【金學(xué)案】學(xué)年高中化學(xué) （課標(biāo)點(diǎn)擊+預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)+典例精析+課堂導(dǎo)練）第3章 第4節(jié) 塑料 橡膠 纖維同步輔導(dǎo)與檢測(cè) 魯科必修2

第4節(jié)塑料橡膠纖維1．了解合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2．掌握有機(jī)高分子化合物的性質(zhì)。3．了解加聚反應(yīng)的特點(diǎn)，能依據(jù)簡(jiǎn)單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。知識(shí)清單1．有機(jī)高分子化合物的概念我們知道，烴、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量都比較低，它們的相對(duì)分子質(zhì)量很少上千，通常稱它們?yōu)開(kāi)_________，或__________。相反，淀粉的相對(duì)分子質(zhì)量從幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)，蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量從幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)或更高，核蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量則高達(dá)幾千萬(wàn)。通常把它們稱為_(kāi)___________，簡(jiǎn)稱________。由于高分子化合物大部分是由小分子通過(guò)聚合反應(yīng)制得的，所以也常被稱為_(kāi)_________。有機(jī)高分子化合物低分子化合物簡(jiǎn)稱小分子有機(jī)高分子化合物高分子聚合物或高聚物復(fù)連接而成，聚氯乙烯CHClCH2是由結(jié)構(gòu)單元____重復(fù)連接而成，這些重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元叫______，n表示每個(gè)高分子里鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)，叫________。能合成高分子化合物的小分子物質(zhì)叫________。例如，乙烯就是聚乙烯的單體。—CH2—CH2——CH—CH2—鏈節(jié)聚合度單體Cl(2)高分子的結(jié)構(gòu)——線型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)高分子中的結(jié)構(gòu)單元連接成長(zhǎng)鏈，這就是通常所說(shuō)的高分子的線型結(jié)構(gòu)。具有線型結(jié)構(gòu)的高分子，可以不帶支鏈，也可以帶支鏈。高分子鏈上如果有能起反應(yīng)的原子或原子團(tuán)，當(dāng)這些原子或原子團(tuán)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，高分子鏈之間將形成化學(xué)鍵，產(chǎn)生一定的交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這就是高分子的體型結(jié)構(gòu)。3．高分子化合物的基本性質(zhì)由于有機(jī)高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量很大及其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使它們具有與小分子物質(zhì)不同的一些性質(zhì)。(1)溶解性：有機(jī)高分子化合物通常________于水，即使在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中，它的溶解速率也較慢，或者長(zhǎng)期浸泡在有機(jī)溶劑中只能發(fā)生一定程度的________。(2)熱塑性和熱固性：有些高分子化合物(如聚乙烯)具有熱塑性，即受熱到一定溫度范圍時(shí)，開(kāi)始軟化，直到熔化成流動(dòng)的液體。冷卻后又變固體，加熱后又熔化，這種現(xiàn)象就是高分子的________。有些高分子化合物(如酚醛塑料，即電木)具有熱固性，受熱時(shí)不會(huì)變軟，只能被徹底裂解，因此不能通過(guò)加熱、受冷反復(fù)再造，這種現(xiàn)象就是高分子的________。(1)難溶溶脹(2)熱塑性熱固性(3)電絕緣性：高分子材料一般都有很好的________。這是由于高分子化合物中的原子是以________結(jié)合的，一般不導(dǎo)電。