高中化學選修五 3.3.2《合成高分子材料》課件

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歡迎進入化學課堂 第2課時高分子化學反應合成高分子材料 第2課時 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 課前自主學案 學習目標 探究整合應用 1 了解高分子化合物的分類 組成與結構特點 2 知道高分子材料與高分子化合物的關系 能舉例說明一些高分子材料的用途 3 了解八種功能高分子材料的特殊性能 體會高分子科學在經濟發(fā)展 提高人們生活質量方面的作用 課前自主學案 一 高分子化學反應1 概念 有 參與的化學反應 2 用途 1 合成帶有 的新的高分子化合物 如 纖維素改性制黏膠纖維 硝化纖維 醋酸纖維 高分子化合物 特定功能基團 2 合成不能直接通過小分子物質聚合而得到的高分子化合物 如 可先制得聚乙酸乙烯酯 再使其與甲醇發(fā)生酯交換反應而間接制得聚乙烯醇 化學方程式為 3 橡膠的硫化直線型的橡膠分子經過單硫鍵 S 或雙硫鍵 S S 而交聯 形成 結構 稱為硫化橡膠 其彈性和耐磨性明顯提高 4 降解在降解過程中 高分子化合物的鏈節(jié)數 空間網狀 變小 高分子化合物的化學性質由什么決定 提示 結構決定性質 高分子化合物的化學性質 也由分子中特殊的結構官能團決定 思考感悟 二 合成高分子材料1 高分子材料 1 定義 以合成 為基本原料 加入適當 經過一定加工過程制成的材料 2 助劑 通常指 顏料 發(fā)泡劑等 高分子化合物 助劑 填料 增塑劑 2 常見的高分子材料 1 塑料塑料通常是由 及各種 組成的 主要成分是 塑料的性能不僅取決于樹脂本身 有時助劑也會起較大作用 樹脂 助劑 樹脂 2 涂料一種涂布于物體表面后能結成堅韌保護膜的物質 主要成分 成膜物質 也稱固著劑 是各種樹脂 30 80 的有機溶劑 作用 保護以及美化的作用 危害 有機溶劑揮發(fā)后污染環(huán)境 3 黏合劑黏合劑的主要成分是各種樹脂 如 等 如502瞬間強力膠 它是在聚 氰基丙烯酸乙酯 中加入適當填料制成的 酚醛樹脂 脲醛樹脂 3 功能高分子材料 1 功能高分子在合成高分子的 或支鏈上帶有某種特定功能的 使它們具有 以滿足光學 電學 磁學 化學 生物學 醫(yī)學等方面的要求 主鏈 官能團 特殊的功能 3 離子交換樹脂 組成 由一種 于水的高分子骨架和若干 組成的樹脂 常用樹脂母體是苯乙烯與對苯二乙烯的交聯聚合物 功能 具有 物質的能力 不溶 活性基團 分離提純 分類 按照交換基團性質的不同可分為兩類 a 陽離子交換樹脂 含磺酸基 SO3H 羧基 COOH 等酸性基團 如磺酸型陽離子交換樹脂的交換原理為 以Ca2 為例 2R SO3H Ca2 R SO3 2Ca 2H b 陰離子交換樹脂 含有季銨基 R N CH3 3 氨基 NH2 等堿性基團 用于與溶液中的各種 離子進行交換 陰 作用 制取去離子水 回收工業(yè)廢水中的金屬等 4 醫(yī)用高分子 常見類型 聚乳酸 硅橡膠 以及聚氨酯 聚丙烯 聚乙烯醇等 性能 生物 較好 完全無毒 用途 制造醫(yī)用器械 人造 相容性 器官 1 2009年高考廣東卷改編題 下列措施有利于節(jié)能減排 改善環(huán)境質量的有 在大亞灣核電站已安全運行多年的基礎上 廣東將繼續(xù)發(fā)展核電 以減少火力發(fā)電帶來的二氧化硫和二氧化碳排放問題 積極推行 限塑令 加快研發(fā)利用二氧化碳合成的聚碳酸酯類可降解塑料 加速建設地鐵 輕軌等軌道交通 促進珠三角城市一體化發(fā)展 減少汽車尾氣排放 發(fā)展低碳經濟 循環(huán)經濟 推廣可利用太陽能 風能的城市照明系統 使用生物酶降解生活廢水中的有機物 使用填埋法處理未經分類的生活垃圾 A B C D 解析 選A 使用填埋法處理未經分類的生活垃圾不是一種節(jié)能減排 改善環(huán)境質量的做法 2 2011年惠州高二質檢 高分子材料與一般金屬材料相比 具有的優(yōu)良性能是 雙選 A 強度大B 電絕緣性能好C 不耐熱D 不耐化學腐蝕解析 選AB 與一般金屬材料相比 高分子材料具有強度大 電絕緣性能好等優(yōu)良性能 3 某新型合成材料的結構簡式如下 它被涂在手術傷口的表面 在數秒鐘內發(fā)生固化 加聚 并起粘結作用 以代替通常的縫合 是一種性能優(yōu)良的功能高分子材料 寫出該化合物固化時的化學反應方程式 解析 從題給合成材料的結構中含有鍵分析 按照聚合反應的原理 應該斷裂鍵 發(fā)生加成聚合反應而形成高聚物 從而顯示出其優(yōu)良的性能 答案 課堂互動講練 1 與結構的關系與其他有機物類似 高分子化合物所發(fā)生的反應主要取決于其結構特點 官能團及基團的影響 如 