课题3　有机合成材料教学设计内容推荐

课题3

有机合成材料

李见玲

一、教学目标

1．知识与技能

(1)了解有机化合物和有机高分子化合物的特点。

(2)知道塑料、合成纤维和合成橡胶的性能和用途。

2．过程与方法

(1)认识有机合成材料的发展对人类社会的进步所起的重要作用。

(2)能用变化与联系的观点分析化学现象和问题。

(3)能主动地与他人进行交流和讨论，并能清楚地表达自己的观点。

3．情感态度与价值观

(1)了解学习化学的重要价值。

(2)培养学生关注社会和人类生存环境的情感。

(3)增进学生对“事物是一分为二的”辩证唯物主义观点的认识。

二、教学重点

有机化合物和有机合成材料的用途

三、教学难点

有机化合物和有机合成材料的用途

四、教学方法

探究、启发、实验、阅读、讲解、讨论等。

五、教具准备

投影仪和相关资料；酒精灯、试管、试管夹、火柴；聚乙烯塑料碎片

六、教学过程

[引言]从人们的衣食住行，到探索太空世界，都离不开材料。材料的应用和发展与人类社会文明的进步紧密相连。

在日常生活中，我们用得最多的是有机合成材料。如塑料、合成橡胶、合成纤维等。有机合成材料的诞生，结束了人类只能依靠天然材料的历史。

[板书]课题3 有机合成材料

[过渡]到底什么是有机合成材料呢?要找到答案，首先必须知道什么是有机化合物。

[板书]一、有机化合物

[师]下面，我们就通过活动与探究来了解什么是有机化合物。

[活动与探究]

请同学们完成试卷上的练习一

化合物

化学式

组成元素

相对分子质量

甲烷

乙醇

葡萄糖

淀粉

蛋白质

硫酸

氢氧化钠

氯化钠

[观察上表讨论回答]

CH4

C2H5OH

C6H12O6

(C6H10O5)n

H2SO4

NaOH

NaCl

C、H

C、H、O

C、H、O

C、H、O

C、O、N

H、S、O

Na、O、H

Na、Cl

16

46

180

万到几十万

几万到几十万

98

40

58．5

1．甲烷、乙醇、葡萄糖、淀粉和蛋白质的组成元素有什么共同点?

2．甲烷、乙醇和葡萄糖的相对分子质量与淀粉和蛋白质的相对分子质量相比有什么不同?

[学生讨论，并交流讨论结果]

1．甲烷、乙醇、葡萄糖、淀粉和蛋白质中都有碳元素和氢元素。

2．甲烷、乙醇和葡萄糖的相对分子质量有确定数值，而淀粉和蛋白质的相对分子质量无固定数值，且其数值从几万到几十万不等，比甲烷、乙醇和葡萄糖的相对分子质量要大得多。

[设问]已知甲烷、乙醇、葡萄糖、淀粉和蛋白质都属有机物，那么，你觉得应该怎样来命名有机物?

[生]含有碳元素和氢元素的化合物就叫有机物。

[承接]已知CCl4、CS2也是有机物。那么，大家刚才的回答是否正确?你觉得应该怎样改进?

[生]不正确。应该说含碳的化合物叫有机物。

[评价]大家回答得很好!

[讲解]化合物主要有两大类：无机化合物和有机化合物。人们把像葡萄糖这类含碳的化合物叫做有机化合物，简称有机物。

[板书]1．含碳的化合物叫有机化合物。

[解释]组成中不含碳元素的化合物一般叫做无机化合物，如水、氢氧化钠、食盐等。需要注意的是，我们熟悉的一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等少数含碳化合物，由于它们的组成和性质跟无机化合物很相似，故人们将它归到无机化合物中来研究。

[板书]CO、CO2、H2CO3、CaCO3属于无机化合物。

[讲解]有机物的数目异常庞大。为什么会是这样呢?请大家看课本回答。

[学生看书后回答]有机物除含有碳元素外，还可能含有氢、氧、氯、氮和磷等元素。在有机物中，碳原子不但可以和氢、氧、氮等原子直接结合，而且碳原子之间还可以互相连接

起来，形成碳链或碳环。由于原子的排列方式不同，所表现出来的性质也就不同。因此，有机物的数目异常庞大。

[讲解]有些有机物的相对分子质量比较小，如乙醇、葡萄糖等。通常称它们为小分子。有些有机物的相对分子质量比较大。从几万到几十万，甚至高达几百万或更高，如淀粉、蛋白质等。通常称它们为有机高分子化合物，简称有机高分子。

[板书]2．有机高分子化合物是相对分子质量很大的有机物。

[过渡]用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。如棉花、羊毛和天然橡胶等就属于天然有机高分子材料。但由于天然有机高分子材料数量有限，远不能满足人口增长和社会发展对有机高分子材料的需求。随着化学科学的发展，合成有机高分子材料应运而生，简称合成材料。