(4)易燃性：有機(jī)高分子化合物的組成元素主要是碳和氫，不耐________，易________。(3)電絕緣性共價(jià)鍵(4)高溫燃燒應(yīng)用思考：我們常見(jiàn)的薄膜用火點(diǎn)燃后先軟化后燃燒，而拉線開(kāi)關(guān)的蓋即使放到火爐中也不會(huì)軟化，更不會(huì)燃燒，你知道這是為什么嗎？提示：薄膜是線形熱塑性高分子化合物，而開(kāi)關(guān)蓋是酚醛塑料做的，屬于體型熱固性高分子材料。綜合拓展高分子化合物(聚合物)和一般小分子化合物的不同1．分子量作為材料的聚合物沒(méi)有確定的分子量，沒(méi)有人能告訴你聚苯乙烯的分子量是多少，只能告訴你聚苯乙烯的平均分子量是多少，因?yàn)榫郾揭蚁┦怯筛鞣N不同分子量的聚苯乙烯大分子組成的混合物。聚合物的性質(zhì)不僅和平均分子量大小有關(guān)，而且和聚合物中分子量的分布有關(guān)。2．熔點(diǎn)聚合物一般沒(méi)有固定熔點(diǎn)，它往往有一個(gè)寬的熔解溫度區(qū)間。隨著溫度的升高，它可由玻璃狀固體轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z狀的固體，然后再熔化為可流動(dòng)的液態(tài)物質(zhì)。由玻璃狀的固體轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z狀的固體的溫度叫玻璃化溫度。玻璃化溫度的高低對(duì)聚合物的性質(zhì)有很大的影響。聚合物分子量增加或者形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)都會(huì)使玻璃化溫度增高。3．溶解度小分子化合物有確定的溶解度，如氯化鈉在室溫下的溶解度是35.7克，聚合物沒(méi)有飽和溶液的溶解度的概念。當(dāng)濃的氯化鈉水溶液的水分逐漸揮發(fā)時(shí)，氯化鈉會(huì)從水中結(jié)晶出來(lái)，但當(dāng)聚合物溶液中的溶劑揮發(fā)時(shí)，聚合物不會(huì)成沉淀分離出來(lái)，而是黏度逐漸變高，最終成為固體。特別提示線形高分子化合物在破損時(shí)可以熱修補(bǔ)，但體型高分子化合物在破損時(shí)無(wú)法進(jìn)行熱修補(bǔ)。因?yàn)榫€形高分子化合物具有熱塑性而體型高分子具有熱固性。嘗試應(yīng)用1．下列變化不符合科學(xué)原理的是()A．稻草變酒精B．廢塑料變汽油C．空氣變肥料D．水變油解析：稻草主要成分是纖維素，水解后可生成葡萄糖，葡萄糖分解可生成乙醇；聚乙烯等廢塑料裂化分解可生成液態(tài)烴；空氣中的氮?dú)饪捎脕?lái)合成氨。水和油的元素組成不同，水中不含碳元素，因此水變油是不符合科學(xué)原理的。答案：D2．自2008年6月1日以來(lái)實(shí)行的所有超市、商場(chǎng)、集貿(mào)市場(chǎng)等商品零售場(chǎng)所塑料袋有償使用辦法，受到了絕大部分消費(fèi)者的支持。下列說(shuō)法正確的是()A．塑料購(gòu)物袋具有熱固性，不能回收利用B．聚氯乙烯塑料袋可用來(lái)長(zhǎng)時(shí)間存放食品C．控制塑料購(gòu)物袋的使用主要是為了節(jié)約成本D．使用可降解塑料袋有利于減少“白色污染”解析：A.塑料購(gòu)物袋為熱塑性塑料；B食品包裝塑料成分為聚乙烯，聚氯乙烯為有毒塑料不可用于食品包裝；C控制塑料購(gòu)物袋的使用主要是為了減少污染。答案：D3．（雙選題）某高分子化合物的部分結(jié)構(gòu)如下：下列說(shuō)法正確的是()A．聚合物的結(jié)構(gòu)單元為B．聚合物的分子式為C3H3Cl3C．聚合物的單體(對(duì)應(yīng)的小分子)為CHCl===CHClD．若n表示結(jié)構(gòu)單元重復(fù)的次數(shù)，則其相對(duì)分子質(zhì)量為97n解析：有機(jī)高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量巨大，但是其結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，通常是由簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成的。如此題中高聚物重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元為，其式量為97，所以當(dāng)n表示結(jié)構(gòu)單元重復(fù)次數(shù)時(shí)，則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量為97n。所以答案為CD。答案：CD知識(shí)清單塑料、橡膠、纖維1．塑料：塑料的主要成分是被稱為_(kāi)____的有機(jī)高分子化合物。塑料的組成中除了合成樹(shù)脂以外，還有根據(jù)需要加入的具有某些特定用途的______，如能提高塑性的______，防止塑料老化的______，防止塑料制品在成型過(guò)程中粘在金屬設(shè)備或模具上的______等。