2019-2020年高中化學 第五章 第二節(jié) 應用廣泛的高分子材料.doc

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2019-2020年高中化學 第五章 第二節(jié) 應用廣泛的高分子材料學習目標定位1.知道高分子化合物的結構特點和基本性質，知道高聚物的結構與性質的關系。2.知道塑料、合成纖維、合成橡膠的性質和用途。1判斷下列高聚物的單體，指出由單體合成高聚物的反應類型。(1)合成的單體是，合成該高聚物反應類型：縮聚反應。(2)合成的單體是，合成該高聚物反應類型：加聚反應。2高分子化合物的命名(1)天然高分子化合物習慣用專有名稱，如淀粉、纖維素、天然橡膠、蛋白質、RNA、DNA等。(2)合成高分子化合物由一種單體加聚所得聚合物，在單體名稱前加一個“聚”字。如聚氯乙烯、聚乙烯。由兩種單體聚合所得聚合物有兩種命名法：第一種：在兩種單體前加“聚”字。例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚己二酰己二胺。第二種：在兩種單體名稱(簡名)后加“樹脂”二字。如酚醛樹脂(可由苯酚與甲醛合成)、脲醛樹脂(可由尿素與甲醛合成)、醇酸樹脂(可由丙三醇與鄰苯二甲酸酐合成)，環(huán)氧樹脂等。另外，合成橡膠的名稱可在單體名稱后加“橡膠”二字，如異戊橡膠、乙丙橡膠、順丁橡膠等；合成纖維的名稱常用“綸”，如滌綸(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、腈綸(聚丙烯腈)、氯綸(聚氯乙烯)等。3當小分子連接構成高分子時，有的形成很長的鏈狀，有的由鏈狀結成網狀。鏈狀結構的高分子材料(如聚乙烯塑料)加熱時熔化，冷卻后變成固體，加熱后又熔化，因而具有熱塑性；網狀結構的高分子材料(如電木)，一經加工成型就不會受熱熔化，因而具有熱固性。探究點一塑料1(1)按合成材料的用途和性能可分為三大類：合成高分子材料、功能高分子材料和復合材料。(2)應用廣泛的“三大合成材料”是指塑料、合成纖維和合成橡膠。2塑料的主要成分是高分子化合物，即合成樹脂。有些塑料受熱后可以熔化(如聚乙烯)，這種塑料叫熱塑性塑料；有些塑料受熱后不能熔化(如酚醛樹脂)，這種塑料叫熱固性塑料。3聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯合成條件高溫、高壓，引發(fā)劑低壓，催化劑高分子鏈較短較長相對分子質量較低較高密度較低較高4.酚醛樹脂(1)含義：是用酚類(如苯酚)和醛類(如甲醛)在酸或堿的催化作用下相互縮合而生成的高分子化合物。(2)制備和結構：如在酸性催化下：；。歸納總結高分子化合物的結構與性質線型高分子體型高分子結構分子中的原子以共價鍵相互聯(lián)結，構成一條很長的卷曲狀態(tài)的“鏈”分子鏈與分子鏈之間還有許多共價鍵交聯(lián)起來，形成三維空間的網狀結構溶解性能緩慢溶解于適當溶劑很難溶解，但往往有一定程度的脹大性能具有熱塑性，無固定熔點具有熱固性，受熱不熔化特性強度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好強度大、絕緣性好，有可塑性常見物質聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡膠酚醛樹脂、硫化橡膠活學活用1下列說法不正確的是()A高分子化合物材料一般都沒有固定的熔點B相對分子質量大的高分子一般具有熱塑性，相對分子質量小的高分子一般具有熱固性C高聚物的聚合度一般是不確定的D高分子化合物的溶解一般比較緩慢答案B解析探究點二合成纖維、合成橡膠1合成纖維(1)纖維分為天然纖維和化學纖維，化學纖維又分為人造纖維和合成纖維。棉花、羊毛、蠶絲和麻等是天然纖維；用木材等為原料，經化學加工處理的是人造纖維；用石油、天然氣、煤和農副產品作原料加工制得單體，經聚合反應制得的是合成纖維。(2)合成纖維的“六大綸”是指滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸和氯綸，其中被稱作“人造棉花”的是維綸。(3)滌綸是聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維的商品名。