人教版选修5第五章第二三节应用广泛的高分子材料功能高分子材料.docx

1、人教版选修5第五章 第二三节 应用广泛的高分子材料功能高分子材料第二、三节应用广泛的高分子材料、功能高分子材料课标要求1了解高分子化合物结构与性能之间的关系。2了解塑料、合成纤维、合成橡胶的性能和用途。3知道功能高分子材料的分类，能举例说明其在生产生活、高新技术领域中的应用。4知道复合材料的组成特点，能举例说明常见复合材料的应用。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有的只有一定程度的溶胀。3功能高分子材料既具有传统高分子材料的机械性能

2、，又具有某些特殊功能，原因是在高分子的主链或支链上引入了某种功能原子团。4复合材料是由两种或两种以上材料组合在一起而形成的新型高分子材料，其中一种材料作基体，另一种材料作增强体，一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能。1成分塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。2分类3几种常见的塑料(1)聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯合成条件150 MPa300 MPa，170 200 ，引发剂低压、催化剂高分子链较短较长相对分子质量较低较高密度较低较高(2)酚醛树脂概念：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。形成：在酸催化下，等物质的量的甲醛和苯酚

3、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。4合成高分子化合物的结构可分为三类：线型结构、支链型结构和网状结构(也称体型结构)。特别提醒(1)树脂和塑料不是同种物质，树脂是指没有跟各种添加剂混合的高聚物；塑料是由树脂及增塑剂、稳定剂、着色剂等组成的，其主要成分是树脂。(2)甲醛与苯酚在酸催化下形成线型结构，在碱催化下形成网状结构。1下列有关塑料的说法中不正确的是()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解析：选D塑料的主要成分是合成树脂，为了适应工农业

4、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下列塑料只能一次性使用，不能热修补的是()A聚氯乙烯 B酚醛树脂C聚甲基丙烯酸甲酯 D聚苯乙烯解析：选B聚氯乙烯属于热塑性材料，可以热修补，A错误；酚醛树脂属于热固性材料，不能热修补，B正确；聚乙烯塑料膜属于热塑性材料，可以热修补，C错误；聚苯乙烯属于热塑性材料，可以热修补，D错误。1分类纤维2性能“六大纶”都具有强度高、弹性好、

5、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖等优点，而且还具有各自独特的性能。它们除了改善人们的穿着外，在生产和国防上也有很多用途。如锦纶可制降落伞绳、轮胎帘子线、缆绳和渔网等。3聚酯纤维涤纶合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的商品名。其合成反应为特别提醒(1)人造纤维只是将天然纤维加工处理制得，不是合成高分子化合物；合成纤维是以石油、天然气为原料人工合成的高分子化合物。(2)维纶具有较好的吸湿性，是因为其分子链上含有羟基。1天然纤维的吸湿性优于合成纤维，合成纤维中吸湿性较好的是()A聚酰胺纤维(锦纶)B聚酯纤维(涤纶)C聚乙烯醇缩甲醛纤维(维纶)D聚氯乙烯纤维(氯纶)解析

6、：选C聚乙烯醇缩甲醛纤维(维纶)分子结构中含有吸水性强的基团羟基，故吸湿性较好。2奥运吉祥物福娃外材料为纯羊毛线，内充物为无毒的聚酯纤维()。下列说法正确的是()A羊毛与聚酯纤维的化学成分相同B聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解C该聚酯纤维单体为对苯二甲酸和乙醇D由单体合成聚酯纤维的反应属加聚反应解析：选B聚酯纤维水解生成对苯二甲酸和乙二醇，羊毛属于蛋白质，也能水解。1橡胶的分类橡胶2合成橡胶(1)原料：以石油、天然气中的二烯烃和烯烃为原料。(2)性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐高温或耐低温等性能。3合成橡胶的合成过程(以顺丁橡胶为例)(1)主要原料：1,3丁二烯(2)合成原理：nH2C=

7、CHCH=CH2；在催化剂存在下，1,3丁二烯得到以顺式结构为主的聚1,3丁二烯。顺式聚1,3丁二烯与硫磺等硫化剂混炼即得到顺丁橡胶。硫化剂的作用是打开顺式聚1,3丁二烯的双键，以SS键将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构，得到既有弹性、强度又大的橡胶，但交联程度不宜过大，否则会失去弹性。1新型的合成材料“丁苯吡橡胶”，结构简式为它是由三种单体_、_和_，经_反应而制得的。解析：首先分析高分子链中的主链的结构简式，该合成材料是由不饱和的单体发生加聚反应而形成的，然后再将高分子链节(即重复结构单元)断成三段：答案：CH2=CHCH=CH22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