各種原料經(jīng)壓制、擠壓或抽絲等成型加工處理，便可得到塑料制品。聚乙烯是當(dāng)今世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品，它具有優(yōu)良的耐低溫性能，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能耐酸、堿的腐蝕，它在常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，它還具有很好的電絕緣性。聚乙烯塑料的品種有好多，如薄膜、中空制品、管板材、纖維、包覆材料等。合成樹(shù)脂添加劑增塑劑防老化劑潤(rùn)滑劑2．橡膠(1)橡膠的特性：構(gòu)成橡膠的高分子鏈在無(wú)外力作用時(shí)呈卷曲狀，而且有柔性，受外力時(shí)可伸直，但取消外力后又可恢復(fù)原狀，因此橡膠是具有________的高分子化合物。(2)橡膠的分類：根據(jù)來(lái)源和組成不同，橡膠可分為_(kāi)_______和________。(1)高彈性(2)天然橡膠合成橡膠（3）幾種常用橡膠的性能和用途名稱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式主要性能主要用途天然橡膠________________________高彈性、機(jī)械強(qiáng)度好、電絕緣性好、不耐酸堿腐蝕汽車輪胎、醫(yī)用手套、膠布、膠鞋、橡皮筏丁苯橡膠______________________高彈性、耐老化、耐腐蝕、黏結(jié)性稍差、電絕緣性好汽車輪胎、電絕緣性材料、膠管、膠鞋、橡膠布氯丁橡膠______________________高彈性、耐油、耐老化、耐氧化、耐酸、堿腐蝕化工廠的管道、墊圈名稱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式主要性能主要用途特種合成橡膠(有機(jī)硅橡膠)__________________高彈性、耐高溫或低溫、耐氧化、電絕緣性好航空、電器工業(yè)中的墊圈、薄膜、膠管答案：________、________、________和________的纖維都是天然纖維。用木材、草類的纖維經(jīng)化學(xué)加工制成的粘膠纖維屬于________。利用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品作原料制成單體，再經(jīng)聚合反應(yīng)制成的是________。合成纖維和人造纖維又統(tǒng)稱化學(xué)纖維。天然纖維化學(xué)纖維人造纖維合成纖維棉花羊毛木材草類人造纖維合成纖維(2)幾種合成纖維的性能及用途名稱性能用途聚酰胺(錦綸、尼龍－6)耐磨、強(qiáng)度高、耐光、耐堿、有彈性、不耐酸腐蝕衣料、繩索、漁網(wǎng)、降落傘、輪胎簾子線聚酯(滌綸)抗皺保型、強(qiáng)度高、耐酸腐蝕、耐磨、吸濕性差衣料、室內(nèi)裝修材料、電絕緣材料、繩索、漁網(wǎng)、輪胎簾子線聚丙烯腈彈性高、保暖性好、耐光、耐酸而不耐堿腐蝕衣料(仿毛)、毛毯、幕布、工業(yè)用布聚乙烯醇縮甲醛(維尼綸)柔軟、吸濕性好、耐磨、耐腐蝕、保暖、不耐熱衣料、桌布、窗簾、包裝袋、濾布、炮衣4.加聚反應(yīng)(1)聚合反應(yīng)：由______________的化合物分子互相結(jié)合成________________的高分子的反應(yīng)叫做聚合反應(yīng)。(2)加聚反應(yīng)：在聚合反應(yīng)中，由不飽和的相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的化合物的分子，這樣的聚合反應(yīng)同時(shí)也是________，所以這種聚合反應(yīng)又叫做加成聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。加聚反應(yīng)的過(guò)程，可以用下圖來(lái)形象的表示：加成反應(yīng)相對(duì)分子質(zhì)量小相對(duì)分子質(zhì)量大能夠發(fā)生加聚反應(yīng)的有烯烴以及它們的衍生物，如：氯乙烯、四氟乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等。其反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是，分子中碳碳雙鍵中的一個(gè)鍵斷裂，分子間通過(guò)加成彼此結(jié)合成很長(zhǎng)的碳鏈，生成高分子化合物。生產(chǎn)塑料的合成樹(shù)脂有多種，除聚乙烯外，還有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等，它們分別通過(guò)以下加聚反應(yīng)制得：Cl應(yīng)用思考：為什么一些橡膠制品在空氣中易老化？為什么盛酸、氧化劑、氯水等的試劑瓶要用玻璃塞？