[板书]二、有机合成材料

[讲解]有机合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。从此，人类摆脱了只能依靠天然材料的历史，在改造大自然的进程中大大前进了一步。

合成材料品种很多，塑料、合成纤维、合成橡胶就是我们通常所说的三大合成材料。

[板书]三大合成材料：塑料、合成纤维和合成橡胶。

[讲解]由于合成材料的原料丰富易得、制造加工简单、性能干变万化，(如用石油产品、煤、石灰石、水、空气等为原料，通过一系列的化学反应就可制得多种多样、性能各异的合成材料。)所以，合成材料一经出现，便得到了广泛的应用。

[引导学生看P98图12—13(塑料制品的应用范围)]

[讲解]由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，所以也常被称为聚合物。如聚乙烯分子就是由成千上万个乙烯分子“手拉手”聚合而成的高分子化合物。

[引导学生看图12—14(聚乙烯分子模型)]

[转折]我们刚才看到的聚乙烯高分子，是很长的链状结构，但并不是所有的合成材料高分子都是长链状的，有的还可以结合成网状。

[引导学生看图12—15(高分子结构示意图)]

[讲解]高分子的结构不一样，其形成物质的性质就不一样。如链状结构的聚乙烯塑料与网状结构的酚醛塑料(俗称电木)的性质就不相同。

[演示实验12—1]加热聚乙烯塑料碎片。

现象：加热熔化、冷却后变成固体，再加热时又熔化。

[讲解]我们刚才观察到的塑料的这种性质叫热塑性。具有热塑性的塑料可反复加工，多次使用，能制成薄膜、拉成丝或压制成所需的各种形状，用于工业、农业和日常生活等。

若我们给酚醛塑料加热，其只能烧焦而不能熔化，我们把这种性质叫热固性。

[板书]1．热塑性塑料和热固性塑料

[讨论]装食品用的聚乙烯塑料应如何封口?

电木插座破裂后能否热修补?

[讨论结果]因聚乙烯塑料有热塑性，故可用加热的方法进行封口；因电木插座具有热固性，故不能进行热修补。

[介绍]塑料的品种很多，用途也各不相同。

[投影或发放资料]

几种常见塑料的性能和用途

名称

性能

用途

制品

机械强度好，电绝缘性好，耐化学腐蚀，质轻，聚乙烯

无毒

耐油性差，低温发脆，容易老化

电绝缘性好，透光性无毒

室温下硬、脆，温度较高时变软，耐溶剂性差

透光性好，质轻，耐水，耐酸、碱，抗霉，易聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）

加工

耐磨性较差，能

溶于有机溶剂

可制电工器材、汽酚醛塑料（俗称电木）

水

绝缘性好，耐热，抗车部件、涂料、日常用品等，用玻璃纤维增强的酚醛塑料可用于宇航领域

可制飞机、汽车用玻璃，光学仪器，医疗器械等

可制高频绝缘材医疗卫生用具，还可制成泡沫塑料用于防震、防湿、隔音、包装垫材等

可制薄膜、日常用品、管道、包装材料等

好，耐水、耐化学腐蚀，料，电视、雷达部件，聚苯乙烯

耐低温、高温、耐化聚四氟乙烯

学腐蚀，耐溶剂性好，电绝缘性好，加工困难

可制电气、航空、化学、医药、冷冻等工业的耐腐蚀、耐高温，耐低温的制品

[讲解]聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料是我们使用最多的塑料。

[过渡]高分子材料中的纤维有天然纤维和合成纤维之分。

[展示]棉花、羊毛、木片、干草。

[讲述]以上这些物质都是天然纤维，它们可以制成棉布、纯毛线、纸张等。它们透气性好，吸水性也好，但它们易缩水，易被虫蛀。

[讲解]

的确良、尼龙、腈纶等合成纤维制品属合成纤维制品，它们最明显的优点是：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水。缺点是：吸水性、透气性差。

[设问]我们穿的衣服通常是由纤维织成的。我们怎样才能穿上既舒适又挺脱的衣服呢?

[生]可用天然纤维和合成纤维进行混合纺织。

[师]很正确。这也是商店里的时髦衣物多为混纺织品的缘故。

[板书]2．天然纤维和合成纤维混合纺织的纺织品。

[请学生阅读P100资料：认识服装的标签]

[补充]合成纤维除了供人类穿着外，在生产和国防上也有很多用途。例如，尼龙可以制降落伞绳、轮胎帘子线、缆绳和渔网等。

随着新兴科学技术的发展，近年来还出现了许多具有某些特殊性能的特种合成纤维，如芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维等。

[过渡]橡胶也是人们生活和工业生产中不可缺少的材料。最初人们从橡胶树、橡胶草等植物中获得天然橡胶。随着工业的发展对橡胶需求的不断增长，人们在了解了天然橡胶分子的组成和结构后。进行仿照，并用化学方法人工合成了橡胶，即合成橡胶。

[板书]3．合成橡胶

[设问]合成橡胶的出现是人类向自然学习取得的成果。与天然橡胶相比，合成橡胶有哪些优点呢?

