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1、课题课题3高分子化合物与材料高分子化合物与材料学科网学.科.网课程标准导航课程标准导航1.能举例说明合成高分子的组成与结构能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简洁合成高分子的结构分特点，能依据简洁合成高分子的结构分析其链节和单体。析其链节和单体。2知道加聚反应和缩聚反应的特点。知道加聚反应和缩聚反应的特点。3举例说明新型高分子材料的优异性举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用，探讨能及其在高新技术领域中的应用，探讨有机合成在发展经济、提高生活质量方有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。面的贡献。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、两种新型的化学
2、反一、两种新型的化学反应类应类型型1.合成聚合成聚氯氯乙乙烯烯的化学反的化学反应应方程式方程式为为,这这种反种反应类应类型是加聚反型是加聚反应应，氯氯乙乙烯烯称称为为_，链节为链节为CH2CHCl，n称称为为_。单单体体聚合度聚合度分分子子结结构构中中含含有有双双键键、三三键键或或环环状状结结构构的的分分子子，都都可可以以通通过过_反反应应生生成成高高分分子子化合物。化合物。2.对对苯苯二二甲甲酸酸和和乙乙二二醇醇反反应应生生成成聚聚对对苯苯二二甲甲酸乙二醇酸乙二醇酯酯的化学反的化学反应应方程式方程式为为加聚加聚学科网这这种反种反应类应类型是型是_反反应应。发发生此生此类类反反应应的必要条件是
3、两种的必要条件是两种单单体分子都含有两个以体分子都含有两个以上能上能够够相互反相互反应应的官能的官能团团。二、合成材料及其性能二、合成材料及其性能1.聚乙聚乙烯烯塑料受塑料受热热到确定范到确定范围时围时起先起先软软化化,直直到熔化成流淌的液体。熔化的聚乙到熔化成流淌的液体。熔化的聚乙烯烯塑料冷塑料冷却后又却后又变变成固体成固体,加加热热后又熔化后又熔化,这这种种现现象称象称为为_。聚乙。聚乙烯烯、聚丙、聚丙烯烯和聚和聚氯氯乙乙烯烯等都等都是是热热塑性塑料。塑性塑料。热热塑性塑料具有塑性塑料具有_结结构。构。缩缩聚聚热热塑性塑性线线型型2.热热固固性性塑塑料料在在形形成成初初期期也也是是长长链链
4、状状的的，受受热热会会软软化化，可可以以被被制制成成确确定定的的形形态态。但但在在进进一一步步受受热热时时，链链与与链链之之间间会会形形成成_产产生生一一些些交交联联，形形成成立立体体网网状状结结构构，硬硬化化定定型型。再再受受热热时时，链链状状分分子子的的滑滑动动受受到到限限制制，因此不会熔化。因此不会熔化。化学化学键键3.复复合合材材料料一一般般是是由由起起黏黏结结作作用用的的_和和起起增增加加作作用用的的_两两种种材材料料构构成成的的。例例如如，玻玻璃璃钢钢就就是是一一种种复复合合材材料料，它它具具有有强强度度高高、质质量量轻轻、耐耐腐腐蚀蚀、抗抗冲冲击击、绝绝缘缘性性好好等等优优良性能
