《功能高分子材料》設(shè)計2

《功能高分子材料》教學(xué)設(shè)計●課標(biāo)要求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(yīng)用。●課標(biāo)解讀1.能根據(jù)新型高分子材料的優(yōu)異性能分析推測其結(jié)構(gòu)特點。2．能根據(jù)新型高分子材料的結(jié)構(gòu)分析推斷其可能具有的特性。●教學(xué)地位新型高分子材料具有特殊的性能，而成為人們研發(fā)的方向，與人們的日常生活密不可分。高考常以新型高分子材料的研發(fā)為載體，考查有機合成題，該類型題目的特點是：起點高，落點低。主要考查考生對社會熱點、焦點的關(guān)注?！裥抡n導(dǎo)入建議高吸水性樹脂是制造嬰兒尿布的絕好材料，因此俗稱“尿不濕”。它是用淀粉和丙烯酸鹽作主要原料制成的。你知道“尿不濕”為什么尿不濕嗎？●教學(xué)過程設(shè)計課前預(yù)習(xí)安排：看教材P113－115，填寫【課前自主導(dǎo)學(xué)】，并完成【思考交流】。?步驟1：導(dǎo)入新課，本課時教學(xué)地位分析。?步驟2：對【思考交流】進行提問，反饋預(yù)習(xí)效果。?步驟3：師生互動完成【探究1】。依據(jù)【問題導(dǎo)思】中的設(shè)問作為主線。?步驟7：通過【例2】和教材P115的講解研析，對【探究2】中注意的問題進行總結(jié)。?步驟6：師生互動完成【探究2】。?步驟5：指導(dǎo)學(xué)生自主完成【變式訓(xùn)練1】和【當(dāng)堂雙基達標(biāo)】中的1～3題。?步驟4：教師通過【例1】和教材P113－114講解研析，對“探究1功能高分子材料的分類、功能及應(yīng)用”中注意的問題進行總結(jié)。?步驟8：指導(dǎo)學(xué)生自主完成【變式訓(xùn)練2】和【當(dāng)堂雙基達標(biāo)】中4、5題。?步驟9：引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)本課時主干知識，然后對照【課堂小結(jié)】，布置課下完成【課后知能檢測】。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重、難點1.了解新型高分子材料的結(jié)構(gòu)和主要功能。2.認識新型功能高分子材料在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究等方面的重要作用。1.了解功能高分子材料的功能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(難點)3.知道生活中常見的功能高分子材料的優(yōu)異性能。(重點)教學(xué)課時：一課時教學(xué)過程：在橡膠工業(yè)中，制造橡膠要經(jīng)過硫化工藝，將順丁橡膠的線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在制備高吸水性樹脂時也要加入交聯(lián)劑，以得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。為什么要做成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)？目的是否相同？【提示】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)可使它既吸水又保水。功能高分子材料的分類、功能及應(yīng)用【問題導(dǎo)思】①聚乙烯、聚氯乙烯等塑料屬于功能高分子材料嗎？【提示】不屬于。聚乙烯、聚氯乙烯塑料屬于應(yīng)用廣泛的高分子材料。②高分子分離膜主要有哪些應(yīng)用？【提示】廢水處理、海水淡化、氯堿工業(yè)等。1．功能高分子材料的品種與分類功能高分子微生物降解高分子交換型高分子離子交換樹脂電子交換樹脂高分子催化劑與試劑導(dǎo)電高分子高分子半導(dǎo)體超導(dǎo)高分子高分子導(dǎo)體光敏高分子感光樹脂光導(dǎo)電高分子光致變色高分子生物醫(yī)藥高分子高分子藥物仿生高分子醫(yī)用高分子高分子吸附劑高分子膜高吸水性樹脂2．