高中化學(xué)新教材同步選擇性必修第三冊(cè) 第5章 第二節(jié) 第1課時(shí) 通用高分子材料

第二節(jié)高分子材料第1課時(shí)通用高分子材料[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.能從微觀角度了解高分子材料的分類和用途，理解高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。2.了解合成高分子材料在生活、生產(chǎn)方面的巨大貢獻(xiàn)，但也要了解高分子材料對(duì)環(huán)境造成的不良影響。一、塑料1．高分子材料的分類2．塑料(1)成分主要成分是合成樹脂，輔助成分是各種加工助劑。(2)分類①熱塑性塑料：可以反復(fù)加熱熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。②熱固性塑料：不能加熱熔融，只能一次成型，如用具有不同結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂等制成的塑料。(3)常見的塑料①聚乙烯高壓法聚乙烯低壓法聚乙烯合成條件較高壓力、較高溫度、引發(fā)劑較低壓力、較低溫度、催化劑高分子鏈的結(jié)構(gòu)含有較多支鏈支鏈較少高分子鏈較短較長相對(duì)分子質(zhì)量較低較高密度較低較高軟化溫度較低較高用途生產(chǎn)食品包裝袋、薄膜、絕緣材料等生產(chǎn)瓶、桶、板、管等②酚醛樹脂eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：用酚如苯酚或甲苯酚等與醛如甲,醛在酸或堿的催化下相互縮合而成的高,分子,形成))(1)塑料就是合成樹脂()(2)塑料根據(jù)其加熱能否熔融分為熱塑性塑料和熱固性塑料()(3)所有的高分子材料都有一定的彈性()(4)合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)有三大類：線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)()(5)聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂均為熱塑性塑料()(6)酚醛樹脂由苯酚和甲醛通過加聚反應(yīng)得到，可用作電工器材()(7)高壓法聚乙烯屬于支鏈型結(jié)構(gòu)，可制作薄膜()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√1．下列塑料只能一次性使用，不能熱修補(bǔ)的是()A．聚氯乙烯 B．酚醛樹脂C．聚乙烯 D．聚苯乙烯答案B解析聚氯乙烯屬于熱塑性材料，可以熱修補(bǔ)，A錯(cuò)誤；酚醛樹脂屬于熱固性材料，不能熱修補(bǔ)，B正確；聚乙烯屬于熱塑性材料，可以熱修補(bǔ)，C錯(cuò)誤；聚苯乙烯屬于熱塑性材料，可以熱修補(bǔ)，D錯(cuò)誤。2．寫出尿素(H2NCONH2)與反應(yīng)得到線型聚合物的化學(xué)方程式：_________________________________________________________________________________________。答案nH2NCONH2＋→＋(n－1)H2O(1)在酸性條件下，苯酚與甲醛反應(yīng)只能發(fā)生在鄰位或?qū)ξ?，得到線型分子；而在堿性條件下，甲醛過量時(shí)不僅在鄰位反應(yīng)還可以在對(duì)位反應(yīng)，得到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子。(2)高分子化合物結(jié)構(gòu)不同其性質(zhì)不同，線型高分子與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子性質(zhì)對(duì)比如下：線型高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子溶解性能緩慢溶解于適當(dāng)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(diǎn)具有熱固性，受熱不熔化特性強(qiáng)度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好強(qiáng)度大、絕緣性好，無可塑性二、合成纖維和合成橡膠1．合成纖維(1)纖維的分類纖維eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然纖維：如棉花、羊毛、蠶絲和麻等,化學(xué)纖維\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(再生纖維,合成纖維：錦綸、滌綸、氯綸、腈綸、維綸、丙綸等))))(2)合成纖維的性能合成纖維的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖等，但在吸濕性、透氣性等方面不如天然纖維。