5、。良性能。基体基体增加体增加体4.高分子材料在运用高分子材料在运用过过程中，由于程中，由于环环境的影境的影响，其响，其强强度、度、弹弹性、硬度等性能性、硬度等性能渐渐变渐渐变差，差，这这种种现现象称象称为为高分子材料的高分子材料的_。5降降解解是是指指化化学学和和物物理理因因素素引引起起的的聚聚合合物物分分子子链链断裂的断裂的过过程，主要涉及生物降解、程，主要涉及生物降解、_、_三种三种过过程。程。老化老化光降解光降解化学降解化学降解学科网自主体验自主体验1.下列有关高分子化合物的叙述中正下列有关高分子化合物的叙述中正确的是确的是()A高分子化合物的特点之一是组成高分子化合物的特点之一是组成元
6、素简洁、结构困难、相对分子质量元素简洁、结构困难、相对分子质量大大B高分子链之间靠分子间作用力结高分子链之间靠分子间作用力结合，因此分子间作用弱，高分子材料合，因此分子间作用弱，高分子材料强度较小强度较小C高分子均为长链状分子高分子均为长链状分子D高分子材料均为混合物高分子材料均为混合物解析：选解析：选D。高分子材料中各个分子的。高分子材料中各个分子的n值值不确定相同，故应为混合物。不确定相同，故应为混合物。2.(2012乌鲁木齐高二测试乌鲁木齐高二测试)下列叙述不正下列叙述不正确的是确的是()A乙烯和聚乙烯的性质不同乙烯和聚乙烯的性质不同B聚乙烯是由聚乙烯是由CH2CH2分子组成的分子组成的
7、化合物，加热至某一温度则可完全熔化化合物，加热至某一温度则可完全熔化C同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成的的CO2的质量相等的质量相等D乙烯和聚乙烯的最简式相同乙烯和聚乙烯的最简式相同解析：选解析：选B。乙烯的结构简式为。乙烯的结构简式为CH2=CH2，聚乙烯为，聚乙烯为 ，结构不同性质不同；聚乙烯分子中的重复，结构不同性质不同；聚乙烯分子中的重复单元为单元为CH2CH2，聚乙烯是混合物；，聚乙烯是混合物；乙烯、聚乙烯的最简式都为乙烯、聚乙烯的最简式都为CH2，故，故C、D正正确。确。3.航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制
8、飞船，进行太空探究。其依据是飞船，进行太空探究。其依据是()A塑料是一种高分子化合物，可以通过取塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产代反应大量生产B塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料优良的新型材料C塑料用途广泛，可从自然界中干脆得到塑料用途广泛，可从自然界中干脆得到D塑料是有机物，不会和强酸强碱作用塑料是有机物，不会和强酸强碱作用解析：选解析：选B。飞船飞行速度很大，所以说其。飞船飞行速度很大，所以说其材料要求质轻，耐高温耐摩擦，因此所用塑材料要求质轻，耐高温耐摩擦，因此所用塑料代替品要加入合适的添加剂制成优良的新料代替品要加入合适的
9、添加剂制成优良的新型材料。型材料。要点突破讲练互动要点突破讲练互动探究导引探究导引1高分子化合物是纯净物吗？高分子化合物是纯净物吗？提提示示：高高分分子子化化合合物物是是混混合合物物，不不是是纯纯净净物物。这这是是因因为为：对对单单个个高高分分子子来来说说，相相对对分分子子质质量量是是确确定定的的，但但对对一一块块高高分分子子材材料料来来说说，它它是是由由很很多多相相对对分分子子质质量量不不等等的的高高分分子子聚聚集集起起来来的的，试验测得的高分子的相对分子质量是平均值。试验测得的高分子的相对分子质量是平均值。高分子化合物的合成高分子化合物的合成要点归纳要点归纳1.高分子化合物的特点高分子化合
