物质，天然橡胶无论在产量还是在性能上都不能满足需要。

1、天然橡胶

结构简式为：

单体为：

；是型高分子，经后转化为结构，增加了它的弹性和强度。

2．合成橡胶

（1）合成：

顺丁橡胶以为原料经得到以顺式结构为主的，其结构简式为，然后再与硫磺等硫化剂混炼而成的。

合成聚1,3—丁二烯的反应方程式为：

（2）性能：

具有、、、、、、等性能。

预习检测

1．下列物质中，不属于合成材料的是（　　）

A．塑料　　　B．蛋白质C．合成纤维D．合成橡胶

2．下列对于废弃塑料制品的处理方法中，最为恰当的是（　　）

A．将废弃物切成碎片，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

3．下列关于聚乙烯的用途错误的是（）

A．高压聚乙烯可做薄膜B．低压聚乙烯可做桶

C．高压聚乙烯可做瓶D．低压聚乙烯可做管

4．下列不属于合成纤维的是（）

A．涤纶B．人造棉花C．锦纶D．羊毛

5．天然纤维的吸湿性优于合成纤维，合成纤维中吸湿性较好的是（）

A．聚丙烯纤维（丙纶）　　　　　　　　B．聚酯纤维（涤纶）

C．聚乙烯醇缩醛纤维（维纶）　　　　D．聚酰胺纤维（锦纶）

6．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（）

合作探究

探究活动一：

材料的分类

聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。

聚丙烯酸酯的结构简式为

，它属于（）

①无机化合物②有机化合物③高分子化合物④离子化合物⑤共价化合物

A．①③④B．①③⑤C．②③⑤D．②③④

【思考交流】

能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，其中材料是能源和信息发展的基础，尤为重要，常见的材料有哪些？

怎样对它们进行分类？

【归纳整理】

【学以致用】

1．下列物质不属于新型有机高分子材料的是（）

A．高分子分离膜B．液晶高分子材料C．生物高分子材料D．有机玻璃

2．下列对于有机高分子化合物的认识不正确的是（）

A．有机高分子化合物称为高聚物或聚合物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得

B．有机高分子化合物的相对分子质量很大

C．对于一块高分子材料，n是一个正整数，因而它的相对分子质量是确定的

D．高分子材料可以分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类

探究活动二：

有机高分子化合物的结构、性质

实践活动

1．分别将装有聚乙烯塑料碎片和电木碎片的试管放在酒精灯上缓缓加热，观察现象，冷却，观察现象。

2．从聚乙烯食品袋上剪下一条塑料薄膜，量出其长度，用力拉伸至接近断裂为止，再测其长度。

3．取一小段聚丙烯塑料绳，试一试在哪个方向上容易撕扯开。

【思考交流】

描述各实验的实验现象，试解释产生现象的原因。

【归纳整理】

1．塑料是由树脂和加工助剂构成的，塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，加工助剂也起重要作用．

2．热塑性塑料具有长链状的线型结构，如下图Ⅰ、Ⅱ。

受热时，分子间作用力减弱，易滑动；冷却时，相互引力增强，会重新硬化。

热固性塑料再次受热时，链与链间会形成共价键，如下图Ⅲ，产生一些交联，形成体型网状结构，硬化定型。

线型高分子

体型（网状）高分子

结构

分子中的原子以共价键相互连结，构成一条很长的卷曲状态的“链”

