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第二节　高分子材料
基础课时21　高分子材料
学习目标　1.结合典型实例,认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点。2.结合典型实例,了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。
一、通用高分子材料　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.高分子材料的分类
2.塑料
(1)塑料的成分
(2)塑料的分类
(3)聚乙烯——高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较
分类 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯
合成条件 高温、高压、引发剂 低压、催化剂
产品 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯
分子结构类型 支链型 线型
相对分子质量 相对较小 相对较大
软化温度 相对较低 相对较高
密度 相对较小 相对较大
主要性能 无毒、较柔软 无毒、较硬
(4)酚醛树脂
①在酸催化下的化学方程式为
,
+(n-1)H2O。
②在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应,生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等,然后加热继续反应,生成网状结构的酚醛树脂。
③酚醛树脂的用途
主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料,如烹饪器具手柄,电器与汽车的零部件等。
3.合成纤维
(1)分类
纤维
(2)来源、性质和应用
合成 纤维 ①以石油、天然气、煤和农副产品等为原料加工制得的单体,再经过聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。 ②六纶包括:涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。其性能具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点,除维纶外,其他合成纤维的吸湿性和透气性明显不足。
再生 纤维 以木材、秸秆等农副产品为原料,经过加工处理得到的纤维。
(3)常见合成纤维的合成
①聚酯纤维:聚对苯二甲酸乙二酯纤维合成的化学方程式为
+(2n-1)H2O。
②聚酰胺纤维:聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)合成的化学方程式为
nH2N—(CH2)6—NH2+nHOOC(CH2)4COOH
+(2n-1)H2O。
4.合成橡胶
性能及 应用 橡胶是一类具有弹性的物质,在外力作用下,橡胶的形状会发生改变,去除外力后又能恢复原来的形状。橡胶在耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等方面有着独特的优势。广泛应用于工业、农业、国防、交通及日常生活的方方面面。
合成橡胶 的发展 合成橡胶在20世纪初就出现,40年代得到迅速发展。现在已经有丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等。
实例(顺 丁橡胶) ①合成反应:以1,3-丁二烯为原料,在催化剂作用下发生加聚反应,得到以顺式为主的聚合物,反应方程式为: nCH2CH—CHCH2 。 ②橡胶的硫化:将线型结构的橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的双键打开,以二硫键(—S—S—)等把线型结构连接为网状结构,得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
(二)问题探究
问题1　现有下列物质:聚氯乙烯凉鞋、电木插座、自行车内胎、聚乙烯塑料膜、有机玻璃。分析上述物质,思考下列问题:
(1)它们哪些是线型高分子,哪些是体型高分子
提示　线型高分子有:聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜、有机玻璃;体型高分子有:电木插座。
(2)线性高分子和体型高分子性质上有哪些差异 请具体说明。
提示　线型高分子能缓慢溶于有机溶剂,具有热塑性、绝缘性好,而体型高分子不易溶解,具有热固性、有可塑性。
问题2　在橡胶工业中,制造橡胶要经过硫化工艺,将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂,以得到具有网状结构的树脂。两者的目的相同吗
提示　橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增加橡胶的强度;高吸水性树脂将线型结构连接为网状结构是使它既吸水又不溶于水。因此二者做成网状结构的目的并不同。
