高分子化合物與材料
一、 教材分析和建議
本課題是按照高分子化合物合成的反應原理、塑料製品的加工、獲得效能優異的合成材料以及高分子合成材料的保護、**利用這樣的順序展開的。
高分子化合物的合成，主要是對比介紹加聚反應和縮聚反應的原理，突出高分子化合物在組成、結構、相對分子質量的特點，為學習高分子化合物的其他內容打下基礎。為了易於理解，教科書從比較簡單的有機化學反應開始引入有關的聚合反應，並採用對比分析的方法，結合加聚反應和縮聚反應獲得的常見製品**，幫助學生認識這兩種獲得高分子化合物的重要反應，理解它們之間的區別和聯絡。這也是本課題的教學重點，通過學習應該使學生認識到高分子化合物與低分子化合物的本質區別就在於前者的相對分子量很大，由此導致了高分子化合物具有低分子化合物所沒有的一些特殊效能和使用特點，但是，高分子化合物往往組成和結構並不複雜，形成高分子化合物所依據的反應原理也同其他有機反應沒有多大的差別。
另外，按照課程標準的要求，通過「科學視野」這個欄目，指出了催化劑在高分子合成工業中的重要作用。
塑料製品的加工原理在於利用高分子化合物的效能，主要是根據熱塑性塑料和熱固性塑料的不同特點，而這些不同的特點，恰恰是由於高分子化合物在組成和結構上的差異造成的。由此，可以引導學生結合高分子化合物對「物質（組成）結構決定物質的性質（效能），以及在一定條件下，物質的性質（效能）決定物質的用途」這些化學基本觀念有乙個新的認識。如果條件允許，可以帶領學生參觀附近的塑料製品廠，其間不僅要參觀實際的生產過程，還要注意考察生產車間的環境、消防及勞動保護措施等。
能導電的高分子化合物、高吸水性樹脂以及微膠囊不僅是「科學視野」中提供的一些功能高分子材料的例項，而且也是目前獲得功能高分子材料三種主要途徑的典型產品。利用一些比較簡單的反應，卻可以獲得多種效能優異、用途廣泛的功能高分子材料，這中間充分體現了化學合成的魅力。此外，塑料的改性以及複合材料則是獲得效能優異合成材料的另外兩個重要途徑。
其中，複合材料的教學不一定侷限於高分子材料，還要同前面學習無機非金屬材料和金屬材料聯絡起來，強調複合材料的設計是一種獲得特定效能材料的重要途徑，也是一條節約資源、能源和資金的有效途徑。
在介紹環境中高分子材料時，要注意兩方面的問題，即在生產和使用中要考慮材料的使用壽命和保護，同時，防止廢棄高分子材料對環境的汙染。這樣才是比較全面和客觀地反映當前生產中的實際情況，不能一談到環境中的高分子材料，就只談白色汙染等環境問題，如果這樣做實際上是不公正的。在這裡有乙個問題需要引起我們共同思考，當前一些**一味地指出化學製品存在的負面影響和問題，造成了公眾對化學、化學工作者的很多誤解，作為化學教育工作者，我們有義務澄清一些事實，還問題於本來面目，這同樣是基礎教育中提高學生科學技術素養的重要任務。
也只有這樣做，對於類似廢舊高分子材料的**利用等問題的討論，才有可能創造乙個比較寬鬆、民主、客觀、公正的教學和討論的環境，也有利於培養學生參與社會問題決策和解決的能力。
二、 問題交流
【思考與交流1】
設計本題目的在於引導學生觀察和學習自然，了解技術創新的途徑和方法。
自然界中存在的天然複合材料可以給我們很多啟發，這種科學研究和技術創新的思路稱為仿生科技。觀察和分析天然複合材料的組成和結構有利於人們模仿和模擬製造材料，有利於更加合理、有效地利用人類現有的材料，有利於人們設計和製造新材料，有利於人們製造環境友好的材料。
【思考與交流2】
設計本題的目的在於加深對教科書中關於廢舊高分子材料的**利用有關內容的了解，幫助學生樹立**廢舊物資和可持續發展的觀念，認識化學對廢舊物質再生與綜合利用的意義和途徑。
在日常生活中，塑料的應用量越來越廣泛，廢舊塑料也逐漸增多，為了消除環境汙染達到增產節約的目的，必須把廢舊塑料**利用。**塑料必須了解其種類和效能，根據其化學成分加以分類，才能使加工處理能夠順利進行，因此，塑料製品進行分類**是**利用的條件之一。結合圖3-39舉例說明如下：
