5.2.2 功能高分子材料课件(共20张PPT)2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修3
文档属性
| 名称 | 5.2.2 功能高分子材料课件(共20张PPT)2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-05 20:57:23 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第五章 合成高分子
第二节 高分子材料
第2课时 功能高分子材料
结合典型实例，了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。
学习目标
为了适应高科技产业等对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
例如，用于化学反应的高分子催化剂，用于分离纯化的各种滤膜；用于信息存储的磁性高分子，用于传感器的形状记忆高分子；用于吸水保水的高吸水性材料；可以替代人体器官、组织的医用高分子材料；用于药物缓释的高分子药物等。
新课导入
1．合成方法
(1)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
的支链，可以提高它们的吸水能力
(2)用带有 的烯类单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物
强亲水性基团
知识梳理
一、高吸水性树脂
强亲水性基团
2．性能
可吸收几百倍甚至上千倍于自身质量的水，同时 能力强，还能耐一定的挤压。
3．应用
干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤。
保水
二、高分子分离膜
1．下列材料中，哪些不属于功能高分子材料？
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
2．尿不湿中的吸水剂吸水后挤压挤不出水，这是为什么？
提示：有机玻璃属于通用高分子材料中的塑料。塑料、合成橡胶、合成纤维属于三大通用高分子材料，它们不属于功能高分子材料。则答案为①、②。
提示：尿不湿所使用的吸水剂是高吸水性树脂，利用高分子材料上的亲水基团吸水，属于功能高分子材料。
[思考交流]
1．功能高分子材料的品种与分类
归纳总结
功能高分子材料 主要功能 主要应用
高 分 子 膜 高分子 分离膜 选择性地允许某些物质通过 ①废水处理
②海水淡化
③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等
高分子 传感膜 把化学能转换成电能 ①发电
②开发新型电池
高分子 热电膜 把热能转换成电能 ①发电
②开发新型电池
医用高分子材料 ①具有优异的生物相容性 ②具有某些特殊功能 人造器官
2．功能高分子材料的比较
1．高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化。下列材料不属于功能高分子材料的是( )
A．用于生产光盘等产品的光敏高分子材料
B．用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C．能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D．能导电的掺杂聚乙炔
当堂检测
B
传统的无机非金属材料
导电高分子材料
2．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
C
【解析】高分子分离膜属于功能高分子材料，结合题给信息进行分析，可得出其能够有选择地让某些物质通过，而把另一些物质分离掉，显然其不能实现能量转化。将化学能转换成电能是传感膜的应用，把热能转化成电能是热电膜的应用。
3．科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术，即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯( )与水的混合物，使其与沙粒结合，既能阻止地下的盐分上升，
又能拦截、蓄积雨水。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是( )
A．聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH3CH2COOR
B．聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点
C．聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应和加成反应
D．聚丙烯酸酯具有很强的吸水性
B
【解析】聚丙烯酸酯是由单体丙烯酸酯(CH2==CHCOOR)发生加聚反应得到的高分子，A错误；由于聚丙烯酸酯属于混合物，因此没有固定的熔、沸点，B正确；聚丙烯酸酯中无碳碳双键，含有酯基，故其能发生水解反应，不能发生加成反应，C错误；聚丙烯酸酯分子中不含亲水基团，故无吸水性，D错误。
4．某强酸阳离子交换树脂是在苯乙烯 二乙烯苯共聚交联结构的高分子基体上带有磺酸基(—SO3H)的离子交换树脂，其酸性相当于硫酸、盐酸等无机酸，它在碱性、中性，甚至酸性介质中都有离子交换功能。有关该树脂的一些性质和应用正确的是( )
A．此树脂可以溶于有机溶剂，如苯和四氯化碳
B．此树脂是一种优良的热塑性材料，可反复加工、多次应用
C．此树脂可以用于海水淡化
D．由于此树脂具有强酸性，发生交换后树脂不能再生
C
【解析】由于该高分子是共聚交联结构，说明是网状结构，具有热固性，故不能溶于有机溶剂，也不能反复加工、多次应用。又由于基体上带有磺酸基的离子交换树脂，能够用于海水淡化，而离子交换树脂的离子交换是可逆过程，在一定条件下可再生。
5．合成高分子材料用途广泛、性能优异，其性能与分子结构有密切的关系。下面是几种高分子材料的结构简式。
(1)A是天然橡胶的主要成分，易老化，A中含有的官能团的名称是____________。
(2)B的单体是苯酚和________________，这两种单体在碱催化作用下可生成网状高分子，俗称电木，是热固性塑料。
(3)C与NaOH溶液在一定条件下反应，生成高吸水性树脂，该树脂的结构简式是
____________________。
(4)D是合成纤维中目前产量占第一位的涤纶，可由两种单体在一定条件下合成，
这两种单体是_________________________________________。
碳碳双键
、HOCH2CH2OH
HCHO(或甲醛)
【解析】(1)由A的结构简式可知，A中含有的官能团的名称是碳碳双键。(2)B是苯酚与甲醛发生缩聚反应的产物，其单体是苯酚和HCHO(或甲醛)。(3)C是聚甲基丙烯酸甲酯，与NaOH溶液在一定条件下发生酯的水解反应，生成高吸水性