[学生看书后问答]具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能。

[承接]正因为如此，合成橡胶广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。

[引导学生看课本图12—21(合成橡胶的用途)]

[转折]合成材料的应用与发展，大大方便了人类的生活。但是，合成材料废弃物的急剧增加也带来了环境问题，废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。这是因为大部分塑料在自然环境中很难降解，长期堆积会破坏土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存；而且如果焚烧含氯塑料会产生有毒的氯化氢气体，从而对空气造成污染。

[引导学生看课本图12—22(塑料垃圾对大自然的污染)]

[板书]三、白色污染

[图片资料]1．白色污染

大量的废旧农用薄膜、包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具(以下统称为塑料包装物)在使用后被抛弃在环境中，给景观和生态环境带来很大破坏。由于废旧塑料包装物大多呈白色，因此造成的环境污染被称为“白色污染”。

2．“白色污染”的现状及其危害

塑料的使用仅有近百年历史。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。1995年，我国塑料消费总量约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。“白色污染”问题在我国已相当严重。

塑料是高分子聚合物，不易降解，一般需数百年才能有效分解，因此造成污染公害。“白色污染”的主要危害在于“视觉污染”和“潜在危害”。“视觉污染”──遗弃的塑料制品，随处可见，是造成环境脏、乱、差的一个重要原因，由此造成“视觉污染”。“潜在危害”──危害人体健康、影响农作物生长、危及动物安全。散落在江河湖及田野的废塑料碎片被动物及水生物误食，会导致生病、死亡。

混入生活垃圾中的废旧塑料物品很难处理：填埋处理将会长期占用土地，混有塑料的生活。

垃圾不适用于堆肥处理，分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用。

[过渡]由此可见，“白色污染”问题是人类亟待解决的一个问题。那么，我们应该从哪些方面着手来解决“白色污染”呢?

[板书]四、防止白色污染的措施

[请学生看书回答]

方法有：1．减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等；

2．重复使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等；

3．使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料和光降解塑料等：

4．回收各种废弃塑料。

[讲解]减少使用、加强回收、使用可降解塑料是目前治理“白色污染”的主要措施。

回收废弃塑料是非常重复的，因为塑料回收不仅可以减少废弃塑料的数量，而且节约资源。但塑料分类是回收和再利用的一大障碍，因为不同种类的塑料，其再利用的途径是不同的。

[设问]我们应该怎样解决这个困难呢?

[引导学生看课本有关内容及图12—24和表12—4]

[讲解]从改进塑料的配方和生产工艺入手，研制新型的可降解塑料，是治理“白色污染”的最有前景的措施。

[引导学生看课本图12—23(可降解塑料的降解过程)]

[投影资料]

可降解塑料是指在较短的时间内、在自然界的条件下能够自行降解的塑料。

[过渡]近年来，为了解决使用合成材料带来的环境问题，新型有机合成材料逐渐向对环境友好的方向发展。此外，为满足计算机，生物工程、海洋工程和航空航天工业等尖端技术发展的需要，人们还研制出了许多新型有机合成材料。

[板书]五、新型有机合成材料

资料

1．高分子分离膜

高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。它的特点是能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。这类分离膜广泛应用于生活污水、工业废水等废液处理以及回收废液中的有用成分，特别是在海水和苦咸水的淡化方面已经实现了工业化。在食品工业中，分离膜可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒等，分离时不需要加热，并可保持食品原有的风味。未来的高分子膜不仅可以用在物质的分离上，而且还能用在各种能量的转换上，如传感膜能够把化学能转换成电能，热电膜能够把热能转换成电能等。这种新的高分子膜为缓解能源和资源的不足，解决环境污染问题带来希望。

2．复合材料

复合材料是将两种或两种以上的材料复合成一体形成的材料。复合材料集中了组成材料的优点，并避免了组成材料的弱点，其既能充分利用资源，又能节约能源。

因此世界各国都把复合材料作为大有发展前途的一类新型材料来研究。

由于复合材料一般具有强度高、质量小、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料，因此宇航工业就成了复合材料的重要应用领域。我们知道，质量对于飞机、导弹、火箭、人造卫星、宇宙飞船来说是一个非常重要的因素。有的导弹的质量每减少1 kg，它的射程就可以增加几千米。而且这些航天飞行器还要经受超高温、超高强度和温度剧烈变化等特殊条件的考验，所以，复合材料就成为理想的宇航材料，它的发展趋势从小部件扩大到大部件，从简单部件扩大到复杂部件，成为宇宙航空业发展的关键所在。另外，复合材料在汽车工业、机械工业、体育用品甚至人类健康方面的应用前景也十分广阔。

[小结]通过本课题的学习，我们知道了什么叫有机物和有机合成材料。并知道有机合成材料不管是现在，还是在将来对我们都很重要。