寫出生成滌綸的化學方程式：2合成橡膠(1)橡膠的分類橡膠(2)合成橡膠原料：以石油、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴等為單體聚合而成。性能：具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或耐低溫等性能。(3)順丁橡膠是以1,3丁二烯為原料，在催化劑作用下，通過加聚反應，得到以順式結構為主的聚1,3丁二烯。反應方程式為 = = 。天然橡膠是異戊二烯的順式聚合物，寫出異戊二烯和天然橡膠的結構簡式：CCH2CH3CHCH2和。歸納總結有機高分子化學反應的特點(1)與結構的關系結構決定性質，高分子的化學反應主要取決于結構特點、官能團與基團之間的影響。如碳碳雙鍵易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易發(fā)生酯化、取代等反應。(2)常見的有機高分子化學反應降解在一定條件下，高分子材料降解為小分子。如有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)熱解為甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化鋇處理，能分解為苯乙烯。常見的高分子降解方法有：生物降解、化學降解、光降解等。橡膠硫化天然橡膠()經硫化，破壞了碳碳雙鍵，形成單硫鍵(S)或雙硫鍵(SS)，線型結構變?yōu)轶w型(網狀)結構。催化裂化塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃氣體等?；顚W活用2橡膠樹是熱帶植物，在我國海南已大面積種植。從橡膠樹的膠乳中可提取天然橡膠，天然橡膠的成分是順式聚異戊二烯，其結構簡式為。試回答下列問題：(1)天然橡膠能溶于汽油的根本原因是因為_，天然橡膠加入適量的硫進行硫化后，其結構由_變成_，因而硫化橡膠_(填“能”或“不能”)溶于汽油。(2)天然橡膠的單體是一種無色液體，將該無色液體加入溴水中，溴水_(填“能”或“不能”)褪色。答案(1)天然橡膠是線型結構線型結構網狀結構(或體型結構)不能(2)能解析(1)從天然橡膠成分的結構簡式可知天然橡膠為線型結構的高分子，能溶于汽油等有機溶劑。天然橡膠硫化后，引入的硫原子可通過形成共價鍵，從而使高分子鏈發(fā)生交聯(lián)，形成網狀結構，故硫化橡膠不能溶于汽油。(2)天然橡膠的單體中含有兩個碳碳雙鍵，能發(fā)生加成反應，使溴水褪色。理解感悟(1)絕大多數(shù)橡膠的結構中有碳碳雙鍵或還原性物質(如硫)，故橡膠有較強的還原性。因此，在實驗室中，盛放強氧化劑的試劑瓶不能用橡膠塞。(2)未經硫化的橡膠容易磨損，易溶于汽油、四氯化碳等有機溶劑，分子內有雙鍵易發(fā)生加成反應，容易老化。硫化后，高分子鏈之間經交聯(lián)而變成網狀結構，結構穩(wěn)定，不溶于有機溶劑，不易氧化，不易老化。1下列有機物中不屬于天然高分子材料的是()A棉花 B淀粉 C尼龍 D羊毛答案C解析高分子材料按其來源分為天然高分子材料和合成高分子材料。顯然棉花、淀粉和羊毛是天然的，而尼龍是人工合成的，屬于合成材料。2當前，我國亟待解決的“白色污染”通常指()A冶煉廠的白色煙塵 B石灰窯的白色粉塵C聚乙烯的塑料垃圾 D白色建筑材料答案C解析“白色污染”指的是“塑料垃圾”。3下列各組物質全部是由化學合成得到的是()A玻璃纖維素青霉素B尿素食鹽聚乙烯C滌綸洗衣粉阿司匹林D石英橡膠磷化銦答案C解析A項中的纖維素，B項中的食鹽，D項中的石英均不需人工合成。4下列說法正確的是()A合成纖維和人造纖維統(tǒng)稱為化學纖維B聚氯乙烯是熱固性塑料C錦綸絲接近火焰時先卷縮，燃燒時有燒焦羽毛的氣味，灰燼為有光澤的硬塊，易壓成粉末D某些合成材料和塑料制品廢棄物可以傾倒到海洋中答案A解析合成纖維和人造纖維統(tǒng)稱化學纖維，A正確；聚氯乙烯為熱塑性塑料，B錯誤；錦綸為合成纖維，分子式為，屬于多肽，和蛋白質有相似之處，但灰燼不易壓成粉末，C錯誤；合成材料和塑料廢棄物不可亂倒，D錯誤。