第四节 塑料 橡胶 纤维
一、11年考纲说明
常见有机物及其应用(必修):
了解常见高分子材料的合成反应及重要应用
二 、教学重点、难点
1、知识上重点、难点:重要高聚物的加聚反应及其化学方程式
2、方法上重点、难点:有机高分子化合物的结构与性质的关系的理解
三、教学建议
1、采用多样化的学习活动(自主检索、收集、分类比较、展示等)使学生了解塑料、合成橡胶、合成纤维的主要品种以及它们的原料来源与石油化工、煤化工的密切联系,同时提高他们的学习能力,丰富他们的学习方式。
2. 让学生通过网络、书籍等途径收集各种各样的材料及图片、实物,课堂上采用互动式教学,激发学生探究有机合成材料的组成、性能的兴趣。。
3、通过“迁移·应用”、“交流·研讨”、“活动·探究”等活动,提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。激发学生探索未知知识的兴趣,让他们享受到探究未知世界的乐趣。
4、引导学生学习和认识由塑料废弃物所造成的白色污染和防治、消除白色污染的途径和方法,培养他们的绿色化学思想和环境意识,提高他们的科学素养。
四、课时安排:2课时
五、教学内容增减建议
1.建议增加由加聚反应的高聚物判断其单体的练习,加深对加聚反应的理解。
2. 多媒体课件展示高分子材料在现代生活、科技中的重要作用和发展前景。
六、学案设计
第一课时
【引入】
人类的生产和生活离不开各种各样的材料,请同学们根据自己收集的资料结合已有的知识对材料进行分类。
课前让学生通过网络、书籍等途径收集各种各样的材料及图片、实物,课堂上采用互动式教学。
【交流总结】
____________________(如:晶体硅、硅酸盐材料等)
无机材料
____________________(包括金属和合金)
材料 ___________________(如:棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等)
有机材料 ___________________(如:塑料、涂料、合成纤维、合成橡胶等)
___________________(如:高分子分离膜等)
【联想质疑】
在日常生活中,你一定接触过许多塑料、合成橡胶、合成纤维制品。你能举例说明吗?它们是什么原料制造的?它们具有哪些优于天然材料的性能?
通过回忆生活中的常识激发学生探究有机合成材料的组成、性能的兴趣。
【问题探究1】
计算葡萄糖和硬脂酸甘油酯的相对分子质量。是否是高分子化合物或高分子呢?
2、像以前所学过的淀粉、纤维素、蛋白质等物质都属于有机高分子化合物。有机高分子化合物的结构有哪些特点呢?
经计算,它们的相对分子质量分别为180和890。数值已经不小,但是,我们仍称它们为低分子化合物,简称小分子; 如果有机化合物的相对分子质量达到几万到几百万,我们就称它们为有机高分子化合物,简称高分子或聚合物。
【归纳整合】
一、有机高分子化合物
1. 有机高分子化合物的结构特点
有机高分子化合物虽然相对分子质量很大,但是它们的结构并不复杂,通常是由简单的结构单元连接而成的,例如聚乙烯 是由结构单元_______________
重复连接而成的,聚氯乙烯 是由结构单元_________________
重复连接而成的,其中的_________表示结构单元重复的次数。
[思考]链节:高分子化合物重复结构单元。聚合度:高分子链节的重复的次数。单体:能合成高分子化合物的小分子。
以聚氯乙烯为例说明其链节、聚合度、单体。
2、有机高分子的构型:
高分子中的结构单元连接成长链,这就是通常所说的高分子的______________。具有线型结构的高分子,可以不带支链,也可以带支链。高分子链上如果有能起反应的原子或原子团,当这些原子或原子团发生反应时,高分子链之间将形成___________,产生一定的交联形成网状结构,这就是高分子的__________________。
【过渡】
由于有机高分子化合物的相对分子质量大及其结构的特点,因而使它们具有与小分子不同的一些性质。
【实验探究】
探究有机高分子化合物的性质
将教材的“观察·思考”涉及的实验有条件学校可改成学生分组实验(2~4人一组)。
实验 实验现象 结论
1从废旧轮胎上刮下的一些橡胶粉末约0.5g放入试管中,加入5mL汽油,观察粉末能否溶解。
2取内径比实验室用导气胶管外径稍大的试管,胶管与试管等长。向试管中加入少量汽油后,将胶管插入试管,再用滴管向胶管内孔中滴满汽油,稍侯,可见胶管伸长。
3.取一小块聚乙烯塑料碎片,用酒精灯加热直至熔化时停止加热,等冷却后再加热,反复几次后点燃,观察变化的全过程。
【归纳整合】
2.有机高分子化合物的主要性质
【小结】结构决定性质,性质决定用途,正因为有机高分子化合物有以上的主要性质,决定了高分子材料在国民经济发展和现代科学技术中的重要作用。
【迁移应用】
运用所学知识回答下列问题:
1.为什么聚乙烯塑料凉鞋破裂可以热补,而电木插座不能热修补。
2.装苯的试剂瓶不能用普通的胶塞的原因。
3.家贸市场上出售的香油的胶塞为什么要用玻璃纸包起来,如果不包起来会出现什么后果。
【联想质疑】
现在,人们在日常生活中经常与塑料打交道,工农业生产和国防建设也大量使用塑料。那么,究竟什么是塑料?它们是怎样制成的?