8、可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，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_，天然橡胶加入适当的硫进行硫化后，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。解析：(1)从天然橡胶成分的结构简式可知，天然橡胶为线型结构的高分子。能溶于汽油等有机溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子可通过形成共价键，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)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键，能发生加成反应，使溴水褪色。答案：(1)天然橡胶是线型结构线型

9、结构网状结构不能(2)能1功能高分子材料(1)含义功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。(2)分类新型骨架结构的高分子材料。特殊功能材料，即在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。(3)高吸水性树脂合成 方法：a对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力。b以带有强亲水性原子团的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水性高聚物。性能：可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。应用：干旱地区用于农业、

10、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。2复合材料(1)含义：指将几种不同的材料组合在一起制成的一种新型材料。其中一种材料作为基体，其他材料作为增强材料。高分子、金属、陶瓷等都可作为基体，目前发展最快的是碳纤维作增强剂。(2)性能：具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，弥补了单一材料在性能上的缺陷。(3)应用：宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。特别提醒(1)新型高分子材料与传统合成材料在本质上没有区别，二者重要区别在功能和性能上，新型高分子材料的性能更优异。(2)复合材料是由两种或多种材料合成的性能优异的材料，不一定是高分子材料。1下列关于新型有机高分子

11、材料的说法中，不正确的是()A高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工业、酿酒等B复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂C导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料D合成高分子材料制成的人工器官一般都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度解析：选D合成高分子材料广泛应用到医学上，目前人类已制成的各种人工器官，一般都具有优良的生物相容性。2高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化，下列材料不属于功能高分子材料的是()A用于生产光盘等产品的光敏高分子材料B用于制造 CPU 芯片的良好半导体材料单晶硅C能用于生产“尿不湿”的高吸

12、水性树脂D能导电的掺杂聚乙炔解析：选BB项中半导体材料单晶硅，属于传统的无机非金属材料。A项中光敏高分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。3在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后，它们的导电性能大大提高。因为这些塑料具有金属的一般特性，所以人们称之为“人造金属”，下列有关“人造金属”的说法正确的是()A“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同B强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料C“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽D“人造金属”具有金属的一般特性，所以它们属于金属解析：选BA项，“人造金属”和普通金属的制取方法不同，原料不相同。

13、C项，“人造金属”能够导电传热，不一定有金属光泽。D项，“人造金属”具有金属的一般特性，它们不属于金属。三级训练节节过关1下列各种高聚物中，具有热固性的是()A有机玻璃 B聚氯乙烯C聚丙烯 D酚醛塑料解析：选D酚醛塑料属于网状结构，具有热固性，而选项A、B、C中的塑料具有热塑性。2PVC是聚氯乙烯的英文缩写，为保证PVC塑料制品的性能，通常需要加入多种有机助剂。下列选项中的事实均能支持“PVC保鲜膜对人体健康带来危害”假设的是()PVC塑料属于高分子材料使用的有机助剂有毒含氯的化合物不一定有毒在高温下会分解出有害物质A BC D解析：选C聚氯乙烯是一种高分子化合物，在日常生活中应用非常广泛，但

14、在高温或光照老化过程中会分解出HCl等有害物质，同时其所含的增塑剂(有机助剂)有毒，不宜用聚氯乙烯塑料制品盛装食品或直接接触食品。符合要求。3新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中正发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述中不正确的是()A在通用高分子材料基础上改进的导电塑料属于新型高分子材料B利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化C导弹技术中利用复合材料的耐腐蚀性能提高导弹的射程D医用高分子材料的发展可以使人类能够制造各种人工器官解析：选C根据物理学知识可知，导弹的射程与其本身的质量有关，因此提高导弹的射程是利用复合材料质量轻的特点。4使用一次性聚苯乙烯等材料带

15、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_(填字母)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_。(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_。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

16、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21。答案：(1)C(2) 羧基和(醇)羟基(3)211下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法正确的是()A高分子化合物的相对分子质量都很大B纯净的淀粉属于纯净物C线型高分子具有热固性D高分子材料都不易燃烧解析：选AA项，高分子化合物的相对分子质量都很大，一般都超过10 000以上，正确；B项，淀粉是高分子化合物，纯净的淀粉属于混合物，错误；C 项，线型高分子具有热塑性，错误；D项，高分子材料不一定都不易燃烧，错误。2航天科学

