人教版高中化学选修2第3单元课题3高分子化合物与材料(共61张)课件.ppt

1、水泥玻璃陶瓷按来源分：高分子化合物天然高分子化合物合成高分子化合物淀粉纤维素蛋白质等聚乙烯聚氯乙烯合成橡胶等天然高分子化合物天然高分子化合物合成高分子化合物合成高分子化合物一一.高分子化合物的合成高分子化合物的合成 高分子化合物的相对分子质量一高分子化合物的相对分子质量一般都在一万以上，有的可达上千万般都在一万以上，有的可达上千万。合成高分子化合物是由小分子合成高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以也称通过聚合反应制得的，所以也称聚聚合物合物或或高聚物。高聚物。合成高分子化合物与自然界树合成高分子化合物与自然界树脂形态相似，在工业上常称作脂形态相似，在工业上常称作合合成树脂成树脂。合成

2、方法：1、加成聚合反应（简称加聚反应）2、缩合聚合反应（简称缩聚反应）1、加成聚合反应 乙烯分子中的碳碳双键可以打开乙烯分子中的碳碳双键可以打开跟其他物质发生加成反应；在一定条跟其他物质发生加成反应；在一定条件下，乙烯还可以发生自身加成反应件下，乙烯还可以发生自身加成反应而形成高分子化合物，这一类反应也而形成高分子化合物，这一类反应也被称为被称为聚合反应聚合反应，简称加聚反应。简称加聚反应。聚氯乙烯的形成过程：聚氯乙烯的形成过程：nCH2=CH2CH2-CH-CH2-CH-CH2-CHClClCl氯乙烯氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯简写：简写：nCH2=CH2 CH2-CHnCl在聚氯乙烯中，在聚氯乙

3、烯中，氯乙烯成为氯乙烯成为单体单体，n为高分子链所含链节的数为高分子链所含链节的数目，成为目，成为聚合度。聚合度。含有含有双键双键、三键三键或或环状环状结构的低分子，在一定条结构的低分子，在一定条件下可以发生加聚反应。件下可以发生加聚反应。重复单元重复单元 CH2CH2叫做叫做链节链节 Cl 高分子化合物的相对分子质量很大，高分子化合物的相对分子质量很大，往往都是有特定的结构单元通过共价键往往都是有特定的结构单元通过共价键结合成的高分子链，因此化学性质比较结合成的高分子链，因此化学性质比较复杂。复杂。高分子化合物是由许多聚合度不同高分子化合物是由许多聚合度不同的高分子链组成的，因此，高分子化合

4、的高分子链组成的，因此，高分子化合物的相对分子质量是个物的相对分子质量是个平均值平均值。聚氯乙烯制电话卡聚氯乙烯制电话卡聚苯乙烯制包装材料聚苯乙烯制包装材料聚四氟乙烯制用聚四氟乙烯制用作不沾层作不沾层加聚反应获得的高分子化合物加聚反应获得的高分子化合物酸与醇可以发生酸与醇可以发生酯化反应酯化反应。例如，乙酸和乙醇反应可生成乙酸乙酯和水：例如，乙酸和乙醇反应可生成乙酸乙酯和水：CH3C=O+CH3CH=CH3C-O-CHCH3+H2OOHOHO=2.缩合聚合反应缩合聚合反应 化合物的单体之间发生一系列化合物的单体之间发生一系列类似于酸和醇缩合成酯类的反应叫类似于酸和醇缩合成酯类的反应叫做做缩合聚

5、合反应缩合聚合反应，简称，简称缩聚反应。缩聚反应。两种单体分子都含有两个以两种单体分子都含有两个以上能够相互反应的官能团。上能够相互反应的官能团。发生聚合反应的必要条件是发生聚合反应的必要条件是:涤纶、尼龙、酚醛树脂等都是由涤纶、尼龙、酚醛树脂等都是由缩聚反应制得的。缩聚反应制得的。酚醛树脂酚醛树脂涤纶制衣涤纶制衣尼龙尼龙缩聚反应值得的高分子化合物制品缩聚反应值得的高分子化合物制品二二.塑料制品的加工塑料制品的加工 由于高分子化合物的相对分由于高分子化合物的相对分子质量很大，与低分子化合物相子质量很大，与低分子化合物相比，表现出某些特殊性能。比，表现出某些特殊性能。相对分子质量越大，分子间力越

