2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時代2應(yīng)用廣泛的高分子材料學(xué)案新人教版選修5

PAGE16-其次節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料一、合成材料的分類二、塑料1．塑料的成分合成高分子化合物即合成樹脂。2．塑料的種類3.幾種常見的塑料(1)聚乙烯(2)酚醛樹脂①概念：酚醛樹脂是用酚類與醛類在酸或堿催化下相互縮合而形成的高分子化合物。②形成：在酸催化下，等物質(zhì)的量的甲醛和苯酚反應(yīng)形成線型結(jié)構(gòu)高分子。其反應(yīng)為：在堿催化下，等物質(zhì)的量的甲醛與苯酚或過量的甲醛與苯酚反應(yīng)，生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。三、合成纖維1．纖維的分類2．六大綸六大綸包括：滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸。(1)維綸被稱為“人造棉花”，因其分子鏈上含有羥基而具有較好的吸濕性；(2)合成纖維中目前產(chǎn)量占第一位的是聚酯纖維—滌綸，其制備原理是：四、合成橡膠1．合成橡膠(1)合成：如順丁橡膠是以1,3-丁二烯為原料經(jīng)聚合得到的以順式結(jié)構(gòu)為主的聚1,3-丁二烯，其結(jié)構(gòu)簡式為，然后再與硫磺等硫化劑混煉而成的。(2)性能：具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐燃性或耐腐蝕性等性能。2．自然橡膠結(jié)構(gòu)簡式為，其單體為。2．有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1．線型結(jié)構(gòu)高分子化合物能變成體型結(jié)構(gòu)的高分子化合物嗎？提示：能。線型結(jié)構(gòu)高分子化合物可以用物理方法將其轉(zhuǎn)變成網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的高分子化合物，以增加其強(qiáng)度；線型高分子中假如含有未反應(yīng)的官能團(tuán)，則可使其通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)，如線型酚醛樹脂(含酚羥基)轉(zhuǎn)化為體型酚醛樹脂。2．聚甲基丙烯酸甲酯是一種合成高分子材料，該材料為熱塑性塑料還是熱固性塑料，合成該分子的單體是什么？提示：聚甲基丙烯酸甲酯是線型結(jié)構(gòu)，屬于熱塑性塑料。合成該分子的單體為甲基丙烯酸甲酯，發(fā)生加聚反應(yīng)即可得到聚甲基丙烯酸甲酯。【例1】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自然橡膠，自然橡膠是異戊二烯的聚合物，具有順式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡式為。試回答下列問題：(1)自然橡膠能溶于汽油的根本緣由是________________，自然橡膠加入適量的硫化劑進(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)自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?！舅悸贩治觥勘绢}應(yīng)從線型分子和網(wǎng)狀分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和特點(diǎn)三個方面入手分析?！窘馕觥?1)由自然橡膠的結(jié)構(gòu)簡式可知，自然橡膠為線型高分子，能溶于汽油等有機(jī)溶劑。自然橡膠硫化后，通過雙硫鍵使高分子鏈發(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)自然橡膠的單體是，其分子中含有兩個碳碳雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)，故能使溴水褪色?！