高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修3第二節(jié) 高分子材料完整版課件ppt

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修3第二節(jié) 高分子材料完整版課件ppt，共42頁。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，課前導(dǎo)入，認(rèn)識塑料，通用高分子材料，功能高分子材料，高分子材料，涂料等，三大合成材料，高分子分離膜，液晶高分子等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.通過閱讀思考，討論交流，從微觀角度了解通用高分子材料的分類和代表物的制備及用途，進(jìn)一步鞏固加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的認(rèn)識思路，認(rèn)識塑料、合成橡膠和合成纖維的組成和結(jié)構(gòu)特點，理解高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。 2.通過對比分析線型、支鏈和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對材料性質(zhì)的影響，了解高分子與有機小分子的主要不同之處及合成高分子材料在生活、生產(chǎn)方面的巨大貢獻(xiàn)，進(jìn)一步完善對有機化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用的認(rèn)識。 3.通過實驗探究，原理分析，進(jìn)一步體會“化學(xué)反應(yīng)是可以控制的”“條件不同產(chǎn)物不同”等化學(xué)觀念，在化學(xué)實驗中感受微觀的線型結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對材料宏觀性質(zhì)的影響。
2020年11月24日凌晨,嫦娥5號在長征5號火箭巨大的推力下,啟程前往月球,經(jīng)20多天旅程后帶著月壤返回,這是中國航天“探月工程”向世界展示出“中國力量”。其中制作國旗材料之一是屬于高強度芳綸纖維的高分子材料。
任務(wù)一、高分子材料的命名與分類
學(xué)生活動1、閱讀教材P136頁第一自然段，結(jié)合所學(xué)知識，思考高分子材料是如何分類的？
塑料（合成樹脂）、合成纖維、合成橡膠
學(xué)生活動2、閱讀教材P139頁“資料卡片”內(nèi)容，結(jié)合所學(xué)知識，思考如何對高分子材料進(jìn)行命名？
①天然高分子使用專有名稱：如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、RNA、DNA等。
②合成高分子的名稱：在單體名稱前加上“聚”字，如聚乙烯等。
③合成橡膠的名稱通常在單體名稱后加上“橡膠”，如乙（烯）丙（烯）橡膠、順?。ǘ┫鹉z等。
④合成纖維的名稱常用“綸”，如滌綸（聚對苯二甲酸乙二酯纖維)、氯綸（聚氯乙烯纖維）等。
【典例1】下列關(guān)于有機化合物的說法正確的是（ ） A．塑料、天然橡膠都是天然高分子化合物 B．乙烯、聚乙烯和苯分子中均含有碳碳雙鍵 C．棉花、羊毛、滌綸的成分均屬于天然纖維 D．化學(xué)纖維指人造纖維和合成纖維
【解析】A．塑料是合成高分子化合物，故A錯誤；B．聚乙烯為乙烯的加聚產(chǎn)物，不含碳碳雙鍵，故B錯誤；C．棉花和羊毛屬于天然纖維，滌綸是合成纖維，故C錯誤；D．化學(xué)纖維指人造纖維和合成纖維，故D正確；故答案選D。
【典例2】下列說法中不正確的是（ ） A．維勒用無機物合成了尿素，打破了無機物與有機物的界限 B．我國科學(xué)家首次實現(xiàn)人工合成結(jié)晶牛胰島素，確定了由氨基酸的 排列順序決定的二級結(jié)構(gòu) C．紅外光譜儀、核磁共振儀、質(zhì)譜儀都可用于有機化合物結(jié)構(gòu)的分析 D．尼龍、棉花、天然橡膠、ABS樹脂都是由高分子化合物組成的物質(zhì)
