高中化学《应用广泛的高分子材料》导学案+课后提升练习.docx

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高中化学《应用广泛的高分子材料》导学案+课后提升练习

第二节　应用广泛的高分子材料

[明确学习目标]　1.知道高分子化合物的结构特点和基本性质，知道高聚物的结构与性质的关系。

2.知道塑料、合成纤维、合成橡胶的性质和用途。

一、塑料

1.合成高分子材料的分类

应用广泛的“三大合成材料”是指

塑料、

合成纤维和

合成橡胶。

2.塑料

（1）主要成分

合成高分子化合物，即

合成树脂。

（2）分类

类型

结构特点

特征

热塑性

线型、支链型

加热可熔融，能溶于一些溶剂中，可重复加工，反复使用

热固性

体型（网状）

加热后不能软化或熔融，也不能溶于任何溶剂，只能一次成型

（3）几种常见的塑料

①聚乙烯

聚乙烯是由乙烯加聚而成的一种塑料，因为它价廉而无毒，被广泛用于制作食品包装袋，但也因此带来了“白色”污染问题。

②酚醛树脂

酚醛树脂是用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。

二、合成纤维　合成橡胶

1.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。

2.合成橡胶

（1）橡胶的分类

（2）合成橡胶

①原料：

以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体聚合而成。

②性能：

具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。

（3）①顺丁橡胶是以1,3丁二烯为原料，在催化剂作用下，通过

加聚反应，得到以顺式结构为主的聚1,3丁二烯。

化学方程式为

。

②天然橡胶是异戊二烯的顺式聚合物，异戊二烯和天然橡胶的结构简式分别为：

和

。

1.塑料和树脂是不是同一物质？

二者有何关系？

提示：

塑料和树脂不是同一种物质，其区别有：

①塑料是由树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料等助剂所组成的，其主要成分是树脂。

②树脂是指人工合成的、未经加工处理的聚合物。

如CH2—CH2是聚乙烯树脂。

③塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要的作用。

2.橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化，其目的是什么？

提示：

硫化剂的作用是打开橡胶分子中的双键，以—S—或—S—S—键将线型结构连结为网状结构，得到既有弹性、又有强度的橡胶。

一、高分子化合物的结构与性质

[即时练]

1.下列有关塑料的说法不正确的是（　　）

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.通用塑料可以在任何领域中通用

答案　D

解析　塑料的主要成分是合成树脂，为了适应工农业生产和生活的各种要求，通常在高分子材料中掺入各种加工助剂来改善其性能，A项正确。

塑料根据其受热特征可分为热塑性塑料和热固性塑料，酚醛树脂就是热固性塑料，B、C两项正确。

通用塑料指价格低、产量大、用途广泛的塑料，在日常生活中通用性强，但在许多领域需用特殊塑料，D项错误。

2.食品保鲜膜按材质分为聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚偏二氯乙烯（PVDC）等。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A.PVC保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化，能溶于酒精

B.PVC的单体可由PE的单体与氯化氢加成制得

C.PVC的结构简式为

，PVDC的结构简式为

D.等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气相等

答案　B

解析　聚氯乙烯（PVC）的结构简式为

，属于链状聚合物，在高温时易熔化，并且易溶于有机溶剂苯、酒精等，A项正确；聚氯乙烯（PVC）的单体是CH2===CHCl，可以由乙炔（CH≡CH）和氯化氢加成制得，而不能由聚乙烯（PE）的单体CH2===CH2和HCl加成制得，B项错误；聚偏二氯乙烯（PVDC）的结构简式为

，C项正确；乙烯和聚乙烯的含碳量和含氢量均相同，等质量的乙烯和聚乙烯燃烧时，消耗的氧气的质量相等，D项正确。

方法规律

有机高分子化合物的性质，主要有四个方面

（1）一般线型的高分子化合物可溶于有机溶剂，网状的一般难溶于有机溶剂，有的只有一定程度的溶胀。

（2）线型的具有热塑性，体型的具有热固性。

（3）它们一般不导电。

（4）它们往往易燃烧，线型高分子化合物一般不耐高温。

二、有机高分子化学反应的特点

（1）与结构的关系：

结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。

如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应。

（2）常见的有机高分子化学反应

①降解：

在一定条件下，高分子材料降解为小分子。

如有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。

常见的高分子降解方法有：

生物降解、化学降解、光降解等。

②橡胶硫化：

天然橡胶（

）经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键（—S—）或双硫键（—S—S—），线型结构变为体型（网状）结构。

