5.2.1 通用高分子材料-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修3）

该高中化学课件聚焦通用高分子材料，系统讲解塑料、合成纤维、合成橡胶的组成、结构特点及应用。通过生活实例导入，以加聚和缩聚反应为学习支架，衔接微观结构与宏观性能的关系。 其亮点在于结合实验探究（如酚醛树脂在酸碱条件下的合成对比）和结构分析（线型、支链、网状结构对性能的影响），体现科学探究与实践和化学观念。融入STS内容（如聚氯乙烯食品包装安全性），帮助学生建立结构-性质-应用联系，教师可通过案例和练习提升教学效率。

高中化学人教版（2019）选择性必修3 第五章 合成高分子 第1课时 第二节 高分子材料 通用高分子材料 学习重难点 素养目标 重点 1.高分子材料的分类，如通用高分子材料（塑料、合成纤维、合成橡胶等）和功能高分子材料（高吸水性树脂、高分子分离膜等）的特点和应用。 2.常见高分子材料的结构特点，如聚乙烯、酚醛树脂等的分子结构，以及这些结构与材料性能之间的关系 。 难点 1.从微观角度理解高分子材料的结构复杂性。 2.设计并实施高分子合成实验，培养学生的科学探究能力，在实验过程中，学生需要掌握实验操作技能、数据处理方法以及对实验结果的分析和解释。 1、通过对通用高分子材料的学习，进一步巩固加聚反应和缩聚反应的认识思路，认识塑料、橡胶、合成纤维的组成和结构特点。 2、通过对比分析线型、支链和网状结构对材料性质的影响，了解高分子与有机小分子的主要不同之处。扩展并完善对有机化合物结构、性质和应用的认识。 3、通过不同条件下合成酚醛树脂的实验探究，进一步体会“化学反应是可以控制的”“条件不同产物不同”等化学观念。通过高分子材料吸水性能的对比实验，体会通过分析微观结构解释化学性质的思路，以及结构、性质和应用之间的关系。 4、体验功能导向的高分子材料合成的价值，了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域的应用。 这些生活中随处可见的材料，其实都属于“高分子材料”。它们不仅轻便、耐用，还广泛应用于各个领域。今天，我们就一起揭开高分子材料的神秘面纱，探索它们的结构、性能以及如何改变我们的生活！ 高分子材料 按用途和 性能分类 通用高分子材料 功能高分子材料 塑料 合成纤维 合成橡胶 粘合剂 涂料 高分子分离膜 导电高分子 医用高分子 高吸水性树脂 （1）塑料的成分 合成树脂——主要成分 塑料的成分 加工助剂 举例：增塑剂、热稳定剂、着色剂等 作用：改善塑料的性能 1.树脂是指未加工处理的聚合物，没有添加各种加工助剂，而塑料是由合成树脂及各种加工助剂组成的，塑料的主要成分是合成树脂。这两个名词有时也混用，因为有些塑料基本上是由合成树脂组成的，不含或含少量其他加工助剂，如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。 2.塑料的基本性能主要取决于树脂的性质，但加工助剂也起着重要作用。 着色剂 增塑剂 热稳定剂 【学习任务1】塑料 （2）塑料的种类 类型 特征 举例 热塑性塑料 可以反复加热熔融加工 聚乙烯、聚氯乙烯等 热固性塑料 不能加热熔融，只能一次成型 酚醛树脂、脲醛树脂等 聚乙烯 酚醛树脂 聚氯乙烯 可反复加热熔融 不能加热熔融，只能一次成型 长链状的线型结构 体型（网状）结构 2.常见的塑料 （1）聚乙烯 聚乙烯具有及其广泛的用途，按合成方法可分为高压法聚乙烯和低压法聚乙烯。高压法聚乙烯是在较高压力与较高温度，并在引发剂作用下，使乙烯发生加聚反应得到的，含有较多支链，密度和软化温度较低，属于低密度聚乙烯。低压法聚乙烯是在较低压力和温度下，用催化剂使乙烯发生加聚反应得到的，支链较少，密度和软化温度较高，属于高密度聚乙烯。 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 （1）聚乙烯 聚乙烯 按合成方法 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 支链较多，密度和软化温度较低 高温高压 引发剂 低密度聚乙烯 LDPE 无毒，较柔软 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 支链较少，密度和软化温度较高 低温低压 催化剂 高密度聚乙烯 HDPE 无毒，较硬 生产瓶、桶、板、管等 加热均融化 溶于某些溶剂 2.组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大。低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的结构相似，与高密度聚乙烯相比，低密度聚乙烯的高分子链较短，主链有较多长短不一的支链，因此高分子链之间的作用力较小，软化温度、密度都较低。 总结： 高压→低密度、低软化温度、较软→塑料薄膜、食品包装纸； 低压→高密度、高软化温度、较硬→瓶、桶、板、管等。 （2）聚乙烯的弹性 常温下聚乙烯分子链上的碳碳单键可以旋转 分子链常呈卷曲状态 卷曲的高分子链被拉直或部分被拉直 恢复卷曲状态 因此，一般的高分子材料都具有一定的弹性 （3）通过改进聚合反应的催化剂，现已得到超高相对分子质量的聚乙烯，其具有高强度和高耐磨性，使用温度范围广，耐化学腐蚀，可用于制造防弹服、防弹头盔、绳缆等。 【科学·技术·社会 】 聚氯乙烯薄膜能用于食品包装吗？ [ ]n n CH2 CH Cl 一定条件 CH2 CH Cl 聚氯乙烯本身较硬，需加入增塑剂，稳定剂等。室温下，增塑剂小分子会逐渐“逃逸”出来。，这些增塑剂小分子在室温下会逐渐“逃逸”出来，使柔软的塑料制品逐渐变硬；有的增塑剂还具有一定毒性。所以，不能用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜生产食品包装材料。 增塑剂 COO(CH2)3CH3 COO(CH2)3CH3 邻苯二甲酸二丁酯 COO(CH2)7CH3 COO(CH2)7CH3 邻苯二甲酸二辛酯 （2）酚醛树脂 酚醛树脂是酚（如苯酚或甲苯酚等）与醛（甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。 苯酚、甲醛 缩聚反应 酸 碱 线性结构酚醛树脂 网状结构酚醛树脂 【实验探究】酚醛树脂的制备和性质实验 （1）在大试管中加入2g苯酚、3ml质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸，在水浴中加热。当试管中反应物接近沸腾时，从水浴中取出试管，并用玻璃棒搅拌,观察产物的颜色和状态。 （2）在另一大试管中加入2g苯酚和3 mL质量分数为40%的甲醛溶液，置于水浴中加热片刻，稍加振荡后，加入0.5 mL浓氨水，在水浴中加热，注意与（1）中酸催化的聚合反应进行比较。 苯酚与甲醛在酸性加热条件下反应，溶液变浑浊，搅拌后冷却、混合物分层，倾去上层水，取下层白色固体，向其中加入乙醇，再水浴加热，白色固体溶解。 水浴加热 【实验现象】 苯酚与甲醛在碱性加热条件下反应，生成黄色粘稠状固体。 【实验结论】 苯酚与甲醛在酸或碱催化作用下，均可以发生缩聚反应生成树脂。 +乙醇, 加热 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相互脱水缩合成线型结构的高分子。 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，继续反应就可以生成网状结构的酚醛树脂。 通过以上学习，我们了解到合成高分子的结构大致可以分为三类：线型结构、支链型结构和网状结构，你能举例说明它们各自的特性吗? 结构 结构特点 性质特点 线型 支链型 网状 没有支链的长链分子，且大多数呈卷曲状 受热熔化，冷却后固化，具有热塑性 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 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 尿素（H2NCONH2）可以与甲醛发生反应，最终缩聚成具有线型或网状结构的脲醛树脂。脲醛树脂可用于生产木材黏合剂、生活器具和电器开关。 请写出尿素与甲醛反应得到线型聚合物的化学方程式。 H2N－C－NH2 O = H－C－H O = + n 2n H－O－CH2－NH－C－NH－CH2－OH O = n + (n-1)H2O （3）脲醛树脂 纤 维 化学纤维 再生纤维：利用天然高分子化合物，经过一系列的化学处理和机械加工而制得的纤维，也叫人造纤维。如粘胶纤维等 合成纤维：用石油、天然气、煤和农副产品等不含天然纤维的物质为原料加工制得单体，经聚合反应制成的纤维 天然纤维 植物纤维：如棉花、麻等(主要成分纤维素) 动物纤维：如羊毛、蚕丝等(主要成分蛋白质) “六大纶”：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶 （1）纤维的分类 【学习任务2】合成纤维 （2）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，它是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。其合成反应为： 涤纶性能：强度大，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透气性和吸湿性差，可以与天然纤维混纺获得改进。 涤纶用途：是应用最广泛的合成纤维品种，大量用于服装与床上用品(如运动服、被套、睡袋等)、各种装饰布料、国防军工特殊织物(航天服、降落伞),以及工业用纤维制品(过滤材料绝缘材料、轮胎帘子线、传送带)等。 宇宙飞船降落伞 （3）聚酰胺纤维（商品名锦纶，俗称尼龙） 由二元或多元胺与二元或多元羧酸缩合而形成的高分子纤维称为聚酰胺纤维，聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66，前一个6代表二胺中碳原子数，后一个6代表二酸中碳原子数))的合成反应为： 锦纶66性能：不溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃，拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽，耐磨性和强度较大。 