合成纖維中維綸具有較好的吸濕性，被稱為“人造棉花”。(3)常見的合成纖維①聚酯纖維——滌綸合成纖維中目前產(chǎn)量最大的是聚酯纖維中的滌綸。滌綸是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱。其合成反應(yīng)為＋nHOCH2CH2OHeq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))＋(2n－1)H2O。滌綸是應(yīng)用最廣泛的合成纖維品種，大量用于服裝與床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物以及工業(yè)用纖維制品等。②聚酰胺纖維聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66或尼龍66)不溶于普通溶劑，耐磨，強(qiáng)度高，是由H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH合成的，其合成反應(yīng)如下：nH2N—(CH2)6—NH2＋nHOOC(CH2)4COOHeq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))＋(2n－1)H2O。2．合成橡膠(1)橡膠的分類橡膠eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然橡膠,合成橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(通用橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(丁苯橡膠,順丁橡膠,氯丁橡膠)),特種橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(聚硫橡膠：有耐油性,硅橡膠：有耐熱、耐寒性))))))(2)常見的橡膠①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(yīng)，得到以順式結(jié)構(gòu)為主的聚1,3-丁二烯。化學(xué)方程式為nCH2CH—CHCH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))。②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(jié)構(gòu)簡式：和。(1)天然纖維和合成纖維均屬于纖維素()(2)棉花、黏膠纖維、聚酯纖維均為化學(xué)纖維()(3)天然橡膠的成分為聚異戊二烯，它屬于合成高分子材料()(4)順式聚1,3-丁二烯是線型結(jié)構(gòu)，具有較好的彈性()(5)用帶有橡膠塞的試劑瓶盛放高錳酸鉀溶液()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×1.尼龍66是一種重要的合成纖維，它是由己二酸和己二胺[H2N(CH2)6NH2]以相等的物質(zhì)的量在一定條件下聚合而成的，下列敘述中不正確的是()A.尼龍66的結(jié)構(gòu)簡式是B.合成尼龍66的反應(yīng)屬于縮聚反應(yīng)C.合成尼龍66的基礎(chǔ)反應(yīng)為酯化反應(yīng)D.尼龍66的長鏈結(jié)構(gòu)中含有肽鍵(—CONH—)答案C解析己二酸和己二胺分子中含有的官能團(tuán)是—COOH和—NH2，二者生成尼龍66的反應(yīng)為成肽反應(yīng)，而不是酯化反應(yīng)。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，天然橡膠的成分是聚異戊二烯，其結(jié)構(gòu)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_____________________________________________，天然橡膠加入適當(dāng)?shù)牧蜻M(jìn)行硫化后，其結(jié)構(gòu)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。(3)天然橡膠是順式聚異戊二烯，杜仲膠是反式聚異戊二烯，試畫出杜仲膠的結(jié)構(gòu)簡式：________________________________________________________________________。