有机合成材料

新课导入随着人类文明的不断进步，人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命——人工合成材料。人工合成材料的原料丰富、制造加工简单，性能千变万化。塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。粘合剂、涂料也属于合成材料。教学目标知识与技能1．了解有机物的概念，能区分有机物和无机物；2．知道塑料、合成纤维、合成橡胶是重要的有机合成材料及在生产和生活中的重要作用；3．认识“白色污染”及其危害、解决方法。过程与方法1．通过塑料性质的探究及鉴别天然纤维和合成纤维的实验，发展科学探究能力；2．通过合成材料在生产和生活中有着重要作用的学习，认识化学在生产和生活中的重要地位，培养学习化学的兴趣；3．了解有机合成材料的特点、用途和对环境的危害，认识环境保护的重要性。情感态度与价值观1．认识有机合成材料对人类社会进步所起的重要作用，体会学习化学的价值；2．培养关注生活、关注社会、关注人类生存环境的情感。重点1．知道什么是有机物，了解有机高分子材料的分类和用途；2．了解有机合成材料的种类和用途以及塑料对环境的影响，认识环境保护的重要性。1．知道什么是有机物，了解有机高分子材料的分类和用途；2．了解有机合成材料的种类和用途以及塑料对环境的影响，认识环境保护的重要性。难点一、有机化合物有机物无机物化合物化学式组成元素相对分子质量甲烷CH4C、H16乙醇C2H5OHC、H、O46葡萄糖C6H12O6C、H、O180淀粉(C6H10O5)nC、H、O几万到几十万蛋白质C、H、O、N几万到几百万硫酸H2SO4H、S、O98氢氧化钠NaOHNa、O、H40氯化钠NaClNa、Cl58.51．无机化合物大多数无机化合物不含碳，如硫酸、氯化钠等；少数含碳，但具有无机化合物的特点，如一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等。2．有机化合物（简称有机物）有机化合物都含有碳元素，有的还含有氢、氧、氯、氮和磷等元素。如甲烷、葡萄糖、蛋白质等都是有机物。有机物中的碳原子可以和氢、氧、氮等原子结合，碳原子和碳原子间还可以形成碳链或碳环。有机小分子：相对分子质量比较小（通常不上千）的有机化合物。如：甲烷、乙醇、丙烯等。有机高分子：相对分子质量比较大（达几万甚至几千万）的有机化合物。如：蛋白质、淀粉、纤维素等。有机物大多数有机物难溶于水，易溶于有机溶剂。绝大多数有机物熔点低，受热容易分解，而且容易燃烧。绝大多数有机物不易导电。多数不能发生电离。发生化学反应一般比较复杂，反应速度较慢。有机物的一般特点：二、有机合成材料用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。大部分有机高分子化合物是由小分子聚合成的，常被称为聚合物。如：淀粉、聚乙烯等。当小分子连接构成高分子时，有的形成很长的链状，有的由链状结成网状。聚乙烯分子模型高分子结构示意图有机高分子材料天然高分子材料合成高分子材料淀粉纤维素蛋白质天然橡胶合成塑料合成橡胶合成纤维合成粘合剂合成涂料新型合成高分子材料……功能高分子材料复合高分子材料隐身高分子材料……合成塑料合成纤维合成橡胶小实验将一次性水杯剪成碎片，然后放在试管中加热，观察现象。等熔化后停止加热，待冷却固化后再加热，观察现象。现象：塑料碎片加热后变成液态，冷却后变成白色固体。结论：这类高分子材料可以反复加工，多次使用，能制成薄膜、拉成丝或压制成所需要的各种形状，这种材料具有热塑性。实验一：热塑性高分子化合物的基本性质（1）溶解性线型结构高分子（如有机玻璃）能溶解在适当的有机溶剂里，但溶解速率比小分子缓慢；而体型结构高分子（如橡胶）则不易溶解，只能一定程度的胀大。（2）热塑性和热固性热塑性：加热到一定温度范围，开始软化，然后再开始熔化成可以流动的液体；冷却后，又成为固体，如聚乙烯。热固性：加工成型后受热不熔化，如电木。（3）强度高分子材料强度一般比较大。如把10kg高分子材料与金属材料各制成100m长的绳子，可吊起物体的重量如下表：材料品种高分子材料金属材料锦纶绳涤纶绳金属钛绳碳钢绳重物质量／kg155001200077006500（4）电绝缘性通常高分子材料的电绝缘性良好，广泛用于电器工业上。（5）特性有些高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等特性，用于某些特殊需要的领域；但也有些高分子材料具有易老化、不耐高温、易燃烧、废弃后不易分解等缺点。1．塑料塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）。有些热塑性塑料，可以反复加工，多次使用；有些热固性塑料，一旦加工成型就不会受热熔化。有些塑料具有特殊用途如工程塑料、增强塑料、改进塑料等。常见的热塑性塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。常见的热固性塑料：如：酚醛塑料（电木）、脲醛塑料（电玉）。聚苯乙烯制成的灯饰外壳电线外面的塑料层是聚氯乙烯聚四氟乙烯作内衬的不粘锅尿素甲醛制品不同种类的塑料制品有机玻璃纤维天然纤维化学纤维棉花羊毛木材草类合成纤维人造纤维硝酸纤维醋酸纤维铜氨纤维聚酯纤维（涤纶）聚酰胺纤维（锦纶、尼龙）聚丙烯晴纤维(晴纶)聚丙烯纤维(丙纶)聚乙烯醇纤维(维纶）聚氯乙烯纤维（氯纶）2．合成纤维人造纤维：用化学方法对木材等天然纤维加工制成。合成纤维：用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维。合成纤维的强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀，但吸水性和透气性较差。如：涤纶（的确良，是一种聚脂纤维）、锦纶（尼龙，是一种聚酰胺纤维）、腈纶（人造羊毛，是一种聚丙烯腈）等。合成纤维常与天然纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺括。棉花和羊毛的纤维都是天然纤维。棉花绵羊橡胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶特种橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶聚硫橡胶硅橡胶3．