高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二节 高分子材料教学课件ppt

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课标定位 素养阐释
1.能从微观角度了解高分子材料的分类和用途,能说出高聚物的结构与性质的关系。2.了解合成高分子材料在生活、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。3.从新型高分子材料所含官能团的角度,辨析不同类型新型高分子材料及其化学性质的差异,进而体现在用途的不同。了解新型高分子材料优异的性能,了解新型高分子材料对环境的污染,研制环保型的新型高分子材料是保护环境的关键。
一、高分子材料1.分类:高分子材料
2.高分子的命名。(1)天然高分子习惯使用专有名称,如纤维素、淀粉、甲壳质、蛋白质等。(2)合成高分子一般在单体名称前加上“聚”字,如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等。由两种单体聚合成的高聚物有两种命名法,一是在缩合产物或两种单体前加“聚”,例如,聚对苯二甲酸乙二酯、聚己二酰己二胺等;二是在两种单体名称后加上“树脂”,例如,酚醛树脂、脲醛树脂等。这里的树脂是指未加工处理的聚合物。(3)合成橡胶的名称通常在单体名称后加上“橡胶”,如乙(烯)丙(烯)橡胶、顺丁(二烯)橡胶等。(4)合成纤维的名称常用“纶”,如涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)、腈纶(聚丙烯腈纤维)、氯纶(聚氯乙烯纤维)、锦纶(脂肪族聚酰胺纤维)、维纶(聚乙烯醇缩甲醛纤维)等。
二、通用高分子材料1.塑料。(1)成分。塑料的主要成分是合成树脂,例如,聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等。(2)分类:
(3)几种常见的塑料。①聚乙烯:
现在通过改进聚合反应的催化剂,得到了超高相对分子质量聚乙烯(相对分子质量大于106),具有高强度和高耐磨性,使用温度范围广,耐化学腐蚀,可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。
②酚醛树脂。a.概念:酚醛树脂是用酚类(如苯酚或甲苯酚等)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。b.形成。
c.用途。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。可用于生产烹饪器具的手柄,一些电器与汽车的零部件,火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。③聚氯乙烯。聚氯乙烯薄膜广泛用作包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具、塑料大棚等。聚氯乙烯塑料中往往需要加入一些增塑剂,这些增塑剂小分子在室温下会逐渐“逃逸”出来,使柔软的塑料变硬。有的增塑剂具有一定的毒性。所以不能用含增塑剂的聚氯乙烯生产食品包装材料。
(4)可降解高分子。废弃的塑料制品会危害环境,造成“白色污染”。为了根除
2.合成纤维。(1)纤维的分类:
①合成纤维:以石油、天然气、煤、农副产品作原料,将其转化为单体,再经聚合反应而制得的纤维。②再生纤维:利用木材等为原料经化学加工而制得的纤维。
(2)常见的合成纤维。常见的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶,其中被称作“人造棉花”的是维纶。
3.合成橡胶。(1)合成橡胶。如顺丁橡胶是以1,3-丁二烯为原料经聚合得到以顺式结构为主的聚1,3-丁二烯,其化学方程式为
三、功能高分子材料1.高吸水性树脂。(1)应用。干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。(2)合成方法。①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接入带有强亲水性基团的支链,以提高它们的吸水能力。②用带有强亲水性基团的烯类单体进行聚合,得到含有亲水基团的聚合物。如聚丙烯酸钠。
2.高分子分离膜。(1)分离膜。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。(2)分离膜的分类。分离膜根据膜孔大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等,以分离不同的杂质。(3)制作分离膜的材料。有机高分子材料,如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。(4)高分子分离膜的应用。广泛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。
【自主思考】 1.人们平常所说的“三大合成材料”指的是什么?提示:塑料、合成纤维、合成橡胶。2.合成纤维和再生纤维都是人工合成的高分子化合物吗?提示:天然植物纤维经化学加工所得的纤维为再生纤维,但它并非真正是“人造”的,只是将天然纤维加工改造,所以再生纤维不是人工合成的高分子化合物。3.橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化,其目的是什么?提示:硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键,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。
4.新型高分子材料和传统的三大合成材料有何区别?提示:两者在本质上并没区别。从组成元素上看,都是由C、H、O、N、S等元素组成的;从合成反应上看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成的;从结构上看,都有线型、网状结构。它们的重要区别在功能和性能上,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域。5.在橡胶工业中,制造橡胶要经过硫化工艺,将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂,以得到具有网状结构的树脂。为什么要做成网状结构?目的是否相同?提示:橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为增加橡胶的功能,防止老化;高吸水性树脂将线型结构连接为网状结构可使它既吸水又保水。
【效果自测】 1.判断题。(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)塑料就是合成树脂。(　　)(2)用带有橡胶塞的试剂瓶盛放高锰酸钾溶液。(　　)(3)天然橡胶的成分是聚异戊二烯,它属于合成高分子材料。(　　)(4)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。(　　)(5)高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠。(　　)(6)离子交换树脂主要用于分离和提纯物质。(　　)
答案:ABE　ABE　ABE　C　E　D解析:根据高聚物的结构特点,酚醛树脂和硫化橡胶为网状结构,其他为链状结构,属于线型高分子。线型高分子能溶于有机溶剂,加热能熔融。
3.下列材料中,①高分子膜;②生物高分子材料;③隐身材料;④液晶高分子材料;⑤光敏高分子材料;⑥智能高分子材料,属于功能高分子材料的是(　　)。A.①②⑤B.②④⑤⑥C.③④⑥D.①②③④⑤⑥答案:D解析: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属于功能高分子材料,所以本题答案选D。
1.常见的有机高分子化学反应有哪些?提示:(1)降解,(2)橡胶硫化,(3)催化裂化。2.请根据你的生活经验判断下列物品破损时可以进行热修补的有哪些?①聚氯乙烯凉鞋　②电木插座　③自行车内胎　④聚乙烯塑料膜　⑤有机玻璃提示:①③④⑤。电木的主要成分是酚醛树脂,属于网状结构,具有热固性,不能进行热修补。
提示:顺丁橡胶中含有碳碳双键,易被氧气氧化,易老化。碳碳双键能发生加成反应,橡胶经硫化后,破坏了碳碳双键,形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—),线型结构变为网状结构,可抗老化。
1.有机高分子化学反应的特点。(1)与结构的关系。结构决定性质,有机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、醇解,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:生物降解塑料、化学降解塑料、光降解塑料等。
2.有机高分子化合物的结构与性质。
(2)已知合成锦纶只用了一种原料,这种原料的结构简式是:
则合成锦纶的反应方程式和反应类型是_______________________、_________________________。 
【变式训练1】 Favrskii反应是化工生产中的重要反应,它是利用炔烃与羰基化合物在强碱性条件下发生反应,得到炔醇,反应原理为
以下合成路线是某化工厂生产流程的一部分:
请回答下列问题:(1)写出F中官能团的名称　　　　　　　　; (2)写出D的名称(系统命名) 　　　　　　　　　　; (3)④的反应类型是　　　　　　,B的结构简式是　　　　　　　　;(4)写出反应⑥的化学方程式为　　　　　　　　　　; (5)H是D的同分异构体,核磁共振氢谱有3组峰且属于炔烃的结构简式为　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　; (6)有关C的说法正确的是　　　　。 A.能使溴的四氯化碳溶液褪色B.能与氢氧化钠溶液反应C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.能与乙酸发生酯化反应
1.塑料和树脂是不是同一种物质?两者有何区别?
2.为什么用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构?提示: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。
几种塑料的性能与用途。
答案:(1)热塑性(2)高压　低压(3)高压　低压