第二節高分子材料第1課時通用高分子材料[核心素養發展目標]1.能從微觀角度了解高分子材料的分類和用途，理解高聚物的結構與性質的關系。2.了解合成高分子材料在生活、生產方面的巨大貢獻，但也要了解高分子材料對環境造成的不良影響。一、塑料1．高分子材料的分類2．塑料(1)成分主要成分是合成樹脂，輔助成分是各種加工助劑。(2)分類①熱塑性塑料：可以反復加熱熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。②熱固性塑料：不能加熱熔融，只能一次成型，如用具有不同結構的酚醛樹脂等制成的塑料。(3)常見的塑料①聚乙烯高壓法聚乙烯低壓法聚乙烯合成條件較高壓力、較高溫度、引發劑較低壓力、較低溫度、催化劑高分子鏈的結構含有較多支鏈支鏈較少高分子鏈較短較長相對分子質量較低較高密度較低較高軟化溫度較低較高用途生產食品包裝袋、薄膜、絕緣材料等生產瓶、桶、板、管等②酚醛樹脂eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：用酚如苯酚或甲苯酚等與醛如甲,醛在酸或堿的催化下相互縮合而成的高,分子,形成))(1)塑料就是合成樹脂()(2)塑料根據其加熱能否熔融分為熱塑性塑料和熱固性塑料()(3)所有的高分子材料都有一定的彈性()(4)合成高分子化合物的結構有三大類：線型結構、支鏈型結構和網狀結構()(5)聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂均為熱塑性塑料()(6)酚醛樹脂由苯酚和甲醛通過加聚反應得到，可用作電工器材()(7)高壓法聚乙烯屬于支鏈型結構，可制作薄膜()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√1．下列塑料只能一次性使用，不能熱修補的是()A．聚氯乙烯 B．酚醛樹脂C．聚乙烯 D．聚苯乙烯答案B解析聚氯乙烯屬于熱塑性材料，可以熱修補，A錯誤；酚醛樹脂屬于熱固性材料，不能熱修補，B正確；聚乙烯屬于熱塑性材料，可以熱修補，C錯誤；聚苯乙烯屬于熱塑性材料，可以熱修補，D錯誤。2．寫出尿素(H2NCONH2)與反應得到線型聚合物的化學方程式：_________________________________________________________________________________________。答案nH2NCONH2＋→＋(n－1)H2O(1)在酸性條件下，苯酚與甲醛反應只能發生在鄰位或對位，得到線型分子；而在堿性條件下，甲醛過量時不僅在鄰位反應還可以在對位反應，得到網狀結構的分子。(2)高分子化合物結構不同其性質不同，線型高分子與網狀結構高分子性質對比如下：線型高分子網狀結構高分子溶解性能緩慢溶解于適當溶劑很難溶解，但往往有一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，無可塑性二、合成纖維和合成橡膠1．合成纖維(1)纖維的分類纖維eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然纖維：如棉花、羊毛、蠶絲和麻等,化學纖維\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(再生纖維,合成纖維：錦綸、滌綸、氯綸、腈綸、維綸、丙綸等))))(2)合成纖維的性能合成纖維的優點是強度高、彈性好、耐腐蝕、不縮水、保暖等，但在吸濕性、透氣性等方面不如天然纖維。合成纖維中維綸具有較好的吸濕性，被稱為“人造棉花”。(3)常見的合成纖維①聚酯纖維——滌綸合成纖維中目前產量最大的是聚酯纖維中的滌綸。滌綸是聚對苯二甲酸乙二酯纖維的商品名稱。其合成反應為＋nHOCH2CH2OHeq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))＋(2n－1)H2O。滌綸是應用最廣泛的合成纖維品種，大量用于服裝與床上用品、各種裝飾布料、國防軍工特殊織物以及工業用纖維制品等。②聚酰胺纖維聚己二酰己二胺纖維(又稱錦綸66或尼龍66)不溶于普通溶劑，耐磨，強度高，是由H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH合成的，其合成反應如下：nH2N—(CH2)6—NH2＋nHOOC(CH2)4COOHeq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))＋(2n－1)H2O。