第二节　应用广泛的高分子材料第二课时教学设计

第二节应用广泛的高分子材料

科网] ●课标要求

能举例说明合成高分子的组成与结构特点。

●课标解读

1.明确合成高分子化合物的结构特点：线型结构、支链型结构、网状结构(体型结构)。

2．理解高分子化合物的结构与性质的关系，即结构对性质的影响。

●教学地位

塑料、合成纤维、合成橡胶三大合成材料在人类日常生活中应用广泛，为人们节省了大量金属材料，节约了大量的能源，同时也对环境产生了巨大影响。合成高分子材料在生活中的应用是高考命题的热点，一般以选择题形式出现。

教学设计：

●新课导入建议

塑料、合成纤维、合成橡胶是20世纪人类的伟大成就，也是高分子化合物发展的重要成果。在科学技术迅速发展的今天，以塑料、合成纤维、合成橡胶为代表的合成高分子材料不仅给社会和人们生活带来了巨大的变化，而且合成高分子材料的研制和生产水平，也成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。你了解“三大合成材料”的结构和性质吗？

课

标

解

读

1.了解合成高分子材料(塑料、纤维、橡胶)的性质和用途。

2.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。

2.了解“三大合成材料”在生活中的应用。(重点)

教学过程：

一、合成材料的分类

重

点

难

点

1.以典型实例说明高分子结构对性能的影响。(难点)

1．合成材料的种类很多，按用途和性能可分为合成高分子材料、功能高分子材料和复合材料。

2．三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶。

二、塑料

1．塑料的分类：根据塑料加热时的表现可把塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。

2．常见合成塑料

(1)聚乙烯：

性质

相对分子质量

密度

有无支链

(2)酚醛树脂

酚醛树脂是用酚类和醛类在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。

三、合成纤维

1．纤维的分类

纤维天然纤维化学纤维人造纤维合成纤维

2．六大纶：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。目前产量占第一位的是涤纶。

生成涤纶的化学方程式：

高压聚乙烯

较小

较小

有

低压聚乙烯

较大

较大

很少

四、合成橡胶

合成橡胶的种类很多，现在已经有丁苯橡胶、顺丁橡胶、合成天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等品种。产量占第一位的是丁苯橡胶，次之的是顺丁橡胶。

一、高分子材料的分类

1．合成高分子材料

(1)按骨架结构分类：

①线型高分子；②支链型高分子；③体型高分子。

(2)按受热时的行为分类：

①热塑性高分子；②热固性高分子。

(3)按性能和用途分类：

①合成高分子材料：a.塑料；b.合成橡胶；c.合成纤维；d.黏合剂；e.高分子涂料。

②功能高分子材料：a.高分子分离膜；b.高吸水性树脂；c.导电高分子；d.医用高分子；e.液晶高分子。

③复合材料。

2．三大合成高分子材料

(1)塑料

(2)合成橡胶

(3)合成纤维

二、塑料

1．塑料的成分

塑料的主要成分是合成高分子化合物，即合成树脂，同时加入增塑剂、着色剂等。

2．塑料的分类

按塑料受热时的特征分类：

热塑性：可反复加热熔融加工，多次使用（线型结构）塑料

热固性：不能加热熔融只能一次成型（体型结构）3．两种常见的塑料

(1)聚乙烯

合成条件

分子结构类型

相对分子质量

熔融温度

密度

硬度

溶解性

用途

(2)酚醛树脂

①含义：是用酚类(如苯酚)和醛类(如甲醛)在酸或碱的催化作用下相互缩合而生成的高高压聚乙烯

高温、高压引发剂

支链型

相对较小

相对较低

相对较小

相对较小

可溶于适当

有机溶剂

制作薄膜

低压聚乙烯

低压催化剂

线型

相对较大

相对较高

相对较大

相对较大

可溶于适当

有机溶剂

制作板、管、棒材

分子化合物。

②制备和结构：

苯酚△△缩合反应―线型高分子――→―→体型（网状）高分子

酸碱甲醛在酸的催化下制取酚醛树脂的反应的化学方程式为：

。

高分子化合物的结构与性质

分

类

线型结构

线型高分子

支链型结构

体型(网状)高分子

体型结构

结构

分子链与分子链之间有许多共价键交联起来，形成三维空间网状结构

很难溶解，但往往有一定程度的胀大

分子中的原子以共价键相互连接，构成一条很长的卷曲状态的“链”

