2020-2021学年化学人教版选修5学案：5-2 应用广泛的高分子材料 Word版含解析

2020-2021学年化学人教版选修5学案：5-2 应用广泛的高分子材料 Word版含解析

www.ks5u.com 第二节　应用广泛的高分子材料 一、合成材料的分类 二、塑料 ‎1．塑料的成分 合成高分子化合物即合成树脂。‎ ‎2．塑料的种类 ‎3.几种常见的塑料 ‎(1)聚乙烯 ‎(2)酚醛树脂 ‎①概念：酚醛树脂是用酚类与醛类在酸或碱催化下相互缩合而形成的高分子化合物。‎ ‎②形成：在酸催化下，等物质的量的甲醛和苯酚反应形成线型结构高分子。其反应为：‎ 在碱催化下，等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应，生成网状结构的酚醛树脂。‎ 三、合成纤维 ‎1．纤维的分类 ‎2．六大纶 六大纶包括：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。‎ ‎(1)维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性；‎ ‎(2)合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维—涤纶，其制备原理是：‎ 四、合成橡胶 ‎1．合成橡胶 ‎(1)合成：如顺丁橡胶是以1,3丁二烯 为原料经聚合得到的以顺式结构为主的聚1,3丁二烯，其结构简式为，然后再与硫磺等硫化剂混炼而成的。‎ ‎(2)性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐燃性或耐腐蚀性等性能。‎ ‎2．天然橡胶 结构简式为，其单体为 ‎。‎ ‎2．有机高分子化合物的结构和性质 ‎1．线型结构高分子化合物能变成体型结构的高分子化合物吗？‎ 提示：能。线型结构高分子化合物可以用物理方法将其转变成网型结构的高分子化合物，以增强其强度；线型高分子中如果含有未反应的官能团，则可使其通过化学反应转变为体型结构，如线型酚醛树脂(含酚羟基)转化为体型酚醛树脂。‎ ‎2．聚甲基丙烯酸甲酯是一种合成高分子材料，该材料为热塑性塑料还是热固性塑料，合成该分子的单体是什么？‎ 提示：聚甲基丙烯酸甲酯是线型结构，属于热塑性塑料。合成该分子的单体为甲基丙烯酸甲酯，发生加聚反应即可得到聚甲基丙烯酸甲酯。‎ ‎【例1】　橡胶树是热带植物，在我国海南已大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶是异戊二烯的聚合物，具有顺式结构，其结构简式为。‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是________________，天然橡胶加入适量的硫化剂进行硫化后，其结构由________变成________，因而硫化橡胶______(填“能”或“不能”)溶于汽油。‎ ‎(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。‎ ‎【思路分析】　本题应从线型分子和网状分子的结构、性质和特点三个方面入手分析。‎ ‎【解析】　(1)由天然橡胶的结构简式可知，天然橡胶为线型高分子，能溶于汽油等有机溶剂。天然橡胶硫化后，通过双硫键使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶于汽油。‎ ‎(2)天然橡胶的单体是，其分子中含有两个碳碳双键，能发生加成反应，故能使溴水褪色。‎ ‎【答案】　(1)天然橡胶是线型结构　线型结构　网状结构(或体型结构)　不能　(2)能 下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是(　B　)‎ A．聚氯乙烯凉鞋 B．