廢舊聚乙烯塑料可用來製造包裝膜、容器、塑料管或日常生活用的容器等；廢舊聚氯乙烯塑料主要有兩種，一種是低密度的，可用來製薄膜、軟管、墊片、電線和人造革等；另一種高密度的，可用來製硬板材、硬管（片、棒）等；廢舊聚丙烯塑料，可用來製編織袋、容器、管道、絕原材料等；廢舊聚苯乙烯塑料可用來製汽車、儀表的零件等，解聚後的聚苯乙烯單體可再聚合成聚苯乙烯塑料。另外，廢舊塑料可直接轉化成汽油、柴油等，也可用於製備乳液塗料。
【思考與交流3】
討論是一種教學情景，在這種情境中學生之間或教師學生之間進行交流來分享資訊、觀念或解決問題。
討論的目的：複習和擴充套件知識，考察觀點，解決問題，提高語言交流能力。
討論的準備：提出分組方案，分配問題或角色，確定時間，查閱資料。
討論的實施原則：每人都有平等參與及發言的機會；仔細傾聽別人的發言和感受；盡可能地理解他人的觀點；意識到自己的知識和觀點不可能總是正確的；盡量始終圍繞中心問題；注意禮貌，維護討論氣氛。
教師的角色：為了使討論獲得好的效果，教師應該是討論的推動者、調控者、參與者、觀察者、記錄者和評價者。
練習與實踐參考
1. ｃ
2. （1）na2sio3 + h2so4 == h2sio3 + na2so4
(2)舉出三個例項即可。如實驗室一些化學試劑需要存放在乾燥密閉的容器中，可放入一些矽膠；儲存藥品的瓶中也常放入矽膠作為乾燥劑；一些精密儀器外殼中放入變色矽膠，可根據變色矽膠的顏色變化，及時採取措施，防止儀器中的金屬製件腐蝕生鏽。
3. 將鐵礦石冶煉成鐵是乙個複雜的過程，其主要原理是利用氧化還原反應，在高溫下用還原劑（主要是一氧化碳）從鐵礦石中把鐵還原出來。把生鐵冶煉成鋼主要是適當地降低生鐵中的含碳量，調整鋼裡合金元素含量到規定的範圍之內，並除去大部分硫、磷等有害雜質，其主要原理也是利用氧化還原反應，在高溫下，用氧化劑把生鐵裡的過多碳和其他雜質氧化成為氣體或爐渣除去。
6. 鋅是一種比鐵活潑的金屬，因此，鋅比鐵先被腐蝕。在鍋爐的內壁上焊幾片鋅，可利用犧牲陽極的陰極保**，防止鍋爐腐蝕。
7. 高分子化合物與低分子化合物的最大區別在於相對分子質量的巨大差異。舉出三種天然高分子和合成高分子即可。
合成高分子材料的最大優點在於其生產不受自然條件的限制，從石油、天然氣和煤等化石燃料為原料通過化學合成獲得，因此，可以降低成本，而且可以進行多種方式進行結構設計、改造、重新鏈結和加工等，獲得效能優異的各種功能材料和複合材料。合成材料的最大缺點在於很多材料在環境中不易降解，隨意丟棄會造成環境汙染。
8. 加聚反應和縮聚反應是合成高分子化合物的兩個基本反應，其中，縮聚反應一般不需要很苛刻的條件，較容易發生。
9.10. 一些線性結構的高分子化合物，當受熱到一定溫度範圍時，它們會軟化、熔融，可以加工成各種不同的形狀，稱為熱塑性聚合物；一些體形（網狀）結構的高分子化合物，受熱不會熔融，稱為熱固性聚合物。
分別舉出三種熱塑性和熱固性聚合物即可。
11. 陽極；陰極。
ni－2e- == ni2+（陽極，發生氧化反應）
ni2+＋2e- == ni（陰極，發生還原反應）不變
12. 提示：為了適應人們參加體育運動的不同需要，製作運動器材的材料是隨著時代的發展而改變，主要目的在於不斷改進材料的組成，提高其效能，降低成本，因此，材料中的科技含量也不斷提高。
例如，以前很多運動器材是用金屬材料（如鋼鐵、鋁合金等）製作的，往往具有很好的強度、彈性、韌性，但也具有不可避免的缺點，如質量較大，容易生鏽，用一些特殊材料（如碳素材料、複合材料）製作的羽毛球拍、釣魚杆等，可以減輕重量，提高強度，受到廣大羽毛球、釣魚愛好者的歡迎。再如，在競技體育中，如果人體本身具有一定運動極限的假設成立的話，運動器材效能等來自人體外部的因素就會成為提高運動成績的重要因素。
13. 純鹼1.21噸；石灰石1.18噸；石英4.26噸
14. 提示：紡織纖維的鑑別方法很多，簡單地可分為物理方法和化學方法，還有儀器方法等。
比較簡便的鑑別方法為燃燒法，即將纖維樣品在火焰上點燃，觀察其燃燒時發生的現象、產生的氣味等。如天然羊毛接觸火焰不會馬上燃燒，先捲縮後冒煙，然後起泡燃燒，有燒毛髮氣味，火焰呈橘黃色；合成纖維（如腈綸）容易點燃，邊軟化邊燃燒，有辛辣味，火焰呈明亮白色。
15. 丙烯腈、丁二烯和苯乙烯
教學資源
1. 無機非金屬材料