【解析】維勒用無機物NH4CNO合成了尿素CO(NH2)2，打破了無機物與有機物的界限，A正確；1965年我國科學(xué)家首次實現(xiàn)人工合成結(jié)晶牛胰島素，確定了由氨基酸的排列順序決定的二級結(jié)構(gòu)，B正確；紅外光譜儀、核磁共振儀都可用于有機化合物結(jié)構(gòu)的分析，質(zhì)譜儀用于測量相對分子質(zhì)量，C錯誤；尼龍是塑料，棉花是天然纖維素，天然橡膠，ABS樹脂是塑料都由高分子化合物組成，D正確。
任務(wù)二、塑料的成分及分類
學(xué)生活動1、閱讀教材P136頁第二自然段，回答塑料的主要成分是什么？如何對塑料進(jìn)行分類？
合成樹脂。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂、脲醛樹脂等。
②塑料按受熱時的特征分為熱塑性塑料和熱固性塑料：
①溶解性：能溶于適當(dāng)溶劑的一般為線型結(jié)構(gòu)；在溶劑中難溶解的一般為體型結(jié)構(gòu)，如酚醛塑料等。②熱塑性、熱固性判斷：具有熱塑性，受熱能熔化的具有線型結(jié)構(gòu)；具有熱固性，受熱不熔化的具有體型結(jié)構(gòu)。
線型結(jié)構(gòu)，可反復(fù)加熱熔融，可多次成型，多次使用。
體型結(jié)構(gòu)，不能加熱熔融，只能一次成型，成型后不會受熱熔化。
【溫馨提示】合成樹脂和塑料的關(guān)系： ①樹脂是指未加工處理的聚合物，沒有添加各種加工助劑，而塑料是由合成樹脂及各種加工助劑組成的，塑料的主要成分是合成樹脂。這兩個名詞有時也混用，因為有些塑料基本上是由合成樹脂組成的，不含或含少量其他加工助劑， 如有機玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。 ②塑料的基本性能主要取決于樹脂的性質(zhì)，但加工助劑也起著重要作用
學(xué)生活動2、閱讀教材P136～139頁內(nèi)容，思考聚乙烯塑料的組成、結(jié)構(gòu)及性能等有何特點？完成表格內(nèi)容。
較高壓力、較高溫度、引發(fā)劑
較低壓力、較低溫度、催化劑
較高（120～140）
較低（105～120）
食品包裝袋（不需加入增塑劑）、薄膜、絕緣材料等
生產(chǎn)瓶、桶、板、管與棒材等
【溫馨提示】①高壓法聚乙烯的密度和熔點更低的原因是高壓法聚乙烯主鏈有較多的支鏈，有礙碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn)和鏈之間的接近，鏈之間的作用力小，熔點和密度也就較低。同時，兩種聚乙烯塑料均有熱塑性，加熱均可熔融。②聚乙烯有一定彈性的原因是分子鏈上的碳原子完全由碳碳單鍵相連，可以發(fā)生旋轉(zhuǎn)，鏈呈不規(guī)則的卷曲狀態(tài)。大量聚乙烯分子糾纏在一起，好像一團(tuán)亂麻。當(dāng)有外力作用時，高分子鏈可以被拉直或部分被拉直，除去外力又恢復(fù)卷曲狀態(tài)。③通過改進(jìn)聚合反應(yīng)的催化劑，得到了超高相對分子質(zhì)量聚乙烯，具有高強度和高耐磨性，使用溫度范圍廣，耐化學(xué)腐蝕，用于制造防彈服、防彈頭盔、繩纜等。
學(xué)生活動3、實驗探究：結(jié)合教材P140頁【實驗5-1】完成實驗，探究酚醛樹脂的制備方法及原理，完成表格內(nèi)容。
②混合溶液變渾濁，有黏稠的乳黃色物質(zhì)生成；加入乙醇，不溶解；再加熱，黏稠物質(zhì)仍不溶解。
①2g苯酚+3 mL40%的甲醛溶液+3滴濃鹽酸，在沸水浴中加熱。
②2g苯酚+3 mL40%的甲醛溶液+0.5 mL濃氨水，在沸水浴中加熱。
①混合溶液變渾濁，有黏稠的粉紅色物質(zhì)生成；加入乙醇，不溶解；再加熱，黏稠物質(zhì)溶解。
苯酚與甲醛在酸催化下，生成的線型結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂具有熱塑性，溶于有機溶劑乙醇等。苯酚與甲醛在堿催化下，生成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂具有熱固性，不溶于一般溶劑。
作絕緣、隔熱、阻燃、隔音等器材和復(fù)合材料?？捎糜谏a(chǎn)烹飪器具的手柄，一些電器與汽車的零部件，火箭發(fā)動機、返回式衛(wèi)星和宇宙飛船外殼等的燒蝕材料。