通过回忆生活中的常识激发学生探究有机合成材料的组成、性能的兴趣
【问题探究2】
塑料的主要成分是被称为合成树脂的有机高分子化合物。例如,聚乙烯就是生产聚乙烯塑料的合成树脂。聚乙烯是以石油化工产品乙烯为原料,在适宜的温度、压强和引发剂存在的条件下发生反应而制得的。依据加成反应原理分析乙烯分子是怎样相互两两聚成含n个 结构单元的相对分子质量达几万以上的聚乙烯树脂?
【归纳整合】
二、塑料
1聚乙烯形成的反应原理
2 聚合反应的概念:
3加聚反应的概念:
【阅读】
阅读课本92页第一、二、三段归纳聚乙烯塑料性质和品种
4 聚乙烯塑料性质和品种
【迁移应用】
氯乙烯、苯乙烯、四氟乙烯在引发剂作用下经过聚合反应所得聚合物都是重要的合成树脂。⑴它们为什么和乙烯一样,也能发生加聚反应?⑵写出化学反应式。
【交流讨论】
交流讨论聚合反应的书写技巧,
尤其苯乙烯的聚合反应。可以适当点拨:将苯基(—C6H5)当作支链,使双键碳原子作为端点碳原子,以便于两两加成聚合。
【阅读讨论】
聚乙烯是当今世界上产量最大的塑料产品,它有着广泛的应用,塑料工业的发展,极大地提高了人们的生活质量,但是这些结构稳定、难以分解的塑料废弃物的急剧增加也带来了严重的环境问题。阅读课本92页最后一段讨论塑料废弃物的急剧增加也带来了严重的环境问题。我们应该如何行动来消除白色污染?
【拓展阅读】
课本93页“身边的化学”了解塑料王与工程塑料ABS的用途;塑料的回收利用与可降解塑料。
【反馈练习】
1、下列物质中属于天然高分子材料的是( )
棉花 塑料 尼龙 羊毛
2、下列物质中,一定不是天然高分子化合物的是( )
A.橡胶 B.蛋白质 C.尼龙 D.纤维素
3.下列物质或物质中的主要成分属于高分子化合物的是( )
①滤纸 ②毛发 ③蔗糖 ④植物油 ⑤塑料 ⑥硬脂酸 ⑦C60
A.①②④⑥ B.①②⑤ C.②④⑤⑦ D.全部
4、下列说法正确的是( )
只有热塑性高分子材料才可能是塑料
用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯塑料
有机玻璃是一种透明的塑料制品
塑料在自然环境下不易分解,,会造成“白色污染”
5、将化合物CH3—CH=C—COOC2H5涂在伤口表面,在数秒内发生固化(加聚)并起黏结
CN
作用,以代替通常伤口的缝合,是一种性质优良的功能材料,写出该化合物固化时反应
方程式____________________________________________
6、乙烯的丙烯按1:1(摩尔)聚合时,生成聚合物乙丙树脂,该聚合物的结构式可能是( )
7.分别写出下列高分子化合物单体的结构简式。
8.人造象牙的主要成分的结构是,它是由单体经过加聚反应合成的,写出化学方程式。
9.人造羊毛是由丙烯腈(CH2=CHCN)通过加聚反应合成的。请写出合成的化学方程式。
※10.根据酯化反应原理,判断下列高分子化合物的单体,写出结构简式。
11.乙丙树脂是乙烯和丙烯(CH3—CH=CH2)通过加聚反应得到的。若乙烯和丙烯以
1:1的物质的量发生加聚反应,试写出化学方程式。
12.(07山东基本能力测试)不久前我国科学家以玉米淀粉为原料,利用现代生物技术生产出乳酸,再经过聚合反应得到聚乳酸,制成玉米塑料。其最大特点是可以降解,并具有优良的机械强度、抗静电作用等特性,应用前景广阔。下列对玉米塑料的理解正确的是
①玉米塑料为玉米的综合利用提供了新途径
②玉米塑料的推广使用有利于解决白色污染问题
③玉米塑料推广应用后可以提高玉米的附加值
④玉米塑料与普通塑料不同,它不是一种高分子材料
A.①③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
13.(2007年高考广东理基)以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是( )
(A)乙烯聚合为聚乙烯高分子材料 (B)甲烷与氯气制备一氯甲烷
(C)以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜 (D)用SiO2制备高纯硅
【布置作业】
探究活动:
1.收集有关废弃塑料造成的白色污染、危害及其防治方法,在各社区进行宣传或提出倡议。
2.课外实验,参照教材第97页动手实践的方法进行废旧塑料裂解得燃气与燃油的实验。
3.收集橡胶制品的图片
第二课时
【展示】
展示课前同学们收集的橡胶制品的图片。
【交流研讨】
结合你已有的知识和生活常识思考:
1.橡胶的特性是什么?由此决定着它有哪些用途?
