化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用

專題2化學(xué)與資料的制造、應(yīng)用一、高分子化合物與資料1.高分子化合物的分類天然高分子熱固性2.新式高分子資料(1)功能高分子資料:擁有某種特定功能的高分子資料,常有的有導(dǎo)電塑料(如聚乙炔)、離子交換樹脂或交換膜、高分子醫(yī)藥資料、人造器官、高分子吸水資料、導(dǎo)電高分子化合物等。(2)復(fù)合資料:②常有的復(fù)合資料:___________________________等。玻璃鋼、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合資料黏結(jié)骨架3.三類有機(jī)高分子資料(1)天然橡膠與合成橡膠:①天然橡膠:________________________經(jīng)硫化辦理后可得硫化橡膠。②常有的合成橡膠:如順丁橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠、聚硫橡膠、乙丙橡膠等。(2)合成樹脂:①PVC:nCH2＝CHCl________________②ABS樹脂:由丙烯腈(CH2＝CH-CN)、1,3-丁二烯(CH2＝CH-CH＝CH2)和苯乙烯(C6H5-CH＝CH2)三種單體共聚而成。催化劑③酚醛樹脂:(3)高分子吸水資料:由淀粉、纖維素等天然高分子與丙烯酸、苯乙烯磺酸進(jìn)行接枝共聚獲取,也可用聚乙烯醇與聚丙烯酸鹽交聯(lián)獲取,擁有高吸水性和高保水性。4.纖維素的化學(xué)加工(1)植物纖維的利用:①木材、蘆葦、稻草、麥秸、蔗渣等可用于造紙。②木材纖維制作家庭裝飾用的纖維板。③造紙工藝流程(2)纖維素水解:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6纖維素葡萄糖(3)纖維素酯的制造:①纖維素硝酸酯(硝化纖維)催化劑△②纖維素醋酸酯(醋酸纖維)二、阿司匹林、清洗劑等的合成過程1.阿司匹林(1)作用:能使發(fā)熱病人的體溫降至正常,并起到緩解痛苦和抗炎消腫的作用。(2)制備:2.合成清洗劑(1)表面活性劑:如十二烷基苯磺酸鈉:憎水基團(tuán)親水基團(tuán)(2)清洗劑:主要成分是表面活性劑,是能夠發(fā)揮去污作用的主要物質(zhì),還含有助劑、殺菌劑、織物柔順劑等輔助成分?！舅紤]辨析】1.纖維素和淀粉構(gòu)成均可用(C6H10O5)n表示,所以二者互為同分異構(gòu)體。( )【分析】淀粉和纖維素通式相同,但聚合度n不同,二者不是同分異構(gòu)體?！?.阿司匹林可與NaOH溶液反響,1mol阿司匹林可與3molNaOH反響。( )【分析】阿司匹林結(jié)構(gòu)式為,—COOH可與NaOH中和,酯基可水解,所以可得產(chǎn)物:、CH3COONa,所以1mol阿司匹林可耗費(fèi)3molNaOH?！?.家庭中常用純堿或洗潔精除掉油污,二者去油污原理相同。( )【分析】油脂主要成分為高級(jí)脂肪酸甘油酯,Na2CO3水解呈堿性,油脂可在堿性條件下水解;洗潔精的主要成分是表面活性劑,可把油污分別成小顆粒而進(jìn)入水中,從而達(dá)到去污目的,二者原理不同。4.塑料制品簡(jiǎn)單被微生物分解,所以荒棄塑料制品不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。( )【分析】塑料制品不易降解,能形成“白色污染”?！痢?.工業(yè)上由鋁土礦提取Al2O3的過程中不發(fā)生氧化復(fù)原反響。( )【分析】由鋁土礦提取Al2O3的過程以下:整個(gè)過程中不存在氧化復(fù)原反響?！炭键c(diǎn)1考點(diǎn)有機(jī)高分子資料的合成1.合成有機(jī)高分子資料的化學(xué)反響

