資源簡介

第二節　高分子材料
課后·訓練提升
基礎鞏固
1.現有兩種聚合物A、B,A能溶于苯、四氯化碳等有機溶劑,并加熱到一定溫度下熔融成黏稠狀的液體,B難溶于任何溶劑,加熱不會變軟或熔融,則下列敘述中不正確的是(　　)。
A.聚合物A可能具有彈性,而聚合物B沒有彈性
B.聚合物A一定是線型結構高分子材料
C.聚合物A一定是網狀結構高分子材料
D.聚合物B一定是網狀結構高分子材料
2.郵票愛好者常常將郵票剪下來浸入水中,以去掉郵票背面的黏合劑。該黏合劑的成分可能是(　　)。
A. B.
C. D.
3.下列有關功能高分子材料的用途的敘述中,不正確的是(　　)。
A.高吸水性樹脂主要用于干旱地區抗旱保水、改良土壤、改造沙漠
B.離子交換樹脂主要用于分離和提純物質
C.醫用高分子材料可用于制造醫用器械和人造器官
D.聚乙炔膜可用于分離工業廢水和海水淡化
4.PVDC是聚偏二氯乙烯塑料的英文縮寫,其結構簡式為。PVDC可以承受高溫蒸煮,對熱量具有高阻隔性能。下列說法中正確的是(　　)。
A.PVDC由單體CCl2CH2發生加聚反應生成
B.PVDC由單體CCl3CH3發生縮聚反應生成
C.PVDC和合成單體都能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色
D.PVDC的單體可以發生加成反應和消去反應,不能發生取代反應
5.聚碳酸酯()的透光率良好。它可制作車、船、飛機的擋風玻璃,以及眼鏡片、光盤、唱片等。它可用綠色化學原料X
()與另一原料Y反應制得,同時生成甲醇。下列說法不正確的是(　　)。
A.Y的分子結構中有2個羥基
B.Y的分子式為C15H16O2
C.甲醇的核磁共振氫譜有2組吸收峰
D.X的同分異構體中能與NaHCO3溶液反應產生氣體的有2種
6.尼龍66是一種重要的合成纖維,是由己二酸
[HOOC(CH2)4COOH]與己二胺[H2N(CH2)6NH2]在一定條件下聚合而成。下列有關敘述中不正確的是(　　)。
A.合成尼龍66和聚乙烯的反應類型不同
B.尼龍66是線型結構高分子,耐磨性和強度較高
C.尼龍66的結構簡式:
D.尼龍66的化學性質穩定,不能發生氧化反應、水解反應
7.聚酰胺纖維X是一種新型超高性能纖維,它的阻熱和防火性能十分出色,其結構簡式為。下面是聚酰胺纖維X的一種合成路線(部分反應未注明條件):
請回答下列問題。
(1)寫出A的結構簡式: 　　　　　　　　　　　　　。
(2)寫出符合下列條件的有機化合物的結構簡式:　　　　　　　　　　　　。
①屬于A的同分異構體
②苯環上的一元取代物有3種結構
(3)寫出反應類型:
①AB:　　　　　　;
②G+HX:　　　　　　。
(4)生成B的同時可能生成另一種同分異構體,其結構簡式為　　　　　　　　。
(5)寫出生成X的化學方程式: 　　　　　　　　　　　　　。
能力提升
1.塑料經改造后能像金屬一樣具有導電性,要使塑料聚合物導電,其內部的碳原子之間必須交替地以單鍵和雙鍵結合(再經摻雜處理)。目前導電聚合物已成為物理學家和化學家研究的重要領域。由上述分析,下列聚合物經摻雜處理后可以制成“導電塑料”的是(　　)。
A.CH2—CHCH—CH2
B.
C.
D.
