第二节　应用广泛的高分子材料教案设计

人教版选修5第五章

进入合成有机高分子化合物的时代

第二节

应用广泛的高分子材料第二课时教学设计2 【教学目标】

1.通过“三大合成材料”的实例，分别说明合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。

2. 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。

【教学过程】

一、合成纤维

合成纤维市场与服装行业瞬息万变紧密相连，差别化率有待提高。合成纤维作为重要的纺织纤维，其地位已经超过天然纤维，广泛应用于各个行业。

1.纤维分为天然纤维和化学纤维，化学纤维又分为人造纤维和合成纤维。

2．合成纤维的“六大纶”是指涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶，其中被称作“人造棉花”的是维纶。

3．写出生成涤纶的化学方程式：

用天然的或合成的高分子化合物做原料，经过化学方法加工而得的一切纤维，总称化学纤维。新中国成立初期，中国只有一家化纤厂——丹东化纤厂，年产粘胶纤维230吨。20世纪50年代末，中国才第一次从民主德国引进了一套化纤设备，建成了年产6000吨的保定化纤厂，并相继又自己设计建成了南京、杭州等一批人造纤维厂。20世纪60年代，中国主要发展粘胶纤维（即人造纤维），合成纤维发展较慢，只有兰州从国外引进了人造毛生产设备，保定从日本引进了维尼纶生产设备。从20世纪70年代开始，中国化纤工业进入全面发展时期。国家投资100亿元，引进了四套大化纤生产线，建起了上海金山石化总厂、辽阳石油化纤公司等大型化纤企业。进入20世纪80年代后，中国又建成了仪征化纤联合公司。到1986年，中国已成为世界化纤生产大国，产量突破100万吨，居世界第四位，化纤生产的发展速度，在世界上也是首屈一指的。

二、合成橡胶

1

合成橡胶

1.合成橡胶发展到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。橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都高。

2．顺式聚丁二烯是线型结构，分子链较柔软，具有良好的弹性。顺丁橡胶是顺式聚丁二烯与硫黄等硫化剂混炼而成的。

3,

胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化，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。

【问题导思】

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

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水发生加成反应。

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。

4.

常用橡胶的性能和用途

①丁苯橡胶

热稳定性、电绝缘性和抗老化性好。可制轮胎、电绝缘材料，一般橡胶制品等；②顺丁橡胶

弹性好、耐低温、耐热、粘结性差，可制轮胎、运输带、胶管等；③氯丁橡胶

耐日光、耐磨、耐老化、耐酸、耐碱、耐油性好，耐寒性差。可制电线包皮、运输带、化工设备的防腐衬里、胶粘剂等；④丁腈橡胶

抗老化性和耐油性好，耐高温,弹性和耐寒性较差,可制耐油、耐热的橡胶制品，飞机和油箱衬里等；⑤聚硫橡胶

耐油性和抗老化性很好，耐化学腐蚀，弹性较差。可制耐油、耐苯胶管、胶辊、耐臭氧制品、储油及化工设备衬里等。⑥硅橡胶

耐低温(－100℃)和高温(300℃)，抗老化和抗臭氧性好,电绝缘性好,机械性能差，耐化学腐蚀性差。可制各种在高温、低温下使用的衬垫以及绝缘材料、医疗器械及人造关节等；⑦丁基橡胶

气密性好，耐热、耐老化、电绝缘性好，柔顺性较小，弹性较差。可制汽车内胎，探空气球、汽艇、防毒面具、化工设备衬里等；⑧异戊橡胶

与天然橡胶相似，粘结性良好。适用于使用天然橡胶的场合，可制汽车内外胎、胶管、胶带、飞机轮胎等。

三、高分子化学反应的特点、高分子化合物的结构与性质

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

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

分子中的原子以共价键相互联结，构成分子链与分子链之间还有许多共价键交结构

一条很长的卷曲状态的“链”

联起来，形成三维空间的网状结构

溶解性

能缓慢溶解于适当溶剂

很难溶解，但往往有一定程度的胀大

性能

具有热塑性，无固定熔点

具有热固性，受热不熔化

特性

强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好

强度大、绝缘性好，有可塑性

常见

物质

聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶

酚醛树脂、硫化橡胶

四、板书

二、合成纤维

1．纤维的分类 2．“六大纶”的性能和重要用途

3．几种具有某些特殊性能的合成纤维

芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维。

三、合成橡胶

1．橡胶的分类 2．合成橡胶的性能和主要用途

3．使用合成材料的负面作用及对策

五、检测题

1. 下列说法正确的是 (

) A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维

B．天然纤维是不能再被加工处理的

C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称化学纤维

D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维

2. 关于天然橡胶的下列叙述中，不正确的是 (

) 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，不会被氧化而老化

3

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

3. (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

4. 聚丙烯酸钠(下列叙述不正确的是 (

) A．聚丙烯酸钠属于混合物

)具有超强吸水性，能吸收空气中的水分，可用于矿山道路运输抑尘等。B．聚丙烯酸钠属于天然有机高分子化合物

C．聚丙烯酸钠可用于生产“尿不湿”

D．路面喷洒聚丙烯酸钠溶液能抑制扬尘，一定程度上能预防雾霾和PM2.5 5. 以乙炔为主要原料可以合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶，其制备过程如下：

试回答下列问题：

(1)试写出B和C的结构简式：B________；C________；

(2)写出反应③和反应⑦的化学方程式并指明反应类型。

________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________；

(3)若某聚丙烯腈的平均相对分子质量为26 500，则n＝________；

(4)三分子乙炔在一定条件下可聚合成环状分子，该分子的结构简式可表示为________。

参考答案

1. 【解析】利用石油、天然气、煤和农副产品等为原料制得的纤维都是合成纤维。天然纤维可经再加工得到人造纤维；天然纤维不属于化学纤维。

【答案】D

2. 【解析】天然橡胶氧化而老化。

的链节中含有C===C双键，受日光、空气作用，会逐渐因【答案】B

3. 【解析】用木材、草料等天然纤维经化学加工制成的黏胶纤维属于人造纤维；利用石油、天然气、煤和

4

农副产品做原料制成单体，再经聚合反应制成的是合成纤维；合成橡胶的原料是石油和天然气。

【答案】CD

4. 【解析】本题考查了高分子化合物，意在考查考生对高分子化合物概念的理解能力及应用能力。聚丙烯酸钠是高分子化合物，故为混合物，A项正确；聚丙烯酸钠属于人工合成高分子化合物，B项错误；由题目信息可知该物质具有超强吸水性，故可用于生产“尿不湿”，C项正确；由题目信息可知D项正确。

【答案】B

5. 【解析】

乙炔与HCN发生加成反应生成B，CH≡CN＋HCN―→CH2===CH—CN。由反应⑦可知D应为单体2－氯－1,3－丁二烯()，故分子C应为两分子乙炔的加成产物，其结构简式为26 500CH2===CH—C≡CH。由分子D制备氯丁橡胶为加聚反应。聚丙烯腈一个链节的相对分子质量为53，故n＝53＝500。由原子守恒可知当3分子乙炔聚合为环状分子时，其分子式应为C6H6，故该物质应为苯(

【答案】

(1)CH2===CH—CN CH2===CH—C≡CH

(2)CH≡CH＋HCN―→CH2===CH—CN；加成反应

)。

；加聚反应

(3)500 (4)

5