2024-2025學年高中化學專題5.2應(yīng)用廣泛的高分子材料含解析選修5

PAGEPAGE9專題02應(yīng)用廣泛的高分子材料一.合成材料的分類1.三大合成材料包括塑料、合成纖維和合成橡膠。2.高分子化合物的結(jié)構(gòu)加聚產(chǎn)物縮聚產(chǎn)物線型結(jié)構(gòu)單官能團單體雙官能團單體體型結(jié)構(gòu)雙官能團單體多官能團單體典例1下列物質(zhì)中，不屬于合成材料的是()A．塑料B．蛋白質(zhì)C．合成纖維 D．合成橡膠【答案】B【解析】蛋白質(zhì)屬于自然高分子化合物，不屬于合成材料。二.塑料1．塑料的組成：合成樹脂、添加劑塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成樹脂。在塑料的組成中除了合成樹脂外，還有依據(jù)須要加入的具有某些特定用途的加工助劑以改進其性能。如提高柔韌性的增塑劑，改進耐熱的熱穩(wěn)定性，防止塑料老化的防老化劑，給予塑料的著色劑等。樹脂和塑料的關(guān)系：樹脂就是指還有跟各種添加劑混合的高聚物。塑料是由樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑所組成的，它的主要成分為是樹脂。有時這兩個名詞也混用，因為有些塑料基本上是由樹脂所組成的，不含或少含其他添加劑，如有機玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。塑料的基本性能主要確定于樹脂的本性，但添加劑也起著重要作用。2．塑料的主要性能熱塑性:樹脂為線型結(jié)構(gòu)，有熱塑性。熱固性:樹脂為體型結(jié)構(gòu)，有熱固性。 3．幾種常見塑料的性能和用途(1)聚乙烯性質(zhì)高壓聚乙烯低壓聚乙烯相對分子質(zhì)量＜50萬≥50萬密度0.91-0.93g/cm30.94-0.95g/cm3有無支鏈有很少生成條件高壓、催化劑低壓、催化劑(2)酚醛樹脂①概念：酚醛樹脂是用苯酚與甲醛在酸或堿的催化下相互縮合而成的高分子化合物。②形成：在酸催化下，等物質(zhì)的量的甲醛和苯酚反應(yīng)形成線型結(jié)構(gòu)高分子。在堿催化下，等物質(zhì)的量的甲醛與苯酚或過量的甲醛與苯酚反應(yīng)，生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂。其反應(yīng)方程式為：總結(jié)：通過以上的學習我們可以知道，合成高分子化合物的結(jié)構(gòu)大致可以分為三類：線型結(jié)構(gòu)、支鏈性結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(也稱為體型結(jié)構(gòu))典例2下列高聚物經(jīng)簡潔處理可以從線型結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)的是()【答案】BC【解析】高分子從線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為體型結(jié)構(gòu)，要求線型結(jié)構(gòu)中必需還存在能發(fā)生加聚或縮聚反應(yīng)的官能團，如雙鍵、羥基、氨基等。體型結(jié)構(gòu)的高分子特征是高分子鏈與高分子鏈之間相互交聯(lián)，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。B項中苯酚與甲醛的反應(yīng)還可以發(fā)生在對位，相互交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；C項中的碳碳雙鍵還能接著相互加成，相互交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。二.合成纖維1．纖維的分類2．“六大綸”的性能和重要用途滌綸(聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維)、錦綸、腈綸、丙綸、維綸(聚乙烯醇、人造棉花)和氯綸?！傲缶]”都具有強度高、彈性好、耐磨、耐化學腐蝕、不發(fā)霉、不怕蟲蛀、不縮水等優(yōu)點，而且每一種還具有各自獨特的性能。它們除了供人類穿著外，在生產(chǎn)和國防上也有很多用途。例如，錦綸可制衣料織品、著陸傘繩、輪胎簾子線、纜繩和漁網(wǎng)等。典例3下列對一些塑料制品的敘述中，不正確的是()A．塑料涼鞋可以熱修補，是因為其制作材料是線型高分子材料，具有熱塑性B．酚醛塑料制品如電木插座不能進行熱修補，是因為酚醛塑料是體型高分子材料，具有熱固性C．塑料制品廢棄物采納深埋作業(yè)，是因為塑料制品易分解D．聚乙烯塑料是線型高分子材料，具有熱塑性，可反復加工多次運用【答案】C【解析】塑料制品不易分解，所以其廢棄物不能深埋。三.合成橡膠1．橡膠的分類合成橡膠一般具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或耐低溫等性能。