2020学年高中化学 第3单元 化学与材料的发展 课题3 高

第3课时 有机高分子化合物与有机高分子材料核心素养发展重点学业要求体会合成高分子等有机化合物在生产、生活中的重要应用。

1.了解有机高分子化合物的含义、结构特点和基本性质。

2.掌握聚合反应，对常见类型的高分子材料，能准确地用化学方程式表示其聚合过程。

3.了解合成高分子化合物的主要类别及其在生产、生活和现代科技发展中的广泛应用。

学生自主学习从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物 1．概念有机高分子化合物是□01相对分子质量很大的有机化合物，简称□02高分子或□03聚合物。

2．以乙烯为原料，在适宜的温度、压强和□04引发剂存在的条件下发生反应可制得聚乙烯：□05n CH 2===CH 2――→一定条件CH 2—CH 2。

3．聚合反应和加聚反应(1)聚合反应：由相对分子质量□06较小的化合物生成相对分子质量□07很大的有机高分子化合物的反应。

(2)加聚反应：由不饱和的小分子相互加成的聚合反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。

如乙烯生成聚乙烯的反应。

有机高分子材料 1．塑料(1)成分⎩⎨⎧主要成分：□01合成树脂添加剂⎩⎪⎨⎪⎧增塑剂：提高塑造性能防老剂：防止塑料老化(2)代表物——聚乙烯聚乙烯塑料无臭、无毒，具有优良的耐□02低温性能，化学□03稳定性好，品种繁多、应用广泛，是当今世界上产量最大的塑料产品。

2．橡胶(1)特性：橡胶是具有□04高弹性的高分子化合物。

(2)分类3．纤维 (1)分类纤维⎩⎪⎨⎪⎧天然纤维：□09棉花、羊毛、蚕丝等化学纤维⎩⎨⎧ □10人造纤维：黏胶纤维、醋酸纤维等□11合成纤维：腈纶、涤纶、锦纶、维尼纶等(2)腈纶腈纶的化学名称为□12聚丙烯腈纤维，俗称为人造羊毛。

它是用石油裂解气中的丙烯制得□13丙烯腈再聚合而得，反应的化学方程式为n CH 2===CHCN ――→引发剂。

课堂互动探究一、从乙烯到聚乙烯——认识有机高分子化合物1．高分子材料是纯净物还是混合物？提示：高分子材料是由很多高分子化合物聚集而成的，每个高分子化合物的n 值并不确定，所以高分子材料为混合物。

2019-2020学年度人教版高中化学选修2 化学与技术第三单元化学与材料的发展课题3 高分子化合物与材料知识点练习第三篇第1题【单选题】复合材料是一种新型的有发展前途的材料。

目前，复合材料最主要的应用领域是( )A、高吸水性树脂B、人类的人造器官C、新型治疗药物D、航空航天工业【答案】：【解析】：第2题【单选题】下列物质中属于天然高分子化合物的是( )A、纤维素B、蔗糖C、油脂D、麦芽糖【答案】：【解析】：第3题【单选题】下列有关新型高分子材料的说法中不正确的是( )A、高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等B、复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强体C、导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料D、合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生理相容的程度【答案】：【解析】：第4题【单选题】某有机物的结构简式为下列叙述正确的是( )A、1mol该有机物与NaOH溶液完全反应时，消耗1molNaOHB、该有机物水解所得的产物能发生加成反应C、该有机物可通过加聚反应生成D、该有机物分子中含有碳碳双键【答案】：【解析】：第5题【单选题】橡胶是重要的工业原料，生胶的弹性好但强度较差，将其硫化后，强度增大则弹性减弱，且硫化程度越高，强度越大，弹性越差．在以下橡胶制品中，你认为硫化程度最高的是( )A、气球B、医用乳胶手套C、汽车外胎D、橡皮筋【答案】：【解析】：第6题【单选题】下列有关叙述正确的是( )A、淀粉、油脂、杜仲胶和纤维素都由碳、氢、氧元素组成，都是天然高分子化合物B、糖类、油脂和蛋白质都能发生水解C、聚乳酸在微生物作用下可降解成小分子，对环境有利D、蛋白质是人类必需的营养物质，在人体内最终水解成葡萄糖【答案】：【解析】：第7题【单选题】如图照片显示：一只可爱小猫站在一块高分子合成材料上，下面烈火灼烧而小猫却若无其事．这说明此高分子材料一定具有的性质是( )?A、良好的绝缘性B、良好的绝热性C、良好的导热性D、熔点低【答案】：【解析】：第8题【单选题】属于天然高分子化合物的组合是( )A、聚乙烯、淀粉B、油脂、蛋白质C、酚醛树脂、纤维素D、纤维素、淀粉【答案】：【解析】：第9题【单选题】下列物质属于天然高分子化合物的是( )A、聚乙烯B、高级脂肪酸甘油脂C、蛋白质D、葡萄糖【答案】：【解析】：第10题【单选题】温室效应引起国际的关注，我国也积极应对，采取措施。