③催化裂化：

塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃气体等。

[即时练]

3.下列关于高分子材料的说法中正确的是（　　）

A.维通橡胶的结构简式为

B.用于合成有机硅橡胶的单体是

，则有机硅橡胶是通过加聚反应制得的

C.聚四氟乙烯是加聚反应的产物

D.聚甲基丙烯酸甲酯可通过缩聚反应制得

答案　C

解析　合成维通橡胶的单体是CH2===CF2和CF2===CF—CF3；有机硅橡胶是缩聚产物；聚甲基丙烯酸甲酯是通过加聚反应得到的产物。

4.随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要，近年来，人们合成了一种无机耐火橡胶，它的结构应是（　　）

答案　C

解析　由于合成的是无机耐火材料，把握“无机”二字，即分子中没有碳原子即可得出答案。

本课归纳总结

1.塑料、合成纤维、合成橡胶被称为“三大合成材料”。

2.高分子材料有线型、支链型和网状三种结构。

线型结构可以带有支链，线型高分子有热塑性，可溶于适当的溶剂，网状高分子具有热固性，一般难溶于有机溶剂或者只有一定程度的溶胀。

1.关于天然橡胶

的下列叙述中，不正确的是（　　）

A．天然橡胶是天然高分子化合物

B.天然橡胶受空气、日光作用，会被还原而老化

C.天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂

D.天然橡胶含有双键，能发生加成反应

答案　B

解析　天然橡胶

的链节中含有

键，受日光、空气作用，会逐渐被氧化而老化。

2.具有热固性的高分子受热不会熔化，是因为（　　）

A．高分子链中存在着化学键和分子间作用力

B．存在着较多的分子间作用力

C．它的化学键特别牢固

D．网状结构中的高分子链通过化学键交联

答案　D

解析　网状结构的高分子，高分子链之间通过化学键产生了交联，加热不会使化学键断裂。

因此，这种结构的高分子受热时，不会熔化。

3.（双选）下列说法中正确的是（　　）

A．化学纤维都是高分子化合物

B．合成纤维的生产过程中都发生了加聚反应

C．黏胶纤维是经过化学加工的人造纤维

D．合成纤维的主要原料是二烯烃和烯烃

答案　AC

解析　合成纤维的生产有的发生了加聚反应，有的发生了缩聚反应；合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品。

4.（双选）下列说法中不正确的是（　　）

A.通常说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成橡胶

B.塑料的主要成分是合成树脂，另外还含有一些添加剂

C.用木材等经化学加工制成的黏胶纤维属于合成纤维

D.合成橡胶的原料是石油和煤

答案　CD

解析　用木材、草类等为原料经化学加工制成的黏胶纤维属于人造纤维，利用石油、天然气、煤和农副产品作原料制成单体，再经聚合反应制成的是合成纤维；合成橡胶的原料是石油和天然气。

5.人造羊毛的主要成分为

，此物质可由以下三种途径合成，已知A是石油分馏的一种产品，

回答下列问题：

（1）写出A的分子式________，D的结构简式____________；

（2）在反应①～⑤中，属于加成反应的是________，属于裂化反应的是________；

（3）写出反应⑥的化学方程式：

______________________________________；

（4）从能源和环保的角度看，你认为最有发展前景的是________。

理由是____。

答案　

（1）C4H10　

（2）①　②③

（3）2CH2===CH—CH3＋2NH3＋3O2

2CH2===CH—CN＋6H2O

（4）途径（Ⅲ）　原料来源丰富，生产过程中能耗少、产品产率高、污染少

解析　由于生成

，易知C为CH2===CH—CN；B为HC≡CH，和HCN加成生成C；A能裂化分解成C2H4、C2H6或C3H6、CH4，说明A是含4个碳原子的丁烷，D为环状且只有一个不饱和度，可推知其为

