第五章 第二节 第2课时 功能高分子材料-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件PPT（人教版，单选）

该高中化学课件聚焦功能高分子材料，核心涵盖高吸水性树脂（合成方法、应用、实验探究）和高分子分离膜（分离原理、分类、应用），通过生活实例（尿不湿、海水淡化）导入，衔接通用高分子材料知识，以任务驱动搭建从原理到应用的学习支架。 其亮点是融合科学探究与实践、科学思维素养，通过高吸水性树脂与餐巾纸吸水对比实验（吸水质量83.82g vs 10g）培养实证能力，结合网状结构分析（亲水基团与交联作用）发展模型认知，联系农业抗旱、医疗透析等应用强化科学态度与责任。丰富的学业应用和测评题助学生巩固知识，也为教师提供系统教学资源。

第2课时　功能高分子材料 　 第五章　第二节　高分子材料 1．了解功能高分子材料的含义及其在实际应用上的意义。　 2．能参与材料选择与使用、垃圾处理等社会性议题的讨论，并作出科学的判 断、评价决策。 学习目标 任务一　高吸水性树脂 1 任务二　高分子分离膜 2 随堂演练 3 内容索引 课时测评 4 任务一　高吸水性树脂 返回 新知构建 1.功能高分子材料 (1)概念：具有某些特殊______、______及__________的高分子材料。 (2)常见功能高分子材料：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。 化学 物理 医学功能 2.高吸水性树脂 (1)合成方法 ①改造淀粉或纤维素分子，接入________基团。   a.常见的强亲水基团：______、______、______、______等。 b.改造后的树脂具有强大的____________能力，而且可__________。 强亲水 羟基 羧基 醛基 氨基 吸水和保水 生物降解 ②合成新的带有强亲水基团的高分子。 如： 合成的网状结构的树脂可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力____，还能耐一定的挤压作用。 强 (2)应用 在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。 (3)实验探究——高吸水性树脂的吸水性能 ①问题：高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别有多大？ ②现象及数据处理： 吸水材料 高吸水性树脂 (尿不湿) 一般吸水材料 (餐巾纸) 吸水前质量m1/g 1.00 1.00 吸水现象 呈凝胶状，有较好的保水能力 吸水后变形程度小，保水能力较差 吸水后质量m2/g 84.82 11.00 吸水率 (m2－m1)/m1 _______(吸水性____) ____(吸水性____) 83.82 强 10 差 实验结论：其他条件相同时，高吸水性树脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的____。 强 (1)为什么高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别这么大？ 提示：绝大多数高吸水性树脂的主链或接枝侧链上含有羧基、羟基等强亲水性基团。 (2)为什么高吸水性树脂能吸水而又不溶于水？ 提示：高吸水性树脂分子中含有强吸水性基团和一定的网状结构(具有一定的交联度)。利用分子中大量的亲水基团与水分子之间产生氢键等作用吸收水分子，并且通过网状结构将水分子束缚在高分子网格中，形成溶胀的凝胶体。这种凝胶体的保水能力很强，在一定压力下也不易失水。 交流研讨 学以致用 1.下列材料中属于功能高分子材料的是 ①高分子膜　②生物高分子材料　③隐身材料 ④液晶高分子材料　 ⑤光敏高分子材料　⑥智能高分子材料 A.①②⑤ B.②④⑤⑥ C.③④⑤ D.全部 √ 2.下列合成纤维中吸水性最好的是 A.聚酰胺纤维 B.聚酯纤维 C.聚乙烯醇纤维 D.聚丙烯纤维 √ 四个选项中，聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维中不含羟基，聚乙烯醇纤维中含有醇羟基，吸水性最好，故C正确。 3.现有一种为婴儿特制的新型尿布——“尿不湿”，这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保水的物质，根据你的推测，这种特殊物质的结构可能是 A. 　B. C. 　D. CCl2—CCl2 √ “尿不湿”的材料应是亲水但不溶于水的物质，选项中只有 中的—OH属于亲水基而其自身属于高分子化合物，不溶于水。 返回 任务二　高分子分离膜 返回 新知构建 1.分离原理 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 2.分类 (1)根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和__________等。 (2)根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、___________等。 