高中第二節(jié) 高分子材料公開課ppt課件

這是一份高中第二節(jié) 高分子材料公開課ppt課件，共34頁。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，課前導(dǎo)入，高吸水性樹脂，功能高分子材料，用于吸水保水，用于制作傳感器，用于信息儲存，用于化學(xué)反應(yīng)，用于藥物緩釋，對應(yīng)訓(xùn)練等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.通過閱讀思考，討論交流，了解不同類型的功能高分子材料（高吸水性樹脂和高分子分離膜）的制備方法和主要用途，進(jìn)一步理解高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。 2.通過實(shí)驗(yàn)探究，數(shù)據(jù)分析，體會通過分析微觀結(jié)構(gòu)解釋化學(xué)性質(zhì)的思路，以及結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用之間的關(guān)系，進(jìn)一步完善對有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用的認(rèn)識。 3.通過問題探究，思考交流，了解新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，體驗(yàn)功能導(dǎo)向的高分子材料的合成和在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用以及在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高生活質(zhì)量方面中的貢獻(xiàn)，培養(yǎng)科學(xué)探究與社會責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。
為了適應(yīng)高科技產(chǎn)業(yè)等對材料的要求，化學(xué)工作者合成了具有某些特殊化學(xué)、物理及醫(yī)學(xué)功能的高分子材料：
任務(wù)一、認(rèn)識功能高分子材料
學(xué)生活動1、閱讀教材P145頁最后自然段及P146頁第一自然段內(nèi)容，回答什么是功能高分子材料？
功能高分子材料是具有某些特殊化學(xué)、物理及醫(yī)學(xué)功能的高分子材料。例如，高分子催化劑；各種濾膜；磁性高分子；形狀記憶高分子；高吸水性材料；醫(yī)用高分子材料；高分子藥物；人造雪等
學(xué)生活動2、討論交流：聯(lián)系生活實(shí)際，請舉例說明你知道有哪些功能高分子材料及用途？
用于分離和純化的各種濾膜
用于替換人體組織、器官
【典例1】化學(xué)在人類社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，下列說法錯誤的 是（ ） A．水性漆替代傳統(tǒng)油漆有利于健康與環(huán)保 B．制作冰墩墩采用的PC聚碳酸酯是可降解材料 C．制造隱形眼鏡的材料因含羥基而具有較好的親水性 D．聚氯乙烯可用于制做不粘鍋耐熱涂層
【解析】A．傳統(tǒng)油漆中有機(jī)物易揮發(fā)，造成環(huán)境污染、不利于健康，水性漆替代傳統(tǒng)油漆有利于健康與環(huán)保，A項(xiàng)正確；B．PC聚碳酸酯中含酯基，能發(fā)生水解而降解，B項(xiàng)正確；C．羥基屬于親水基，制造隱形眼鏡的材料因含羥基而具有較好的親水性，C項(xiàng)正確；D．聚氯乙烯在高溫下會分解釋放出有毒氣體，不能用于制做不粘鍋耐熱涂層，D項(xiàng)錯誤；答案選D。
【典例2】下列材料中，屬于功能高分子材料的是（ ） ①高分子膜 ②生物高分子 ③導(dǎo)電高分子 ④離子交換樹脂 ⑤醫(yī)用高 分子 ⑥高吸水性樹脂 ⑦液晶高分子 A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥ C．②③④⑤ D．全部
【解析】常用功能高分子材料包括高分子膜、醫(yī)用高分子材料、高吸水性樹脂、離子交換脂、光敏高分子材料、導(dǎo)電高分子材料、生物高分子材料、高分子催化劑和試劑等，可知這六種都屬于功能高分子材料。
任務(wù)二、認(rèn)識高吸水性樹脂
學(xué)生活動1、閱讀教材P146頁第二、三自然段，思考高吸水性樹脂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能分別是什么？欲得到比棉花和紙張更好的高吸水材料的改進(jìn)思路是什么？
①含有強(qiáng)親水性原子團(tuán)(如羧基、羥基、酰氨基等)的支鏈；②具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