。

至于判断反应类型需从反应物→产物的结构变化来分析。

[A篇　知识对点训练]

知识点1　塑料

1.关于塑料的说法中，正确的是（　　）

A.聚乙烯塑料的单体是乙烯，所以聚乙烯塑料是纯净物

B.塑料不都是经过人工合成制成的

C.酚醛树脂塑料可以用作绝缘和隔热材料

D.只有热塑性高分子材料才可能是塑料

答案　C

解析　

2.关于塑料的下列说法中，不正确的是（　　）

A.在日常生活中用于包装食品的塑料通常是聚乙烯

B.有机玻璃是一种透光性好的塑料制品

C.塑料制品容易被微生物分解，所以废弃塑料制品不会对环境造成严重的污染

D.塑料的主要成分是合成树脂，另外还有一些添加剂

答案　C

解析　用于食品包装的一般为聚乙烯塑料，A正确；有机玻璃是一种透光性好、质轻、耐酸碱腐蚀、抗霉、易加工的塑料制品，B正确；塑料制品不易分解，易造成白色污染，C错误；在塑料的组成中，除了合成树脂外，还有根据需要加入的某些具有特定用途的加工助剂以改进其性能，D正确。

3.下列说法中错误的是（　　）

A.可用酚醛树脂作隔热手柄

B.可用聚乙烯塑料桶盛水

C.可用聚氯乙烯袋盛装食品

D.可用聚丙烯作农用薄膜

答案　C

解析　聚氯乙烯塑料不能用于盛装食品。

4.下列塑料的合成过程中，所发生的反应的类型与另外三种不同的是（　　）

A.聚乙烯塑料B．聚氯乙烯塑料

C.酚醛塑料D．聚苯乙烯塑料

答案　C

解析　聚乙烯塑料为乙烯（CH2===CH2）发生加聚反应合成的；聚氯乙烯塑料为氯乙烯（CH2===CHCl）发生加聚反应合成的；聚苯乙烯塑料为苯乙烯（

）发生加聚反应合成的；而酚醛塑料为酚类和醛类发生缩聚反应合成的。

5.下列对于废弃塑料制品的处理方法中，最为恰当的是（　　）

A.将废弃物切成碎片填埋于土壤中

B.将废弃物焚烧

C.将废弃物倾倒于海洋中

D.将废弃物用化学方法加工成防水涂料或汽油

答案　D

解析　废弃塑料非常稳定，埋在土壤中长时间不易降解，不仅影响土壤的透气性，还会改变土壤的结构，A项错误；将废弃塑料袋焚烧或倾倒于海洋中，会引起大气和海洋污染，B、C两项错误；将废弃塑料加工再利用是处理“白色污染”的一种合理方法，D项正确。

知识点2　合成纤维　合成橡胶

6.下列说法正确的是（　　）

A.尼龙是一种合成纤维

B.涤纶是加聚反应的产物

C.乙醛不能作为缩聚反应的单体

D.橡胶的老化实质上发生的是酯化反应

答案　A

解析　尼龙是一种合成纤维，它的单体是己二酸和己二胺；涤纶是缩聚反应的产物；酚醛树脂的单体是酚类和醛类；橡胶的老化是由于其高分子链中的不饱和键被氧化而造成的。

7.橡胶一般分为天然橡胶和合成橡胶两类。

丁苯橡胶是合成橡胶的一种，其结构简式为

，下列说法正确的是（　　）

C.盛放液溴或溴水的试剂瓶可用丁苯橡胶作瓶塞

D.丁苯橡胶会老化

答案　D

解析　丁苯橡胶是通过1,3丁二烯（CH2===CH—CH===CH2）和苯乙烯

发生加聚反应得到的，A、B两项错误；由于链节中含有碳碳双键，故能与溴发生加成反应，因此盛放液溴或溴水的试剂瓶不能用丁苯橡胶作瓶塞，C项错误；丁苯橡胶受氧气、臭氧、日光，特别是高能辐射的作用，容易发生氧化反应而老化，D项正确。

