高中化学选修五 3.3.2《合成高分子材料》课件

欢迎进入化学课堂 第2课时高分子化学反应合成高分子材料 第2课时 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 学习目标 探究整合应用 1 了解高分子化合物的分类 组成与结构特点 2 知道高分子材料与高分子化合物的关系 能举例说明一些高分子材料的用途 3 了解八种功能高分子材料的特殊性能 体会高分子科学在经济发展 提高人们生活质量方面的作用 课前自主学案 一 高分子化学反应1 概念 有 参与的化学反应 2 用途 1 合成带有 的新的高分子化合物 如 纤维素改性制黏胶纤维 硝化纤维 醋酸纤维 高分子化合物 特定功能基团 2 合成不能直接通过小分子物质聚合而得到的高分子化合物 如 可先制得聚乙酸乙烯酯 再使其与甲醇发生酯交换反应而间接制得聚乙烯醇 化学方程式为 3 橡胶的硫化直线型的橡胶分子经过单硫键 S 或双硫键 S S 而交联 形成 结构 称为硫化橡胶 其弹性和耐磨性明显提高 4 降解在降解过程中 高分子化合物的链节数 空间网状 变小 高分子化合物的化学性质由什么决定 提示 结构决定性质 高分子化合物的化学性质 也由分子中特殊的结构官能团决定 思考感悟 二 合成高分子材料1 高分子材料 1 定义 以合成 为基本原料 加入适当 经过一定加工过程制成的材料 2 助剂 通常指 颜料 发泡剂等 高分子化合物 助剂 填料 增塑剂 2 常见的高分子材料 1 塑料塑料通常是由 及各种 组成的 主要成分是 塑料的性能不仅取决于树脂本身 有时助剂也会起较大作用 树脂 助剂 树脂 2 涂料一种涂布于物体表面后能结成坚韧保护膜的物质 主要成分 成膜物质 也称固着剂 是各种树脂 30 80 的有机溶剂 作用 保护以及美化的作用 危害 有机溶剂挥发后污染环境 3 黏合剂黏合剂的主要成分是各种树脂 如 等 如502瞬间强力胶 它是在聚 氰基丙烯酸乙酯 中加入适当填料制成的 酚醛树脂 脲醛树脂 3 功能高分子材料 1 功能高分子在合成高分子的 或支链上带有某种特定功能的 使它们具有 以满足光学 电学 磁学 化学 生物学 医学等方面的要求 主链 官能团 特殊的功能 3 离子交换树脂 组成 由一种 于水的高分子骨架和若干 组成的树脂 常用树脂母体是苯乙烯与对苯二乙烯的交联聚合物 功能 具有 物质的能力 不溶 活性基团 分离提纯 分类 按照交换基团性质的不同可分为两类 a 阳离子交换树脂 含磺酸基 SO3H 羧基 COOH 等酸性基团 如磺酸型阳离子交换树脂的交换原理为 以Ca2 为例 2R SO3H Ca2 R SO3 2Ca 2H b 阴离子交换树脂 含有季铵基 R N CH3 3 氨基 NH2 等碱性基团 用于与溶液中的各种 离子进行交换 阴 作用 制取去离子水 回收工业废水中的金属等 4 医用高分子 常见类型 聚乳酸 硅橡胶 以及聚氨酯 聚丙烯 聚乙烯醇等 性能 生物 较好 完全无毒 用途 制造医用器械 人造 相容性 器官 1 2009年高考广东卷改编题 下列措施有利于节能减排 改善环境质量的有 在大亚湾核电站已安全运行多年的基础上 广东将继续发展核电 以减少火力发电带来的二氧化硫和二氧化碳排放问题 积极推行 限塑令 加快研发利用二氧化碳合成的聚碳酸酯类可降解塑料 加速建设地铁 轻轨等轨道交通 促进珠三角城市一体化发展 减少汽车尾气排放 发展低碳经济 循环经济 推广可利用太阳能 风能的城市照明系统 使用生物酶降解生活废水中的有机物 使用填埋法处理未经分类的生活垃圾 A B C D 解析 选A 使用填埋法处理未经分类的生活垃圾不是一种节能减排 改善环境质量的做法 2 2011年惠州高二质检 高分子材料与一般金属材料相比 具有的优良性能是 双选 A 强度大B 电绝缘性能好C 不耐热D 不耐化学腐蚀解析 选AB 与一般金属材料相比 高分子材料具有强度大 电绝缘性能好等优良性能 3 某新型合成材料的结构简式如下 它被涂在手术伤口的表面 在数秒钟内发生固化 加聚 并起粘结作用 以代替通常的缝合 是一种性能优良的功能高分子材料 写出该化合物固化时的化学反应方程式 解析 从题给合成材料的结构中含有键分析 按照聚合反应的原理 应该断裂键 发生加成聚合反应而形成高聚物 从而显示出其优良的性能 答案 课堂互动讲练 1 与结构的关系与其他有机物类似 高分子化合物所发生的反应主要取决于其结构特点 官能团及基团的影响 如 若含碳碳双键则易被氧化和能发生加成反应 含有酯基 则易水解及醇解 含有羧基时 能发生酯化反应 取代反应等 2 常见的高分子化学反应 