第五章第二节应用广泛的高分子材料

第五章第二节应用广泛的高分子材料 第二节应用广泛的高分子材料1.知道高分子化合物的结构特点和基本性质，知道高聚物的结构与性质的关系。 2知道塑料、合成纤维、合成橡胶的性质和用途。 知识点一合成材料的分类塑料学生用书P85阅读教材P104P109，思考并填空。 1合成材料的分类 (1)按用途和性能可分为三大类合成高分子材料，如塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。 功能高分子材料，如高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等。 复合材料，如玻璃钢。 (2)按其结构特点可分为线型结构、支链型结构和网状结构。 (3)应用广泛的“三大合成材料”塑料、合成纤维、合成橡胶。 2塑料 (1)塑料的成分塑料的主要成分是合成高分子化合物，即合成树脂。 (2)塑料的分类塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。 (3)常见的两种塑料聚乙烯和酚醛树脂。 1判断正误 (1)聚乙烯无毒可作饮料盒的涂层。 () (2)聚氯乙烯有毒，由加聚制得。 () (3)酚醛树脂由和HCHO加聚反应制得，可用作电工器材。 () (4)高压聚乙烯属于支链型结构可制作薄膜。 () (5)低压聚乙烯属于线型结构。 ()答案 (1) (2) (3) (4) (5)2下列对有机高分子化合物的认识不正确的是()A有机高分子化合物为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的B纤维素属于合成高分子材料C对于高分子的命名，既可以称作聚乙烯醇，也可以叫做聚乙烯醇纤维D有机高分子化合物的相对分子质量很大解析选B。 B中纤维素属于天然高分子化合物，不是合成高分子化合物，所以错误。 几种塑料的性能与用途名称结构简式单体性能用途聚乙烯CH2=CH2机械强度好、电绝缘性好、耐化学腐蚀、质轻、无毒、耐油性差、易老化饮料纸盒涂层、导线绝缘层、薄膜、包装桶等聚氯乙烯CH2=CHCl机械强度好、电绝缘性好、耐化学腐蚀、耐水、有毒排水管、凉鞋、雨衣、化工厂容器贮槽酚醛塑料绝缘性好、耐热、抗酸可作电工器材、汽车部件、烹饪器具的手柄等有机玻璃透光性好、质轻、耐水、耐酸、耐碱、抗霉、易加工、耐可制飞机、汽车用玻璃、光学仪器、医疗器械等磨性较差聚乙烯的结构简式为，试回答下列问题 (1)聚乙烯制成塑料可以反复加热熔融加工，是_塑料。 (2)从制造条件上聚乙烯可分为_和_。 (3)_十分柔软，可用作薄膜，_较硬一些，可用做瓶、桶、板、管与棒材等。 解析本题主要考查了高压聚乙烯、低压聚乙烯的结构、性质及用途，属于基础性题目，认真阅读教材有关问题后，答案便知。 答案 (1)热塑性 (2)高压聚乙烯低压聚乙烯 (3)高压聚乙烯低压聚乙烯热塑性塑料和热固性塑料各有什么特点？答案热塑性塑料的特点是可以随着温度的升高而变软，被塑制成型，冷却后变硬，这个过程可以反复多次进行。 热固性塑料的特点是在一定温度下，经过一定的时间加热或加入固化剂后，即可固化。 固化后的塑料，质地坚硬而不能溶于溶剂中，也不能用加热的方法使之再软化，如果温度过高就会分解。 塑料1下列关于塑料的说法中，正确的是()A聚乙烯塑料的单体是乙烯，所以聚乙烯塑料是纯净物B塑料不都是经过人工合成制成的C酚醛树脂塑料可以用作绝缘和隔热材料D只有热塑性高分子材料才可能是塑料解析选C。 对于一块高分子材料，是由含有单体数目不等的高聚物分子组成的，因此不是纯净物，而是混合物，A错误；塑料属于合成材料，都是经过人工合成制成的，B错误；具有网状结构的酚醛树脂不导电、不导热、受热也不能软化或熔融，因此可以用作绝缘和隔热材料，C正确；塑料具有热塑性与热固性之分，D错误。 2PBT是最坚韧的工程热塑性材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性，其结构简式为，下列叙述错误的是()APBT具有热固性，受热不熔化BPBT的单体是对苯二甲酸和丁二醇C由单体合成PBT的反应属于缩聚反应D1mol PBT与NaOH溶液反应时，最多可消耗2n molNaOH解析选A。 根据PBT的结构简式可知该高分子化合物属线型结构，具有热塑性，A项错误；合成PBT可由单体通过缩聚反应而生成；如果1mol PBT完全水解则生成n mol和n mol，与NaOH溶液反应时可消耗2n molNaOH，B、C、D项正确。 3聚苯乙烯的结构简式为，试回答下列问题 (1)聚苯乙烯的链节是_，单体是_； (2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52000，则该聚合物的聚合度n为_； (3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测它_(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有_(填“热塑”或“热固”)性。 