學(xué)生活動4、觀察教材P138頁“圖5-3”，結(jié)合教材P141頁“思考與討論”欄目，比較不同高分子的結(jié)構(gòu)特點與性能的關(guān)系？
由許多鏈節(jié)相互連成一條長鏈，且大多呈卷曲狀
與線型結(jié)構(gòu)類似，但在主鏈上存在較多長短不一的支鏈，分子排列松散，分子間作用力弱
多官能團(tuán)單體相互作用，主鏈間以共價鍵相連接，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
很難溶解，但往往有一定程度的脹大
學(xué)生活動4、觀察教材P138頁“圖5-3”，結(jié)合教材P141頁“思考與討論”欄目，思考合成高分子的結(jié)構(gòu)特點與性能有何關(guān)系？
具有熱塑性，無固定熔點
具有熱固性，受熱不熔化
強度大、絕緣性好，具有熱固性
強度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好，具有熱塑性
堿催化下制備的酚醛樹脂
【典例1】下列關(guān)于有機高分子化合物的說法正確的是（??? ?） A．高分子化合物有固定的熔點 B．聚乙烯的鏈節(jié)是乙烯 C．線型高分子的長鏈上可以帶支鏈 D．電木具有熱塑性
【解析】A．高分子化合物都是混合物，沒有固定的熔點，故A錯誤；B．乙烯是聚乙烯的單體而不是鏈節(jié)，故B錯誤；C．線型高分子的長鏈上可以帶支鏈，也可以不帶支鏈，故C正確；D．電木具有熱固性，不具有熱塑性，故D錯誤。
【典例2】下列關(guān)于合成材料的說法中，不正確的是（ ） A．塑料、合成纖維和合成橡膠都屬于合成材料 B．聚氯乙烯可制成薄膜、軟管等，其單體是CH2=CHCl C．合成酚醛樹脂( )的單體是苯酚和甲醇 D．合成順丁橡膠( )的單體是CH2=CH-CH=CH2
學(xué)生活動1、閱讀教材P141頁最后自然段和P142頁已、二、三自然段內(nèi)容，思考合成纖維的分類、性能及用途？
棉花、羊毛、蠶絲、麻、木材、草類等
以木材、秸稈等天然纖維為原料，經(jīng)過加工處理而制得的纖維。如粘膠纖維等。
用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品等不含天然纖維的物質(zhì)為原料加工制得單體，經(jīng)聚合反應(yīng)制成的纖維。如“六大綸”、碳纖維等。
強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖等
吸濕性、透氣性等方面不如天然纖維。合成纖維中維綸具有較好的吸濕性，被稱為“人造棉花”
穿著，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與高科技領(lǐng)域。如隔音、隔熱、絕緣材料，漁業(yè)用的漁網(wǎng)、纜繩，醫(yī)療用的縫合線、止血棉，降落傘、航天服，人造草坪等
學(xué)生活動2、閱讀教材P142～143頁內(nèi)容，思考常見的兩種合成纖維（聚酯纖維和聚酰胺纖維）的制備方法及用途是什么？
①聚酯纖維—滌綸(的確良)：合成纖維中目前產(chǎn)量最大的是聚酯纖維中的滌綸。滌綸是聚對苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱。其合成反應(yīng)為：
應(yīng)用：應(yīng)用最廣泛的合成纖維品種，大量用于服裝與床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物以及工業(yè)用纖維制品等。
②聚酰胺纖維—聚己二酰己二胺纖維(錦綸66或尼龍66)：不溶于普通溶劑，耐磨，強度高，是由H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH合成的，其合成反應(yīng)如下:
【溫馨提示】除了滌綸和錦綸外，還有腈綸、丙綸、維綸、氯綸統(tǒng)稱六大綸。
【典例1】 2008年奧運會吉祥物“福娃”的內(nèi)充物為無毒的聚酯纖維， 其結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列說法正確的是（ ） A．羊毛與聚酯纖維的化學(xué)成分相同 B．聚酯纖維和羊毛在一定條件下均不能水解 C．該聚酯纖維單體為對苯二甲酸和乙二醇 D．由單體合成聚酯纖維的反應(yīng)屬于加聚反應(yīng)