1 借助高分子化合物中的官能团外挂小分子 2 降解在一定条件下 高分子化合物解聚为小分子 如 有机玻璃 聚甲基丙烯酸甲酯 在氮气中270 热解为甲基丙烯酸甲酯 聚苯乙烯用氧化钡处理 能降解为苯乙烯 目前 已经合成生物可降解塑料 化学降解塑料 光降解塑料等 3 橡胶硫化天然橡胶 经硫化 破坏了碳碳双键 形成单硫键 S 和双硫键 S S 交联的网状结构 线型结构变体型结构 4 催化裂解塑料催化裂解得柴油 煤油 汽油及可燃气体等 5 其他聚对苯二甲酸乙二酯能与甲醇反应生成乙二醇和对苯二甲酸二甲酯 羧酸酯RCOOR 在催化剂存在时可与醇R OH发生如下反应 R R 是两种不同的烃基 此反应称为酯交换反应 常用于有机合成 广泛用于婴儿 尿不湿 等吸水产品的聚乙烯醇就是利用这一原理生产的 用聚乙酸乙烯酯与过量甲醇在一定条件下反应 可得聚乙烯醇和乙酸甲酯 1 反应中甲醇过量的原因有 2 写出聚乙酸乙烯酯与甲醇进行酯交换反应的化学方程式 3 酯交换反应也可用于从废弃的涤纶树脂 聚对苯二甲酸乙二醇酯 结构简式为 中回收其单体以用于树脂的再合成 写出用过量的甲醇处理废弃涤纶树脂过程中反应的化学方程式 解析 该题首先给出酯类醇解反应 即酯交换反应 酯1 醇1 酯2 醇2 该反应类似酯的水解反应 是一种可逆反应 因此 若使该可逆反应达到的化学平衡状态向正反应方向移动 需加过量甲醇实现 聚乙酸乙烯酯与甲醇进行酯交换反应 答案 1 使平衡向正反应方向移动 酯交换完全 变式训练1下面分别是三种高分子材料 聚乙烯 有机玻璃 结构简式为 硫化橡胶 它们的微观结构示意图如图所示 则A是 B是 C是 填序号 解析 分析三种高分子化合物结构特点 聚乙烯的结构简式为 没有支链 是线型结构 应是B 有机玻璃的结构简式为 有支链 是支链型结构 应是A 硫化橡胶是线型结构之间通过单硫键 S 或双硫键 S S 结合成体型结构 应是C 答案 特别提醒 塑料和树脂不是同一种物质 其区别有 1 塑料是由树脂及填料 增塑剂 稳定剂 润滑剂 颜料等助剂所组成的 其主要成分是树脂 2 树脂是指人工合成的 未经加工处理的聚合物 3 塑料的基本性能主要决定于树脂的本性 但助剂也起着重要的作用 最近研制成一种新型聚乳酸树脂 能取代苯乙烯塑料 以消除 白色污染 净化环境 它是由单体乳酸 分子间缩聚而成 这种塑料之所以能自行降解是因为在乳酸菌的作用下 水解为乳酸 这一过程称为塑料的降解 1 试用化学方程式表示其降解过程 2 和乳酸分子结构一样含有羧基 COOH 且与乳酸互为同分异构体的有机物A 其结构简式是 3 有机物B和乳酸互为同分异构体 且B能发生银镜反应 则B的结构简式是 解析 从高聚物结构可知 含有酯基 是乳酸通过酯化反应缩聚而成 因此它的水解过程与酯化反应可逆 其原理是羰基上加羟基 氧原子上加氢 可知其降解过程 答案 规律方法 高分子化合物的降解也是高分子化学反应 通过高分子化学反应可使高分子化合物的链节数变小 可以造福人类 如消除白色污染 变式训练2人造羊毛的主要成分为 此高聚物可由下图三种途径合成 已知A是石油分馏的一种产品 回答下列问题 1 写出A的化学式 D的结构简式 2 在反应 中 属于加成反应的是 属于裂化反应的是 3 从能源和环保的角度看 你认为最有发展前景的是 理由是 任写一条 解析 有机合成题解题思路常采用逆推法 即从后向前 从产品入手往原料推导 本题中生成 推知 判断反应类型需从反应物结构和产物结构分析 从而准确判断出反应类型 答案 3 第 条途径生成的CH4为一种高能燃料 没有使用有毒物质HCN 步骤少 任写一条即可 探究整合应用 有机高分子的化学性质探究 举例 使用有机材料制成的薄膜 给环境造成的 白色污染 后果十分严重 我国最近研制成功的一种可降解塑料结构如下 该塑料有良好的生物适应性和分解性 能自然腐烂分解 试回答下列问题 1 可降解塑料A B C对应的三种单体依次是 2 可降解塑料在自然界可通过 填反应类型 分解为三种单体小分子有机物 3 A的单体和C的单体各1mol 在浓H2SO4存在 加热条件下 可生成含有八元环的环状化合物 写出有关反应的化学方程式为 4 B的单体在浓H2SO4中可发生消去反应生成不饱和酸 此不饱和酸的结构简式是 此不饱和酸属于链状酸的同分异构体有 种 解析 1 根据三种高聚物结构简式 均存在酯基 则单体中必有 OH和 COOH 故单体为 2 因为聚合物存在酯基 因此水解反应时可分解为单体 答案 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全