问题3　在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶一般不能用橡胶塞,这是什么原因呢
提示　绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫),故橡胶有较强的还原性,容易被高锰酸钾氧化。
【探究归纳】
1.新型有机高分子材料与传统合成材料的区别与联系
(1)新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别,它们只是相对而言。
①从组成元素看,都是由C、H、O、N、S等元素组成;
②从合成反应看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成;
③从结构看,也都是分两种结构:线型结构和体型结构。
(2)它们的重要区别在于功能与性能上,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域。
2.线型、体型高分子材料的比较
分类 线型高分子 体型(网状) 高分子
线型结构 支链结构 体型结构
结构
分子中的原子以共价键相互连接,构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间有许多共价键交联起来,形成三维空间网状结构
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
1.高分子材料在各个领域中有广泛应用。下列说法错误的是 (　　)
A.聚氯乙烯(PVC)生产的塑料制品常用于食品包装
B.聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是通过缩聚反应制备的高分子纤维
C.有机玻璃(PMMA)可由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得
D.聚四氟乙烯(PTFE)常用作不粘锅内壁涂层
答案　A
解析　聚乙烯塑料制品可用于食品包装,聚氯乙烯塑料制品在使用过程中会释放出有毒物质,故其不可用于食品包装,A错误;聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是通过缩聚反应制备的高分子纤维,B正确;甲基丙烯酸甲酯中含有碳碳双键,则有机玻璃(PMMA)可由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得,C正确;聚四氟乙烯(PTFE)性质稳定,常用作不粘锅内壁涂层,D正确。
2.聚氯乙烯(PVC,结构如图所示)树脂的用途十分广泛,它是当前产量最大的树脂之一,下列有关PVC的说法错误的是 (　　)
A.属于混合物
B.单体为氯乙烯
C.含有极性共价键和非极性共价键
D.将PVC加入足量的AgNO3溶液中,理论上可得到n mol AgCl
答案　D
解析　聚氯乙烯为高聚物,属于混合物,A正确;根据聚氯乙烯(PVC)的结构简式可知,其单体为氯乙烯,B正确;聚氯乙烯中有碳碳非极性键、碳氢极性键、碳氯极性键,C正确;PVC在溶液中不能电离出氯离子,故加入硝酸银溶液不能得到AgCl,D错误。
3.足球运动中的球衣材料通常是由聚对苯二甲酸乙二酯组成,结构简式如图所示。下列有关该有机高分子材料的说法正确的是 (　　)
A.属于热固性塑料
B.可以通过加聚反应进行合成
C.上述材料制成的球衣不宜用热的碱性洗涤剂洗涤
D.单体为和HOCH2CH2CH2OH
答案　C
解析　聚对苯二甲酸乙二酯分子是线型分子,线型分子属于热塑性塑料,A错误;该物质是对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应生成的,除生成聚对苯二甲酸乙二酯外,还生成了小分子水,B错误;上述材料属于聚酯,其中含有酯基,在碱性条件下会发生水解反应,导致物质分子破坏,因此制成的球衣不宜用热的碱性洗涤剂洗涤,C正确;该聚合物是由和HOCH2CH2OH通过缩聚反应产生的高分子化合物,D错误。
二、功能高分子材料　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.定义和分类
2.高吸水性树脂
应用 可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。可以用于婴幼儿纸尿裤等。
合成 思路 一是改造纤维素或淀粉分子,接入强亲水基团;在淀粉或纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链,提高吸水能力。例如,淀粉遇丙烯酸钠在一定条件下发生反应,生成以淀粉为主链的接枝共聚物。为防止共聚物溶于水,还需在交联作用下生成网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂。 二是合成新的带有强亲水基团的高分子。用带有强亲水性基团的烯类单体进行聚合,得到含亲水基团的高聚物。例如,在丙烯酸钠中加入少量交联剂,然后发生聚合反应,得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
3.高分子分离膜
(二)互动探究
高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能比较。
