第二节　应用广泛的高分子材料教案教学设计导入整理

应用广泛的高分子材料

宁夏青铜峡市第一中学

张建霞

一、教学目标

【知识与技能】

1. 了解合成高分子材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）的性能和用途。

2. 了解高分子化合物的结构对性能的影响。

3．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。

4．了解“三大合成材料”在生活中的应用。

【过程与方法】

联系生活实际，从身边常见的物质入手，了解高分子合成材料的分类及主要用途，了解“三大合成材料”典型代表物的有关聚合反应，聚合物的结构、性能特点。

【情感、态度与价值观】

通过活动课研究、学习治理“白色污染”的途径和方法，关注和爱护自然，树立社会责任感，培养环境保护意识。

二、教学重点

了解“三大合成材料”在生活中的应用。

三、教学难点

“三大合成材料”的结构与性能之间的关系

四、课时安排

1课时

五、课前预习安排：阅读教材P104-111，填写【课前自主导学】，

并完【成思考交流】。

六、教学流程：

七、教学过程

【流程一：课题引入】

1、

多媒体展示图片：多彩的塑料制品、聚乙烯制品、医用聚乙烯无纺布防护服、聚酯纤维制作的宇航服、合成纤维制成的滑翔伞等。

2、

问题1：这些物品在我们的身边发挥着巨大的作用，大家知道制作它们的材料是什么吗？

3、

问题2：这些材料能从自然界直接获得吗？

4、

引入：人工合成高分子化合物的成功为人工合成材料开辟了新的道路，改变了只能依靠天然材料的历史。合成材料品种很多，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。其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最为广泛。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？

【流程二：反馈预习效果。】对思考交流进行提问

思考交流1：合成高分子材料的结构和性能有什么关系？

提示：结构决定性能，线型结构具有热塑性，网状（体型）结构具有热固性。

思考交流2：橡胶在加工过程中要加入硫磺等硫化剂进行硫化，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。

【流程三：师生互动探究】

问题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

问题2、盛放酸性KMnO4溶液或溴水的试剂瓶，为什么不能使用橡胶塞？

提示：橡胶含有碳碳双键，易被酸性KMnO4溶液氧化，或与Br2发生加成反应。

问题3、聚氯乙烯塑料为线型结构，推测其具有什么性质？

提示：热塑性。

【流程四：讲解研析】

1．高分子化学反应的特点

（1）与结构的关系

结构决定性质，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，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，高分子材料解聚为小分子。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。

②橡胶硫化

天然橡胶(CCH2CH3CHCH2)，经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型变体型结构。

③催化裂化

石油催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。

2．高分子化合物的结构与性质

线型高分子

体型（网状）高分子

结构

分子中的原子以共价键相互联结，构成一条很长的卷曲状态的“链”

能缓慢溶解于适当溶剂

具有热塑性，无固定熔点

强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好

分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构

很难溶解，但往往有一定程度的胀大

具有热固性，受热不熔化

强度大、绝缘性好，有可塑性

溶解性

性能

特性

常见物质

聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶

酚醛树脂、硫化橡胶

提示：线型高分子为长链结构，分子链之间不存在化学键，体型高分子为网状结构，链与链之间存在化学键。

例1

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，其结构为。

请回答下列问题：

(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。

【解析】

从天然橡胶成分的结构简式

可知，天然橡胶为线型结构的

高分子，能溶于汽油等有机溶剂，同时链节中含有不饱和的碳碳双键能发生加成反应，使溴水褪色，当与硫进行硫化后，线型分子间通过硫原子发生交联变成网状结构，故其性质发生改变。

【答案】

(1)天然橡胶是线型结构

线型结构

网状结构

不能

(2)能

易错警钟

绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性物质(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中，盛放强氧化剂的试剂瓶不能用橡胶塞。