分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构

溶解性

可溶于有机溶剂

不溶，有些在有机溶剂里发生溶涨

性能

具有热热塑性，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

聚乙烯塑料

酚醛树脂

【学以致用】

3．下列原料或制成的成品中，若出现破损不可进行热修补的是（　　）

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

4．耳机线为什么总缠在一起？

探究活动三：

酚醛树脂的合成

实验5-1：

酚醛树脂的制取和性质

分组编号

Ⅰ

Ⅱ

实验步骤

①苯酚+甲醛+浓盐酸

①苯酚+甲醛+浓氨水

产品外观

加热试验

酒精溶解

结构特点

结构

结构

【思考交流】

1．苯酚和甲醛如何相互缩合成高分子化合物？

2．尿素是蛋白质的代谢产物，随尿排出体外。

尿素氮原子上的氢可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂（电玉）。

你能写出它们的结构吗？

【归纳整理】

1．等物质的量的苯酚和甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子。

在碱性条件下：

甲醛过量时，苯酚与甲醛的反应不仅可以发生在邻位，而且还可以发生在对位，得到网状结构的酚醛树脂（米黄色）

2．尿素氮原子上的氢可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂（电玉）。

【学以致用】

5．酚醛树脂可用苯酚和甲醛反应制得。

实验室制备酚醛树脂时，在酸性条件下，苯酚过量制得的酚醛树脂若不易取出时，则可趁热时加入一些乙醇来取出树脂；在碱性条件下，苯酚过量时，若酚醛树脂不易取出，用加热或加溶剂的方法都很难将树脂取出，下列有关叙述正确的是（　　）

A．酸性条件制得的是线型酚醛树脂，碱性条件制得的是网状结构酚醛树脂

B．酸性条件制得的是体型酚醛树脂，碱性条件制得的是线型酚醛树脂

C．两种条件下制得的都是线型酚醛树脂

D．两种条件下制得的都是网状结构酚醛树脂

6．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．聚丙烯塑料B．聚氯乙烯塑料C．酚醛塑料D．聚苯乙烯塑料

探究活动四：

合成纤维

下列说法正确的是（　　）

A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维

B．天然纤维是不能再被加工处理的

C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称为化学纤维

D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维

【思考交流】

1．人造纤维和合成纤维的区别

2．阅读课本109最后一段，了解制作衣服的纤维有什么要求？

【归纳整理】

1．人造纤维和合成纤维的区别

化学纤维类别

原料

合成方法

例如

人造纤维

天然纤维（如芦苇、甘蔗渣、短棉、木材等）

加工处理

人造丝

合成纤维

石油、天然气、煤和农副产品

聚合反应

“六大纶”

2．衣服柔软贴身要求：

聚合物为无支链或无较大支链的线型分子，易围绕单健健轴旋转运动的线状分子链互相缠绕，使纤维柔软有弹性。

衣服结实耐穿要求：

高分子链在拉伸方向上的取向局部链段有序排列，增大分子链间的吸引力。

【学以致用】

7．奥运吉祥物福娃外材料为纯羊毛线，内充物为无毒的聚酯纤维,下列说法不正确的是（）

A．羊毛与聚酯纤维可以用燃烧的方法区别

B．聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解

C．纯羊毛不是纯净物

D．羊毛与聚酯纤维的化学成分相同

8．下列说法中正确的是（）

A．天然纤维就是纤维素

B．合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品

C．化学纤维的原料部可以是天然纤维

D．生产合成纤维的过程发生的是物理变化

探究活动五：

合成橡胶

橡胶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，加工时往往需进行硫化处理，即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应。

橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。

下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是（）

A．橡皮筋B．汽车外胎C．普通气球D．医用乳胶手套

【思考交流】

橡胶中硫化剂的作用是？

列举几种常见的合成橡胶，及其性能。

【归纳整理】

橡胶中硫化剂的作用：

打开橡胶分子中的碳碳双键，以—S—S—键将橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的橡胶。

但交联程度不宜过大，否则会失去弹性。

即硫化程度越高，强度越高，但弹性降低。

相比而言，合成橡胶一般具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。

【学以致用】

9．丁腈橡胶

具有优良的耐油、耐高温性，合成丁腈橡胶的原料是（　　）

A．③⑥B．①②　　　　　　C．①③D．④⑤

10．下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法中错误的是（　　）

①高分子化合物的相对分子质量都很大

②纯净的淀粉属于纯净物

③有机高分子的结构分为线型结构和体型结构

④线型高分子具有热固性

⑤高分子材料一般不易燃烧

A．④⑤B．①③C．②⑤D．②④⑤

11．随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要，近年来，人们合成了一种无机耐火橡胶，它的结构应是（　　）

