人教版高中化學選修2第3單元課題3高分子化合物與材料(共61張)課件

1、3.3高分子化合物與材料材料無機非金屬材料金屬材料有機高分子材料傳統(tǒng)無機非金屬材料新型無機非金屬材料水泥玻璃陶瓷按來源分：高分子化合物天然高分子化合物合成高分子化合物淀粉纖維素蛋白質(zhì)等聚乙烯聚氯乙烯合成橡膠等天然高分子化合物合成高分子化合物一 .高分子化合物的合成 高分子化合物的相對分子質(zhì)量一般都在一萬以上，有的可達上千萬。 合成高分子化合物是由小分子通過聚合反應制得的，所以也稱聚合物或高聚物。 合成高分子化合物與自然界樹脂形態(tài)相似，在工業(yè)上常稱作合成樹脂。合成方法：1、加成聚合反應（簡稱加聚反應）2、縮合聚合反應（簡稱縮聚反應）1、加成聚合反應 乙烯分子中的碳碳雙鍵可以打開跟其他物質(zhì)發(fā)生加成

2、反應；在一定條件下，乙烯還可以發(fā)生自身加成反應而形成高分子化合物，這一類反應也被稱為聚合反應，簡稱加聚反應。聚氯乙烯的形成過程：nCH2=CH2CH2-CH- CH2-CH- CH2-CHClClCl氯乙烯聚氯乙烯簡寫：nCH2=CH2 CH2-CHnCl在聚氯乙烯中，氯乙烯成為單體， n為高分子鏈所含鏈節(jié)的數(shù)目，成為聚合度。 含有雙鍵、三鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的低分子，在一定條件下可以發(fā)生加聚反應。重復單元 CH2CH2叫做鏈節(jié) Cl 高分子化合物的相對分子質(zhì)量很大，往往都是有特定的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵結(jié)合成的高分子鏈，因此化學性質(zhì)比較復雜。 高分子化合物是由許多聚合度不同的高分子鏈組成的，因此，高分子

3、化合物的相對分子質(zhì)量是個平均值。聚氯乙烯制電話卡聚苯乙烯制包裝材料聚四氟乙烯制用作不沾層加聚反應獲得的高分子化合物酸與醇可以發(fā)生酯化反應。 例如，乙酸和乙醇反應可生成乙酸乙酯和水：CH3C=O+CH3CH=CH3C-O-CHCH3+H2OOHOHO=2.縮合聚合反應 化合物的單體之間發(fā)生一系列類似于酸和醇縮合成酯類的反應叫做縮合聚合反應，簡稱縮聚反應。 兩種單體分子都含有兩個以上能夠相互反應的官能團。發(fā)生聚合反應的必要條件是: 滌綸、尼龍、酚醛樹脂等都是由縮聚反應制得的。酚醛樹脂滌綸制衣尼龍縮聚反應值得的高分子化合物制品二. 塑料制品的加工 由于高分子化合物的相對分子質(zhì)量很大，與低分子化合物相

4、比，表現(xiàn)出某些特殊性能。相對分子質(zhì)量越大，分子間力越強，分子材料強度越大。高分子鏈結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)體型結(jié)構(gòu)熱塑性聚合物熱固性聚合物 熱塑性聚合物溶于有機溶劑，受熱會軟化、熔融， 熱固性聚合物不易溶于有機溶劑，加熱也不會熔融。 工業(yè)上塑料大都是以石油裂解產(chǎn)物和天然氣為原料生產(chǎn)的。 主要是利用熱塑性塑料和熱固性塑料的性質(zhì)加工制作成用途廣泛的塑料制品。影像高分子性能的因素：1.高分子的單體的組成和結(jié)構(gòu)。2.高分子的相對分子質(zhì)量。3.高分子鏈的形狀。4.高分子的聚集狀態(tài)。三.性能優(yōu)異的合成材料 為了降低成本、提高性能、滿足不同的需要，塑料廠要通過改性才能適應各種實際要求。常用的方法有：填充改性共混改性共聚

5、改性塑料的改性機1、塑料的改性 高分子材料發(fā)展的主要趨勢是高性能化、功能化、復合化、精細化和智能化。 幾種功能高分子材料：能導電的高分子材料；高吸水性樹脂；微膠囊。2、功能高分子材料功能高分子材料的特定功能主要通過以下三個途徑獲得：1.有某個特定功能的官能團的單體 直接聚合。 2.通過化學反應在高分子主鏈或側(cè)鏈上引入某些具有特定功能的基團。 3.通過合理的加工成型實現(xiàn)材料的功能化。功能高分子材料電磁功能高分子材料 如導電高分子材料、高分子磁性體、磁記錄材料等。光功能高分子材料 如光導材料、光記錄、光敏劑、感光材料等。分子材料和化學功能材料 如分離膜、離子交換樹脂、高分子催化劑等。生物醫(yī)用高分子