功能高分子材料的比較常見功能高分子材料主要功能主要應(yīng)用高分子膜高分子分離膜選擇性地允許某些物質(zhì)通過①廢水處理②海水淡化③濃縮果汁、乳制品加工、釀酒等高分子傳感膜把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能①發(fā)電②開發(fā)新型電池高分子熱電膜把熱能轉(zhuǎn)換成電能①發(fā)電②開發(fā)新型電池醫(yī)用高分子材料①具有優(yōu)異的生物相容性②具有某些特殊功能人工器官下列材料中屬于功能高分子材料的是()①有機玻璃②合成橡膠③高分子分離膜④生物高分子材料⑤隱身材料⑥液晶高分子材料⑦光敏高分子材料⑧智能高分子材料A．只有①③④⑥⑧B．只有②④⑥⑦⑧C．只有③④⑤⑥⑦⑧D．①②③④⑤⑥⑦⑧【解析】有機玻璃屬于傳統(tǒng)合成材料。塑料、合成橡膠、合成纖維屬于三大傳統(tǒng)合成材料，它們不屬于新型功能高分子材料?！敬鸢浮緾易混淆傳統(tǒng)合成材料和功能高分子材料，將有機玻璃、塑料、合成橡膠、合成纖維等傳統(tǒng)合成材料誤認為是新型高分子材料。常見的功能高分子材料有：光敏高分子、導(dǎo)電高分子、高分子催化劑與試劑、交換型高分子、生物醫(yī)藥高分子、高分子吸附劑、高分子膜、高吸水性樹脂等。1．(2013·西安高陵質(zhì)檢)下列各類材料一定屬于新型材料的是()A．塑料B．纖維C．橡膠D．生物材料【解析】塑料、纖維、橡膠是普通的合成材料，不屬于新型材料?！敬鸢浮緿功能高分子材料與復(fù)合材料的區(qū)別【問題導(dǎo)思】①由基體和增強體兩部分組成的材料屬于什么材料？【提示】復(fù)合材料。②功能高分子材料和復(fù)合材料都有優(yōu)異的性能，二者的性能是否相同？【提示】不同。不同的功能高分子材料具有不同的特殊性能；而復(fù)合材料克服了傳統(tǒng)的無機非金屬材料、金屬材料、有機高分子材料的缺點，不具有特殊性能。材料名稱功能高分子材料復(fù)合材料概念既具有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料兩種或兩種以上材料組合成的新型材料，分為基體和增強體性能不同的功能高分子材料，具有不同的特殊性質(zhì)一般具有強度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能應(yīng)用用于制作高分子分離膜、人體器官等用于汽車工業(yè)、機械工業(yè)、體育用品、航空航天、人類健康等醫(yī)用高分子材料應(yīng)該滿足：(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。(2013·安陽高二質(zhì)檢)下列有關(guān)功能高分子材料的用途的敘述中，不正確的是()A．高吸水性樹脂主要用于干旱地區(qū)抗旱保水、改造土壤、改造沙漠B．離子交換樹脂主要用于分離和提純物質(zhì)C．醫(yī)用高分子材料可用于制造醫(yī)用器械和人造器官D．聚乙炔膜可用于分離工業(yè)廢水和海水的淡化【解析】聚乙炔膜屬導(dǎo)電高分子材料，主要用于制造電子器件?！敬鸢浮緿2．下列說法錯誤的是()A．玻璃鋼是以玻璃纖維作為增強體、合成樹脂作為基體的復(fù)合材料B．飛機機身的復(fù)合材料大多是以金屬為增強體、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的基體中加入了碳纖維作為增強體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】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項中將基體與增強體顛倒了。【答案】B1．高吸水性材料中的功能基可能是()A．—CHOB.C．—C—O—OD．—C—ONaO【解析】高吸水性材料中含有親水基團，即該基團的極性越強越易溶于水，親水能力越強?！敬鸢浮緿2．現(xiàn)在為嬰兒特制的一種新型的尿布——“尿不濕”。這種尿布表面涂有一種既能吸水又能保留水的物質(zhì)。據(jù)你的推測，這種特殊物質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能是()A．CHCH2OCOCH3B．CHCH2FC．CHCH2OHD．CCl2—CCl2【解析】A、B、D中沒有親水基，而C中有—OH是親水基。【答案】C3．鋼筋混凝土是建筑行業(yè)常用的一種復(fù)合材料，其中起增強體作用的是()A．水泥B．沙子C．鋼筋D．