人教化學(xué)選修5 第五章第三節(jié) 功能高分子材料

《人教化學(xué)選修5 第五章第三節(jié) 功能高分子材料》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教化學(xué)選修5 第五章第三節(jié) 功能高分子材料（68頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課后鞏固作業(yè),課前新知初探,課堂互動探究,基礎(chǔ)自主演練,思維實驗探究,易錯案例警示,課后鞏固作業(yè),課前新知初探,課堂互動探究,基礎(chǔ)自主演練,思維實驗探究,易錯案例警示,課后鞏固作業(yè),課前新知初探,課堂互動探究,基礎(chǔ)自主演練,思維實驗探究,易錯案例警示,課后鞏固作業(yè),課前新知初探,課堂互動探究,基礎(chǔ)自主演練,思維實驗探究,易錯案例警示,課后鞏固作業(yè),課前新知初探,課堂互動探究,基礎(chǔ)自主演練,思維實驗探究,易錯案例警示,課后鞏固作業(yè),課前新知初探,課堂互動探究,基礎(chǔ)自主演練,思維實驗探究,易錯案例警示,1.,知道功能高分子材料的分類，能舉例說明其在生產(chǎn)生活、高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。,,2.,知道復(fù)合

2、材料的組成特點，能舉例說明常見復(fù)合材料的應(yīng)用。,,3.,體驗化學(xué)科學(xué)的進步與材料科學(xué)發(fā)展的聯(lián)系，能科學(xué)評價高分子材料的使用對人類生活質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量的影響。,復(fù)合材料和功能高分子材料的比較,功能高分子材料和復(fù)合材料的比較,,(1),復(fù)合材料是由兩種或多種材料合成的性能優(yōu)異的材料，并不一定是高分子合成材料，如復(fù)合材料硼纖維、碳纖維等。,,(2),復(fù)合材料主要集中了組成它的幾種材料的優(yōu)異性能，應(yīng)用更加廣泛，但其性能并不等于組成它的材料的性能之和。,【,典例,】(2011,·,南京高二檢測,),碳纖維強化塑料是一種新型的高強度復(fù)合材料，其強度比鋼鐵材料大而密度比鋁小。據(jù)報道，每架波音,767,飛機使用

3、了,1,噸碳纖維材料，而一種新型的波音,757,飛機使用了,9,噸以上的碳纖維。制取碳纖維的一種方法是將聚丙烯腈纖維在稀有氣體中進行高溫處理而獲得，這種碳纖維的結(jié)構(gòu)可表示如下：,(1),構(gòu)成這種碳纖維的元素是,_______,，其原子個數(shù)比為,,_______,。,,(2),用乙炔和,HCN,為原料合成這種碳纖維的流程可表示如下：,,,用化學(xué)方程式表示以下過程：,,①,CH≡CH,與,HCN,反應(yīng),_______________________________,；,,②,A,→,B__________________________________________,。,【,思路點撥,】,解答本

4、題要注意以下兩點：,【,自主解答,】,碳纖維材料是一種重要的新型復(fù)合材料，題,,目已知給出這種碳纖維是將聚丙烯腈經(jīng)高溫處理而得，聚,,,丙烯腈的結(jié)構(gòu)為 ，注意到題給出的碳纖維,,的結(jié)構(gòu)，可以將聚丙烯腈結(jié)構(gòu)寫為：,,,其中,—,CN,的結(jié)構(gòu)為,—,C,≡,N,。這,,,種變換寫法是解答本題的關(guān)鍵一步，根據(jù)生產(chǎn)流,程所示，聚,,丙烯腈經(jīng)兩步反應(yīng)獲得碳纖維，第一步高溫處理，應(yīng)是在,,上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將氰基,—,C≡N,中的三鍵打開重新結(jié)合構(gòu),,成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，即生成,C,，,C,在催化劑的作用下脫氫，在,C,中環(huán),,狀結(jié)構(gòu)的,—,CH,2,—,與 上各脫去一個

5、氫原子而形成,,,結(jié)構(gòu)，從而形成碳纖維。顯然，在,—,CH,2,—,上,,脫去一個氫原子后，還有一個氫原子，所以可知這種碳纖,維由,C,、,H,、,N,三種元素構(gòu)成，考查其中的一個基本結(jié)構(gòu)單元,,,，可看出,C,、,H,、,N,三種原子的個數(shù)比應(yīng)為,,,,3∶1∶1,。,答案：,(1)C,、,H,、,N 3∶1∶1,,(2)①CH≡CH,＋,HCN CH,2,＝,CH,—,CN,,,②nCH,2,＝,CH-CN ,催化劑,催化劑,【,互動探究,】,,(1),如何由有機物的鍵線式結(jié)構(gòu)書寫該有機物的化學(xué)式？,,(2)CH≡CH,與,HCN,反應(yīng)、,A,→,B,