3.应用 高分子分离膜已广泛用于__________和______________，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。 反渗透膜 聚四氟乙烯 海水淡化 饮用水的制取 交流研讨 在橡胶工业中，天然橡胶与合成橡胶一般都要经过硫化工艺，将橡胶的线型结构转变为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入少量交联剂，以得到具有网状结构的树脂。思考为什么要将橡胶和高吸水性树脂转变为网状结构。 提示：橡胶工业将线型结构连接成网状结构是为了增加橡胶的强度。高吸水性树脂加交联剂将线型结构连接成网状结构，是为了使其既具有吸水性而又不溶于水，且耐挤压。 学以致用 1.正误判断 (1)丙烯酸钠是高吸水性树脂的主要成分。 提示：×　 (2)由淀粉等物质制取网状结构的淀粉是为了增强其稳定性。 提示：×　 (3)功能高分子材料具有传统高分子材料的机械性能和某些特殊功能。 提示：√ (4)高分子分离膜用于污水、工业废水处理和海水淡化等。 提示：√ (5)高吸水性树脂在吸水后呈凝胶状，具有较好的保水能力。 提示：√　 2.下列各选项中，对相应高分子材料的类型、功能的说法均正确的是 选项 高分子材料 类型 功能 A 黏合剂 功能高分子材料 黏合作用 B 涂料 功能高分子材料 保护作用 C 离子交换树脂 功能高分子材料 分离和提纯 D 聚乙烯醇 功能高分子材料 制人工心脏 √ 黏合剂和涂料均属于通用高分子材料，A、B错误；离子交换树脂属于功能高分子材料，主要用于硬水软化、海水淡化以及物质的分离和提纯，C正确。聚乙烯醇主要用于制作纸尿裤，D错误。 3.(2024·湖北浠水高二期末)全氟磺酸质子交换膜广泛用于酸性氢氧燃料电池。其传导质子的原理示意图如图。电池放电时，—SO3H脱出H＋，生成的—S会吸引邻近水分子中的H，在电场的驱动下，H＋以水分子为载体在膜中沿“氢键链”迅速转移，达到选择透过的效果。下列说法错误的是 A.该全氟磺酸质子膜单体可能是CF2CF2和CF2CF—SO3H B.—SO3H的酸性强弱和膜的湿润程度均对该质子膜的导电性有显著影响 C.若将全氟代物主链改为烃链，则该膜稳 定性下降，但导电性能更好 D.电池工作时，若负极有D2放电，停止工 作时，质子膜中可能检测出含—SO3D √ 根据全氟磺酸质子膜高分子材料结构推断单体可能是CF2CF2和CF2CF—SO3H，故A正确；根据题干信息，电池放电时，—SO3H脱出H＋，生成的—会吸引邻近水分子中的H＋，在电场的驱动下，H＋以水分子为载体在膜中沿“氢键链”迅速转移，可知—SO3H的酸性强弱和膜的湿润程度均对该质子膜的导电性有显著影响，故B正确；F原子的电负性比较大，是吸电子基团，导致—SO3H附近的电子云密度减小，而H＋带正电， —SO3H附近的电子云密度减小后与带正电的H＋结合不紧密，变得更容易电离，所以稳定性下降，导电性能更好，若将全氟代物主链改为烃链，则该膜稳定性提高，但导电性能减弱，故C错误；根据该燃料电池工作原理可知，当负极有D2放电，停止工作时，质子膜中可能检测出含—SO3D，故D正确。 返回 随堂演练 返回 √ 1.化学与生活息息相关，下列物质属于功能高分子材料的是 A.聚丙烯酸钠 B.聚酯纤维 C.酚醛树脂 D.合成橡胶 功能高分子是一类以基本合成材料为原料、在其中添加一些特殊的物质或经过特殊处理后具有特殊功能的高分子材料。聚丙烯酸钠是新型的高分子材料，属于功能高分子材料，故A正确；聚酯纤维属于通用高分子材料，不属于功能高分子材料，故B错误；酚醛树脂属于通用高分子材料，不属于功能高分子材料，故C错误；合成橡胶属于通用有机高分子材料，不属于功能高分子材料，故D错误；故选A。 √ 2.(2024·辽宁本溪高二期末)高分子材料在各个领域中得到广泛应用，下列说法错误的是 A.顺丁橡胶是由1，3－丁二烯通过加聚反应制得的 B.低密度聚乙烯含有较少支链，密度和软化温度较低 C.壳聚糖具有生物可降解性，可制成药物载体和手术缝合线 D.高分子分离膜可广泛用于饮用水制取、药物提纯和血液透析等领域 顺丁橡胶是由1，3－丁二烯过加聚反应制得的，故A正确；低密度聚乙烯含有较多支链，密度和软化温度较低，故B错误；壳聚糖具有生物可降解性，降解后可被人体吸收，因此可制成药物载体和手术缝合线，故C正确；高分子分离膜具有选择透过性，可广泛用于饮用水制取、药物提纯和血液透析等领域，故D正确。 √ 3.(2024·河南开封高二期末)材料在国民经济发展中发挥着重要作用。下列有关说法错误的是 A.隐形眼镜的材料 具有良好的亲水性 B.尼龙66 可经加聚反应制备 C.隐形飞机的微波吸收材料 CHCH 的单体能使溴的四氯化碳溶液褪色 D.防弹衣的主要材料 分子内含有酰胺基 隐形眼镜的材料的分子中含有大量羟基，因此具有良好的亲水性，A正确；根据尼龙66的结构简式可知其可由HOOC(CH2)4COOH和H2N(CH2)6NH2通过缩聚反应制得，B错误；隐形飞机的微波吸收材料的单体是CH≡CH，能与溴发生加成反应，故能使溴的四氯化碳溶液褪色，C正确；防弹衣的主要材料的分子中含有酰胺基，D正确。 4.