52应用广泛的高分子材料 学案4人教版选修5.docx
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52应用广泛的高分子材料学案4人教版选修5
第5章进入合成有机高分子化合物的时代
第二节应用广泛的高分子材料
【课前自主学习】
学习目标:
1.了解有机合成材料的分类
2.能从成键原理上理解塑料的结构与性质
3.了解合成纤维、合成橡胶的结构与性质
4.了解高分子化合物的用途
学习重点:
三大合成材料的成分、分类、性能及主要用途
学习难点:
1.相关化学方程式的书写
2.与实际应用相关的准确描述
学习内容:
一、合成材料的分类
1.合成材料的种类很多,按用途和性能可分为
(1)________________、
(2)_______________和复合材料。
2.三大合成材料:
(1)______、合成纤维、
(2)____________。
二、塑料
1.塑料的分类:
根据塑料加热时的表现可把塑料分为
(1)________和
(2)______塑料两大类。
2.常见合成材料
(1)聚乙烯
性质
高压聚乙烯
低压聚乙烯
相对分子质量
密度
有无支链
很少
生成条件
高压、催化剂
低压、催化剂
(2)酚醛树脂
①概念:
酚醛树脂是用_
(1)_____与
(2)______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。
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。
三、纤维
1.分类
2.人造纤维:
用含纤维素的原料(利用天然纤维)如芦苇、甘蔗渣、短棉、木材等经化学加工和纺织而制成的纤维。
它是利用原料________而制得的纤维。
3.合成纤维:
利用石油、天然气、煤和农副产品为原料制成
(1)______,再经
(2)________而制成的纤维。
其原料本身(3)______纤维。
合成纤维的优点是(4)________、(5)________、(6)________、(7)________、(8)________,但在(9)________、(10)________等方面不如天然纤维。
合成纤维中,维纶(聚乙烯醇)具有较好的吸湿性,被称为“(11)________”,是因为其分子中含有(12)________。
合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维—(13)______,涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的商品名。
四、橡胶
1.合成橡胶
(1)合成:
如顺丁橡胶是以
(1)______________为原料经聚合得到以顺式结构为主的
(2)______________,其结构简式为(3)________________,然后再与硫磺等硫化剂混炼而成的。
(2)性能:
具有(4)________、(5)________、耐燃性、耐油性、(6)________或(7)________等性能。
2.天然橡胶
结构简式为(8)_____________________________________________
其单体为(9)___________________________________________________
【课中互助合作探究】
探究实验一、高分子材料的溶解性
组织同学观察以下四个小实验:
现象:
结论:
探究实验二、高分子材料在不同温度下的性能
1、组织学生观察实验:
2、用稍加热的铁锯条或用电烙铁,垫上玻璃纸对塑料袋进行封口的实验,封口时塑料受热熔融,冷却后粘接,说明线型高分子材料具有热塑性。
3、用废酚醛塑料炊具把手、插销(深色,即电木)的碎末或废脲醛树脂(浅色)的插销、插座的碎末做受热熔融实验。
实验结论:
探究实验三、酚醛树脂的制备和性质:
1、在试管中加入2克苯酚,3mL质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸,在沸水浴中加热。
2、当试管中反应物接近沸腾时,从沸水浴中取出试管并用玻璃棒搅拌反应物,注意观察并记录实验现象。
3、待试管冷却至室温,向试管中加入适量乙醇,观察树脂是否溶解。
4、再把试管放在热水浴中加热,观察树脂是否溶解。
有关现象为
【课堂练习】
1.下列物质中属于合成纤维的是()
A.人造丝B.蚕丝C.腈纶D.羊毛绒
2.下列高分子在空气中燃烧只生成CO2和H2O的是()
A.白明胶(动物胶)B.粘胶纤维C.氯丁橡胶D.毛发
3.我们通常所说的三大合成材料是指( )
①光导纤维 ②塑料 ③合成氨 ④高温结构陶瓷⑤合成纤维 ⑥涂料 ⑦合成洗涤剂 ⑧合成橡胶⑨黏合剂 ⑩硅酸盐材料
A.②⑤⑧B.①⑦⑩C.④③⑨D.①④⑩
4.下列原料或制成的产品中,若出现破损不可以进行热修补的是( )
A.聚氯乙烯凉鞋B.电木插座C.自行车内胎D.聚乙烯塑料膜
5.“不粘锅”饮具是在金属锅的内壁上涂一薄层聚四氟乙烯制成,下列各项对聚四氟乙烯的叙述中正确的是()
A.在聚四氟乙烯的单体中不含有碳碳双键
B.聚四氟乙烯在高温时容易燃烧
C.聚四氟乙烯的化学性质很稳定,正常使用时不会发生化学变化
D.聚四氟乙烯的分子内支链很多,且彼此缠绕,不会污染食物
6.为了保护人类的生存环境,人们开始着手利用废弃塑料,使它成为有用的资源:
(1)_____________
