《應(yīng)用廣泛的高分子材料》復(fù)習(xí)學(xué)案

9/9第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料【重難點(diǎn)講解】一、高分子化合物的分類1．按來源分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然高分子，如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等,合成高分子，如：聚乙稀、有機(jī)玻璃等))2．按結(jié)構(gòu)分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(線型高分子,體型高分子))3．按性質(zhì)分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(熱塑性高分子,熱固性高分子))4．按用途分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(塑料,合成纖維,合成橡膠,涂料,黏合劑,……))二、有機(jī)高分子化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系有哪些？常見的有機(jī)高分子化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)有哪些？1．高分子化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)(1)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，高分子的化學(xué)反應(yīng)主要取決于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、官能團(tuán)與基團(tuán)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(yīng)。(2)常見的有機(jī)高分子化學(xué)反應(yīng)①降解在一定條件下，高分子材料解聚為小分子。如有機(jī)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；生物降解塑料；化學(xué)降解塑料；光降解塑料等。②橡膠硫化天然橡膠()，經(jīng)硫化，破壞了碳碳雙鍵，形成單硫鍵(—S—)或雙硫鍵(—S—S—)，線型變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)。③催化裂化塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃?xì)怏w等。2．高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)線型高分子體型(網(wǎng)狀)高分子結(jié)構(gòu)分子中的原子以共價(jià)鍵相互連結(jié)，構(gòu)成一條很長(zhǎng)的卷曲狀態(tài)的“鏈”分子鏈與分子鏈之間還有許多共價(jià)鍵交聯(lián)起來，形成三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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，有可塑性常見物質(zhì)聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡膠酚醛樹脂、硫化橡膠特別提醒高分子化學(xué)反應(yīng)，同其他反應(yīng)一樣，運(yùn)用物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的規(guī)律，首先分析其具有的官能團(tuán)，并考慮官能團(tuán)與基團(tuán)的影響，分析比較結(jié)構(gòu)變化及位置等，并加以應(yīng)用?！镜淅v】類型1白色污染與環(huán)境保護(hù)例1科技文獻(xiàn)中經(jīng)常出現(xiàn)下列詞匯，其中與相關(guān)物質(zhì)的顏色并無聯(lián)系的是()A．赤色海潮B．綠色食品C．白色污染D．棕色煙氣答案B解析赤色海潮是海潮中存在著大量的藻類物質(zhì)，形成暗紅色的色帶；綠色食品是指在生產(chǎn)食品所用的原料生產(chǎn)過程中不使用農(nóng)藥、化肥及在環(huán)境污染程度小的地域生產(chǎn)的食品；白色污染是指廢棄塑料制品的污染，常見的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，產(chǎn)品通常呈白色或無色；棕色煙氣是指煉鋼廠的廢氣，其中含有Fe2O3和CO，因Fe2O3是紅色而呈現(xiàn)棕色。高分子材料形成的環(huán)境污染越來越受到社會(huì)的關(guān)注，由于這些物品難以分解，在土壤里經(jīng)久不爛，若焚燒會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，因此要加強(qiáng)研究易分解的新型塑料，目前治理“白色污染”主要應(yīng)從減少使用和加強(qiáng)回收開始。類型2有機(jī)高分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例2橡膠樹是熱帶植物，在我國(guó)海南已有大面積種植。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)為。