不溶于水和有機(jī)溶劑，吸水性和保水能力強(qiáng)，耐擠壓
①改造纖維素或淀粉分子，接入強(qiáng)親水基團(tuán)；②合成新的帶有強(qiáng)親水基團(tuán)的高分子。
比較高吸水性樹脂與餐巾紙的吸水效率
呈凝膠狀（具有較好的保水能力）
吸水后變形程度?。ūＫ芰^差）
高吸水性樹脂吸水性比一般吸水材料更強(qiáng)，不溶于水。
【溫馨提示】絕大多數(shù)高吸水性樹脂的主鏈或接枝側(cè)鏈上含有羧基、羥基等強(qiáng)親水性基團(tuán)，這些親水基團(tuán)與水的親和作用是具有強(qiáng)吸水性的最主要原因。
學(xué)生活動2、閱讀教材P146頁第四、五自然段，結(jié)合教材P147頁”思考與討論“欄目，回答合成高吸水材料常見的方法是什么？有何共同特點(diǎn)？
①方法一、改性。對淀粉、纖維素等天然吸水材料進(jìn)行改性，在主鏈上再接入帶有強(qiáng)親水基團(tuán)的支鏈，可以提高它們的吸水能力。如淀粉與丙烯酸鈉在一定條件下反應(yīng)，生成以淀粉為主鏈的接枝共聚物。
②方法二、聚合。用帶有強(qiáng)親水基團(tuán)的烯類單體進(jìn)行聚合，得到含親水基團(tuán)的高聚物。如在丙烯酸鈉中加入少量交聯(lián)劑，得具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。
80年代，“太空服之父” 唐鑫源（中國）在宇航服里加入高分子吸收體，發(fā)明了一種能吸水1400毫升的紙尿片，解決了航天員排尿的一大難題。
③特點(diǎn)：這兩種方法有一個(gè)共同特點(diǎn)，都要在反應(yīng)中加入少量交聯(lián)劑，讓線型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
④目的：加交聯(lián)劑將支鏈型結(jié)構(gòu)為體型結(jié)構(gòu)，使橡膠具有不變黏、彈性較高、耐熱性好、拉伸強(qiáng)度大、有機(jī)溶劑不溶解、不易折斷等；高吸水性樹脂有吸水性而不溶于水，耐擠壓。
【溫馨提示】在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤；嬰幼兒紙尿褲。
【典例1】下列關(guān)于高分子材料的說法錯誤的是（ ） A．棉花、羊毛、蠶絲屬于天然纖維 B．嬰幼兒尿不濕以高吸水性樹脂為原料 C．水晶飾品屬于合成高分子材料 D．天然橡膠的單體是異戊二烯（ ），結(jié)構(gòu)簡式為
【典例2】下列說法中，不正確的是（ ） A．“尿不濕”屬于功能高分子材料 B．高吸水性樹脂可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤 C．導(dǎo)電塑料是應(yīng)用于電子工業(yè)的一種新型有機(jī)高分子材料 D．合成高分子材料制成的人工器官都受到人體的排斥作用，難以達(dá)到 生物相容的程度
【解析】用于生產(chǎn)“尿不濕”的高吸水性樹脂屬于功能高分子材料，A正確；高吸水性樹脂可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤，B項(xiàng)正確；導(dǎo)電塑料是將樹脂和導(dǎo)電物質(zhì)混合進(jìn)行加工的功能型高分子材料，主要應(yīng)用集成電路、電磁波屏蔽等領(lǐng)域，C正確；醫(yī)用高分子材料歸屬于功能高分子材料，無毒，具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性及足夠的機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn)，D項(xiàng)錯誤。
任務(wù)一、認(rèn)識高分子分離膜
學(xué)生活動1、閱讀教材P148頁第二、三自然段，回答高分子分離膜的分離原理、特點(diǎn)、分離及應(yīng)用分別是什么？
①原理：分離膜一般只允許水及一些小分子物質(zhì)通過，其余物質(zhì)被截留在膜的另一側(cè)，稱為濃縮液，達(dá)到對原液凈化、分離和濃縮的目的。
②分類：分離膜根據(jù)膜孔大小分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜等。
③特點(diǎn)：讓某些物質(zhì)有選擇地通過，而把另外一些物質(zhì)分離掉。
④制作材料：有機(jī)高分子材料，如醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
⑤應(yīng)用：海水淡化、飲用水制取，果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等。
學(xué)生活動2、問題探究：在橡膠工業(yè)及制備高吸水性樹脂時(shí)，為什么均要加入少量交聯(lián)劑將它們的線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？
