高中化學(xué)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(xué)課堂 第2課時高分子化學(xué)反應(yīng)合成高分子材料 第2課時 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 學(xué)習(xí)目標(biāo) 探究整合應(yīng)用 1 了解高分子化合物的分類 組成與結(jié)構(gòu)特點 2 知道高分子材料與高分子化合物的關(guān)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(xué)在經(jīng)濟發(fā)展 提高人們生活質(zhì)量方面的作用 課前自主學(xué)案 一 高分子化學(xué)反應(yīng)1 概念 有 參與的化學(xué)反應(yīng) 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(zhì)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(yīng)而間接制得聚乙烯醇 化學(xué)方程式為 3 橡膠的硫化直線型的橡膠分子經(jīng)過單硫鍵 S 或雙硫鍵 S S 而交聯(lián) 形成 結(jié)構(gòu) 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(shù) 空間網(wǎng)狀 變小 高分子化合物的化學(xué)性質(zhì)由什么決定 提示 結(jié)構(gòu)決定性質(zhì) 高分子化合物的化學(xué)性質(zhì) 也由分子中特殊的結(jié)構(gòu)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(dāng) 經(jīng)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(jié)成堅韌保護膜的物質(zhì) 主要成分 成膜物質(zhì) 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(dāng)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(xué) 電學(xué) 磁學(xué) 化學(xué) 生物學(xué) 醫(yī)學(xué)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(lián)聚合物 功能 具有 物質(zhì)的能力 不溶 活性基團 分離提純 分類 按照交換基團性質(zhì)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(zhì)量的有 在大亞灣核電站已安全運行多年的基礎(chǔ)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(shè)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(jīng)濟 循環(huán)經(jīng)濟 推廣可利用太陽能 風(fēng)能的城市照明系統(tǒng) 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(jīng)分類的生活垃圾 A B C D 解析 選A 使用填埋法處理未經(jīng)分類的生活垃圾不是一種節(jié)能減排 改善環(huán)境質(zhì)量的做法 2 2011年惠州高二質(zhì)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(xué)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(jié)構(gòu)簡式如下 它被涂在手術(shù)傷口的表面 在數(shù)秒鐘內(nèi)發(fā)生固化 加聚 并起粘結(jié)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(xué)反應(yīng)方程式 解析 從題給合成材料的結(jié)構(gòu)中含有鍵分析 按照聚合反應(yīng)的原理 應(yīng)該斷裂鍵 發(fā)生加成聚合反應(yīng)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(jié)構(gòu)的關(guān)系與其他有機物類似 高分子化合物所發(fā)生的反應(yīng)主要取決于其結(jié)構(gòu)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(yīng) 含有酯基 則易水解及醇解 含有羧基時 能發(fā)生酯化反應(yīng) 取代反應(yīng)等 2 常見的高分子化學(xué)反應(yīng) 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(jīng)合成生物可降解塑料 化學(xué)降解塑料 光降解塑料等 3 橡膠硫化天然橡膠 經(jīng)硫化 破壞了碳碳雙鍵 形成單硫鍵 S 和雙硫鍵 S S 交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 線型結(jié)構(gòu)變體型結(jié)構(gòu) 4 催化裂解塑料催化裂解得柴油 煤油 汽油及可燃?xì)怏w等 5 其他聚對苯二甲酸乙二酯能與甲醇反應(yīng)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(yīng) R R 是兩種不同的烴基 此反應(yīng)稱為酯交換反應(yīng) 常用于有機合成 廣泛用于嬰兒 尿不濕 等吸水產(chǎn)品的聚乙烯醇就是利用這一原理生產(chǎn)的 用聚乙酸乙烯酯與過量甲醇在一定條件下反應(yīng) 可得聚乙烯醇和乙酸甲酯 1 反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式 3 酯交換反應(yīng)也可用于從廢棄的滌綸樹脂 聚對苯二甲酸乙二醇酯 結(jié)構(gòu)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(yīng)的化學(xué)方程式 解析 該題首先給出酯類醇解反應(yīng) 即酯交換反應(yīng) 酯1 醇1 酯2 醇2 該反應(yīng)類似酯的水解反應(yīng) 是一種可逆反應(yīng) 因此 若使該可逆反應(yīng)達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)向正反應(yīng)方向移動 需加過量甲醇實現(xiàn) 聚乙酸乙烯酯與甲醇進行酯交換反應(yīng) 答案 1 使平衡向正反應(yīng)方向移動 酯交換完全 變式訓(xùn)練1下面分別是三種高分子材料 聚乙烯 有機玻璃 結(jié)構(gòu)簡式為 硫化橡膠 它們的微觀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特點 聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為 沒有支鏈 是線型結(jié)構(gòu) 應(yīng)是B 有機玻璃的結(jié)構(gòu)簡式為 有支鏈 是支鏈型結(jié)構(gòu) 應(yīng)是A 硫化橡膠是線型結(jié)構(gòu)之間通過單硫鍵 S 或雙硫鍵 S S 結(jié)合成體型結(jié)構(gòu) 應(yīng)是C 答案 特別提醒 塑料和樹脂不是同一種物質(zhì) 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(jīng)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(xué)方程式表示其降解過程 2 和乳酸分子結(jié)構(gòu)一樣含有羧基 COOH 且與乳酸互為同分異構(gòu)體的有機物A 其結(jié)構(gòu)簡式是 3 有機物B和乳酸互為同分異構(gòu)體 且B能發(fā)生銀鏡反應(yīng) 則B的結(jié)構(gòu)簡式是 解析 從高聚物結(jié)構(gòu)可知 含有酯基 是乳酸通過酯化反應(yīng)縮聚而成 因此它的水解過程與酯化反應(yīng)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(xué)反應(yīng) 通過高分子化學(xué)反應(yīng)可使高分子化合物的鏈節(jié)數(shù)變小 可以造福人類 如消除白色污染 變式訓(xùn)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(chǎn)品 回答下列問題 1 寫出A的化學(xué)式 D的結(jié)構(gòu)簡式 2 在反應(yīng) 中 屬于加成反應(yīng)的是 屬于裂化反應(yīng)的是 3 從能源和環(huán)保的角度看 你認(rèn)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(chǎn)品入手往原料推導(dǎo) 本題中生成 推知 判斷反應(yīng)類型需從反應(yīng)物結(jié)構(gòu)和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分析 從而準(zhǔn)確判斷出反應(yīng)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(zhì)HCN 步驟少 任寫一條即可 探究整合應(yīng)用 有機高分子的化學(xué)性質(zhì)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(yán)重 我國最近研制成功的一種可降解塑料結(jié)構(gòu)如下 該塑料有良好的生物適應(yīng)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(yīng)的三種單體依次是 2 可降解塑料在自然界可通過 填反應(yīng)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(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4 B的單體在濃H2SO4中可發(fā)生消去反應(yīng)生成不飽和酸 此不飽和酸的結(jié)構(gòu)簡式是 此不飽和酸屬于鏈狀酸的同分異構(gòu)體有 種 解析 1 根據(jù)三種高聚物結(jié)構(gòu)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(yīng)時可分解為單體 答案 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全