高中化学第五章合成高分子2高分子材料学案选择性必修第三册
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第五章合成高分子第二节高分子材料第二课时功能高分子材料一、单选题1.2018年10月24日上午9时,港珠澳大桥正式通车。
举世瞩目的港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥,也是中国交通史上技术最复杂,建设要求及标准最高的工程之一,被英国卫报誉为“新世界七大奇迹”。
下列有关化学物质的说法不正确的是A. 港珠澳大桥海底隧道由33节巨型沉管和1个合龙段接头组成,沉管管节的结构形式主要有钢壳结构和钢筋混凝土结构。
混凝土中所需的水泥是新型无机非金属材料B. 港珠澳大桥沥青混凝土路面使用寿命标准为15年,浇筑式沥青为其中的重要成分。
除天然沥青外,沥青来源于煤和石油C. 港珠澳大桥全线夜景照明分为功能性照明和装饰性照明两部分。
其中通航孔桥中配置的变色LED投光灯内部用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用。
环氧树脂通过聚合反应制得D. 港珠澳大桥采用由多层新型高阻尼橡胶和钢板交替叠置结合而成的隔震支座实现抗震。
这种新型高阻尼橡胶是人工合成高分子物质【答案】A【解析】A.水泥是传统无机非金属材料,故A错误;B.沥青除天然沥青外,有的沥青来源于煤和石油,故B正确;C.环氧树脂属于合成有机高分子材料,通过聚合反应制得,故C正确;D.新型高阻尼橡胶属于人工合成高分子物质,故D正确。
故选A。
2.下列有关物质的性质、用途及变化说法正确的是A. 糖类化合物都具有相同的官能团,利用粮食酿酒经过了淀粉葡萄糖乙醇的化学变化过程。
B. 酯类物质是形成水果香味的主要成分,油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇。
C. 合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料,聚乙烯塑料的老化是由于发生了加成反应。
D. 蛋白质水解的最终产物是氨基酸,氨基酸溶于水过量氢氧化钠溶液中生成离子,在电场作用下向正极移动。
【答案】D【解析】略3.下列材料中属于功能高分子材料的是有机玻璃合成橡胶高分子分离膜生物高分子材料隐身材料液晶高分子材料光敏高分子材料智能高分子材料A. B. C. D.【答案】C【解析】塑料、合成橡胶、合成纤维属于三大传统合成材料,高分子分离膜生物高分子材料隐身材料液晶高分子材料光敏高分子材料智能高分子材料属于功能高分子材料,故C正确。
第五章合成高分子第二节高分子材料第2课时教学设计【教学目标】1.了解功能高分子材料的结构特点和重要性能。
(宏观辨识与与微观探析)2.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。
(科学态度与社会责任)【教学重难点】功能高分子的结构对性能的影响【教学过程】1.新课导入[展示]帆船、人造心脏。
[引入]为了适应高科技产业等对材料的要求,化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
例如,用于化学反应的高分子催化剂,用于分离纯化的各种滤膜;用于信息存储的磁性高分子,用于传感器的形状记忆高分子;用于吸水保水的高吸水性材料;可以替代人体器官、组织的医用高分子材料;用于药物缓释的高分子药物等。
人们探索这些功能高分子材料时,需要考虑高分子的结构与性能之间的关系,设计出拥有某种功能的高分子的结构。
[指导]需要考虑:高分子应具有怎样的主链?应带有怎样的功能基?直接由带功能基的单体合成高分子?还是先合成高分子主链,再在主链上引入功能基?[设计意图]创设情境,引入问题。
在已有知识的基础上,引导学生设计陌生有机化合物。
2.新课讲授[设疑]获得高吸水性能树脂的方法有哪些?这些方法有什么共同特点?[回答]为了达到吸水性强、保水性强、耐挤压的目的可以对天然吸水材料进行改性或直接由带有强亲水性原子团的化合物聚合得到。
[设疑]如何获得高吸水性能树脂?[回答]淀粉/ 纤维素+ 含强亲水性原子团的物质(丙烯酸钠等)→ 接枝共聚物;含强亲水性原子团的物质→均聚或共聚得高聚物。
[设疑]高吸水性树脂有哪些用途?[回答]高吸水性树脂就可以在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水,改良土壤,改造沙漠。
例如,在苗木根部放上吸足水分的高吸水性树脂可以使它们在发育过程中始终保持充足的水分;婴儿用的“尿不湿”可以吸收其自身重量约几百倍的尿液而不滴不漏,保证婴儿夜晚安睡和白天活动。
[展示]尿不湿[介绍]美国在上世纪六十年代初,航天事业崛起,如何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫,华人唐鑫源成为“尿不湿”的发明人,后来他被誉为美国“太空服之父”。
第五章合成高分子第二节高分子材料第1课时通用高分子材料一、单选题1.下列说法正确的是A. 油脂和维生素均属于天然有机高分子化合物B. 塑料、合成橡胶、合成纤维并称三大有机合成材料C. 糖类的组成均可表示为,且均有甜味D. 葡萄糖溶液能产生丁达尔效应【答案】B【解析】A.油脂不属于高分子化合物,错误;B.塑料、合成橡胶、合成纤维并称三大有机合成材料,正确;C.部分糖的组成不能用表示,淀粉和纤维素没有甜味,错误;D.葡萄糖溶液不属于胶体,不能产生丁达尔效应,错误。