加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)含義許多小分子(含不飽和鍵)通過加成反應(yīng)形成高聚物的聚合反應(yīng)許多小分子通過縮合形成高聚物,同時(shí)有小分子生成的聚合反應(yīng)單體特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳叁鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)含有能夠相互反應(yīng)的官能團(tuán),如—COOH和—OH、—NH2等加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)單體種類數(shù)相同或不同的單體相同或不同的單體高聚物特征鏈節(jié)與單體的組成相同鏈節(jié)與單體的組成不同產(chǎn)物種類只有高聚物高聚物和小分子加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)舉例2.線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子資料的比較合成材料線型高分子材料體型高分子材料常見物質(zhì)合成纖維、部分塑料(如聚乙烯)部分塑料(如電木)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以共價(jià)鍵結(jié)合成高分子鏈,鏈與鏈之間以分子間作用力相結(jié)合以共價(jià)鍵構(gòu)成高分子鏈,鏈與鏈之間以共價(jià)鍵大量交聯(lián)性質(zhì)特點(diǎn)具有彈性、可塑性,在溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度、脆性較小,不能導(dǎo)電沒有彈性和可塑性,不能溶解或熔融,在溶劑中能溶脹,硬度和脆性較大,不能導(dǎo)電【誤區(qū)警示】(1)高分子的單體和鏈節(jié)區(qū)分不清,是失分的一個(gè)重要方面。(2)高分子都是混淆物,認(rèn)識(shí)不到位時(shí)簡(jiǎn)單失分。判斷高分子是不是混淆物的方法是測(cè)定其有沒有固定的熔點(diǎn)。(3)由高分子判斷單體的方法掌握不好,簡(jiǎn)單出現(xiàn)錯(cuò)誤。(4)縮合聚合反響中有小分子生成,這是差異于加成聚合反響的特點(diǎn)之一。【典例】玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。(1)酚醛樹脂由苯酚和甲醛縮聚而成,反響有大量熱放出,為防范溫度過高,應(yīng)向已有苯酚的反響釜中加入甲醛,且反響釜應(yīng)裝有裝置。(2)玻璃纖維由玻璃拉絲獲取。一般玻璃是由石英砂、和石灰石(或長石)高溫熔融而成,主要反響的化學(xué)方程式為________________________。(3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是

