高中化学 专题三 让有机反应为人类造福 第三单元 纤维素的化学加工学案 苏教版选修2-苏教版高二选修2化学学案VIP免费

第三单元纤维素的化学加工1．了解纤维素的重要作用以及它在日常生活和工业生产等方面的重要应用。了解造纸的发明和发展，结合我国古代造纸术对学生开展爱国主义教育。2．认识纤维素的水解反应，胶棉、火棉等纤维素酯的制备和应用。造纸术是中国四大发明之一。纸是用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。一般由经过制浆处理的植物纤维的水悬浮液，在网上交错的组合，初步脱水，再经压缩、烘干而成。我国是世界上最早发明纸的国家。根据考古发现，西汉时期(公元前206年～公元前8年)，我国已经有了麻质纤维纸。公元105年，蔡伦在东汉京师洛阳总结前人经验，改进了造纸术，以树皮、麻头、破布、旧渔网等为原料造纸，大大提高了纸张的质量，扩大了纸的原料来源，降低了纸的成本，为纸张取代竹帛开辟了前景，为文化的传播创造了有利的条件。一、植物纤维素的存在1．植物纤维素的存在纤维素是构成植物细胞壁的基础物质，所有植物中都含有纤维素。木材中约有一半是纤维素。棉花是自然界中较纯粹的纤维素，纤维素含量达97%～99%。2．纤维素的组成纤维素的组成可以用(C6H10O5)n来表示，其分子中大约含有几千个葡萄糖单元。纤维素分子的长链平行排列，相邻纤维素分子中的许多羟基互相作用生成氢键而使这些长链分子紧密结合在一起形成纤维素胶束。几个纤维素胶束交织在一起形成绳索状的结构，这种绳索状的结构再排列起来形成肉眼所见到的纤维。3．纤维素的用途(1)木材纤维可以用于制作家庭装修用的纤维板。(2)木材、芦苇、稻草、麦秸、蔗渣等植物纤维可用于造纸。在植物中，纤维素和一种叫木质素的非纤维素结合在一起。在造纸过程中，先用机械和化学方法进行处理，把纤维素原料中的非纤维素成分溶解除去，使纤维素分离出来，得到比较纯的纤维素，制成纸浆。再经过漂白、打浆、烘干等处理工序，就制成了纸。(3)植物中木质素的用途。在木质素中加入适量的固化剂后喷洒在沙丘表面，能有效固定表面沙粒，保持土壤水分，提高沙漠植树造林的成活率。而且木质素能够被生物降解，不会造成污染和土壤板结。二、纤维素的水解1．水解条件纤维素胶束中氢键的数目很多，结合得很牢固，它的物理性质和化学性质比较稳定，因此纤维素的水解较难，必须在一定条件下才能进行。一般来说，在无机酸或者酶的催化下，纤维素可以发生水解，最终得到葡萄糖。2．水解方程式：。3．纤维素在动物体内的水解人体内没有使纤维素水解成葡萄糖的酶，所以不能直接消化、利用纤维素，但食草动物的消化道中却有一些微生物，它们能产生纤维素酶使纤维素水解。三、纤维素酯的制造1．纤维素的结构与性质纤维素是高分子，它的长链由许多葡萄糖单元构成。每个葡萄糖单元含有三个羟基，因此纤维素能够表现出醇的一些性质，能够发生酯化反应。2．纤维素酯的制造纤维素能够与硝酸或者醋酸酐发生酯化反应生成纤维素硝酸酯(俗称硝化纤维)或纤维素醋酸酯(俗称醋酸纤维)。纤维素与硝酸酯化的反应方程式是：__________________________________________________________________________________________纤维素一般不易完全酯化生成三硝酸酯。酯化程度不同的纤维素硝酸酯在性质上也有所不同，工业上把含氮量低的纤维素硝酸酯叫做胶棉，含氮量高的叫做火棉。思考：纤维素有哪些用途？提示：1纺织原料，如棉、麻等纤维素含量高的物质。2造纸，如木材、稻草、麦秸、蔗渣等。3制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等。4黏胶纤维是植物秸秆、棉绒等富含纤维素的物质，经过氢氧化钠和二硫化碳等处理后，得到的一种纤维状物质。黏胶纤维中的长纤维俗称人造丝，短纤维俗称人造棉。5食物中的纤维素在人体消化过程中也起着重要的作用，它刺激肠道蠕动和分泌消化液，有助于食物的消化和排泄。一、淀粉和纤维素的性质比较淀粉[(C6H10O5)n]纤维素[(C6H10O5)n]结构特征由葡萄糖单元构成的天然高分子化合物；n值小于纤维素由葡萄糖单元构成的天然高分子化合物；每个葡萄糖单元中含三个—OH物理性质白色粉末，不溶于冷水，在热水中部分溶解白色、无味的固体，不溶于水和有机溶剂化学性质①无还原性，为非还原性糖②水解的最终产...