2.線型PAA()具有高吸水性,網狀PAA在抗壓性、吸水性等方面優于線型PAA。網狀PAA的制備方法是將丙烯酸用NaOH中和,加入少量交聯劑a,再引發聚合。其部分結構片段如圖所示,下列說法不正確的是(　　)。
A.線型PAA的單體不存在順反異構現象
B.形成網狀結構的過程發生了加聚反應
C.交聯劑a的結構簡式是
D.PAA的高吸水性與—COONa有關
3.M()和N()在一定條件下可制得環氧樹脂黏合劑P,其結構如下:
下列說法正確的是(　　)。
A.M苯環上的一溴代物有3種
B.相同條件下,苯酚也可以與N反應生成結構與P相似的高分子
C.反應物n(N)∶n(M)的比值越大,則生成高分子P的相對分子質量越大
D.生成1 mol P的同時生成(n+2) mol HCl
4.一種用于隱形眼鏡材料的聚合物片段如圖所示,下列關于該高分子說法正確的是(　　)。
A.氫鍵對該高分子的性能沒有影響
B.該高分子的結構簡式為
C.完全水解得到的有機高分子,含有的官能團為羧基和碳碳雙鍵
D.完全水解得到的小分子有機化合物的核磁共振氫譜有4組峰
5.下圖是用常見有機化合物A(CH3OH)合成吸水材料與聚酯纖維的流程:
已知:①;
②RCOOR'+R″OHRCOOR″+R'OH(R、R'、R″代表烴基)。
回答下列問題。
(1)B中含氧官能團的名稱是　　　　。D和E的結構簡式分別是　　　　　　、　　　　　　　　　　。
(2)DE的反應類型是　　　　　　　　;生成吸水材料的反應類型是　。
(3)F+AG的化學方程式是 　　　　　　　　　　　　　。
(4)CH3COOH+CH≡CHB的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　,反應類型是　　　　　　　　　　　　　。
(5)B生成高分子C的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)G聚酯纖維的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,反應類型是　　　　　　　　。
第二節　高分子材料
課后·訓練提升
基礎鞏固
1.現有兩種聚合物A、B,A能溶于苯、四氯化碳等有機溶劑,并加熱到一定溫度下熔融成黏稠狀的液體,B難溶于任何溶劑,加熱不會變軟或熔融,則下列敘述中不正確的是(　　)。
A.聚合物A可能具有彈性,而聚合物B沒有彈性
B.聚合物A一定是線型結構高分子材料
C.聚合物A一定是網狀結構高分子材料
D.聚合物B一定是網狀結構高分子材料
答案:C
解析:A具有熱塑性,應是線型結構,因而A可能有彈性和一定的溶解性;B具有熱固性,應是網狀結構,沒有彈性,一般也難溶于溶劑。
2.郵票愛好者常常將郵票剪下來浸入水中,以去掉郵票背面的黏合劑。該黏合劑的成分可能是(　　)。
A. B.
C. D.
答案:B
解析:郵票剪下來浸入水中,可以去掉郵票背面的黏合劑,說明水和黏合劑可相溶,根據選項中物質的結構可以知道,四種物質中只有中含有親水基團羥基(—OH)。
3.下列有關功能高分子材料的用途的敘述中,不正確的是(　　)。
A.高吸水性樹脂主要用于干旱地區抗旱保水、改良土壤、改造沙漠
B.離子交換樹脂主要用于分離和提純物質
C.醫用高分子材料可用于制造醫用器械和人造器官
D.聚乙炔膜可用于分離工業廢水和海水淡化
答案:D
解析:保水劑是一種強吸水樹脂,在短時間內吸收自身質量幾百倍至上千倍的水分,高吸水性樹脂可作保水劑,A項正確;離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、一般是網狀結構、難溶于水的高分子,主要用于分離和提純物質,B項正確;醫用高分子材料是指用以制造人體內臟、體外器官、藥物劑型及醫療器械的聚合物材料,可用于制造醫用器械和人造器官,C項正確;聚乙炔膜屬于導電高分子,主要用于電子元件,D項錯誤。
4.PVDC是聚偏二氯乙烯塑料的英文縮寫,其結構簡式為。PVDC可以承受高溫蒸煮,對熱量具有高阻隔性能。下列說法中正確的是(　　)。
A.PVDC由單體CCl2CH2發生加聚反應生成
B.PVDC由單體CCl3CH3發生縮聚反應生成
C.PVDC和合成單體都能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色
D.PVDC的單體可以發生加成反應和消去反應,不能發生取代反應
答案:A