树脂聚甲基丙烯酸钠树脂，该树脂的结构简式是 。(4)D是涤纶，
可由对苯二甲酸与乙二醇在一定条件下发生缩聚反应合成，故它的两种单体是
和HOCH2CH2OH。
本节内容结束
第五章 合成高分子
第二节 高分子材料
第2课时 功能高分子材料
结合典型实例，了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。
学习目标
为了适应高科技产业等对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
例如，用于化学反应的高分子催化剂，用于分离纯化的各种滤膜；用于信息存储的磁性高分子，用于传感器的形状记忆高分子；用于吸水保水的高吸水性材料；可以替代人体器官、组织的医用高分子材料；用于药物缓释的高分子药物等。
新课导入
1．合成方法
(1)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
的支链，可以提高它们的吸水能力
(2)用带有 的烯类单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物
强亲水性基团
知识梳理
一、高吸水性树脂
强亲水性基团
2．性能
可吸收几百倍甚至上千倍于自身质量的水，同时 能力强，还能耐一定的挤压。
3．应用
干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤。
保水
二、高分子分离膜
1．下列材料中，哪些不属于功能高分子材料？
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
2．尿不湿中的吸水剂吸水后挤压挤不出水，这是为什么？
提示：有机玻璃属于通用高分子材料中的塑料。塑料、合成橡胶、合成纤维属于三大通用高分子材料，它们不属于功能高分子材料。则答案为①、②。
提示：尿不湿所使用的吸水剂是高吸水性树脂，利用高分子材料上的亲水基团吸水，属于功能高分子材料。
[思考交流]
1．功能高分子材料的品种与分类
归纳总结
功能高分子材料 主要功能 主要应用
高 分 子 膜 高分子 分离膜 选择性地允许某些物质通过 ①废水处理
②海水淡化
③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等
高分子 传感膜 把化学能转换成电能 ①发电
②开发新型电池
高分子 热电膜 把热能转换成电能 ①发电
②开发新型电池
医用高分子材料 ①具有优异的生物相容性 ②具有某些特殊功能 人造器官
2．功能高分子材料的比较
1．高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化。下列材料不属于功能高分子材料的是( )
A．用于生产光盘等产品的光敏高分子材料
B．用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C．能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D．能导电的掺杂聚乙炔
当堂检测
B
传统的无机非金属材料
导电高分子材料
2．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
C
【解析】高分子分离膜属于功能高分子材料，结合题给信息进行分析，可得出其能够有选择地让某些物质通过，而把另一些物质分离掉，显然其不能实现能量转化。将化学能转换成电能是传感膜的应用，把热能转化成电能是热电膜的应用。
3．科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术，即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯( )与水的混合物，使其与沙粒结合，既能阻止地下的盐分上升，
又能拦截、蓄积雨水。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是( )
A．聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH3CH2COOR
B．聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点
C．聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应和加成反应
D．聚丙烯酸酯具有很强的吸水性
B
【解析】聚丙烯酸酯是由单体丙烯酸酯(CH2==CHCOOR)发生加聚反应得到的高分子，A错误；由于聚丙烯酸酯属于混合物，因此没有固定的熔、沸点，B正确；聚丙烯酸酯中无碳碳双键，含有酯基，故其能发生水解反应，不能发生加成反应，C错误；聚丙烯酸酯分子中不含亲水基团，故无吸水性，D错误。
4．某强酸阳离子交换树脂是在苯乙烯 二乙烯苯共聚交联结构的高分子基体上带有磺酸基(—SO3H)的离子交换树脂，其酸性相当于硫酸、盐酸等无机酸，它在碱性、中性，甚至酸性介质中都有离子交换功能。有关该树脂的一些性质和应用正确的是( )
A．此树脂可以溶于有机溶剂，如苯和四氯化碳
B．此树脂是一种优良的热塑性材料，可反复加工、多次应用
C．此树脂可以用于海水淡化
D．由于此树脂具有强酸性，发生交换后树脂不能再生
C
【解析】由于该高分子是共聚交联结构，说明是网状结构，具有热固性，故不能溶于有机溶剂，也不能反复加工、多次应用。又由于基体上带有磺酸基的离子交换树脂，能够用于海水淡化，而离子交换树脂的离子交换是可逆过程，在一定条件下可再生。
5．合成高分子材料用途广泛、性能优异，其性能与分子结构有密切的关系。下面是几种高分子材料的结构简式。
(1)A是天然橡胶的主要成分，易老化，A中含有的官能团的名称是____________。
(2)B的单体是苯酚和________________，这两种单体在碱催化作用下可生成网状高分子，俗称电木，是热固性塑料。
(3)C与NaOH溶液在一定条件下反应，生成高吸水性树脂，该树脂的结构简式是
____________________。
(4)D是合成纤维中目前产量占第一位的涤纶，可由两种单体在一定条件下合成，
这两种单体是_________________________________________。
碳碳双键
、HOCH2CH2OH
HCHO(或甲醛)
【解析】(1)由A的结构简式可知，A中含有的官能团的名称是碳碳双键。(2)B是苯酚与甲醛发生缩聚反应的产物，其单体是苯酚和HCHO(或甲醛)。(3)C是聚甲基丙烯酸甲酯，与NaOH溶液在一定条件下发生酯的水解反应，生成高吸水性
树脂聚甲基丙烯酸钠树脂，该树脂的结构简式是 。(4)D是涤纶，
可由对苯二甲酸与乙二醇在一定条件下发生缩聚反应合成，故它的两种单体是
和HOCH2CH2OH。
本节内容结束