2．合成橡膠的性能和主要用途相比而言，合成橡膠一般在性能上不如自然橡膠全面，但它具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或低溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日常生活中。3．運用合成材料的負面作用及對策一些塑料制品所帶來的“白色污染”。目前，治理“白色污染”主要應(yīng)從削減運用和加強回收起先。從長遠來看，可逐步以可降解塑料取代現(xiàn)在普遍運用的塑料，從根本上解決“白色污染”的問題。典例4用于北京奧運會的國家游泳中心(水立方)的建筑采納了膜材料ETFE，該材料為四氟乙烯與乙烯的共聚物，四氟乙烯也可與六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列說法錯誤的是()A．ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的連接方式B．合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反應(yīng)均為加聚反應(yīng)C．聚全氟乙丙烯分子的結(jié)構(gòu)簡式可能為D．四氟乙烯分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵【答案】C【解析】聚全氟乙丙烯的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為：，故C項是錯誤的。四.線型、體型高分子材料的比較分類線型高分子體型(網(wǎng)狀)高分子線型結(jié)構(gòu)支鏈結(jié)構(gòu)體型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分子中的原子以共價鍵相互連接，構(gòu)成一條很長的卷曲狀態(tài)的“鏈”分子鏈與分子鏈之間有很多共價鍵交聯(lián)起來，形成三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)溶解性能緩慢溶解于適當溶劑很難溶解，但往往有肯定程度的脹大性能具有熱塑性，無固定熔點具有熱固性，受熱不熔化特性強度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好強度大、絕緣性好，有可塑性常見物質(zhì)聚乙烯、聚氯乙烯、自然橡膠酚醛樹脂、硫化橡膠五.新型高分子材料功能高分子材料復合材料概念既有傳統(tǒng)高分子的機械性能，又有一些特別性能的高分子材料兩種或兩種以上材料組合成的一種新型的材料。含有基體和增加劑兩種材料性能高分子分別膜能讓某些物質(zhì)有選擇地通過，而把另外一些物質(zhì)分別掉。醫(yī)用高分子材料具有優(yōu)異的生物相容性、很高的機械性能強度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕用途高分子分別膜用于生活污水、工業(yè)的廢液處理、海水淡化、食品工業(yè)、醫(yī)用高分子材料，可制成人工器官用作宇航材料，用于汽車工業(yè)、機械工業(yè)、體育用品發(fā)展趨勢對重要的通用的有機高分子材料，不斷提高運用性能，擴大應(yīng)用范圍。與人類自身親密相關(guān)、具有特別功能的材料的探討也在不斷加強，并取得了肯定的進展典例5在某些塑料(如聚乙炔等)中加入強氧化劑或還原劑后，它們的導電性能大大提高。因為這些塑料具有金屬的一般特性，所以人們稱之為“人造金屬”，下列有關(guān)“人造金屬”的說法正確的是()A．“人造金屬”和一般金屬的制取方法不同，但原料相同B．強氧化劑或還原劑是制取“人造金屬”的重要材料C．“人造金屬”能夠?qū)щ妭鳠幔杂薪饘俟鉂蒁．“人造金屬”具有金屬的一般特性，所以它們屬于金屬【答案】B【解析】A項，“人造金屬”和一般金屬的制取方法不同，原料不相同。C項，“人造金屬”能夠?qū)щ妭鳠?，不肯定有金屬光澤。D項，“人造金屬”具有金屬的一般特性，它們不屬于金屬。課后練習：1、下列關(guān)于新型有機高分子材料的說法中，不正確的是()A．高分子分別膜應(yīng)用于食品工業(yè)中，可用于濃縮自然果汁、乳制品加工業(yè)、釀酒等B．復合材料一般是以一種材料作為基體，另一種材料作為增加劑C．導電塑料是應(yīng)用于電子工業(yè)的一種新型有機高分子材料D．合成高分子材料制成的人工器官一般都受到人體的排斥作用，難以達到生物相容的程度【答案】D【解析】合成高分子材料廣泛應(yīng)用到醫(yī)學上，目前人類已制成的各種人工器官，一般都具有優(yōu)良的生物相容性。2、新型有機高分子材料在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和尖端科技領(lǐng)域中正發(fā)揮著越來越重要的作用。下列有關(guān)高分子材料的敘述中不正確的是()A．