應(yīng)用廣泛的高分子材料教學(xué)設(shè)計(jì)

第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.了解合成高分子材料(塑料、纖維、橡膠)的性質(zhì)和用途。2.了解合成高分子化合物在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高生活質(zhì)量方面的貢獻(xiàn)。1.以典型實(shí)例說明高分子結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響。(難點(diǎn))2.了解“三大合成材料”在生活中的應(yīng)用。(重點(diǎn))塑料1.通常所說的“三大合成材料”是指塑料、合成纖維、合成橡膠。2．塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成樹脂，為了適應(yīng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的各種要求，還需要在高分子材料中摻入各種加工助劑來(lái)改進(jìn)其性能。3．塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)大致可分為三類：線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。4．酚醛樹脂是用酚類與醛類在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子化合物。在酸催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛之間可縮合成線型結(jié)構(gòu)高分子；在堿催化下，可生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。1．合成高分子材料的結(jié)構(gòu)和性能有什么關(guān)系？【提示】結(jié)構(gòu)決定性能，線型結(jié)構(gòu)具有熱塑性，網(wǎng)狀(體型)結(jié)構(gòu)具有熱固性。合成纖維1.纖維分為天然纖維和化學(xué)纖維，化學(xué)纖維又分為人造纖維和合成纖維。2．合成纖維的“六大綸”是指滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸，其中被稱作“人造棉花”的是維綸。3．寫出生成滌綸的化學(xué)方程式：nHOOCCOOH＋nHOCH2CH2OHeq\o(,\s\up15(催化劑))HOCOCOCH2CH2OHO＋(2n－1)H2O合成橡膠1.合成橡膠發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有丁苯橡膠、順丁橡膠、合成天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠等品種。橡膠的相對(duì)分子質(zhì)量比塑料、合成纖維都高。2．順式聚1,3丁二烯是線型結(jié)構(gòu)，分子鏈較柔軟，具有良好的彈性。順丁橡膠是順式聚1,3丁二烯與硫黃等硫化劑混煉而成的。2．橡膠在加工過程中要加入硫黃等硫化劑進(jìn)行硫化，其目的是什么？【提示】硫化劑的作用是打開橡膠分子中的雙鍵，以—S—S—鍵將橡膠的線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性，又有強(qiáng)度的橡膠。有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及反應(yīng)特點(diǎn)【問題導(dǎo)思】①常見的有機(jī)高分子化學(xué)反應(yīng)有哪些？【提示】(1)降解(2)橡膠硫化(3)催化裂化②盛放酸性KMnO4溶液或溴水的試劑瓶，為什么不能使用橡膠塞？【提示】橡膠含有碳碳雙鍵，易被酸性KMnO4溶液氧化，或與Br2水發(fā)生加成反應(yīng)。③聚氯乙烯塑料為線型結(jié)構(gòu)，推測(cè)其具有什么性質(zhì)？【提示】熱塑性。1．高分子化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)(1)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，高分子的化學(xué)反應(yīng)主要取決于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、官能團(tuán)與基團(tuán)之間的影響。如碳碳雙鍵易氧化和加成，酯基易水解，羧基易發(fā)生酯化、取代等反應(yīng)。(2)常見的有機(jī)高分子化學(xué)反應(yīng)①降解在一定條件下，高分子材料解聚為小分子。如有機(jī)玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)熱解為甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化鋇處理，能分解為苯乙烯。②橡膠硫化天然橡膠(CCH2CH3CHCH2)，經(jīng)硫化，破壞了碳碳雙鍵，形成單硫鍵(—S—)或雙硫鍵(—S—S—)，線型變體型結(jié)構(gòu)。③催化裂化石油催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃性氣體等。2．高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)線型高分子體型(網(wǎng)狀)高分子結(jié)構(gòu)分子中的原子以共價(jià)鍵相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成一條很長(zhǎng)的卷曲狀態(tài)的“鏈”分子鏈與分子鏈之間還有許多共價(jià)鍵交聯(lián)起來(lái)，形成三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)溶解性能緩慢溶解于適當(dāng)溶劑很難溶解，但往往有一定程度的脹大性能具有熱塑性，無(wú)固定熔點(diǎn)具有熱固性，受熱不熔化特性強(qiáng)度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好強(qiáng)度大、絕緣性好，有可塑性常見物質(zhì)聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡膠酚醛樹脂、硫化橡膠線型高分子為長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，分子鏈之間不存在化學(xué)鍵，體型高分子為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鏈與鏈之間存在化學(xué)鍵。