故选B。
2.以现代石油化工为基础的三大合成材料是合成氨塑料合成盐酸合成橡胶合成尿素合成纤维合成洗涤剂A. B. C. D.【答案】B【解析】略3.下列叙述正确的是A. 烃分子中所含碳氢键数目一定为偶数B. 塑料、橡胶和纤维都属于合成高分子材料C. 乙烯和苯都能使溴水褪色,其褪色原理相同D. 淀粉、葡萄糖、脂肪和蛋白质在一定条件下都能发生水解反应【答案】A【解析】A.烃分子中的氢原子个数一定为偶数,烃分子中所含碳氢键数目一定为偶数,A项正确;B.合成纤维、合成橡胶、塑料都是有机合成高分子材料,而天然橡胶、天然纤维不是合成高分子材料,B项错误;C.烯烃使溴水褪色的原理是加成反应,苯使溴水褪色的原理是萃取,二者原理不同,C项错误;D.葡萄糖为单糖,不能发生水解反应,D项错误。
故选A。
4.材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础,下列说法正确的是A. 铜和铁都是热和电的良导体B. 棉纱和蚕丝都属于合成纤维C. 玻璃和光导纤维都是硅酸盐材料D. 聚乙烯和聚氯乙烯都可制成食品保鲜膜【答案】A【解析】A、金属的通性为有金属光泽、导电性、导热性、延展性,铜和铁均为金属单质,故A正确;B、棉纱的成分主要为纤维素,蚕丝的成分为蛋白质,故B错误;C、玻璃是三大传统硅酸盐产品之一,光导纤维的成分为二氧化硅,二氧化硅不属于硅酸盐,故C错误;D、聚乙烯可以做食品保鲜膜,聚氯乙烯在较高温度下,如50度左右就会慢慢地分解出有害气体,5.有机化学与日常生活紧密相关。
第五章合成高分子第二节高分子材料第1课时通用高分子材料1.了解合成高分子材料(塑料、纤维、橡胶)的性质和用途。
2.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。
教学重点:三大合成材料的组成和结构的特点教学难点:三大合成材料的组成和结构的特点任务一、塑料1.主要成分:。
例如,聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂等。
2.分类塑料按受热特征分为:和。
热塑性塑料具有结构。
受热时,分子间作用力,易,可反复加工多次使用;冷却时,相互引力增强,会重新硬化;热固性塑料再次受热时,链与链间会形成,产生一些交联,形成结构,硬化定型,加工成型后能加热熔融。
3.聚乙烯(1)聚乙烯具有极其广泛的用途,按合成方法可分为和。
(2)为什么高压聚乙烯比低压聚乙烯的熔点低、密度也低呢?4.酚醛树脂(1)组成:酚醛树脂是用_____与_____在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。
(2)形成:在酸催化下,等物质的量的甲醛和苯酚反应形成_____结构高分子,发生反应为 _______________________________________________; ________________________________________________。
在碱催化下,等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应,生成_____结构的酚醛树脂。
任务二、合成纤维 1.分类⎧⎪⎪⎧⎨⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩天然纤维:棉、麻、蚕丝、羊毛等人造纤维:用木材、草类的纤维经化学加工制成的粘胶纤维纤维化学纤维合成纤维:用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成的纤维合成纤维具有优良的性能:如强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等。
2.合成纤维(1)常见的合成纤维①合成纤维的“六大纶”是指涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶,其中被称作“人造棉花”的是 。
①聚酯纤维涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的商品名。
写出生成涤纶的化学方程式:__________________________________________________。
第二节高分子材料,课程目标,1.了解塑料、合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。
2.依据高分子化合物的结构,认识物质结构对性能的影响。
3.知道功能高分子材料的分类,了解其在生产生活及科学领域的应用。
,功能高分子材料通用高分子材料图说考点,基础知识[新知预习]一、通用高分子材料1.塑料(1)分类:①______塑料,如聚乙烯等制成的塑料制品,可以反复加热熔融加工;②______塑料,如用酚醛树脂等制成的塑料制品,不能加热熔融,只能一次成型。
(2)常见的塑料①聚乙烯a .概念:酚醛树脂是用____与____在酸或碱催化下相互缩合而形成的高分子。
b .形成:在酸催化下,等物质的量的甲醛和苯酚反应形成____结构高分子。