课题3 高分子化合物与材料1．了解高分子化合物的结构特点和根本性质。

2．了解加聚反响和缩聚反响的特点。

3．了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域的应用。

4．了解合成高分子化合物在开展经济、提高生活质量方面的奉献。

授课提示：对应学生用书第38页一、高分子化合物的合成1．高分子化合物(1)概念：相对分子质量从几万到几百万甚至更高的化合物称为高分子化合物，简称为高分子，也称为聚合物或高聚物。

(2)分类：按照来源可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物。

(3)表示方法：有机高分子化合物通常是由简单的结构单元重复连接而成。

如聚乙烯：①结构简式：CH2—CH2。

②链节：(重复结构单元)—CH2—CH2—。

③聚合度：是指高分子链所含链节的数目n。

④单体：是指能合成高分子化合物的小分子物质。

聚乙烯的单体是CH2==CH21概念：由含有双键、三键或环状结构的低分子以加成反响的方式结合成高分子化合物的反响，简称加聚反响。

2加聚反响的特点及产物的命名：加聚反响生成的高分子化合物称为聚合树脂，它们多在原始单体名称前冠以“聚〞字命名，加聚反响的特点是反响过程中不产生副产物。

3写出聚乙烯的①结构简式：CH2—CH2，②链节：—CH2—CH2—，③单体：CH2===CH2。

4加聚反响方程式的书写3．缩合聚合反响(1)概念：单体分子之间反响生成高分子化合物，同时产生小分子副产物的反响，简称缩聚反响。

(2)缩聚反响的特点：由含有活性官能团的两个或两个以上的单体，在加热和催化剂的作用下，经缩合反响，相互连接而得到相对分子质量高的聚合物，并同时析出水、氨、醇等副产物(低分子化合物)。

(3)缩聚反响方程式的书写二、塑料制品的加工1．线型结构：分子呈长链状，即以共价键结合成高分子链，链与链之间以分子间作用力相结合，可溶于有机溶剂，受热软化成液体，冷却后又变成固体，即具有热塑性。

如合成纤维、塑料(如聚乙烯)。

2．体型结构：以共价键结合成高分子链，链与链之间以共价键产生交联而成网状结构，不易溶解，长期浸泡在溶剂中只能发生溶胀。

教学建议1.金属化学冶炼的依据是氧化还原反应。

根据金属的活动性不同,采用不同的还原剂或还原手段将金属由化合态还原为单质,这是金属化学冶炼的基本原理。

例如,一般的高温碳还原法可用于冶炼中等活泼的金属,置换反应不仅可用于冶炼铜、银,还可用于提炼稀土金属;电解法是目前人类生产中掌握和使用的一种最强的氧化还原手段,可以用于冶炼活泼金属。