6、材料 如人造器官、醫(yī)用高分子器械、醫(yī)用高分子藥物、仿生高分子等。復合材料的結(jié)構(gòu)是：機體 起黏結(jié)作用增強體 起增強作用 玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子化合物復合而成的。 優(yōu)良性能：強度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性好3、復合材料玻璃鋼制成船體玻璃鋼制品 現(xiàn)代復合材料的制造不僅要求保留原組織材料的特點，還要求通過補充和增強而獲得更優(yōu)異的性能，另外復合材料的可設(shè)計性，包括選材設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等。生產(chǎn)復合材料也是一條節(jié)約資源、能源和資金的有效途徑。 根據(jù)材料的穩(wěn)定性和生產(chǎn)可降解的材料，是當前高分子材料研制中相互關(guān)聯(lián)的兩個重要方面。四. 環(huán)境中的高分子材料 高分子材料的老化主要包括高分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)而變

7、硬，、變脆、喪失彈性，高分子鏈發(fā)生斷裂、相對分子質(zhì)量降低而變軟、發(fā)黏等。1.高分子材料的老化及其保護 高分子材料在使用過程中，由于環(huán)境的影響，其強度、彈性、硬度等性能逐漸變差，這種現(xiàn)象稱為高分子材料的老化。 可降解材料是指一類各項性能在保存和使用期內(nèi)滿足要求使用后在自然環(huán)境中可降解為無害物質(zhì)的材料。 降解就是指化學和物理因素引起聚合物分子鏈斷裂的過程，主要涉及生物降解、光降解和化學降解三個過程。2.環(huán)境降解高分子材料的開發(fā)環(huán)境可降解材料的開發(fā)以生物降解為主。生物降解材料化學降解光降解廢舊合成材料的再生利用主要有三個途徑：通過再生和改性利用，重新做成多種有用的材料和制品；采用熱裂解或化學處理的方

8、法使其分解，用于制備多種化工原料；將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能。3.廢舊高分子材料的回收利用課程標準導航1.能舉例說明合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點，能依據(jù)簡單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。2知道加聚反應和縮聚反應的特點。3舉例說明新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應用，討論有機合成在發(fā)展經(jīng)濟、提高生活質(zhì)量方面的貢獻。自主體驗1.下列有關(guān)高分子化合物的敘述中正確的是()A高分子化合物的特點之一是組成元素簡單、結(jié)構(gòu)復雜、相對分子質(zhì)量大B高分子鏈之間靠分子間作用力結(jié)合，因此分子間作用弱，高分子材料強度較小C高分子均為長鏈狀分子D高分子材料均為混合物解析：選D。高分子材料中各個分子

9、的n值不一定相同，故應為混合物。2. (2012烏魯木齊高二測試)下列敘述不正確的是()A乙烯和聚乙烯的性質(zhì)不同B聚乙烯是由CH2CH2分子組成的化合物，加熱至某一溫度則可完全熔化C同質(zhì)量的乙烯和聚乙烯完全燃燒后生成的CO2的質(zhì)量相等D乙烯和聚乙烯的最簡式相同解析：選B。乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2= CH2，聚乙烯為 ，結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)不同；聚乙烯分子中的重復單元為CH2CH2，聚乙烯是混合物；乙烯、聚乙烯的最簡式都為CH2，故C、D正確。3.航天科學家正在考慮用塑料飛船代替鋁制飛船，進行太空探索。其依據(jù)是()A塑料是一種高分子化合物，可以通過取代反應大量生產(chǎn)B塑料生產(chǎn)中加入添加劑可得到性能比鋁優(yōu)良的

10、新型材料C塑料用途廣泛，可從自然界中直接得到D塑料是有機物，不會和強酸強堿作用解析：選B。飛船飛行速度很大，所以說其材料要求質(zhì)輕，耐高溫耐摩擦，因此所用塑料代替品要加入合適的添加劑制成優(yōu)良的新型材料。要點突破講練互動探究導引1高分子化合物是純凈物嗎？提示：高分子化合物是混合物，不是純凈物。這是因為：對單個高分子來說，相對分子質(zhì)量是確定的，但對一塊高分子材料來說，它是由許多相對分子質(zhì)量不等的高分子聚集起來的，實驗測得的高分子的相對分子質(zhì)量是平均值。高分子化合物的合成要點歸納1.高分子化合物的特點(1)有機高分子化合物的相對分子質(zhì)量一般高達104106，且是一個平均值；低分子有機物的相對分子質(zhì)量一

