5.2 高分子材料 第2课时 功能高分子材料 学案【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高二化学选择性必修三
文档属性
| 名称 | 5.2 高分子材料 第2课时 功能高分子材料 学案【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高二化学选择性必修三 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 72.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-04-16 18:22:04 | ||
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文档简介
第二节 高分子材料第2课时 功能高分子材料学案及课堂检测
核心素养发展目标：了解功能高分子材料的含义及其在实际应用上的意义。
知识梳理
1．定义
具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
例如，高分子催化剂；各种滤膜；磁性高分子；形状记忆高分子；高吸水性材料；医用高分子材料；高分子药物等。
2．高吸水性树脂
(1)结构特点
①含有强亲水性原子团(—OH)的支链；②具有网状结构。
(2)合成方法
①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在淀粉或纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链，可以提高它们的吸水能力。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。
②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，再在一定条件下发生聚合，可得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
这两种方法有一个共同特点，都要在反应中加入少量交联剂，让线型结构变为网状结构。
(3)应用
可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤；可用于婴幼儿使用的纸尿裤。
3．高分子分离膜
(1)分离原理
只允许水及一些小分子物质通过，其余物质被截留在膜的另一侧，称为浓缩液，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，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
(4)应用
海水淡化和饮用水的制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。
归纳总结：功能高分子材料的比较
常见功能高分子材料
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
课堂检测
1．下列材料中属于功能高分子材料的是( )
①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隐身材料 ④液晶高分子材料 ⑤光敏高分子材料 ⑥智能高分子材料
A．①②⑤
B．②④⑤⑥
C．③④⑤
D．全部
答案 D
解析 既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料，属于功能高分子材料，所以选D。
2．在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后，它们的导电性能大大提高。因为这些塑料具有金属的一般特性，所以人们称之为“人造金属”，下列有关“人造金属”的说法正确的是( )
A．“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同
B．强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料
C．“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽
D．“人造金属”具有金属的一般特性，所以它们属于金属
答案 B
解析 “人造金属”与普通金属的制取方法和原料均不相同；人造金属是在某些塑料中加入强氧化剂或还原剂后制得，而普通金属是用金属化合物加入还原剂等方法制得；“人造金属”虽然具有一般金属的特性，但它仍属于高分子化合物中的塑料。
3．“神舟七号”的返回舱外形看起来像大钟，大约3吨重。为了防止飞船与大气层摩擦产生高温而燃烧，应该选择某种特殊材料覆盖在飞船表面，这种材料应该具有的性质是( )
A．良好的导电性
B．密度较大，以增大飞船的惯性
C．质轻防热，可承受上千摄氏度的高温
D．质地柔软，以利于飞船的变形
答案 C
解析 由题给信息可知，该材料应该是质轻且防热的耐高温材料。
4．下列关于功能高分子材料的说法不正确的是( )
A．生物高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料等属于功能高分子材料
B．高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等
C．用作耐火材料的氧化铝陶瓷属于功能高分子材料
D．在淀粉、纤维的主链上再接入带有强亲水基团的支链，可以提高它们的吸水能力
答案 C
5．科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿司匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿司匹林的结构简式如下：
请回答下列问题：
(1)高分子载体的结构简式为_____________________________________________________。
(2)阿司匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是
____________________。
(3)缓释长效阿司匹林在肠胃中变为阿司匹林的化学方程式是__________________________。
答案 (1)
(2)酯化反应(或取代反应)
(3)
＋nHOCH2CH2OH＋(其他合理答案也可)
解析 本题的关键信息是“通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上”，观察高聚物结构可以把缓释长效阿司匹林分为三部分：①高分子载体；②阿司匹林；③作为桥梁作用的乙二醇。在肠胃中变为阿司匹林的反应，属于水解反应，从而找到正确的解题思路。
核心素养发展目标：了解功能高分子材料的含义及其在实际应用上的意义。
知识梳理
1．定义
具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。
例如，高分子催化剂；各种滤膜；磁性高分子；形状记忆高分子；高吸水性材料；医用高分子材料；高分子药物等。
2．高吸水性树脂
(1)结构特点
①含有强亲水性原子团(—OH)的支链；②具有网状结构。
(2)合成方法
①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在淀粉或纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链，可以提高它们的吸水能力。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。
②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，再在一定条件下发生聚合，可得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
这两种方法有一个共同特点，都要在反应中加入少量交联剂，让线型结构变为网状结构。
(3)应用
可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤；可用于婴幼儿使用的纸尿裤。
3．高分子分离膜
(1)分离原理
只允许水及一些小分子物质通过，其余物质被截留在膜的另一侧，称为浓缩液，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，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
(4)应用
海水淡化和饮用水的制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。
归纳总结：功能高分子材料的比较
常见功能高分子材料
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
课堂检测
1．下列材料中属于功能高分子材料的是( )
①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隐身材料 ④液晶高分子材料 ⑤光敏高分子材料 ⑥智能高分子材料
A．①②⑤
B．②④⑤⑥
C．③④⑤
D．全部
答案 D
解析 既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料，属于功能高分子材料，所以选D。
2．在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后，它们的导电性能大大提高。因为这些塑料具有金属的一般特性，所以人们称之为“人造金属”，下列有关“人造金属”的说法正确的是( )
A．“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同
B．强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料
C．“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽
D．“人造金属”具有金属的一般特性，所以它们属于金属
答案 B
解析 “人造金属”与普通金属的制取方法和原料均不相同；人造金属是在某些塑料中加入强氧化剂或还原剂后制得，而普通金属是用金属化合物加入还原剂等方法制得；“人造金属”虽然具有一般金属的特性，但它仍属于高分子化合物中的塑料。
3．“神舟七号”的返回舱外形看起来像大钟，大约3吨重。为了防止飞船与大气层摩擦产生高温而燃烧，应该选择某种特殊材料覆盖在飞船表面，这种材料应该具有的性质是( )
A．良好的导电性
B．密度较大，以增大飞船的惯性
C．质轻防热，可承受上千摄氏度的高温
D．质地柔软，以利于飞船的变形
答案 C
解析 由题给信息可知，该材料应该是质轻且防热的耐高温材料。
4．下列关于功能高分子材料的说法不正确的是( )
A．生物高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料等属于功能高分子材料
B．高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等
C．用作耐火材料的氧化铝陶瓷属于功能高分子材料
D．在淀粉、纤维的主链上再接入带有强亲水基团的支链，可以提高它们的吸水能力
答案 C
5．科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿司匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿司匹林的结构简式如下：
请回答下列问题：
(1)高分子载体的结构简式为_____________________________________________________。
(2)阿司匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是
____________________。
(3)缓释长效阿司匹林在肠胃中变为阿司匹林的化学方程式是__________________________。
答案 (1)
(2)酯化反应(或取代反应)
(3)
＋nHOCH2CH2OH＋(其他合理答案也可)
解析 本题的关键信息是“通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上”，观察高聚物结构可以把缓释长效阿司匹林分为三部分：①高分子载体；②阿司匹林；③作为桥梁作用的乙二醇。在肠胃中变为阿司匹林的反应，属于水解反应，从而找到正确的解题思路。