(2)_____________(3)_____________
科学家展望,21世纪的高分子化学,要制造出对环境友好的高分子,包括在环境中可降解的塑料。
例如,以_____________和_____________为原料制成聚乙烯光降解塑料;以_____________和_____________为原料制成微生物降解塑料等。
【课后练习A】
1.下述对乙烯和聚乙烯的描述不正确的是()
A.乙烯性质比聚乙烯活泼
B.乙烯是纯净物,常温下为气态,聚乙烯为固态,是混合物
C.取等物质的量的乙烯和聚乙烯,完全燃烧后生成的CO2和H2O的物质的量分别相等
D.取等质量乙烯和聚乙烯,完全燃烧后,生成的CO2和H2O的质量分别相等
2.下列叙述正确的是()
A.单体的质量之和等于所生成高聚物的质量
B.单体为一种物质时,则单体发生加聚反应
C.缩聚反应的单体至少有两种物质
D.淀粉和纤维素的链节都是C6H10O5,但聚合度不同,彼此不是同分异构体
3.现已为婴儿特制成了一种新型的尿布——“尿不湿”。
这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保留水的物质。
依你的推测,这种特殊物质的结构可能是()
4.橡胶属于重要的工业原料。
它是一种有机高分子化合物,具有良好的弹性,但强度较差。
为了增加某些橡胶制品的强度,加工时往往需进行硫化处理,即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应。
橡胶制品硫化程度越高,强度越大,弹性越差。
下列橡胶制品中,加工时硫化程度较高的是( )
A.橡皮筋B.汽车外胎C.普通气球D.医用乳胶手套
5.橡胶树是热带植物,在我国海南已有大面积种植。
从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构为
。
试回答下列问题:
(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是因为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
天然橡胶加入适当硫进行硫化后,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。
6.下图是实验室制取酚醛树脂的装置图。
(1)装置中的一处错误是_______________________________。
(2)试管上方长玻璃管的作用是_______________________________。
(3)浓盐酸在该反应中的作用是_______________________________。
(4)此反应需水浴加热,不用温度计控制水浴温度的原因是______________________。
(5)生成的酚醛树脂为_______色_______态。
(6)实验完毕后,若试管用水不易洗涤,可以加入少量_______浸泡几分钟,然后洗净。
(7)写出实验室制取酚醛树脂的化学方程式______________________________
____________________________________,此有机反应类型是_____________________。
【课后练习B】
1.焚烧下列物质,严重污染大气的是( )
A.聚氯乙烯B.聚乙烯C.聚丙烯D.有机玻璃
2.在下列塑料制品中,可选择作为食品包装的是( )
A.聚氯乙烯B.聚乙烯、聚丙烯C.聚苯乙烯D.聚四氟乙烯
3.下列几种橡胶中,最不稳定、长期见光与空气作用就会逐渐被氧化而变硬变脆的是( )
A.天然橡胶(
)
B.硅橡胶(
)
C.聚硫橡胶(
)
D.硫化橡胶(天然橡胶中加硫磺,使
断裂,使其由线型结构变成体型结构)
4.下列有机物中属于天然高分子材料的是( )
A.棉花B.塑料C.尼龙D.羊毛
5.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,苯酚过量制得的酚醛树脂若不易取出时,则可趁热时加入一些乙醇来取出树脂;在碱性条件下,苯酚过量时,若酚醛树脂不易取出,用加热或加溶剂的方法都很难将树脂取出。
在上述两种情况下,下列有关叙述正确的是( )
A.酸性条件制得的是线型酚醛树脂,碱性条件制得的是网状结构酚醛树脂
B.酸性条件制得的是体型酚醛树脂,碱性条件制得的是线型酚醛树脂
C.两种条件下制得的都是线型酚醛树脂
D.两种条件下制得的都是网状结构酚醛树脂
6.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,会被还原而老化
C.天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂
D.天然橡胶含有双键,能发生加成反应
7.背景材料:
①2004年夏季,特氟隆不粘锅事件引起公众关注
②2004年冬季,诺贝尔化学奖授予研究蛋白质的科学家
③2005年初春,广东大部分地区进行了人工降雨
④2005年春末,某高速公路发生液氯运输车翻倒泄漏事故。
下列相应说法正确的是( )
A.特氟隆(聚四氟乙烯)的单体是氟利昂
B.蛋白质是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物,其水溶液有丁达尔现象
C.AgI和干冰都可用于人工降雨
D.附近人员应迅速远离液氯泄漏地点,并逆风往安全区域疏散
8.