11、般在1000以下，且是一個固定的數(shù)值。(2)有機高分子化合物由若干個重復單元組成，低分子有機物分子組成、結(jié)構(gòu)固定。(3)有機高分子化合物與低分子化合物的物理、化學性質(zhì)有較大差異。2.加聚反應和縮聚反應是有機合成高分子的兩大重要反應類型(1)加聚反應特點：無小分子的副產(chǎn)物生成；所生成的高分子的相對分子質(zhì)量是單體相對分子質(zhì)量的整數(shù)倍；高分子與單體具有相同的元素質(zhì)量組成；通過共價鍵結(jié)合，具有特定結(jié)構(gòu)，故化學組成并不復雜。(2)縮聚反應特點：反應中總伴隨有小分子副產(chǎn)品如H2O、HCl、NH3等生成；單體和聚合物的組成不同。3.兩大聚合反應的單體結(jié)構(gòu)特點及加聚產(chǎn)物和縮聚產(chǎn)物的書寫方式(1)單體結(jié)構(gòu)特點：

12、加聚反應單體一般常含 等結(jié)構(gòu)，也就是說含有雙鍵、三鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的低分子在一定條件下可發(fā)生加聚反應。縮聚反應：一般來說其單體至少有兩個官能團。例如：HOCH2COOH；H2NCH2COOH；HOOCCOOH；HOCH2CH2OH等等。(2)加聚產(chǎn)物和縮聚產(chǎn)物的書寫方程式不同：加聚產(chǎn)物沒有端基原子或原子團，縮聚產(chǎn)物有端基原子或原子團?！練w納小結(jié)】合成高分子化合物的主要化學反應加成聚合反應縮合聚合反應含義許多小分子(含不飽和鍵)通過加成反應形成高聚物的聚合反應許多小分子通過縮合形成高聚物，同時有小分子生成的聚合反應加成聚合反應縮合聚合反應單體特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳三鍵含特征官能團如OH、CO

13、OH、NH2等單體種類數(shù)相同或不同的單體相同或不同的單體高聚物特征鏈節(jié)與單體的組成相同鏈節(jié)與單體的組成不同產(chǎn)物種類只有高聚物高聚物和小分子即時應用1. 1.下列塑料的合成,所發(fā)生的反應類型與另外三種不同的是( ) 解析：選C。判斷反應類型,對高聚物進行識別,實際是變相地找單體。單體依次為：乙烯、氯乙烯、苯酚和甲醛、苯乙烯,進而得出酚醛樹脂是縮聚產(chǎn)物,另外三種是加聚產(chǎn)物。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)探究導引2按結(jié)構(gòu)特點高分子化合物可分為哪兩大類？提示:高分子化合物從結(jié)構(gòu)特點上可分為線型高分子和體型高分子。要點歸納線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料比較即時應用2. （2012蕪湖高二檢測）現(xiàn)有兩種高聚物A、

14、B,A能溶于苯、四氯化碳等有機溶劑,并加熱到一定溫度下熔融成粘稠狀的液體,B不溶于任何溶劑,加熱不會變軟或熔融,則下列敘述中不正確的是()A.高聚物A可能具有彈性,而高聚物B沒有彈性B.高聚物A一定是線型高分子材料C.高聚物A一定是體型高分子材料D.高聚物B一定是體型高分子材料解析：選C。A具有熱塑性,應是線型結(jié)構(gòu),因而A可能有彈性和一定的溶解性；B具有熱固性,應是體型結(jié)構(gòu),沒有彈性,一般也不溶解于溶劑。功能高分子材料與復合材料 探究導引3什么是功能高分子材料？ 提示:功能高分子材料包括具有新型骨架結(jié)構(gòu)的高分子材料,還包括在合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能原子團,使其顯示出在光、電、磁、聲

15、、熱、化學、生物、醫(yī)學等方面的特殊功能。要點歸納功能高分子材料與復合材料比較即時應用3. “耐高溫長壽命抗氧化陶瓷復合材料應用技術(shù)”曾獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎。該復合材料的強度比鋼還大,在航空航天器中用來替代金屬材料,可節(jié)約20%30%的燃料。下列關(guān)于該材料的敘述中不正確的是()A.該材料屬于新型無機非金屬材料B.該材料的化學性質(zhì)非常穩(wěn)定C.與金屬一樣有較好的傳熱性能D.可以替代金屬作耐高溫結(jié)構(gòu)材料解析：選C。該物質(zhì)為陶瓷復合材料,是熱的不良導體,選項C不正確。它是新型的無機非金屬材料,具有化學性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點?！舅悸伏c撥】解答此題注意以下兩點：(1) 要判斷高聚物的單體，首先要判斷高聚物是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。(2)判斷高聚物所屬類別的方法是看鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)。若結(jié)構(gòu)中在主鏈中只有碳鏈，則是加聚產(chǎn)物；若結(jié)構(gòu)中含有其他的基團(如 等)，則是縮聚產(chǎn)物?！窘馕觥扛鶕?jù)加聚產(chǎn)物找單體的方法：有雙鍵，四個碳，然后兩個兩個斷下來，所以單體有CH2= CH2、CH2CH= CHCH2?！敬鸢浮緾 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 BC D全