其反应为:________________________________________________________________________,________________________________________________________________________。
在碱催化下,等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应,生成____结构的酚醛树脂。
2.纤维 (1)纤维的分类纤维⎩⎨⎧纤维:如 、 、 和 等纤维⎩⎪⎨⎪⎧人造纤维:如人造丝、人造棉等合成纤维:如“六大纶”(2)合成纤维的优点是______,____________________,但在______、______等方面不如天然纤维。
合成纤维中,____具有较好的吸湿性,被称为“人造棉花”。
3.合成橡胶 (1)橡胶的分类(2)合成橡胶①原料:以____、______为原料,以二烯烃和烯烃等为单体,聚合而成。
②性能:______、______、耐燃性、耐油性、______和________等方面有独特的优势。
二、功能高分子材料1.高吸水性树脂——亲水性高聚物 (1)合成方法对________等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接入带有________的支链,以提高它们的吸水能力。
(2)性能可吸收几百至几千倍于自重的水,同时____能力强,还能耐一定的____作用。
(3)应用干旱地区用于农业、林业、植物造林时抗旱保水,改良土壤,改造沙漠。
2.高分子分离膜(1)分类:根据膜孔大小可分为微滤膜、________、纳滤膜和________等。
(2)应用:海水淡化、饮用水制取以及果汁________、乳制品加工、药物提纯和血液________等领域。
[即时性自测]1.判断正误(对的在括号内打√,错的在括号内打×)(1)塑料根据其加热是否能熔融分为热塑性塑料和热固性塑料。
( )(2)高压聚乙烯比低压聚乙烯的熔点高,密度大。
( )(3)合成高分子化合物的结构有三类:线型结构、支链型结构和网状结构。
( )(4)天然纤维和合成纤维均属于纤维素。
( )(5)由淀粉等物质制取网状结构的淀粉是为了增强其稳定性。
( )2.酚醛树脂的制成品——电木不能进行热修补,主要是因为电木( )A.是线型高分子材料,不具有热塑性B.是体型高分子材料,不具有热塑性C.是线型高分子材料,具有热塑性D.是合成材料,具有热塑性3.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导电高分子材料④离子交换树脂⑤医用高分子材料⑥高吸水性树脂A.仅①③⑤⑥ B.仅②④⑤⑥C.仅②③④⑤ D.①②③④⑤⑥4.下列有关功能高分子材料的用途的叙述中,不正确的是( )A .高吸水性树脂可用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B .离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C .医用高分子可用于制造医用器械和人造器官D .聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水的淡化5.已知: 。
请以丙酮为原料,选用其他必要的试剂合成有机玻璃E ,其工艺流程为A ――→催化剂水解B ―→C――→CH 3OH D ―→E。
(1)写出下列物质的结构简式:A________________;C________________;E________________。
(2)写出B→C的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)C→D、D→E 的反应类型分别为________________、________________。
(4)上述流程中发生的反应属于取代反应的有________。
(填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→E”)技 能 素 养提升点一 酚醛树脂制备及性质[例1] 实验室制取少量酚醛树脂的过程如下:在大试管中加入2.5 g 苯酚,加入2.5 mL 质量分数为40%的甲醛溶液,再加入1 mL 浓盐酸,加热,等反应不再剧烈进行后,再加热一会儿,即可看到黏稠的近似固体的酚醛树脂。
回答下列问题:(1)浓盐酸在该实验中的作用是____________。
(2)加热的方式是________________。
A .用酒精灯直接加热 B .沸水浴 C .50℃~60℃水浴 D .用手微热(3)本实验中还用到乙醇,其作用是____________。
(4)写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(5)该反应所属的反应类型是________________。
[提升1] 酚醛树脂可用苯酚和甲醛反应制得。
实验室制备酚醛树脂时,在酸性条件下,若制得的酚醛树脂不易取出,则可趁热加入一些乙醇来取出酚醛树脂;在碱性条件下,若制得的酚醛树脂不易取出,则用加热或加溶剂的方法都很难将酚醛树脂取出。