解析:PVDC的鏈節為—CCl2—CH2—,其合成單體為CCl2CH2,發生加聚反應生成PVDC,A項正確,B項錯誤;CCl2CH2含有碳碳雙鍵,能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色,但PVDC不能,C項錯誤;CCl2CH2含有碳碳雙鍵和碳氯鍵,能發生加成反應、消去反應和水解反應等,水解反應屬于取代反應,D項錯誤。
5.聚碳酸酯()的透光率良好。它可制作車、船、飛機的擋風玻璃,以及眼鏡片、光盤、唱片等。它可用綠色化學原料X
()與另一原料Y反應制得,同時生成甲醇。下列說法不正確的是(　　)。
A.Y的分子結構中有2個羥基
B.Y的分子式為C15H16O2
C.甲醇的核磁共振氫譜有2組吸收峰
D.X的同分異構體中能與NaHCO3溶液反應產生氣體的有2種
答案:D
解析:Y是,分子結構中有2個羥基,故A項正確;Y是
,分子式為C15H16O2,故B項正確;甲醇(CH3OH)有2種等效氫,所以核磁共振氫譜有2組吸收峰,故C項正確;能與NaHCO3溶液反應產生氣體說明含有羧基,的同分異構體中能與NaHCO3溶液反應產生氣體的有
HOCH2CH2COOH、CH3CH(OH)COOH、
CH3OCH2COOH,共3種,故D項錯誤。
6.尼龍66是一種重要的合成纖維,是由己二酸
[HOOC(CH2)4COOH]與己二胺[H2N(CH2)6NH2]在一定條件下聚合而成。下列有關敘述中不正確的是(　　)。
A.合成尼龍66和聚乙烯的反應類型不同
B.尼龍66是線型結構高分子,耐磨性和強度較高
C.尼龍66的結構簡式:
D.尼龍66的化學性質穩定,不能發生氧化反應、水解反應
答案:D
解析:己二酸含2個—COOH,己二胺含2個—NH2,兩者發生縮聚反應生成尼龍66,聚乙烯由乙烯發生加聚反應生成,A項正確;尼龍66屬于合成纖維,是線型結構高分子,具有耐磨性和強度高等優良性能,B項正確;結合縮聚反應機理及合成單體的結構推知,尼龍66的結構簡式為,C項正確;尼龍66分子中含有酰胺基(),一定條件下可發生水解反應,尼龍66在空氣中能燃燒,屬于氧化反應,D項錯誤。
7.聚酰胺纖維X是一種新型超高性能纖維,它的阻熱和防火性能十分出色,其結構簡式為。下面是聚酰胺纖維X的一種合成路線(部分反應未注明條件):
請回答下列問題。
(1)寫出A的結構簡式: 　　　　　　　　　　　　　。
(2)寫出符合下列條件的有機化合物的結構簡式:　　　　　　　　　　　　。
①屬于A的同分異構體
②苯環上的一元取代物有3種結構
(3)寫出反應類型:
①AB:　　　　　　;
②G+HX:　　　　　　。
(4)生成B的同時可能生成另一種同分異構體,其結構簡式為　　　　　　　　。
(5)寫出生成X的化學方程式: 　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)
(2)、
(3)①取代反應?、诳s聚反應
(4)
(5)++(2n-1)H2O
解析:(2)A有三種同分異構體:鄰二甲苯、間二甲苯和乙苯,其中苯環上的一元取代物有3種結構的有間二甲苯和乙苯。
(3)對二甲苯與Cl2在光照條件下發生取代反應;G+HX,X為高分子,結合X的結構簡式可知,該反應為縮聚反應。
(4)AB的轉化過程中,Cl2可能與同一個甲基上的H原子發生二氯取代,故B的同分異構體的結構簡式為。
(5)由X的結構簡式及題中轉化關系可知,G為,F為,E為。X的結構簡式為,G與H生成X,則H是。
能力提升
1.塑料經改造后能像金屬一樣具有導電性,要使塑料聚合物導電,其內部的碳原子之間必須交替地以單鍵和雙鍵結合(再經摻雜處理)。目前導電聚合物已成為物理學家和化學家研究的重要領域。由上述分析,下列聚合物經摻雜處理后可以制成“導電塑料”的是(　　)。
A.CH2—CHCH—CH2
B.
C.
D.
答案:B
解析:“導電塑料”的結構要求是內部的碳原子之間必須交替地以單鍵和雙鍵結合,所以根據結構簡式可知,B是聚丙炔。
2.線型PAA()具有高吸水性,網狀PAA在抗壓性、吸水性等方面優于線型PAA。網狀PAA的制備方法是將丙烯酸用NaOH中和,加入少量交聯劑a,再引發聚合。其部分結構片段如圖所示,下列說法不正確的是(　　)。
A.線型PAA的單體不存在順反異構現象
B.形成網狀結構的過程發生了加聚反應
C.交聯劑a的結構簡式是
D.PAA的高吸水性與—COONa有關
答案:C
