高二化学人教版（2019）选择性必修3 5.2.1 塑料 教案（第一课时）
文档属性
| 名称 | 高二化学人教版（2019）选择性必修3 5.2.1 塑料 教案（第一课时） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-12 17:14:09 | ||
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文档简介
第五章 合成高分子
第二节 高分子材料 第一课时 塑料
教学目标:
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。
3.扩展并完善对有机化合物结构、性质和应用的认识。
素养目标：
1.科学探究与创新意识：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。
2.宏观辨识与微观探析：能在实验中直观感受微观的线型结构与网状结构对材料宏观性质的影响。
教学重、难点：
塑料的组成和结构特点。
任务一：高分子的类别
任务二：通用高分子材料
(一)塑料
2.塑料怎么分类
科学·技术·社会 聚氯乙烯薄膜能用于食品包装吗？
聚氯乙烯薄膜的透明性好，具有防潮、防水、绝缘等性能，广泛用作包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具、塑料大棚等。但是，聚氯乙烯本身较硬，为了提高其塑料制品（如薄膜、塑料鞋、塑料软管）的可塑性、柔韧性与稳定性，需加入增塑剂、稳定剂等，如加入增塑剂邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯等。这些掺杂在聚氯乙烯高分子链间的增塑剂小分子能起到润滑的作用，利于高分子链的运动。但是，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。
3.聚乙烯
现在通过改进聚合反应的催化剂，得到了超高相对分子质量(>100万)、性能更为优越的聚乙烯,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、缆绳等。
问题与思考
1.为什么一般的高分子材料都具有一定的弹性？
在常温下聚乙烯的碳碳单键发生旋转，使它不可能呈一条直线，只能呈不规则的卷曲状态，大量聚乙烯分子纠缠在一起好似一团乱麻。当有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直，除去外力后又恢复卷曲状态。
2.为什么低密聚乙烯比高密聚乙烯熔点低、密度也低呢？
高分子链之间的作用力与链的长短有关，链越长高分子的相对分子质量越大，高分子链之间作用力越大；此外，还与高分子链的疏密远近有关，低密度聚乙烯主链带有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用为比高密度聚乙烯小，熔点和密度也就较低；相反，高密度聚乙烯的支链少，链之间易于接近，相互作用力较大，熔点和密度都较高。
资料卡片 高分子化合物的命名
天然高分子化合物习惯用专有名称。如，纤维素、淀粉、蛋白质、甲壳质等。合成高分子化合物一般在单体名称前加上“聚”。如，聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等。由两种单体聚合成高聚物有两种命名法，一是在两种单体前加“聚”，如，聚对苯二甲酸乙二酯、聚己二酰己二胺等；二是在两种单体名称后加上“树脂”，如，酚醛树脂、脲醛树脂等。树脂的含义是指未加工处理的聚合物。
合成橡胶的名称通常在单体名称后加上“橡胶”，如，乙(烯)丙(烯)橡胶、顺丁(二烯)橡胶等。
合成纤维的名称常用“纶”，例如，涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)、腈纶(聚丙烯腈纤维)、氯纶(聚氯乙烯纤维)、锦纶(脂肪族聚酰氨纤维) 、维纶(聚乙烯醇缩甲醛纤维)等。
社会·科学·技术 可降解高分子
废弃的塑料制品会危害环境，造成“白色污染”。这是因为它们在自然中降解非常慢，有人估计废弃的农用薄膜在土壤中可长达100年不分解。为了根除“白色污染”，人们联想到淀粉、纤维素可以在自然中被微生物降解，以及有些高分子材料在吸收光能的光敏剂的帮助下也能降解的事实，研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。微生物降解高分子在微生物的作用下切断某些化学键，降解为小分子，再进一步转变为CO2和H2O等物质而消失（如图5-4)。光降解高分子在阳光等的作用下，高分子的化学键被破坏而发生降解。它们为消除“白色污染”带来了希望。
一些微生物降解高分子，如聚乳酸( )。具有良好的生物相容性和生物可吸收性，可以用于手术缝合线、骨科固定材料、药物缓释材料等，手术后不用拆线或取出固定材料，减轻了患者与医生的负担。现在还出现了聚乳酸与淀粉等混合制成的生物降解塑料，可用于一次性餐具、食品和药品包装等；以及加入光敏剂的聚乙烯等光降解塑料，可用于农用地膜、包装袋等。
近年来，我国科学工作者已成功研究出以CO2为主要原料生产可降解高分子材料的技术。 CO2是稳定分子，要让它转化为高分子是很困难的。然而他们发现稀土催化剂能活化CO2 ,使之与环氧丙烷（ ）等反应生成聚合物。这种工艺目前已投入小规模生产，为消除“白色污染”和减轻温室效应作出了贡献。
4.酚醛树脂 用酚类(如苯酚或甲苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。
实验5－1 现象：酸性条件下，迅速产生白色固体；碱性条件下，较长时间产生白色固体。
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。
(1)酸的催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位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高分子：
(2)碱的催化下，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂：
(3)酚醛树脂的用途：
具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音等器材和复合材料。可用于生产烹饪器的手柄，一些电器与汽车零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。
思考与讨论:
(1)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？
