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2019-2020年高中化學(xué) 第三章 探索生活材料 3.4 塑料、纖維和橡膠教案 新人教版選修1 項(xiàng)目 內(nèi)容 課題 第四節(jié) 塑料、纖維和橡膠 修改與創(chuàng)新 教學(xué) 目標(biāo) 1．知識(shí)與技能： 列舉生活中的常用材料，能通過(guò)實(shí)例認(rèn)識(shí)化學(xué)在發(fā)展生活用材料中的重要作用。 2．過(guò)程與方法： 舉例說(shuō)明生活中常用合成高分子材料的化學(xué)成分及其性能，評(píng)價(jià)高分子材料的使用對(duì)人類生活質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量的影響。 3. 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 了解居室裝修材料的主要成分及其作用。 教學(xué)重、 難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：舉例說(shuō)明生活中常用合成高分子材料的化學(xué)成分及其性能。 教學(xué)難點(diǎn)：認(rèn)識(shí)化學(xué)在發(fā)展生活用材料中的重要作用。 教學(xué) 過(guò)程 圖片： 你能找出有哪些物品是合成材料嗎？ 第四節(jié) 塑料、纖維和橡膠 一、合成材料 日常生活中我們接觸到的塑料、合成纖維、黏合劑、涂料等都是合成高分子材料，簡(jiǎn)稱合成材料。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，合成材料的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，它們?cè)谏鐣?huì)生活中起了越來(lái)越重要的作用。可以說(shuō)人工合成材料的出現(xiàn)是材料史上的一次飛躍，推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步。今天，我們將來(lái)學(xué)習(xí)合成材料的三大主要成員：塑料、 合成纖維、合成橡膠。 根據(jù)閱讀提綱討論回答：塑料成分：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，塑料大部分是通過(guò)＿＿＿＿＿＿＿ 反應(yīng)得到，單體是指 ＿＿＿＿＿，聚乙烯單體是＿＿＿＿＿＿ 。 1、塑料 （1）成分 主要反應(yīng)類型 單體概念 在一支試管中放入聚乙烯塑料碎片約3g，用酒精燈緩緩加熱，觀察塑料碎片軟化和熔化的情況。熔化后立即停止加熱以防分解。等冷卻后固化后再加熱，觀察現(xiàn)象。 仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：熔化成可流動(dòng)液體，遇冷后又變成固體。 （2）熱塑性和熱固性 ①熱塑性：有機(jī)高分子化合物（如聚乙?。┦軣崛刍闪鲃?dòng)的液體，冷卻后成固體，這種現(xiàn)象叫熱塑性。 ②熱固性：有些有機(jī)高分子化合物加工成型后受熱不會(huì)熔化，這種現(xiàn)象叫熱固性。如酚醛塑料。 熱塑性和熱固性塑料用途 教師用力拉一下食品袋或橡皮筋，然后放松，問(wèn)學(xué)生觀察到什么現(xiàn)象？（彈性），又問(wèn)為什么會(huì)具有彈性呢？（可以讓學(xué)生閱讀課本中有關(guān)的段落或由教師講解） 要求答出：在高分子化合物的結(jié)構(gòu)中原子間、鏈節(jié)間是以共價(jià)鍵結(jié)合。淀粉、纖維素是C——C、C——O單鍵，蛋白質(zhì)是C——C，C——N單鍵，聚乙烯是C——C單鍵，這些鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，所以高分子是蜷曲的長(zhǎng)鏈，彈性就可以證明了這一點(diǎn)，小分子短就不會(huì)具備這種性質(zhì)。 長(zhǎng)鏈分子又怎樣組成物質(zhì)的呢？橡皮筋和硬橡皮的區(qū)別？ ?、?線型結(jié)構(gòu)（直鏈或帶支鏈），如淀粉、纖維素、聚乙烯等。它們分子間主要是靠分子間作用力結(jié)合。其強(qiáng)度是化學(xué)鍵和分子間力的共同表現(xiàn)。因此相對(duì)分子質(zhì)量越大，鏈越長(zhǎng)，這些作用力也越大，強(qiáng)度就強(qiáng)。這是它們不同于小分子物質(zhì)的特點(diǎn)。 ② 體型結(jié)構(gòu)（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)），這種結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為鏈上有能夠反應(yīng)的官能團(tuán)。