【解析】 A．羊毛是動物纖維，主要成分是蛋白質(zhì)，屬于天然有機高分子材料（天然纖維），而聚酯纖維是由乙二醇（HO-CH2-CH2-OH）和對苯二甲酸，通過縮聚反應(yīng)形成的，所以其化學(xué)成分不同，A錯誤；B．聚酯纖維鏈節(jié)中含有酯基，可以發(fā)生水解，羊毛是動物纖維，主要成分是蛋白質(zhì)，分子中存在肽鍵，也可以水解， B錯誤；C．由該高聚物的結(jié)構(gòu)簡式可知，該聚酯纖維單體為乙二醇和對苯二甲酸，C正確；D．鏈節(jié)中含有酯基，聚酯纖維是由乙二醇和對苯二甲酸通過縮聚反應(yīng)形成的，D錯誤；故答案為：C。
【典例2】 尼龍1010（ ）是制作艙外航天服的 一種材料。下列有關(guān)尼龍1010的說法正確的是（ ） A．尼龍1010是純凈物 B．尼龍1010的單體是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH C．尼龍1010是通過縮聚反應(yīng)制成的 D．制作艙外航天服的材料要質(zhì)輕，方便航天員在艙外行走
【解析】 尼龍1010是高分子化合物，屬于混合物，A錯誤；合成尼龍1010的單體是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH，B錯誤；根據(jù)尼龍1010的化學(xué)式可以知道，它是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH通過縮聚反應(yīng)生成的，C正確；由于艙外航天服是在太空失重的情況下穿的，不需要考慮是否選輕質(zhì)材料，D錯誤。
學(xué)生活動1、閱讀教材P144頁第一、二自然段，思考橡膠是如何分類的？
丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠
聚硫橡膠（有耐油性）、硅橡膠（有耐熱、耐寒性）
學(xué)生活動2、閱讀教材P144頁第三、四自然段，以順丁橡膠為例，思考合成橡膠的制備原理、性能及用途分別是什么？
①原料：以石油、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴等為單體，聚合而成。
②性能：具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或耐低溫等性能。
③結(jié)構(gòu)特點：呈線型結(jié)構(gòu)，分子鏈較柔軟，性能較差。
④順丁橡膠的硫化：將順丁橡膠與硫等硫化劑混合后加熱，得到既有彈性又有強度的順丁橡膠。但硫化交聯(lián)的程度不宜過大，否則會使橡膠失去彈性
⑤順丁橡膠的用途：順丁橡膠具有很好的彈性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造輪胎。
【典例1】 在制備順丁橡膠和高吸水性樹脂時，都要加入交聯(lián)劑。下列 有關(guān)說法錯誤的是（ ） A．加入交聯(lián)劑都可使線型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu) B．橡膠工業(yè)中將線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是為了增強橡膠的強度 C．制備高吸水性樹脂時將線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是為了使它既吸 水又不溶于水 D．順丁橡膠和高吸水性樹脂都可溶于水
【解析】 加入交聯(lián)劑將聚合物中的雙鍵打開，線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，A正確；橡膠工業(yè)中將線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可增強橡膠的強度，B正確；將線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)制備的高吸水性樹脂，既吸水又不溶于水，C正確；順丁橡膠具有很好的彈性，耐磨、耐寒性好、不溶于水，主要用于制造輪胎，D錯誤。