锦纶66用途：生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等。 锦纶在发展：由6-氨基已酸合成的锦纶6、由癸二酸和癸二胺合成的锦纶1010等脂肪族聚酰胺纤维(锦纶)，以及耐高温、高强度的芳香族聚酰胺纤维(芳纶) 3.合成纤维的性能 优点： 强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖 缺点： 吸湿性和透气性明显不及天然纤维(维纶吸湿性较好，且有“人造棉花”的美称) 改性方法： 将天然纤维和合成纤维混合纺织得到的混纺纤维实现了优势互补，性能更加优良 【科学·技术·社会 】 高强度芳纶纤维 芳香族聚酰胺纤维——聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，又称芳纶1414 nH2N NH2 n C C OH O O ] HN NH [ H +(2n-1)H2O C C OH O O nHO 它的强度高，密度却只有钢的1/5；其热稳定性 高，在500℃高温下不会熔化分解。可以制成防弹装甲、消防服、防切割耐热手套，以及交通工具的结构材料和阻燃内饰等。 使用了芳纶纤维结构材料的轻型飞机 + 催化剂 橡 胶 天然橡胶 合成橡胶 三叶树胶（顺式聚异戊二烯） 杜仲树胶（反式聚异戊二烯） 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 聚硫橡胶:有耐油性 硅橡胶:有耐热耐寒性 （2）性质：橡胶是一类具有弹性的物质。耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐老化等各有其优势。 （1）分类 通用橡胶 特种橡胶 合成纤 【学习任务3】合成橡胶 ①结构特点：顺丁橡胶中存在碳碳双键，分子呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。易加成也易被氧化，所以盛放酸性高锰酸钾、溴水、浓硝酸、浓硫酸等试剂瓶的塞子不能用橡胶塞。 （3）常见的橡胶 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: 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碳碳双键打开，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。 ②顺丁橡胶的硫化 注意：橡胶的硫化交联程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。 将橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的碳碳双键打开，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硫化橡胶。这一加工过程称为橡胶的硫化。 橡胶的硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。 应用: 顺丁橡胶具有很好的弹性，耐磨、 耐寒性好，主要用于制造轮胎。 顺丁橡胶能否直接用于制造汽车轮胎？ 该聚合物呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。 （4）橡胶的硫化 5.天然橡胶 反式聚异戊二烯 天然橡胶是顺式聚异戊二烯，杜仲胶是反式聚异戊二烯，你能写出杜仲胶的结构简式吗? 异戊二烯 顺式聚异戊二烯 课堂练习1：有甲、乙两种高聚物，甲能溶于有机溶剂，加热可熔融；乙不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则下列叙述中错误的是(　　) A．高聚物甲可能具有弹性，而高聚物乙没有弹性 B．高聚物甲可能是线型高分子化合物材料 C．高聚物甲一定是体型高分子化合物材料 D．高聚物乙一定是体型高分子化合物材料 C 课时精练 课堂练习2：下列高分子经简单处理可以从线型结构变成网状结构的是(　　) A．①② B．③④ C．①④ D．②③ D 课时精练 课堂练习3：某航天服的材料中含尼龙­1010，其结构简式为 下列有关尼龙­1010的说法正确的是(　 　) A．尼龙­1010是通过加聚反应制成的 B．尼龙­1010的单体是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH C．尼龙­1010是通过缩聚反应制成的 D．制作舱外航天服的材料要质轻，方便航天员在舱外行走 C 课时精练 课堂练习4：橡胶是一种重要的战略物资，一般分为天然橡胶和合成橡胶两类。丁苯橡胶是合成橡胶的一种，其结构简式为 A.单体是CH2=CHCH2CH2CH=CH B.丁苯橡胶是由CH2=CHCH=CH2和 通过缩聚反应制得的 C．装液溴或溴水的试剂瓶可用丁苯橡胶作瓶塞 D．丁苯橡胶会老化 CH=CH2 D 课时精练 【课堂小结】 Summer 䕎犋 Encore 154103.55 $