敬鸢浮?1)自然橡膠是線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(或體型結(jié)構(gòu))不能(2)能下列原料或制成的產(chǎn)品中，若出現(xiàn)破損不行以進(jìn)行熱修補(bǔ)的是(B)A．聚氯乙烯涼鞋 B．電木插座C．自行車內(nèi)胎 D．聚乙烯塑料膜解析：對于A，其結(jié)構(gòu)簡式為，屬于線型高分子化合物；對于C，其結(jié)構(gòu)簡式為，若硫化則可變?yōu)轶w型材料，結(jié)合生活實(shí)際，可知車輛內(nèi)胎均可采納熱修補(bǔ)法(亦可以從自行車內(nèi)胎具有彈性上推斷該物質(zhì)是線型高分子材料)；對于D，其結(jié)構(gòu)簡式為CH2—CH2，為線型材料；對于B，酚醛樹脂既可以形成線型高分子材料(具有彈性)，也可以形成體型高分子材料(不具有彈性)，而電木插座不具有彈性，則應(yīng)為體型高分子材料。探究點(diǎn)二常見的三大合成材料一、常見的塑料二、常見合成纖維——六大綸三、常見合成橡膠名稱結(jié)構(gòu)簡式及單體性能用途順丁橡膠CH2—CH=CH—CH2CH2=CH—CH=CH2高彈性、機(jī)械強(qiáng)度好、電絕緣性好、不耐酸堿汽車輪胎、醫(yī)用手套、膠布、膠鞋等1．纖維與纖維素有什么區(qū)分？人造纖維和合成纖維有何不同？提示：(1)纖維和纖維素的區(qū)分①纖維在工業(yè)上是指柔韌、纖細(xì)的絲狀物，具有相當(dāng)?shù)拈L度、彈性和吸濕性，而纖維素是一種自然高分子化合物，是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的基礎(chǔ)物質(zhì)。②從以上所述可得：纖維是一種物體，沒有肯定的組成，如棉花的主要成分是纖維素，而羊毛的主要成分是蛋白質(zhì)，二者都屬于自然纖維；纖維素是一種多糖，其組成可以表示為(C6H10O5)n。(2)人造纖維與合成纖維的區(qū)分①人造纖維的主要原料是自然高分子化合物，主要是纖維素；而合成纖維的主要原料是石油化工或煤化工產(chǎn)品——?dú)鈶B(tài)或液態(tài)烴及其衍生物，是小分子物質(zhì)。②人造纖維的主要生產(chǎn)目的是變更自然高分子化合物的性能，如火棉比纖維素更易燃燒，而醋酸纖維比纖維素更難燃燒。合成纖維的生產(chǎn)目的是把非纖維狀的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維狀的物質(zhì)，它們主要是通過石油、自然氣、煤為原料制成單體，經(jīng)聚合反應(yīng)而合成。2．試說明不能用帶橡膠塞的試劑瓶盛放高錳酸鉀等強(qiáng)氧化性物質(zhì)的緣由。提示：絕大多數(shù)橡膠的結(jié)構(gòu)中有碳碳雙鍵或還原性元素(如硫)，故橡膠有較強(qiáng)的還原性。因此，在試驗(yàn)室里盛放高錳酸鉀等強(qiáng)氧化性物質(zhì)的試劑瓶不能用橡膠塞。【例2】下列高分子化合物中，可溶于有機(jī)溶劑的是()①有機(jī)玻璃②從廢輪胎上刮下的橡膠粉末③滌綸(其主要成分是④網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂A．①④ B．②③C．①③ D．③④【思路分析】體型結(jié)構(gòu)的高分子材料不溶于任何溶劑，線型結(jié)構(gòu)的高分子材料可溶于某些有機(jī)溶劑。【解析】C【答案】本題主要考查高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，從廢棄輪胎上刮下的橡膠粉末、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂均為體型高分子化合物，不溶于任何溶劑；有機(jī)玻璃和滌綸為線型結(jié)構(gòu)，可溶于適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑。下列說法中，正確的是(B)①只有熱塑性高分子材料才可能是塑料②用于包裝食品的塑料通常是聚氯乙烯③有機(jī)玻璃是一種透光性好的塑料制品④塑料在自然環(huán)境下不易分解，會造成白色污染A．①② B．③④C．①③ D．②④解析：塑料有熱塑性塑料和熱固性塑料兩種；聚氯乙烯易分解生成有毒的氯氣，不行作為食品包裝，用作食品包裝的是聚乙烯塑料；有機(jī)玻璃是一種透光性好、質(zhì)輕、耐水、耐酸堿、抗霉、易加工的塑料制品；塑料在自然界中難降解，會造成白色污染。