解析:線型PAA的單體為CH2CHCOONa,單體不存在順反異構現象,A項正確;CH2CHCOONa中的碳碳雙鍵發生加成聚合反應,形成網狀結構的過程發生了加聚反應,B項正確;分析結構可知,交聯劑a的結構簡式是,C項錯誤;線型PAA()具有高吸水性,和強親水基團—COONa有關,D項正確。
3.M()和N()在一定條件下可制得環氧樹脂黏合劑P,其結構如下:
下列說法正確的是(　　)。
A.M苯環上的一溴代物有3種
B.相同條件下,苯酚也可以與N反應生成結構與P相似的高分子
C.反應物n(N)∶n(M)的比值越大,則生成高分子P的相對分子質量越大
D.生成1 mol P的同時生成(n+2) mol HCl
答案:D
解析:M的苯環上有2種氫原子,一溴代物有2種,A項錯誤;苯酚中只有一個羥基,相同條件下,不能與N反應生成結構與P相似的高分子,根據題意,在一定條件下可以生成或等小分子,B項錯誤;反應物n(N)∶n(M)的比值越大,即N越多,M越少,則生成高分子P的相對分子質量越小,C項錯誤;根據原子守恒,生成1molP的同時生成(n+2)molHCl,D項正確。
4.一種用于隱形眼鏡材料的聚合物片段如圖所示,下列關于該高分子說法正確的是(　　)。
A.氫鍵對該高分子的性能沒有影響
B.該高分子的結構簡式為
C.完全水解得到的有機高分子,含有的官能團為羧基和碳碳雙鍵
D.完全水解得到的小分子有機化合物的核磁共振氫譜有4組峰
答案:B
解析:氫鍵使聚合物長鏈相連,影響該高分子的性能,如硬度增大等,A項錯誤;完全水解得到的有機高分子為,只含羧基,C項錯誤;完全水解后得到的小分子有機化合物為HOCH2CH2OH,核磁共振氫譜有2組峰,D項錯誤。
5.下圖是用常見有機化合物A(CH3OH)合成吸水材料與聚酯纖維的流程:
已知:①;
②RCOOR'+R″OHRCOOR″+R'OH(R、R'、R″代表烴基)。
回答下列問題。
(1)B中含氧官能團的名稱是　　　　。D和E的結構簡式分別是　　　　　　、　　　　　　　　　　。
(2)DE的反應類型是　　　　　　　　;生成吸水材料的反應類型是　。
(3)F+AG的化學方程式是 　　　　　　　　　　　　　。
(4)CH3COOH+CH≡CHB的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　,反應類型是　　　　　　　　　　　　　。
(5)B生成高分子C的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)G聚酯纖維的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,反應類型是　　　　　　　　。
答案:(1)酯基　CH3Br　
(2)取代反應　取代反應(或水解反應)
(3)+2CH3OH+2H2O
(4)CH3COOH+CH≡CH　加成反應
(5)
(6)n+n+
(2n-1)CH3OH　縮聚反應
解析:根據已知信息及物質之間的轉化關系可以推斷:A為CH3OH,B為,C為,D為CH3Br,E為,F為。(共86張PPT)
第二節　高分子材料
課前·基礎認知
課堂·重難突破
素養·目標定位
隨堂訓練　
素養·目標定位
1.了解高分子材料結構與性能之間的關系。
2.了解塑料、合成纖維、合成橡膠的性能和用途。
3.知道功能高分子材料的分類,能舉例說明其在生產生活、高新技術領域中的應用。
目 標 素 養
知 識 概 覽
課前·基礎認知
一、高分子材料的分類
二、通用高分子材料
1.塑料。
(1)主要成分和性能。
微思考1 聚氯乙烯塑料能否用于食品包裝 生活中黑色、紅色等塑料袋,是因為在塑料中加入了哪些加工助劑
提示:不能;著色劑。聚氯乙烯塑料中含有加工助劑,這些加工助劑在室溫下會“逃逸”出來,且有些還具有一定毒性。
(2)塑料的分類。
(3)聚乙烯。
①高壓法聚乙烯與低壓法聚乙烯的比較。
②結構與性能的關系。
高分子鏈之間的作用力與鏈的長短有關,高分子鏈越長,高分子相對分子質量　越大　,高分子鏈之間的作用力 越大 ,軟化溫度和密度　越大　。
微思考2 聚乙烯屬于純凈物嗎 能否被酸性高錳酸鉀溶液氧化
提示:聚乙烯屬于混合物。聚乙烯中沒有碳碳雙鍵,所以不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。
(4)酚醛樹脂。
①合成方法:
在酸催化下,等物質的量的苯酚與甲醛發生反應,苯酚的鄰位或對位的氫原子與甲醛的　羰基　加成生成羥甲基苯酚,然后羥甲基苯酚之間相互脫水縮合,生成　線型　結構的高分子。具體反應如下:
