人教版高中化学选修五第17讲： 功能高分子材料(学生版)

第三节功能高分子材料教材分析1、地位与功能初中化学介绍了高分子化合物的一般概念，描述了塑料、合成纤维及合成橡胶在生活中的应用；化学2介绍了常见有机化合物的结构、性质和用途，以及高分子单体（乙烯、丙烯）的矿物来源、乙烯和丙烯等的聚合反应和应用；本书前四章又较深入地学习了常见有机化合物与天然高分子化合物的结构、性质和用途。

在此基础上，本章较为简单地从相对分子质量大小说明高分子化合物与低分子化合物的区别，加成聚合反应与缩合聚合反应的基本特征，并以典型实例介绍了三大合成材料与功能高分子材料的合成、性能及应用。

目的是让学生体验高分子材料在工农业生产、提高人民生活质量和高新科技领域中的重要作用。

2、内容选择与呈现本节在了解功能高分子材料概念后，以高吸水性树脂为例，仍然从结构与性能的关系入手，由具有吸水性的天然高分子得到启示，用天然高分子改性或以亲水性的单体聚合获得高吸水性树脂、在具有高吸水性的同时，还要有不溶于水的性能，必须加入交联剂将线型结构转变为网状结构，使其既吸水又不溶于水。

让学生感受到，在掌握了高分子的结构与性能的关系后，人们可以从需求的性能出发，设计出具有某种功能的高分子化合物、复合材料部分，只要举例说明涵义就可以了。

教学策略当今国际社会普遍认为，能源、信息和材料是国民经济发展的三大支柱产业。

材料是指人类利用化合物的某些功能来制作物件时所用到的化学物质。

材料对人类社会的发展贡献巨大，它是人类赖以生存和发展的重要物质基础。

没有耐高温、高强度的特殊结构材料，就不可能有今天的宇航技术；没有半导体材料，就不可能有目前的计算机技术；没有光导纤维，就不会出现信息的长距离传输，实现高速、高容量的光通讯；没有有机高分子材料，人类的生活就不会像今天这样丰富多彩。

材料的发明和开发使用，极大地促进了人类社会的进步，是人类社会文明的重要标志之一。

人类社会的发展历史，也可以说是一部材料科学和技术的发展史，材料代表着生产力的发展水平，历史上的石器时代、陶器时代、青铜器、铁器时代等，就是以材料作为标志来命名的。

功能高分子材料-人教版选修5 有机化学基础教案一、教学目标1.了解高分子化学基础知识，掌握功能高分子材料制备及应用的基本原理和方法；2.掌握聚合反应的反应机理和控制方法；3.了解功能高分子材料在生产和生活中的应用，对学生进行启发性的教育。

二、教学内容1. 聚合反应的基本原理（1）基本概念高分子材料是由单体通过聚合反应联结起来形成的大分子化合物，具有分子量高、结构多样、性质可调等特点。

聚合反应是单体向高分子化合物转化的化学反应，包括自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和离子协同聚合等不同类型的聚合反应。

（2）聚合反应的机理1.自由基聚合：在自由基聚合过程中，单体和自由基通过链转移作用形成链延长，最终形成高分子链。

聚合反应的过程包括初始阶段、链延长阶段和链终止阶段。

2.阴离子聚合：阴离子聚合是指单体通过引入负离子发生聚合反应的过程。

单体在溶剂中失去一个负电子，形成负离子后与已形成的负离子结合，链长逐渐增加。

3.阳离子聚合：阳离子聚合是指单体通过引入正离子发生聚合反应的过程。

单体在溶剂中失去一个正电子，形成正离子后与已形成的正离子结合，链长逐渐增加。

（3）聚合反应的调控控制聚合反应的方式主要有以下几种：1.调节催化剂：聚合反应中的催化剂种类和用量能够影响聚合反应的速率和大分子量分子的分布。

2.改变反应条件：例如温度、溶剂种类、pH值等可以影响聚合反应的速率和大分子量聚合物的分布。

2. 功能高分子材料的制备和应用（1）功能高分子材料的合成1.高分子热塑性材料：热塑性高分子材料以线性排列方式连接成链的分子为主体，不具有三维网状结构。

其特点是强度高、耐热性好、操作性好，广泛应用于工业、轻工业、电子电器、汽车和航空等各个领域。

2.高分子膜材料：高分子膜材料是由高分子化合物配以不同的添加剂和助剂，经过特殊加工加工而成的具有特定功能的薄膜材料。

其特点是透明性好、表面平整度高、气密性、阻隔性、热稳定性好等，被广泛应用于医用器械、食品包装、液晶显示器等领域。

《功能高分子材料》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《功能高分子材料》。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析本节课选自人教版高中化学选修 5《有机化学基础》中的第五章“进入合成有机高分子化合物的时代”第三节。

功能高分子材料是有机高分子材料的重要组成部分，它不仅与日常生活息息相关，还在高科技领域有着广泛的应用。

通过本节课的学习，学生将对高分子材料有更深入的了解，为后续学习和生活中的应用打下基础。

教材首先介绍了功能高分子材料的定义和分类，然后重点阐述了高吸水性树脂、高分子分离膜等常见功能高分子材料的结构特点和性能，最后探讨了功能高分子材料的发展前景和面临的挑战。

教材内容丰富，图文并茂，注重联系实际，能够激发学生的学习兴趣和探究欲望。

二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了有机化学的基础知识，对高分子化合物的概念和合成方法有了一定的了解。

但对于功能高分子材料的结构与性能之间的关系，以及其在实际生活中的应用，还缺乏系统的认识。

此外，学生的抽象思维能力和综合分析能力还有待提高，需要通过教师的引导和启发，逐步培养学生的科学思维和创新能力。

三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解功能高分子材料的定义和分类。

（2）掌握常见功能高分子材料的结构特点和性能。

（3）学会分析功能高分子材料的结构与性能之间的关系。

2、过程与方法目标（1）通过实验探究和案例分析，培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。

（2）通过小组讨论和交流，培养学生的合作学习能力和语言表达能力。

3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对化学学科的兴趣，培养学生的创新意识和科学精神。

（2）让学生了解功能高分子材料在生产生活中的重要作用，增强学生的社会责任感和环保意识。

四、教学重难点1、教学重点（1）常见功能高分子材料的结构特点和性能。

功能高分子材料____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．了解功能高分子材料及其分类2．了解复合材料及其应用；3．了解高分子材料的发展趋势.知识点一.功能高分子材料1．功能高分子材料的涵义:功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料.2．几种功能高分子材料:（1）高吸水性材料——亲水性高聚物（分子链带有许多亲水原子团）（2）高分子分离膜:①组成: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.②特点:能够让某些物质有选择地通过,而把另外一些物质分离掉.③应用:物质分离（3）医用高分子材料:①性能:优异的生物相溶性；很高的机械性能.②应用:制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官.知识点二.复合材料1．复合材料的涵义:复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料.其中一种材料作为基体,其他的材料作为增强剂.21世纪教育网2．优异的性能强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀,在综合性能上超过了单一材料.3．应用宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面.【过渡】通过以上所举的例子,我们认识到功能材料对我们日常生活和人类社会生产的重要性,那么,有机高分子材料的发展趋势是怎么样的呢?知识点三.有机高分子材料的发展趋势对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广,使它们的性能不断提高,应用范围不断扩大. 与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强,并且取得了一定的进展.【小结】1．功能高分子材料与复合材料的概念、性能及应用2．膜分离的工业应用3．医用高分子及用途例1.复合材料的优点是( )①强度高②质量轻③耐高温④耐腐蚀A．仅①④ B．仅②③C．除③外D．①②③④解析:复合材料往往可以集合几种材料的优异性能,即可以具有题目中所叙述的各种优点．答案:D例2. 下列材料的特性及用途说法不正确的是（）A．氧化铝陶瓷具有两性,可用来制造人造牙齿B．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用来制造柴油机C．光导纤维导光的能力很强,是非常好的通讯材料D．人造刚玉硬度高,可用来制造刚玉球磨机解析:Al2O3是两性氧化物,既能与酸也能与碱发生反应,而牙齿是经常接触酸性物质的,因此不可用Al2O3陶瓷来制造人造牙齿.答案:A例3. 下列材料中:①高分子膜；②生物高分子材料；③隐身材料；④液晶高分子材料；⑤光敏高分子材料；⑥智能高分子材料．属于功能高分子材料的是( )A．只有①②⑤ B．只有②④⑤⑥C．只有③④⑤ D．①②③④⑤⑥解析:既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料都属于功能高分子材料．答案:D基础演练1.下列各类材料一定属于新型材料的是（）A.塑料B.纤维C.橡胶D.生物材料2.婴儿用的一次性尿片中有一层能吸水保水的物质.