第5章 第2节 高分子材料-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修3教师用书word（人教版 多选版）

本高中化学讲义聚焦高分子材料，系统梳理通用高分子材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）的组成结构与性能关系，以及功能高分子材料的分类和应用，通过结构决定性质的逻辑构建知识支架，如线型与网状结构对热塑性、热固性的影响，聚乙烯支链差异与用途的关联。 资料以实验探究（如酚醛树脂合成）和对比分析（三类高分子结构性质比较）为特色，强化科学探究与实践，通过结构决定性质的化学观念培养科学思维。课中实验与表格辅助理解，课后题点训练与归纳拓展助力学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第二节　高分子材料 学习目标 重点难点 1.了解高分子化合物结构与性能之间的关系。 2.了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途。 3.知道功能高分子材料的分类,能举例说明其在生产生活、高新技术领域中的应用。 重点 三大合成材料的组成和结构特点。 难点 功能高分子的结构对性能的影响。 新知探究(一)——通用高分子材料 (一)高分子材料的分类 (二)通用高分子材料 1.塑料 成 分 主要成分是合成树脂 为了适应工农业生产和人们生活的各种要求,需要加入各种加工助剂 分 类 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制品 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制品 2.常见的塑料 (1)聚乙烯 ①分类 ②比较 比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 高分子链的结构 含有较多支链 支链较少 密度 相对较低 相对较高 软化温度 相对较低 相对较高 主要性能 无毒,较柔软 无毒,较硬 主要用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等 (2)酚醛树脂 ①概念 酚醛树脂是酚与醛在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。 ②实验探究——酚醛树脂的合成反应 实验 操作 实验 现象 混合溶液变浑浊,生成黏稠粉红色物质 混合溶液变浑浊,生成黏稠淡黄色物质 实验 结论 苯酚与甲醛在酸或碱作用下均可发生缩聚反应生成树脂 ③酸性、碱性条件对酚醛树脂结构的影响 a.在酸催化下,等物质的量的苯酚与甲醛反应,苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚,然后羟甲基苯酚之间脱水缩合成线型结构的高分子,其反应为+　;n+(n-1)H2O。 b.在碱催化下,苯酚与过量的甲醛反应,生成羟甲基苯酚的同时,还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等,继续反应生成网状结构的酚醛树脂。 ④酚醛树脂的性质及用途 具有网状结构的酚醛树脂受热后不能软化或熔融,也不溶于一般溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。 　　[微点拨]　苯酚与甲醛发生缩聚反应的方程式可表示为n+nHCHO+(n-1)H2O。 3.合成纤维 (1)纤维的分类 纤维 再生 纤维 以木材、秸秆等农副产品为原料,经加工处理得到。如黏胶纤维 合成 纤维 以石油、天然气、煤、农副产品为原料,将其转化为单体,再经过聚合反应得到。如“六纶”:锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶、丙纶 (2)常见的合成纤维 ①聚酯纤维——涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维),制备原理: +nHOCH2CH2OH。 ②聚酰胺纤维——锦纶66、尼龙66(聚己二酰己二胺纤维),制备原理: nH2N(CH2)6NH2++(2n-1)H2O。 4.合成橡胶 (1)橡胶的分类 (2)性能及用途 合成橡胶与天然橡胶相比,具有高弹性,在绝缘性、耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀方面有着其独特的优势,广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。 (3)常见的橡胶——顺丁橡胶 ①合成原理: 。 ②结构特点:呈线型结构,分子链较柔软,性能较差。 ③改进措施:将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的双键打开,以二硫键(—S—S—)等把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,这一加工过程称为橡胶的硫化。 a.优点:橡胶硫化后,具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造轮胎。 b.注意:硫化交联的程度不宜过大,否则会使橡胶失去弹性。 　　[微点拨]　由于橡胶链节中含有,易发生加成和氧化反应,故卤水、强氧化剂、酸性物质、有机溶剂等试剂瓶不能用橡胶塞。 [题点多维训练] 1．下列有关高分子材料的表述不正确的是(　　) A．用纯净的乙烯合成的聚乙烯是纯净物 B．塑料、合成纤维、合成橡胶等都是合成高分子材料 C．棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶等属于天然高分子材料 D．线型结构的橡胶弹性好，但强度差，硫化橡胶具有网状结构，强度和韧性好 解析：选A　聚乙烯是高分子，是混合物，故A错误。 2.酚醛树脂是用酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。如图是实验室制取酚醛树脂的装置图(该实验所用催化剂为浓盐酸)。下列说法错误的是 (　　) A.装置中长玻璃导管的作用之一是冷凝回流 B.试管中发生的反应是 n C.待制备实验结束后,取出试管,冷却至室温,加入适量乙醇,并加热,沉淀溶解,说明酸性条件下制得的酚醛树脂为网状结构 D.实验完毕后,若试管用水不易洗涤,可以加入少量乙醇浸泡几分钟,然后洗净 解析:选C　苯酚与甲醛在酸催化下反应生成的酚醛树脂是线型结构,在碱催化下反应生成的酚醛树脂是网状结构,C错误。 3．下列说法正确的是(　　) A．合成纤维和再生纤维统称为化学纤维 B．生活中常见的尼龙绳、宣纸、羊绒衫等的原料都属于合成纤维 C．锦纶丝接近火焰时先卷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末 D．制作航天服的聚酯纤维属于天然高分子材料 解析：选A　制造尼龙绳的尼龙属于合成纤维，而宣纸、羊绒衫的原料为天然纤维，B错误；锦纶(即尼龙)属于合成纤维，燃烧时没有烧焦羽毛的气味，C错误；聚酯纤维属于合成高分子材料，D错误。 4.橡胶树是热带植物,在我国海南已大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构简式为。 试回答下列问题: (1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是 　 　　　　　　　　　　　,天然橡胶加入适当的硫进行硫化后,其结构由　　　　变成　　　　,因而硫化橡胶　　　(填“能”或“不能”)溶于汽油。  (2)天然橡胶的单体是一种无色液体,将该无色液体加入溴水中,溴水　　　(填“能”或“不能”)褪色。  答案:(1)天然橡胶是线型结构　线型结构 网状结构　不能　(2)能 |归纳拓展|三类高分子比较 结构 结构特点 性质特点 线型 没有支链的长链分子,且大多数呈卷曲状 受热后熔化,冷却后固化,具有热塑性 支链型 主链上有长支链和短支链,分子排列松散,分子间作用力弱 柔软度和溶解度较线型高分子的大,密度、强度和软化温度低于线型高分子 网状 线型或支链型高分子以化学键交联,形成网状结构 柔软度降低,刚性提高,不能熔融,在溶剂中会发生溶胀,但不能溶解,具有热固性 新知探究(二)——功能高分子材料 1.常见功能高分子材料 材料 应用 高分子催化剂 用于化学反应,用于分离纯化的各种滤膜 磁性高分子 用于信息储存 形状记忆高分子 用于传感器 高吸水性材料 用于吸水保水 医用高分子材料 替代人体器官、组织 高分子药物 用于药物缓释 2.高吸水性树脂 (1)应用:可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。可以用于婴幼儿纸尿裤等。 (2)合成思路:一是改造纤维素或淀粉分子,接入强亲水基团;二是合成新的带有强亲水基团的高分子。 (3)淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在淀粉或纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链,提高吸水性能。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。 (4)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,然后发生聚合反应,得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。聚丙烯酸钠的结构简式为。 3.高分子分离膜 (1)功能: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: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。 (4)应用:海水淡化和饮用水的制取,以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)丙烯酸钠是高吸水性树脂的主要成分 (×) (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 (×) (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 (√) (4)高分子分离膜用于污水、工业废水处理和海水淡化等 (√) (5)高吸水性树脂在吸水后呈凝胶状,具有较好的保水能力 (√) 2．下列物质不属于功能高分子材料的是(　　) A．高分子分离膜 B．高分子药物 C．高分子催化剂 D．有机玻璃 解析：选D　有机玻璃不具备功能高分子材料所具有的特殊功能，因而不属于功能高分子材料。 3.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 解析:选B　碳碳双键发生加聚反应形成线状结构,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,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,C错误;α⁃氰基丙烯酸酯可通过吸收空气中或被粘物表面上的湿气,发生阴离子聚合实现固化,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $