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
展开1.通过阅读思考,讨论交流,从微观角度了解通用高分子材料的分类和代表物的制备及用途,进一步巩固加聚反应和缩聚反应的认识思路,认识塑料、合成橡胶和合成纤维的组成和结构特点,理解高聚物的结构与性质的关系。 2.通过对比分析线型、支链和网状结构对材料性质的影响,了解高分子与有机小分子的主要不同之处及合成高分子材料在生活、生产方面的巨大贡献,进一步完善对有机化合物结构、性质和应用的认识。 3.通过实验探究,原理分析,进一步体会“化学反应是可以控制的”“条件不同产物不同”等化学观念,在化学实验中感受微观的线型结构与网状结构对材料宏观性质的影响。
2020年11月24日凌晨,嫦娥5号在长征5号火箭巨大的推力下,启程前往月球,经20多天旅程后带着月壤返回,这是中国航天“探月工程”向世界展示出“中国力量”。其中制作国旗材料之一是属于高强度芳纶纤维的高分子材料。
任务一、高分子材料的命名与分类
学生活动1、阅读教材P136页第一自然段,结合所学知识,思考高分子材料是如何分类的?
塑料(合成树脂)、合成纤维、合成橡胶
学生活动2、阅读教材P139页“资料卡片”内容,结合所学知识,思考如何对高分子材料进行命名?
①天然高分子使用专有名称:如淀粉、纤维素、蛋白质、RNA、DNA等。
②合成高分子的名称:在单体名称前加上“聚”字,如聚乙烯等。
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)、氯纶(聚氯乙烯纤维)等。
【典例1】下列关于有机化合物的说法正确的是( ) A.塑料、天然橡胶都是天然高分子化合物 B.乙烯、聚乙烯和苯分子中均含有碳碳双键 C.棉花、羊毛、涤纶的成分均属于天然纤维 D.化学纤维指人造纤维和合成纤维
【解析】A.塑料是合成高分子化合物,故A错误;B.聚乙烯为乙烯的加聚产物,不含碳碳双键,故B错误;C.棉花和羊毛属于天然纤维,涤纶是合成纤维,故C错误;D.化学纤维指人造纤维和合成纤维,故D正确;故答案选D。
【典例2】下列说法中不正确的是( ) A.维勒用无机物合成了尿素,打破了无机物与有机物的界限 B.我国科学家首次实现人工合成结晶牛胰岛素,确定了由氨基酸的 排列顺序决定的二级结构 C.红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析 D.尼龙、棉花、天然橡胶、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质
【解析】维勒用无机物NH4CNO合成了尿素CO(NH2)2,打破了无机物与有机物的界限,A正确;1965年我国科学家首次实现人工合成结晶牛胰岛素,确定了由氨基酸的排列顺序决定的二级结构,B正确;红外光谱仪、核磁共振仪都可用于有机化合物结构的分析,质谱仪用于测量相对分子质量,C错误;尼龙是塑料,棉花是天然纤维素,天然橡胶,ABS树脂是塑料都由高分子化合物组成,D正确。
任务二、塑料的成分及分类
学生活动1、阅读教材P136页第二自然段,回答塑料的主要成分是什么?如何对塑料进行分类?