下列高分子中有可能被采用的是（）3.（2015年海淀区高中化学会考模拟试题）新型合成弹性材料的结构简式如下:合成此种弹性材料的单体有（）A.1种B.2种C.3种D.4种4.复合材料中往往有一种材料作为基体,另一种材料作为（）A.增塑剂B.发泡剂C.防老化剂D.增强剂5.下列对高分子材料的研究方向,不正确的一项是（）A.使高分子材料具有仿生能力B.使高分子材料向功能材料方向发展C.使高分子材料越来越牢固,难分解D.使农用薄膜能够选择性地透过某种植物所需要的特定波长的光6.复合材料的优点是（）①强度高②质量轻③耐高温④耐腐蚀A.仅①④B.仅②③C.除③外D.①②③④7.（2015年春季南京市高中化学会考试题）下列材料中属于功能高分子材料的是（）①高分子膜②生物高分子材料③隐身材料④液晶高分子材料⑤光敏高分子材料⑥智能高分子材料A.①②⑤B.②④⑤⑥C.③④⑤D.全部8.随着医用高分子材料的发展,人们用人工器官代替不能治愈的病变器官.目前人们已经制成的人工器官有（）①心脏②皮肤③骨骼④肝⑤肾⑥眼⑦喉A.①②③B.①②⑥C.②③⑥D.全部9.DAP是电器部件和仪表部件中常用的一种高分子化合物,它的结构简式为:合成它的单体可能有（）①邻苯二甲酸（）②丙烯醇（CH2==CH—CH2OH）③丙烯④乙烯⑤邻苯二甲酸甲酯⑥甲醛A.①②B.③④C.④⑤D.④⑤⑥10.高分子材料可以用作电绝缘材料,这是因为（）A.高分子的结构是长链状的B.高分子间相互作用的分子间力较强C.高分子化合物链里的原子是以共价键结合的D.高分子链之间发生了缠绕二．填空题11.（1）有一种具有耐油性的合成橡胶的结构简式可表示为,则这种高分子化合物的单体的结构简式是_________________________________.（2）聚氯乙烯塑料凉鞋破裂后可以进行热修补,而电木插座破裂后则不能,这是因为___________________.12.1953年合成出透明如玻璃、坚韧如钢的聚碳酸酯,可作防弹玻璃、防暴警察的护身盾牌、宇航员头盔上的防护眼镜等.其中一种可由含活性氯原子的光气和双酚A:缩聚而成,其反应方程式为____________________.巩固提高一．选择题1.“喷水溶液法”是最近日本科学家研制出的一种使沙漠变绿洲的新技术,它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液,水溶液中的高分子与沙土粒子结合,在地表下30—50 cm处形成一个厚0.5 cm的隔水层,既能阻止地下的盐分上升,又有拦截、蓄积雨水的作用,下列对聚丙烯酸酯的说法不正确的是（）A.单体的结构简式为CH2==CH—COORB.在一定条件下能发生加成反应C.在一定条件下能发生水解反应D.有固定的熔沸点2.下列关于新型有机高分子材料的说法,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剂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一般都受到人体的排斥作用,难以达到生物相容的程度3.（2014年南通市高二化学期末试题）高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离,下列应用不属于高分子分离膜应用范围的是（）A.分离工业废水,回收废液中的有用成分B.将化学能转换成电能,将热能转换成电能C.食品工业中,浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒D.海水淡化4.具有单双键交替长链（如:—CH==CH—CH==CH—CH==CH—…）的高分子有可能成为导电塑料.2000年诺贝尔（Nobel）化学奖即授予开辟此领域的3位科学家.下列高分子中可能成为导电塑料的是（）A.聚乙烯B.聚丁二烯C.聚苯乙烯D.聚乙炔5.人造象牙主要成分的结构是,它是通过加聚反应制得的,则合成象牙的单体是（）A.（CH3）2OB.CH3CHOC.HCHOD.C2H2和H2O二．填空题6.聚甲基丙烯酸甲酯也是一种重要的医用高分子材料,用于人造骨、关节等.已知烯烃可被KMnO4酸性溶液氧化成二元醇,如:CH2==CH2HOCH2CH2OH现以甲基丙烯为原料合成有机玻璃树脂,流程如下.请在下列方框中填入合适的有机物结构简式.7.感光性高分子又称为“光敏性高分子”,是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广泛的新型高分子材料.其结构简式为:已知它是由两种单体聚合而成的,写出聚合反应的方程式.8.医用化学杂志曾报道,有一种功能高分子材料为聚乙交酯纤维材料C,用这种功能高分子材料制成手术缝合线比天然高分子材料的肠线好.它的合成过程如下所示:（1）写出A的结构简式________________________.（2）写出由A制取B的化学方程式__________________________________________.（3）可用作医用的高分子材料须具备哪些性能?9.化合物A（）涂在手术后的伤口上,数秒钟内可发生加聚反应而固化,是一种固化迅速的医用高分子缝合材料.这种化合物是由三种单体合成的.试回答:（1）合成化合物A的三种单体是HCN、__________、__________（用结构简式表示）.