17、家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船进行太空探索，其依据是()A塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产B塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料C塑料用途广泛，可从自然界中直接得到D塑料是有机物，不会和强酸强碱作用解析：选B飞船速度很大，所以其材料要求质轻、耐高温、耐摩擦，因此所用塑料代替品要加入合适的添加剂制成优良的新型材料。3下列物质不属于功能高分子材料的是()A导电高分子材料 B离子交换树脂C高吸水性树脂 D酚醛树脂解析：选D常用功能高分子材料有高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子、导电高分子、医用高分子、高分子分离膜、高分子催化剂和试剂等。所以D项符合。4生物降解塑料是

18、在微生物的作用下降解生成二氧化碳和水，从而消除废弃塑料对环境的污染，PHB塑料就属于这种塑料，其结构简式为下面关于PHB说法正确的是()APHB有固定的熔、沸点BPHB的降解过程不需要氧气参加反应C合成PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOHD通过加聚反应可制得PHB解析：选C高聚物的n值不同，是混合物，没有固定的熔、沸点，A错；由题目知，该高聚物降解生成CO2和H2O，从高聚物的组成知需要氧气参加反应，B错；该高聚物是通过缩聚反应生成的，其单体为CH3CH2CH(OH)COOH，D错，C正确。5下列说法中正确的是()A棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质B开发核能、太阳能

19、等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放C体型高分子是由高分子链间形成的化学键交联而成的空间网状结构D酚醛树脂与涤纶都是热固性高分子材料解析：选C油脂不是高分子化合物，A错；推广甲醇汽油、使用无磷洗涤剂不能降低碳排放，B错；酚醛树脂有热固性，涤纶有热塑性，D错。6复合材料是指由两种或两种以上材料组合成的一种新材料。其中一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，这样可发挥每一种材料的长处，并避免其弱点。下列物质中不属于复合材料的是()A聚苯乙烯树脂 B铝塑管C涤棉织品 D玻璃钢解析：选A复合材料是指两种或两种以上材料组成的一种新型材料，所以复合材料应具有两种或两种以上成分。铝塑管

20、、涤棉织品、玻璃钢是复合材料；聚苯乙烯树脂是由苯乙烯这一单一成分加聚产生，故不是复合材料。7食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE保鲜膜可直接接触食品，PVC保鲜膜则不能直接接触食品，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是()APE、PVC都属于链状高分子化合物，受热易熔化BPE、PVC的单体都是不饱和烃，能使溴水褪色C焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体如HClD废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染解析：选BA项，PE、PVC都属于链状高分子化合物，加热熔化、冷却后变成固体，可以反复进行，正确；B项，PVC的单体是CH2=CHCl，不属于烃类，错误；C项，P

21、VC中含有氯元素，在燃烧过程中会产生HCl，对人体有害，正确；D项，废弃塑料可造成白色污染，回收利用可减少对环境污染，正确。8我国科学家不久前成功合成了3 mm长的管状定向碳纳米管，长度居世界之首，这种碳纤维具有强度高、硬度(抵抗变形能力)高、密度小(只有钢的1/4)、熔点高、化学稳定性好等特点，因而被称为“超级纤维”。对碳纤维的下列说法中不正确的是()A它是制造飞机的理想材料B它是一种新型的化合物C它的结构与石墨不相似D碳纤维复合材料不易导电解析：选B该碳纤维是一种单质，硬度高。9人造羊毛的主要成分为聚丙烯腈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。回答以下问题：(1)A的分子

22、式为_，D的结构简式为_。(2)在反应中，属于加成反应的是_，属于裂化反应的是_。解析：由产物易知C为CH2=CHCN，B为A能分解为C2H4与C2H6或C3H6与CH4，说明A为含4个碳原子的丁烷，D(C2H4O)为环状，其结构简式为判断反应类型时，需根据反应物和产物的结构特点进行判断。答案：(1)C4H10(2)10某吸水材料与聚酯纤维都是重要化工原料。合成路线如图：已知：A由C、H、O三种元素组成，相对分子质量为32。 (R、R、R代表烃基)(1)A的结构简式是_。(2)B中的官能团名称是_。(3)DE的反应类型是_。(4)乙酸与化合物M反应的化学方程式是_。G聚酯纤维的化学方程式是_。