(2)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，也可制作生活器具与电器开关。请写出尿素与甲醛反应得到线型聚合物的化学方程式。
板书设计：
教学反思：
作业设计：
第二节 高分子材料 第一课时 塑料
教学目标:
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。
3.扩展并完善对有机化合物结构、性质和应用的认识。
素养目标：
1.科学探究与创新意识：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。
2.宏观辨识与微观探析：能在实验中直观感受微观的线型结构与网状结构对材料宏观性质的影响。
教学重、难点：
塑料的组成和结构特点。
任务一：高分子的类别
任务二：通用高分子材料
(一)塑料
2.塑料怎么分类
科学·技术·社会 聚氯乙烯薄膜能用于食品包装吗？
聚氯乙烯薄膜的透明性好，具有防潮、防水、绝缘等性能，广泛用作包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具、塑料大棚等。但是，聚氯乙烯本身较硬，为了提高其塑料制品（如薄膜、塑料鞋、塑料软管）的可塑性、柔韧性与稳定性，需加入增塑剂、稳定剂等，如加入增塑剂邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯等。这些掺杂在聚氯乙烯高分子链间的增塑剂小分子能起到润滑的作用，利于高分子链的运动。但是，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。
3.聚乙烯
现在通过改进聚合反应的催化剂，得到了超高相对分子质量(>100万)、性能更为优越的聚乙烯,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、缆绳等。
问题与思考
1.为什么一般的高分子材料都具有一定的弹性？
在常温下聚乙烯的碳碳单键发生旋转，使它不可能呈一条直线，只能呈不规则的卷曲状态，大量聚乙烯分子纠缠在一起好似一团乱麻。当有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直，除去外力后又恢复卷曲状态。
2.为什么低密聚乙烯比高密聚乙烯熔点低、密度也低呢？
高分子链之间的作用力与链的长短有关，链越长高分子的相对分子质量越大，高分子链之间作用力越大；此外，还与高分子链的疏密远近有关，低密度聚乙烯主链带有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用为比高密度聚乙烯小，熔点和密度也就较低；相反，高密度聚乙烯的支链少，链之间易于接近，相互作用力较大，熔点和密度都较高。
资料卡片 高分子化合物的命名
天然高分子化合物习惯用专有名称。如，纤维素、淀粉、蛋白质、甲壳质等。合成高分子化合物一般在单体名称前加上“聚”。如，聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等。由两种单体聚合成高聚物有两种命名法，一是在两种单体前加“聚”，如，聚对苯二甲酸乙二酯、聚己二酰己二胺等；二是在两种单体名称后加上“树脂”，如，酚醛树脂、脲醛树脂等。树脂的含义是指未加工处理的聚合物。
合成橡胶的名称通常在单体名称后加上“橡胶”，如，乙(烯)丙(烯)橡胶、顺丁(二烯)橡胶等。
合成纤维的名称常用“纶”，例如，涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维)、腈纶(聚丙烯腈纤维)、氯纶(聚氯乙烯纤维)、锦纶(脂肪族聚酰氨纤维) 、维纶(聚乙烯醇缩甲醛纤维)等。
社会·科学·技术 可降解高分子
废弃的塑料制品会危害环境，造成“白色污染”。这是因为它们在自然中降解非常慢，有人估计废弃的农用薄膜在土壤中可长达100年不分解。为了根除“白色污染”，人们联想到淀粉、纤维素可以在自然中被微生物降解，以及有些高分子材料在吸收光能的光敏剂的帮助下也能降解的事实，研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。微生物降解高分子在微生物的作用下切断某些化学键，降解为小分子，再进一步转变为CO2和H2O等物质而消失（如图5-4)。光降解高分子在阳光等的作用下，高分子的化学键被破坏而发生降解。它们为消除“白色污染”带来了希望。
一些微生物降解高分子，如聚乳酸( )。具有良好的生物相容性和生物可吸收性，可以用于手术缝合线、骨科固定材料、药物缓释材料等，手术后不用拆线或取出固定材料，减轻了患者与医生的负担。现在还出现了聚乳酸与淀粉等混合制成的生物降解塑料，可用于一次性餐具、食品和药品包装等；以及加入光敏剂的聚乙烯等光降解塑料，可用于农用地膜、包装袋等。
近年来，我国科学工作者已成功研究出以CO2为主要原料生产可降解高分子材料的技术。 CO2是稳定分子，要让它转化为高分子是很困难的。然而他们发现稀土催化剂能活化CO2 ,使之与环氧丙烷（ ）等反应生成聚合物。这种工艺目前已投入小规模生产，为消除“白色污染”和减轻温室效应作出了贡献。
4.酚醛树脂 用酚类(如苯酚或甲苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。
实验5－1 现象：酸性条件下，迅速产生白色固体；碱性条件下，较长时间产生白色固体。
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。
(1)酸的催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位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高分子：
(2)碱的催化下，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂：
(3)酚醛树脂的用途：
具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音等器材和复合材料。可用于生产烹饪器的手柄，一些电器与汽车零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。
思考与讨论:
(1)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？
(2)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，也可制作生活器具与电器开关。请写出尿素与甲醛反应得到线型聚合物的化学方程式。
板书设计：
教学反思：
作业设计：