下列有关叙述正确的是( )A.酸性条件下制得的是具有网状结构的酚醛树脂,碱性条件下制得的是具有线型结构的酚醛树脂B.酸性条件下制得的是具有线型结构的酚醛树脂,碱性条件下制得的是具有网状结构的酚醛树脂C.两种条件下制得的都是具有线型结构的酚醛树脂D.两种条件下制得的都是具有网状结构的酚醛树脂[关键能力]酚醛树脂的制备及性质b.待混合物接近沸腾时,取出试管并用玻璃棒搅拌反应物,观察现象;提升点二高分子材料结构与性质[例2] 使用一次性聚苯乙烯等材料带来的白色污染是极为严重的环境问题之一。
最近研制出的一种可降解塑料,代号为3HB,结构简式为,具有良好的生物适应性,能在自然界中自行降解。
请回答下列问题:(1)该可降解塑料在自然界中可通过________(填序号)反应降解为该聚合物单体。
A.加成B.消去C.水解 D.氧化(2)该聚合物的单体的结构简式为______________________,该单体具有的官能团名称为________________________________________________________________________。
(3)1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时,消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为________。
[提升2] 橡胶树是热带植物,在我国海南已大面积种植。
从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶是聚异戊二烯的聚合物,其结构简式为。
试回答下列问题:(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是__________________________,天然橡胶加入适量的硫化剂进行硫化后,其结构由________变成________,因而硫化橡胶________(填“能”或“不能”)溶于汽油。
(2)天然橡胶的单体是一种无色液体,将该无色液体加入溴水中,溴水________(填“能”或“不能”)褪色。
[关键能力]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、醇解,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,高分子材料降解为小分子。
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。
常见的高分子降解方法有:生物降解塑料,化学降解塑料,光降解塑料等。
②橡胶硫化天然橡胶经硫化,破坏了碳碳双键,形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—),线型结构变为体型结构。
③催化裂化塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃气体等。
2.高分子化合物的结构与性质形成性自评1.某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片段为则生成该树脂的单体的种数和化学反应所属类型正确的是( )A.1种加聚反应 B.2种缩聚反应C.3种加聚反应 D.3种缩聚反应2.现有两种高聚物A、B,已知A能溶于氯仿等有机溶剂,并加热到一定条件下熔融成粘稠的液体,B不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔融,则下列叙述中一定不正确的是( ) A.高聚物A可能具有弹性,B可能没有弹性B.高聚物A可能是线型高分子材料C.高聚物A一定是体型高分子材料D.高聚物B可能是体型高分子材料3.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,不会老化C.天然橡胶能溶于苯、汽油等有机溶剂D.天然橡胶含有双键,能发生加成反应4.食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。
PE保鲜膜可直接接触食品,PVC保鲜膜则不能直接接触食品,它对人体有潜在危害。
下列有关叙述不正确的是( ) A.PE、PVC都属于链状高分子化合物,受热易熔化B.PE、PVC的单体都是不饱和烃,能使溴水褪色C.焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体如HClD.废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染5.下列物质不属于功能高分子材料的是( )A.导电高分子材料 B.离子交换树脂C.高吸水性树脂 D.酚醛树脂6.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:(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.具有固定的熔点(3)主要应用:(a)用于制备塑料薄膜(b)用于制备光学仪器(c)用于制备车辆轮胎CH2—CH2成功的几种可降解塑料结构简式如下:这几种塑料有良好的生物适应性和分解性,能自然腐烂分解。
试回答下列问题:(1)可降解塑料A、B、C对应的三种单体依次是________、________、________。
(2)可降解塑料在自然界可通过________(填反应类型)进行降解。