。玻璃鋼擁有等優(yōu)異性能(寫出兩點(diǎn)即可)。(4)以下辦理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是。a.深埋b.粉碎后用作樹脂填料c.用作燃料d.用有機(jī)溶劑將其溶解,回收樹脂【解題指南】解答本題要明確以下2點(diǎn):(1)復(fù)合資料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)勝的性能。(2)廢舊合成資料再生利用的門路和對(duì)環(huán)境的污染?！痉治觥?1)為防范溫度過高,應(yīng)間歇性地加入甲醛,并且要裝有散熱(冷卻)裝置。(2)利用石灰石、純堿、石英砂生產(chǎn)玻璃的方程式為:Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑,CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑。(3)玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子資料復(fù)合而成的復(fù)合資料,其中玻璃纖維的作用是增強(qiáng)體,合成資料是基體;它擁有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐化、抗沖擊、絕緣性能好等優(yōu)異性能。高溫高溫(4)廢舊合成資料的再生利用主要有三條門路:①經(jīng)過再生和改性,從頭做成多種實(shí)用的資料和制品;②采用熱裂解或化學(xué)辦理方法使其分解,用于制備多種化工原料;③將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能,但熱固性酚醛塑料不易焚燒,c錯(cuò)誤。因?yàn)樗芰仙盥竦叵潞茈y腐化,造成嚴(yán)重的“白色污染”,故a錯(cuò);酚醛塑料不可以溶解于有機(jī)溶劑,故d錯(cuò)。答案:(1)緩慢冷卻(2)純堿SiO2+Na2CO3====Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaCO3====CaSiO3+CO2↑(3)增強(qiáng)作用(或骨架作用)質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐化、抗沖擊、絕緣性好等(任意答出兩點(diǎn)即可)(4)b高溫高溫【變式訓(xùn)練】資料是人類賴以生計(jì)和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),與信息和能源一起成為今世文明的三大支柱。(1)塑料的主要成分為,合成聚氯乙烯塑料(PVC)的單體為,合成聚氯乙烯的化學(xué)方程式為。(2)此刻倡議對(duì)塑料制品進(jìn)行分類回收,以下表記中屬于塑料包裝回收標(biāo)記的是。(3)某班同學(xué)進(jìn)行“使用塑料的利與弊”的爭(zhēng)辯,甲方認(rèn)為“利大于弊”,原因是:大多半塑料抗腐化能力強(qiáng),不與酸反響;乙認(rèn)為“弊大于利”,原因是:回收塑料時(shí),分類十分困難,并且經(jīng)濟(jì)上不合算。假如你加入甲方或乙方,請(qǐng)說出一條支持該方看法的原因:。【分析】(1)聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)為,其合成單體為CH2＝CHCl。(2)塑料制品為可回收利用的資料,用A圖表示。(3)甲方看法是塑料制品輕盈靈巧、可循環(huán)利用。乙方看法是對(duì)環(huán)境造成污染,并且焚燒時(shí)產(chǎn)生有毒的氣體。答案:(1)合成樹脂CH2＝CHCl(2)A(3)甲方:輕盈靈巧,節(jié)儉空間;乙方:難以降解辦理,焚燒辦理睬放出有毒氣體,污染環(huán)境(合理即可)1.物質(zhì)的性質(zhì)和功能與分子結(jié)構(gòu)間有著親密的關(guān)系。以下問題波及高分子資料、日用化學(xué)品及藥品。(1)幾種常用高分子資料的結(jié)構(gòu)(或結(jié)構(gòu)片段)以下:①不會(huì)被酸、堿、王水及多半有機(jī)溶劑所腐化的塑料是。②屬于熱塑性塑料且可溶于氯仿的是。③熱固性塑料是。④屬于合成纖維,俗稱“滌綸”的是,荒棄的滌綸織物經(jīng)辦理后可回收利用。⑤寫出滌綸水解后生成的兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。(2)有氧洗衣粉含有過碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2),這種洗衣粉除了擁有去污功能外,還有功能,該功能與過碳酸鈉中的_______基團(tuán)(用化學(xué)符號(hào)表示)有關(guān)。(3)嗎啡是一種天然麻醉劑,因其分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜(結(jié)構(gòu)以以下圖左),較難人工合成?？茖W(xué)家設(shè)計(jì)并合成了杜冷丁分子,該分子包含了a,b,c,d,e等結(jié)構(gòu)單元(以以下圖右)。杜冷丁分子的結(jié)構(gòu)單元(用圖中的字母標(biāo)號(hào)表示)與嗎啡分子中的某些結(jié)構(gòu)單元相像,因此二者擁有近似的生物活性(如麻醉作用)?！痉治觥?1)由幾種高分子資料的結(jié)構(gòu)可知A、B、C、D為線型結(jié)構(gòu),B為聚四氟乙烯,號(hào)稱“塑料王”,難溶于酸、堿、王水及多半有機(jī)溶劑;A為有機(jī)玻璃,可溶于氯仿等某些有機(jī)溶劑;E為體型結(jié)構(gòu),屬于熱固性塑料;C是天然橡膠;D是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯,俗稱“滌綸”,屬于合成纖維,水解后生成對(duì)苯二甲酸和乙二醇。(2)有氧洗衣粉中含有過碳酸鈉,含有—O—O—鍵,有強(qiáng)氧化性,擁有殺菌消毒的功能。(3)由兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式對(duì)照可知,擁有相像的結(jié)構(gòu)單元的部分為a、b、c。答案:(1)①B②A③E④D⑤、HO—CH2—CH2—OH(2)殺菌消毒—O—O—(3)a、b、c2.氯堿工業(yè)中,經(jīng)過電解飽和食鹽水獲取重要的化工原料。其中氯氣用途十分寬泛,除用于凈水、環(huán)境消毒外,還用于生產(chǎn)鹽酸、聚氯乙烯、氯苯等。(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為