（2）写出A发生固化的反应方程式:_______________________________.一.选择题1．人工心脏大都使用的材料是( )A.合成橡胶B.聚氨酯C.工程塑料D.硅聚合物2．（2015年广东惠州市高二化学第2次月考试题）科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术,即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯与水的混合物,使其与沙粒结合,形成既能阻止地下的盐分上升,又能拦截、蓄积雨水作用.下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是( ) A．聚丙烯酸酯的单体的结构式为CH2＝CHCOORB．聚丙烯酸酯没有固定的熔沸点C．聚丙烯酸酯能发生加成反应D．合成聚丙烯酸酯的反应属于缩聚反应二．填空题3．未来的高分子膜不仅可以用在____________而且还能够用在____________,如传感膜能够把____________,热电膜能够把____________等.这种新的高分子膜为____________和____________解决____________问题带来希望.4．聚氨酯是主链含有—NHCOO—重复结构单元的一类新型高分子化合物,常用作弹性体、新纤维、胶粘剂等,其单体是异氰酸酯(如O=C=N—R′—N=C=O)和多元醇(如H—O—R′—O—H),其高聚物的结构简式为:(1)由O=C=N—R—N=C=O和HO—R′—OH合成聚氨酯属于____________反应.(2)若单体是2,6-二甲基二异氰酸酯()和1,3-丙二醇,写出生成的高聚物的化学式.5．电器、仪表和飞机等某些部件要用一种简称DAP的塑料,它的结构简式见下图所示.则合成它的单体应该是(写结构简式)____________6．有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料,是按下列流程生产的,图中M(C3H4O)和A都可以发生银镜反应,N和M的分子中碳原子数相等,A的烃基上一氯取代位置有三种.试写出:⑴物质的结构简式:A________,M_________.物质A的同类别的同分异构体为______.⑵N+B→D的化学方程式________________,反应类型:X____________,Y____________.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离,下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是( )A．分离工业废水,回收废液中的有用成分B．食品工业中,浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒C．将化学能转换成电能,将热能转换成电能D．海水的淡化2．具有单双键交替长链(如:—CH＝CH—CH＝CH—CH=CH—…)的高分子有可能成为导电塑料.2000年诺贝尔(Nobel)化学奖即授予开辟此领域的3位科学家.下列高分子中可能成为导电塑料的是( ) A．聚乙烯 B．聚丁二烯 C．聚苯乙烯 D．聚乙炔3．（2014年兰州市第一中学高一化学期末试题）下列高分子化合物属于合成高分子材料的是( ) A．火棉 B．丁苯橡胶 C．纤维素乙酸酯 D．粘胶纤维4．复合材料中往往有一种材料作为基体,另一种材料作为( )A.发泡剂B.增塑剂C.防老化剂D.增强剂5．合成有机玻璃的单体是甲基丙烯酸甲酯（）,此单体不能发生的反应是( ) A．加聚B．酯化C．氧化 D．水解6．在有机物分子中,若某个碳原子连接着4个不同的原子或原子团,则这种碳原子称为“手性碳原子”．凡有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性,物质有光学活性,发生下列反应后生成的有机物无光学活性的是( )A．与甲酸发生酯化反应B．与NaOH水溶液共热H作用C．与银氨溶液作用D．在催化剂存在下与27．下列高分子材料属于功能高分子材料的是( )①玻璃钢②高分子分离膜③丁苯橡胶④硅聚合物⑤聚氨脂⑥酚醛树脂⑦聚甲基丙烯酸甲酯A．①②⑤ B．②③⑦ C．②④⑥ D．②④⑤8．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本讲参考答案基础演练一．选择题1．D 2.B 3.C 4.D 5.C 6.D 7.D 8.D 9.A 10.C二．填空题11．（1）CH2==CH—CH==CH2,CH2==CH—CN（2）聚氯乙烯为热塑性塑料,电木为热固性塑料12.巩固提高一．选择题1.D2.D3.B4.D5.C二．填空题6.A: B: C:D:7.+nH2O 8.（1）（3）优异的生物相容性,较少受到排斥,无毒性,具有很高的机械性能以及其他一些特殊性能.9.（1）CH3==C≡C—COOH CH3CH2OH当堂检测一 . 选择题1．BD 2．A二．填空题3．物质的分离上各种能量的转换上化学能转换成电能热能转换成电能缓解能源资源不足环境污染4．(1)加聚(2)5．6．⑴A.CH3—CH2—CH2—CHO M:CH2=CH—CHO⑵:反应类型 X:加成反应 Y:缩聚反应家庭作业1．C 2．D 3．B 4．D 5．B 6．BD 7．D 8．AC课程顾问签字： 教学主管签字：。