人教版選修2 第三單元課題3 高分子化合物與材料 課件（45張）.ppt

寫出下列反應(yīng)化學(xué)方程式 1 乙烯加聚生成聚乙烯 2 氯乙烯加聚生成聚氯乙烯 課題3高分子化合物與材料 1 什么是高分子化合物 提示如淀粉 纖維素 蛋白質(zhì)等 相對(duì)分子質(zhì)量一般在一萬(wàn)以上 有的可達(dá)上千萬(wàn)的化合物 2 能舉例說(shuō)明合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 能依據(jù)簡(jiǎn)單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體 知道加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn) 舉例說(shuō)明新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用 討論有機(jī)合成在發(fā)展經(jīng)濟(jì) 提高生活質(zhì)量方面的貢獻(xiàn) 1 2 3 高分子化合物的表示方法有機(jī)高分子化合物通常是由簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成 如聚乙烯 1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 2 鏈節(jié) 重復(fù)結(jié)構(gòu)單元 3 聚合度 是指高分子鏈所含 的數(shù)目n 4 單體 是指 聚乙烯的單體是 篤學(xué)一高分子化合物的合成 1 ch2 ch2 鏈節(jié) 能合成高分子化合物的小分子物質(zhì) ch2 ch2 加成聚合反應(yīng)由含有 的低分子以 的方式結(jié)合成高分子化合物的反應(yīng) 簡(jiǎn)稱 如 2 雙鍵 三鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu) 加成反應(yīng) 加聚反應(yīng) 縮合聚合反應(yīng)單體分子之間反應(yīng)生成高分子化合物 同時(shí)產(chǎn)生小分子副產(chǎn)物的反應(yīng) 簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng) 如 3 線型高分子 分子呈 狀 可溶于 受熱 有 性 體型高分子 高分子鏈之間通過(guò)化學(xué)鍵產(chǎn)生 形成 不易溶于 受熱熔化 有性 篤學(xué)二塑料制品的結(jié)構(gòu)和性能 1 2 長(zhǎng)鏈 有機(jī)溶劑 軟化 熔融 熱塑 交聯(lián) 立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 有機(jī)溶劑 不 熱固 塑料的改性常用的方法有 功能高分子材料高分子材料發(fā)展的主要趨勢(shì)是 和 復(fù)合材料 1 組成 復(fù)合材料由 和 構(gòu)成 2 性能 具有 等優(yōu)良性能 篤學(xué)三性能優(yōu)越的合成材料 1 2 3 填充改性 共混改性 共聚改性 高性能化 功能化 復(fù)合化 精細(xì)化 智能化 基體 增強(qiáng)體 強(qiáng)度高 質(zhì)量輕 耐腐蝕 抗沖擊 絕緣性好 高分子材料的老化 1 概念 高分子材料在使用過(guò)程中 由于環(huán)境的影響 其 等性能逐漸變差的現(xiàn)象 2 高分子材料的保護(hù) 加入 和 等精細(xì)化學(xué)品改善其性能 避免接觸能與其發(fā)生反應(yīng)或催化這種反應(yīng)的化學(xué)試劑和能使它們?nèi)芙獾挠袡C(jī)溶劑 篤學(xué)四環(huán)境中的高分子材料 1 光穩(wěn)定劑 抗氧劑 阻燃劑 強(qiáng)度 彈性 硬度 1 可降解高分子材料定義 一類各項(xiàng)性能在保存期和使用期內(nèi)滿足要求 使用后在自然環(huán)境中可降解為物質(zhì)的材料 2 降解的定義 因素引起聚合物分子斷裂的過(guò)程 主要涉及 三種過(guò)程 3 目前環(huán)境降解材料的開(kāi)發(fā)以為主 2 可降解高分子材料的開(kāi)發(fā) 無(wú)害 化學(xué)和物理 生物降解 光降解 化學(xué)降解 生物降解材料 屬于有機(jī)高分子化合物嗎 提示不是 它的相對(duì)分子質(zhì)量為890 比高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量小得多 也不符合有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)特征 慎思1 有機(jī)高分子化合物為什么是混合物 提示對(duì)單個(gè)高分子來(lái)說(shuō) 相對(duì)分子質(zhì)量是確定的 但對(duì)一塊高分子材料來(lái)說(shuō) 它是由許多相對(duì)分子質(zhì)量不等的高分子聚集起來(lái)的 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的高分子的相對(duì)分子質(zhì)量是平均值 慎思2 聚苯乙烯 的單體 鏈節(jié)是什么 提示單體 鏈節(jié) 慎思3 縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物一定是高分子嗎 提示不是 縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物中有高分子化合物 也有小分子的副產(chǎn)物 慎思4 熱塑性塑料和熱固性塑料有何異同 提示 1 熱塑性以熱塑性樹(shù)脂為基本成分 受熱軟化 可以反復(fù)塑制 