石子【解析】增強體在復(fù)合材料中起骨架作用，基體起黏結(jié)作用。【答案】C4．醫(yī)用化學(xué)雜志曾報道，有一種功能高分子材料為聚乙交酯纖維材料C，用這種功能高分子材料制成的手術(shù)縫合線比天然高分子材料的腸線好。它的合成過程如下：AB：OCOCH2COCH2—OCB是A合成C的中間體，它是由兩分子A脫去兩分子水形成的。(1)寫出由A合成C的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)寫出由A制取B的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(3)醫(yī)用高分子材料應(yīng)具備哪些特性？【解析】由題給條件可知，B分子為環(huán)酯且具有對稱結(jié)構(gòu)。采用平均拆分法，可得A的結(jié)構(gòu)簡式為CH2COOHOH?！敬鸢浮?1)nCH2COOHOHeq\o(,\s\up15(催化劑))HO—CH2—COHO＋(n－1)H2O(2)2CH2COOHOHeq\o(,\s\up15(一定條件下))OCOCH2COCH2—OC＋2H2O(3)優(yōu)異的生物相容性，較少受到排斥，無毒性，具有很高的機械性能以及其他一些特殊性能。1．下列物質(zhì)不屬于新型有機高分子材料的是()A．高分子分離膜B．液晶高分子材料C．生物高分子材料D．光導(dǎo)纖維【解析】光導(dǎo)纖維屬于新型無機非金屬材料，高分子分離膜、液晶高分子材料、生物高分子材料都是新型有機高分子材料?！敬鸢浮緿2．高分子分離膜可以讓某些物質(zhì)有選擇地通過而將物質(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()A．分離工業(yè)廢水，回收廢液中的有用成分B．食品工業(yè)中，濃縮天然果汁，乳制品加工和釀酒C．將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，將熱能轉(zhuǎn)換成電能D．海水淡化【解析】A、B、D均是功能高分子分離膜的應(yīng)用范圍，而C中將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的應(yīng)是傳感膜，將熱能轉(zhuǎn)換成電能的是熱電膜?！敬鸢浮緾3．下列對有機高分子的敘述，正確的是()A．原子與原子、鏈節(jié)跟鏈節(jié)均以共價鍵結(jié)合B．原子跟原子以共價鍵結(jié)合，鏈節(jié)跟鏈節(jié)以分子間作用力結(jié)合C．原子跟原子、鏈節(jié)跟鏈節(jié)均以非極性共價鍵結(jié)合D．原子跟原子以非極性共價鍵結(jié)合，鏈節(jié)跟鏈節(jié)以極性共價鍵結(jié)合【解析】原子之間只能以共價鍵結(jié)合，可能為極性鍵也可能為非極性鍵；鏈節(jié)之間以分子間作用力結(jié)合。【答案】B4．下列關(guān)于復(fù)合材料的說法正確的是()A．將不同性質(zhì)的材料經(jīng)簡單混合便成復(fù)合材料B．合金就是復(fù)合材料C．復(fù)合材料中的各部分作用相同D．復(fù)合材料是兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)特殊加工而制成的【解析】考查復(fù)合材料的概念。【答案】D5．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)彈能經(jīng)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)彈承受超高強度的改變D．復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈承受溫度的劇烈變化【解析】復(fù)合材料的使用使導(dǎo)彈的射程有很大的提高，主要因素是在彈藥功率一定的條件下減輕了彈體的質(zhì)量?！敬鸢浮緽6．“神丹”系列成功飛天，展示了中國航天事業(yè)的偉大成就。為了防止飛船與大氣摩擦產(chǎn)生高溫而起火燃燒，在飛船表面覆蓋著某種特殊材料，該材料應(yīng)具有的性質(zhì)是()A．良好的導(dǎo)電性B．密度較大，以增大飛船的慣性C．輕質(zhì)防熱，可以承受上千度的高溫D．