溶解

性

性能

续表

分类

特性

常见

物质

线型高分子

线型结构

支链型结构

具有热塑性，无固定熔点

能缓慢溶解于适当溶剂

具有热固性，受热不熔化

体型(网状)高分子

体型结构

强度大、绝缘性好，有可塑性

酚醛树脂、硫化橡胶

强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好

聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶

1．下列有关塑料的说法中不正确的是(

) 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．酚醛树脂可制热固性塑料

D．通用塑料可以在任何领域中通用

一、合成纤维

1．纤维的分类

本身含有纤维素原料如芦苇、甘蔗渣、短棉、人造纤维木材等化学举例：如人造丝、人造棉等纤维

本身不是纤维素纤维利用石油、天然气、煤和原料农副产品作原料加工制合成纤维得的单体举例：如“六大纶”等[问题讨论]

合成纤维和人造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人造纤维，但它并非真正是“人造”的，只是将天然纤维加工改造，故又称为“再生纤维”，人造纤维不是合成高分子化合物。

2．六大纶

名称

涤纶(的确良)

锦纶

腈纶(人造毛)

续表

CH2===CH—CN H2N(CH2)5COOH

结构简式

单体

天然纤维：如羊毛、棉花、蚕丝、麻等

名称

维纶

结构简式

单体

CH2===CHOH

丙纶

氯纶

3.注意

CH2===CH—CH3

CH2===CH—Cl (1)维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性。

(2)合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶。

二、合成橡胶

1．橡胶的分类

丁苯橡胶通用橡胶顺丁橡胶橡胶

氯丁橡胶合成橡胶聚硫橡胶：有耐油性特种橡胶硅橡胶：有耐热、耐寒性天然橡胶2．合成橡胶

(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、气密性以及耐油、耐高温或耐低温等性能。

[对点演练] 2．橡胶树是热带植物，在我国海南已有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，结构简式为试回答下列问题：

(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是______________，

天然橡胶中加入适当硫进行硫化后，其结构由______________ 。

变成________________，因而硫化橡胶________(填“能”或“不能”)溶于汽油。

(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，________(填“能”或“不能”)使溴水褪色。

小结：这节课我们主要了解了高分子合成材料的分类和用途

1．下列物质中，不属于合成材料的是(

) A．塑料

B．人造纤维

C．合成橡胶

D．黏合剂

2．人造纤维与合成纤维的区别在于(

) A．人造纤维的原料是天然纤维，合成纤维的原料是石油、天然气等

B．人造纤维的原料是石油、天然气等，合成纤维的原料是天然纤维

C．人造纤维的成分是纤维素，合成纤维的成分是不饱和烃或烃的衍生物

D．人造纤维的成分是不饱和烃或烃的衍生物，合成纤维的成分是纤维素

3．热固性高分子受热不会熔化，是因为(

) A．高分子链中存在着化学键和分子间作用力

B．存在着较多的分子间作用力

C．它的化学键特别牢固

D．网状结构中的高分子链已有化学键相互交联

4．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．聚酰胺纤维(锦纶) B．聚酯纤维(涤纶) C．聚乙烯醇缩甲醛纤维(维纶) D．聚氯乙烯纤维(氯纶) 5．丁腈橡胶功能，合成丁腈橡胶的原料是(

) 具有优良的耐油、耐高温

A．③⑥

B．②③

C．④⑤

D．①③

6．耐纶是一种重要的合成纤维，用它可制取具有光泽、耐拉和耐化学腐蚀的人造丝和人造毛，下面是聚合物耐纶分子中的重复结构单元片段：

，

请据此回答：

(1)合成耐纶的单体有________种。

(2)具有碱性的单体的结构简式为________________________________________________________________________。

(3)合成耐纶的反应称为________反应。

课后练习

一、选择题

1．航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船进行太空探索，其依据是(

) A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产

B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料

C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到

D．塑料是有机物，不会和强酸强碱作用

2．[双选]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．化学纤维的原料可以是天然纤维

D．生产合成纤维的过程中发生的是物理变化

3．关于天然橡胶A．天然橡胶是天然高分子化合物

B．天然橡胶受空气、日光作用，不会被还原而老化

C．天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂

D．天然橡胶含有双键，能发生加成反应

的下列叙述中，不正确的是(

) 4．合成材料的应用与发展，极大地方便了我们的生活。但合成材料废弃物的急剧增加却引发了“白色污染”问题。下列有利于“白色污染”减轻的是(

) ①填埋

②焚烧

③倾倒入江河湖海之中

④加强环保宣传，提高公民意识

⑤多回收再利用

⑥改进配方及生产工艺，研制易降解的新型塑料

⑦不允许生产和使用塑料制品

⑧加入特殊物质处理还原为小分子

A．①②③

B．④⑤⑥⑧

C．⑦

D．②④⑤

5．[双选]下列说法中，不正确的是(

)