如聚乙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯等 一般為線型結(jié)構(gòu) 如圖 a 或支鏈型結(jié)構(gòu) 如圖 b 慎思5 2 熱固性以熱固性樹(shù)脂為基本成分 加工成型以后變?yōu)椴蝗蹱顟B(tài) 如酚醛 脲醛樹(shù)脂等 一般為體型結(jié)構(gòu) 如圖 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 功能高分子材料的特定功能主要通過(guò)哪些途徑獲得 提示 由含有某種特定功能官能團(tuán)的單體直接聚合 通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在高分子主鏈和側(cè)鏈上引入某些具有特定功能的基團(tuán) 通過(guò)合理的加工成型實(shí)現(xiàn)材料的功能化 慎思6 引起高分子材料老化的原因有哪些 提示 外因 外力 熱 光的作用 接觸空氣 水 微生物和化學(xué)試劑等 內(nèi)因 高分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)而變硬 變脆 喪失彈性 高分子鏈發(fā)生斷裂 相對(duì)分子質(zhì)量降低而變軟 發(fā)黏等 慎思7 廢舊高分子材料的回收利用有哪幾種途徑 提示廢舊高分子材料的回收利用有三種途徑 1 通過(guò)再生和改性利用 重新做成多種有用的材料和制品 2 采用熱裂解或化學(xué)處理的方法使其分解 用于制備多種化工原料 3 將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能 慎思8 加聚反應(yīng)由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的化合物分子的反應(yīng) 要點(diǎn)一 合成有機(jī)高分子化合物的常見(jiàn)反應(yīng)類型 1 縮聚反應(yīng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上官能團(tuán)的單體相互結(jié)合 生成高分子化合物 同時(shí)生成小分子 如h2o hcl nh3和醇等 例如 酚醛樹(shù)脂的合成 2 由加聚聚合物推單體的方法 1 如 加聚聚合物 2 方法 邊鍵沿箭頭指向匯合 箭頭相遇成新鍵 鍵尾相遇按虛線部分 斷鍵成單體 3 3 單體 ch2 ch ch3ch2 ch2 用于北京奧運(yùn)會(huì)的國(guó)家游泳中心 水立方 的建筑采用了膜材料etfe 該材料為四氟乙烯與乙烯的共聚物 四氟乙烯也可與六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 a etfe分子中可能存在 ch2 ch2 cf2 cf2 的連接方式b 合成etfe及合成聚全氟乙丙烯的反應(yīng)均為加聚反應(yīng)c 聚全氟乙丙烯分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能為d 四氟乙烯分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵 例1 解析etfe是cf2 cf2與ch2 ch2的共聚物 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為 聚全氟乙丙烯是cf2 cf2與cf2 cf cf3的共聚物 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為 cf2 cf2分子中的鍵是非極性鍵 c f鍵是極性鍵 答案c 上連接的原子或原子團(tuán) 在高分子化合物中只能是支鏈 下列塑料的合成 所發(fā)生的反應(yīng)類型與另外三種不同的是 a 聚乙烯塑料b 聚氯乙烯塑料c 酚醛樹(shù)脂d 聚苯乙烯塑料 體驗(yàn)1 解析酚醛樹(shù)脂的合成發(fā)生的是縮聚反應(yīng) 答案c 功能高分子 要點(diǎn)二 功能高分子的品種和分類 1 幾種功能高分子材料 1 高分子分離膜組成 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 特點(diǎn) 能夠讓某些物質(zhì)有選擇地通過(guò) 而把另外一些物質(zhì)分離掉 應(yīng)用 物質(zhì)分離 2 醫(yī)用高分子材料性能 優(yōu)異的生物相容性 很高的機(jī)械性能 應(yīng)用 制作人體的皮膚 骨骼 眼 喉 心 肺 肝 腎等各種人工器官 2 3 高吸水性樹(shù)脂合成方法 對(duì)淀粉 纖維素等天然吸水材料進(jìn)行改進(jìn) 在它們的高分子鏈上再接上含強(qiáng)親水性原子團(tuán)的支鏈 以提高它們的吸水能力 或以帶有強(qiáng)親水性原子團(tuán)的化合物 如以ch2 ch cooh等為單體 均聚或兩種單體共聚得到親水性高聚物 高吸水性樹(shù)脂合成方法的特點(diǎn) 在反應(yīng)中加入少量含兩個(gè)雙鍵的二烯化合物作為交聯(lián)劑 讓高聚物分子鏈間發(fā)生交聯(lián) 得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂 應(yīng)用 可以在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè) 林業(yè) 植樹(shù)造林時(shí)抗旱保水 改良土壤 改造沙漠等 下列材料中屬于功能高分子材料的是 高分子膜 生物高分子材料 隱身材料 液晶高分子材料 光敏高分子材料 智能高分子材料a b c d 全部解析既有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械性能 又有某些特殊功能的高分子材料都屬于功能高分子材料 