6、的反應(yīng)的反應(yīng)類型各是什么？,,提示：,(1),鍵線式結(jié)構(gòu)中線段的端頭和交點處是碳原子，碳原子成四個共價鍵，不足四鍵的用氫原子補足；氮原子成三個共價鍵，不足三鍵的用氫原子補齊。,,(2),加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)。,【,規(guī)律方法,】,有機合成遵循的原則,,(1),起始原料要廉價、易得、無毒、低污染，通常使用,4,個碳以下的單官能團化合物。,,(2),盡量選擇步驟少的合成路線。合成路線要符合綠色、環(huán)保的要求。合成路線要最大限度地利用原料分子中的每一個原子，盡量做到零排放。,,(3),有機合成反應(yīng)要操作簡單、條件溫和、耗能低、易實現(xiàn)。,,(4),設(shè)計合成路線時要按照一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團，掌握正確

7、的思維方法。,【,變式訓(xùn)練,】J,是一種高分子聚合物，它的合成路線可設(shè)計成如圖所示，其中,A,的氧化產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)：,試寫出：,,(1),反應(yīng)類型：,a________,、,b________,、,p________,。,,(2),結(jié)構(gòu)簡式：,F________,、,H________,。,,(3),化學(xué)反應(yīng)方程式：,D,→,E________________________,，,,E+K,→,J__________________________________________,。,,【,解析,】,解答本題的思路是由,J,的結(jié)構(gòu)簡式，用半鍵法推斷單體，由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)通過正向思維和逆向

8、思維進行分析。,答案：,(1),加成反應(yīng) 消去反應(yīng) 水解反應(yīng),(,或取代反應(yīng),),功能高分子材料,,1.,功能高分子材料的品種與分類,2.,幾種功能高分子材料,,(1),高分子分離膜：,,①組成：高分子分離膜是用具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜。,,②特點：能夠讓某些物質(zhì)有選擇地通過，而把另外一些物質(zhì)分離掉。,,③高分子分離膜的工業(yè)應(yīng)用,(2),醫(yī)用高分子材料：,,①性能：優(yōu)異的生物相溶性；很高的機械性能。,,②應(yīng)用：制作人體的皮膚、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、腎等各種人造器官。,橡膠工業(yè)中將線型結(jié)構(gòu)連接為體型結(jié)構(gòu)是為增加橡膠的功能，防止老化；高吸水性樹脂將線型結(jié)構(gòu)連接為體型結(jié)構(gòu)可使它

9、既吸水又不溶于水。,【,典例,】(2011,·,廈門高二檢測,),關(guān)于功能高分子材料的下列說法中，不正確的是,,A,．離子交換樹脂主要用于分離和提純，如硬水的軟化、回收工業(yè)廢水中的金屬等,,B,．嬰兒用的,“,尿不濕,”,的主要成分是具有強吸水性的樹脂,,C,．導(dǎo)電塑料應(yīng)用于電子工業(yè)，可用來制造電子器件,,D,．醫(yī)用高分子材料制成的人造器官都受到人體的排斥作用，難以達到與生物相容的程度,【,思路點撥,】,解答本題應(yīng)注意以下兩點：,【,自主解答,】,選,D,。醫(yī)用高分子材料制成的人造器官具有優(yōu)異的生物相容性，不會受到人體的排斥作用。,【,互動探究,】(1),制造嬰兒用的,“,尿不濕,”,的材料是

10、什么？寫出結(jié)構(gòu)簡式。,,(2),醫(yī)用高分子材料應(yīng)該滿足什么條件？,,提示：,(1),吸水性能良好的聚丙烯酸鈉,,,,(2)①,無毒，且是化學(xué)惰性的；②與人體組織和血液相容性好；③具有較高的機械性能；④容易制備、純化、加工和消毒。,【,規(guī)律方法,】,功能高分子材料的制備方法,,功能高分子材料的制備一般是指通過物理或化學(xué)方法將功能基團與聚合物骨架相結(jié)合的過程。,,功能高分子材料的制備主要有以下三種基本類型：,,(1),功能性小分子的高分子化,,①功能性小分子單體直接發(fā)生聚合反應(yīng)；,,②功能性小分子固定在骨架材料上。,,(2),大分子材料的功能化,,(3),已有的功能高分子材料的功能擴展,,①利用