試回答下列問題：天然橡膠能溶于汽油的根本原因是________________________________________________________________，天然橡膠加入適當(dāng)硫進(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，________(填“能”或“不能”)使溴水褪色。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)能解析(1)從天然橡膠成分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知天然橡膠為線型結(jié)構(gòu)的高分子，能溶解于適當(dāng)?shù)娜軇?。天然橡膠硫化后，引入的硫原子間可形成共價(jià)鍵，從而使高分子鏈發(fā)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故硫化橡膠不能溶解于汽油。(2)天然橡膠的單體中含有兩個(gè)碳碳雙鍵能加成Br2，使溴水褪色。類型3有機(jī)高分子材料的合成例3鹵代烴是有機(jī)物合成的魔術(shù)師，鹵代烴中鹵素原子很易與活潑金屬陽離子結(jié)合，發(fā)生取代反應(yīng)，如R—X＋NaCNeq\o(→,\s\up7(乙醇))R—CN＋NaX；R—X＋2Na＋X—R′eq\o(→,\s\up7(乙醇溶液))R—R′＋2NaX。G是能導(dǎo)電的聚合物。根據(jù)下列各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系回答：(1)A的分子式為__________，E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____________________________________________________________。(2)寫出B→D的化學(xué)方程式：____________________________________。(3)寫出C2H3Cl→C的化學(xué)方程式：________________________________。(4)寫出A→G的化學(xué)方程式：_____________________________________。答案(1)C2H2(2)nCH2=CH—CN→(3)2CH2=CHCl＋2Na→CH2=CH—CH=CH2＋2NaCl(4)解析本題要從題給信息入手，通過有機(jī)反應(yīng)的特點(diǎn)，反應(yīng)物和生成物在分子組成上的差異來推測(cè)未知物的結(jié)構(gòu)。分析本題，首先對(duì)題中所給條件進(jìn)行分析，本題突破口是C2H3Cl能發(fā)生加聚反應(yīng)，結(jié)構(gòu)中一定含有碳碳雙鍵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CHCl，則A為乙炔，G為乙炔的加聚產(chǎn)物：，能導(dǎo)電；C2H3Cl發(fā)生加聚反應(yīng)：；利用所給信息C2H3Cl生成B，轉(zhuǎn)化為D，D是一種合成纖維，B為CH2=CHCN，即CH2=CHCl＋NaCNeq\o(→,\s\up7(乙醇))CH2=CH—CN＋NaCl，nCH2=CH—CN→；C2H3Cl生成C，又轉(zhuǎn)化為F，F(xiàn)為一種合成橡膠：2CH2=CHCl＋2Na→CH2=CH—CH=CH2＋2NaCl，nCH2=CH—CH=CH2→。

【自測(cè)題】1．焚燒下列物質(zhì)，嚴(yán)重污染大氣的是()A．聚氯乙烯B．聚乙烯C．聚丙烯D．有機(jī)玻璃2．在下列塑料制品中，可選擇作為食品包裝的是()A．聚氯乙烯B．聚乙烯、聚丙烯C．聚苯乙烯D．聚四氟乙烯3．下列幾種橡膠中，最不穩(wěn)定、長(zhǎng)期見光與空氣作用就會(huì)逐漸被氧化而變硬變脆的是()A．天然橡膠()B．硅橡膠()C．聚硫橡膠()D．硫化橡膠(天然橡膠中加硫磺，使斷裂，使其由線型結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu))4．下列有機(jī)物中屬于天然高分子材料的是()A．棉花B．塑料C．尼龍D．羊毛5．酚醛樹脂可用苯酚和甲醛反應(yīng)制得。實(shí)驗(yàn)室制備酚醛樹脂時(shí)，在酸性條件下，苯酚過量制得的酚醛樹脂若不易取出時(shí)，則可趁熱時(shí)加入一些乙醇來取出樹脂；在堿性條件下，苯酚過量時(shí)，若酚醛樹脂不易取出，用加熱或加溶劑的方法都很難將樹脂取出。在上述兩種情況下，下列有關(guān)敘述正確的是()A．酸性條件制得的是線型酚醛樹脂，堿性條件制得的是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)酚醛樹脂B．酸性條件制得的是體型酚醛樹脂，堿性條件制得的是線型酚醛樹脂C．兩種條件下制得的都是線型酚醛樹脂D．兩種條件下制得的都是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)酚醛樹脂6．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)7．背景材料：①2004年夏季，特氟隆不粘鍋事件引起公眾關(guān)注②2004年冬季，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予研究蛋白質(zhì)的科學(xué)家③2005年初春，廣東大部分地區(qū)進(jìn)行了人工降雨④2005年春末，某高速公路發(fā)生液氯運(yùn)輸車翻倒泄漏事故。