应用广泛的高分子材料同步学案

1、第二节应用广泛的高分子材料一、高分子化合物的分类1按来源分2按结构分3按性质分4按用途分二、有机高分子化合物结构与性质的关系有哪些？常见的有机高分子化学反应的特点有哪些？1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降解在一定条件下，高分子材料解聚为小分子。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；生物降解塑料；化学降解塑料；光降解塑料等。橡胶硫化天然橡胶()，经硫化，破坏了碳碳双

2、键，形成单硫键(S)或双硫键(SS)，线型变为体型结构。催化裂化塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃气体等。2高分子化合物的结构与性质线型高分子体型(网状)高分子结构分子中的原子以共价键相互连结，构成一条很长的卷曲状态的“链”分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构溶解性能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解，但往往有一定程度的胀大性能具有热塑性，无固定熔点具有热固性，受热不熔化特性强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好强度大、绝缘性好，有可塑性常见物质聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶酚醛树脂、硫化橡胶特别提醒高分子化学反应，同其他反应一样，运用物质的结构决定性质的规律，首先分析其具有的官能

3、团，并考虑官能团与基团的影响，分析比较结构变化及位置等，并加以应用。类型1 白色污染与环境保护例1科技文献中经常出现下列词汇，其中与相关物质的颜色并无联系的是()A赤色海潮 B绿色食品 C白色污染 D棕色烟气答案B解析赤色海潮是海潮中存在着大量的藻类物质，形成暗红色的色带；绿色食品是指在生产食品所用的原料生产过程中不使用农药、化肥及在环境污染程度小的地域生产的食品；白色污染是指废弃塑料制品的污染，常见的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，产品通常呈白色或无色；棕色烟气是指炼钢厂的废气，其中含有Fe2O3和CO，因Fe2O3是红色而呈现棕色。高分子材料形成的环境污染越来越受到社会的关注，由于这些物品

4、难以分解，在土壤里经久不烂，若焚烧会严重污染环境，因此要加强研究易分解的新型塑料，目前治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收开始。 类型2 有机高分子的结构与性质例2橡胶树是热带植物，在我国海南已有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构为。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，_(填“能”或“不能”)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不能(2)能解析(1)从

5、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，能溶解于适当的溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子间可形成共价键，从而使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶解于汽油。(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键能加成Br2，使溴水褪色。类型3 有机高分子材料的合成例3卤代烃是有机物合成的魔术师，卤代烃中卤素原子很易与活泼金属阳离子结合，发生取代反应，如RXNaCNRCNNaX；RX2NaXRRR2NaX。G是能导电的聚合物。根据下列各物质的转化关系回答：(1)A的分子式为_，E的结构简式为_。(2)写出BD的化学方程式：_。(3)写出C2H3ClC的化学方程式：_。(4)写出AG的化

6、学方程式：_。答案(1)C2H2(2)nCH2=CHCN(3)2CH2=CHCl2NaCH2=CHCH=CH22NaCl(4)解析本题要从题给信息入手，通过有机反应的特点，反应物和生成物在分子组成上的差异来推测未知物的结构。分析本题，首先对题中所给条件进行分析，本题突破口是C2H3Cl能发生加聚反应，结构中一定含有碳碳双键，结构简式为CH2=CHCl，则A为乙炔，G为乙炔的加聚产物：，能导电；C2H3Cl发生加聚反应：；利用所给信息C2H3Cl生成B，转化为D，D是一种合成纤维，B为CH2=CHCN，即CH2=CHClNaCNCH2=CHCNNaCl，nCH2=CHCN；C2H3Cl生成C，又

7、转化为F，F为一种合成橡胶：2CH2=CHCl2NaCH2=CHCH=CH22NaCl，nCH2=CHCH=CH2。为什么用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？点拨在碱性条件下，甲醛过量时，苯酚与甲醛的反应不仅可以发生在邻位，而且还可以发生在对位，得到网状结构的酚醛树脂(米黄色)。尿素是蛋白质的代谢产物，随人尿排出体外。尿素氮原子上的氢原子可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂。脲醛树脂可做木材等的黏合剂、制作食品器具(俗称电玉)。你能写出脲甲醛树脂的线型和网状结构式吗？点拨脲醛树脂的线型结构：脲醛树脂的网状结构：18&