2.根据来源和组成不同,常用的橡胶有哪几种?
【归纳整合】
三、合成橡胶
1、性质:构成橡胶的高分子链在无外力作用时呈卷曲状,而且有柔性,受外力时可伸直,但取消外力后又可恢复原状,因此橡胶是具有___________的高分子化合物。
2、分类:根据来源和组成不同,橡胶可分为___________和____________。合成橡胶往往具有高弹性、绝缘性以及耐油、耐酸碱、耐高温或低温等特性,因此具有广泛的应用。
【问题探究3】
顺丁橡胶是化学家们最早模拟天然橡胶制得的合成橡胶,它具有较高的耐磨性,广泛用于制造轮胎、耐寒制品及胶鞋、胶布、海绵胶等。分析顺丁橡胶的合成?
【归纳整合】
3. 顺丁橡胶的合成。
单体:
链节:
反应原理:
【问题探究4】
为什么实验室的橡胶管在空气中易老化?为什么盛酸的试剂瓶要用玻璃塞?
【阅读】
常用的橡胶除天然橡胶、顺丁橡胶外还有其它的通用橡胶。阅读94页表3-4-1几种常用橡胶的性能和用途,以说明当今合成橡胶的广泛应用,以及“挑战者”航天飞机失事的悲惨事件就是由于橡胶密封圈失灵造成的。
【问题探究5】
生活中你们知道哪些是纤维制品呢?棉花、羊毛、蚕丝与锦纶、涤纶有何区别?纤维素是如何分类的?
【归纳整合】
1.纤维素分类
___________:棉、麻
天然纤维 ___________:丝、毛
纤维 ____________:人造棉、人造丝
化学纤维 ____________:锦纶、腈纶
【阅读讨论】
随着人类生活质量的提高,棉花、羊毛、蚕丝等天然纤维在质量、品种和数量上已不能满足人们的需要,阅读课本94页---95页探讨下列问题
1、20世纪50年代是合成纤维大丰收的时期。以腈纶为例讲解生产工艺及性能
2、琳琅满目的涤纶、锦纶、腈纶、维尼纶等合成纤维的性能和广泛用途。
3、合成纤维有怎样的性质和用途?
【反馈练习】
1、.环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用,近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的办法。其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于( )
A.无机物 B.有机物 C.盐类 D.非金属单质
2、下列说法正确的是( )
A.合成纤维和人造纤维统称为化学纤维
B.酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料
C.锦纶丝接近火焰时先卷缩,燃烧时有烧焦毛发的气味,灰烬为有光泽的硬块,能压成粉末
D.聚乙烯能溶于三氯甲烷溶剂
3、 现有下列高分子化合物,请从下列各项中选择出最恰当的选项,将代号填入下表
(1)高分子结构型式示意
(2)高分子材料的主要性质特点:
A.具有热塑性 B.可溶于有机溶剂 C.不溶于有机溶剂 D.具有固定的熔点
(3)主要应用:
(a)用于制造塑料薄膜 (b)用于制造光学仪器 (c)用于制造车辆轮胎
硫化橡胶 【 CH3—CH2 】n CH3 【 CH3—C 】nCOOCH3
(1)
(2)
(3)
4、商场出售的服装都挂有面料成分及洗涤说明的标签,下图是某服装的标签,请完成下列问题:
合格证标准:FZ/T81010—1999品名;休闲风衣等级:合格型号:165/88A成分:面料 丝 80%、锦纶 20%里料 涤纶 100%
面料中的天然纤维是___________________,合成纤维是_____________。
检验其主要成分为丝的简单方法是_____________________________。
5、天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,下列关于天然橡胶的说法正确的是( )
A.合成天然橡胶的反应类型是加聚反应
B.天然橡胶是高聚物,不能使溴水褪色
C.合成天然橡胶的单体是乙烯和丙烯
D.盛酸性高锰酸钾溶液的试剂瓶可用橡胶塞
6、腈纶是合成纤维的一种,它的结构简式是 【 CH—CH2 】 ,腈纶短纤维俗名人造羊
CN
毛,其手感柔软温暖,可用于制纺织品,回答下列问题:
合成腈纶的单体的结构简式是___________________。
将腈纶单体加入溴水中的现象是___________________________,相应的化学方程
式__________________________________________。
腈纶同全棉织品比,是否有良好的吸汗性?试分析原因:________________