现象及数据处理:
吸水材料 高吸水性树脂(尿不湿) 一般吸水材料(餐巾纸)
吸水前质量m1/g 1.00 1.00
吸水现象 呈凝胶状,有较好的保水能力 吸水后变形程度小,保水能力较差
吸水后质量m2/g 84.82 11.00
吸水率(m2-m1)/m1 83.82吸水性强 10吸水性差
实验结论:其他条件相同时,高吸水性树脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的强。
【问题讨论】
问题1　为什么高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别这么大
提示　绝大多数高吸水性树脂的主链或接枝侧链上含有羧基、羟基等强亲水性基团。
问题2　为什么高吸水性树脂能吸水而又不溶于水
提示　高吸水性树脂分子中含有强吸水性基团和一定的网状结构(具有一定的交联度)。利用分子中大量的亲水基团与水分子之间产生氢键等作用吸收水分子,并且通过网状结构将水分子束缚在高分子网格中,形成溶胀的凝胶体。这种凝胶体的保水能力很强,在一定压力下也不易失水。
问题3　角膜接触镜,俗称隐形眼镜。目前大量使用的软质隐形眼镜,具有良好的吸水性,你觉得主要成分可能是下列材料中的哪种
①硅酸钠
②聚氯乙烯
③聚甲基丙烯酸羟乙酯
提示　隐形眼镜质软,且具有良好的吸水性,所以其主要成分应是③聚甲基丙烯酸羟乙酯。
【探究归纳】　功能高分子材料的比较
功能高分 子材料 主要功能 主要应用
高 分 子 膜 高分子 分离膜 选择性地允许某些物质通过 ①废水处理 ②海水淡化 ③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等
高分子 传感膜 把化学能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池
高分子 热电膜 把热能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池
医用高 分子材料 ①具有优异的生物相容性 ②具有某些特殊功能 人造器官
4.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发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述不正确的是 (　　)
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
答案　C
解析　导电塑料是将树脂和导电物质混合,用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料。主要应用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域,A正确;高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜,利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化,B正确;根据物理学知识,导弹的射程与其本身的质量有关,因此提高导弹的射程与复合材料的耐腐蚀性能无关,C错误;医用高分子材料归属于功能高分子材料,它们都无毒、具有良好的生物相容性和稳定性,有足够的机械强度等特点,因此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,D正确。
5.科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术,即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯()与水的混合物,使其与沙粒结合,既能阻止地下的盐分上升,又能拦截、蓄积雨水。下列对聚丙烯酸酯的叙述正确的是 (　　)
①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2CHCOOR
②聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点
③聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应和加成反应
④其聚合方式与酚醛树脂的聚合方式相同
⑤聚丙烯酸酯具有很强的吸水性
A.③④ B.①②
C.①②③ D.①②③④
答案　B
解析　①由高分子化合物的结构简式可知其单体为CH2CHCOOR,正确;②聚合度n不确定,聚丙烯酸酯属于混合物,没有固定的熔、沸点,正确;③聚丙烯酸酯含有酯基,在一定条件下能发生水解反应,没有碳碳双键,不能发生加成反应,错误;④合成聚丙烯酸酯的反应属于加聚反应,酚醛树脂的聚合方式是缩聚反应,错误;⑤聚丙烯酸酯属于酯类,与水互不相溶,没有吸水性,错误;故选B。
6.医用胶能够在常温、常压下发生加聚反应,快速黏合伤口,且黏合部位牢固,它的结构中含有α-氰基丙烯酸酯(结构如图所示)。下列关于医用胶的说法正确的是 (　　)
A.碳碳双键发生加聚反应使医用胶形成网状结构
B.氰基和酯基使碳碳双键活化,更易发生加聚反应
C.医用胶中含有极性基团,故水溶性很好