提示：由于橡膠分子里含有雙鍵，所以能跟氯化氫、鹵素等起加成反應(yīng)、被氧化劑氧化而變質(zhì)。如果長(zhǎng)期受空氣、日光的作用，就會(huì)漸漸被氧化而變硬、變脆，這個(gè)過(guò)程叫做老化。所以盛酸，特別是濃硝酸、濃硫酸，盛液溴、氯水、溴水、碘水等氧化劑的試劑瓶不能用橡膠塞而要用玻璃塞，以免膠塞變質(zhì)老化。綜合拓展由加聚反應(yīng)生成高聚物的單體的判斷1．凡鏈節(jié)的主碳鏈為兩個(gè)碳原子，其單體必為一種。將鏈節(jié)的兩個(gè)半鍵閉合即為單體。5．凡鏈節(jié)中主碳鏈為8個(gè)碳原子，含有一個(gè)碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)時(shí)，其單體可為一種二烯烴，兩種單烯烴。含有二個(gè)碳碳雙鍵時(shí)，其單體可為二烯烴等。特別提示兩種(或兩種以上)單體可以同時(shí)進(jìn)行聚合，生成含有這兩種(或兩種以上)結(jié)構(gòu)單位的大分子。烯類及其衍生物常起共聚反應(yīng)生成高分子化合物。嘗試應(yīng)用1．下列關(guān)于乙烯和聚乙烯的敘述中正確的是()A．二者都能使溴水褪色，性質(zhì)相似B．二者互為同分異構(gòu)體C．二者最簡(jiǎn)式相同D．二者分子組成相同解析：要正確區(qū)分單體與高聚物。CH2＝CH2分子中含有C＝C，而聚乙烯分子中無(wú)C＝C，結(jié)構(gòu)上不相似，性質(zhì)不同，也不能說(shuō)二者分子組成相同、互為同分異構(gòu)體。二者的最簡(jiǎn)式相同，都為CH2。答案：C2．盛裝下列試劑的試劑瓶可用橡膠塞的是()A．NaOH溶液B．氯仿C．KMnO4D．溴水解析：根據(jù)橡膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，高錳酸鉀能使其氧化，溴水能與其發(fā)生加成反應(yīng)，氯仿能使其溶脹而腐蝕。因此盛放氧化劑、酸、有機(jī)溶劑等試劑的試劑瓶都不能用橡膠塞密封。答案：A3．在相同條件下焚燒下列物質(zhì)，污染大氣最嚴(yán)重的是()A．聚氯乙烯B．聚乙烯C．聚丙烯D．有機(jī)玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)解析：聚乙烯、聚丙烯只含有碳、氫兩種元素，有機(jī)玻璃含有碳、氫、氧三種元素，它們完全燃燒時(shí)只產(chǎn)生二氧化碳和水兩種物質(zhì)，而聚氯乙烯卻含有氯、碳、氫三種元素，完全燃燒時(shí)除產(chǎn)生二氧化碳和水外，還有二惡英、含氯的有毒物質(zhì)(如氯化氫)等生成，所以答案為A。

答案：A高分子化合物的概念及特點(diǎn)（雙選題）下列關(guān)于高分子化合物的敘述正確的是()A．高分子化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對(duì)分子質(zhì)量很大B．高分子化合物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)分子質(zhì)量很大C．高分子化合物是純凈物D．高分子化合物是混合物解析：高分子化合物雖然相對(duì)分子質(zhì)量很大，但分子中多是重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)橹貜?fù)的結(jié)構(gòu)單元的個(gè)數(shù)不同，所以是混合物。答案：BD名師點(diǎn)睛：高分子化合物的概念中強(qiáng)調(diào)的是“高分子”而不是“化合物”。高分子物質(zhì)都屬于混合物，但習(xí)慣上仍然稱為高分子化合物，這與我們平常所說(shuō)的化合物不同。變式訓(xùn)練1．(雙選題)下列對(duì)有機(jī)高分子化合物的認(rèn)識(shí)不正確的是()A．有機(jī)高分子化合物稱為聚合物或高聚物，是因?yàn)樗鼈兇蟛糠质怯尚》肿油ㄟ^(guò)聚合反應(yīng)而制得的B．有機(jī)高分子化合物一般不易導(dǎo)電是因?yàn)橄鄬?duì)分子質(zhì)量大C．對(duì)于一塊高分子材料，n是一個(gè)整數(shù)值，因而它的相對(duì)分子質(zhì)量是確定的D．高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料解析：有機(jī)高分子化合物分天然高分子化合物和合成高分子化合物兩種，合成高分子化合物主要由加聚、縮聚兩類反應(yīng)制備，加聚和縮聚是聚合反應(yīng)的兩個(gè)類型，A說(shuō)法正確；有機(jī)高分子化合物一般不易導(dǎo)電是因?yàn)樵邮且怨矁r(jià)鍵結(jié)合的，B說(shuō)法不正確；從單個(gè)分子來(lái)說(shuō)，高分子有一定的聚合度，也就是說(shuō)，n是某一個(gè)整數(shù)，所以它的相對(duì)分子質(zhì)量是確定的。但對(duì)一塊高分子材料來(lái)說(shuō)，它是由許多聚合度相同或不相同的高分子聚集起來(lái)的。因此，高分子化合物屬于混合物范疇，我們從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的某種高分子的相對(duì)分子質(zhì)量只能是平均值，C說(shuō)法不正確；高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料，D說(shuō)法正確。答案：