8、#215;1022.4×103；9.6×1022.9×103；4.7×1027.5×102；1.0×1031.5×103；4.6×1035.6×103；2.9×1035.9×103。根据这些数据可看出橡胶的聚合度相对较大，其次为合成纤维，塑料的最小。点拨加聚产物的聚合度n求算，是用聚合物相对分子除以单体或链节的相对质量。2C；因为聚乙烯醇纤维含有亲水性羟基基团。3ad点拨凡链节中只有碳原子并存在的高聚物，其规律是“见双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将半键闭合，即将单双键互换

9、。4B点拨这是一道典型的联系生活的考题。根据日常生活经验，可以判断出皮鞋胶底的强度最大，弹性最差。5点拨信息给予题是高考有机化学常见题型，解此类题一定要先学习信息，然后再解题。1焚烧下列物质，严重污染大气的是()A聚氯乙烯 B聚乙烯 C聚丙烯 D有机玻璃答案A解析物质的燃烧产物，取决于构成该物质的元素成分，只有正确分析出构成物质的元素，才能正确作答。聚乙烯、聚丙烯只含有碳、氢两种元素，有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)含有碳、氢、氧三种元素，它们完全燃烧时只产生CO2和H2O，而聚氯乙烯却含有氯、碳、氢三种元素，完全燃烧时除产生CO2和H2O外，还有含氯的有毒物质。2在下列塑料制品中，可选择作为食品

10、包装的是()A聚氯乙烯 B聚乙烯、聚丙烯 C聚苯乙烯 D聚四氟乙烯答案B3下列几种橡胶中，最不稳定、长期见光与空气作用就会逐渐被氧化而变硬变脆的是()A天然橡胶()B硅橡胶()C聚硫橡胶()D硫化橡胶(天然橡胶中加硫磺，使断裂，使其由线型结构变成体型结构)答案A4下列有机物中属于天然高分子材料的是()A棉花 B塑料 C尼龙 D羊毛答案AD5酚醛树脂可用苯酚和甲醛反应制得。实验室制备酚醛树脂时，在酸性条件下，苯酚过量制得的酚醛树脂若不易取出时，则可趁热时加入一些乙醇来取出树脂；在碱性条件下，苯酚过量时，若酚醛树脂不易取出，用加热或加溶剂的方法都很难将树脂取出。在上述两种情况下，下列有关叙述正确的

11、是()A酸性条件制得的是线型酚醛树脂，碱性条件制得的是网状结构酚醛树脂B酸性条件制得的是体型酚醛树脂，碱性条件制得的是线型酚醛树脂C两种条件下制得的都是线型酚醛树脂D两种条件下制得的都是网状结构酚醛树脂答案A解析线型结构的有机高分子能溶解在适当溶剂里，在酸性条件下，制得的酚醛树脂能溶在酒精里，说明是线型的；体型结构的有机高分子不易溶解，只是有一定程度的胀大，故碱性条件下，得到的是体型的。6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B7背景材料：2004年夏

12、季，特氟隆不粘锅事件引起公众关注2004年冬季，诺贝尔化学奖授予研究蛋白质的科学家2005年初春，广东大部分地区进行了人工降雨2005年春末，某高速公路发生液氯运输车翻倒泄漏事故。下列相应说法正确的是()A特氟隆(聚四氟乙烯)的单体是氟利昂B蛋白质是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁达尔现象CAgI和干冰都可用于人工降雨D附近人员应迅速远离液氯泄漏地点，并逆风往安全区域疏散答案CD解析本题通过“不粘锅事件”等社会热点问题综合考查了单体与高聚物的关系，蛋白质的性质，AgI、干冰降雨，液氯泄漏后的逃生方法等知识，意在考查考生对社会热点问题的关心及重视程度，注重考查考生灵活运用所学知

13、识解决实际问题的能力。氟利昂是饱和氟化烃，不可能是特氟隆的单体，A错；蛋白质能水解，可降解，B错；AgI和干冰可用于人工降雨；液氯有毒。故选CD。8(1)有机玻璃是线型高分子，具有_(填“热塑”或“热固”)性，按系统命名法，其名称是聚甲基丙烯酸甲酯，它的结构简式为_，链节是_，它是_(填“缩聚”或“加聚”)产物。(2)下面分别是三种高分子材料：聚乙烯，有机玻璃，硫化橡胶。它们的微观结构示意图为：则A是_，B是_，C是_。答案(1)热塑 加聚(2)有机玻璃聚乙烯硫化橡胶9聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一，其产量仅次于聚酰胺纤维和聚酯纤维。它的商品名叫腈纶，由于它的性质极像羊毛，故又称它为“

