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 ●課標要求 能舉例說明合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點。 ●課標解讀 1.明確合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點：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，同時也對環(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，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世紀人類的偉大成就，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和人們生活帶來了巨大的變化，而且合成高分子材料的研制和生產(chǎn)水平，也成為衡量一個國家現(xiàn)代化程度的標志之一。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 課前預(yù)習安排：看教材P104－111，填寫【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【思考交流】進行提問，反饋學(xué)生預(yù)習效果。?步驟3：師生互動完成【探究】。 ? 步驟6：引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)本課時主干知識，布置課下完成【課后知能檢測】。?步驟5：指導(dǎo)學(xué)生自主完成【變式訓(xùn)練】和【當堂雙基達標】中1～5題。?步驟4：教師通過【例1】和教材P104－110的講解研析，對“探究 有機高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應(yīng)特點”中注意的問題進行總結(jié)。 課　標　解　讀 重　點　難　點 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、提高生活質(zhì)量方面的貢獻。 1.以典型實例說明高分子結(jié)構(gòu)對性能的影響。(難點) 2.了解“三大合成材料”在生活中的應(yīng)用。(重點) 塑料 1.通常所說的“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改進其性能。 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：線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 4．酚醛樹脂是用酚類與醛類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，其中被稱作“人造棉花”的是維綸。 3．寫出生成滌綸的化學(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．橡膠在加工過程中要加入硫黃等硫化劑進行硫化，其目的是什么？ 【提示】　硫化劑的作用是打開橡膠分子中的雙鍵，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，又有強度的橡膠。 有機高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及反應(yīng)特點 【問題導(dǎo)思】　 ①常見的有機高分子化學(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 (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、官能團與基團之間的影響。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)常見的有機高分子化學(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鍵相互聯(lián)結(jié)，構(gòu)成一條很長的卷曲狀態(tài)的“鏈” 分子鏈與分子鏈之間還有許多共價鍵交聯(lián)起來，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，無固定熔點 具有熱固性，受熱不熔化 特性 強度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好 強度大、絕緣性好，有可塑性 常見 物質(zhì) 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡膠 酚醛樹脂、硫化橡膠 線型高分子為長鏈結(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。 　橡膠樹是熱帶植物，在我國海南已有大面積種植。從橡膠樹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。 請回答下列問題： (1)天然橡膠能溶于汽油的根本原因是________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 天然橡膠加入適當硫進行硫化后，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色液體，將該無色液體加入溴水中，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，能溶于汽油等有機溶劑，同時鏈節(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，當與硫進行硫化后，線型分子間通過硫原子發(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)，故橡膠有較強的還原性。因此，在實驗室中，盛放強氧化劑的試劑瓶不能用橡膠塞。 　現(xiàn)有下列高分子化合物，請從下列各項中選擇出最恰當?shù)倪x項，將代號填入下表。 (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： A．具有熱塑性 　　　　　　B．可溶于有機溶劑 C．不溶于有機溶劑 D．具有確定的熔點 (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)，無支鏈；有機玻璃也是線型結(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，沒有固定的熔、沸點。(3)硫化橡膠常用于制造車輛輪胎；聚乙烯可制備塑料薄膜；有機玻璃可制造光學(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 (1)塑料；(2)合成纖維；(3)合成橡膠。 2．有機高分子材料的2種分類方法 3．3個重要的化學(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