合成橡胶天然橡胶合成橡胶与天然橡胶比，具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能。胶鞋橡胶瓶塞橡胶管轮胎材料塑料纤维合成橡胶品种性能用途三大合成材料的比较通用塑料、工程塑料天然纤维、合成纤维、人造纤维、特种合成纤维天然橡胶、通用橡胶、特种橡胶决定于树脂性能和添加剂的性能强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温和低温等包装、绝缘、管材等穿着、各种用途的绳子等各种轮胎、医疗器具等（1）占地过多。堆放在城市郊区的垃圾，侵占了大量农田。垃圾在自然界停留的时间也很长：烟头、羊毛织物1～5年；橘子皮2年；易拉罐80～100年；塑料100～200年；玻璃1000年。（2）污染空气。垃圾是一种成份复杂的混合物。在运输和露天堆放过程中，有机物分解产生恶臭，并向大气释放出大量的硫化物等污染物，其中含有机挥发气体达100多种，这些释放物中含有许多致癌、致畸物。垃圾的现状及其危害三、白色污染（3）污染水资源。垃圾中的有害成份易经雨水冲入地面水体，在垃圾堆放或填坑过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物，同时将垃圾中的重金属溶解出来。垃圾直接弃入河流、湖泊或海洋，则会引起更严重的污染。（4）引发火灾。垃圾中含有大量可燃物，在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气，遇明火或自燃易引起火灾。（5）是有害生物的巢穴和滋生地。垃圾不但含有病原微生物，而且能为老鼠及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所，也是传染疾病的根源。“白色污染”：一些废弃塑料制品带来的环境污染就是“白色污染”。（1）“视觉污染”在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、风景点的整体美感，破坏市容、景观。“白色污染”的主要危害“白色污染”（2）“潜在危害”废旧塑料包装物很难降解，可造成长期的、深层次的生态环境问题。①废旧塑料包装物混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分，将导致农作物减产；②抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞入，导致动物死亡；③混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理。白色污染的治理（1）减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋。（2）重复使用某些塑料制品，如塑料袋、塑料盒等，提高使用效率。（3）使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料和光降解塑料等。初放时1个月2个月2.5个月3个月已消纳可降解塑料的降解过程（4）回收各种废弃塑料。①直接用作材料。如回收聚乙烯塑料制成再生薄膜，用作包装袋。②热解成单体。如有机玻璃热解为单体，再重新聚合为成品。③制成燃油和燃气。不能或难以分解的塑料可在催化剂和高温条件下分解为柴油、煤油和汽油，甚至裂解为燃气。白色污染白色污染功能高分子材料：指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。由具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜，它的特点是能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。高分子分离膜四、新型材料的利用用高分子分离膜淡化海水用高分子材料制造的半透膜加压具有优异的生物相容性，较少受到排斥，可以满足人工器官对材料的苛刻要求，如：人工心脏、人工关节、人造鼻等。医用高分子材料指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种做为基体，另外材料做为增强剂。复合材料具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。复合材料碳纤维（复合材料）及其制品生物自毁塑料：在塑料中加入淀粉，以淀粉为食的细菌能将其分解，最终无害地消失在土壤中。化学自毁塑料：在塑料上喷上一种溶剂，就可以使它们溶解，成为无害的物质。在塑料中加入某种化学物质，使其能被光、细菌或其他化学物质溶解乃至消灭。自毁塑料光学自毁塑料：这种塑料含有一种化学物质，只要一曝光，它就会慢慢地分裂。医用自毁塑料：自毁塑料中的佼佼者。手术后用这种塑料线缝合伤口，可以慢慢被体液吸收，患者再不用为拆线烦恼。用这种塑料做的胶囊可以缓慢溶解，控制药物进入血管的速度。课堂小结一、有机化合物有机物的一般特点有机化合物有机高分子化合物高分子化合物的基本性质二、有机合成材料1．塑料常见的热塑性塑料常见的热固性塑料2．合成纤维3．合成橡胶垃圾的现状及其危害三、白色污染“白色污染”的主要危害白色污染的治理功能高分子材料高分子分离膜四、新型材料的利用医用高分子材料复合材料自毁塑料1．化合物主要有两大类：___________和___________。___________都含有碳元素，比如______、_____等。有机化合物无机化合物有机化合物葡萄糖乙醇2．在甲烷、乙醇、碳酸、醋酸四中物质中，不属于有机物的是______。碳酸课堂练习3．链状结构的高分子材料具有________性，而多数网状结构的高分子材料一经加工成型就不会受热熔化，而具有________性。热塑性热固性4．下列不属于高分子化合物的是（）A．蛋白质B．乙醇C．淀粉D．聚乙烯B5．下列物质中，不属于合成材料的是（）A．的确良B．尼龙C．真丝D．腈纶6．当前我国亟待解决的“白色污染”通常是指（）A．冶炼厂的白色烟尘B．石灰窑的白色粉末C．聚乙烯等塑料垃圾D．白色建筑材料CC7．下列物质所用的高分子材料，你认为具有热固性的是（）A．塑料凉鞋B．自行车内胎C．电线外面的塑料护套D．电熨斗的塑料部件D课后习题答案1．都含碳元素2．（1）（2）是热塑性塑料（3）（4）是热固性塑料3．好处：可以减少污染废品再利用。困难：重塑难度大4．略5．略