。(2)氯氣用于生產(chǎn)半導(dǎo)體資料硅的流程以下:①石英砂的主要成分是,在制備粗硅時(shí),焦炭的作用是。②由四氯化硅獲取高純硅的化學(xué)方程式是:

。(3)用于制造塑料薄膜、人造革、塑料管材和板材的聚氯乙烯(PVC塑料)就是以氯氣和乙烯為主要原料經(jīng)過、消去和三步主要反響生產(chǎn)的。生產(chǎn)聚氯乙烯的有關(guān)反響的化學(xué)方程式為

。(4)上述兩種生產(chǎn)過程可獲取同一種副產(chǎn)品,該副產(chǎn)品是?！痉治觥?1)2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑。(2)用Cl2制備純硅波及反響:2Cl2+Si(粗)====SiCl4,表現(xiàn)了氯氣的強(qiáng)氧化性,再由SiCl4制取高純硅,用H2使之復(fù)原,用SiCl4獲取高純硅的化學(xué)方程式為:SiCl4+2H2====Si+4HCl。高溫電解△(3)Cl2在有機(jī)合成中的應(yīng)用一般表此刻利用加成反響制取聚氯乙烯,先發(fā)生反響:CH2＝CH2+Cl2ClCH2CH2Cl,再經(jīng)過消去反響脫去一分子HCl,使之形成含雙鍵的氯乙烯,加聚即可得聚氯乙烯,即(4)在兩種資料制備反響中可得副產(chǎn)品HCl。答案:(1)2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑(2)①SiO2作復(fù)原劑②SiCl4+2H2====Si+4HCl(3)加成加聚(4)HCl通電高溫3.資料是人類生計(jì)和社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ),不同的資料功能各不相同。以下都是有關(guān)資料的內(nèi)容,試依據(jù)所給內(nèi)容回答以下問題。(1)氫能是未來能源最正確選擇之一,氫能的利用波及氫的儲(chǔ)藏、輸送和使用。貯氫合金是解決氫的儲(chǔ)藏等問題的重要資料。貯氫合金中最具代表性的是鑭-鎳合金(LaNi5),已知LaNi5(s)+3H2(g)LaNi5H6(s)ΔH=-31.77kJ·mol-1。鑭-鎳合金的熔點(diǎn)比鑭、鎳的熔點(diǎn)(填“高”“低”或“介于二者之間”),依據(jù)反響原理,形成LaNi5H6的化學(xué)反響條件是。近來有人提出能夠研制出一種性能優(yōu)勝的催化劑,能夠大大提高貯氫合金的貯氫能力,你認(rèn)為該講法可信嗎?(填“可信”或“不可信”),其原因是

。(2)無機(jī)非金屬資料是平時(shí)生活中不可缺乏的物質(zhì),它們常常擁有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐化的特點(diǎn)。Si3N4就是一種重要的精美陶瓷,合成氮化硅的方法之一為:3SiO2+6C+2N2====Si3N4+6CO。在上述反響中氧化劑為。高溫(3)有機(jī)高分子資料形式多樣,ABS樹脂寬泛用于制造電訊器材、汽車、飛機(jī)零零件和各種儀器的外殼,它的結(jié)構(gòu)能夠表示為,試寫出對(duì)應(yīng)單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH2＝CH—CN、、。(4)高分子吸水樹脂能夠由聚乙烯醇( )和聚丙烯酸鹽( )交聯(lián)獲取,從結(jié)構(gòu)上看該高分子吸水資料擁有吸水性,原因是它們都擁有基團(tuán)?！痉治觥?1)合金的熔點(diǎn)比各單一組分的熔點(diǎn)低;依據(jù)反響方程式可知生成貯氫合金的反響是氣體體積減小的放熱反響