10、物的特点(1)有机高分子化合物的相对分子质量一般有机高分子化合物的相对分子质量一般高达高达104106，且是一个平均值；低分子有，且是一个平均值；低分子有机物的相对分子质量一般在机物的相对分子质量一般在1000以下，且是以下，且是一个固定的数值。一个固定的数值。(2)有机高分子化合物由若干个重复单元组有机高分子化合物由若干个重复单元组成，低分子有机物分子组成、结构固定。成，低分子有机物分子组成、结构固定。(3)有机高分子化合物与低分子化合物的物有机高分子化合物与低分子化合物的物理、化学性质有较大差异。理、化学性质有较大差异。2.加聚反应和缩聚反应是有机合成高分子的加聚反应和缩聚反应是有机合成高
11、分子的两大重要反应类型两大重要反应类型(1)加聚反应加聚反应特点：特点：无小分子的副产物生成；无小分子的副产物生成；所生成所生成的高分子的相对分子质量是单体相对分子质的高分子的相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍；量的整数倍；高分子与单体具有相同的元高分子与单体具有相同的元素养量组成；素养量组成；通过共价键结合，具有特定通过共价键结合，具有特定结构，故化学组成并不困难。结构，故化学组成并不困难。(2)缩聚反应缩聚反应特点：特点：反应中总伴随有小分子副产品如反应中总伴随有小分子副产品如H2O、HCl、NH3等生成；等生成；单体和聚合物单体和聚合物的组成不同。的组成不同。3.两大聚合反应的单体结
12、构特点及加聚产物两大聚合反应的单体结构特点及加聚产物和缩聚产物的书写方式和缩聚产物的书写方式(1)单体结构特点：单体结构特点：加聚反应单体一般常含加聚反应单体一般常含 等结构，也就是说含有双键、等结构，也就是说含有双键、三键或环状结构的低分子在确定条件下可发三键或环状结构的低分子在确定条件下可发生加聚反应。生加聚反应。缩聚反应：一般来说其单体至少有两个官缩聚反应：一般来说其单体至少有两个官能团。例如：能团。例如：HOCH2COOH；H2NCH2COOH；HOOCCOOH；HOCH2CH2OH等等。等等。(2)加聚产物和缩聚产物的书写方程式不同：加聚产物和缩聚产物的书写方程式不同：加聚产物没有端
13、基原子或原子团，缩聚产物加聚产物没有端基原子或原子团，缩聚产物有端基原子或原子团。有端基原子或原子团。【归纳小结】【归纳小结】合成高分子化合物的主要化合成高分子化合物的主要化学反应学反应加成聚合反加成聚合反应应缩缩合聚合合聚合反反应应含含义义许许多小分子多小分子(含含不不饱饱和和键键)通通过过加成反加成反应应形成高形成高聚物的聚合反聚物的聚合反应应许许多小分多小分子通子通过缩过缩合形成高合形成高聚物，同聚物，同时时有小分有小分子生成的子生成的聚合反聚合反应应加成聚合反加成聚合反应应缩缩合聚合合聚合反反应应单单体体特征特征含不含不饱饱和和键键如碳如碳碳双碳双键键、碳碳三、碳碳三键键含特征官含特征
14、官能能团团如如OH、COOH、NH2等等单单体体种种类类数数相同或不同的相同或不同的单单体体相同或不相同或不同的同的单单体体高聚高聚物特物特征征链节链节与与单单体的体的组组成相同成相同链节链节与与单单体的体的组组成成不同不同产产物物种种类类只有高聚物只有高聚物高聚物和高聚物和小分子小分子即时应用即时应用1.1.下列塑料的合成下列塑料的合成,所发生的反应类型与所发生的反应类型与另外三种不同的是另外三种不同的是()解析：选解析：选C。推断反应类型。推断反应类型,对高聚物进行识对高聚物进行识别别,实际是变相地找单体。单体依次为：乙实际是变相地找单体。单体依次为：乙烯、氯乙烯、苯酚和甲醛、苯乙烯烯、氯