在堿催化下,苯酚與過量甲醛反應,生成羥甲基苯酚的同時,還生成　二羥甲基苯酚　、三羥甲基苯酚等,繼續反應生成　網狀　結構的酚醛樹脂。
②性能及應用:
具有網狀結構的高分子受熱后不能軟化或熔融,不溶于一般溶劑。酚醛樹脂主要用作絕緣、隔熱、阻燃、隔音材料和復合材料。可用于生產烹飪器具的手柄,一些電器與汽車的零部件,火箭發動機、返回式衛星和宇宙飛船外殼等的燒蝕材料。
微思考3 為何酚醛樹脂能作烹飪器具的手柄而聚苯乙烯塑料不可以
提示:酚醛樹脂屬于熱固性材料,受熱不熔融或者軟化,而聚苯乙烯屬于熱塑性材料,受熱容易熔融或者軟化,不能用于制作烹飪器具的手柄。
2.合成纖維。
(1)纖維的分類。
微思考4 天然纖維和化學纖維的成分有哪些差異
提示:天然纖維的成分有糖類、蛋白質等,而化學纖維包括再生纖維和合成纖維,前者與天然纖維的成分幾乎相同,后者主要是石油化工產品,主要含有碳、氫和氧元素。
(2)聚酯纖維。
①合成方法:合成纖維中產量最大的是聚酯纖維中的滌綸,是對苯二甲酸與乙二醇在催化劑作用下發生縮聚反應生成的,
②性能與應用:滌綸強度大,耐磨,易洗,快干,保形性好,但透氣性和吸濕性差,可以與天然纖維混紡獲得改進。滌綸廣泛應用于服裝和床上用品,各種裝飾布料,國防軍工特殊織物以及工業用纖維制品等。
(3)聚酰胺纖維。
①合成方法:聚酰胺纖維中的錦綸是較早面世的合成纖維之一,由己二胺與己二酸發生縮聚反應生成聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66、尼龍66),化學方程式為
②性能及應用:
聚己二酰己二胺不溶于普通溶劑,拉制的纖維具有天然絲的外觀和光澤,且耐磨、強度高?？捎糜谏a絲襪、降落傘、漁網、輪胎簾子線等。
微思考5 芳綸屬于芳香族聚酰胺纖維,其特點是強度高、密度低、熱穩定性高、耐酸、耐堿、耐高溫、耐磨等,可制造防彈裝甲、消防服以及交通工具的結構材料和阻燃內飾等。某高強度芳綸纖維的結構簡式為 ,合成該纖維的單體和反應類型分別是什么
3.合成橡膠。
(1)性能及應用。
橡膠是一類具有彈性的物質,在外力作用下,橡膠的形狀會發生改變,去除外力后又能恢復原來的形狀。橡膠在耐磨、耐油、耐寒、耐熱、耐腐蝕等方面有著獨特的優勢,廣泛應用于工業、農業、國防、交通及日常生活的方方面面。
(2)合成橡膠的發展。
合成橡膠在20世紀初就已問世,20世紀40年代得到迅速發展。現在已經有丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠等。
(3)順丁橡膠。
①合成方法:順丁橡膠是以1,3-丁二烯為原料,在催化劑作用下發生加聚反應,得到的以順式結構為主的聚合物,化學方程
微思考6 在實驗室中盛放強氧化性物質(如高錳酸鉀)的試劑瓶一般不能用橡膠塞,這是什么原因呢
提示:絕大多數橡膠的結構中有碳碳雙鍵或還原性元素(如硫),故橡膠有一定的還原性,容易被強氧化劑氧化。
②橡膠的硫化。
呈線型結構的橡膠,分子鏈較柔軟,性能較差,將其與硫等硫化劑混合加熱,硫化劑將聚合物中的　雙鍵　打開,以二硫鍵(—S—S—)等把線型結構連接為　網狀　結構,得到既有彈性又有強度的順丁橡膠。但硫化交聯的程度不能過大,否則會使橡膠失去彈性。順丁橡膠具有很好的彈性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造輪胎。
微訓練1 橡膠是重要的工業原料,生膠的彈性好但強度較差,將其硫化后,強度增大但彈性減弱,且硫化程度越高,強度越大,彈性越差。在以下橡膠制品中,你認為硫化程度最高的是
(　　)。
A.氣球
B.醫用乳膠手套
C.汽車外胎
D.橡皮筋
答案:C
三、功能高分子材料
1.常見功能高分子材料。
材料 應用
高分子催化劑 用于化學反應
濾膜 用于分離純化
磁性高分子 用于信息儲存
形狀記憶高分子 用于傳感器
高吸水性材料 用于吸水保水
醫用高分子材料 替代人體器官、組織
高分子藥物 用于藥物緩釋
2.高吸水性樹脂。
(1)應用:可在干旱地區用于農業、林業抗旱保水,改良土壤?？梢杂糜趮胗變杭埬蜓澋取?br/>(2)合成思路:一是改造纖維素或淀粉分子,接入強親水基團;二是合成新的帶有強親水基團的高分子。
