高中第二节 高分子材料公开课ppt课件
展开1.通过阅读思考,讨论交流,了解不同类型的功能高分子材料(高吸水性树脂和高分子分离膜)的制备方法和主要用途,进一步理解高聚物的结构与性质的关系。 2.通过实验探究,数据分析,体会通过分析微观结构解释化学性质的思路,以及结构、性质和应用之间的关系,进一步完善对有机化合物结构、性质和应用的认识。 3.通过问题探究,思考交流,了解新型高分子材料的优异性能及其在高技术领域的应用,体验功能导向的高分子材料的合成和在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献,培养科学探究与社会责任的化学核心素养。
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:
任务一、认识功能高分子材料
学生活动1、阅读教材P145页最后自然段及P146页第一自然段内容,回答什么是功能高分子材料?
功能高分子材料是具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。例如,高分子催化剂;各种滤膜;磁性高分子;形状记忆高分子;高吸水性材料;医用高分子材料;高分子药物;人造雪等
学生活动2、讨论交流:联系生活实际,请举例说明你知道有哪些功能高分子材料及用途?
用于分离和纯化的各种滤膜
用于替换人体组织、器官
【典例1】化学在人类社会发展中发挥着重要作用,下列说法错误的 是( ) A.水性漆替代传统油漆有利于健康与环保 B.制作冰墩墩采用的PC聚碳酸酯是可降解材料 C.制造隐形眼镜的材料因含羟基而具有较好的亲水性 D.聚氯乙烯可用于制做不粘锅耐热涂层
【解析】A.传统油漆中有机物易挥发,造成环境污染、不利于健康,水性漆替代传统油漆有利于健康与环保,A项正确;B.PC聚碳酸酯中含酯基,能发生水解而降解,B项正确;C.羟基属于亲水基,制造隐形眼镜的材料因含羟基而具有较好的亲水性,C项正确;D.聚氯乙烯在高温下会分解释放出有毒气体,不能用于制做不粘锅耐热涂层,D项错误;答案选D。
【典例2】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 ③导电高分子 ④离子交换树脂 ⑤医用高 分子 ⑥高吸水性树脂 ⑦液晶高分子 A.①③⑤⑥ B.②④⑤⑥ C.②③④⑤ D.全部
【解析】常用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、离子交换脂、光敏高分子材料、导电高分子材料、生物高分子材料、高分子催化剂和试剂等,可知这六种都属于功能高分子材料。
任务二、认识高吸水性树脂
学生活动1、阅读教材P146页第二、三自然段,思考高吸水性树脂的结构特点及性能分别是什么?欲得到比棉花和纸张更好的高吸水材料的改进思路是什么?
①含有强亲水性原子团(如羧基、羟基、酰氨基等)的支链;②具有网状结构。
不溶于水和有机溶剂,吸水性和保水能力强,耐挤压
①改造纤维素或淀粉分子,接入强亲水基团;②合成新的带有强亲水基团的高分子。
比较高吸水性树脂与餐巾纸的吸水效率
呈凝胶状(具有较好的保水能力)
吸水后变形程度小(保水能力较差)
高吸水性树脂吸水性比一般吸水材料更强,不溶于水。
【温馨提示】绝大多数高吸水性树脂的主链或接枝侧链上含有羧基、羟基等强亲水性基团,这些亲水基团与水的亲和作用是具有强吸水性的最主要原因。
学生活动2、阅读教材P146页第四、五自然段,结合教材P147页”思考与讨论“栏目,回答合成高吸水材料常见的方法是什么?有何共同特点?
①方法一、改性。对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在主链上再接入带有强亲水基团的支链,可以提高它们的吸水能力。如淀粉与丙烯酸钠在一定条件下反应,生成以淀粉为主链的接枝共聚物。
②方法二、聚合。用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合,得到含亲水基团的高聚物。如在丙烯酸钠中加入少量交联剂,得具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
80年代,“太空服之父” 唐鑫源(中国)在宇航服里加入高分子吸收体,发明了一种能吸水1400毫升的纸尿片,解决了航天员排尿的一大难题。
③特点:这两种方法有一个共同特点,都要在反应中加入少量交联剂,让线型结构变为网状结构。
④目的:加交联剂将支链型结构为体型结构,使橡胶具有不变黏、弹性较高、耐热性好、拉伸强度大、有机溶剂不溶解、不易折断等;高吸水性树脂有吸水性而不溶于水,耐挤压。
【温馨提示】在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤;婴幼儿纸尿裤。
【典例1】下列关于高分子材料的说法错误的是( ) A.棉花、羊毛、蚕丝属于天然纤维 B.婴幼儿尿不湿以高吸水性树脂为原料 C.水晶饰品属于合成高分子材料 D.天然橡胶的单体是异戊二烯( ),结构简式为
【典例2】下列说法中,不正确的是( ) A.“尿不湿”属于功能高分子材料 B.高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤 C.导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料 D.合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用,难以达到 生物相容的程度
【解析】用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂属于功能高分子材料,A正确;高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤,B项正确;导电塑料是将树脂和导电物质混合进行加工的功能型高分子材料,主要应用集成电路、电磁波屏蔽等领域,C正确;医用高分子材料归属于功能高分子材料,无毒,具有良好的生物相容性和稳定性及足够的机械强度等特点,D项错误。
任务一、认识高分子分离膜
学生活动1、阅读教材P148页第二、三自然段,回答高分子分离膜的分离原理、特点、分离及应用分别是什么?