橡膠樹是熱帶植物，在我國(guó)海南已有大面積種植。從橡膠樹的膠乳中可提取天然橡膠，天然橡膠的成分是聚異戊二烯，其結(jié)構(gòu)為CHCH2CCH3CH2。請(qǐng)回答下列問題：(1)天然橡膠能溶于汽油的根本原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。天然橡膠加入適當(dāng)硫進(jìn)行硫化后，其結(jié)構(gòu)由________變成________，因而硫化橡膠________(填“能”或“不能”)溶于汽油。(2)天然橡膠的單體是一種無(wú)色液體，將該無(wú)色液體加入溴水中，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。【解析】從天然橡膠成分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CHCH2CCH3CH2可知，天然橡膠為線型結(jié)構(gòu)的高分子，能溶于汽油等有機(jī)溶劑，同時(shí)鏈節(jié)中含有不飽和的碳碳雙鍵能發(fā)生加成反應(yīng)，使溴水褪色，當(dāng)與硫進(jìn)行硫化后，線型分子間通過硫原子發(fā)生交聯(lián)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故其性質(zhì)發(fā)生改變?！敬鸢浮?1)天然橡膠是線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不能(2)能絕大多數(shù)橡膠的結(jié)構(gòu)中有碳碳雙鍵或還原性物質(zhì)(如硫)，故橡膠有較強(qiáng)的還原性。因此，在實(shí)驗(yàn)室中，盛放強(qiáng)氧化劑的試劑瓶不能用橡膠塞?，F(xiàn)有下列高分子化合物，請(qǐng)從下列各項(xiàng)中選擇出最恰當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)，將代號(hào)填入下表。(1)高分子結(jié)構(gòu)示意圖：ⅠⅡⅢ(2)高分子材料的主要性質(zhì)特點(diǎn)：A．具有熱塑性B．可溶于有機(jī)溶劑C．不溶于有機(jī)溶劑D．具有確定的熔點(diǎn)(3)主要應(yīng)用：(a)用于制備塑料薄膜(b)用于制備光學(xué)儀器(c)用于制備車輛輪胎硫化橡膠CH2—CH2CH2—CCH3COOCH3(1)(2)(3)【解析】(1)硫化橡膠為體型結(jié)構(gòu)；聚乙烯是線型結(jié)構(gòu)，無(wú)支鏈；有機(jī)玻璃也是線型結(jié)構(gòu)，但有支鏈。(2)線型結(jié)構(gòu)的高分子具有熱塑性，可溶于有機(jī)溶劑；體型結(jié)構(gòu)的高分子不具有熱塑性(有的有熱固性)，不溶于有機(jī)溶劑。高分子材料，不論線型結(jié)構(gòu)，還是體型結(jié)構(gòu)，都是混合物，沒有固定的熔、沸點(diǎn)。(3)硫化橡膠常用于制造車輛輪胎；聚乙烯可制備塑料薄膜；有機(jī)玻璃可制造光學(xué)儀器?！敬鸢浮苛蚧鹉zCH2—CH2CH2—CCH3COOCH3(1)ⅢⅠⅡ(2)CA、BA、B(3)(c)(a)(b)1．三大合成材料的名稱(1)塑料；(2)合成纖維；(3)合成橡膠。2．有機(jī)高分子材料的2種分類方法3．3個(gè)重要的化學(xué)反應(yīng)nOH＋nHCHOeq\o(→,\s\up15(H＋))HOHCH2OH＋(n－1)H2OnHOOCCOOH＋nHOCH2CH2OHeq\o(,\s\up15(催化劑))HOCOCOCH2CH2OHO＋(2n－1)H2OnCH2=CH—CH=CH2eq\o(→,\s\up15(催化劑))CH2—CH=CH—CH21．下列物質(zhì)不屬于合成材料的是()A．人造纖維B．順丁橡膠C．有機(jī)玻璃D．錦綸纖維【解析】人造纖維為纖維素。【答案】A2．下列塑料的合成，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型與另外三種不同的是()A．聚乙烯塑料B．聚氯乙烯塑料C．酚醛塑料D．聚苯乙烯塑料【解析】聚乙烯塑料為乙烯(CH2=CH2)發(fā)生加聚反應(yīng)合成的；聚氯乙烯塑料為氯乙烯(CH2=CHCl)發(fā)生加聚反應(yīng)合成的；聚苯乙烯塑料為苯乙烯(CHCH2)發(fā)生加聚反應(yīng)合成的；酚醛塑料為酚類與醛類在酸或堿的催化下發(fā)生縮聚反應(yīng)合成的?！敬鸢浮緾3．下列高分子材料中，屬于體型結(jié)構(gòu)的是()A．有機(jī)玻璃B．硫化橡膠C．聚氯乙烯D．聚乙烯【解析】天然橡膠屬線型結(jié)構(gòu)，經(jīng)過硫化后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此，硫化橡膠屬于體型結(jié)構(gòu)?！敬鸢浮緽4．下列說法正確的是()A．合成纖維和人造纖維統(tǒng)稱為化學(xué)纖維B．聚氯乙烯是熱固性塑料C．錦綸絲接近火焰時(shí)先蜷縮，燃燒時(shí)有燒焦羽毛的氣味，灰燼為有光澤的硬塊，能壓成粉末D．對(duì)于某些合成材料和塑料制品廢棄物的處理可以傾倒到海洋中【解析】聚氯乙烯是線型高分子材料，具有熱塑性；蛋白質(zhì)灼燒時(shí)有燒焦羽毛的氣味，錦綸無(wú)該現(xiàn)象；合成材料和塑料制品廢棄物傾入海洋中造成水體污染。【答案】A5．生活中常用的聚酯纖維(的確良)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：HOCOC—OCH2CH2OHO它是由A和B兩種單體縮聚而成。已知甲苯能在酸性高錳酸鉀存在下氧化成苯甲酸?，F(xiàn)要以二甲苯、乙烯為原料，經(jīng)過一系列反應(yīng)來(lái)合成它。(1)在如下圖所示的括號(hào)中，填入所加物質(zhì)和反應(yīng)類型，在方框中填入對(duì)應(yīng)的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：(2)A與C發(fā)生縮聚反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)根據(jù)聚酯纖維的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可以判斷聚酯纖維為縮聚產(chǎn)物，其單體為對(duì)苯二甲酸和乙二醇。故A為HOOCCOOH，B為CH2BrCH2Br，C