(3)淀粉、纖維素等天然吸水材料的改性。在淀粉或纖維素的主鏈上再接入帶有　強親水　基團的支鏈,提高吸水性能。例如淀粉與丙烯酸鈉在一定條件下發生反應,生成以淀粉為主鏈的接枝共聚物。為防止共聚物溶于水,還需在交聯劑作用下生成網狀結構的淀粉-聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。
(4)用帶有　強親水　基團的烯類單體進行聚合,得到含　親水　基團的高聚物。例如在丙烯酸鈉中加入少量交聯劑,一定條件下發生聚合反應,得到具有網狀結構的聚丙烯酸鈉
高吸水性樹脂。聚丙烯酸鈉的結構簡式為 。
3.高分子分離膜。
(1)分離膜的性能。
分離膜只允許　水　及一些　小分子　物質通過,其余物質則被截留在膜的另一側,形成濃縮液,達到對原液凈化、分離和濃縮的目的。
(2)分離膜的分類。
分離膜根據膜孔大小可分為　微濾膜　、超濾膜、納濾膜和　反滲透膜　等,以分離不同的物質。
(3)分離膜的主要材料:主要是有機高分子材料,如醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。
(4)分離膜的應用:廣泛應用于海水淡化和飲用水的制取,以及果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等領域。
微訓練2 高分子材料發展的主要趨勢是高性能化、功能化、復合化、精細化和智能化,下列材料不屬于功能高分子材料的是(　　)。
A.用于生產光盤等產品的光敏高分子材料
B.用于制造CPU芯片的良好半導體材料單晶硅
C.能用于生產“尿不濕”的高吸水性樹脂
D.能導電的摻雜聚乙炔
答案:B
課堂·重難突破
問題探究
PBT樹脂( )作為新型高分子材料被廣泛用于電器、汽車、飛機制造、交通運輸等行業。
1.PBT的單體是什么 由單體合成PBT的反應類型是什么
提示:PBT的單體為 和HOCH2CH2CH2CH2OH,生成PBT的反應屬于縮聚反應。
高分子材料的認識
2.PBT受熱能否熔化
提示:能。由PBT的結構簡式可知,PBT屬于線型結構,具有熱塑性。
3.高吸水性樹脂和一般性吸水材料在結構上主要有什么區別
提示:高吸水性樹脂的分子鏈上連有強親水基團的支鏈,提高了吸水能力。
歸納總結
1.高分子化學反應的特點。
(1)與結構的關系。
結構決定性質,高分子的化學反應主要取決于結構特點、官能團與基團之間的影響。如碳碳雙鍵易氧化和加成,酯基易水解,羧基易發生酯化、取代等反應。
(2)常見的有機高分子化學反應。
①降解:
在一定條件下,高分子材料降解為小分子。如有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)熱解為甲基丙烯酸甲酯;聚苯乙烯用氧化鋇處理,能分解為苯乙烯。常見的高分子降解方法有:生物降解,化學降解,光降解等。
②橡膠硫化:
天然橡膠( )經硫化,破壞了碳碳雙鍵,形成雙硫鍵(—S—S—)等,線型結構變為網狀結構。
③催化裂化:
塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃性氣體等。
2.新型有機高分子材料與傳統的三大合成材料的區別與聯系。
(1)新型有機高分子材料與傳統的三大合成材料在本質上并沒有區別,它們只是相對而言。
①從組成元素看,都由C、H、O、N、S等元素組成;
②從合成反應看,都由單體經加聚或縮聚反應形成;
③從結構看,也都是分兩種結構:線型結構和網狀結構。
(2)它們的重要區別在于功能與性能上,與傳統材料相比,新型有機高分子材料的性能更優異,往往具備傳統材料所沒有的特殊性能,可用于許多特殊領域。
3.線型、網狀高分子材料的比較。
4.功能高分子材料與通用高分子材料的聯系與區別。
分類 功能高分子材料 通用高分子材料
聯系 都是由C、H、O、N、S等元素組成 都是由單體經加聚或縮聚反應形成 都有線型結構、網狀結構 區別 在功能上,與通用高分子材料相比,功能高分子材料具有特殊功能 典例剖析
【例】 交聯聚合物P的結構片段如圖所示。下列說法不正確的是(圖中 表示鏈延長)(　　)。
A.聚合物P的合成反應為縮聚反應
B.聚合物P是網狀結構高分子,具有硬度大、耐熱性強等性能
C.聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解獲得
D.鄰苯二甲酸和乙二醇在聚合過程中也可形成類似聚合物P的交聯結構
答案:D
解析:鄰苯二甲酸和丙三醇可以發生縮聚反應生成聚合物P,A項正確;由聚合物P的結構可知,高分子鏈之間通過X相連形成網狀結構,推測具有硬度大、耐熱性強等性能,B項正確;油脂水解生成高級脂肪酸(鹽)和丙三醇,C項正確;乙二醇只有兩個羥基,與鄰苯二甲酸發生聚合反應之后,不會再生成交聯的酯基,D項錯誤。