合成树脂。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。
②塑料按受热时的特征分为热塑性塑料和热固性塑料:
①溶解性:能溶于适当溶剂的一般为线型结构;在溶剂中难溶解的一般为体型结构,如酚醛塑料等。②热塑性、热固性判断:具有热塑性,受热能熔化的具有线型结构;具有热固性,受热不熔化的具有体型结构。
线型结构,可反复加热熔融,可多次成型,多次使用。
体型结构,不能加热熔融,只能一次成型,成型后不会受热熔化。
【温馨提示】合成树脂和塑料的关系: ①树脂是指未加工处理的聚合物,没有添加各种加工助剂,而塑料是由合成树脂及各种加工助剂组成的,塑料的主要成分是合成树脂。这两个名词有时也混用,因为有些塑料基本上是由合成树脂组成的,不含或含少量其他加工助剂, 如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。 ②塑料的基本性能主要取决于树脂的性质,但加工助剂也起着重要作用
学生活动2、阅读教材P136~139页内容,思考聚乙烯塑料的组成、结构及性能等有何特点?完成表格内容。
较高压力、较高温度、引发剂
较低压力、较低温度、催化剂
较高(120~140)
较低(105~120)
食品包装袋(不需加入增塑剂)、薄膜、绝缘材料等
生产瓶、桶、板、管与棒材等
【温馨提示】①高压法聚乙烯的密度和熔点更低的原因是高压法聚乙烯主链有较多的支链,有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近,链之间的作用力小,熔点和密度也就较低。同时,两种聚乙烯塑料均有热塑性,加热均可熔融。②聚乙烯有一定弹性的原因是分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连,可以发生旋转,链呈不规则的卷曲状态。大量聚乙烯分子纠缠在一起,好像一团乱麻。当有外力作用时,高分子链可以被拉直或部分被拉直,除去外力又恢复卷曲状态。③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,具有高强度和高耐磨性,使用温度范围广,耐化学腐蚀,用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。
学生活动3、实验探究:结合教材P140页【实验5-1】完成实验,探究酚醛树脂的制备方法及原理,完成表格内容。
②混合溶液变浑浊,有黏稠的乳黄色物质生成;加入乙醇,不溶解;再加热,黏稠物质仍不溶解。
①2g苯酚+3 mL40%的甲醛溶液+3滴浓盐酸,在沸水浴中加热。
②2g苯酚+3 mL40%的甲醛溶液+0.5 mL浓氨水,在沸水浴中加热。
①混合溶液变浑浊,有黏稠的粉红色物质生成;加入乙醇,不溶解;再加热,黏稠物质溶解。
苯酚与甲醛在酸催化下,生成的线型结构的酚醛树脂具有热塑性,溶于有机溶剂乙醇等。苯酚与甲醛在碱催化下,生成的网状结构的酚醛树脂具有热固性,不溶于一般溶剂。
作绝缘、隔热、阻燃、隔音等器材和复合材料。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。
学生活动4、观察教材P138页“图5-3”,结合教材P141页“思考与讨论”栏目,比较不同高分子的结构特点与性能的关系?
由许多链节相互连成一条长链,且大多呈卷曲状
与线型结构类似,但在主链上存在较多长短不一的支链,分子排列松散,分子间作用力弱
多官能团单体相互作用,主链间以共价键相连接,形成立体网状结构
很难溶解,但往往有一定程度的胀大
学生活动4、观察教材P138页“图5-3”,结合教材P141页“思考与讨论”栏目,思考合成高分子的结构特点与性能有何关系?
具有热塑性,无固定熔点
具有热固性,受热不熔化
强度大、绝缘性好,具有热固性
强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好,具有热塑性
碱催化下制备的酚醛树脂
【典例1】下列关于有机高分子化合物的说法正确的是( ) A.高分子化合物有固定的熔点 B.聚乙烯的链节是乙烯 C.线型高分子的长链上可以带支链 D.电木具有热塑性
【解析】A.高分子化合物都是混合物,没有固定的熔点,故A错误;B.乙烯是聚乙烯的单体而不是链节,故B错误;C.线型高分子的长链上可以带支链,也可以不带支链,故C正确;D.电木具有热固性,不具有热塑性,故D错误。
【典例2】下列关于合成材料的说法中,不正确的是( ) A.塑料、合成纤维和合成橡胶都属于合成材料 B.聚氯乙烯可制成薄膜、软管等,其单体是CH2=CHCl C.合成酚醛树脂( )的单体是苯酚和甲醇 D.合成顺丁橡胶( )的单体是CH2=CH-CH=CH2
学生活动1、阅读教材P141页最后自然段和P142页已、二、三自然段内容,思考合成纤维的分类、性能及用途?
棉花、羊毛、蚕丝、麻、木材、草类等
以木材、秸秆等天然纤维为原料,经过加工处理而制得的纤维。如粘胶纤维等。
用石油、天然气、煤和农副产品等不含天然纤维的物质为原料加工制得单体,经聚合反应制成的纤维。如“六大纶”、碳纤维等。
强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等
吸湿性、透气性等方面不如天然纤维。合成纤维中维纶具有较好的吸湿性,被称为“人造棉花”
穿着,工农业生产与高科技领域。如隔音、隔热、绝缘材料,渔业用的渔网、缆绳,医疗用的缝合线、止血棉,降落伞、航天服,人造草坪等
学生活动2、阅读教材P142~143页内容,思考常见的两种合成纤维(聚酯纤维和聚酰胺纤维)的制备方法及用途是什么?