【流程五：当堂训练】指导学生当堂完成变式训练和课堂达标1-5题。

变式训练

现有下列高分子化合物，请从下列各项中选择出最恰当的选项，将代号填入下表。

（1）高分子结构示意图：

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

（2）高分子材料的主要性质特点：

A．具有热塑性

B．可溶于有机溶剂

C．不溶于有机溶剂

D．具有确定的熔点

（3）主要应用：

（a）用于制备塑料薄膜

（b）用于制备光学仪器为

（c）用于制备车辆轮胎

硫化橡胶

（1）

（2）

（3）

解析：（1）硫化橡胶为体型结构；聚乙烯是线型结构，无支链；有机玻璃也是线型结构，但有支链。（2）线型结构的高分子具有热塑性，可溶于有机溶剂；体型结构的高分子不具有热塑性（有的有热固性），不溶于有机溶剂。高分子材料，不论线型结构，还是体型结构，都是混合物，没有固定的熔、沸点。（3）硫化橡胶常用于制造车辆轮胎；聚乙烯可制备塑料薄膜；有机玻璃可制造光学仪器。

答案：

硫化橡胶

（1）

（2）

（3）

Ⅲ

C （c）

Ⅰ

A、B

（b）

Ⅱ

A、B （a）

课堂达标：

1．下列物质不属于合成材料的是（

）

A、人造纤维

B、顺丁橡胶

C、有机玻璃

D、锦纶纤维

【解析】人造纤维为纤维素

【答案】A 2．下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是（

）

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】聚乙烯塑料为乙烯（CH2=CH2）发生加聚反应合成的；聚氯乙烯塑料为聚氯乙烯（CH2=CHCl）发生加聚反应合成的；聚苯乙烯塑料为苯乙烯（）发生加聚反应合成的；酚醛塑料为酚类在酸或碱的催化下发生缩聚反应合成的。

【答案】C 3．下列高分子材料中，属于体型结构的是（

）

A、有机玻璃

B、硫化橡胶

C、聚氯乙烯

D、聚乙烯

【解析】天然橡胶属于线型结构，经过硫化后形成网状结构，因此，硫化橡胶属于体型结构。

【答案】B 4．下列说法正确的是（

）

A、合成纤维和人造纤维统称为化学纤维

B、聚氯乙烯是热固性塑料

C、锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末

D、对于某些合成材料和塑料制品废弃物的处理可以倾倒到海洋中

【解析】聚氯乙烯是线型高分子材料，具有热塑性；蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味，锦纶无该现象；合成材料和塑料制品废弃物倾入海洋中造成水体污染。

【答案】A 5．生活中常用的聚酯纤维（的确良）的结构简式为：

它是由A和B两种单体缩聚而成。已知甲苯能在酸性高锰酸钾存在下氧化成苯甲酸。现要以二甲苯、乙烯为原料，经过一系列反应来合成它。

（1）在如下图所示的括号中，填入所加物质和反应类型，在方框中填入对应的有机物的结构简式：

（2）A与C发生缩聚反应的化学方程式是

【解析】（1）根据聚酯纤维的结构式，可以判断聚酯纤维为缩聚产物，其单体为对苯二甲酸和乙二醇。故A为HOOCCOOH，B为CH2BrCH2Br，C为HOCH2CH2OH。（2）A与C发生缩聚反应，A中羧基和B中羟基之间脱去水分子。

【答案】（1）①酸性高锰酸钾溶液，氧化反应

②溴水，加成反应

③氢氧化钠溶液，取代反应

A：HOOCCOOH

B：

CH2BrCH2Br，C：HOCH2CH2OH 催化剂

（2）nHOCH2-CH2OH + n HOCH2CH2OH

+ （2n-1）H2O

【流程六：课堂总结】引导学生总结本课时主干知识

1、三大合成材料的名称

（1）塑料；（2）合成纤维；（3）合成橡胶。

2、有机高分子材料的2中分类方法

3、3个重要的化学反应

【流程七：作业布置】完成课后知能检测