質(zhì)地柔軟，以利于飛船變形【解析】飛船外表的材料應(yīng)該符合強度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能?！敬鸢浮緾7．在某些塑料(如聚乙炔等)中加入強氧化劑或還原劑后，它們的導(dǎo)電性能大大提高，因為這些塑料具有金屬的一般特性，所以人們稱之為“人造金屬”，下列對“人造金屬”的說法正確的是()A．“人造金屬”和普通金屬的制取方法不同，但原料相同B．強氧化劑或還原劑是制取“人造金屬”的重要材料C．“人造金屬”能夠?qū)щ妭鳠幔杂薪饘俟鉂蒁．“人造金屬”具有金屬的一般特性，所以它們屬于金屬【解析】“人造金屬”與普通金屬的制取方法和原料均不相同。前者在塑料中加入氧化劑或還原劑，后者在金屬化合物中加入還原劑，此外，“人造金屬”盡管有金屬的一般特性，但它屬于高分子化合物中的塑料，不屬于金屬，無金屬光澤?！敬鸢浮緽8．有關(guān)“尿不濕”的下列說法中，錯誤的是()A．“尿不濕”之所以具有吸水性是因為添加了一種高吸水性樹脂B．高吸水性樹脂是含有羧基(—COOH)、羥基(—OH)等強親水基團并具有一定交聯(lián)的網(wǎng)狀高分子化合物C．這種紙尿片吸收尿液以后，體積雖然膨脹，但擠不出液體來D．尿液中的水分子與親水性基團緊密結(jié)合，排列在網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu)之外【解析】尿液中的水分子與親水基團緊密結(jié)合，并被包裹在網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu)之中，而不是“排列在高分子結(jié)構(gòu)之外”，故D項錯誤?！敬鸢浮緿9．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．能用于生產(chǎn)“尿不濕”的高吸水性樹脂D．能導(dǎo)電的摻雜聚乙炔【解析】半導(dǎo)體材料單晶硅屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料；光敏高分子材料、高吸水性樹脂、導(dǎo)電高分子材料均屬于功能高分子材料?！敬鸢浮緽10．二氧化碳所帶來的全球性氣候問題受到世界各國科學(xué)家的廣泛關(guān)注，尋求環(huán)境友好的化工過程和新型高分子材料是研究二氧化碳與環(huán)氧化合物直接制備聚碳酸酯的動力。已知合成某聚碳酸酯的反應(yīng)為：nCROHCH2＋nCO2eq\o(――→,\s\up15(催化劑))OCOOCHRCHH下列有關(guān)說法正確的是()A．該反應(yīng)屬于縮聚反應(yīng)B．該反應(yīng)屬于加聚反應(yīng)C．環(huán)氧化合物與相同碳原子數(shù)的醇類屬于同分異構(gòu)體D．環(huán)氧乙烷與乙醛互為同系物【解析】該反應(yīng)是CO2(O===C===O)中的碳氧雙鍵打開與環(huán)氧烷烴的加聚反應(yīng)，環(huán)氧化合物與相同碳原子的醛或酮屬于同分異構(gòu)體，環(huán)氧化合物與乙醛結(jié)構(gòu)不同，二者不屬于同系物?！敬鸢浮緽11．(2013·衡陽高二質(zhì)檢)“噴水溶液法”是最近日本科學(xué)家研制出的一種使沙漠變綠洲的新技術(shù)，它是先在沙漠中噴灑一定量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子與沙土粒子結(jié)合，在地表下30cm～50cm處形成一個厚cm的隔水層，既能阻止地下的鹽分上升，又有攔截、蓄積雨水的作用，下列對聚丙烯酸酯不正確的說法是()A．單體的結(jié)構(gòu)式為CH2===CH—COORB．在一定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)C．在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)D．沒有恒定的熔、沸點【解析】聚丙烯酸酯的化學(xué)式可表示為：CHCOORCH2結(jié)構(gòu)中有酯基官能團，可發(fā)生水解反應(yīng)；其中沒有碳碳雙鍵，不能再發(fā)生加成反應(yīng)，它是一種高分子化合物，沒有恒定熔、沸點?！敬鸢浮緽12．科學(xué)家通過乙二醇的橋梁作用把阿司匹林連接在高聚物上，制成緩釋長效阿司匹林，用于關(guān)節(jié)炎和冠心病的輔助治療，緩釋長效阿司匹林的結(jié)構(gòu)簡式如下：CH2—CCH3COOCH2CH2OOCOOCCH3試填寫以下空白：(1)高分子載體結(jié)構(gòu)簡式為________。