2.教科书中仅以钢铁和铝的冶炼为例介绍了金属的化学冶炼原理和过程。

对于钢铁冶炼(火法冶炼),重点在于揭示生铁冶炼与炼钢原理的区别,指出作为合金的钢铁材料在冶炼方法、使用性能等方面比生铁有哪些特点和优势;对于铝的冶炼(湿法冶金和电冶金的结合),则可以通过展示铝的生产流程,重点讨论其中的化学反应原理,即氧化铝和氢氧化铝的两性以及电解氧化铝的反应。

3.金属腐蚀的主要原因是自发进行的原电池反应,揭示金属腐蚀的本质即金属与其接触的其他物质在一定条件下发生氧化还原反应而受到损害,由此帮助学生归纳和理解金属防腐的思路和方法。

需要指出的是,金属防腐方法的选择不仅是一科学问题,也是一技术问题。

参考资料“大地之子”——钛钛是一种银白色的金属,德国化学家克拉普洛特从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中,发现了这种元素,便以希腊神话中的英雄来命名,钛的意思是“地球的儿子”。

钛的外形很像钢铁,但远比钢铁坚硬,且体重只有铁的一半。

俗话说:“真金不怕火炼。

”可是钛的熔点比黄金还高出600多摄氏度。

正因为钛的本领非凡,所以有着广泛的用途。

现在,钛是制造飞机、坦克、军舰、潜艇、宇宙飞船和导弹不可缺少的金属。

钛与氮、碳结合生成的氮化钛、碳化钛,也是非常坚硬的化合物,它们的耐热本领甚至比钛还高1倍。

这样坚硬而耐热的材料,可以代替超级钢,制造高速切削刀具。

钛的许多特殊性能,还在化工、超声波和超导技术中得到应用。

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课题3 高分子化合物材料教学目标：1.举例说明高分子合成材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理.２．收集我国现代材料研究和材料工业发展情况的资料，认识新材料的发展方向。

3．讨论社会发展和科技进步对材料的要求,认识化学对材料科学发展的促进作用．教学重点、难点：说明高分子合成材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理。

探究建议:１、就近参观高分子材料的生产、加工企业 (或者观看有关影像),收集有关资料，撰写有关科学小品。

2、实验:用淀粉自制吸水材料，并进行模拟保水试验。

课时划分:一课时[教学过程一、高分子化合物的合成高分子化合物,指的是分子量很大的有机物质(分子量一般在__～_＿以上,分子量在＿＿以上就称为高分子化合物)。

常见的合成高分子材料有:_＿、__、_＿、以及某些胶粘剂、涂料等。

合成高分子化合物是由低分子量的有机化合物(称为单体）聚合而成.按聚合反应方式的不同，分为加聚聚合与缩聚聚合。

1。

加成聚合(加聚)：通常是在催化剂的存在下，含有＿＿键的单体打开＿＿键，相互连接而得到聚合物长链分子。

加聚反应生成的高分子化合物称聚合树脂,它们多在原始单体名称前冠以“聚”字命名.加聚反应的特点是反应过程中不产生副产物。

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高分子特点高分子同低分子比较，具有如下几个特点：组成高分子的相对分子质量很大,具有“多分散性”。

大多数高分子都是由一种或几种单体聚合而成。

通常低分子的相对分子质量是在一千以下,而高分子的相对分子质量是在五千以上,因此,相对分子质量很大是高分子化合物的特征，是高分子同低分子最根本的区别,亦是高分子物质具有各种独特性能,如比重小、强度大，具有高弹性和可塑性等的基本原因.至于相对分子质量介于一千至五千之间的物质是属低分子还是属高分子,这要由它们的物理机械性能来决定。

一般来说,高分子化合物具有较好的强度和弹性。

而低分子化合物则没有，也就是说,其相对分子质量必须达到其物理机械性能方面与低分子化合物具有明显差别时,才能称为高分子化合物。

高分子的相对分子质量虽然很大，但其化学组成一般都比较简单，常由许多相同的链节以共价键重复结合而成高分子链。

例如，聚氯乙烯是由许多氯乙烯分子聚合而成的：像氯乙烯这样聚合成高分子化合物的低分子化合物称为单体.组成高分子链的重复结构单位(如-CH2-CHCI—)称为链节。

链节数目n称为聚合度。

因此，高分子的相对分子质量=聚合度×链节量。

应该指出,合成高分子的技术还不可能象在生物体内合成蛋白质那样严格、精确—-具有一定的顺序、结构和相对分子质量,所以,合成的高分子链的聚合度总是不同的，也就是说,同一种合成的高分子化合物中各个分子的相对分子质量大小总是不同的（当然，合成的蛋白质如胰岛素是例外）．因此,合成高分子化合物实际上是相对分子质量大小不同的同系混合物。