5關于塑料的下列說法中，不正確的是()A在日常生活中用于包裝食品的塑料通常是聚乙烯B有機玻璃是一種透光性好的塑料制品C塑料制品容易被微生物分解，所以廢棄塑料制品不會對環(huán)境造成嚴重的污染D塑料的主要成分是合成樹脂，另外還有一些添加劑答案C解析用于食品包裝的一般為聚乙烯塑料，A正確；有機玻璃為一種高聚酯，是一種透光性好、質輕、耐酸堿腐蝕、抗霉、易加工的塑料制品，B正確；塑料制品不易分解，易造成白色污染，C錯誤；在塑料的組成中，除了合成樹脂外，還有根據需要加入的某些具有特定用途的加工助劑以改進其性能，D正確。6維通橡膠是一種耐腐蝕、耐油、耐高溫、耐寒性能都特別好的氟橡膠。它的結構簡式為，合成它的單體為()A氟乙烯和全氟異丙烯 B1,1二氟乙烯和全氟丙烯C1三氟甲基1,3丁二烯 D全氟異戊二烯答案B解析將聚合物按如下所示方法找出單體為CH2=CF2和CF2=CFCF3，它們的名稱分別為1,1二氟乙烯和全氟丙烯，故答案為B?；A過關一、合成材料對環(huán)境的危害和防治1下列說法正確的是()A控制塑料購物袋的使用主要是為了節(jié)約成本B使用可降解塑料袋有利于減少“白色污染”C聚氯乙烯塑料袋可用來長時間存放食品D塑料購物袋具有熱固性，不能回收利用答案B2下列對于廢棄塑料制品的處理方法中，最為恰當?shù)氖?)A將廢棄物切成碎片填埋于土壤中B將廢棄物焚燒C將廢棄物傾倒于海洋中D將廢棄物用化學方法加工成防水涂料或汽油答案D解析廢棄塑料非常穩(wěn)定，埋在土壤中長時間不易降解，不僅影響土壤的透氣性，還會改變土壤的結構，A錯誤；將廢棄塑料袋焚燒或傾倒于海洋中，會引起大氣和海洋污染，B、C錯誤；將廢棄塑料加工再利用是處理“白色污染”的一種合理方法，D正確。3焚燒下列物質嚴重污染大氣的是()A聚氯乙烯 B聚乙烯C聚丙烯 D有機玻璃答案A解析聚乙烯、聚丙烯和有機玻璃完全燃燒只產生CO2和H2O，而聚氯乙烯完全燃燒除產生CO2和H2O外，還產生含氯的物質。4使用一次性聚苯乙烯等材料帶來的白色污染是極為嚴重的環(huán)境問題之一。最近研制出的一種可降解塑料，代號為3HB，結構簡式為，具有良好的生物適應性，能在自然界中自行降解。請回答下列問題：(1)該可降解塑料在自然界中可通過_(填序號)反應降解為該聚合物單體。A加成 B消去 C水解 D氧化(2)該聚合物的單體結構簡式為_，該單體具有的官能團名稱為_。(3)1 mol該單體分別與鈉和碳酸氫鈉完全反應時，消耗鈉和碳酸氫鈉的物質的量之比為_。答案(1)C(2) 羧基、羥基(3)21解析(1)由該高聚物的鏈節(jié)可知，它是由乳酸通過酯化反應聚合得到的，所以該聚合物降解為單體的過程就是酯的水解過程。(2)該單體具有兩個官能團，分別為羧基(COOH)和羥基(OH)。(3)醇羥基能與鈉反應生成氫氣，但不能與碳酸氫鈉反應；羧基能與碳酸氫鈉反應放出CO2，同時能與鈉反應，所以可得1 mol該單體分別與鈉和碳酸氫鈉完全反應時，消耗鈉和碳酸氫鈉的物質的量之比為21。二、高分子材料的結構和性質5下列原料或制成的產品中，若出現(xiàn)破損不可以進行熱修補的是()A聚氯乙烯涼鞋 B電木插座C有機玻璃 D聚乙烯塑料膜答案B6背景材料：xx年夏季，特氟隆不沾鍋事件引起公眾關注；xx年冬季，諾貝爾化學獎授予研究蛋白質的專家；xx年初春，廣東大部分地區(qū)進行了人工降雨；xx年春末， 某高速公路發(fā)生液氯運輸車翻倒泄漏事故。下列相應說法正確的是()A特氟隆(聚四氟乙烯)的單體是氟利昂B蛋白質是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁達爾效應CAgI和干冰都可用于人工降雨D附近人員應該迅速遠離液氯泄漏地點，并逆風往地勢較低的安全地帶疏散答案C解析氟利昂又名氟氯代烷，而四氟乙烯為CF2=CF2，故A錯；蛋白質可最終水解為氨基酸，可降解，故B錯；氯氣有毒，比空氣密度大，可隨空氣流動擴散，所以人員應逆風向高處疏散，故D錯。7下列關于橡膠的說法正確的是()A橡膠有天然橡膠和合成橡膠之分B天然橡膠都是順式聚異戊二烯C橡膠都具有良好的彈性D橡膠的老化實質上發(fā)生的是酯化反應答案A解析杜仲膠也是一種天然橡膠，其成分是反式聚異戊二烯，而且其彈性較差，B、C錯；橡膠的老化是由于其高分子鏈中的不飽和鍵被氧化而造成的，D錯。