化學(xué)人教版選修5教案：5-2 應(yīng)用廣泛的高分子材料.doc

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第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料教學(xué)設(shè)計(jì) ●課標(biāo)要求 能舉例說(shuō)明合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 ●課標(biāo)解讀 1.明確合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(體型結(jié)構(gòu))。 2．理解高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，即結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響。 ●教學(xué)地位 塑料、合成纖維、合成橡膠三大合成材料在人類(lèi)日常生活中應(yīng)用廣泛，為人們節(jié)省了大量金屬材料，節(jié)約了大量的能源，同時(shí)也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了巨大影響。合成高分子材料在生活中的應(yīng)用是高考命題的熱點(diǎn)，一般以選擇題形式出現(xiàn)。 ●新課導(dǎo)入建議 塑料、合成纖維、合成橡膠是20世紀(jì)人類(lèi)的偉大成就，也是高分子化合物發(fā)展的重要成果。在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，以塑料、合成纖維、合成橡膠為代表的合成高分子材料不僅給社會(huì)和人們生活帶來(lái)了巨大的變化，而且合成高分子材料的研制和生產(chǎn)水平，也成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。你了解“三大合成材料”的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)嗎？ ●教學(xué)流程設(shè)計(jì) 課前預(yù)習(xí)安排：看教材P104－111，填寫(xiě)【課前自主導(dǎo)學(xué)】，并完成【思考交流】。?步驟1：導(dǎo)入新課，本課教學(xué)地位分析。?步驟2：對(duì)【思考交流】進(jìn)行提問(wèn)，反饋學(xué)生預(yù)習(xí)效果。?步驟3：師生互動(dòng)完成【探究】。 ? 步驟6：引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)本課時(shí)主干知識(shí)，布置課下完成【課后知能檢測(cè)】。?步驟5：指導(dǎo)學(xué)生自主完成【變式訓(xùn)練】和【當(dāng)堂雙基達(dá)標(biāo)】中1～5題。?步驟4：教師通過(guò)【例1】和教材P104－110的講解研析，對(duì)“探究 有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應(yīng)特點(diǎn)”中注意的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。 課　標(biāo)　解　讀 重　點(diǎn)　難　點(diǎn) 1.了解合成高分子材料(塑料、纖維、橡膠)的性質(zhì)和用途。 2.了解合成高分子化合物在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高生活質(zhì)量方面的貢獻(xiàn)。 1.以典型實(shí)例說(shuō)明高分子結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響。(難點(diǎn)) 2.了解“三大合成材料”在生活中的應(yīng)用。(重點(diǎn)) 塑料 1.通常所說(shuō)的“三大合成材料”是指塑料、合成纖維、合成橡膠。 2．塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成樹(shù)脂，為了適應(yīng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的各種要求，還需要在高分子材料中摻入各種加工助劑來(lái)改進(jìn)其性能。 3．塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)大致可分為三類(lèi)：線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 4．酚醛樹(shù)脂是用酚類(lèi)與醛類(lèi)在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子化合物。在酸催化下，等物質(zhì)的量的苯酚與甲醛之間可縮合成線型結(jié)構(gòu)高分子；在堿催化下，可生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹(shù)脂。 1．合成高分子材料的結(jié)構(gòu)和性能有什么關(guān)系？ 【提示】　結(jié)構(gòu)決定性能，線型結(jié)構(gòu)具有熱塑性，網(wǎng)狀(體型)結(jié)構(gòu)具有熱固性。 合成纖維 1.纖維分為天然纖維和化學(xué)纖維，化學(xué)纖維又分為人造纖維和合成纖維。 2．合成纖維的“六大綸”是指滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸，其中被稱(chēng)作“人造棉花”的是維綸。 3．寫(xiě)出生成滌綸的化學(xué)方程式： nHOOCCOOH＋nHOCH2CH2OHHOCOCOCH2CH2OHO＋(2n－1)H2O 合成橡膠 1.合成橡膠發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有丁苯橡膠、順丁橡膠、合成天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠等品種。橡膠的相對(duì)分子質(zhì)量比塑料、合成纖維都高。 2．順式聚1,3丁二烯是線型結(jié)構(gòu)，分子鏈較柔軟，具有良好的彈性。順丁橡膠是順式聚1,3丁二烯與硫黃等硫化劑混煉而成的。 2．橡膠在加工過(guò)程中要加入硫黃等硫化劑進(jìn)行硫化，其目的是什么？ 【提示】　硫化劑的作用是打開(kāi)橡膠分子中的雙鍵，以—S—S—鍵將橡膠的線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到既有彈性，又有強(qiáng)度的橡膠。 有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及反應(yīng)特點(diǎn) 【問(wèn)題導(dǎo)思】　 ①常見(jiàn)的有機(jī)高分子化學(xué)反應(yīng)有哪些？ 【提示】　(1)降解　(2)橡膠硫化　(3)催化裂化 ②盛放酸性KMnO4溶液或溴水的試劑瓶，為什么不能使用橡膠塞？ 