若含碳碳雙鍵則易被氧化和能發(fā)生加成反應 含有酯基 則易水解及醇解 含有羧基時 能發(fā)生酯化反應 取代反應等 2 常見的高分子化學反應 1 借助高分子化合物中的官能團外掛小分子 2 降解在一定條件下 高分子化合物解聚為小分子 如 有機玻璃 聚甲基丙烯酸甲酯 在氮氣中270 熱解為甲基丙烯酸甲酯 聚苯乙烯用氧化鋇處理 能降解為苯乙烯 目前 已經合成生物可降解塑料 化學降解塑料 光降解塑料等 3 橡膠硫化天然橡膠 經硫化 破壞了碳碳雙鍵 形成單硫鍵 S 和雙硫鍵 S S 交聯的網狀結構 線型結構變體型結構 4 催化裂解塑料催化裂解得柴油 煤油 汽油及可燃氣體等 5 其他聚對苯二甲酸乙二酯能與甲醇反應生成乙二醇和對苯二甲酸二甲酯 羧酸酯RCOOR 在催化劑存在時可與醇R OH發(fā)生如下反應 R R 是兩種不同的烴基 此反應稱為酯交換反應 常用于有機合成 廣泛用于嬰兒 尿不濕 等吸水產品的聚乙烯醇就是利用這一原理生產的 用聚乙酸乙烯酯與過量甲醇在一定條件下反應 可得聚乙烯醇和乙酸甲酯 1 反應中甲醇過量的原因有 2 寫出聚乙酸乙烯酯與甲醇進行酯交換反應的化學方程式 3 酯交換反應也可用于從廢棄的滌綸樹脂 聚對苯二甲酸乙二醇酯 結構簡式為 中回收其單體以用于樹脂的再合成 寫出用過量的甲醇處理廢棄滌綸樹脂過程中反應的化學方程式 解析 該題首先給出酯類醇解反應 即酯交換反應 酯1 醇1 酯2 醇2 該反應類似酯的水解反應 是一種可逆反應 因此 若使該可逆反應達到的化學平衡狀態(tài)向正反應方向移動 需加過量甲醇實現 聚乙酸乙烯酯與甲醇進行酯交換反應 答案 1 使平衡向正反應方向移動 酯交換完全 變式訓練1下面分別是三種高分子材料 聚乙烯 有機玻璃 結構簡式為 硫化橡膠 它們的微觀結構示意圖如圖所示 則A是 B是 C是 填序號 解析 分析三種高分子化合物結構特點 聚乙烯的結構簡式為 沒有支鏈 是線型結構 應是B 有機玻璃的結構簡式為 有支鏈 是支鏈型結構 應是A 硫化橡膠是線型結構之間通過單硫鍵 S 或雙硫鍵 S S 結合成體型結構 應是C 答案 特別提醒 塑料和樹脂不是同一種物質 其區(qū)別有 1 塑料是由樹脂及填料 增塑劑 穩(wěn)定劑 潤滑劑 顏料等助劑所組成的 其主要成分是樹脂 2 樹脂是指人工合成的 未經加工處理的聚合物 3 塑料的基本性能主要決定于樹脂的本性 但助劑也起著重要的作用 最近研制成一種新型聚乳酸樹脂 能取代苯乙烯塑料 以消除 白色污染 凈化環(huán)境 它是由單體乳酸 分子間縮聚而成 這種塑料之所以能自行降解是因為在乳酸菌的作用下 水解為乳酸 這一過程稱為塑料的降解 1 試用化學方程式表示其降解過程 2 和乳酸分子結構一樣含有羧基 COOH 且與乳酸互為同分異構體的有機物A 其結構簡式是 3 有機物B和乳酸互為同分異構體 且B能發(fā)生銀鏡反應 則B的結構簡式是 解析 從高聚物結構可知 含有酯基 是乳酸通過酯化反應縮聚而成 因此它的水解過程與酯化反應可逆 其原理是羰基上加羥基 氧原子上加氫 可知其降解過程 答案 規(guī)律方法 高分子化合物的降解也是高分子化學反應 通過高分子化學反應可使高分子化合物的鏈節(jié)數變小 可以造福人類 如消除白色污染 變式訓練2人造羊毛的主要成分為 此高聚物可由下圖三種途徑合成 已知A是石油分餾的一種產品 回答下列問題 1 寫出A的化學式 D的結構簡式 2 在反應 中 屬于加成反應的是 屬于裂化反應的是 3 從能源和環(huán)保的角度看 你認為最有發(fā)展前景的是 理由是 任寫一條 解析 有機合成題解題思路常采用逆推法 即從后向前 從產品入手往原料推導 本題中生成 推知 判斷反應類型需從反應物結構和產物結構分析 從而準確判斷出反應類型 答案 3 第 條途徑生成的CH4為一種高能燃料 沒有使用有毒物質HCN 步驟少 任寫一條即可 探究整合應用 有機高分子的化學性質探究 舉例 使用有機材料制成的薄膜 給環(huán)境造成的 白色污染 后果十分嚴重 我國最近研制成功的一種可降解塑料結構如下 該塑料有良好的生物適應性和分解性 能自然腐爛分解 試回答下列問題 1 可降解塑料A B C對應的三種單體依次是 2 可降解塑料在自然界可通過 填反應類型 分解為三種單體小分子有機物 3 A的單體和C的單體各1mol 在濃H2SO4存在 加熱條件下 可生成含有八元環(huán)的環(huán)狀化合物 寫出有關反應的化學方程式為 4 B的單體在濃H2SO4中可發(fā)生消去反應生成不飽和酸 此不飽和酸的結構簡式是 此不飽和酸屬于鏈狀酸的同分異構體有 種 解析 1 根據三種高聚物結構簡式 均存在酯基 則單體中必有 OH和 COOH 故單體為 2 因為聚合物存在酯基 因此水解反應時可分解為單體 答案 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全