科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿司匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿司匹林的结构简式如下： 请回答下列问题： (1)高分子载体的结构简式为________________。 (2)阿司匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是___________________ _______。 (3)缓 释 长 效 阿 司 匹 林 在 肠 胃 中 变 为 阿 司 匹 林 的 化 学 方 程式是 ________________________________________________________________ ___________________________________。 酯化反应(或取代 反应) (其他合理答案也可) 本题的关键信息是“通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上”，观察高聚物结构可以把缓释长效阿司匹林分为三部分：①高分子载体；②阿司匹林；③作为桥梁的乙二醇。缓释长效阿司匹林在肠胃中变为阿司匹林的反应，属于水解反应。 返回 课时测评 返回 √ 题点一　功能高分子材料 1.(2024·宁夏银川高二期末)下列材料中属于功能高分子材料的是 ①有机玻璃　②合成橡胶　③高分子分离膜　④生物高分子材料　⑤隐身材料　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①③④⑥⑧　 B.只有②④⑥⑦⑧ C.只有③④⑤⑥⑦⑧　 D.全部都是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ①有机玻璃属于通用高分子材料中的塑料，不属于功能高分子材料；②合成橡胶属于通用高分子材料，不属于功能高分子材料；③高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜，属于功能高分子材料；④生物高分子材料是一种储氢材料，属于功能高分子材料；⑤隐身材料，可以降低被探测率，提高自身的生存率，具有很好的物理功能，属于功能高分子材料；⑥液晶高分子材料具有高弹性，粘滞性和流变性，可以满足多种需求，属于功能高分子材料；⑦光敏高分子材料属于功能高分子材料；⑧智能高分子材料是通过有机和合成的方法，使无生命的有机材料变得似乎有了“感觉”和“知觉”，属于功能高分子材料，故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 2.手术缝合线、人造器官等人体用的功能高分子要求无毒且与人体有较好的相容性。根据有关化合物的性质及生物学知识可知，下列高分子不宜用作手术缝合线或人造器官材料的是 A.聚乳酸 B.聚氨酯 C.氯纶 D.聚乙烯醇 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，A不选；聚氨酯具有优良的生物相容性，逐渐被广泛用作生物医用材料，可用于人工心脏起搏器、人工血管等，B不选；氯纶的分子中含有大量的氯原子，所以在使用过程中会逐渐释放出含氯的有毒物质，对人体有害，不能作手术缝合线或人造器官材料，C选；聚乙烯醇无毒，对人体皮肤无刺激性，可作手术缝合线等，D不选。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 3.(2024·石家庄高二期末)高分子材料在各个领域中得到广泛应用。下列说法不正确的是 A.聚乳酸可用于制造医用材料 B.聚丙烯酰胺可发生水解反应 C.强吸水材料聚丙烯酸钠可由丙烯酸钠通过加聚反应合成 D.橡胶硫化程度越高，强度和弹性一定越大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性，可以用于制造手术缝合线、药物缓释材料等医用材料，A正确；聚丙烯酰胺中含有酰胺基，可发生水解反应，B正确；丙烯酸钠分子中含有碳碳双键，故强吸水材料聚丙烯酸钠可由丙烯酸钠通过加聚反应合成，C正确；天然橡胶硫化后转变为网状结构，硫化程度越高，强度越大，弹性越差，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 4.高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是 A.分离工业废水，回收废液中的有用成分 B.食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒 C.将化学能转换成电能，将热能转换成电能 D.海水淡化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 5.下列关于功能高分子材料的说法不正确的是 A.在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能 B.