在通用高分子材料基礎(chǔ)上改進的導電塑料屬于新型高分子材料B．利用高分子分別膜可以進行海水淡化或污水凈化C．導彈技術(shù)中利用復合材料的耐腐蝕性能提高導彈的射程D．醫(yī)用高分子材料的發(fā)展可以使人類能夠制造各種人工器官【答案】C【解析】依據(jù)物理學學問可知，導彈的射程與其本身的質(zhì)量有關(guān)，因此提高導彈的射程是利用復合材料質(zhì)量輕的特點。3、下列關(guān)于高分子化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的說法正確的是()A．高分子化合物的相對分子質(zhì)量都很大B．純凈的淀粉屬于純凈物C．線型高分子具有熱固性D．高分子材料都不易燃燒【答案】A【解析】A項，高分子化合物的相對分子質(zhì)量都很大，一般都超過10000以上，正確；B項，淀粉是高分子化合物，純凈的淀粉屬于混合物，錯誤；C項，線型高分子具有熱塑性，錯誤；D項，高分子材料不肯定都不易燃燒，錯誤。4、航天科學家正在考慮用塑料飛船代替鋁制飛船進行太空探究，其依據(jù)是A．塑料是一種高分子化合物，可以通過取代反應(yīng)大量生產(chǎn)B．塑料生產(chǎn)中加入添加劑可得到性能比鋁優(yōu)良的新型材料C．塑料用途廣泛，可從自然界中干脆得到D．塑料是有機物，不會和強酸強堿作用【答案】B【解析】飛船速度很大，所以其材料要求質(zhì)輕、耐高溫、耐摩擦，因此所用塑料代替品要加入合適的添加劑制成優(yōu)良的新型材料。5、下列說法正確的是()A．合成纖維和人造纖維統(tǒng)稱為化學纖維B．酚醛塑料和聚氯乙烯都是熱固性塑料C．錦綸絲接近火焰時先蜷縮，燃燒時有燒焦羽毛的氣味，灰燼為有光澤的硬塊，能壓成粉末D．對于某些合成材料和塑料制品廢棄物的處理可以傾倒到海洋中【答案】A【解析】合成纖維和人造纖維統(tǒng)稱化學纖維，A正確；聚氯乙烯為熱塑性塑料，B錯；錦綸(即尼龍)屬于合成纖維，燃燒時沒有燒焦羽毛的氣味，C錯；塑料廢棄物不行以亂倒，D錯。6、自然橡膠的主要成分是聚異戊二烯：()，很多合成橡膠也有類似的結(jié)構(gòu)，下列試劑與該橡膠較長時間接觸不會發(fā)生反應(yīng)的是()A．KMnO4(H＋)溶液 B．溴水C．濃HNO3 D．NaOH溶液【答案】D【解析】由自然橡膠的結(jié)構(gòu)可知：其含有，易被氧化，也能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)。7、復合材料是指由兩種或兩種以上材料組合成的一種新材料。其中一種材料作為基體，另外一種材料作為增加劑，這樣可發(fā)揮每一種材料的特長，并避開其弱點。下列物質(zhì)中不屬于復合材料的是()A．聚苯乙烯樹脂 B．鋁塑管C．滌棉織品 D．玻璃鋼【答案】A【解析】復合材料是指兩種或兩種以上材料組成的一種新型材料，所以復合材料應(yīng)具有兩種或兩種以上成分。鋁塑管、滌棉織品、玻璃鋼是復合材料；聚苯乙烯樹脂是由苯乙烯這一單一成分加聚產(chǎn)生，故不是復合材料。8、下列高聚物經(jīng)簡潔處理可以從線型結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是()A．①② B．③④C．①④ D．②③【答案】D【解析】有機高分子材料中，若含有易反應(yīng)的官能團，在肯定條件下使官能團發(fā)生反應(yīng)，如羥基縮合，雙鍵交聯(lián)等，其線型結(jié)構(gòu)就能變成體型(網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)。9、橡膠屬于重要的工業(yè)原料，它是一種有機高分子化合物，具有良好的彈性，但強度較差，為了增加某些橡膠制品的強度，加工時往往需進行硫化處理，即將橡膠原料與硫黃在肯定條件下反應(yīng)。橡膠制品硫化程度越高，強度越大，彈性越差。下列橡膠制品中，加工時硫化程度最高的是()A．橡皮筋 B．汽車外胎C．一般氣球 D．醫(yī)用乳膠手套【答案】B【解析】依據(jù)題目信息可知，硫化程度較高的橡膠強度大，彈性差，選項中汽車外胎強度最大，彈性最差。10、下列物質(zhì)不屬于功能高分子材料的是()A．導電高分子材料 B．離子交換樹脂C．高吸水性樹脂 D．酚醛樹脂【答案】D【解析】常用功能高分子材料有高吸水性樹脂、離子交換樹脂、光敏高分子、導電高分子、醫(yī)用高分子、高分子分別膜、高分子催化劑和試劑等。所以D項符合題意。11、高分子材料發(fā)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(chǎn)光盤等產(chǎn)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(chǎn)“尿不濕”的高吸水性樹脂D．能導電的摻雜聚乙炔【答案】B【解析】B項中半導體材料單晶硅，屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料。A項中光敏高分子材料，C項中高吸水性樹脂，D項中導