答案(1)天然橡膠是線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不能(2)能(3)解析(1)從天然橡膠成分的結(jié)構(gòu)簡式可知，天然橡膠為線型結(jié)構(gòu)的高分子。能溶于汽油等有機(jī)溶劑。天然橡膠硫化后，引入的硫原子可通過形成共價(jià)鍵，使高分子鏈發(fā)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故硫化橡膠不能溶于汽油。(2)天然橡膠的單體中含有兩個(gè)碳碳雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)，使溴水褪色。(1)纖維與纖維素是完全不同的兩個(gè)概念，纖維是指外觀上是纖維狀的物質(zhì)，即細(xì)絲狀物質(zhì)，而纖維素是一種多糖。(2)化學(xué)纖維指的是用天然或人工合成的高分子物質(zhì)經(jīng)化學(xué)、機(jī)械加工而制得的纖維，包括再生纖維和合成纖維。(3)合成纖維與再生纖維的區(qū)別：合成纖維是用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品作原料加工制得單體，經(jīng)聚合反應(yīng)制成的；而再生纖維是用木材等為原料，經(jīng)化學(xué)加工處理制成的。(4)天然橡膠硫化的目的是將線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)橡膠的性能，防止老化。1．下列塑料的合成，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)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．酚醛樹脂 D．聚苯乙烯塑料答案C解析乙烯合成聚乙烯、氯乙烯合成聚氯乙烯、苯乙烯合成聚苯乙烯均屬于加聚反應(yīng)，苯酚和甲醛合成酚醛樹脂屬于縮聚反應(yīng)。2．下列生活中主要由合成纖維制造的是()A．尼龍繩 B．宣紙C．羊絨衫 D．棉襯衣答案A解析制造尼龍繩的尼龍屬于合成纖維；制造宣紙、羊絨衫、棉襯衣的原料為天然纖維。3．下列物質(zhì)中一定屬于合成高分子化合物的是()A．塑料B．纖維C．橡膠D．蛋白質(zhì)答案A解析只有塑料才是由人工合成的高分子化合物，其他均存在天然和人工合成兩種高分子化合物。4．下列說法中正確的是()A．天然纖維就是纖維素B．合成纖維的主要原料是石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品C．化學(xué)纖維的原料不可以是天然纖維D．生產(chǎn)合成纖維的過程中發(fā)生的是物理變化答案B解析天然纖維不僅包括纖維素，還包括羊毛、蠶絲等；生產(chǎn)合成纖維的主要原料是石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品；在生產(chǎn)合成纖維過程中必包含加聚反應(yīng)或縮聚反應(yīng)，應(yīng)屬于化學(xué)變化；化學(xué)纖維的原料可以是天然纖維，如黏膠纖維就是用木材、草類等天然纖維經(jīng)化學(xué)加工制成的。5．橡膠是重要的工業(yè)原料，生膠的彈性好但強(qiáng)度較差，將其硫化后，強(qiáng)度增大但彈性減弱，且硫化程度越高，強(qiáng)度越大，彈性越差。在以下橡膠制品中，你認(rèn)為硫化程度最高的是()A．氣球 B．醫(yī)用乳膠手套C．汽車外胎 D．橡皮筋答案C解析氣球需要較高的彈性，硫化程度不宜過高，故A錯(cuò)誤；醫(yī)用乳膠手套需要較高的彈性，硫化程度不宜過高，故B錯(cuò)誤；汽車外胎應(yīng)具有彈性差、強(qiáng)度很大的特征，硫化程度較高時(shí)符合要求，故C正確；橡皮筋需要較好的彈性，硫化程度不宜過高，故D錯(cuò)誤。6．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(jī)玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)，其中屬于線型結(jié)構(gòu)的是______，屬于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是____________，可溶于有機(jī)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(jù)高聚物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，上述酚醛樹脂和硫化橡膠為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于體型高分子，其他為鏈狀結(jié)構(gòu)，屬于線型高分子。線型高分子能溶于有機(jī)溶劑，加熱能熔融。