14、人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2=CHCN)，其合成方法很多，如以乙炔为原料，其合成过程的化学方程式如下：阅读以上材料，回答问题：(1)制备丙烯腈的反应类型是_。(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为_。(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”？(4)根据以上材料分析，聚丙烯腈是线型结构还是体型结构？答案(1)加成反应(2)26.4%(3)取样灼烧，闻其气味，若有特殊的烧焦羽毛的气味，则为羊毛，否则可能为“人造羊毛”。(4)线型结构10有机玻璃是一种重要的塑料，有机玻璃的单体A(C5H8O2)不溶于水，并可以发生以下变化：请回答：(1)B分子中含有的官能团是_、_。(2)由B转化为

15、C的反应属于_(选填序号)。氧化反应还原反应加成反应取代反应(3)C的一氯代物D有两种，C的结构简式是_。(4)由A生成B的化学方程式是_。(5)有机玻璃的结构简式是_。答案(1)碳碳双键羧基(或)(2)解析该题的突破口为A能发生加聚反应，说明含有碳碳双键即官能团，A又能在稀硫酸作用下发生水解，生成CH3OH，说明是酯类物质；B能与NaOH溶液反应说明含有COOH，能在Ni催化条件下与H2加成，说明含有碳碳双键；C的一氯代物D有两种，用来确定B、C、D及A的结构。根据定组成规则和反应原理可知各物质分子式关系为：C5H8O2(A)H2OCH3OH(甲醇)C4H6O2(B)，C4H6O2(B)Na

16、OHC4H5O2Na(E)H2O，C4H6O2(B)H2C4H8O2(C)，C4H8O2(C)Cl2C4H7O2Cl(D)HCl。由“C的一氯代物D有两种”知C的结构简式为：CH3CH(CH3)COOH，D的两种结构简式分别为：ClCH2CH(CH3)COOH、CH3CCl(CH3)COOH；逆推得B的结构简式为CH2C(CH3)COOH，A的结构简式为CH2C(CH3)COOCH3。第二节应用广泛的高分子材料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酚醛塑料答案D解析线型高分子具有热塑性，体型高分子具有热固性。酚醛塑料属于体型结构，具有热固性，故选D。2航天科

17、学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答案B解析飞船速度很大，所以其材料要求质轻、耐高温、耐磨擦，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，加工时往往需要进行硫化处理(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

18、()A橡皮筋 B汽车外胎 C普通气球 D医用乳胶手套答案B解析本题考查结构与性质的关系。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，故选B。1下列说法不正确的是()A从实验中测得的某种高分子的相对分子质量只能是平均值B聚乙烯是高分子化合物，加热至某一温度，即可全部熔化C线型结构的高分子也可以带支链D同质量的乙烯和聚乙烯燃烧后生成的CO2的质量相等答案B2目前用于制造环保餐具的一种生物塑料是PHB，它的最大特点是废弃物易于处理，其结构式为，下列关于PHB的叙述中不正确的是()A它能发生水解反应B它在微生物作用下可降解成CO2和水C它可能是由一种含羟基的羧

19、酸经缩聚反应而得D制备它的单体为HCOOH和CH3CH2CH2OH答案D3以农副产品为原料可制得高分子材料，它能在一定条件下迅速降解，有希望用于制造一次性饭盒，有关该高分子的判断正确的是()A相对分子质量一定是偶数B相对分子质量一定是奇数C由单体通过加聚反应制得D其单体为答案D解析根据高分子的结构可推出是缩聚反应的产物，其单体为，高分子化合物n不确定，是混合物，所以相对分子质量无法确定是奇数还是偶数。4向下列高分子材料中加硫，能形成交联的是()答案C5下列说法正确的是()A利用石油作原料制得的纤维是人造纤维B天然纤维是不能再被加工处理的C合成纤维、人造纤维和天然纤维统称为化学纤维D煤和农副产品