8下列說法不正確的是()A天然橡膠分子中含有碳碳雙鍵，能發(fā)生加成反應B硫化橡膠遇汽油能發(fā)生溶脹現(xiàn)象C聚硫橡膠具有良好的耐嚴寒、耐高溫性能D合成橡膠是以石油、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴為單體聚合而成的高分子答案C三、高分子合成反應9下列塑料的合成，所發(fā)生的化學反應類型與另外三種不同的是()A聚乙烯塑料 B聚氯乙烯塑料C酚醛塑料 D聚苯乙烯塑料答案C解析聚乙烯塑料為乙烯(CH2=CH2)發(fā)生加聚反應合成的，聚氯乙烯塑料為氯乙烯(CH2=CHCl)發(fā)生加聚反應合成的，聚苯乙烯塑料為苯乙烯()發(fā)生加聚反應合成的，而酚醛塑料為酚類和醛類發(fā)生縮聚反應合成的。10食品保鮮膜按材質分為聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等。PVC廣泛用于食品、蔬菜外包裝，它對人體有潛在危害，下列有關敘述不正確的是()APVC保鮮膜屬于鏈狀聚合物，在高溫時易熔化，能溶于酒精BPVC單體可由PE的單體與氯化氫加成制得CPVC的化學式為CH2CHCl，PVDC的化學式為CH2CCl2D等質量的聚乙烯和乙烯完全燃燒消耗的氧氣相等答案B解析聚氯乙烯(PVC)的結構簡式為CH2CHCl，屬于鏈狀聚合物，在高溫時易熔化，并且易溶于有機溶劑苯、酒精等，A項正確；聚氯乙烯(PVC)的單體是CH2=CHCl，可以由乙炔(CHCH)和氯化氫加成制得，而不能由聚乙烯(PE)的單體CH2=CH2和HCl加成制得，B項錯誤；聚偏二氯乙烯(PVDC)的結構簡式為CH2CCl2，C項正確；乙烯和聚乙烯的含碳量和含氫量均相同，等質量的乙烯和聚乙烯燃燒時，消耗的氧氣的質量相等，D項正確。能力提升11現(xiàn)有下列高聚物A.CH2CH2，B.天然橡膠樹脂，C.硫化橡膠，D.用于制備電木的酚醛樹脂，E.有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)，其中屬于線型結構的是_，屬于體型結構的是_，可溶于有機溶劑的是_，加熱能熔融的是_，用于制備輪胎的是_，用于制備車窗玻璃的是_，用于制備插座、電器把手的是_。答案ABECDABEABECED解析根據高聚物的結構特點，上述酚醛樹脂和硫化橡膠為網狀結構，屬于體型高分子，其他為鏈狀結構，屬于線型高分子。線型高分子能溶于有機溶劑，加熱能熔融。12使用有機材料制成的塑料薄膜，給環(huán)境造成的“白色污染”后果十分嚴重。我國最近研制成功的一類可降解塑料結構如下：該類塑料具有良好的生物適應性和分解性，能自然腐爛分解。試回答下列問題：(1)這類可降解塑料中A、B、C的單體分別為_、_、_。(2)可降解塑料在自然界可通過_(填反應類型)分解為小分子有機物。(2)水解反應13氯丁橡膠M是理想的電線電纜材料，工業(yè)上可由有機化工原料A或E制得，其合成路線如下圖所示。 完成下列填空：(1)A的名稱是_，反應的反應類型是_。(2)寫出反應的化學反應方程式_。(3)為研究物質的芳香性，將E三聚、四聚成環(huán)狀化合物，寫出它們的結構簡式。鑒別這兩個環(huán)狀化合物的試劑為_。答案(1)1,3丁二烯加聚反應(3) 、溴水(或酸性高錳酸鉀溶液，答案合理即可)拓展探究14下圖是合成聚碳酸酯(PC)的過程(反應條件和部分產物未寫出)： 信息提示：苯酚分子中與酚羥基直接相連的碳原子的鄰、對位上的氫原子有很好的反應活性，易跟某些含羰基的化合物 (R、R代表烷基或H原子)發(fā)生縮合反應生成新的有機物和水。苯酚還能發(fā)生如下反應生成有機酸酯：請寫出：(1)X的結構簡式_。(2)在一定條件下X與反應合成聚碳酸酯的化學方程式_。(3)X和濃溴水反應時，1 mol X最多能消耗Br2_mol。(4)與乙酸苯酚酯分子式相同，分子中含有苯環(huán)且屬于酯的其他可能有機物的結構簡式_。解析(1)聚碳酸酯是由X和縮聚而成的，由此可知，X的結構簡式為，顯然X是由兩分子OH和一分子脫一分子水縮合而成的。(2)該縮聚反應生成的小分子是HCl。(3)X分子中只有與酚羥基直接相連的碳原子的鄰位碳原子上的氫原子能被溴水中的溴取代。(4)寫酯的同分異構體時要注意思維的有序性。將移位時，可以得到苯甲酸甲酯；將CH2移位時，可以得到甲酸苯甲酯；將碳鏈縮短時，得到的甲基甲酸苯酚酯有3種。