2．合成橡膠(1)橡膠的分類橡膠eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然橡膠,合成橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(通用橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(丁苯橡膠,順丁橡膠,氯丁橡膠)),特種橡膠\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(聚硫橡膠：有耐油性,硅橡膠：有耐熱、耐寒性))))))(2)常見的橡膠①順丁橡膠是以1,3-丁二烯為原料，在催化劑作用下，通過加聚反應，得到以順式結構為主的聚1,3-丁二烯。化學方程式為nCH2CH—CHCH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))。②天然橡膠是異戊二烯的順式聚合物，寫出異戊二烯和天然橡膠的結構簡式：和。(1)天然纖維和合成纖維均屬于纖維素()(2)棉花、黏膠纖維、聚酯纖維均為化學纖維()(3)天然橡膠的成分為聚異戊二烯，它屬于合成高分子材料()(4)順式聚1,3-丁二烯是線型結構，具有較好的彈性()(5)用帶有橡膠塞的試劑瓶盛放高錳酸鉀溶液()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×1.尼龍66是一種重要的合成纖維，它是由己二酸和己二胺[H2N(CH2)6NH2]以相等的物質的量在一定條件下聚合而成的，下列敘述中不正確的是()A.尼龍66的結構簡式是B.合成尼龍66的反應屬于縮聚反應C.合成尼龍66的基礎反應為酯化反應D.尼龍66的長鏈結構中含有肽鍵(—CONH—)答案C解析己二酸和己二胺分子中含有的官能團是—COOH和—NH2，二者生成尼龍66的反應為成肽反應，而不是酯化反應。2.橡膠樹是熱帶植物，在我國海南已大面積種植。從橡膠樹的膠乳中可提取天然橡膠，天然橡膠的成分是聚異戊二烯，其結構簡式為。試回答下列問題：(1)天然橡膠能溶于汽油的根本原因是_____________________________________________，天然橡膠加入適當的硫進行硫化后，其結構由________變成________，因而硫化橡膠________(填“能”或“不能”)溶于汽油。(2)天然橡膠的單體是一種無色液體，將該無色液體加入溴水中，溴水________(填“能”或“不能”)褪色。(3)天然橡膠是順式聚異戊二烯，杜仲膠是反式聚異戊二烯，試畫出杜仲膠的結構簡式：________________________________________________________________________。答案(1)天然橡膠是線型結構線型結構網狀結構不能(2)能(3)解析(1)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。能溶于汽油等有機溶劑。天然橡膠硫化后，引入的硫原子可通過形成共價鍵，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。(2)天然橡膠的單體中含有兩個碳碳雙鍵，能發生加成反應，使溴水褪色。(1)纖維與纖維素是完全不同的兩個概念，纖維是指外觀上是纖維狀的物質，即細絲狀物質，而纖維素是一種多糖。(2)化學纖維指的是用天然或人工合成的高分子物質經化學、機械加工而制得的纖維，包括再生纖維和合成纖維。(3)合成纖維與再生纖維的區別：合成纖維是用石油、天然氣、煤和農副產品作原料加工制得單體，經聚合反應制成的；而再生纖維是用木材等為原料，經化學加工處理制成的。(4)天然橡膠硫化的目的是將線型結構轉化為網狀結構，增強橡膠的性能，防止老化。1．下列塑料的合成，所發生的化學反應類型與另外三種不同的是()A．聚乙烯塑料 B．聚氯乙烯塑料C．酚醛樹脂 D．聚苯乙烯塑料答案C解析乙烯合成聚乙烯、氯乙烯合成聚氯乙烯、苯乙烯合成聚苯乙烯均屬于加聚反應，苯酚和甲醛合成酚醛樹脂屬于縮聚反應。2．下列生活中主要由合成纖維制造的是()A．尼龍繩 B．宣紙C．羊絨衫 D．棉襯衣答案A解析制造尼龍繩的尼龍屬于合成纖維；制造宣紙、羊絨衫、棉襯衣的原料為天然纖維。3．下列物質中一定屬于合成高分子化合物的是()A．塑料B．纖維C．橡膠D．