①聚酯纤维—涤纶(的确良):合成纤维中目前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。其合成反应为:
应用:应用最广泛的合成纤维品种,大量用于服装与床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物以及工业用纤维制品等。
②聚酰胺纤维—聚己二酰己二胺纤维(锦纶66或尼龙66):不溶于普通溶剂,耐磨,强度高,是由H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH合成的,其合成反应如下:
【温馨提示】除了涤纶和锦纶外,还有腈纶、丙纶、维纶、氯纶统称六大纶。
【典例1】 2008年奥运会吉祥物“福娃”的内充物为无毒的聚酯纤维, 其结构简式如图。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不能水解 C.该聚酯纤维单体为对苯二甲酸和乙二醇 D.由单体合成聚酯纤维的反应属于加聚反应
【解析】 A.羊毛是动物纤维,主要成分是蛋白质,属于天然有机高分子材料(天然纤维),而聚酯纤维是由乙二醇(HO-CH2-CH2-OH)和对苯二甲酸,通过缩聚反应形成的,所以其化学成分不同,A错误;B.聚酯纤维链节中含有酯基,可以发生水解,羊毛是动物纤维,主要成分是蛋白质,分子中存在肽键,也可以水解, B错误;C.由该高聚物的结构简式可知,该聚酯纤维单体为乙二醇和对苯二甲酸,C正确;D.链节中含有酯基,聚酯纤维是由乙二醇和对苯二甲酸通过缩聚反应形成的,D错误;故答案为:C。
【典例2】 尼龙1010( )是制作舱外航天服的 一种材料。下列有关尼龙1010的说法正确的是( ) A.尼龙1010是纯净物 B.尼龙1010的单体是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH C.尼龙1010是通过缩聚反应制成的 D.制作舱外航天服的材料要质轻,方便航天员在舱外行走
【解析】 尼龙1010是高分子化合物,属于混合物,A错误;合成尼龙1010的单体是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH,B错误;根据尼龙1010的化学式可以知道,它是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH通过缩聚反应生成的,C正确;由于舱外航天服是在太空失重的情况下穿的,不需要考虑是否选轻质材料,D错误。
学生活动1、阅读教材P144页第一、二自然段,思考橡胶是如何分类的?
丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶
聚硫橡胶(有耐油性)、硅橡胶(有耐热、耐寒性)
学生活动2、阅读教材P144页第三、四自然段,以顺丁橡胶为例,思考合成橡胶的制备原理、性能及用途分别是什么?
①原料:以石油、天然气为原料,以二烯烃和烯烃等为单体,聚合而成。
②性能:具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。
③结构特点:呈线型结构,分子链较柔软,性能较差。
④顺丁橡胶的硫化:将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热,得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。但硫化交联的程度不宜过大,否则会使橡胶失去弹性
⑤顺丁橡胶的用途:顺丁橡胶具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造轮胎。
【典例1】 在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时,都要加入交联剂。下列 有关说法错误的是( ) A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构 B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度 C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸 水又不溶于水 D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
【解析】 加入交联剂将聚合物中的双键打开,线型结构连接为网状结构,A正确;橡胶工业中将线型结构连接为网状结构可增强橡胶的强度,B正确;将线型结构连接为网状结构制备的高吸水性树脂,既吸水又不溶于水,C正确;顺丁橡胶具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好、不溶于水,主要用于制造轮胎,D错误。