【提示】　橡膠含有碳碳雙鍵，易被酸性KMnO4溶液氧化，或與Br2水發(fā)生加成反應(yīng)。 ③聚氯乙烯塑料為線型結(jié)構(gòu)，推測(cè)其具有什么性質(zhì)？ 【提示】　熱塑性。 1．高分子化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn) (1)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，高分子的化學(xué)反應(yīng)主要取決于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、官能團(tuán)與基團(tuán)之間的影響。如碳碳雙鍵易氧化和加成，酯基易水解，羧基易發(fā)生酯化、取代等反應(yīng)。 (2)常見(jiàn)的有機(jī)高分子化學(xué)反應(yīng) ①降解 在一定條件下，高分子材料解聚為小分子。如有機(jī)玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)熱解為甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化鋇處理，能分解為苯乙烯。 ②橡膠硫化 天然橡膠(CCH2CH3CHCH2)，經(jīng)硫化，破壞了碳碳雙鍵，形成單硫鍵(—S—)或雙硫鍵(—S—S—)，線型變體型結(jié)構(gòu)。 ③催化裂化 石油催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃性氣體等。 2．高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 線型高分子 體型(網(wǎng)狀)高分子 結(jié)構(gòu) 分子中的原子以共價(jià)鍵相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成一條很長(zhǎng)的卷曲狀態(tài)的“鏈” 分子鏈與分子鏈之間還有許多共價(jià)鍵交聯(lián)起來(lái)，形成三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 溶解性 能緩慢溶解于適當(dāng)溶劑 很難溶解，但往往有一定程度的脹大 性能 具有熱塑性，無(wú)固定熔點(diǎn) 具有熱固性，受熱不熔化 特性 強(qiáng)度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好 強(qiáng)度大、絕緣性好，有可塑性 常見(jiàn) 物質(zhì) 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡膠 酚醛樹(shù)脂、硫化橡膠 線型高分子為長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，分子鏈之間不存在化學(xué)鍵，體型高分子為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鏈與鏈之間存在化學(xué)鍵。 　橡膠樹(shù)是熱帶植物，在我國(guó)海南已有大面積種植。從橡膠樹(shù)的膠乳中可提取天然橡膠，天然橡膠的成分是聚異戊二烯，其結(jié)構(gòu)為CHCH2CCH3CH2。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)天然橡膠能溶于汽油的根本原因是________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 天然橡膠加入適當(dāng)硫進(jìn)行硫化后，其結(jié)構(gòu)由________變成________，因而硫化橡膠________(填“能”或“不能”)溶于汽油。 (2)天然橡膠的單體是一種無(wú)色液體，將該無(wú)色液體加入溴水中，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。 【解析】　從天然橡膠成分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 CHCH2CCH3CH2可知，天然橡膠為線型結(jié)構(gòu)的高分子，能溶于汽油等有機(jī)溶劑，同時(shí)鏈節(jié)中含有不飽和的碳碳雙鍵能發(fā)生加成反應(yīng)，使溴水褪色，當(dāng)與硫進(jìn)行硫化后，線型分子間通過(guò)硫原子發(fā)生交聯(lián)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故其性質(zhì)發(fā)生改變。 【答案】　(1)天然橡膠是線型結(jié)構(gòu)　線型結(jié)構(gòu)　網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)　不能　(2)能 絕大多數(shù)橡膠的結(jié)構(gòu)中有碳碳雙鍵或還原性物質(zhì)(如硫)，故橡膠有較強(qiáng)的還原性。因此，在實(shí)驗(yàn)室中，盛放強(qiáng)氧化劑的試劑瓶不能用橡膠塞。 　現(xiàn)有下列高分子化合物，請(qǐng)從下列各項(xiàng)中選擇出最恰當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)，將代號(hào)填入下表。 (1)高分子結(jié)構(gòu)示意圖： Ⅰ　　　　　?、颉　　　　、? (2)高分子材料的主要性質(zhì)特點(diǎn)： A．具有熱塑性 　　　　　　B．可溶于有機(jī)溶劑 C．不溶于有機(jī)溶劑 D．具有確定的熔點(diǎn) (3)主要應(yīng)用： (a)用于制備塑料薄膜　(b)用于制備光學(xué)儀器　(c)用于制備車(chē)輛輪胎 硫化橡膠 CH2—CH2 CH2—CCH3COOCH3 (1) (2) (3) 【解析】　(1)硫化橡膠為體型結(jié)構(gòu)；聚乙烯是線型結(jié)構(gòu)，無(wú)支鏈；有機(jī)玻璃也是線型結(jié)構(gòu)，但有支鏈。(2)線型結(jié)構(gòu)的高分子具有熱塑性，可溶于有機(jī)溶劑；體型結(jié)構(gòu)的高分子不具有熱塑性(有的有熱固性)，不溶于有機(jī)溶劑。高分子材料，不論線型結(jié)構(gòu)，還是體型結(jié)構(gòu)，都是混合物，沒(méi)有固定的熔、沸點(diǎn)。(3)硫化橡膠常用于制造車(chē)輛輪胎；聚乙烯可制備塑料薄膜；有機(jī)玻璃可制造光學(xué)儀器。 【答案】　 硫化橡膠 CH2—CH2 CH2—CCH3COOCH3 (1) Ⅲ Ⅰ Ⅱ (2) C A、B A、B (3) (c) (a) (b) 課堂小結(jié) 1．三大合成材料的名稱(chēng) (1)塑料；(2)合成纖維；(3)合成橡膠。 2．有機(jī)高分子材料的2種分類(lèi)方法 3．3個(gè)重要的化學(xué)反應(yīng) nOH＋nHCHOHOHCH2OH＋(n－1)H2O nHOOCCOOH＋nHOCH2CH2OHHOCOCOCH2CH2OHO＋(2n－1)H2O nCH2===CH—CH===CH2CH2—CH===CH—CH2