2015年化学人教版选修5教案：5-2 应用广泛的高分子材料

第二节应用广泛的高分子材料教学设计
●课标要求
能举例说明合成高分子的组成与结构特点。

●课标解读
1.明确合成高分子化合物的结构特点：线型结构、支链型结构、网状结构(体型结构)。

2．理解高分子化合物的结构与性质的关系，即结构对性质的影响。

●教学地位
塑料、合成纤维、合成橡胶三大合成材料在人类日常生活中应用广泛，为人们节省了大量金属材料，节约了大量的能源，同时也对环境产生了巨大影响。

合成高分子材料在生活中的应用是高考命题的热点，一般以选择题形式出现。

●新课导入建议
塑料、合成纤维、合成橡胶是20世纪人类的伟大成就，也是高分子化合物发展的重要成果。

在科学技术迅速发展的今天，以塑料、合成纤维、合成橡胶为代表的合成高分子材料不仅给社会和人们生活带来了巨大的变化，而且合成高分子材料的研制和生产水平，也成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。

你了解“三大合成材料”的结构和性质吗？
●教学流程设计
课前预习安排：看教材P104－111，填写【课前自主导学】，并完成【思考交流】。

⇒步骤1：导入新课，本课教学地位分析。

⇒步骤2：对【思考交流】进行提问，反馈学生预习效果。

⇒步骤3：师生互动完成【探究】。

⇓
步骤6：引导学生自主总结本课时主干知识，布置课下完成【课后知能检测】。

⇐步骤5：指导学生自主完成【变式训练】和【当堂双基达标】中1～5题。

⇐步骤4：教师通过【例1】和教材P104－110的讲解研析，对“探究有机高分子化合物的结构、性质和反应特点”中注意的问题进行总结。

课标解读重点难点
1.了解合成高分子材料(塑料、纤维、橡胶)的
性质和用途。

2.了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。

1.以典型实例说明高分子结构对性能的影响。

(难点)
2.了解“三大合成材料”在生活中的应用。

(重
点)
塑料
1.通常所说的“三大合成材料”是指塑料、合成纤维、合成橡胶。

2．塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂，为了适应工农业生产和生活的各种要求，还需要在高分子材料中掺入各种加工助剂来改进其性能。

3．塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。

合成高分子化合物的结构大致可分为三类：线型结构、支链型结构、网状结构。

4．酚醛树脂是用酚类与醛类在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。

在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛之间可缩合成线型结构高分子；在碱催化下，可生成网状结构的酚
醛树脂。

1．合成高分子材料的结构和性能有什么关系？
【提示】结构决定性能，线型结构具有热塑性，网状(体型)结构具有热固性。

合成纤维
1.纤维分为天然纤维和化学纤维，化学纤维又分为人造纤维和合成纤维。

2．合成纤维的“六大纶”是指涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶，其中被称作“人造棉花”的是维纶。

3．写出生成涤纶的化学方程式：
催化剂
nHOOCCOOH＋
合成橡胶
1.
丙橡胶、硅橡胶等品种。

橡胶的相对分子质量比塑料、合成纤维都高。

2．顺式聚1,3丁二烯是线型结构，分子链较柔软，具有良好的弹性。

顺丁橡胶是顺式聚1,3丁二烯与硫黄等硫化剂混炼而成的。

2．橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化，其目的是什么？
【提示】硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键，以—S—S—键将橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性，又有强度的橡胶。

有机高分子化合物的结构、性质及反应特点
【问题导思】
①常见的有机高分子化学反应有哪些？
【提示】(1)降解(2)橡胶硫化(3)催化裂化
②盛放酸性KMnO4溶液或溴水的试剂瓶，为什么不能使用橡胶塞？
【提示】橡胶含有碳碳双键，易被酸性KMnO4溶液氧化，或与Br2水发生加成反应。

③聚氯乙烯塑料为线型结构，推测其具有什么性质？
【提示】热塑性。

1．高分子化学反应的特点
(1)与结构的关系
结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。

如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解，羧基易发生酯化、取代等反应。

(2)常见的有机高分子化学反应
①降解
在一定条件下，高分子材料解聚为小分子。

如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸
甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。

②橡胶硫化
天然橡胶(C CH2CH3CHCH2)，经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型变体型结构。

③催化裂化
石油催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。

线型高分子体型(网状)高分子
结构分子中的原子以共价键相互联结，构成
一条很长的卷曲状态的“链”
分子链与分子链之间还有许多共价键交
联起来，形成三维空间的网状结构
溶解性能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解，但往往有一定程度的胀大
性能具有热塑性，无固定熔点具有热固性，受热不熔化
特性强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好，有可塑性
常见
物质聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶
线型高分子为长链结构，分子链之间不存在化学键，体型高分子为网状结构，链与链之间存在化学键。

橡胶树是热带植物，在我国海南已有大面积种植。

从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，
天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构为CH CH2CCH3CH2。

请回答下列问题：
(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。

天然橡胶加入适当硫进行硫化后，其结构由________变成________，因而硫化橡胶________(填“能”或“不能”)溶于汽油。

(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。

【解析】从天然橡胶成分的结构简式
CH CH2CCH3CH2可知，天然橡胶为线型结构的高分子，能溶于汽油等有机溶剂，同时链节中含有不饱和的碳碳双键能发生加成反应，使溴水褪色，当与硫进行硫化后，线型分子间通过硫原子发生交联变成网状结构，故其性质发生改变。

【答案】(1)天然橡胶是线型结构线型结构网状结构不能(2)能
绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性物质(如硫)，故橡胶有较强的还原性。

因此，在实验室中，盛放强氧化剂的试剂瓶不能用橡胶塞。

现有下列高分子化合物，请从下列各项中选择出最恰当的选项，将代号填入下表。

(1)高分子结构示意图：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
(2)高分子材料的主要性质特点：
A ．具有热塑性
B ．可溶于有机溶剂
C ．不溶于有机溶剂
D ．具有确定的熔点 (3)主要应用：
硫化橡胶 CH2—CH2 CH2—C CH3COOCH3 (1) (2) (3)
【解析】 (1)硫化橡胶为体型结构；聚乙烯是线型结构，无支链；有机玻璃也是线型结构，但有支链。

(2)线型结构的高分子具有热塑性，可溶于有机溶剂；体型结构的高分子不具有热塑性(有的有热固性)，不溶于有机溶剂。

高分子材料，不论线型结构，还是体型结构，都是混合物，没有固定的熔、沸点。

(3)硫化橡胶常用于制造车辆轮胎；聚乙烯可制备塑料薄膜；有机玻璃可制造光学仪器。

硫化橡胶 CH2—CH2 CH2—C CH3COOCH3 (1) Ⅲ Ⅰ Ⅱ (2) C A 、B A 、B (3) (c)
(a)
(b)
课堂小结
1．三大合成材料的名称
(1)塑料；(2)合成纤维；(3)合成橡胶。

2．有机高分子材料的2种分类方法
3．3个重要的化学反应
nOH ＋nHCHO ――→H ＋
H OHCH2OH ＋(n －1)H2O
nHOOCCOOH ＋nHOCH2CH2OH
催化剂
HO COCOCH2CH2O HO ＋(2n －1)H2O
nCH2===CH —CH===CH2――→催化剂
CH2—CH===CH —CH2。