【典例2】 硅橡胶是一种医用高分子材料,用于人造心脏、人造肌肉、 人造皮肤等。它具有良好的生物相容性和稳定性,有足够的机械强度, 而且易于加工、消毒、耐高温。它是由二甲基二氯硅烷经过两步反应 制得:n(CH3)2SiCl2→n → 。其合成过程中涉及的反应 类型分别是( ) ①水解反应 ②加成反应 ③加聚反应 ④缩聚反应 A.①③ B.①② C.②④ D.①④
1.我国首架自主大飞机C919于2022年12月9日正式交付东风航空公司进入商业飞行,你认为飞机的机身和机翼应该大量使用下列哪种材料( )A.液晶高分子材料 B.橡胶C.高分子分离膜 D.碳纤维复合材料
【解析】液晶高分子材料是一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态,A不合题意;橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料,B不合题意;高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜,C不合题意;碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维,D符合题意。
2.化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是( )A.可用X射线衍射实验区分晶体和非晶体B.酚醛树脂俗称电木,是一种混合物,不易燃烧,是一种电绝缘体C.乙二醇的水溶液凝固点很高,可作汽车发动机的抗冻剂D.在低温实验中,可用干冰作制冷剂
【解析】A.可用X射线衍射实验区分晶体和非晶体,故A正确;B.酚醛树脂是高分子化合物,是热固性网状聚合物,为混合物,不易燃烧,物质内没有导电微粒,是一种电绝缘体,俗称电木,故B正确;C.乙二醇的水溶液凝固点很低,温度低时可为液体,可作汽车发动机的抗冻剂,故C错误;D.干冰受热易升华,吸收周围环境的热量,故在低温实验中,可用干冰作制冷剂,故D正确;故选C。
3.2022北京冬奥会中使用了很多高新材料,如冬奥会颁奖礼服内胆使用了第二代石墨烯发热材料;速滑竞赛服使用了高性能合成纤维和聚酯材料;火炬“飞扬”使用了新型碳纤维树脂复合材料。下列有关材料的说法错误的是( )A.石墨烯、金刚石、石墨互为同素异形体B.合成纤维与碳纤维均属于有机高分子材料C.聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的高分子聚合物D.“飞扬”的新型碳纤维树脂复合材料具有较高的耐火性
【解析】石墨烯为碳单质,与金刚石、石墨互为同素异形体,A项正确;合成纤维属于有机高分子材料,而碳纤维是无机材料,B项错误;聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的高分子聚合物,C项正确;新型碳纤维树脂复合材料具有较高的耐火性,D项正确。
4.下列说法不正确的是( )A.分子式为C5H10O且能发生银镜反应的有机物的同分异构体有4种B.苯酚与甲醛在酸性条件下生成酚醛树脂的结构简式为(如图)C.蚁酸和丙酸互为同系物,C6H14和C9H20也一定互为同系物D.一定条件下可以用新制的Cu (OH) 2悬浊液鉴别 乙醛、甲酸、乙酸、乙醇
聚合反应:“六大纶”、碳纤维、光导纤维
线型结构,可反复加热熔融加工
体型结构,不可反复加热熔融
强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖
隔音、热、绝缘材料,网,止血棉,航天服
丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶
高弹性、绝缘性、耐油、耐高温或耐低温
增塑剂、热稳定剂、着色剂等
合成树脂。如聚乙烯、酚醛树脂等
高中第二节 高分子材料公开课ppt课件: 这是一份高中<a href="/hx/tb_c4002484_t3/?tag_id=26" target="_blank">第二节 高分子材料公开课ppt课件</a>,共34页。PPT课件主要包含了学习目标,课前导入,高吸水性树脂,功能高分子材料,用于吸水保水,用于制作传感器,用于信息储存,用于化学反应,用于药物缓释,对应训练等内容,欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修3第二节 高分子材料教学演示ppt课件: 这是一份人教版 (2019)选择性必修3<a href="/hx/tb_c4002484_t3/?tag_id=26" target="_blank">第二节 高分子材料教学演示ppt课件</a>,共29页。PPT课件主要包含了化学与生活,高分子材料,新知探究,思考交流,合成纤维,合成橡胶,改进措施,随堂检测,课堂小结等内容,欢迎下载使用。
化学人教版 (2019)第二节 高分子材料优质课件ppt: 这是一份化学人教版 (2019)<a href="/hx/tb_c4002484_t3/?tag_id=26" target="_blank">第二节 高分子材料优质课件ppt</a>,共35页。PPT课件主要包含了高分子材料,按用途和,性能分类,通用高分子材料,功能高分子材料,合成纤维,合成橡胶,粘合剂,高分子分离膜,导电高分子等内容,欢迎下载使用。