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课题3 高分子化合物与材料有机高分子化合物[自读教材·夯基础］1．分类高分子化合物可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物.2．概念（1）高分子化合物是指相对分子质量很大的有机化合物(相对分子质量一般在一万以上),简称为高分子。

（2)合成高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以也称为聚合物或高聚物.3．结构(以聚氯乙烯为例）概念含义单体形成高分子化合物的低分子化合物CH2===CHCl链节高分子化合物中化学组成相同,可重复的最小单位聚合度高分子链中含有链节的数目____n____［跟随名师·解疑难］（1)高分子化合物是混合物,不是纯净物.这是因为：对单个高分子来说，相对分子质量是确定的，但对一块高分子材料来说,它是由许多相对分子质量不等的高分子聚集起来的，实验测得的高分子的相对分子质量是平均值。

（2)高分子化合物有如下特点：①有机高分子化合物的相对分子质量一般高达104～106，且是一个平均值；低分子有机物的相对分子质量一般在1 000以下，且是一个固定的数值.②有机高分子化合物由若干个重复单元组成,低分子有机物结构固定。

课题1 无机非金属材料1．使学生对无机非金属材料有大致印象，了解水泥、玻璃、陶瓷生产的简单原理。

2．使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。

3．使学生对新型无机非金属材料有大致印象。

一、传统硅酸盐材料1.陶瓷 生产陶瓷的主要原料是黏土，其主要生产过程为：混合→成型→干燥→烧结→冷却。

陶瓷的主要性质有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。

2.玻璃制造普通玻璃的原料有石英砂、石灰石、纯碱，发生的主要反应的化学方程式是Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2↑。

3.水泥 制造普通硅酸盐水泥的原料有石灰石、黏土、辅助原料。

普通硅酸盐水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸钙等。

水泥在空气中能吸水硬化，在水中也能硬化，因此是水下工程不可缺少的材料。

水泥、沙子和碎石等的混合物叫混凝土，它的膨胀系数与钢筋相当，因此它常用钢筋作结构，增大强度。

二、新型无机非金属材料1.氮化硅氮化硅的制造方法有多种，一种方法是将高纯硅与纯氮气混合，在1300 ℃条件下反应制得，化学方程式为3Si ＋2N 2=====1300 ℃Si 3N 4；也可以用四氯化硅和氮气在氢气保护下反应制得，化学方程式为3SiCl 4＋2N 2＋6H 2===Si 3N 4＋12HCl 。

2.硅 工业上用二氧化硅和碳在电炉中反应可以制得硅，反应的方程式为SiO 2＋2C =====1600～1800 ℃Si＋2CO↑，要制得高纯硅，可以将上述粗硅与氯化氢气体在250～300 ℃条件下反应，制得三氯硅烷，提纯后的三氯硅烷被高纯度的氢气还原，即可得到高纯硅。

以上反应的化学方程式为Si ＋3HCl =====250～300 ℃Cu 粉或Ag 粉SiHCl 3＋H 2，SiHCl 3＋H 2=====1100～1200 ℃Si ＋3HCl 。

教学建议1.高分子化合物的合成教学中要对比介绍加聚反应和缩聚反应的原理,突出高分子化合物在组成、结构、相对分子质量的特点。

为了易于理解,教学中要从比较简单的有机反应开始引入有关的聚合反应,并采用对比分析的方法,结合教科书中常见制品图片,帮助学生认识这两种重要反应,理解它们之间的区别和联系。