11、化學(xué)反應(yīng)將活性功能基引入聚合物骨架；,,②功能性小分子與聚合物共混。,【,變式訓(xùn)練,】(2011,·,濟南高二檢測,),下列說法不正確的,,是,( ),,A,．探究某種新型高分子材料時，需要研究分子結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系,,B,．三大支柱產(chǎn)業(yè)為能源、材料和信息工程,,C,．帶有強親水性原子團的化合物共聚可以得到強親水性高聚物,,D,．具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有強吸水性,【,解析,】,選,D,。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，如果具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)沒有吸水性原子團，該聚合物也沒有強吸水性。,【,典例,】,下列材料中，屬于功能高分子材料的是,,①高分子膜 ②生物高分子材料,,③導(dǎo)電高分子材料

12、 ④離子交換樹脂,,⑤醫(yī)用高分子材料 ⑥高吸水性樹脂,,⑦有機玻璃 ⑧隱身材料,,⑨合成橡膠 ⑩液晶材料,,A,．①③⑤⑥⑦⑩,B,．①②④⑤⑥⑧⑨,,C,．全部,D,．①②③④⑤⑥⑧⑩,,【,易錯選項,】,C,【,易錯剖析,】,,(1),易錯選項分析,,易錯選,C,的原因是將傳統(tǒng)材料與新型材料混淆。常用功能高分子材料包括高分子膜、醫(yī)用高分子材料、高吸水性樹脂、離子交換樹脂、光敏高分子材料、導(dǎo)電高分子材料、生物高分子材料、高分子催化劑和試劑等。有機玻璃和合成橡膠屬于傳統(tǒng)合成材料，不屬于新型有機高分子材料。,(2),其他錯誤選

13、項分析,,,,,,,【,標(biāo)準(zhǔn)答案,】,D,1,．復(fù)合材料的使用使導(dǎo)彈的射程有了很大的提高，其主要原因在于,( ),,A,．復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈承受超高溫的變化,,B,．復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈的質(zhì)量減輕,,C,．復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈能承受超高強度的變化,,D,．復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈能承受溫度的劇烈變化,,【,解析,】,選,B,。導(dǎo)彈的殼體大多是以纖維為增強體、金屬為基體的復(fù)合材料，之所以能提高射程是利用了其密度小、質(zhì)量輕的特點。,2,．,(2011,·,蘇州高二檢測,),高分子分離膜可以有選擇地讓某些物質(zhì)通過而將另一些物質(zhì)分離，下列應(yīng)用不屬于高分子分離膜的應(yīng)用范圍的是,(

14、),,A,．分離工業(yè)廢水，回收廢液中的有用成分,,B,．將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，將熱能轉(zhuǎn)換成電能,,C,．食品工業(yè)中，濃縮天然果汁、乳制品加工和釀酒,,D,．海水淡化,【,解析,】,選,B,。高分子分離膜的特點是能夠有選擇地讓某些物質(zhì)通過，而把另一些物質(zhì)分離掉。主要應(yīng)用于生活污水、工業(yè)廢水等廢液處理和海水淡化工程等；而將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能是傳感膜的應(yīng)用，把熱能轉(zhuǎn)換成電能是熱電膜的應(yīng)用。,3.,下列說法中不正確的是,( ),,A.,玻璃鋼是以玻璃纖維為增強體，合成樹脂為基體的復(fù)合材料,,B.,飛機機身的復(fù)合材料大多數(shù)是以金屬為增強體，纖維為基體的復(fù)合材料,,C.,制造網(wǎng)球拍用的復(fù)合材料是在合成樹脂

15、的基體中加入碳纖維素作增強體,,D.,航天飛機機身使用的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復(fù)合而成的材料制成的,,【,解析,】,選,B,。飛機機身的復(fù)合材料大多是以纖維為增強體，金屬為基體的復(fù)合材料，,B,項中將基體和增強體顛倒了。,4.,高分子材料發(fā)展的主要趨勢是高性能化、功能化、復(fù)合化、精細(xì)化和智能化，下列材料不屬于功能高分子材料的是,( ),,A.,用于生產(chǎn)光盤等產(chǎn)品的光敏高分子材料,,B.,用于制造,CPU,芯片的良好半導(dǎo)體材料單晶硅,,C.,用于生產(chǎn),“,尿不濕,”,的高吸水性樹脂,,D.,能導(dǎo)電的聚乙炔,【,解答,】,選,B,。,B,項中半導(dǎo)體材料單晶硅，屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料。,A,