題組一有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1．下列說法不正確的是()A．聚乙烯制成的塑料可以反復(fù)加熱熔融，是熱塑性材料B．用堿催化生成的酚醛樹脂能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不溶于任何溶劑C．在制備高吸水性樹脂時(shí)要加入交聯(lián)劑，以得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂D．通常所說的三大合成材料是指塑料、合成纖維、合成洗滌劑答案D解析通常所說的三大合成材料是指塑料、合成纖維和合成橡膠。2．(2019·北京四中高二期中)下列材料中不屬于有機(jī)高分子化合物的是()ABCD宇宙飛船外殼光導(dǎo)纖維宇航服尿不濕酚醛樹脂二氧化硅聚酯纖維聚丙烯酸鈉答案B解析酚醛樹脂是苯酚和甲醛縮聚得到的有機(jī)高分子化合物，所以選項(xiàng)A是有機(jī)高分子化合物。二氧化硅是無機(jī)化合物，所以選項(xiàng)B不是有機(jī)高分子化合物。聚酯纖維是二元酸和二元醇縮聚得到的有機(jī)高分子化合物，所以選項(xiàng)C是有機(jī)高分子化合物。聚丙烯酸鈉是丙烯酸用氫氧化鈉中和，在引發(fā)劑存在下聚合，得到的有機(jī)高分子化合物，所以選項(xiàng)D是有機(jī)高分子化合物。題組二塑料3．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(shí)間存放食品D．塑料購物袋具有熱固性，不能回收利用答案B4．下列關(guān)于塑料的說法中，正確的是()A．聚乙烯塑料的單體是乙烯，所以聚乙烯塑料是純凈物B．塑料不都是經(jīng)過人工合成制成的C．酚醛樹脂塑料可以用作絕緣和隔熱材料D．只有熱塑性高分子材料才可能是塑料答案C解析高分子材料是由含有單體數(shù)目不等的高聚物分子組成的，因此不是純凈物，而是混合物，A錯(cuò)誤；塑料屬于合成材料，都是經(jīng)過人工合成制成的，B錯(cuò)誤；具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱、受熱也不能軟化或熔融，因此酚醛樹脂可以用作絕緣和隔熱材料，C正確；塑料具有熱塑性與熱固性之分，D錯(cuò)誤。5．下列原料或制成的產(chǎn)品中，如果出現(xiàn)破損不可以進(jìn)行熱修補(bǔ)的是()A．聚氯乙烯涼鞋 B．電木插座C．自行車內(nèi)胎 D．聚乙烯塑料膜答案B解析聚氯乙烯涼鞋、自行車內(nèi)胎、聚乙烯塑料膜等都是用熱塑性樹脂加工而成的塑料制成的，可以反復(fù)加工，多次使用，出現(xiàn)破損時(shí)可進(jìn)行熱修補(bǔ)，而電木插座是用酚醛樹脂制成的，具有熱固性，受熱不熔化，出現(xiàn)破損時(shí)不能進(jìn)行熱修補(bǔ)。6．生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水，從而消除廢棄塑料對(duì)環(huán)境的污染。PHB塑料就屬于這種塑料，其結(jié)構(gòu)簡式為。下列有關(guān)PHB的說法正確的是()A．PHB是一種聚酯，有固定的熔點(diǎn)B．PHB的降解過程不需要氧氣參加反應(yīng)C．合成PHB的單體是CH3CH2CH(OH)COOHD．通過加聚反應(yīng)可以制得PHB答案C解析是高分子化合物，屬于混合物，沒有固定的熔點(diǎn)；PHB是聚酯類高分子化合物，通過縮聚反應(yīng)制得；其降解過程是先水解生成2-羥基丁酸，然后被氧化為CO2和H2O。題組三橡膠7．橡膠是一類具有彈性的物質(zhì)，一般分為天然橡膠和合成橡膠兩類。丁苯橡膠是合成橡膠的一種，其結(jié)構(gòu)簡式為，下列說法正確的是()A．它的單體是CH2=CH—CH2—CH2—CHB．丁苯橡膠是CH2CH—CH=CH2和通過縮聚反應(yīng)制得的C．裝液溴、溴水的試劑瓶均可用丁苯橡膠作瓶塞D．丁苯橡膠會(huì)老化答案D解析丁苯橡膠是通過1,3-丁二烯(CH2=CH—CHCH2)和苯乙烯()發(fā)生加聚反應(yīng)得到的；由于鏈節(jié)中含有碳碳雙鍵，故能與溴發(fā)生加成反應(yīng)，因此裝液溴、溴水的試劑瓶均不能用丁苯橡膠作瓶塞；丁苯橡膠受氧氣、臭氧、日光特別是高能輻射的作用，容易老化。8．關(guān)于天然橡膠的下列敘述中，不正確的是()A．天然橡膠是天然高分子化合物B．天然橡膠受空氣、日光作用，會(huì)被還原而老化C．天然橡膠能溶于汽油、苯等有機(jī)溶劑D．天然橡膠含有雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)答案B解析天然橡膠中含有易受空氣、日光作用，會(huì)被氧化而老化。9．