【典例2】 硅橡膠是一種醫(yī)用高分子材料，用于人造心臟、人造肌肉、 人造皮膚等。它具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性，有足夠的機械強度， 而且易于加工、消毒、耐高溫。它是由二甲基二氯硅烷經(jīng)過兩步反應(yīng) 制得：n(CH3)2SiCl2→n → 。其合成過程中涉及的反應(yīng) 類型分別是（ ） ①水解反應(yīng)　 ②加成反應(yīng) 　 ③加聚反應(yīng)　 ④縮聚反應(yīng) A．①③ B．①② C．②④ D．①④
1.我國首架自主大飛機C919于2022年12月9日正式交付東風(fēng)航空公司進(jìn)入商業(yè)飛行，你認(rèn)為飛機的機身和機翼應(yīng)該大量使用下列哪種材料（ ）A．液晶高分子材料 B．橡膠C．高分子分離膜 D．碳纖維復(fù)合材料
【解析】液晶高分子材料是一種兼有晶體和液體的部分性質(zhì)的中間態(tài)，A不合題意；橡膠是指具有可逆形變的高彈性聚合物材料，B不合題意；高分子分離膜是由聚合物或高分子復(fù)合材料制得的具有分離流體混合物功能的薄膜，C不合題意；碳纖維復(fù)合材料是由有機纖維經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成，含碳量高于90%的無機高性能纖維，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維，D符合題意。
2.化學(xué)與生產(chǎn)生活密切相關(guān)。下列說法錯誤的是（ ）A．可用X射線衍射實驗區(qū)分晶體和非晶體B．酚醛樹脂俗稱電木，是一種混合物，不易燃燒，是一種電絕緣體C．乙二醇的水溶液凝固點很高，可作汽車發(fā)動機的抗凍劑D．在低溫實驗中，可用干冰作制冷劑
【解析】A．可用X射線衍射實驗區(qū)分晶體和非晶體，故A正確；B．酚醛樹脂是高分子化合物，是熱固性網(wǎng)狀聚合物，為混合物，不易燃燒，物質(zhì)內(nèi)沒有導(dǎo)電微粒，是一種電絕緣體，俗稱電木，故B正確；C．乙二醇的水溶液凝固點很低，溫度低時可為液體，可作汽車發(fā)動機的抗凍劑，故C錯誤；D．干冰受熱易升華，吸收周圍環(huán)境的熱量，故在低溫實驗中，可用干冰作制冷劑，故D正確；故選C。
3.2022北京冬奧會中使用了很多高新材料，如冬奧會頒獎禮服內(nèi)膽使用了第二代石墨烯發(fā)熱材料；速滑競賽服使用了高性能合成纖維和聚酯材料；火炬“飛揚”使用了新型碳纖維樹脂復(fù)合材料。下列有關(guān)材料的說法錯誤的是（ ）A．石墨烯、金剛石、石墨互為同素異形體B．合成纖維與碳纖維均屬于有機高分子材料C．聚酯是由多元醇和多元酸縮聚而得的高分子聚合物D．“飛揚”的新型碳纖維樹脂復(fù)合材料具有較高的耐火性
【解析】石墨烯為碳單質(zhì)，與金剛石、石墨互為同素異形體，A項正確；合成纖維屬于有機高分子材料，而碳纖維是無機材料，B項錯誤；聚酯是由多元醇和多元酸縮聚而得的高分子聚合物，C項正確；新型碳纖維樹脂復(fù)合材料具有較高的耐火性，D項正確。
4.下列說法不正確的是（ ）A．分子式為C5H10O且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機物的同分異構(gòu)體有4種B．苯酚與甲醛在酸性條件下生成酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)簡式為（如圖）C．蟻酸和丙酸互為同系物，C6H14和C9H20也一定互為同系物D．一定條件下可以用新制的Cu (OH) 2懸濁液鑒別 乙醛、甲酸、乙酸、乙醇
聚合反應(yīng)：“六大綸”、碳纖維、光導(dǎo)纖維
線型結(jié)構(gòu),可反復(fù)加熱熔融加工
體型結(jié)構(gòu),不可反復(fù)加熱熔融
強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖
隔音、熱、絕緣材料，網(wǎng)，止血棉，航天服
丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠
高彈性、絕緣性、耐油、耐高溫或耐低溫
增塑劑、熱穩(wěn)定劑、著色劑等
合成樹脂。如聚乙烯、酚醛樹脂等