高分子鏈之間除分子間力外，還可以產(chǎn)生化學(xué)鍵（產(chǎn)生交聯(lián)），因而使得這類化合物具有強(qiáng)度高、耐磨、不易溶解等不同于線型結(jié)構(gòu)高分子的性質(zhì)。 橡皮筋是橡膠中（主要成份是聚異戊二烯）加了少量3％的硫，由于交聯(lián)較少，仍保留有線型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，而硬橡皮則是在橡膠中加入了30％的硫，由于交聯(lián)多，因而具有了典型的網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)。此外如酚醛樹(shù)脂也是體型結(jié)構(gòu)的高分子化合物。 塑料的線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) （3）線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) 從塑料結(jié)構(gòu)分析，塑料一般情況下會(huì)導(dǎo)電嗎？ 科學(xué)視野---導(dǎo)電聚合物 導(dǎo)電聚合物是一種高分子物質(zhì)，它的導(dǎo)電能力很強(qiáng)，幾乎可以達(dá)到金屬導(dǎo)電的性能。聚合物是由簡(jiǎn)單分子聯(lián)合形成的大分子物質(zhì)。聚合物要能夠?qū)щ姡鋬?nèi)部的碳原子之間必須交替地由單鍵和雙鍵連接，同時(shí)還必須經(jīng)過(guò)摻雜處理，即通過(guò)氧化或還原反應(yīng)移去或?qū)腚娮印? 導(dǎo)電聚合物的研究興起于本世紀(jì)70年代，80年代達(dá)到高潮，目前則趨于消沉。導(dǎo)電聚合物已廣泛地用于許多工業(yè)領(lǐng)域，如抗電磁輻射的計(jì)算機(jī)視力保護(hù)屏幕、能過(guò)濾太陽(yáng)光的"智能"玻璃窗等。除此之外，導(dǎo)電聚合物還在發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、移動(dòng)電話和微型電視顯示裝置等領(lǐng)域不斷找到新的用武之地。導(dǎo)電聚合物的研究成果，還對(duì)分子電子學(xué)的迅速發(fā)展起到推動(dòng)作用，從而為人類在未來(lái)制造由單分子組成的晶體管和其它電子元件奠定了基礎(chǔ)。這不僅可以大大提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，而且還能縮小計(jì)算機(jī)的體積。2000年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)即獎(jiǎng)給對(duì)導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家艾倫.黑格、艾倫.克迪爾米德與白川英樹(shù)。 課本69頁(yè)表3－2“幾種常見(jiàn)塑料的性能和用途” 2、纖維和橡膠 1、取一小快純棉布、羊毛織物、尼龍布，分別在酒精燈火焰上灼燒，觀察現(xiàn)象。 2、取上述材料各一小塊，分別浸入10%硫酸溶液和3%氫氧化鈉溶液，微熱5～6分鐘，取出后，用水漂洗，烘干，觀察有什么變化？ 填表： 灼燒情況 受酸溶液的影響 受堿溶液的影響 純棉布 羊毛 尼龍布 1中尼龍布最易燃燒且發(fā)出難聞氣味。2中 現(xiàn)象：棉布被腐蝕爛、羊毛植物變硬、尼龍布無(wú)變化。 合成纖維是用石油、天然氣、煤等為原料，經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng)，制成合成高分子化合物，再經(jīng)加工而制得的纖維。它廣泛用于服裝、裝飾和產(chǎn)業(yè)三大領(lǐng)域，它的使用性能有的已經(jīng)超過(guò)了天然纖維。合成纖維緩解了糧棉爭(zhēng)地的矛盾，滿足人們對(duì)紡織品日益增長(zhǎng)的需要，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮愈來(lái)愈大的作用。 合成纖維的耐化學(xué)性能要比天然纖維強(qiáng)，如丙綸和氯綸的耐酸、耐堿性能都非常優(yōu)良。目前主要有6大綸，按合成的年代先后為氯綸、錦綸、維綸、腈綸、滌綸、丙綸。廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活. （1）合成纖維原料：石油、天然氣、煤等 （2）6大綸：氯綸、錦綸、維綸、腈綸、滌綸、丙綸。 橡膠是制造飛機(jī)、汽車和醫(yī)療器械所必須的材料,是重要的戰(zhàn)略物資,最初人們是從橡膠樹(shù)中獲得天然橡膠.但天然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求,于是科學(xué)家就開(kāi)始研究用化學(xué)方法合成橡膠. 