無機非金屬材料指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和矽酸鹽、鈦酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽等含氧酸鹽為主要組成的無機材料。包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料以及新型無機材料等。其中陶瓷一詞，隨著與陶瓷工藝相近的無機材料的不斷出現，其概念的外延也不斷擴大。
最廣義的陶瓷概念幾乎與無機非金屬材料的含意相同。無機非金屬材料是當代材料體系中的乙個重要組成部分。
無機非金屬材料的名目繁多，用途各異，目前尚沒有乙個統一而完善的分類方法。通常把它們分為傳統（普通）無機非金屬材料和新型（特種）無機非金屬材料兩大類（見表3-1）。前者指以矽酸鹽為主要成分的材料幷包括一些生產工藝相近的非矽酸鹽材料，如碳化矽、氧化鋁陶瓷、硼酸鹽、硫化物玻璃、鎂質或鉻質耐火材料和碳素材料等。
這一類材料通常生產歷史較長、產量較高、用途也較廣。後者主要指20世紀以來發展起來的、具有特殊性質和用途的材料，如壓電、鐵電、導體、半導體、磁性、超硬、高強度、超高溫、生物工程材料以及無機複合材料等。
上述這種分類並不是絕對的，由於新型材料是從傳統材料逐漸發展起來的，有些材料的歸屬很難確定。習慣上無機非金屬材料沿用傳統生產工藝分為陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、碳素材料等類，同時，新型材料按其生產工藝、用途和發展狀況，又逐步形成一些新的材料類別，如無機複合材料、無機多孔材料等。有些品種按習慣併入傳統分類中，如鐵電、壓電陶瓷併入陶瓷；微晶玻璃、光導纖維等併入玻璃。
有時又可按照材料的主要成分分類，如矽酸鹽、鋁酸鹽、氧化物、氮化物材料等；也可以根據材料的用途分為日用、建築、化工、電子、航天、通訊、醫學材料等；也有按材料性質分的，如膠凝、耐火、耐磨、導電、絕緣、半導體材料等；還有根據材料的物質狀態分的，如晶體（單晶體、多晶體、微晶體）、非晶體及複合材料等；或從材料的外觀形態分，有塊狀、多孔、纖維、晶須、薄膜材料等。
2. 水泥
製造水泥的主要原料是石灰石（80%~90%）、黏土（10%~15%）和鐵礦粉（1%~2%）。為了控制凝結速率，還要在熟料中加入3%（以上均為質量分數）以下的石膏。
（1）水泥生料煅燒成熟料的物理、化學變化過程
混合生料進入迴轉窯的上端，受熱到100℃時，主要是水分蒸發，這一段叫乾燥帶。乾燥的生料繼續在窯中前進，在與更熱的氣體相遇時，被加熱到600 ℃左右，這時發生有機物燃燒和高嶺土脫水。此時，由於黏土可塑性降低，塊料粉碎成粉料，這一段叫做預熱帶。
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高分子化學 選修 2012年6月 一 簡答題 1 簡述影響縮聚反應所得聚合物聚合度的因素？並分析使用高純度單體是為了控制哪個因素？10分 2 什麼是共聚反應中的組成分布和序列分布？它們由什麼來決定？10分 3 熱固性聚合物製品的生產過程多分成預聚物製備和成型固化兩個階段，試用高分子化學的知識去分析此...
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人教版江蘇省啟東中學高二化學組 錢巨集達 向該老師致敬 緒言一學習目標 1學習化學原理的目的 2 化學反應原理所研究的範圍 3 有效碰撞 活化分子 活化能 催化劑 二學習過程 1 學習化學反應原理的目的 1 化學研究的核心問題是 化學反應 2 化學中最具有創造性的工作是 設計和創造新的分子 3 如何...
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與h2發生加成反應 與乙酸發生酯化反應 發生水解反應 發生消去反應 abcd 9 微波爐加熱時，電爐內的微波場以極高的頻率改變電場的方向，使水分子迅速擺動而產生熱效應。在高頻改變方向的電場中水分子會迅速擺動的原因是 a 水分子具有極性共價鍵 b 水分子中有共用電子對 c 水由氫 氧兩種元素的原子組成...