对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接入含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力 C.以带有强亲水性原子团的化合物为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性高聚物，在反应中加入交联剂，得到链状的树脂 D.功能高分子材料的优异性能在通信、交通、航空航天、医疗、医药等许多领域发挥了重要作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 以带有强亲水性原子团的化合物为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性高聚物，在反应中加入交联剂，得到网状结构的树脂，具有较高的强度、韧性及化学稳定性，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 题点二　特殊功能高分子材料 6.角膜接触镜俗称隐形眼镜，其性能要有良好的透气性和亲水性，目前大量使用的软性隐形眼镜常用材料是 A.聚乙烯 B.聚氯乙烯 C. D. √ 制作隐形眼镜的材料是一种高分子材料，该材料具有透气性和亲水性，其高聚物链节上有亲水基团，如—OH。B项链节中含—Cl，D项高聚物 链节中含 ，都不是亲水基团，只有C项符合。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 7.用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术，这种塑料骨钉不仅具有相当高的强度，而且可在人体内水解，使骨科病人免遭拔钉的痛苦。合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应，也能在浓硫酸条件下形成环酯。则合成这种塑料骨钉的原料是 A.CH2===CH—CH2Cl B.CH2 === CH—COOH C.CH3—CH(OH)—COOH D.H2N—CH2—COOH 能与强碱反应则分子中应含有羧基或酚羟基；在浓硫酸条件下能形成环酯，则分子中同时含有—OH和—COOH，故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 8.医用胶能够在常温、常压下发生加聚反应，快速黏合伤口，且黏合部位牢固，它的结构中含有α－氰基丙烯酸酯(结构如图所示)。下列关于医用胶的说法正确的是 A.碳碳双键发生加聚反应使医用胶形成网状结构 B.氰基和酯基使碳碳双键活化，更易发生加聚反应 C.医用胶中含有极性基团，故水溶性很好 D.医用胶与皮肤黏合牢固只靠氰基与蛋白质分子间形成的氢键 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 碳碳双键发生加聚反应形成线型结构，故A错误；氰基和酯基使碳碳双键的极性增大，更容易断键发生加聚反应，故B正确；该医用胶中的氰基和酯基具有强极性，但其形成的聚合物更易溶于有机溶剂，故C错误；氰基中的N原子能够与蛋白质分子中的氨基氢和羧基氢形成氢键，从而表现出强黏合性，但不是唯一原因，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 9.下列说法中，不正确的是 A.高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩果汁、乳制品加工等 B.高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤 C.导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料 D.合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等，A项正确；高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，B项正确；导电塑料是将树脂和导电物质混合，用塑料的加工方式进行加工的功能高分子材料，主要应用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域，C项正确；医用高分子材料归属于功能高分子材料，它们都无毒，具有良好的生物相容性和稳定性，有足够的机械强度等特点，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 10.研究物质结构，可以帮助人们开发新型材料。下列哪项不属于新型材料 A.信息材料　 B.光导纤维 C.纳米材料　 D.可降解高分子材料 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 信息材料是为实现信息探测、传输、存储、显示和处理等功能使用的材料，属于功能材料，是研究物质结构开发的新型材料，A不符合题意；光导纤维的主要成分是SiO2，不是研究物质结构开发的新型材料，B符合题意；纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(1－100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料，是研究物质结构开发的新型材料，C不符合题意；可降解高分子材料是在一段时间内，在热力学和动力学意义上均可降解的材料，可分为光降解材料、生物降解材料等，是研究物质结构开发的新型材料，D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时，都要加入交联剂。