①天然橡膠容易發(fā)生老化,硫化后，線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。硫化橡膠具有很好的彈性、較高的硬度和耐磨性，不易變黏，不溶于有機(jī)溶劑，只發(fā)生溶脹。
②高吸水性樹脂在交聯(lián)前一般是水溶性的， 不具備吸水性。形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，分子中的羧基、羥基等基團(tuán)與水分子之間產(chǎn)生氫鍵，吸水并且通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將水分子束縛在高分子網(wǎng)格中，形成溶脹的凝膠體。這種凝膠體的保水能力很強(qiáng)，在一定壓力下也不易失水。如圖：
【典例1】下列有關(guān)功能高分子材料的用途的敘述中，不正確的是（ ） A．高吸水性樹脂主要用于干旱地區(qū)抗旱保水、改良土壤、改造沙漠 B．離子交換樹脂主要用于分離和提純物質(zhì) C．醫(yī)用高分子材料可用于制造醫(yī)用器械和人造器官 D．聚乙炔膜可用于分離工業(yè)廢水和海水淡化
【解析】高分子分離膜應(yīng)用于食品工業(yè)中，可用于濃縮天然果汁、乳制品加工、釀造業(yè)等，A正確；高吸水性樹脂可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤，B項(xiàng)正確；導(dǎo)電塑料是將樹脂和導(dǎo)電物質(zhì)混合，用塑料的加工方式進(jìn)行加工的功能型高分子材料，主要應(yīng)用于電子、集成電路包裝、電磁波屏蔽等領(lǐng)域，C項(xiàng)正確；醫(yī)用高分子材料歸屬于功能高分子材料，它們都無毒，具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn)，所以D選項(xiàng)錯誤；故答案選D。
【典例2】下列說法中，不正確的是（ ） A．高分子分離膜應(yīng)用于食品工業(yè)中，可用于濃縮果汁、乳制品加工等 B．氫鍵會影響該高分子的沸點(diǎn)、密度、硬度等性能 C．導(dǎo)電塑料是應(yīng)用于電子工業(yè)的一種新型有機(jī)高分子材料 D．合成高分子材料制成的人工器官都受到人體的排斥作用，難以達(dá)到 生物相容的程度
【解析】保水劑是一種強(qiáng)吸水樹脂，能在短時(shí)間內(nèi)吸收自身重量幾百倍至上千倍的水分，高吸水性樹脂可做保水劑，A正確；氫鍵會影響高分子的沸點(diǎn)、密度等物理性質(zhì)，B正確；醫(yī)用高分子材料是指用以制造人體內(nèi)臟、體外器官、藥物劑型及醫(yī)療器械的聚合物材料，可用于制造醫(yī)用器械和人造器官，C正確；聚乙炔膜屬于導(dǎo)電高分子，主要用于電子元件，D錯誤；故選D。
任務(wù)二、探究功能高分子材料的應(yīng)用
學(xué)生活動1、結(jié)合教材P149頁“研究與實(shí)踐”，回答不同功能高分子材料的主要功能及應(yīng)用分別是什么？完成表格內(nèi)容。
選擇性地允許某些物質(zhì)通過
①廢水處理；②海水淡化；③濃縮果汁、乳制品加工等
①發(fā)電；②開發(fā)新型電池
①具有優(yōu)異的生物相容性②具有某些特殊功能
學(xué)生活動2、閱讀教材P139頁“科學(xué)·技術(shù)·社會”欄目內(nèi)容，思考什么是白色污染？白色污染與可降解高分子有和關(guān)系？
①概念：白色污染主要指廢棄的難降解塑料制品等造成的污染。
②根除“白色污染”方法：用可降解高分子材料代替塑料。目前已研究出微生物降解和光降解兩類高分子材料。降解后最終轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2O等物質(zhì)而消失。
【典例1】下列說法正確的是（ ） A．所有高分子化合物均是混合物 B．由于分子間作用力較弱，故高分子鏈之間靠分子間作用力結(jié)合形成 的高分子材料的強(qiáng)度較小 C．人造纖維、合成纖維和光導(dǎo)纖維都是有機(jī)高分子化合物 D．生物可降解型的醫(yī)用高分子材料可用于制人造血管、隱形眼鏡等
【解析】A．由于每個(gè)高分子的聚合度不一定相同，所以高分子化合物均是混合物，A正確；B．高分子鏈之間的作用力與鏈的長短有關(guān)，鏈越長，高分子之間的作用力越大，因此高分子材料的強(qiáng)度一般較大，B錯誤；C．光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，屬于無機(jī)物，C錯誤；D．制人造血管、隱形眼鏡應(yīng)用生物非降解型的醫(yī)用高分子材料，D錯誤；綜上所述答案為A。