6、相对分子质量越大，分子间力越强，分子材料强度越大。强，分子材料强度越大。高分子链结构高分子链结构线型结构线型结构体型结构体型结构热塑性聚合物热塑性聚合物热固性聚合物热固性聚合物 热塑性聚合物热塑性聚合物溶于有机溶溶于有机溶剂，受热会软化、熔融，剂，受热会软化、熔融，热固性聚合物热固性聚合物不易溶于有不易溶于有机溶剂，加热也不会熔融。机溶剂，加热也不会熔融。工业上塑料大都是以石油裂工业上塑料大都是以石油裂解产物和天然气为原料生产的。解产物和天然气为原料生产的。主要是利用热塑性塑料主要是利用热塑性塑料和热固性塑料的性质加工制和热固性塑料的性质加工制作成用途广泛的塑料制品。作成用途广泛的塑料制品。影

7、像高分子性能的因素：影像高分子性能的因素：1.高分子的单体的组成和结构。高分子的单体的组成和结构。2.高分子的相对分子质量。高分子的相对分子质量。3.高分子链的形状。高分子链的形状。4.高分子的聚集状态。高分子的聚集状态。三三.性能优异的合成材料性能优异的合成材料 为了降低成本、提高性能、为了降低成本、提高性能、满足不同的需要，塑料厂要通过满足不同的需要，塑料厂要通过改性才能适应各种实际要求。改性才能适应各种实际要求。常用的方法有：常用的方法有：填充改性填充改性共混改性共混改性共聚改性共聚改性塑料的改性机塑料的改性机1、塑料的改性 高分子材料发展的主要趋势是高分子材料发展的主要趋势是高性能化、

8、功能化、复合化、精高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化。细化和智能化。几种功能高分子材料：几种功能高分子材料：能导电的高分子材料；能导电的高分子材料；高吸水性树脂；高吸水性树脂；微胶囊。微胶囊。2、功能高分子材料功能高分子材料的特定功能主功能高分子材料的特定功能主要通过以下三个途径获得：要通过以下三个途径获得：1.有某个特定功能的官能团的单体有某个特定功能的官能团的单体 直接聚合。直接聚合。2.通过化学反应在高分子主链或侧通过化学反应在高分子主链或侧链上引入某些具有特定功能的基团链上引入某些具有特定功能的基团。3.通过合理的加工成型实现材料的通过合理的加工成型实现材料的功能化。功能化。功功

9、能能高高分分子子材材料料电磁功能高分子材料电磁功能高分子材料 如导电高分子如导电高分子材料、高分子磁性体、磁记录材料等。材料、高分子磁性体、磁记录材料等。光功能高分子材料光功能高分子材料 如光导材料、光记如光导材料、光记录、光敏剂、感光材料等。录、光敏剂、感光材料等。分子材料和化学功能材料分子材料和化学功能材料 如分离膜、如分离膜、离子交换树脂、高分子催化剂等。离子交换树脂、高分子催化剂等。生物医用高分子材料生物医用高分子材料 如人造器官、如人造器官、医用高分子器械、医用高分子药物、仿医用高分子器械、医用高分子药物、仿生高分子等。生高分子等。复合材料的结构是：复合材料的结构是：机体机体 起黏结

10、作用起黏结作用增强体增强体 起增强作用起增强作用 玻璃钢玻璃钢是将玻璃纤维和高分子是将玻璃纤维和高分子化合物复合而成的。化合物复合而成的。优良性能优良性能：强度高、质量轻、耐：强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性好腐蚀、抗冲击、绝缘性好3、复合材料玻璃钢制成船体玻璃钢制成船体玻璃钢制品玻璃钢制品 现代复合材料的制造不仅要现代复合材料的制造不仅要求保留原组织材料的特点，还要求保留原组织材料的特点，还要求通过补充和增强而获得更优异求通过补充和增强而获得更优异的性能，另外复合材料的可设计的性能，另外复合材料的可设计性，包括选材设计、结构设计等。性，包括选材设计、结构设计等。生产复合材料也是一条节约