蛋白質答案A解析只有塑料才是由人工合成的高分子化合物，其他均存在天然和人工合成兩種高分子化合物。4．下列說法中正確的是()A．天然纖維就是纖維素B．合成纖維的主要原料是石油、天然氣、煤和農副產品C．化學纖維的原料不可以是天然纖維D．生產合成纖維的過程中發生的是物理變化答案B解析天然纖維不僅包括纖維素，還包括羊毛、蠶絲等；生產合成纖維的主要原料是石油、天然氣、煤和農副產品；在生產合成纖維過程中必包含加聚反應或縮聚反應，應屬于化學變化；化學纖維的原料可以是天然纖維，如黏膠纖維就是用木材、草類等天然纖維經化學加工制成的。5．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解析氣球需要較高的彈性，硫化程度不宜過高，故A錯誤；醫用乳膠手套需要較高的彈性，硫化程度不宜過高，故B錯誤；汽車外胎應具有彈性差、強度很大的特征，硫化程度較高時符合要求，故C正確；橡皮筋需要較好的彈性，硫化程度不宜過高，故D錯誤。6．現有下列高聚物：A.CH2CH2，B.天然橡膠樹脂，C.硫化橡膠，D.用于制備電木的酚醛樹脂，E.有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)，其中屬于線型結構的是______，屬于網狀結構的是____________，可溶于有機溶劑的是________，加熱能熔融的是________，用于制備輪胎的是________，用于制備車窗玻璃的是________，用于制備插座、電器把手的是________。答案ABECDABEABECED解析根據高聚物的結構特點，上述酚醛樹脂和硫化橡膠為網狀結構，屬于體型高分子，其他為鏈狀結構，屬于線型高分子。線型高分子能溶于有機溶劑，加熱能熔融。題組一有機高分子化合物的結構和性質1．下列說法不正確的是()A．聚乙烯制成的塑料可以反復加熱熔融，是熱塑性材料B．用堿催化生成的酚醛樹脂能形成網狀結構，不溶于任何溶劑C．在制備高吸水性樹脂時要加入交聯劑，以得到具有網狀結構的樹脂D．通常所說的三大合成材料是指塑料、合成纖維、合成洗滌劑答案D解析通常所說的三大合成材料是指塑料、合成纖維和合成橡膠。2．(2019·北京四中高二期中)下列材料中不屬于有機高分子化合物的是()ABCD宇宙飛船外殼光導纖維宇航服尿不濕酚醛樹脂二氧化硅聚酯纖維聚丙烯酸鈉答案B解析酚醛樹脂是苯酚和甲醛縮聚得到的有機高分子化合物，所以選項A是有機高分子化合物。二氧化硅是無機化合物，所以選項B不是有機高分子化合物。聚酯纖維是二元酸和二元醇縮聚得到的有機高分子化合物，所以選項C是有機高分子化合物。聚丙烯酸鈉是丙烯酸用氫氧化鈉中和，在引發劑存在下聚合，得到的有機高分子化合物，所以選項D是有機高分子化合物。題組二塑料3．下列說法正確的是()A．控制塑料購物袋的使用主要是為了節約成本B．使用可降解塑料袋有利于減少“白色污染”C．聚氯乙烯塑料袋可用來長時間存放食品D．塑料購物袋具有熱固性，不能回收利用答案B4．下列關于塑料的說法中，正確的是()A．聚乙烯塑料的單體是乙烯，所以聚乙烯塑料是純凈物B．塑料不都是經過人工合成制成的C．酚醛樹脂塑料可以用作絕緣和隔熱材料D．只有熱塑性高分子材料才可能是塑料答案C解析高分子材料是由含有單體數目不等的高聚物分子組成的，因此不是純凈物，而是混合物，A錯誤；塑料屬于合成材料，都是經過人工合成制成的，B錯誤；具有網狀結構的酚醛樹脂不導電、不導熱、受熱也不能軟化或熔融，因此酚醛樹脂可以用作絕緣和隔熱材料，C正確；塑料具有熱塑性與熱固性之分，D錯誤。5．下列原料或制成的產品中，如果出現破損不可以進行熱修補的是()A．聚氯乙烯涼鞋 B．電木插座C．自行車內胎 D．聚乙烯塑料膜答案B解析聚氯乙烯涼鞋、自行車內胎、聚乙烯塑料膜等都是用熱塑性樹脂加工而成的塑料制成的，可以反復加工，多次使用，出現破損時可進行熱修補，而電木插座是用酚醛樹脂制成的，具有熱固性，受熱不熔化，出現破損時不能進行熱修補。6．生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水，從而消除廢棄塑料對環境的污染。PHB塑料就屬于這種塑料，其結構簡式為。下列有關PHB的說法正確的是()A．PHB是一種聚酯，有固定的熔點B．PHB的降解過程不需要氧氣參加反應C．合成PHB的單體是CH3CH2CH(OH)COOHD．通過加聚反應可以制得PHB答案C解析是高分子化合物，屬于混合物，沒有固定的熔點；PHB是聚酯類高分子化合物，通過縮聚反應制得；其降解過程是先水解生成2-羥基丁酸，然后被氧化為CO2和H2O。