高中化學(xué) 第五章 進入合成有機高分子化合物的時代 5.3 功能高分子材料教案 新人教版選修

1、第三節(jié)功能高分子材料一、新型有機高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料有本質(zhì)上的差別嗎？功能高分子材料的品種與分類有哪些？1新型有機高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料的區(qū)別與聯(lián)系新型有機高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料在本質(zhì)上并沒有區(qū)別，它們只是相對而言。從組成元素看，都是由C、H、O、N、S等元素構(gòu)成；從合成反應(yīng)看，都是由單體經(jīng)加聚或縮聚反應(yīng)形成；從結(jié)構(gòu)看，也就是分兩種結(jié)構(gòu)：線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)。它們的重要區(qū)別在于功能與性能上，與傳統(tǒng)材料相比，新型有機高分子材料的性能更優(yōu)異，往往具備傳統(tǒng)材料所沒有的特殊性能，可用于許多特殊領(lǐng)域。2功能高分子材料的品種與分類特別提醒醫(yī)用高分子材料應(yīng)該滿足：無毒，且是化學(xué)惰性的

2、；與人體組織和血液相容性好；具有較高的機械性能；容易制備、純化、加工和消毒。二、高分子化合物與高分子材料的比較高分子化合物來源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K結(jié)構(gòu)來源:Z_xx_k.Com鏈節(jié)分子鏈中重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元聚合度分子鏈中的鏈節(jié)數(shù)，用n表示單體生成高分子化合物的小分子物質(zhì)線型結(jié)構(gòu)又稱支鏈型、直鏈型，連成長鏈，有熱塑性體型結(jié)構(gòu)分子鏈間以共價鍵“交聯(lián)”，連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，成型后不可塑性質(zhì)1.線型高分子能溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲校w型高分子只能溶脹2.線型高分子有熱塑性，體型高分子有熱固性3.高分子材料的強度較大4.高分子材料一般不易導(dǎo)電，彈性好，耐磨，不耐熱5.部分高分子材料還具有耐酸、耐堿、耐腐蝕、難

3、降解的性質(zhì)高分子材料三大合成材料塑料如：聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯合成橡膠如：丁苯橡膠、順丁橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠合成纖維如：滌綸、腈綸、錦綸、丙綸、維綸、氯綸按來源分天然高分子材料如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、天然橡膠合成高分子材料如：塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料按性能分功能高分子材料如：高分子分離膜、醫(yī)用高分子、吸水高分子復(fù)合材料如：玻璃纖維、碳纖維類型1 高分子材料的分類例1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光敏高分子材料 導(dǎo)電高分子材料離子交換樹脂液晶高分子材料A B C D答案D解析根據(jù)功能高分子的分類即可順利解答。類型2 功能高分子材料的結(jié)構(gòu)與性

4、能例2隨著醫(yī)用高分子材料的發(fā)展，人們已可用人工器官代替不能治愈的病變器官。目前已經(jīng)制成的人工器官有()皮膚肝肺腎骨骼眼A B C D全部答案D解析醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用十分廣泛，利用其特殊結(jié)構(gòu)和特殊性質(zhì)，可以制備與人體器官功能相同的人工器官。醫(yī)用高分子材料必須滿足的條件：無毒，且是化學(xué)惰性的；與人體組織和血液相容性好；具有較高的機械性能；容易制備、純化、加工和消毒。 類型3 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能例3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

5、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：CHCHABC碳纖維用化學(xué)方程式表示以下過程： CHCH與HCN反應(yīng)_；AB_。答案(1)C、H、N311(2)CHCHHCNCH2=CHCNnCH2=CHCN解析碳纖維材料是一種重要的新型復(fù)合材料，題目已知給出制取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CN。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，

6、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CN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在催化劑作用下脫氫，在C中環(huán)狀結(jié)構(gòu)的CH2與上各脫去一個氫原子而形成雙鍵結(jié)構(gòu)，形成碳纖維。顯然，在CH2原子團上脫去一個H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311。1下列物質(zhì)中不屬于新型有機高分子材料的是()A高分子分離膜 B液態(tài)高分子材料C生物高分子材料 D有機玻璃答案D2復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，另外一種材料作為增強劑，這樣可發(fā)揮每一種材料的長處，并避免

7、其弱點。下列物質(zhì)中不屬于復(fù)合材料的是()A聚苯乙烯樹脂 B鋁塑管C滌棉織品 D純棉內(nèi)衣答案AD3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導(dǎo)電高分子材料 離子交換樹脂醫(yī)用高分子材料高吸水性樹脂A BC D答案D解析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。4高分子分離膜可以有選擇地讓某些物質(zhì)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

8、淡化答案B解析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)化成電能是熱電膜的應(yīng)用。5下列說法不正確的是()A探求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)即具有強吸水性答案D6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。下邊是聚丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)簡式，它屬于()無機化合物有機化合物高分子化合物 離子化合

9、物共價化合物A B C D答案C解析聚丙烯酸酯類是由丙烯酸酯經(jīng)加聚反應(yīng)得到的：可見，聚丙烯酸酯類屬于有機化合物、高分子化合物、共價化合物。7我國科學(xué)家前不久成功地合成了3 nm長的管狀碳納米管，此管居世界之首。這種碳纖維具有強度高、剛度(抵抗變形的能力)高、密度小(只有鋼的)、熔點高、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點，因此被稱為“超級纖維”。下列對碳纖維的說法不正確的是()A它是制造飛機的某些部件的理想材料B它的主要組成元素是碳C它的結(jié)構(gòu)與石墨相似D碳纖維復(fù)合材料不易導(dǎo)電答案C8聚甲基丙烯酸羥乙酯的結(jié)構(gòu)簡式為，它是制作軟質(zhì)隱形眼鏡的材料。請寫出下列有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：(1)由甲基丙烯酸羥乙酯制備聚甲基丙烯酸羥乙酯_。(2)由甲基丙烯酸制備甲基丙烯酸羥乙酯_。(3)由乙烯制備乙二醇_。解析甲基丙烯酸羥乙酯的結(jié)構(gòu)簡式為：，它是聚甲基丙烯酸羥乙酯的單體，由它制備聚甲基丙烯酸羥乙酯的反應(yīng)屬于加聚反應(yīng)：由甲基丙烯酸制備甲基丙烯酸羥乙酯應(yīng)進行酯化反應(yīng)，對照反應(yīng)物、產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)可確定要使用乙二醇：9感光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：試回答下列問題：(1)在一定條件下，該高聚物可發(fā)生的反應(yīng)有_(填寫編號)。加成反應(yīng)氧化反應(yīng)消去反應(yīng)酯化反應(yīng) 取代反應(yīng)(2)該高聚物和NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)該高聚物在催化