11、资源、生产复合材料也是一条节约资源、能源和资金的有效途径。能源和资金的有效途径。根据材料的根据材料的稳定性稳定性和生产和生产可可降解降解的材料，是当前高分子材料研的材料，是当前高分子材料研制中相互关联的两个重要方面。制中相互关联的两个重要方面。四四.环境中的高分子材料环境中的高分子材料 高分子材料的高分子材料的老化老化主要包括高分子链主要包括高分子链之间发生交联而变硬，、变脆、丧失之间发生交联而变硬，、变脆、丧失弹性，高分子链发生断裂、相对分子弹性，高分子链发生断裂、相对分子质量降低而变软、发黏等。质量降低而变软、发黏等。1.1.高分子材料的老化及其保护高分子材料的老化及其保护 高分子材料在使

12、用过程中，由于高分子材料在使用过程中，由于环境的影响，其强度、弹性、硬度等环境的影响，其强度、弹性、硬度等性能逐渐变差，这种现象称为性能逐渐变差，这种现象称为高分子高分子材料的老化材料的老化。可降解材料可降解材料是指一类各项性是指一类各项性能在保存和使用期内满足要求使能在保存和使用期内满足要求使用后在自然环境中可降解为无害用后在自然环境中可降解为无害物质的材料。物质的材料。降解降解就是指化学和物理因素就是指化学和物理因素引起聚合物分子链断裂的过程，引起聚合物分子链断裂的过程，主要涉及主要涉及生物降解生物降解、光降解光降解和和化化学降解学降解三个过程。三个过程。2.环境降解高分子材料的开发环境降

13、解高分子材料的开发环境可降解材料的开发以生物降解为主。环境可降解材料的开发以生物降解为主。生物降解材料生物降解材料化学降解化学降解光降解光降解废旧合成材料的再生利用主要有三个废旧合成材料的再生利用主要有三个途径：途径：通过再生和改性利用，重新做成通过再生和改性利用，重新做成多种有用的材料和制品；多种有用的材料和制品；采用热裂解或化学处理的方法使其采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；分解，用于制备多种化工原料；将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能。将废旧的聚合物作为燃料回收利用热能。3.3.废旧高分子材料的回收利用废旧高分子材料的回收利用课程标准导航课程标准导航1.能举例说明

14、合成高分子的组成与能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。子的结构分析其链节和单体。2知道加聚反应和缩聚反应的特知道加聚反应和缩聚反应的特点。点。3举例说明新型高分子材料的优举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的异性能及其在高新技术领域中的应用，讨论有机合成在发展经济、应用，讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。提高生活质量方面的贡献。自主体验自主体验1.下列有关高分子化合物的叙述中正确的是下列有关高分子化合物的叙述中正确的是()A高分子化合物的特点之一是组成元素简高分子化合物的特点之一是组成元素简

15、单、结构复杂、相对分子质量大单、结构复杂、相对分子质量大B高分子链之间靠分子间作用力结合，因高分子链之间靠分子间作用力结合，因此分子间作用弱，高分子材料强度较小此分子间作用弱，高分子材料强度较小C高分子均为长链状分子高分子均为长链状分子D高分子材料均为混合物高分子材料均为混合物解析：选解析：选D。高分子材料中各个。高分子材料中各个分子的分子的n值不一定相同，故应为值不一定相同，故应为混合物。混合物。2.(2012乌鲁木齐高二测试乌鲁木齐高二测试)下列下列叙述不正确的是叙述不正确的是()A乙烯和聚乙烯的性质不同乙烯和聚乙烯的性质不同B聚乙烯是由聚乙烯是由CH2CH2分分子组成的化合物，加热至某一