1．下列關(guān)于高分子化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的說法錯誤的是(D)①高分子化合物沒有固定的熔點(diǎn)②純凈的淀粉屬于純凈物③合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)大致分為線型結(jié)構(gòu)、支鏈型結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)④線型高分子化合物具有熱固性⑤高分子材料一般不易燃燒⑥高分子化合物的相對分子質(zhì)量都很大⑦體型高分子化合物具有熱塑性A．④⑤⑥ B．①③⑥C．①⑤⑦ D．②④⑤⑦解析：淀粉是高分子化合物，屬于混合物；線型高分子化合物鏈與鏈之間未形成化學(xué)鍵，僅以分子間作用力相結(jié)合，故受熱易熔化，具有熱塑性；有機(jī)高分子材料一般簡單燃燒；體型高分子化合物受熱后不能軟化或熔融，具有熱固性。2．下列說法中正確的是(C)A．硫化橡膠能溶于汽油B．聚硫橡膠具有良好的耐寒冷、耐高溫性能C．合成橡膠是以石油、自然氣為原料，以二烯烴和烯烴為單體聚合而成的高分子D．橡膠的老化實(shí)質(zhì)上發(fā)生的是酯化反應(yīng)解析：硫化橡膠為體型高分子，不能被汽油溶解，但可被汽油溶脹；聚硫橡膠具有良好的耐油性，而硅橡膠具有耐寒冷、耐高溫性能；橡膠的老化是由于其高分子鏈上的不飽和鍵被氧化。3．下列有關(guān)塑料的說法不正確的是(D)A．塑料的主要成分是合成樹脂B．熱塑性塑料可以反復(fù)加工、多次運(yùn)用C．酚醛樹脂可制熱固性塑料D．粉碎后填埋于土壤中是處理塑料廢棄物的最佳方法解析：很多塑料廢棄物在自然界中難以降解，處理塑料廢棄物的最佳方法是將廢棄物用化學(xué)方法加工成防水涂料或汽油。4．某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為。下列敘述不正確的是(A)A．1mol該有機(jī)物與NaOH溶液完全反應(yīng)時，消耗1molNaOHB．該有機(jī)物水解所得的高聚物具有很強(qiáng)的吸水性C．該有機(jī)物可通過加聚反應(yīng)生成D．該有機(jī)物分子中含有雙鍵解析：該有機(jī)物水解后得到和CH3COOH，其中分子結(jié)構(gòu)中含有大量—OH，故具有很強(qiáng)的吸水性；該高聚物可由加聚反應(yīng)而得；1mol該高聚物可與nmolNaOH發(fā)生反應(yīng)。5．下列有關(guān)橡膠的敘述正確的是(B)A．從廢輪胎上刮下的橡膠粉末可溶于有機(jī)溶劑B．自然橡膠的成分是順式聚異戊二烯()，能溶于汽油C．自然橡膠()和杜仲膠()互為同分異構(gòu)體D．硅橡膠屬于無機(jī)橡膠，是無機(jī)高分子化合物解析：輪胎上刮下的橡膠為硫化橡膠，其結(jié)構(gòu)為體型結(jié)構(gòu)，不溶于有機(jī)溶劑。自然橡膠是線型結(jié)構(gòu)，因而可溶于汽油。自然橡膠和杜仲膠二者的單體互為順反異構(gòu)體。硅橡膠為合成橡膠中的特種橡膠。6．運(yùn)用一次性聚苯乙烯等材料帶來的白色污染是極為嚴(yán)峻的環(huán)境問題之一。最近研制出的一種可降解塑料，代號為3HB，結(jié)構(gòu)簡式為，具有良好的生物適應(yīng)性，能在自然界中自行降解。請回答下列問題：(1)該可降解塑料在自然界中可通過C(填序號)反應(yīng)降解為該聚合物單體。A．加成B．消去C．水解D．氧化(2)該聚合物的單體的結(jié)構(gòu)簡式為，該單體具有的官能團(tuán)名稱為羧基和(醇)羥基。(3)1mol該單體分別與鈉和碳酸氫鈉完全反應(yīng)時，消耗鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量之比為2∶1。解析：(1)由該高聚物的鏈節(jié)可知，它是由乳酸通過酯化反應(yīng)聚合得到的，所以該聚合物降解為單體的過程就是酯的水解過程。(2)該單體具有兩個官能團(tuán)，分別為羧基(—COOH)和羥基(—OH)。(3)醇羥基能與鈉反應(yīng)生成氫氣，但不能與碳酸氫鈉反應(yīng)；羧基能與碳酸氫鈉反應(yīng)放出CO2，同時能與鈉反應(yīng)，所以可得1mol該單體分別與鈉和碳酸