2.塑料制品的加工高分子化合物在组成和结构上的差异造成了热塑性塑料和热固性塑料具有不同的特点,由此可以引导学生结合高分子化合物对“物质(组成)结构决定物质的性质(性能),以及在一定条件下,物质的性质(性能)决定物质的用途”这些化学基本观念有一个新的认识。

3.性能优异的合成材料能导电的高分子化合物、高吸水性树脂以及微胶囊不仅是“科学视野”中提供的一些功能高分子材料的实例,而且也是目前获得功能高分子材料三种主要途径的典型产品,同时也充分体现了化学合成的魅力。

此外,塑料的改性以及复合材料则是获得性能优异合成材料的另外两个重要途径。

4.环境中的高分子材料教学中要注意两方面的问题,即在生产和使用中要考虑材料的使用寿命和保护,同时,防止废弃高分子材料对环境的污染。

参考资料世界上最轻的材料“全碳气凝胶”中国的科学家们研制出了一种全世界超轻材料,这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅每立方厘米0.16毫克,是空气密度的六分之一,也是迄今为止世界上最轻的材料。

“气凝胶”是半固体状态的凝胶经干燥、去除溶剂后的产物,外表呈固体状,内部含有众多孔隙,充斥着空气,因而密度极小。

浙江大学高分子科学与工程学系高超教授的课题组将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液在低温环境下冻干,去除水分、保留骨架,成功刷新了“最轻材料”的纪录。

此前的“世界纪录保持者”是由德国科学家在2012年底制造的一种名为“石墨气凝胶”的材料,密度为每立方厘米0.18毫克。

“‘全碳气凝胶’的构造类似于‘碳海绵’,哪怕将一个马克杯大小的气凝胶放在狗尾草上,纤细的草须也不会被压弯。

高分子化合物与材料一、教材分析和建议本课题是按照高分子化合物合成的反应原理、塑料制品的加工、获得性能优异的合成材料以及高分子合成材料的保护、回收利用这样的顺序展开的。

高分子化合物的合成，主要是对比介绍加聚反应和缩聚反应的原理，突出高分子化合物在组成、结构、相对分子质量的特点，为学习高分子化合物的其他内容打下基础。

为了易于理解，教科书从比较简单的有机化学反应开始引入有关的聚合反应，并采用对比分析的方法，结合加聚反应和缩聚反应获得的常见制品图片，帮助学生认识这两种获得高分子化合物的重要反应，理解它们之间的区别和联系。

这也是本课题的教学重点，通过学习应该使学生认识到高分子化合物与低分子化合物的本质区别就在于前者的相对分子量很大，由此导致了高分子化合物具有低分子化合物所没有的一些特殊性能和使用特点，但是，高分子化合物往往组成和结构并不复杂，形成高分子化合物所依据的反应原理也同其他有机反应没有多大的差别。

另外，按照课程标准的要求，通过“科学视野”这个栏目，指出了催化剂在高分子合成工业中的重要作用。

塑料制品的加工原理在于利用高分子化合物的性能，主要是根据热塑性塑料和热固性塑料的不同特点，而这些不同的特点，恰恰是由于高分子化合物在组成和结构上的差异造成的。

由此，可以引导学生结合高分子化合物对“物质（组成）结构决定物质的性质（性能），以及在一定条件下，物质的性质（性能）决定物质的用途”这些化学基本观念有一个新的认识。

如果条件允许，可以带领学生参观附近的塑料制品厂，其间不仅要参观实际的生产过程，还要注意考察生产车间的环境、消防及劳动保护措施等。

能导电的高分子化合物、高吸水性树脂以及微胶囊不仅是“科学视野”中提供的一些功能高分子材料的实例，而且也是目前获得功能高分子材料三种主要途径的典型产品。

利用一些比较简单的反应，却可以获得多种性能优异、用途广泛的功能高分子材料，这中间充分体现了化学合成的魅力。

此外，塑料的改性以及复合材料则是获得性能优异合成材料的另外两个重要途径。