16、温子组成的化合物，加热至某一温度则可完全熔化度则可完全熔化C同质量的乙烯和聚乙烯完全同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成的燃烧后生成的CO2的质量相等的质量相等D乙烯和聚乙烯的最简式相同乙烯和聚乙烯的最简式相同解析：选解析：选B。乙烯的结构简式为。乙烯的结构简式为CH2=CH2，聚乙烯为，聚乙烯为 ，结构不同性质，结构不同性质不同；聚乙烯分子中的重复单元不同；聚乙烯分子中的重复单元为为CH2CH2，聚乙烯是混，聚乙烯是混合物；乙烯、聚乙烯的最简式都合物；乙烯、聚乙烯的最简式都为为CH2，故，故C、D正确。正确。3.航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船，进

17、行太空探索。其依据是船，进行太空探索。其依据是()A塑料是一种高分子化合物，可以通过取代塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产反应大量生产B塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料良的新型材料C塑料用途广泛，可从自然界中直接得到塑料用途广泛，可从自然界中直接得到D塑料是有机物，不会和强酸强碱作用塑料是有机物，不会和强酸强碱作用解析：选解析：选B。飞船飞行速度很大，。飞船飞行速度很大，所以说其材料要求质轻，耐高温所以说其材料要求质轻，耐高温耐摩擦，因此所用塑料代替品要耐摩擦，因此所用塑料代替品要加入合适的添加剂制成优良的新加入合适的添加剂制成

18、优良的新型材料。型材料。要点突破讲练互动要点突破讲练互动探究导引探究导引1高分子化合物是纯净物吗？高分子化合物是纯净物吗？提示：提示：高分子化合物是混合物，不是纯净物。这是因为：高分子化合物是混合物，不是纯净物。这是因为：对单个高分子来说，相对分子质量是确定的，但对一块对单个高分子来说，相对分子质量是确定的，但对一块高分子材料来说，它是由许多相对分子质量不等的高分高分子材料来说，它是由许多相对分子质量不等的高分子聚集起来的，实验测得的高分子的相对分子质量是平子聚集起来的，实验测得的高分子的相对分子质量是平均值。均值。高分子化合物的合成高分子化合物的合成要点归纳要点归纳1.高分子化合物的特点高分

19、子化合物的特点(1)有机高分子化合物的相对分子质量一般有机高分子化合物的相对分子质量一般高达高达104106，且是一个平均值；低分子有，且是一个平均值；低分子有机物的相对分子质量一般在机物的相对分子质量一般在1000以下，且以下，且是一个固定的数值。是一个固定的数值。(2)有机高分子化合物由若干个重复单元组有机高分子化合物由若干个重复单元组成，低分子有机物分子组成、结构固定。成，低分子有机物分子组成、结构固定。(3)有机高分子化合物与低分子化合物的物有机高分子化合物与低分子化合物的物理、化学性质有较大差异。理、化学性质有较大差异。2.加聚反应和缩聚反应是有机合成高分子的加聚反应和缩聚反应是有机

20、合成高分子的两大重要反应类型两大重要反应类型(1)加聚反应加聚反应特点：无小分子的副产物生成；所生成特点：无小分子的副产物生成；所生成的高分子的相对分子质量是单体相对分子质的高分子的相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍；高分子与单体具有相同的元量的整数倍；高分子与单体具有相同的元素质量组成；通过共价键结合，具有特定素质量组成；通过共价键结合，具有特定结构，故化学组成并不复杂。结构，故化学组成并不复杂。(2)缩聚反应缩聚反应特点：反应中总伴随有小分子特点：反应中总伴随有小分子副产品如副产品如H2O、HCl、NH3等生成；等生成；单体和聚合物的组成不同。单体和聚合物的组成不同。3.两大聚合反应的

21、单体结构特点两大聚合反应的单体结构特点及加聚产物和缩聚产物的书写方及加聚产物和缩聚产物的书写方式式(1)单体结构特点：单体结构特点：加聚反应单体一般常含加聚反应单体一般常含 等结构，也就是说等结构，也就是说含有双键、三键或环状结构的低含有双键、三键或环状结构的低分子在一定条件下可发生加聚反分子在一定条件下可发生加聚反应。应。缩聚反应：一般来说其单体至缩聚反应：一般来说其单体至少有两个官能团。例如：少有两个官能团。例如：HOCH2COOH；H2NCH2COOH；HOOCCOOH；HOCH2CH2OH等等。等等。(2)加聚产物和缩聚产物的书写方加聚产物和缩聚产物的书写方程式不同：加聚产物没有端基原