(2)阿司匹林連接在高分子載體上的有機反應(yīng)類型是________________。(3)緩釋長效阿司匹林在腸胃中變?yōu)榘⑺酒チ值幕瘜W(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥勘绢}的關(guān)鍵信息是“通過乙二醇的橋梁作用把阿司匹林連接在高聚物上”，觀察高聚物結(jié)構(gòu)可以把緩釋長效阿司匹林分為三部分：①高分子載體；②阿司匹林；③作為橋梁作用的乙二醇。在腸胃中變?yōu)榘⑺酒チ值姆磻?yīng)，則屬于水解反應(yīng)，從而找到正確的解題思路?！敬鸢浮?1)CH2—CCH3COOH(2)酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))(3)CH2—CCH3COOCH2CH2OOCOOCCH3＋nH2Oeq\o(――→,\s\up15(酸))CH2—CCH3COOCH2CH2OH＋nHOOCOOCCH3(其他合理答案也可)13．PMAA是一種“智能型”大分子，可用于生物制藥中大分子與小分子的分離，而有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可作飛機、汽車等的窗玻璃、防彈玻璃。下列是以物質(zhì)A為起始反應(yīng)物合成PMAA和有機玻璃的路線：A(C4H8),①B,②CCH2OHCH2CH3eq\o(――→,\s\up15(③),\s\do15())eq\o(――→,\s\up15(KMnO4/H＋),\s\do15(④))eq\o(――→,\s\up15(⑤),\s\do15())C4H6O2eq\o(――→,\s\up15(一定條件),\s\do15(⑧))PMAA,⑥Ceq\o(――→,\s\up15(一定條件),\s\do15(⑦))有機玻璃完成下列填空：(1)寫出結(jié)構(gòu)簡式：A____________，B________________________________________________________________________，PMAA______________。(2)寫出反應(yīng)類型：反應(yīng)①________；反應(yīng)③______；反應(yīng)⑥________。(3)寫出反應(yīng)條件：反應(yīng)②________，反應(yīng)⑤________________________________________________________________________。(4)反應(yīng)③和⑤的目的是________________________________________________________________________。(5)寫出反應(yīng)⑦的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥坑蒀CH2OHCH2CH3逆推A應(yīng)為CCH2CH3CH3。在A分子中引入一個羥基所采取的方法是先和鹵素發(fā)生取代，再水解。CCH2CH3CH2OH如果不對碳碳雙鍵進行保護，酸性KMnO4就會將其氧化而使其斷裂。【答案】(1)CCH3CH3CH2CCH2CH3CH2Cl(或CCH2CH3CH2Br)CCH2CH3COOH(2)取代反應(yīng)加成反應(yīng)酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))(3)NaOH/H2O，加熱NaOH/C2H5OH，加熱(4)保護碳碳雙鍵(5)nCCH2CH3COOCH3eq\o(――→,\s\up15(一定條件),\s\do15())CCH2CH3COOCH314．感光性高分子也稱為“光敏性高分子”，是一種在彩電熒光屏及大規(guī)模集成電路制造中應(yīng)用較廣的新型高分子材料，其結(jié)構(gòu)簡式為CH2—CHOC—CHOCH試回答下列問題：(1)若它是由兩種單體經(jīng)酯化后聚合而成的，試推斷這兩種單體的結(jié)構(gòu)簡式____________________________________________________________________