下列相應(yīng)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(zhì)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(dá)爾現(xiàn)象C．AgI和干冰都可用于人工降雨D．附近人員應(yīng)迅速遠(yuǎn)離液氯泄漏地點(diǎn)，并逆風(fēng)往安全區(qū)域疏散8．(1)有機(jī)玻璃是線型高分子，具有________(填“熱塑”或“熱固”)性，按系統(tǒng)命名法，其名稱是聚甲基丙烯酸甲酯，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________，鏈節(jié)是__________，它是__________(填“縮聚”或“加聚”)產(chǎn)物。(2)下面分別是三種高分子材料：①聚乙烯，②有機(jī)玻璃，③硫化橡膠。它們的微觀結(jié)構(gòu)示意圖為：則A是__________，B是__________，C是_________________________。9．聚丙烯腈纖維是合成纖維中的主要品種之一，其產(chǎn)量?jī)H次于聚酰胺纖維和聚酯纖維。它的商品名叫腈綸，由于它的性質(zhì)極像羊毛，故又稱它為“人造羊毛”。聚丙烯腈的單體是丙烯腈(CH2=CHCN)，其合成方法很多，如以乙炔為原料，其合成過程的化學(xué)方程式如下：閱讀以上材料，回答問題：(1)制備丙烯腈的反應(yīng)類型是__________。(2)聚丙烯腈中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。(3)如何檢驗(yàn)?zāi)称放频难蛎朗茄蛎€是“人造羊毛”？(4)根據(jù)以上材料分析，聚丙烯腈是線型結(jié)構(gòu)還是體型結(jié)構(gòu)？10．有機(jī)玻璃是一種重要的塑料，有機(jī)玻璃的單體A(C5H8O2)不溶于水，并可以發(fā)生以下變化：請(qǐng)回答：(1)B分子中含有的官能團(tuán)是____________、___________________________。(2)由B轉(zhuǎn)化為C的反應(yīng)屬于________(選填序號(hào))。①氧化反應(yīng)②還原反應(yīng)③加成反應(yīng)④取代反應(yīng)(3)C的一氯代物D有兩種，C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________________________________________________________。(4)由A生成B的化學(xué)方程式是_____________________________________。(5)有機(jī)玻璃的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是____________。

參考答案自測(cè)題1.答案A解析物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物，取決于構(gòu)成該物質(zhì)的元素成分，只有正確分析出構(gòu)成物質(zhì)的元素，才能正確作答。聚乙烯、聚丙烯只含有碳、氫兩種元素，有機(jī)玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)含有碳、氫、氧三種元素，它們完全燃燒時(shí)只產(chǎn)生CO2和H2O，而聚氯乙烯卻含有氯、碳、氫三種元素，完全燃燒時(shí)除產(chǎn)生CO2和H2O外，還有含氯的有毒物質(zhì)。2.答案B3.答案A4.答案AD5.答案A解析線型結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子能溶解在適當(dāng)溶劑里，在酸性條件下，制得的酚醛樹脂能溶在酒精里，說明是線型的；體型結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子不易溶解，只是有一定程度的脹大，故堿性條件下，得到的是體型的。6.答案B7.答案CD解析本題通過“不粘鍋事件”等社會(huì)熱點(diǎn)問題綜合考查了單體與高聚物的關(guān)系，蛋白質(zhì)的性質(zhì)，AgI、干冰降雨，液氯泄漏后的逃生方法等知識(shí)，意在考查考生對(duì)社會(huì)熱點(diǎn)問題的關(guān)心及重視程度，注重考查考生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。氟利昂是飽和氟化烴，不可能是特氟隆的單體，A錯(cuò)；蛋白質(zhì)能水解，可降解，B錯(cuò)；AgI和干冰可用于人工降雨；液氯有毒。故選CD。8.答案(1)熱塑加聚(2)有機(jī)玻璃聚乙烯硫化橡膠9.答案(1)加成反應(yīng)(2)26.4%(3)取樣灼燒，聞其氣味，若有特殊的燒焦羽毛的氣味，則為羊毛，否則可能為“人造羊毛”。(4)線型結(jié)構(gòu)10.答案(1)碳碳雙鍵羧基(或)(2)②③解析該題的突破口為①A能發(fā)生加聚反應(yīng)，說明含有碳碳雙鍵即官能團(tuán)，A又能在稀硫酸作用下發(fā)生水解，生成CH3OH，說明是酯類物質(zhì)；②B能與NaOH溶液反應(yīng)說明含有—COOH，能在Ni催化條件下與H2加成，說明含有碳碳雙鍵；③C的一氯代物D有兩種，用來確定B、C、D及A的結(jié)構(gòu)。根據(jù)定組成規(guī)則和反應(yīng)原理可知各物質(zhì)分