22、程式不同：加聚产物没有端基原子或原子团，缩聚产物有端基原子或原子团，缩聚产物有端基原子或原子团。子或原子团。【归纳小结归纳小结】合成高分子化合合成高分子化合物的主要化学反应物的主要化学反应加成聚合反应加成聚合反应缩合聚合缩合聚合反应反应含义含义许多小分子许多小分子(含含不饱和键不饱和键)通过通过加成反应形成高加成反应形成高聚物的聚合反应聚物的聚合反应许多小分许多小分子通过缩子通过缩合形成高合形成高聚物，同聚物，同时有小分时有小分子生成的子生成的聚合反应聚合反应加成聚合反应加成聚合反应缩合聚合缩合聚合反应反应单体单体特征特征含不饱和键如含不饱和键如碳碳双键、碳碳碳双键、碳碳三键碳三键含特征官能团

23、含特征官能团如如OH、COOH、NH2等等单体单体种类种类数数相同或不同的相同或不同的单体单体相同或不相同或不同的单体同的单体高聚物高聚物特征特征链节与单体的链节与单体的组成相同组成相同链节与单体的链节与单体的组成不同组成不同产物产物种类种类只有高聚物只有高聚物高聚物和高聚物和小分子小分子即时应用即时应用1.1.下列塑料的合成下列塑料的合成,所发生的反应类所发生的反应类型与另外三种不同的是型与另外三种不同的是()解析：选解析：选C。判断反应类型。判断反应类型,对高对高聚物进行识别聚物进行识别,实际是变相地找单实际是变相地找单体。单体依次为：乙烯、氯乙烯、体。单体依次为：乙烯、氯乙烯、苯酚和甲醛

24、、苯乙烯苯酚和甲醛、苯乙烯,进而得出酚进而得出酚醛树脂是缩聚产物醛树脂是缩聚产物,另外三种是加另外三种是加聚产物。聚产物。高分子化合物的结构与性质高分子化合物的结构与性质探究导引探究导引2按结构特点高分子化按结构特点高分子化合物可分为哪两大类？合物可分为哪两大类？提示提示:高分子化合物从结构特点上高分子化合物从结构特点上可分为线型高分子和体型高分子。可分为线型高分子和体型高分子。要点归纳要点归纳线型结构、体型结构高分子材料线型结构、体型结构高分子材料比较比较即时应用即时应用2.（2012芜湖高二检测）现有两种高聚物芜湖高二检测）现有两种高聚物A、B,A能溶于苯、四氯化碳等有机溶剂能溶于苯、四氯

25、化碳等有机溶剂,并加热到并加热到一定温度下熔融成粘稠状的液体一定温度下熔融成粘稠状的液体,B不溶于任何不溶于任何溶剂溶剂,加热不会变软或熔融加热不会变软或熔融,则下列叙述中不正确则下列叙述中不正确的是的是()A.高聚物高聚物A可能具有弹性可能具有弹性,而高聚物而高聚物B没有弹性没有弹性B.高聚物高聚物A一定是线型高分子材料一定是线型高分子材料C.高聚物高聚物A一定是体型高分子材料一定是体型高分子材料D.高聚物高聚物B一定是体型高分子材料一定是体型高分子材料解析：选解析：选C。A具有热塑性具有热塑性,应是线型结构应是线型结构,因因而而A可能有弹性和一定的溶解性；可能有弹性和一定的溶解性；B具有热