【典例2】在抗擊新冠肺炎的過程中“合成材料”發(fā)揮了重要的作用。下 列有關(guān)合成材料的說法正確的是（ ） A．CH3CHOHCOOH可通過縮聚反應(yīng)生成可降解的綠色高分子材料 B．合成有機(jī)硅橡膠的單體是 ，則有機(jī)硅橡膠是通過加聚反應(yīng) 制得的 C．合成酚醛樹脂( )的單體是苯酚和甲醇 D．天然橡膠的主要成分聚異戊二烯不能使溴水褪色
【解析】A． CH3CHOHCOOH分子中含有羥基、羧基，可通過縮聚反應(yīng)生成可降解的綠色高分子材料，A正確；B．有機(jī)硅橡膠是通過縮聚反應(yīng)制得的，B錯誤；C．合成酚醛樹脂的單體是苯酚和甲醛，C錯誤；D．天然橡膠的主要成分聚異戊二烯，分子中含有碳碳雙鍵，能使溴水褪色，D錯誤；故選A
1．化學(xué)與生產(chǎn)生活、社會密切相關(guān)。下列說法中錯誤的是（ ）A．用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土吸收乙烯，可保鮮水果B．合成不粘鍋涂層的原料CF2=CF2屬于烴C．港珠澳大橋采用的超高分子量聚乙烯纖維吊繩，是有機(jī)高分子化 合物D．天然氣和液化石油氣是我國目前推廣使用的清潔燃料
【解析】乙烯有催熟的效果，用浸泡過酸性高錳酸鉀溶液的硅藻土吸收水果釋放的乙烯，可達(dá)到水果保鮮的目的，A正確；只含有C、H兩種元素的化合物屬于烴，CF2=CF2不是烴，是鹵代烴，B錯誤；港珠澳大橋采用的超高分子量聚乙烯纖維吊繩，是有機(jī)高分子化合物，C正確；D. 天然氣和液化石油氣均燃燒生成二氧化碳和水，對環(huán)境無污染，故是清潔燃料，D正確；故選B。
2．下列關(guān)于功能高分子材料的說法錯誤的是（ ）A．醫(yī)用高分子材料、高分子催化劑、磁性高分子材料等屬于功能高分子材料B．高分子分離膜可用于海水淡化、濃縮天然果汁等C．用于制造CPU芯片的良好半導(dǎo)體材料單晶硅屬于功能高分子材料D．在淀粉、纖維素的主鏈上再接上含強(qiáng)親水基團(tuán)的支鏈，可提高它 們的吸水能力
【解析】醫(yī)用高分子材料、高分子催化劑、磁性高分子材料等屬于功能高分子材料，A正確；高分子分離膜有選擇地使粒子通過，所以可用于海水和苦咸水的淡化方面，B正確；半導(dǎo)體材料單晶硅屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，C錯誤；具有大量親水基團(tuán)的一些淀粉、纖維素等分子易溶于水，D正確。
3．化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技密切相關(guān)。下列說法正確的是（ ）A．高吸水性樹脂都含有羥基、烷基等親水基團(tuán)B．含較多碳酸鈉的鹽堿地不利于農(nóng)作物生長，可施加熟石灰進(jìn)行 改良C．“靜電除塵”“燃煤脫硫”“汽車尾氣催化凈化”都能提高空氣質(zhì)量D．人造草坪使用的合成纖維和動力電池使用的石墨烯都屬于新 型無機(jī)非金屬材料
【解析】A．烷基不屬于親水基團(tuán)，A錯誤；B．熟石灰為強(qiáng)堿，不利于鹽堿地改良，B錯誤；C．“靜電除塵”“燃煤脫硫”“汽車尾氣催化凈化”均可減少污染物的排放，從而提高空氣質(zhì)量，C正確；D．合成纖維屬于有機(jī)高分子材料，D錯誤；故選C
4．食品保鮮膜的材質(zhì)有聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等種類。下列敘述錯誤的是（ ）A．等質(zhì)量的聚乙烯（PE）和乙烯完全燃燒消耗氧氣的量相等B．廢棄的PE和PVC均可回收利用以減少白色污染C．將PVC薄膜放入試管中加強(qiáng)熱，產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅D．PVC的單體可由PE的單體與氯化氫加成制得
【解析】乙烯、聚乙烯含碳量相同，等質(zhì)量的聚乙烯和乙烯完全燃燒消耗氧氣的量相等，A正確；廢棄的塑料回收利用以減少白色污染，B正確；聚氯乙烯加強(qiáng)熱，可生成氯化氫，使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅，C正確；PE的單體是乙烯，乙烯與氯化氫加成生成一氯乙烷，PVC單體是氯乙烯，D錯誤。
含有強(qiáng)親水基、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
強(qiáng)吸水性和保水能力、耐擠壓
吸水材料改性、含強(qiáng)親水基團(tuán)烯類聚合
只允許水及小分子物質(zhì)通過，其余被截留
微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜等
海水淡化和飲用水的制取，果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等
優(yōu)異的生物相容性及某些特殊功能，人造器官