15、乙烯、苯酚和甲醛、苯乙烯,进而得进而得出酚醛树脂是缩聚产物出酚醛树脂是缩聚产物,另外三种是加聚产另外三种是加聚产物。物。高分子化合物的结构与性质高分子化合物的结构与性质探探究究导导引引2按按结结构构特特点点高高分分子子化化合合物物可可分分为为哪两大哪两大类类？提提示示:高高分分子子化化合合物物从从结结构构特特点点上上可可分分为为线线型高分子和体型高分子。型高分子和体型高分子。要点归纳要点归纳线型结构、体型结构高分子材料比较线型结构、体型结构高分子材料比较即时应用即时应用2.（2012芜湖高二检测）现有两种高聚物芜湖高二检测）现有两种高聚物A、B,A能溶于苯、四氯化碳等有机溶剂能溶于苯、四氯化碳
16、等有机溶剂,并并加热到确定温度下熔融成粘稠状的液体加热到确定温度下熔融成粘稠状的液体,B不不溶于任何溶剂溶于任何溶剂,加热不会变软或熔融加热不会变软或熔融,则下列则下列叙述中不正确的是叙述中不正确的是()A.高聚物高聚物A可能具有弹性可能具有弹性,而高聚物而高聚物B没有弹没有弹性性B.高聚物高聚物A确定是线型高分子材料确定是线型高分子材料C.高聚物高聚物A确定是体型高分子材料确定是体型高分子材料D.高聚物高聚物B确定是体型高分子材料确定是体型高分子材料解析：选解析：选C。A具有热塑性具有热塑性,应是线型结构应是线型结构,因而因而A可能有弹性和确定的溶解性；可能有弹性和确定的溶解性；B具有具有热
17、固性热固性,应是体型结构应是体型结构,没有弹性没有弹性,一般也不一般也不溶解于溶剂。溶解于溶剂。功能高分子材料与复合材料功能高分子材料与复合材料 探究导引探究导引3什么是功能高分子材料？什么是功能高分子材料？提提示示:功功能能高高分分子子材材料料包包括括具具有有新新型型骨骨架架结结构构的的高高分分子子材材料料,还还包包括括在在合合成成高高分分子子的的主主链链或或支支链链上上引引入入某某种种功功能能原原子子团团,使使其其显显示示出出在在光光、电电、磁磁、声声、热热、化化学学、生生物物、医医学等方面的特殊功能。学等方面的特殊功能。要点归纳要点归纳功能高分子材料与复合材料比较功能高分子材料与复合材料
18、比较即时应用即时应用3.“耐高温长寿命抗氧化陶瓷复合材料应用耐高温长寿命抗氧化陶瓷复合材料应用技术技术”曾获国家技术独创一等奖。该复合材曾获国家技术独创一等奖。该复合材料的强度比钢还大料的强度比钢还大,在航空航天器中用来替在航空航天器中用来替代金属材料代金属材料,可节约可节约20%30%的燃料。下的燃料。下列关于该材料的叙述中不正确的是列关于该材料的叙述中不正确的是()A.该材料属于新型无机非金属材料该材料属于新型无机非金属材料B.该材料的化学性质特别稳定该材料的化学性质特别稳定C.与金属一样有较好的传热性能与金属一样有较好的传热性能D.可以替代金属作耐高温结构材料可以替代金属作耐高温结构材料
19、解析：选解析：选C。该物质为陶瓷复合材料。该物质为陶瓷复合材料,是热的是热的不良导体不良导体,选项选项C不正确。它是新型的无机非不正确。它是新型的无机非金属材料金属材料,具有化学性质稳定、耐高温、耐具有化学性质稳定、耐高温、耐腐蚀等优点。腐蚀等优点。题型探究技法归纳题型探究技法归纳由高分子化合物找单体由高分子化合物找单体例例例例1 1 (2012开封高二开封高二检测检测)合成合成结结构构简简式式为为：的高聚物，其的高聚物，其单单体是体是()苯苯乙乙烯烯丁丁烯烯丁丁二二烯烯丙丙炔炔乙乙烯烯A BC D【思路点【思路点拨拨】解答此】解答此题题留意以下两点：留意以下两点：(1)要要推推断断高高聚聚物