26、固具有热固性性,应是体型结构应是体型结构,没有弹性没有弹性,一般也不溶解于一般也不溶解于溶剂。溶剂。功能高分子材料与复合材料功能高分子材料与复合材料 探究导引探究导引3什么是功能高分子材料？什么是功能高分子材料？提示提示:功能高分子材料包括具有新型骨架功能高分子材料包括具有新型骨架结构的高分子材料结构的高分子材料,还包括在合成高分子还包括在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团的主链或支链上引入某种功能原子团,使使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。生物、医学等方面的特殊功能。要点归纳要点归纳功能高分子材料与复合材料比较功能高

27、分子材料与复合材料比较即时应用即时应用3.“耐高温长寿命抗氧化陶瓷复合材料应用技术耐高温长寿命抗氧化陶瓷复合材料应用技术”曾获国家技术发明一等曾获国家技术发明一等奖。该复合材料的强度比钢还大奖。该复合材料的强度比钢还大,在航空航天器中用来替代金属材料在航空航天器中用来替代金属材料,可节可节约约20%30%的燃料。下列关于该材料的叙述中不正确的是的燃料。下列关于该材料的叙述中不正确的是()A.该材料属于新型无机非金属材料该材料属于新型无机非金属材料B.该材料的化学性质非常稳定该材料的化学性质非常稳定C.与金属一样有较好的传热性能与金属一样有较好的传热性能D.可以替代金属作耐高温结构材料可以替代金

28、属作耐高温结构材料解析：选解析：选C。该物质为陶瓷复合材料。该物质为陶瓷复合材料,是热的不良导体是热的不良导体,选项选项C不正确。它是不正确。它是新型的无机非金属材料新型的无机非金属材料,具有化学性质稳定、耐高温、耐腐蚀等优点。具有化学性质稳定、耐高温、耐腐蚀等优点。【思路点拨思路点拨】解答此题注意以解答此题注意以下两点：下两点：(1)要判断高聚物的单体，首先要要判断高聚物的单体，首先要判断高聚物是加聚产物还是缩聚判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物。产物。(2)判断高聚物所属类别的方法是判断高聚物所属类别的方法是看链节的结构。若结构中在主链看链节的结构。若结构中在主链中只有碳链，则是加聚产物；若

29、中只有碳链，则是加聚产物；若结构中含有其他的基团结构中含有其他的基团(如如 等等)，则是缩聚，则是缩聚产物。产物。【解析解析】根据加聚产物找单体根据加聚产物找单体的方法：有双键，四个碳，然后的方法：有双键，四个碳，然后两个两个断下来，所以单体有两个两个断下来，所以单体有CH2=CH2、CH2CH=CHCH2。【答案答案】C 下列材料中属于功能高分子材料的是下列材料中属于功能高分子材料的是()高分子膜生物高分子材料隐身材料高分子膜生物高分子材料隐身材料液晶高分子材料光敏高分子材料智液晶高分子材料光敏高分子材料智能高分子材料能高分子材料A BC D全部全部功能高分子材料功能高分子材料【解析解析】既

30、有传统高分子材料既有传统高分子材料的机械性的机械性能，又有某些特殊功能的高分子能，又有某些特殊功能的高分子材料都属于功能高分子材料。材料都属于功能高分子材料。【答案答案】D 下列物质不属于复合材下列物质不属于复合材料的是料的是()A碳化硅纤维碳化硅纤维 B生物陶瓷生物陶瓷C钢化玻璃钢化玻璃 D氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷复合材料复合材料【解析解析】复合材料具备的特征是：能够承复合材料具备的特征是：能够承受高温、高强度，具备电学、光学特性，具受高温、高强度，具备电学、光学特性，具有生物功能。而传统的非金属材料主要是指有生物功能。而传统的非金属材料主要是指以硅酸盐为原料而制备的材料，如水泥、玻以硅酸盐为原料而制备的材料，如水泥、玻璃、传统陶瓷等。选项璃、传统陶瓷等。选项C中的钢化玻璃跟普中的钢化玻璃跟普通玻璃的成分是一样的，只是制作工艺稍有通玻璃的成分是一样的，只是制作工艺稍有差别，钢化玻璃是将玻璃熔融体经过急速冷差别，钢化玻璃是将玻璃熔融体经过急速冷却而制得的。却而制得的。【答案答案】C