題組三橡膠7．橡膠是一類具有彈性的物質，一般分為天然橡膠和合成橡膠兩類。丁苯橡膠是合成橡膠的一種，其結構簡式為，下列說法正確的是()A．它的單體是CH2=CH—CH2—CH2—CHB．丁苯橡膠是CH2CH—CH=CH2和通過縮聚反應制得的C．裝液溴、溴水的試劑瓶均可用丁苯橡膠作瓶塞D．丁苯橡膠會老化答案D解析丁苯橡膠是通過1,3-丁二烯(CH2=CH—CHCH2)和苯乙烯()發生加聚反應得到的；由于鏈節中含有碳碳雙鍵，故能與溴發生加成反應，因此裝液溴、溴水的試劑瓶均不能用丁苯橡膠作瓶塞；丁苯橡膠受氧氣、臭氧、日光特別是高能輻射的作用，容易老化。8．關于天然橡膠的下列敘述中，不正確的是()A．天然橡膠是天然高分子化合物B．天然橡膠受空氣、日光作用，會被還原而老化C．天然橡膠能溶于汽油、苯等有機溶劑D．天然橡膠含有雙鍵，能發生加成反應答案B解析天然橡膠中含有易受空氣、日光作用，會被氧化而老化。9．在制備順丁橡膠和高吸水性樹脂時，都要加入交聯劑。下列有關說法錯誤的是()A．加入交聯劑都可使線型結構變為網狀結構B．橡膠工業中將線型結構連接為網狀結構是為了增強橡膠的強度C．制備高吸水性樹脂時將線型結構連接為網狀結構是為了使它既吸水又不溶于水D．順丁橡膠和高吸水性樹脂都可溶于水答案D解析順丁橡膠和高吸水性樹脂都是網狀結構，都不溶于水，故D錯誤。10．下列說法不正確的是()A．天然橡膠能使溴水褪色B．硫化橡膠遇汽油能發生溶脹現象C．聚硫橡膠具有良好的耐嚴寒、耐高溫性能D．合成橡膠是以石油、天然氣為原料，以二烯烴和烯烴等為單體聚合而成的高分子答案C解析硅橡膠具有良好的耐寒性和耐高溫性能，而聚硫橡膠具有耐油性。題組四纖維11．下列說法正確的是()A．利用石油作原料制得的纖維是再生纖維B．天然纖維是不能再被加工處理的C．合成纖維、人造纖維和天然纖維統稱化學纖維D．煤和農副產品也可經過處理制得合成纖維答案D解析棉花、羊毛、木材和草類的纖維都是天然纖維；天然纖維經過人工處理得到再生纖維；以石油、天然氣、煤和農副產品作原料制成單體，經聚合反應制成的是合成纖維，合成纖維和再生纖維統稱化學纖維。故只有D正確。12．某種毛絨玩具的外材料為純羊毛線，內充物為無毒的聚酯纖維{}。下列說法正確的是()A．羊毛與聚酯纖維的化學成分相同B．聚酯纖維和羊毛在一定條件下均能水解C．該聚酯纖維單體為對苯二甲酸和乙醇D．由單體合成聚酯纖維的反應屬于加聚反應答案B解析聚酯纖維水解生成對苯二甲酸和乙二醇，羊毛屬于蛋白質，也能水解，B正確。13．下列說法正確的是()A．合成纖維和再生纖維統稱為化學纖維B．酚醛樹脂和聚氯乙烯塑料都是熱固性塑料C.錦綸絲接近火焰時先卷縮，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．制作航天服的聚酯纖維屬于天然高分子材料答案A解析合成纖維和再生纖維統稱為化學纖維，A正確；聚氯乙烯塑料為熱塑性塑料，B錯誤；錦綸(即尼龍)屬于合成纖維，燃燒時沒有燒焦羽毛的氣味，C錯誤；聚酯纖維屬于合成高分子材料，D錯誤。14．目前合成纖維中產量占第一位的是聚酯纖維——滌綸，下面是合成滌綸的流程圖。回答下列問題：(1)寫出中間產物的結構簡式：A：__________________，B：____________________，C：____________________。(2)寫出下列反應所需的試劑：②__________________，⑤________________。(3)合成過程的七步反應中，屬于氧化反應的有________________(填序號，下同)，屬于加成反應的有________________。(4)寫出反應⑦的化學方程式：____________________________________________________。答案(1)HOCH2CH2OH(2)NaOH水溶液溴水(或溴的四氯化碳溶液)(3)③④⑤(4)＋nHOCH2CH2OHeq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))＋(2n－1)H2O解析①是取代反應；②是水解反應；③是催化氧化反應；④也是催化氧化反應，得到對苯二甲酸；⑤是加成反應；⑥是水解反應，得二元醇(乙二醇)；⑦是縮聚反應。15．已知鹵代烴中鹵素原子很容易發生取代反應，如：①R—X＋NaCNeq\o(→,\s\up7(乙醇))R—CN＋NaX；②R—X＋2Na＋X—R′eq\o(→,\s\up7(乙醇溶液))R—R