每種材料都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，金屬材料強(qiáng)度大，但易被腐蝕。陶瓷材料強(qiáng)度大，耐高溫，但脆性大。合成材料密度小，但不耐高溫。航天工業(yè)需要強(qiáng)度大、耐高溫、密度小的材料。海洋工程需要耐高壓、耐腐蝕的材料。怎樣獲得這些材料呢？ 二、復(fù)合材料 復(fù)合材料定義并回答。 　1．復(fù)合材料的定義： 復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他的材料作為增強(qiáng)劑。 　玻璃鋼是一種以高分子樹(shù)脂為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)體，經(jīng)過(guò)復(fù)合工藝而制成的復(fù)合材料。通常具有耐腐蝕，抗老化，絕緣性好等特點(diǎn)，在管道、造船、汽車制造等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。 玻璃鋼堅(jiān)韌，比鋼材輕得多。噴氣式飛機(jī)上用它作油箱和管道，可減輕飛機(jī)的重量。登上月球的宇航員們，他們身上背著的微型氧氣瓶，也是用玻璃鋼制成的。玻璃鋼加工容易，不銹不爛，不需油漆。我國(guó)已廣泛采用玻璃鋼制造各種小型汽艇、救生艇及游艇。節(jié)約了不少鋼材?；S也采用酚醛樹(shù)脂的玻璃鋼代替不銹鋼做各種耐腐蝕設(shè)備，大大延長(zhǎng)了設(shè)備壽俞。玻璃鋼元磁性，不阻擋電磁波通過(guò)。用它來(lái)做導(dǎo)彈的雷達(dá)罩，就好比給導(dǎo)彈戴上了一副防護(hù)眼鏡，既不阻擋雷達(dá)的“視線”，又起到防護(hù)作用。 復(fù)合材料優(yōu)點(diǎn) 2．優(yōu)異的性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕，在綜合性能上超過(guò)了單一材料。 3．應(yīng)用：宇宙航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、人類健康等方面。 ［討論］未來(lái)展望：就現(xiàn)存問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)，談?wù)剬?duì)未來(lái)材料的展望： 1.舊材料改進(jìn)推廣(導(dǎo)電塑料) 2.研制新材料(智能材料、超導(dǎo)材料、光電轉(zhuǎn)換材料、生物材料、熱電膜、傳感膜等) 室內(nèi)裝飾材料與室內(nèi)污染（參照課本，課下完成） 1、調(diào)查報(bào)告----室內(nèi)裝飾材料與室內(nèi)污染 2、P73 6 ]二、復(fù)合材料 1．復(fù)合材料的定義： 復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他的材料作為增強(qiáng)劑。 2．優(yōu)異的性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕，在綜合性能上超過(guò)了單一材料。 3．應(yīng)用：宇宙航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、人類健康等方面。 板書(shū) 設(shè)計(jì) 第四節(jié) 塑料、纖維和橡膠 一、合成材料 1、塑料 （1）成分 主要反應(yīng)類型 單體概念 （2）熱塑性和熱固性 ①熱塑性：有機(jī)高分子化合物（如聚乙?。┦軣崛刍闪鲃?dòng)的液體，冷卻后成固體，這種現(xiàn)象叫熱塑性。 ②熱固性：有些有機(jī)高分子化合物加工成型后受熱不會(huì)熔化，這種現(xiàn)象叫熱固性。如酚醛塑料。 （3）線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu) 2、纖維和橡膠 （1）合成纖維原料：石油、天然氣、煤等 （2）6大綸：氯綸、錦綸、維綸、腈綸、滌綸、丙綸。 二、復(fù)合材料 1．復(fù)合材料的定義： 復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他的材料作為增強(qiáng)劑。 2．優(yōu)異的性能：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕，在綜合性能上超過(guò)了單一材料。 3．應(yīng)用：宇宙航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、人類健康等方面。 教學(xué) 反思 通過(guò)學(xué)習(xí)，我們可以說(shuō)不僅認(rèn)識(shí)到合成材料的利弊，而且同學(xué)們?cè)诮鼉蓚€(gè)星期的對(duì)白色污染的調(diào)查中，很好地培養(yǎng)了自己的環(huán)保意識(shí)