答案d 例2 功能高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料 塑料 合成纖維 合成橡膠 在本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別 它們只是相對(duì)而言 從組成元素上看 都是由c h o n s等元素構(gòu)成 從合成反應(yīng)上看 都是由單體通過(guò)加聚或縮聚反應(yīng)形成的 從結(jié)構(gòu)上看 都有線型和體型兩種結(jié)構(gòu) 它們的重要區(qū)別在于功能和性能上 與傳統(tǒng)材料相比 新型有機(jī)高分子材料性能更優(yōu)異 往往具備傳統(tǒng)材料所沒(méi)有的特殊性能 可用于許多特殊領(lǐng)域 單一材料性能的優(yōu)缺點(diǎn)一種單一材料在性能方面往往具有較明顯的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 例如 金屬材料強(qiáng)度大 但易受腐蝕 陶瓷材料耐高溫 但脆性大 合成材料密度小 但不耐高溫等 復(fù)合材料 1 定義 將兩種或兩種以上性能不同的材料經(jīng)過(guò)特殊加工制成的材料叫做復(fù)合材料 2 構(gòu)成 復(fù)合材料由兩大部分構(gòu)成 一部分稱為基體 在復(fù)合材料中起黏結(jié)作用 另一部分稱為增強(qiáng)體 也叫增強(qiáng)劑 在復(fù)合材料中起骨架作用 構(gòu)成復(fù)合材料的基體與增強(qiáng)體的關(guān)系 就好像人體中的肌肉和骨頭一樣 各有各的作用 要點(diǎn)三 復(fù)合材料 1 2 3 性能 復(fù)合材料既保持了原有材料的特點(diǎn) 又使各組分之間協(xié)同作用 形成了優(yōu)于原有材料的特性 幾種重要的復(fù)合材料幾種復(fù)合材料的比較 見(jiàn)下表 3 下列關(guān)于復(fù)合材料的說(shuō)法不正確的是 a 復(fù)合材料一定是由兩種或兩種以上材料制成的b 復(fù)合材料保持了原材料的優(yōu)點(diǎn) 又優(yōu)于原材料的特點(diǎn)c 在復(fù)合材料中 基體起骨架作用d 在復(fù)合材料中 增強(qiáng)體起骨架作用解析復(fù)合材料中一定含有兩種或兩種以上的材料 但這兩種或兩種以上的材料必須是性質(zhì)不同的材料 因此 復(fù)合材料保持了原材料的優(yōu)點(diǎn) 克服了原材料的某些缺陷 也會(huì)產(chǎn)生優(yōu)于原材料的特點(diǎn) 在復(fù)合材料中起骨架作用的是增強(qiáng)體 起黏結(jié)作用的是基體 答案c 例3 復(fù)合材料是由多種材料組合起來(lái)的 它的設(shè)計(jì)自由度很大 不僅可以選擇不同的組分材料 而且可以通過(guò)改變各種組分材料的含量來(lái)滿足不同的需求 2012年6月 天宮一號(hào) 與 神九 的對(duì)接 標(biāo)志著我國(guó)在載人航天史上邁出重要一步 材料科學(xué)在航天領(lǐng)域占有重要地位 下列關(guān)于材料的說(shuō)法正確的是 a 自然界存在的物質(zhì)都可以稱為材料 它可分為無(wú)機(jī)非金屬材料 金屬材料 有機(jī)高分子材料等b 光導(dǎo)纖維主要成分為二氧化硅 是一種發(fā)展很快的傳統(tǒng)非金屬材料c 能源 信息和材料并列為新科技革命的三大支柱 且能源 信息是材料發(fā)展的基礎(chǔ)d 宇航工業(yè)是復(fù)合材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域 復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型的材料 體驗(yàn)3 解析 自然界存在的物質(zhì)都可以稱為材料 這種說(shuō)法顯然是錯(cuò)誤的 光導(dǎo)纖維是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料 材料是能源和信息發(fā)展的基礎(chǔ) 復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型的材料 答案d 復(fù)合材料一般是由起黏結(jié)作用的基體和起增強(qiáng)作用的增強(qiáng)體兩種材料構(gòu)成 例如 玻璃鋼就是將玻璃纖維與高分子化合物 如酚醛樹(shù)脂 復(fù)合而成 1 酚醛樹(shù)脂可由苯酚和甲醛縮聚而成 反應(yīng)化學(xué)的方程式為 已知該反應(yīng)有大量熱放出 為防止溫度過(guò)高 應(yīng)向已有苯酚的反應(yīng)釜中 加入甲醛 且反應(yīng)釜應(yīng)裝有 實(shí)驗(yàn)探究九復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 案例 裝置 為保證得到線型酚醛樹(shù)脂 在生產(chǎn)過(guò)程中往往要用過(guò)量的苯酚 這樣得到的樹(shù)脂呈現(xiàn)粉紅色 其原因是 2 若用苯酚和乙醛在一定條件下反應(yīng) 也可以得到一種線型的酚醛樹(shù)脂 試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 3 玻璃纖維由玻璃拉絲得到 普通玻璃是以 為原料 經(jīng)混合 粉碎 在 中高溫熔融制得 4 構(gòu)成玻璃鋼的高分子材料 如酚醛樹(shù)脂 的作用是 解析 1 因反應(yīng)為放熱反應(yīng) 為防止溫度過(guò)高 必須降低反應(yīng)體系的溫度 故可采取的措施有 向反應(yīng)釜中間歇性地加入反應(yīng)物并在反應(yīng)釜中安裝散熱裝置 因苯酚易被氧化