20、物的的单单体体，首首先先要要推推断断高高聚聚物物是加聚是加聚产产物物还还是是缩缩聚聚产产物。物。(2)推推断断高高聚聚物物所所属属类类别别的的方方法法是是看看链链节节的的结结构构。若若结结构构中中在在主主链链中中只只有有碳碳链链，则则是是加加聚聚产产物；若物；若结结构中含有其他的基构中含有其他的基团团(如如 等等)，则则是是缩缩聚聚产产物。物。【解析】依据加聚产物找单体的方法：有【解析】依据加聚产物找单体的方法：有双键，四个碳，然后两个两个断下来，所以双键，四个碳，然后两个两个断下来，所以单体有单体有CH2=CH2、CH2CH=CHCH2。【答案】【答案】C 下列材料中属于功能高分子材料的下列
21、材料中属于功能高分子材料的是是()高分子膜高分子膜生物高分子材料生物高分子材料隐身材隐身材料料液晶高分子材料液晶高分子材料光敏高分子材料光敏高分子材料智能高分子材料智能高分子材料A BC D全部全部功能高分子材料功能高分子材料例例例例2 2【解析】既有【解析】既有传统传统高分子材料的机械性高分子材料的机械性能能，又又有有某某些些特特殊殊功功能能的的高高分分子子材材料料都都属属于于功能高分子材料。功能高分子材料。【答案】【答案】D 下列物质不属于复合材料的是下列物质不属于复合材料的是()A碳化硅纤维碳化硅纤维 B生物陶瓷生物陶瓷C钢化玻璃钢化玻璃 D氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷复合材料复合材料 例例例例
22、3 3【解析】复合材料具备的特征是：能够承【解析】复合材料具备的特征是：能够承受高温、高强度，具备电学、光学特性，具受高温、高强度，具备电学、光学特性，具有生物功能。而传统的非金属材料主要是指有生物功能。而传统的非金属材料主要是指以硅酸盐为原料而制备的材料，如水泥、玻以硅酸盐为原料而制备的材料，如水泥、玻璃、传统陶瓷等。选项璃、传统陶瓷等。选项C中的钢化玻璃跟一中的钢化玻璃跟一般玻璃的成分是一样的，只是制作工艺稍有般玻璃的成分是一样的，只是制作工艺稍有差别，钢化玻璃是将玻璃熔融体经过急速冷差别，钢化玻璃是将玻璃熔融体经过急速冷却而制得的。却而制得的。【答案】【答案】C课堂达标即时巩固课堂达标即
23、时巩固热点示例思维拓展热点示例思维拓展经典案例经典案例运用某些高分子材料给环境造成运用某些高分子材料给环境造成“白色污染白色污染”，后果严峻。最近探讨的一些，后果严峻。最近探讨的一些可分解性塑料有良好的生物适应性和分解性，可分解性塑料有良好的生物适应性和分解性，能自然腐烂分解。如：能自然腐烂分解。如：已知已知3HB的单体叫的单体叫3羟基丁酸，则羟基丁酸，则(1)4HB的单体名称是的单体名称是_；3HV的的单体名称是单体名称是_。(2)两分子两分子3HV的单体脱水时，生成的环酯的单体脱水时，生成的环酯的结构简式是的结构简式是_。【解析】已知信息【解析】已知信息3HB的单体叫的单体叫3羟基丁羟基丁酸，可以简洁推知酸，可以简洁推知4HB的单体名称是的单体名称是4羟基羟基丁酸。结合缩聚物找单体的断键规律，分别丁酸。结合缩聚物找单体的断键规律，分别补充氢或者羟基，找到二者的单体验证之，补充氢或者羟基，找到二者的单体验证之，数字数字3或或4表示的是官能团羟基的位置。它们表示的是官能团羟基的位置。它们都是含有羟基和羧基的双官能团化合物，两都是含有羟基和羧基的双官能团化合物，两分子分子3HV的单体脱水时，明显能生成环酯。的单体脱水时，明显能生成环酯。【答案】【答案】(1)4羟基丁酸羟基丁酸3羟基戊酸羟基戊酸