解析 (2)n平均相对分子质量链节的相对质量52000104500。 (3)线型高分子具有热塑性，易溶于有机溶剂。 答案 (1) (2)500 (3)能热塑知识点二合成纤维合成橡胶学生用书P87阅读教材P109P111，思考并填空。 1合成纤维 (1)纤维的分类纤维?天然纤维，如羊毛、棉花、蚕丝、麻等化学纤维?人造纤维，如黏胶纤维、醋酸纤维等合成纤维，如“六大纶”等 (2)六大纶六大纶包括涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。 维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性；合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维涤纶，其制备原理是nHOCH2CH2OH催化剂2合成橡胶 (1)橡胶的分类橡胶?天然橡胶合成橡胶?通用橡胶?丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶特种橡胶?聚硫橡胶有耐油性硅橡胶有耐热、耐寒性 (2)合成橡胶原料以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体聚合而成。 性能具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。 (3)几种常见的合成橡胶名称单体结构简式顺丁橡胶CH2=CHCH=CH2丁苯橡胶(SBR)氯丁橡胶(CBR)1判断正误 (1)橡胶有天然橡胶和合成橡胶之分。 () (2)橡胶是一类具有弹性的物质。 () (3)合成纤维和人造纤维都是人工合成高分子化合物。 ()答案 (1) (2) (3)2橡胶属于重要的工业原料。 它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。 为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需要进行硫化处理(即将橡胶原料与硫黄在一定条件下反应)；橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。 下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是()A橡皮筋B汽车外胎C普通气球D医用乳胶手套解析选B。 本题考查结构与性质的关系。 根据题目信息可知，硫化程度较高的橡胶强度大，弹性差，选项中汽车外胎强度最大，弹性最差，故选B。 1高分子化学反应的特点 (1)与结构的关系结构决定性质，高分子化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响，如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应。 (2)常见的有机高分子化学反应降解在一定条件下，高分子材料降解为小分子。 如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。 常见的高分子降解方法有生物降解塑料、化学降解塑料、光降解塑料等。 橡胶硫化天然橡胶经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(S)或双硫键(SS)，线型结构变为网状结构。 催化裂化塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃气体等。 2高分子化合物的结构与性质线型高分子体型(网状)高分子结构分子中的原子以共价键相连，构成一条很长的卷曲状态的“链”分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构溶解性能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解，但往往有一定程度的胀大性能具有热塑性，无固定熔点具有热固性，受热不熔化特性强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好，有可塑性常见物质聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶橡胶树是热带植物，在我国海南已大面积种植。 从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构简式为试回答下列问题 (1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是_，天然橡胶加入适当的硫磺进行硫化后，其结构由_变成_，因而硫化橡胶_(填“能”或“不能”)溶于汽油。 (2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，溴水_(填“能”或“不能”)褪色。 解析 (1)从天然橡胶成分的结构简式可知，天然橡胶为线型结构的高分子，能溶于汽油等有机溶剂。 天然橡胶硫化后，引入的硫原子可通过形成共价键，使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶于汽油。 (2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键，能发生加成反应，使溴水褪色。 答案 (1)天然橡胶是线型结构线型结构网状结构(或体型结构)不能 (2)能合成纤维1舱外航天服可为航天员出舱活动提供适当的大气压强、足够的氧气、适宜的温度和湿度，航天服还要具有足够的强度，防止辐射、微流星和空间碎片对航天员的伤害，保证航天员的工作能力；航天服还能提供可靠有效保障及遥测通信保障等。 制作这种航天服的材料以氨纶和尼龙为主。 其中尼龙-1010的结构简式如下所示下列有关尼龙-1010的说法正确的是()A尼龙-1010是通过加聚反应制成的B尼龙-1010的单体是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH C尼龙-1010是通过缩聚反应制成的D制作舱外航天服的材料要质轻，方便航天员在舱外行走解析选C。 尼龙-1010分子结构中含有若干肽键，因此它是通过缩聚反应制成的，A项错误、C项正确；合成尼龙-1010的单体是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH，B项错误；由于舱外航天服是航天员在太空失重的情况下穿的，不需要考虑选轻质材料，D项错误。 2耐纶是一种重要的合成纤维，用它可制取具有光泽、耐拉和耐化学腐蚀的人造丝和人造毛，下面是聚合物耐纶分子中的重复结构单元片段请据此回答 (1)合成耐纶的单体有_种。 (2)具有碱性的单体的结构简式_。 (3)合成耐纶的反应类型为_反应。 解析耐纶分子中含有肽键NHCO，从肽键中NC键处断开补加氢原子和羟基即得到单体，分别为H2N(CH2)6NH2和HOOC(CH2)4COOH。 答案 (1)2 (2)H2N(CH2)6NH2 (3)缩聚合成橡胶3随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要，近年来，人们合成了一种无机耐火橡胶，它的结构简式应是()解析选C。 由于合成的是无机耐火材料，把握“无机”二字，即分子中没有碳、氢原子即可得出答案。 4新型的合成材料“丁苯吡橡胶”，其结构简式为它是由三种单体_、_和_经_反应而制得的。 解析首先分析高分子链中的主链的结构简式，该合成材料是由不饱和的单体发生加聚反应而形成的，然后再将高分子链节(即重复结构单元)断开成三段答案CH2=CHCH=CH2重难易错提炼1.高分子材料 (1)分类按结构线型结构、支链型结构和体型结构；按性质热塑性和热固性。 (2)三大合成材料塑料、合成纤维和合成橡胶。 2.塑料 (1)热塑性塑料聚乙烯、聚氯乙烯等。 (2)热固性塑料酚醛树脂等。 3.合成纤维 (1)原料石油、天然气、煤和农副产品作原料加工制得的单体。 (2)种类六大纶涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。 4.合成橡胶 (1)原料石油、天然气作原料制得的二烯烃和烯烃为单体。 (2)种类通用橡胶和特种橡胶。 课后达标检测学生用书P139(独立成册)基础巩固1下列说法正确的是()A控制塑料购物袋的使用主要是为了节约成本B使用可降解塑料袋有利于减少“白色污染”C聚氯乙烯塑料袋可用来长时间存放食品D塑料购物袋具有热固性，不能回收利用答案B2焚烧下列物质严重污染大气的是()A聚氯乙烯B聚乙烯C聚丙烯D有机玻璃解析选A。 聚乙烯、聚丙烯和有机玻璃完全燃烧只产生CO2和H2O，而聚氯乙烯完全燃烧除产生CO2和H2O外，还有含氯的有毒气体。 3维通橡胶是一种耐腐蚀、耐油、耐高温、耐寒性能都特别好的氟橡胶。 它的结构简式为，合成它的单体为()A氟乙烯和全氟异丙烯B1，1二氟乙烯和全氟丙烯C1三氟甲基-1，3丁二烯D全氟异戊二烯解析选B。 将聚合物按如下所示方法找出单体为CH2=CF2和CF2=CFCF3，它们的名称分别为1，1二氟乙烯和全氟丙烯，故答案为B。 