①原理:分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过,其余物质被截留在膜的另一侧,称为浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
②分类:分离膜根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
③特点:让某些物质有选择地通过,而把另外一些物质分离掉。
④制作材料: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。
⑤应用:海水淡化、饮用水制取,果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。
学生活动2、问题探究:在橡胶工业及制备高吸水性树脂时,为什么均要加入少量交联剂将它们的线型结构转变为网状结构?
①天然橡胶容易发生老化,硫化后,线型结构转变为网状结构。硫化橡胶具有很好的弹性、较高的硬度和耐磨性,不易变黏,不溶于有机溶剂,只发生溶胀。
②高吸水性树脂在交联前一般是水溶性的, 不具备吸水性。形成网状结构后,分子中的羧基、羟基等基团与水分子之间产生氢键,吸水并且通过网状结构将水分子束缚在高分子网格中,形成溶胀的凝胶体。这种凝胶体的保水能力很强,在一定压力下也不易失水。如图:
【典例1】下列有关功能高分子材料的用途的叙述中,不正确的是( ) A.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 B.离子交换树脂主要用于分离和提纯物质 C.医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官 D.聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化
【解析】高分子分离膜应用于食品工业中,可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等,A正确;高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤,B项正确;导电塑料是将树脂和导电物质混合,用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料,主要应用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域,C项正确;医用高分子材料归属于功能高分子材料,它们都无毒,具有良好的生物相容性和稳定性,有足够的机械强度等特点,所以D选项错误;故答案选D。
【典例2】下列说法中,不正确的是( ) A.高分子分离膜应用于食品工业中,可用于浓缩果汁、乳制品加工等 B.氢键会影响该高分子的沸点、密度、硬度等性能 C.导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料 D.合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用,难以达到 生物相容的程度
【解析】保水剂是一种强吸水树脂,能在短时间内吸收自身重量几百倍至上千倍的水分,高吸水性树脂可做保水剂,A正确;氢键会影响高分子的沸点、密度等物理性质,B正确;医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料,可用于制造医用器械和人造器官,C正确;聚乙炔膜属于导电高分子,主要用于电子元件,D错误;故选D。
任务二、探究功能高分子材料的应用
学生活动1、结合教材P149页“研究与实践”,回答不同功能高分子材料的主要功能及应用分别是什么?完成表格内容。
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、乳制品加工等
①发电;②开发新型电池
①具有优异的生物相容性②具有某些特殊功能
学生活动2、阅读教材P139页“科学·技术·社会”栏目内容,思考什么是白色污染?白色污染与可降解高分子有和关系?
①概念:白色污染主要指废弃的难降解塑料制品等造成的污染。
②根除“白色污染”方法:用可降解高分子材料代替塑料。目前已研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。降解后最终转变为CO2和H2O等物质而消失。
【典例1】下列说法正确的是( ) A.所有高分子化合物均是混合物 B.由于分子间作用力较弱,故高分子链之间靠分子间作用力结合形成 的高分子材料的强度较小 C.人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物 D.生物可降解型的医用高分子材料可用于制人造血管、隐形眼镜等
【解析】A.由于每个高分子的聚合度不一定相同,所以高分子化合物均是混合物,A正确;B.高分子链之间的作用力与链的长短有关,链越长,高分子之间的作用力越大,因此高分子材料的强度一般较大,B错误;C.光导纤维的主要成分是SiO2,属于无机物,C错误;D.制人造血管、隐形眼镜应用生物非降解型的医用高分子材料,D错误;综上所述答案为A。
【典例2】在抗击新冠肺炎的过程中“合成材料”发挥了重要的作用。下 列有关合成材料的说法正确的是( ) A.CH3CHOHCOOH可通过缩聚反应生成可降解的绿色高分子材料 B.合成有机硅橡胶的单体是 ,则有机硅橡胶是通过加聚反应 制得的 C.合成酚醛树脂( )的单体是苯酚和甲醇 D.天然橡胶的主要成分聚异戊二烯不能使溴水褪色
【解析】A. CH3CHOHCOOH分子中含有羟基、羧基,可通过缩聚反应生成可降解的绿色高分子材料,A正确;B.有机硅橡胶是通过缩聚反应制得的,B错误;C.合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛,C错误;D.天然橡胶的主要成分聚异戊二烯,分子中含有碳碳双键,能使溴水褪色,D错误;故选A