BC高分子材料的分類(2011年廣東卷)下列說(shuō)法正確的是()A．纖維素和淀粉遇碘水均顯藍(lán)色B．蛋白質(zhì)、乙酸和葡萄糖均屬電解質(zhì)C．溴乙烷與NaOH乙醇溶液共熱生成乙烯D．乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇解析：A項(xiàng)中淀粉遇碘水變藍(lán)而纖維素不能變藍(lán)；B項(xiàng)中蛋白質(zhì)和葡萄糖為非電解質(zhì)；D項(xiàng)中食用植物油水解生成的是丙三醇而不是乙醇。答案：C變式訓(xùn)練2．（雙選題）屬于天然高分子化合物的組合是()A．聚異戊二烯橡膠、淀粉B．油脂、蛋白質(zhì)C．酚醛樹(shù)脂、纖維素D．纖維素、淀粉解析：聚異戊二烯橡膠即天然橡膠、淀粉存在于植物中，纖維素存在于棉花、木材中，它們都是高分子化合物。蛋白質(zhì)也是高分子化合物，存在于生物體內(nèi)，是組成細(xì)胞的基本單位，因此，蛋白質(zhì)也屬于天然有機(jī)高分子化合物。酚醛樹(shù)脂是甲醛和苯酚通過(guò)縮聚反應(yīng)合成的，屬于人工合成高分子化合物，而油脂結(jié)構(gòu)雖然比較復(fù)雜，但它是高級(jí)脂肪酸的甘油脂，不屬于高分子化合物。答案：AD由高聚物的結(jié)構(gòu)判斷其單體丁苯橡膠具有許多優(yōu)良的物理化學(xué)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用。下列為丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：分別寫(xiě)出形成丁苯橡膠單體的各有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________、________、________(可不填滿，也可補(bǔ)充)。解析：由高聚物判斷其單體常用的方法是二四分段法：選定高聚物的結(jié)構(gòu)單元，從一側(cè)開(kāi)始分段，如果在結(jié)構(gòu)單元的主鏈上遇到C＝C雙鍵，一般可將4個(gè)C原子為一段，其余則2個(gè)C原子為一段，從段的連接處斷開(kāi)，形成雙鍵，可得單體。于是得到單體：名師點(diǎn)睛：由加聚反應(yīng)的反應(yīng)的特點(diǎn)可知，一個(gè)雙鍵對(duì)主鏈的貢獻(xiàn)僅有兩個(gè)碳原子，而兩個(gè)雙鍵(－CH＝CH－CH＝CH－)對(duì)主鏈的貢獻(xiàn)是四個(gè)碳原子，故在由加聚產(chǎn)物判斷單體時(shí)，采用的方法可以簡(jiǎn)記為“遇雙鍵四個(gè)碳無(wú)雙鍵兩個(gè)碳”。變式訓(xùn)練3．維通橡膠是一種耐油、耐高溫、耐寒性能特別好的氟橡膠。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，合成它的單體是()A．氟乙烯和全氟異丙烯B．1,1―二氟乙烯和全氟丙烯C．1―三氟甲基―1,3―丁二烯D．全氟異戊二烯解析：觀察高聚物的的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，是兩種乙烯型單體共聚而成的，故單體是1,1―二氟乙烯(CH2＝CF2)和全氟丙烯(CF3CF＝CF2)。答案：B與環(huán)境有關(guān)的問(wèn)題在“綠色化學(xué)工藝”中，理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物，即原子利用率100%，不產(chǎn)生其他有毒物質(zhì)，預(yù)防污染即防患于未然，從根本上消除污染。下列反應(yīng)類型能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”原則的是()①置換反應(yīng)②化合反應(yīng)③分解反應(yīng)④取代反應(yīng)⑤加成反應(yīng)⑥加聚反應(yīng)A．①②⑤B．②⑤⑥C．只有⑤⑥D(zhuǎn)．只有④解析：高效的綠色有機(jī)合成反應(yīng)應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子，使之結(jié)合到目標(biāo)分子中，如完全的加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、化合反應(yīng)：A＋B===C，達(dá)到零排放。答案：B