6.3 合成高分子化合物（教学设计）-【中职专用】高中化学同步精品课堂（高教版2023·通用类）

主题六 常见生物分子及合成高分子化合物 第三节 合成高分子化合物 教案（教学设计） 一．课程标准 认识塑料、合成纤维和合成橡胶等高分子化合物的结构特点和主要性能，了解新型合成高 分子化合物的优异性能，了解它们在生产、生活中的重要应用。 二．教学目标 1.通过了解高分子化合物的结构特点，理解高分子化合物的组成和分类；通过开展高分子化合物化学性质的探究实验，认识高分子化合物的特殊性质，构建结构和性质之间的关系，发展宏观辨识与微观探析等化学学科核心素养。 2.通过观察不同塑料性能探究实验的实验现象，认识塑料的特殊性质；通过了解合成纤维和橡胶的分类和特性，体会合成纤维及橡胶制品在生产生活中的广泛用途；通过观察塑料、合成纤维和橡胶的性质实验现象，系统掌握高分子化合物的结构和性质，形成全面看待问题的哲学观，发展现象观察与规律认知等化学学科核心素养。 3.通过了解新型高分子材料给人类提供的巨大便利，体会化学对社会发展和人类生产、生活做出的重大贡献；通过了解我国科学家在新型高分子材料领域研发的新型薄膜材料和航空航天用材料，感受化学在国防、科技、日常生活诸领域的重要作用，树立科技自信和文化自信，发展科学态度与社会责任等化学学科核心素养。 三．教学过程 【导入新课】 2008年9月25日，神舟七号一飞冲天，我国宇航员手持五星红旗、身着印有国旗的太空服出舱作业，实现了中国历史上第一次太空漫步。你知道这套洁白的太空服应用了多少种特殊的合成高分子材料吗？ 神州七号航天员出舱作业 【新课讲授】 一.认识高分子化合物 1.高分子化合物的结构特点 高分子化合物简称高分子，也称为高聚物或聚合物，是相对分子质量高达104～106的化合物。 高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但是它们的化学组成和分子构造并不复杂，都是由特定的结构单元通过共价键经多次重复连接而成的。 如聚乙烯 是由结构单元重复连接而成。其中n表示结构单元重复的次数。 高分子化合物的分类方法主要有： （1）按照来源分类——天然高分子和合成高分子 （2）按照主链结构分类——碳链高分子、杂链高分子和元素高分子 （3）按照性能和用途分类——塑料、橡胶和纤维 （4）按照分子链结构分类——线形高分子、支链形高分子和体形高分子 2.高分子化合物的基本特性 二.用途广泛的高分子材料 合成高分子材料通常分为通用高分子材料、功能高分子材料和复合高分子材料。通用高分子材料主要包括应用最为广泛的“三大合成材料”——塑料、合成纤维和合成橡胶，以及离子交换树脂、油漆涂料、高分子黏合剂等。 1．塑料 (1)成分 主要成分是合成树脂，辅助成分是各种加工助剂。 (2)分类 ①热塑性塑料：可以反复加热熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。 ②热固性塑料：不能加热熔融，只能一次成型，如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。 (3)常见的塑料 ①聚乙烯 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 合成条件 较高压力、较高温度、引发剂 较低压力、较低温度、催化剂 高分子链的结构 含有较多支链 支链较少 高分子链 较短 较长 相对分子质量 较低 较高 密度 较低 较高 软化温度 较低 较高 用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等 2．合成纤维 (1)纤维的分类 纤维 (2)合成纤维的性能 合成纤维的优点是强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等，但在吸湿性、透气性等方面不如天然纤维。合成纤维中维纶具有较好的吸湿性，被称为“人造棉花”。 (3)常见的合成纤维 ①聚酯纤维——涤纶 合成纤维中目前产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。其合成反应为 ＋nHOCH2CH2OH ＋(2n－1)H2O 。 涤纶是应用最广泛的合成纤维品种，大量用于服装与床上用品、各种装饰布料、国防军工特殊织物以及工业用纤维制品等。 ②聚酰胺纤维 聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66或尼龙66)不溶于普通溶剂，耐磨，强度高，是由H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH合成的，其合成反应如下： nH2N—(CH2)6—NH2＋nHOOC(CH2)4COOH＋(2n－1)H2O。 3．合成橡胶 (1)橡胶的分类 橡胶 (2)常见的橡胶 ①顺丁橡胶是以1,3-丁二烯为原料，在催化剂作用下，通过加聚反应，得到以顺式结构为主的聚1,3-丁二烯。化学方程式为 nCH2==CH—CH==CH2。 ②天然橡胶是异戊二烯的顺式聚合物，写出异戊二烯和天然橡胶的结构简式： 和。 三．功能高分子材料 1．定义 具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 例如，高分子催化剂；各种滤膜；磁性高分子；形状记忆高分子；高吸水性材料；医用高分子材料；高分子药物等。 2．高吸水性树脂 (1)结构特点 ①含有强亲水性原子团(—OH)的支链；②具有网状结构。 (2)合成方法 ①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在淀粉或纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链，可以提高它们的吸水能力。例如，淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生反应，生成以淀粉为主链的接枝共聚物。为防止此共聚物溶于水，还需在交联剂作用下生成网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂。 ②用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物。例如，在丙烯酸钠中加入少量交联剂，再在一定条件下发生聚合，可得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。 这两种方法有一个共同特点，都要在反应中加入少量交联剂，让线型结构变为网状结构。 (3)应用 可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤；可用于婴幼儿使用的纸尿裤。 3．高分子分离膜 (1)分离原理 只允许水及一些小分子物质通过，其余物质被截留在膜的另一侧，称为浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 (2)分类 根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 (3)制作材料 主要是有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 (4)应用 海水淡化和饮用水的制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。 四．课堂小结 五．板书设计 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$