电木插座 C．自行车内胎 D．聚乙烯塑料膜 解析：对于A，其结构简式为，属于线型高分子化合物；对于C，其结构简式为，若硫化则可变为体型材料，结合生活实际，可知车辆内胎均可采用热修补法(亦可以从自行车内胎具有弹性上判断该物质是线型高分子材料)；对于D，其结构简式为CH2—CH2，为线型材料；对于B，酚醛树脂既可以形成线型高分子材料(具有弹性)，也可以形成体型高分子材料(不具有弹性)，而电木插座不具有弹性，则应为体型高分子材料。‎ 探究点二 常见的三大合成材料 一、常见的塑料 二、常见合成纤维——六大纶 三、常见合成橡胶 名称 结构简式及单体 性能 用途 顺丁 橡胶 CH2—CH===CH—CH2 CH2===CH—CH===CH2‎ 高弹性、机械强度好、电绝缘性好、不耐酸碱 汽车轮胎、医用手套、胶布、胶鞋等 ‎1．纤维与纤维素有什么区别？人造纤维和合成纤维有何不同？‎ 提示：(1)纤维和纤维素的区别 ‎①‎ 纤维在工业上是指柔韧、纤细的丝状物，具有相当的长度、弹性和吸湿性，而纤维素是一种天然高分子化合物，是构成植物细胞壁的基础物质。②从以上所述可得：纤维是一种物体，没有一定的组成，如棉花的主要成分是纤维素，而羊毛的主要成分是蛋白质，二者都属于天然纤维；纤维素是一种多糖，其组成可以表示为(C6H10O5)n。‎ ‎(2)人造纤维与合成纤维的区别 ‎ ①人造纤维的主要原料是天然高分子化合物，主要是纤维素；而合成纤维的主要原料是石油化工或煤化工产品——气态或液态烃及其衍生物，是小分子物质。②人造纤维的主要生产目的是改变天然高分子化合物的性能，如火棉比纤维素更易燃烧，而醋酸纤维比纤维素更难燃烧。合成纤维的生产目的是把非纤维状的物质转变为纤维状的物质，它们主要是通过石油、天然气、煤为原料制成单体，经聚合反应而合成。‎ ‎2．试解释不能用带橡胶塞的试剂瓶盛放高锰酸钾等强氧化性物质的原因。‎ 提示：绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室里盛放高锰酸钾等强氧化性物质的试剂瓶不能用橡胶塞。‎ ‎【例2】　下列高分子化合物中，可溶于有机溶剂的是(　　)‎ ‎①有机玻璃 ‎②从废轮胎上刮下的橡胶粉末 ‎③涤纶(其主要成分是 ‎④网状结构的酚醛树脂 A．①④ B．②③‎ C．①③ D．③④‎ ‎【思路分析】　体型结构的高分子材料不溶于任何溶剂，线型结构的高分子材料可溶于某些有机溶剂。‎ ‎【解析】　C ‎【答案】　本题主要考查高分子化合物的结构与性质的关系，从废弃轮胎上刮下的橡胶粉末、网状结构的酚醛树脂均为体型高分子化合物，不溶于任何溶剂；有机玻璃和涤纶为线型结构，可溶于适当的有机溶剂。‎ 下列说法中，正确的是(　B　)‎ ‎①只有热塑性高分子材料才可能是塑料 ‎②用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯 ‎③有机玻璃是一种透光性好的塑料制品 ‎④塑料在自然环境下不易分解，会造成白色污染 A．①② B．③④‎ C．①③ D．②④‎ 解析：塑料有热塑性塑料和热固性塑料两种；聚氯乙烯易分解生成有毒的氯气，不可作为食品包装，用作食品包装的是聚乙烯塑料；有机玻璃是一种透光性好、质轻、耐水、耐酸碱、抗霉、易加工的塑料制品；塑料在自然界中难降解，会造成白色污染。‎ ‎1．下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法错误的是(　D　)‎ ‎①高分子化合物没有固定的熔点 ‎②纯净的淀粉属于纯净物 ‎③合成高分子化合物的结构大致分为线型结构、支链型结构和体型结构 ‎④线型高分子化合物具有热固性 ‎⑤高分子材料一般不易燃烧 ‎⑥高分子化合物的相对分子质量都很大 ‎⑦体型高分子化合物具有热塑性 A．④⑤⑥ B．①③⑥‎ C．①⑤⑦ D．