16、項中光敏高分子材料、,C,項中高吸水性樹脂、,D,項中導(dǎo)電高分子材料均屬于功能高分子材料。,5,．,(2011,·,鎮(zhèn)江高二檢測,),聚丙烯酸酯類涂料是目前市場上流行的墻面涂料之一，它具有彈性好、不易老化、耐擦洗、色澤亮麗等特點。下面是聚丙烯酸酯類的結(jié)構(gòu)簡式，它屬于,( ),,,,①,無機化合物 ②有機化合物 ③高分子化合物,,④離子化合物 ⑤共價化合物,,A,．①③④,B,．①③⑤,C,．②③⑤,D,．②③④,【,解析,】,選,C,。聚丙烯酸酯類是由丙烯酸酯經(jīng)加聚反應(yīng)得到,,的：,,,所以，聚丙烯酸酯類屬于有機化合物、高分子化合物、共價化合物。,6.,化合物,C,和,

17、E,都是醫(yī)用功能高分子材料，且有相同的元素百分組成，均可由化合物,A(C,4,H,8,O,3,),制得，如圖所示，,B,和,D,互為同分異構(gòu)體。,(1),試寫出以下的化學(xué)方程式：,,A→D,：,_________________________________________,；,,B→C,：,_________________________________________,。,,(2),反應(yīng)類型,A→B________________________________,；,,B→C___________________________________________,；,,A→E______

18、_____________________________________,。,,(3)E,的結(jié)構(gòu)簡式,_________________________________,。,,(4)A,的同分異構(gòu)體,(,同類別且有支鏈,),的結(jié)構(gòu)簡式：,___,,_______________,、,_________________,。,【,解析,】,由題目給定條件,“,A,分子式為,C,4,H,8,O,3,，具有酸性,”,,知,A,分子中應(yīng)有一個,—,COOH,，且除,“,C,＝,O,”,外再無雙鍵。又,A,,可以發(fā)生消去反應(yīng)生成,B,，也可以脫去一分子,H,2,O,形成五元,,環(huán)狀化合物，則,A,在,4

19、,號位,C,上有一個羥基。則,A,的結(jié)構(gòu)簡式,,為,,。,答案：,(1),,,,,,(2),消去反應(yīng) 加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng),,,(3),聚乳酸,,是一種新型可生物降解的高,,,分子材料，主要用于制造可降解纖維、可降解塑料和醫(yī)用,,材料。它以淀粉為原料，先水解為葡萄糖，再在乳酸菌的,,,作用下將葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?( ),，乳酸,,,在催化劑作用下聚合成聚乳酸。聚乳酸材料廢棄后，先水,,解成乳酸，乳酸在微生物的作用下分解為,CO,2,和,H,2,O,。,【,探究,】,,1.,試寫出由淀粉制備聚乳酸的化學(xué)方程式。,,提示：,2.,試寫出由聚乳酸降解為,CO,2,

20、和,H,2,O,的化學(xué)方程式。,,,提示：,3.,試從生物學(xué)物質(zhì)循環(huán)的角度解釋：利用乳酸合成高分子材料對環(huán)境有什么重要意義？,,提示：,淀粉通過植物的光合作用由二氧化碳和水合成，再經(jīng)微生物發(fā)酵生成乳酸。因乳酸的生成來自于天然，用乳酸合成的高分子材料又可以最終降解成為二氧化碳和水，回歸自然，故利用乳酸合成高分子材料，利于環(huán)保。,4.,乳酸可以與精制鐵粉制備一種藥物，反應(yīng)式為：,,2CH,3,CH(OH)COOH+Fe,→,［,CH,3,CH(OH)COO,］,2,Fe+H,2,↑,,藥物乳酸亞鐵可以治療什么??？,,提示：,缺鐵性貧血。,5.,用乳酸聚合的纖維材料非常適合于做手術(shù)縫合線，尤其是在做人體內(nèi)部器官的手術(shù)時使用。試分析其中的原因？,,提示：,聚乳酸本身對人體無毒，在體內(nèi)可以水解成乳酸，最后降解成二氧化碳和水，通過人體的呼吸和排泄系統(tǒng)而被自動排出體外，故不需要二次開刀拆線，使其作為人體內(nèi)部器官的手術(shù)縫合線具有獨一無二的優(yōu)越性。,Thank you!,