4下列说法不正确的是()A天然橡胶分子中含有碳碳双键，能发生加成反应B硫化橡胶遇汽油能发生溶胀现象C聚硫橡胶具有良好的耐严寒、耐高温性能D合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子答案C5下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是()A聚氯乙烯凉鞋B电木插座C有机玻璃D聚乙烯塑料膜答案B6下列说法正确的是()A特氟隆(聚四氟乙烯)的单体是氟利昂B蛋白质是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁达尔效应CAgI和干冰都可用于人工降雨D当发生液氯泄漏时，附近人员应该迅速远离液氯泄漏地点，并逆风往地势较低的安全地带疏散解析选C。 氟利昂又名氟氯代烷，而四氟乙烯为CF2=CF2，故A错；蛋白质可最终水解为氨基酸，可降解，故B错；氯气有毒，其密度比空气大，可随空气流动扩散，所以人员应逆风向高处疏散，故D错。 7下列说法正确的是()A合成纤维和人造纤维统称为化学纤维B酚醛塑料和聚氯乙烯都是热固性塑料C锦纶丝接近火焰时先卷缩，燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末D对于某些合成材料和塑料制品废弃物的处理可以倾倒到海洋中解析选A。 合成纤维和人造纤维统称化学纤维，A正确；聚氯乙烯为热塑性塑料，B错；锦纶(即尼龙)属于合成纤维，燃烧时没有烧焦羽毛的气味，C错；塑料废弃物不可以乱倒，D错。 8下面分别是三种高分子材料聚乙烯，有机玻璃，硫化橡胶。 它们的微观结构示意图如下则A是_，B是_，C是_。 (填物质名称)答案有机玻璃聚乙烯硫化橡胶9现有下列高聚物A.CH2CH2，B天然橡胶，C.硫化橡胶，D用于制备电木的酚醛树脂，E.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)，其中属于线型结构的是_，属于体型结构的是_，可溶于有机溶剂的是_，加热能熔融的是_，用于制备轮胎的是_，用于制备车窗玻璃的是_，用于制备插座、电器把手的是_。 (填字母)解析根据高聚物的结构特点，酚醛树脂和硫化橡胶为网状结构，属于体型高分子，其他为链状结构，属于线型高分子。 线型高分子能溶于有机溶剂，加热能熔融。 答案ABE CDABE ABEC ED能力提升10使用一次性聚苯乙烯等材料带来的白色污染是极为严重的环境问题之一。 最近研制出的一种可降解塑料，代号为3HB，结构简式为，具有良好的生物适应性，能在自然界中自行降解。 请回答下列问题 (1)该可降解塑料在自然界中可通过_(填序号)反应降解为该聚合物单体。 A加成B消去C水解D氧化 (2)该聚合物的单体结构简式为_，该单体具有的官能团名称为_。 (3)1mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时，消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为_。 解析 (1)由该高聚物的链节可知，它是由乳酸CHHOCH3COOH通过酯化反应聚合得到的，所以该聚合物降解为单体的过程就是酯的水解过程。 (2)该单体具有两个官能团，分别为羧基(COOH)和羟基(OH)。 (3)醇羟基能与钠反应放出H2，但不能与碳酸氢钠反应；羧基能与碳酸氢钠反应放出CO2，同时能与钠反应放出H2，所以可得1mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时，消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为21。 答案 (1)C (2)羧基、羟基 (3)2111使用有机材料制成的塑料薄膜，给环境造成的“白色污染”后果十分严重。 我国最近研制成功的一类可降解塑料结构如下该类塑料具有良好的生物适应性和分解性，能自然腐烂分解。 试回答下列问题 (1)这类可降解塑料中A、B的单体分别为_、_。 (2)可降解塑料是通过_(填反应类型)得到的。 (2)缩聚反应12氯丁橡胶M是理想的电线电缆材料，工业上可由有机化工原料A或E制得，其合成路线如图所示。 完成下列填空 (1)A的名称是_，反应的反应类型是_。 (2)写出反应的化学反应方程式_。 (3)为研究物质的芳香性，将E三聚、四聚成环状化合物，写出它们的结构简式_。 鉴别这两个环状化合物的试剂为_。 解析此题采用逆推法由H2C=CHCCHHClC，不难看出C应为结合A的分子式为C4H6，则A应含有两个双键，从而推出A为1，3丁二烯。 答案 (1)1，3丁二烯加聚反应 (3)、溴水(或高锰酸钾酸性溶液，合理即可)13如图是合成聚碳酸酯的过程(PC)(反应条件和部分产物未写出)已知苯酚分子中与酚羟基直接相连的碳原子的邻、对位上的氢原子有很好的反应活性，易跟某些含羰基的化合物(R、R代表烷基或H原子)发生缩合反应生成新的有机物和水。 苯酚还能发生如下反应生成有机酸酯 (1)X的结构简式_。 (2)写出在一定条件下X与反应合成聚碳