20、也可经过处理制得合成纤维答案D解析纤维可分为天然纤维和化学纤维，化学纤维可再分为人造纤维和合成纤维。人造纤维是以纤维素为原料，而合成纤维以石油、煤的化工产品为原料。6下列说法中正确的是()A合成纤维和人造纤维可统称为化学纤维B酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料C锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦毛发的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末D复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，其综合性能超过了单一材料答案AD7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纯羊毛为纯净物D羊毛

21、与聚酯纤维不能用燃烧的方法区别答案B解析羊毛的化学成分是蛋白质，而聚酯纤维的化学成分是酯类，则A项不正确；羊毛和聚酯纤维在一定的条件下都能水解，蛋白质最终水解成氨基酸，聚酯纤维水解成对苯二甲酸和乙二醇；高分子化合物都属混合物，则C项也不正确；羊毛成分为蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味，可以区分，则D不正确。8中央电视台科技博览报道，2004年3月中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳。下列相关说法合理的是()A聚二氧化碳塑料是通过加聚反应得到的B聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体C聚二氧化碳塑料与干冰都是纯净物D使用聚二氧化碳塑料会产生白色污染答案A解析本题从二氧化碳的聚合物出发，考查学生对

22、同素异形体、纯净物、混合物等高考要求的内容的了解，同时使学生在了解化学知识的同时，又能开阔视野。预计这种结合新物质进行物质分类考查的选择题出现的几率较高。解此类题目要理清物质的组成、结构、性质之间的关系，对照概念进行判断，特别要注意相似或相近概念的混淆，更不要被原来熟悉的物质所影响。塑料是高分子化合物，由小分子形成高分子必须通过聚合反应，A项正确；同素异形体是对同一元素的不同单质而言，而聚二氧化碳塑料与干冰都是化合物，B项错误；高分子化合物有一定的聚合度，聚二氧化碳的聚合度有一定范围，所以干冰是纯净物，聚二氧化碳塑料是混合物，C项错误；题干中已说明聚二氧化碳塑料可降解，故该塑料不会造成白色污染

23、，D项错误。9合成材料的应用与发展，极大地方便了我们的生活。但合成材料废弃物的急剧增加却引发了“白色污染”问题，下列有利于“白色污染”减轻的是()填埋焚烧倾倒入江河湖海之中加强环保宣传，提高公民意识多回收再利用改进配方及生产工艺，研制易降解的新型塑料不允许生产和使用塑料制品加入特殊物质处理还原为小分子A B C D答案B解析塑料制品因其优异性能给人们生产、生活带来了方便，不用是行不通的，故C不正确；塑料填埋，不易腐烂，会破坏土壤结构；焚烧塑料会产生二英等剧毒物；倾入水中会危及水生生物生存等。10新型合成材料的单体的结构简式如下：它被涂在手术伤口的表面，在数秒钟内发生固化(加聚)并起黏结作用，以

24、代替通常伤口的缝合，是一种化学性能优良的功能高分子材料，写出该化合物固化时的化学方程式_。答案解析由于中没有发生缩聚反应的官能团，那么它形成功能高分子材料发生的必然是加聚反应。11合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维涤纶，下面是合成涤纶的流程图：回答下列问题：(1) 写出中间产物的结构简式：A_，B_，C_。(2)写出下列反应所需的试剂：_，_，_，_。(3)反应过程中的7步反应中，属于取代反应的有_，属于氧化反应的有_，属于加成反应的有_。(1) 写出合成“涤纶”最后一步反应的化学方程式：_。(2)NaOH的水溶液O2和Cu或Ag溴水或溴的四氯化碳溶液催化剂、浓硫酸(3)解析此题牵涉到有机

25、反应的条件及条件与产物的关系(如“光照”与芳烃甲基上氢原子的取代有关；“NaOH的水溶液并加热”与卤代烃的水解有关)和有机反应的分类(通常分：取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应、加聚反应、缩聚反应等类型)。12近年来，由于石油价格不断上涨，以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。下图是以煤为原料生产聚氯乙烯(PVC)和人造羊毛的合成路线。请回答下列问题：(1)写出反应类型：反应_，反应_。(2)写出结构简式：PVC_，C_。(3)写出AD的化学反应方程式_。(4)与D互为同分异构体且可发生碱性水解的物质有_种(不包括环状化合物)，写出其中一种的结构简式_。答案(1)加成反应加聚反应解析本题可用逆推法确定A、B、C、D的结构。聚氯乙烯(PVC)的结构简式是，由“A