23、(5)E的名称是_。(6)G的同分异构体有多种，满足下列条件的共有_种。苯环上只有两个取代基1 mol该物质能与足量的NaHCO3溶液反应生成2 mol CO2气体解析：(1)由A的质量和组成可判断A为CH3OH。也可由F到G的转化关系，可判断F与A发生酯化反应得到G，根据G的结构特点可推出A为甲醇CH3OH。(2)由C的水解产物可推出C的结构，由此逆推出B的结构简式为CH3COOCH=CH2，B中含有碳碳双键和酯基。(3)根据问题(1)的判断结果(A为CH3OH)可推出D为CH3Br，结合G的结构，可判断D到E的反应为在甲苯的对位引入甲基，由此可判断该反应为取代反应。(4)比较CH3COOH

24、和CH3COOCH=CH2结构可得出，该反应为乙酸与乙炔发生加成反应得到CH3COOCH=CH2。G为对苯二甲酸二甲酯，根据信息可知，乙二醇与酯进行交换，可彼此连接得到高聚物。(5)苯环通常用邻、间、对编位，也可用数值编位。(6)G除苯环外，侧链共有4个碳原子，可构成含有两个羧基的支链组合为：COOH、CH2CH2COOH；COOH、CH(CH3)COOH；CH3、CH(COOH)2；两个CH2COOH；共4种组成，每种组合具有邻、间、对三种异构体，故共有12种异构体。答案：(1)CH3OH(2)酯基、碳碳双键(3)取代反应(4) (5)对二甲苯或(1,4二甲苯)(6)121下列有关高分子化合

25、物性质的描述不正确的是()A一般具有良好的绝缘性B一般比同质量金属强度大C均不溶于水，易溶于有机溶剂D有的高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等特点解析：选C高分子化合物一般具有良好的绝缘性，A正确；高分子化合物一般比同质量金属强度大，B正确；高分子化合物不一定均不溶于水，例如淀粉，也不一定均易溶于有机溶剂，C错误；有的高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等特点，D正确。2天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯：( )，许多合成橡胶也有类似的结构，下列试剂与橡胶较长时间接触不会发生反应的是()AKMnO4(H)溶液 B溴水C浓HNO3 DNaOH溶液解析：选D由天然橡胶的结

26、构可知：其含有，易被氧化，也能与溴水发生加成反应。3聚四氟乙烯( CF2CF2 )是不粘锅涂覆物质的主要成分。下列关于聚四氟乙烯的说法，不正确的是()A属于高分子化合物B单体是CF2=CF2C可由加聚反应得到D能使高锰酸钾酸性溶液褪色解析：选D聚四氟乙烯属于高分子化合物，A正确；聚四氟乙烯是加聚产物，单体是CF2=CF2，B正确；聚四氟乙烯可由加聚反应得到，C正确；分子中不存在碳碳双键，不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，D错误。4现有两种高聚物A和B，已知A能溶于氯仿等有机溶剂，A在加热到一定温度时能熔融成黏稠的液体；B不溶于任何溶剂，加热时也不会变软或熔融。则下列叙述中不正确的是()A高聚物A可能

27、具有弹性，而高聚物B可能没有弹性B高聚物A一定是线型高分子材料C高聚物A一定是网状高分子材料D高聚物B一定是网状高分子材料解析：选C能溶于有机溶剂的高聚物一定是线型高分子材料，网状高分子材料不溶于任何有机溶剂。5下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成网状结构的是()A BC D解析：选D有机高分子材料中，若含有易反应的官能团，在一定条件下使官能团发生反应，如羟基缩合，双键交联等，其线型结构就能变成体型网状结构。6橡胶属于重要的工业原料，它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差，为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需进行硫化处理，即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应。橡胶制品硫化程度

28、越高，强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是()A橡皮筋 B汽车外胎C普通气球 D医用乳胶手套解析：选B根据题目信息可知，硫化程度较高的橡胶强度大，弹性差，选项中汽车外胎强度最大，弹性最差。7玉米塑料“聚乳酸”(PLA)被视为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的第四类新材料。其生产过程主要是以玉米等为原料，经生物发酵生产出乳酸，再由乳酸经特殊聚合反应而制得。它具有良好的生物相容性和可降解性。下列有关说法中不正确的是()A玉米塑料生产中所用的原料是可再生资源B玉米塑料的广泛使用可减轻“白色污染”CPLA的整个生产过程都是生物催化或者通过化学聚合，是一种耗能少、污染低的绿色生产工艺D玉米塑料有着广泛的用途，能完全取代金属材料和无机材料解析：选D虽然玉米塑料有着广泛的用途，但不能完全代替金属材料和无机材料。8角膜接触镜俗称隐形眼镜，其性能要有良好的透气性和亲水性，目前大量使用的软性隐形眼镜常用材料是(