在制備順丁橡膠和高吸水性樹脂時(shí)，都要加入交聯(lián)劑。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．加入交聯(lián)劑都可使線型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)B．橡膠工業(yè)中將線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是為了增強(qiáng)橡膠的強(qiáng)度C．制備高吸水性樹脂時(shí)將線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是為了使它既吸水又不溶于水D．順丁橡膠和高吸水性樹脂都可溶于水答案D解析順丁橡膠和高吸水性樹脂都是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，都不溶于水，故D錯(cuò)誤。10．下列說法不正確的是()A．天然橡膠能使溴水褪色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(yán)寒、耐高溫性能D．合成橡膠是以石油、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴等為單體聚合而成的高分子答案C解析硅橡膠具有良好的耐寒性和耐高溫性能，而聚硫橡膠具有耐油性。題組四纖維11．下列說法正確的是()A．利用石油作原料制得的纖維是再生纖維B．天然纖維是不能再被加工處理的C．合成纖維、人造纖維和天然纖維統(tǒng)稱化學(xué)纖維D．煤和農(nóng)副產(chǎn)品也可經(jīng)過處理制得合成纖維答案D解析棉花、羊毛、木材和草類的纖維都是天然纖維；天然纖維經(jīng)過人工處理得到再生纖維；以石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品作原料制成單體，經(jīng)聚合反應(yīng)制成的是合成纖維，合成纖維和再生纖維統(tǒng)稱化學(xué)纖維。故只有D正確。12．某種毛絨玩具的外材料為純羊毛線，內(nèi)充物為無毒的聚酯纖維{}。下列說法正確的是()A．羊毛與聚酯纖維的化學(xué)成分相同B．聚酯纖維和羊毛在一定條件下均能水解C．該聚酯纖維單體為對(duì)苯二甲酸和乙醇D．由單體合成聚酯纖維的反應(yīng)屬于加聚反應(yīng)答案B解析聚酯纖維水解生成對(duì)苯二甲酸和乙二醇，羊毛屬于蛋白質(zhì)，也能水解，B正確。13．下列說法正確的是()A．合成纖維和再生纖維統(tǒng)稱為化學(xué)纖維B．酚醛樹脂和聚氯乙烯塑料都是熱固性塑料C.錦綸絲接近火焰時(shí)先卷縮，燃燒時(shí)有燒焦羽毛的氣味，灰燼為有光澤的硬塊，能壓成粉末D．制作航天服的聚酯纖維屬于天然高分子材料答案A解析合成纖維和再生纖維統(tǒng)稱為化學(xué)纖維，A正確；聚氯乙烯塑料為熱塑性塑料，B錯(cuò)誤；錦綸(即尼龍)屬于合成纖維，燃燒時(shí)沒有燒焦羽毛的氣味，C錯(cuò)誤；聚酯纖維屬于合成高分子材料，D錯(cuò)誤。14．目前合成纖維中產(chǎn)量占第一位的是聚酯纖維——滌綸，下面是合成滌綸的流程圖。回答下列問題：(1)寫出中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式：A：__________________，B：____________________，C：____________________。(2)寫出下列反應(yīng)所需的試劑：②__________________，⑤________________。(3)合成過程的七步反應(yīng)中，屬于氧化反應(yīng)的有________________(填序號(hào)，下同)，屬于加成反應(yīng)的有________________。(4)寫出反應(yīng)⑦的化學(xué)方程式：____________________________________________________。答案(1)HOCH2CH2OH(2)NaOH水溶液溴水(或溴的四氯化碳溶液)(3)③④⑤(4)＋nHOCH2CH2OHeq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))＋(2n－1)H2O解析①是取代反應(yīng)；②是水解反應(yīng)；③是催化氧化反應(yīng)；④也是催化氧化反應(yīng)，得到對(duì)苯二甲酸；⑤是加成反應(yīng)；⑥是水解反應(yīng)，得二元醇(乙二醇)；⑦是縮聚反應(yīng)。15．已知鹵代烴中鹵素原子很容易發(fā)生取代反應(yīng)，如：①R—X＋NaCNeq\o(→,\s\up7(乙醇))R—CN＋NaX；②R—X＋2Na＋X—R′eq\o(→,\s\up7(乙醇溶液))R—R