A．通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶

B．塑料的主要成分是合成树脂，另外还含有一些添加剂

C．用木材等经化学加工制成的黏胶纤维属于合成纤维

D．合成橡胶的原料是石油和煤

6．温室效应引起国际的关注，我国也积极应对，采取措施。中科院首创用CO2

合成可降解塑料聚二氧化碳。下列相关说法合理的是(

) A．聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的

B．聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体

C．聚二氧化碳塑料的使用也会产生白色污染

D．聚二氧化碳塑料与干冰都属于纯净物

7．PHB塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料，其结构简式为。下面有关PHB说法不正确的是(

) A．PHB是一种聚酯

B．PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOH C．PHB的降解产物可能有CO2

和H2O D．PHB通过加聚反应制得

8．尼龙-66是一种重要的合成纤维，它是由己二酸和己二胺[H2N—(CH2)6—NH2]以相等的物质的量在一定条件下聚合而成的，下列叙述中不正确的是(

) A．尼龙-66的结构简式是：

B．合成尼龙-66的反应属于缩合聚合反应

C．合成尼龙-66的反应基础是酯化反应

D．尼龙-66的长链结构中含有肽键

9．在人们的印象中，塑料是常见的绝缘材料，但将塑料改造后，其内部的碳原子之间以单键和双键交替时也能导电。由上述分析，下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是(

) A．

B．

C．

D．

10．PVC是聚氯乙烯的英文缩写，为保证PVC塑料制品的性能，通常需要加入多种有机助剂。下列选项中的事实均能支持“PVC保鲜膜对人体健康带来危害”假设的是(

) ①PVC塑料属于高分子材料

②使用的有机助剂有毒

③含氯的化合物不一定有毒

④在高温下会分解出有害物质

A．①②

B．③④

C．②④

D．①③

11．橡胶是一种重要的战略物质，一般分为天然橡胶和合成橡胶两类。丁苯橡胶是合成橡胶的一种，其结构简式为：

下列说法正确的是(

) A．它的单体是

B．丁苯橡胶是和

通过缩聚反应制得的

C．装液溴或溴水的试剂瓶可用丁苯橡胶作瓶塞

D．丁苯橡胶会老化

12．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。在上述两种情况下，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

二、非选择题

13．有机玻璃是一种重要的塑料，有机玻璃的单体A(C5H8O2)不溶于水，并可以发生以下变化：

请回答：

(1)B分子中含有的官能团是________、________。

(2)由B转化为C的反应属于________(选填序号)。

①氧化反应

②还原反应

③加成反应

④取代反应

(3)C的一氯代物D有两种，C的结构简式是______________。

(4)由A生成B的化学方程式是_____________________。

(5)有机玻璃的结构简式是________。

14．乳酸分子式为C3H6O3，在一定的条件下可发生许多化学反应，如图是采用化学方法对乳酸进行加工处理的过程。其中A、H、G为链状高分子化合物。

请回答相关问题：

(1)C的结构简式为________；反应②的反应类型是________。

(2)E中所含的官能团有________。

(3)反应①的化学方程式为___________。

(4)作为隐形眼镜的制作材料，对其性能的要求除应具有良好的光学性能外，还应具有良好的透气性和亲水性。一般采用E的聚合物G而不是D的聚合物H来制作隐形眼镜，其主要理由是____________________。

[能力提升] 15．聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料

中质地最优异，价格又比较适宜的品种。PMMA的合成路线如图所示：

回答下列问题：

(1)①A的结构简式为____________；②PMMA的结构简式为____________；若PMMA的相对分子质量为2 000 000，则其聚合度为________。

(2)反应①属于________反应；反应⑤属于________反应；反应⑥属于________反应。

(3)写出反应①、③、⑥的化学方程式。

①______________；

③__________；

⑥____________。

16．人造羊毛的主要成分为

，此物质可由以下三种途径合成，已知A是石油分馏的一种产品。

回答下列问题：

(1)写出A的分子式__________，

D的结构简式_______。

(2)在反应①～⑥中，属于加成反应的是________。

(3)写出反应⑥的化学方程式：

____________________。

(4)从能源和环保的角度看，你认为最有发展前景的是________，其中理由是__________。