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1.DAP是儀表部件中常用的一種高分子,其結構簡式為
下列關于DAP說法正確的是(　　)。
A.它的單體可能是鄰苯二甲酸和丙烯醇
(CH2═CH—CH2OH)
B.DAP是熱塑性塑料
C.合成DAP所發生的反應:酯化反應、加聚反應、縮聚反應
D.DAP可通過酯的水解反應降解成為小分子物質
答案:A
解析:該物質水解生成鄰苯二甲酸和聚丙烯醇,所以該物質的單體是鄰苯二甲酸和丙烯醇,故A項正確;熱塑性塑料可以重復加熱熔化,該物質沒有熱塑性,只有熱固性,故B項錯誤;丙烯醇和鄰苯二甲酸發生酯化反應,然后發生加聚反應得到DAP,故C項錯誤;DAP通過酯的水解生成聚丙烯醇和鄰苯二甲酸,生成一種小分子化合物和一種高分子,故D項錯誤。
(1)聚丙烯酸酯( )與水的混合物,能阻止地下的鹽分上升,又能攔截、蓄積雨水。下列對聚丙烯酸酯的敘述錯誤的是　　　　(填字母)。
A.聚丙烯酸酯的單體的結構簡式為CH3CH2COOR
B.聚丙烯酸酯沒有固定的熔、沸點
C.聚丙烯酸酯在一定條件下能發生水解反應和加成反應
D.聚丙烯酸酯具有很強的吸水性
(2)天然橡膠能溶于汽油的根本原因是　　　　　　　　;天然橡膠加入適當硫進行硫化后,其結構由　　　　　　變成　　　　,因而硫化橡膠　　　　　(填“能”或“不能”)溶于汽油。
答案:(1)ACD　
(2)它是線型高分子　線型結構　網狀結構　不能
解析:(1)聚丙烯酸酯是由單體丙烯酸酯(CH2═CHCOOR)發生加聚反應得到的高分子,A項錯誤;由于聚丙烯酸酯屬于混合物,因此沒有固定的熔、沸點,B項正確;聚丙烯酸酯中無碳碳雙鍵,含有酯基,故其能發生水解反應,不能發生加成反應,C項錯誤;聚丙烯酸酯分子中不含親水基團,故無吸水性,D項錯誤。(2)從天然橡膠成分的結構簡式可知,天然橡膠為線型結構的高分子,能溶于適當的溶劑。天然橡膠硫化后,引入的硫原子間可形成共價鍵,從而使高分子鏈發生交聯,形成網狀結構,故硫化橡膠不能溶于汽油。
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1.下列說法中正確的是(　　)。
A.合成纖維和人造纖維可統稱為化學纖維
B.纖維素屬于糖類,與淀粉互為同分異構體
C.錦綸絲接近火焰時先蜷縮,燃燒時有燒毛發的臭味,灰燼為有光澤的硬塊,能壓成粉末
D.不能用點燃的方法區分棉花和羊毛等天然纖維
答案:A
解析:化學纖維可分為合成纖維和人造纖維,A項正確;纖維素和淀粉的分子式中n值不同,不互為同分異構體,B項錯誤;錦綸是合成纖維,燃燒時無燒毛發的臭味,C項錯誤;棉花主要成分是纖維素,羊毛主要成分是蛋白質,可以用燃燒的方法區別,D項錯誤。
2.下列有關線型結構高分子和網狀結構高分子的說法錯誤的是(　　)。
A.線型結構高分子是由許多鏈節相互連接成鏈狀,通常不具有或很少具有支鏈,而網狀結構高分子則是長鏈跟長鏈之間產生交聯
B.線型結構高分子通常具有熱塑性,而網狀結構高分子通常具有熱固性
C.線型結構高分子可在適當溶劑中溶解,而網狀結構高分子通常很難溶解在一般溶劑中
D.網狀結構高分子的相對分子質量一定比線型結構高分子的相對分子質量大
答案:D
解析:線型結構高分子是由許多鏈節相互連接成鏈狀,通常不具有或很少具有支鏈,而網狀結構高分子則是長鏈跟長鏈之間產生交聯,A項正確;線型結構高分子通常具有熱塑性,而網狀結構高分子通常具有熱固性,B項正確;線型結構高分子可在適當溶劑中溶解,而網狀結構高分子通常很難溶解在一般溶劑中,C項正確;網狀結構高分子和線型結構高分子都是高分子,相對分子質量沒有一定的大小關系,D項錯誤。
3.下列說法正確的是(　　)。
A.聚乙炔用I2或Na等摻雜后可形成導電塑料,該導電塑料具有固定的熔點、沸點
B.天然橡膠、植物油和裂化汽油都是混合物,其中只有植物油能使溴水因發生反應而褪色
C.有機玻璃是以有機物A(甲基丙烯酸甲酯)為單體,通過加聚反應得到。合成A的一種途徑是:CH3C≡CH+CO+CH3OH
答案:C
解析:聚乙炔為混合物,無固定的熔點、沸點,A項錯誤;天然橡膠、植物油和裂化汽油都是混合物,均含碳碳雙鍵,則都能使溴水褪色,B項錯誤;由反應可知,生成物只有一種,則該反應過程符合綠色化學要求,C項正確; 的單體是CH2═CH—CH═CH2和CH2═CH—CN,D項錯誤。