(1)有机玻璃是线型高分子,具有________(填“热塑”或“热固”)性,按系统命名法,其名称是聚甲基丙烯酸甲酯,它的结构简式为__________,链节是__________,它是__________(填“缩聚”或“加聚”)产物。
(2)下面分别是三种高分子材料:
①聚乙烯,②有机玻璃,③硫化橡胶。
它们的微观结构示意图为:
则A是__________,B是__________,C是______________________________。
9.聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一,其产量仅次于聚酰胺纤维和聚酯纤维。
它的商品名叫腈纶,由于它的性质极像羊毛,故又称它为“人造羊毛”。
聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2===CHCN),其合成方法很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学方程式如下:
阅读以上材料,回答问题:
(1)制备丙烯腈的反应类型是__________。
(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为__________。
(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”?
(4)根据以上材料分析,聚丙烯腈是线型结构还是体型结构?
10.有机玻璃是一种重要的塑料,有机玻璃的单体A(C5H8O2)不溶于水,并可以发生以下变化:
请回答:
(1)B分子中含有的官能团是____________、_________________________________。
(2)由B转化为C的反应属于________(选填序号)。
①氧化反应 ②还原反应 ③加成反应 ④取代反应
(3)C的一氯代物D有两种,C的结构简式是
________________________________________________________________________。
(4)由A生成B的化学方程式是___________________________________________。
(5)有机玻璃的结构简式是____________。
【答案】
课前自主学习:
一、1.合成高分子材料、功能高分子材料2.塑料、合成橡胶
二、1.热塑性、热固性2.
(1)低、高;低、高;有长短不一的支链
(2)酚类(如苯酚)、醛类(如甲醛);线性、方程式(教材P107)、网状
三、1天然、化学(人造、合成)2.化学加工处理3.
(1)单体
(2)聚合反应(3)不含(4)强度高(5)弹性好(6)耐腐蚀(7)不缩水(8)质轻保暖(9)透气性(10)吸湿性(11)人造棉花(12)羟基(13)涤纶
四、
(1)1,3-丁二烯,
(2)聚1,3-丁二烯(3)见教材P110(4)耐磨性(5)耐寒性(6)耐热性(7)耐腐蚀性(或耐老化)(8)(9)见教材p111
课堂练习:
1.C2.B3.A4.B5.C6.
(1)直接用作材料
(2)热解成单体(3)制成燃油和燃气乙烯CO纤维素淀粉
课后练习A:
1.C2.D3.C4.B [橡皮筋和普通气球的弹性好,所以硫化程度小;汽车外胎与医用乳胶手套相比,前者要承受更大的压力,所以制汽车外胎的橡胶硫化程度最高。
]
5.
(1)天然橡胶是线型结构 线型结构 体型结构 不能
(2)能
解析
(1)从天然橡胶成分的结构简式可知天然橡胶为线型结构的高分子,能溶解于适当的溶剂。
天然橡胶硫化后,引入的硫原子间可形成共价键,从而使高分子键发生交联,形成网状结构,故硫化橡胶不能溶解于汽油。
(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键能与Br2加成,使溴水褪色。
6.
(1)试管底部不应与烧杯底部接触;
(2)冷凝回流作用;(3)催化剂;(4)因反应条件为沸水浴;(5)粉红;粘稠;(6)乙醇
课后练习B:
1.A2.B3.A4.AD5.A6.B7.CD8.
(1)热塑
加聚
(2)有机玻璃 聚乙烯 硫化橡胶
9.
(1)加成反应
(2)26.4%(3)取样灼烧,闻其气味,若有特殊的烧焦羽毛的气味,则为羊毛,否则可能为“人造羊毛”。
(4)线型结构
10.
(1)碳碳双键 羧基(或
)
(2)②③