1.化学与生产生活、社会密切相关。下列说法中错误的是( )A.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收乙烯,可保鲜水果B.合成不粘锅涂层的原料CF2=CF2属于烃C.港珠澳大桥采用的超高分子量聚乙烯纤维吊绳,是有机高分子化 合物D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
【解析】乙烯有催熟的效果,用浸泡过酸性高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果释放的乙烯,可达到水果保鲜的目的,A正确;只含有C、H两种元素的化合物属于烃,CF2=CF2不是烃,是卤代烃,B错误;港珠澳大桥采用的超高分子量聚乙烯纤维吊绳,是有机高分子化合物,C正确;D. 天然气和液化石油气均燃烧生成二氧化碳和水,对环境无污染,故是清洁燃料,D正确;故选B。
2.下列关于功能高分子材料的说法错误的是( )A.医用高分子材料、高分子催化剂、磁性高分子材料等属于功能高分子材料B.高分子分离膜可用于海水淡化、浓缩天然果汁等C.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅属于功能高分子材料D.在淀粉、纤维素的主链上再接上含强亲水基团的支链,可提高它 们的吸水能力
【解析】医用高分子材料、高分子催化剂、磁性高分子材料等属于功能高分子材料,A正确;高分子分离膜有选择地使粒子通过,所以可用于海水和苦咸水的淡化方面,B正确;半导体材料单晶硅属于传统的无机非金属材料,C错误;具有大量亲水基团的一些淀粉、纤维素等分子易溶于水,D正确。
3.化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法正确的是( )A.高吸水性树脂都含有羟基、烷基等亲水基团B.含较多碳酸钠的盐碱地不利于农作物生长,可施加熟石灰进行 改良C.“静电除尘”“燃煤脱硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量D.人造草坪使用的合成纤维和动力电池使用的石墨烯都属于新 型无机非金属材料
【解析】A.烷基不属于亲水基团,A错误;B.熟石灰为强碱,不利于盐碱地改良,B错误;C.“静电除尘”“燃煤脱硫”“汽车尾气催化净化”均可减少污染物的排放,从而提高空气质量,C正确;D.合成纤维属于有机高分子材料,D错误;故选C
4.食品保鲜膜的材质有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。下列叙述错误的是( )A.等质量的聚乙烯(PE)和乙烯完全燃烧消耗氧气的量相等B.废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染C.将PVC薄膜放入试管中加强热,产生的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红D.PVC的单体可由PE的单体与氯化氢加成制得
【解析】乙烯、聚乙烯含碳量相同,等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗氧气的量相等,A正确;废弃的塑料回收利用以减少白色污染,B正确;聚氯乙烯加强热,可生成氯化氢,使湿润的蓝色石蕊试纸变红,C正确;PE的单体是乙烯,乙烯与氯化氢加成生成一氯乙烷,PVC单体是氯乙烯,D错误。
含有强亲水基、网状结构
强吸水性和保水能力、耐挤压
吸水材料改性、含强亲水基团烯类聚合
只允许水及小分子物质通过,其余被截留
微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等
海水淡化和饮用水的制取,果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等
优异的生物相容性及某些特殊功能,人造器官
高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二节 高分子材料完整版课件ppt: 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修3<a href="/hx/tb_c4002484_t3/?tag_id=26" target="_blank">第二节 高分子材料完整版课件ppt</a>,共42页。PPT课件主要包含了学习目标,课前导入,认识塑料,通用高分子材料,功能高分子材料,高分子材料,涂料等,三大合成材料,高分子分离膜,液晶高分子等内容,欢迎下载使用。
高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二节 高分子材料获奖ppt课件: 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修3<a href="/hx/tb_c4002484_t3/?tag_id=26" target="_blank">第二节 高分子材料获奖ppt课件</a>,共18页。PPT课件主要包含了高吸水性树脂,高分子分离膜,形状记忆高分子,磁性高分子,高分子催化剂,医用高分子材料,高分子药物,功能高分子材料,结构特点,4用途等内容,欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修3第五章 合成高分子第二节 高分子材料精品课件ppt: 这是一份人教版 (2019)选择性必修3第五章 合成高分子第二节 高分子材料精品课件ppt,共83页。PPT课件主要包含了聚丙烯酸钠,高吸水性树脂,知识新授,鲜花保水剂,聚乙烯,亲水基团,保水且不溶于水,交联成网状结构,淀粉纤维素,接枝共聚物等内容,欢迎下载使用。