4.下列高聚物經簡單處理可以從線型結構變成網狀結構的是
(　　)。
A.①② B.③④
C.①④ D.②③
答案:D
解析:有機高分子材料中,若含有易反應的官能團,在一定條件下使官能團發生反應,如②中的酚羥基、③中的碳碳雙鍵等,高分子鏈之間將形成化學鍵,其線型結構就能變成網狀結構。
5.黏合劑M的合成路線如圖所示。
完成下列填空。
(1)寫出A和D的結構簡式。
A　　　　　　　　,D　　　　　　　　。
(2)寫出⑦的反應類型:　 。
(3)寫出②的反應條件:　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)反應③和⑤的目的是　　　　　　　　。
(5)C的具有相同官能團的同分異構體共有　　　種(不包括C本身)。
(6)寫出D在堿性條件下水解的化學方程式: 　。
答案:(1)CH2═CH—CH3　CH2═CH—CONH2
(2)加成聚合反應(或加聚反應)
(3)氫氧化鈉水溶液、加熱
(4)保護碳碳雙鍵
(5)4
解析:(1)根據合成路線圖,A的分子式為C3H6,可以推知A為CH3CH═CH2;A轉化為B后,B可以繼續生成CH2═CHCH2OH,說明B是鹵代烴,即
CH2═CHCH2Cl(CH2═CHCH2Br),在堿性條件下加熱水解生成CH2═CHCH2OH,被氧化為CH2═CHCOOH;由于CH2═CHCH2OH直接氧化,會導致C═C和—OH都能被酸性高錳酸鉀氧化,則③應為加成反應生成
CH3—CHClCH2OH,氧化后生成CH3—CHClCOOH,然后消去生成CH2═CHCOOH;
由黏合劑M可逆推知D為CH2═CHCO—NH2,C為CH2═CHCOOCH3,說明CH2═CH—CN在一定條件下可轉
(3)反應②是鹵代烴水解,其反應條件為氫氧化鈉水溶液、加熱。
(4)由于CH2═CHCH2OH直接氧化,會導致C═C和—OH都被酸性高錳酸鉀氧化,反應過程中③和⑤的目的是保護碳碳雙鍵。
(5)由分析可知:C是CH2═CH—COOCH3,含有C═C和—COO—,其含有相同官能團的同分異構體有HCOOCH2CH═CH2、HCOOCH═CHCH3、HCOOC(CH3) ═CH2、CH3COOCH═CH2 4種。
6.軟質隱形眼鏡材料W、樹脂X的合成路線如圖所示。
(1)A中含有的官能團名稱是　 。
(2)甲的結構簡式是　　　　　　　　。
(3)B→C反應的化學方程式是 　 。
(4)B有多種同分異構體,屬于酯且含有碳碳雙鍵的同分異構體共有　　　　種(不考慮順反異構,下同),寫出其中能發生銀鏡反應,且含有甲基的所有同分異構體的結構簡式　 　。
(5)已知F的相對分子質量為110,分子中碳原子、氫原子數都是氧原子數的3倍,苯環上的氫原子化學環境都相同。則F還能發生的反應是　　　　(填字母)。
A.加成反應
B.氧化反應
C.加聚反應
D.水解反應
(6)寫出樹脂X可能的結構簡式　　　　　　(寫出一種即可)。
(7)E的分子式為C10H14O2,含三個甲基,苯環上的一溴代物有兩種,生成E的化學方程式是　　　　　　　　　。
答案:(1)碳碳雙鍵、醛基　
(2)CH3CH2CHO
解析:由合成路線,利用逆推法結合W可知,C為CH2═C(CH3)COOCH2CH2OH;B與乙二醇發生酯化反應生成C,則B為CH2═C(CH3)COOH;A→B發生氧化反應,則A為CH2═C(CH3)CHO;A→D發生加成反應,D為CH3CH(CH3)CH2OH;結合已知信息可知,甲為醛,與HCHO反應再脫水生成A,則甲為CH3CH2CHO;F的相對分子質量為110,分子中碳原子、氫原子數都是氧原子數的3倍,苯環上的
氫原子化學環境都相同,則F為 ;
E的分子式為C10H14O2,含三個甲基,苯環上的一溴代物有兩
種,則2-甲基丙烯與F發生加成反應生成E;E為 。
(1)A為CH2═C(CH3)CHO,含碳碳雙鍵、醛基兩種官能團。
(3)根據以上分析可知,B→C反應的化學方程式是
(4)B為CH2═C(CH3)COOH,屬于酯且含有碳碳雙鍵的同分異構體有HCOOCH═CHCH3、HCOOC(CH3)═CH2、HCOOCH2CH═CH2、CH3COOCH═CH2、CH2═CHCOOCH3,共5種,其中能發生銀鏡反應,且含有甲基的所有同分異構體的結構簡式為

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