②④⑤⑦‎ 解析：淀粉是高分子化合物，属于混合物；线型高分子化合物链与链之间未形成化学键，仅以分子间作用力相结合，故受热易熔化，具有热塑性；有机高分子材料一般容易燃烧；体型高分子化合物受热后不能软化或熔融，具有热固性。‎ ‎2．下列说法中正确的是(　C　)‎ A．硫化橡胶能溶于汽油 B．聚硫橡胶具有良好的耐严寒、耐高温性能 C．合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子 D．橡胶的老化实质上发生的是酯化反应 解析：硫化橡胶为体型高分子，不能被汽油溶解，但可被汽油溶胀；聚硫橡胶具有良好的耐油性，而硅橡胶具有耐严寒、耐高温性能；橡胶的老化是由于其高分子链上的不饱和键被氧化。‎ ‎3．下列有关塑料的说法不正确的是(　D　)‎ A．塑料的主要成分是合成树脂 B．热塑性塑料可以反复加工、多次使用 C．酚醛树脂可制热固性塑料 D．粉碎后填埋于土壤中是处理塑料废弃物的最佳方法 解析：许多塑料废弃物在自然界中难以降解，处理塑料废弃物的最佳方法是将废弃物用化学方法加工成防水涂料或汽油。‎ ‎4．某有机物的结构简式为。下列叙述不正确的是(　A　)‎ A．1 mol该有机物与NaOH溶液完全反应时，消耗1 mol NaOH B．该有机物水解所得的高聚物具有很强的吸水性 C．该有机物可通过加聚反应生成 D．该有机物分子中含有双键 解析：该有机物水解后得到和CH3COOH，其中分子结构中含有大量—OH，故具有很强的吸水性；该高聚物可由加聚反应而得；1 mol该高聚物可与n mol NaOH发生反应。‎ ‎5．下列有关橡胶的叙述正确的是(　B　)‎ A．从废轮胎上刮下的橡胶粉末可溶于有机溶剂 B．天然橡胶的成分是顺式聚异戊二烯()，能溶于汽油 C．天然橡胶()和杜仲胶()互为同分异构体 D．硅橡胶属于无机橡胶，是无机高分子化合物 解析：轮胎上刮下的橡胶为硫化橡胶，其结构为体型结构，不溶于有机溶剂。天然橡胶是线型结构，因而可溶于汽油。天然橡胶和杜仲胶二者的单体互为顺反异构体。硅橡胶为合成橡胶中的特种橡胶。‎ ‎6．使用一次性聚苯乙烯等材料带来的白色污染是极为严重的环境问题之一。最近研制出的一种可降解塑料，代号为3HB，结构简式为，具有良好的生物适应性，能在自然界中自行降解。请回答下列问题：‎ ‎(1)该可降解塑料在自然界中可通过C(填序号)反应降解为该聚合物单体。‎ A．加成　　　B．消去　　　C．水解　　　D．氧化 ‎(2)该聚合物的单体的结构简式为，‎ 该单体具有的官能团名称为羧基和(醇)羟基。‎ ‎(3)1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时，消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为2∶1。‎ 解析：(1)由该高聚物的链节可知，它是由乳酸 通过酯化反应聚合得到的，所以该聚合物降解为单体的过程就是酯的水解过程。‎ ‎(2)该单体具有两个官能团，分别为羧基(—COOH)和羟基(—OH)。‎ ‎(3)醇羟基能与钠反应生成氢气，但不能与碳酸氢钠反应；羧基能与碳酸氢钠反应放出CO2，同时能与钠反应，所以可得1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时，消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为2∶1。‎ ‎7．高分子材料在生产生活中的应用极为广泛，已知高分子材料的相关知识如下。‎ ‎(1)高分子材料结构示意图：‎ ‎(2)高分子材料的主要性质特点：‎ A．具有热塑性 B．可溶于有机溶剂 C．不溶于有机溶剂 D．具有确定的熔点 ‎(3)高分子材料的主要应用：‎ a．用于制备塑料薄膜 b．用于制备光学仪器 c．用于制备车辆的轮胎 请从上述各项中选择出最恰当的选项，将其代号填入下表中。‎