8.下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是（　　）

答案　C

解析　高分子从线型结构转化为体型结构，要求线型结构中必须还存在能发生加聚或缩聚反应的官能团，如双键、羟基、氨基等。

体型结构的高分子特征是高分子链与高分子链之间相互交联，形成立体网状结构。

C项中的碳碳双键还能继续相互加成，相互交联形成网状结构。

9.现有下列高分子化合物，请从下列各项中选择出最恰当的选项，将代号填入下表。

（1）高分子结构示意图：

（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）主要应用：

（a）用于制备塑料薄膜（b）用于制备光学仪器

（c）用于制备车辆轮胎

答案　

解析　

（1）硫化橡胶为体型结构；聚乙烯是线型结构，无支链；有机玻璃也是线型结构，但有支链。

（2）线型结构的高分子具有热塑性，可溶于有机溶剂；体型结构的高分子不具有热塑性，不溶于有机溶剂。

高分子材料，不论线型结构，还是体型结构，都是混合物，没有固定的熔点。

[B篇　综合提升训练]

10.关于高分子材料，下列说法不正确的是（　　）

A.有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）为线型结构，可溶于适当的溶剂（如氯仿）

B.酚醛树脂为热固性塑料，受热变软、熔化

C.聚乙烯为热塑性塑料，受热变软、熔化

D.合成橡胶为网状结构，不能溶于一般溶剂

答案　B

解析　酚醛树脂为热固性塑料，受热不会变软、熔化。

11.聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。

聚丙烯酸酯的结构简式为

，它属于（　　）

①加聚产物　②缩聚产物　③高分子化合物　④离子化合物　⑤共价化合物

A.①③④B．①③⑤C．②③⑤D．②③④

答案　B

解析　由聚丙烯酸酯的结构简式可知，该有机物是由单体CH2===CHCOOR发生加聚反应生成的，它是聚合度为n的高分子，分子中不含离子，是共价化合物。

12.塑料是日常生活中常用的有机合成高分子材料。

常用塑料F、G均可由烃C3H6经下列反应得到：

（1）写出高分子化合物G的结构简式：

_______________________________。

（2）写出反应①的化学方程式：

____________________________________。

（3）写出C与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式：

__________。

（4）PBT

是一种重要的工程塑料。

已知：

答案

解析　由烃的分子式较容易想到它可能是丙烯或环丙烷，而结合后面的信息，则可分析出它为丙烯，这样A为1,2二溴丙烷，B为1,2丙二醇，C为羰基醛，D为羰基酸，E为羟基酸，则G为聚酯。

对于（4）的有机合成，可采用逆推法分析出合成它的单体为1,4丁二醇和对苯二甲酸。

13.以乙炔为主要原料可以合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶，其制备过程如下：

试回答下列问题：

（1）试写出B和C的结构简式：

B________；C________。

（2）写出反应③和反应⑦的化学方程式并指明反应类型。

______________，_________________________________________________________________。

（3）三分子乙炔在一定条件下可聚合成环状分子，该分子的结构简式可表示为____________________________________________________________________。

答案

解析　由反应⑦可知D应为单体2氯1,3丁二烯

。

由原子守恒可知当3分子乙炔聚合为环状分子时，其分子式应为C6H6，故该物质应为苯（

）。

14.化合物C和E都是医用功能高分子材料，且有相同的元素百分比组成，均可由化合物A（C4H8O3）制得，如图所示，B和D互为同分异构体。

（1）试写出下列反应的化学方程式：

A―→D：

_______________________________________________；

B―→C：

_______________________________________________。

（2）写出下列反应的反应类型：

A―→B____________；B―→C____________；

A―→E____________。

（3）E的结构简式：

_____________________________________________。

（4）A的同分异构体（同类别且有支链）的结构简式：

_________、________。

答案　

解析　由题目给定条件A分子式为C4H8O3，具有酸性，知A分子中应有一个—COOH，且除

键外再无双键，即A为饱和一元羧酸；A发生消去反应生成B，也可以脱去一分子H2O形成五元环状化合物D，则A的结构简式为HOCH2CH2CH2COOH；B在一定条件下生成聚合物C，根据它们分子式可知发生了加聚反应，而A生成E则是发生了缩聚反应。