下列有关说法错误的是 A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构 B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度 C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸水又不溶于水 D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 加入交联剂将聚合物中的双键打开，把线型结构连接为网状结构，A正确；橡胶工业中将线型结构连接为网状结构得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶，因此是为了增强橡胶的强度，B正确；制备高吸水性树脂时可将线型结构连接为网状结构，这样做的目的是使它既吸水又不溶于水，C正确；顺丁橡胶和高吸水性树脂在制备过程中加入了交联剂后都形成了网状结构，都不溶于水，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12.硅橡胶是一种医用高分子材料，用于人造心脏、人造肌肉、人造皮肤等。它具有良好的生物相容性和稳定性，有足够的机械强度，而且易于加工、消毒。硅橡胶是一种耐高温橡胶，它是由二甲基二氯硅烷经过两步反应制得： n(CH3)2SiCl2→ → 其合成过程中涉及的反应类型分别是 ①水解反应　②加成反应　③加聚反应　④缩聚反应 A.①③　 B.①②　 C.②④　 D.①④ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由有机物的转化关系可知，一定条件下(CH3)2SiCl2发生水解反应生 成 ， 一定条件下发生缩聚反应生成 和小分子水，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.(8分)医用化学杂志曾报道，有一种功能高分子材料为聚乙交酯纤维材料C，用这种功能高分子材料制成的手术缝合线比天然高分子材料的肠线好。它的合成过程如下：   B是A合成C的中间体，它是由两分子A脱去两分子水形成的。 (1)写出由A合成C的化学方程式：__________________________________ ____________。 ＋(n－1)H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)写出由A制取B的化学方程式：___________________________________ _________。 ＋2H2O 由题给条件可知，B分子为环酯且具有对称结构。采用平均拆分法，可得A的结构简式为 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14.(16分)有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程图生产的。图中M(C3H4O)和A都可以发生银镜反应。N和M的分子中碳原子数目相等，A的烃基上一氯取代位置有三种。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 请回答下列问题： (1)写出物质的结构简式：A___________________，M_______________。 物质A的同类别的同分异构体为__________________。 (2)反应类型：X______________，Y____________。 CH3CH2CH2CHO CH2===CHCHO 加成反应 加聚反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3)写出下列反应的化学方程式。 ①N＋BD：__________________________________________________ _______________________________________； ②D高分子涂料：_____________________________________________ ______________________________。 CH2===CH—COOH＋CH3CH2CH2CH2OH CH2=== CH—COOCH2CH2CH2CH3＋H2O nCH2 === CH—COOCH2CH2CH2CH3 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 谢 谢 观 看 ！ 第 五 章 　 合 成 高 分 子 返回 $