1．自2008年6月1日起全国限制生产销售使用塑料购物袋，常见塑料购物袋分为两种：

一种主要成分是聚乙烯，另一种主要成分是聚氯乙烯，下列相关的说法正确的是（　　）

A．这一措施，有利于改善环境，减少白色污染

B．用聚氯乙烯塑料袋装食品比用聚乙烯要好

C．聚氯乙烯、聚乙烯塑料袋有固定的熔沸点

D．聚氯乙烯、聚乙烯都能与溴水发生加成反应

2．我们通常所说的三大合成材料是指（　　）

①光导纤维　②塑料　③合成氨　④高温结构陶瓷⑤合成纤维　⑥涂料　⑦合成洗涤剂　⑧合成橡胶⑨黏合剂　⑩硅酸盐材料

A．②⑤⑧B．①⑦⑩C．④③⑨D．①④⑩

3．食品保鲜膜按材质分为聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等种类。

PE保鲜膜可直接接触食品，PVC保鲜膜则不能直接接触食品，它对人体有潜在危害。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．PE、PVC都属于链状高分子化合物，受热易熔化

B．PE、PVC的单体都是不饱和烃，能使溴水褪色

C．废弃的PE、PVC均可回收利用以减少污染

D．焚烧PVC保鲜膜会放出有害气体

4．下列有关塑料的说法不正确的是（　　）

A．塑料的主要成分是合成树脂

B．热塑性塑料可以反复加工，多次使用

C．酚醛树脂属于热固性塑料

D．聚氯乙烯是热固性塑料

5．某有机物的结构简式为

下列叙述不正确的是（　　）

A．1mol该有机物与NaOH溶液完全反应时，消耗1molNaOH

B．该有机物水解所得的高聚物属于醇类

C．该有机物可通过加聚反应生成

D．该有机物分子中不含有双键

6．科技文献中经常出现下列词汇，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

7．关于几种高分子的叙述中，错误的是（）

　A．天然橡胶分子具有异戊二烯经加聚作用形成的结构

B．天然蛋白质水解后得到多种氨基酸

C．淀粉是葡萄糖分子经加聚反应形成的

D．聚苯乙烯是由苯和乙烯经加聚反应形成的

8．下面是一种线型高分子链的一部份：

由此分析，此高聚物的单体至少有____种，写出此高聚物单体的结构简式：

_。

通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。

自评：

本节学习中的问题与思考：

师评：

年月日

自主预习

1．合成高分子材料功能高分子材料

2．塑料合成橡胶

一．1．合成高分子化合物聚乙烯聚氯乙烯聚丙烯聚苯乙烯酚醛树脂热塑性塑料聚乙烯热固性塑料酚醛树脂

2．

（1）较低较高较低较高有薄膜瓶、桶、板、管、棒材

（2）①酚类苯酚醛类甲醛酸碱缩合②线型网状

3．白色污染是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。

它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物，难于降解处理，以致造成城市环境严重污染的现象。

二．1．天然植物动物化学人造合成

2．石油、天然气、煤和农副产品作原料加工制得单体缩合聚合反应不是涤纶锦纶丙纶维纶氯纶强度高弹性好耐腐蚀不缩水质轻保暖透气性吸湿性人造棉花羟基涤纶

三．弹

1．

线硫化网状

2．

（1）顺1,3—丁二烯加成聚合顺势聚1,3—丁二烯

（2）耐磨性耐油性耐寒性耐热性耐燃性耐腐蚀性耐老化性

预习检测

1．B2．D3．C4．D5．C6．B

【学以致用】

1．D2．C3．B

4．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。

5．A6．C7．B8．C9．C10．D11．C

探究活动三：

②水浴加热15min③洗涤、干燥粉红色固体软化（热塑性）不软化（热固性）溶解不溶解线型网状

随堂检测1．A2．A3．B4．D5．A6．B7．C

8．5