D.医用胶与皮肤黏合牢固只靠氰基与蛋白质分子间形成的氢键
答案　B
解析　碳碳双键发生加聚反应形成线型结构,故A错误;氰基和酯基使碳碳双键的极性增大,更容易断键发生加聚反应,B正确;该医用胶中的氰基和酯基具有强极性,但其形成的聚合物更易溶于有机溶剂,C错误;α-氰基丙烯酸酯,可通过吸收空气中或被粘物表面上的湿气,发生阴离子聚合实现固化,D错误。
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)通用高分子材料
1.高分子材料与生产、生活密切相关,下列说法正确的是 (　　)
A.高分子材料一定易燃烧
B.高分子材料一定难溶于水
C.高分子材料一定不导电
D.高分子材料可通过加聚或缩聚反应制备
答案　D
解析　大多数高分子含有碳、氢元素,一般易燃烧,但高分子材料不一定易燃烧,如聚氯乙烯、含氟塑料等不易燃,A错误;高分子材料不一定难溶于水,有溶于水的高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物,B错误;高分子材料不一定不导电,导电聚合物包括聚乙炔、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔等,C错误;合成高分子材料的方法一般有加聚、缩聚反应两种方法,D正确。
2.下列说法中正确的是 (　　)
A.塑料在自然环境下不易分解,会造成“白色污染”
B.用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯塑料
C.天然纤维是不能再被加工的
D.塑料、橡胶和纤维制品所含的元素种类完全相同
答案　A
解析　塑料在自然环境下不易分解,长时间在自然界中存留,造成“白色污染”,A正确;包装食品的塑料是聚乙烯,聚氯乙烯塑料会释放氯元素,产生有毒物质,B错误;天然纤维可以再加工,C错误;硫化橡胶含硫元素,塑料、纤维制品没有硫元素,D错误。
3.有机高分子在生产生活中应用广泛。下列说法正确的是 (　　)
A.酚醛树脂类高分子易降解,故常用于制作衣物
B.淀粉和纤维素均属于天然高分子,可水解得到葡萄糖
C.合成橡胶均具有耐油、耐热、耐寒、耐腐蚀等性能
D.聚酯纤维和聚酰胺纤维均为人工合成高分子材料,均不耐热
答案　B
解析　酚醛树脂类高分子不易降解,A错误;淀粉、纤维素属于多糖,属于天然高分子,可水解得到葡萄糖,B正确;合成橡胶是利用低分子物质合成的一类弹性特别强的高分子化合物,与天然橡胶相比,某些合成橡胶具有较天然橡胶优良的高弹性、绝缘性、耐油、耐热、耐寒、耐腐蚀等特性,C错误;聚酯纤维和聚酰胺纤维均为人工合成高分子材料,均具有耐热性,D错误。
4.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.乙丙橡胶()
D.硫化橡胶(天然橡胶中加硫黄,使断裂,使其由线型结构变成体型结构)
答案　A
解析　天然橡胶中含有碳碳双键,所以不稳定,会被空气氧化而变硬,A正确;硅橡胶不含不饱和键,所以比较稳定,B错误;乙丙橡胶不含不饱和键,所以比较稳定,C错误;硫化橡胶中的碳碳双键已断裂,故硫化橡胶稳定,不易被氧化,D错误。
(二)功能高分子材料
5.一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质。下列高分子中有可能被采用的是 (　　)
A.
B.
C.
D.
答案　B
解析　一次性纸尿片能吸水说明分子中含亲水基,常见亲水基有—OH、—COOH等,A、C、D均不易溶于水,且C是丙烯的高聚物,D是乙烯卤代物的高聚物,A中含有酯基,三者都不溶于水,也不吸水。B为聚羧酸钠,具有良好的保水性,故选B。
6.邮票背面的黏合剂具有吸水性。该黏合剂的成分可能是 (　　)
A. ?CH2—CH2?
B.
C.
D.
答案　B
解析　根据选项中物质的结构可以知道,四种物质中只有中含有亲水基团羟基—OH,故与水相溶,具有吸水性。
7.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时,都要加入交联剂。下列有关说法错误的是 (　　)
A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
答案　D
解析　加入交联剂将聚合物中的双键打开,把线型结构连接为网状结构,A正确;橡胶工业中将线型结构连接为网状结构得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶,因此是为了增强橡胶的强度,B正确;制备高吸水性树脂时可将线型结构连接为网状结构,这样做的目的为了使它既吸水又不溶于水,C正确;顺丁橡胶具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造轮胎,因此顺丁橡胶不溶于水,D错误。
B级　素养培优练
8.L是一种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物,它由三种单体聚合而成,每个单体的分子中均含有一个官能团。
下列相关说法正确的是 (　　)
A.制备L的反应是加聚反应
B.L的单体为、和HCHO
C.参加反应的三种单体的物质的量之比为1∶1∶1
D.三种单体能生成网状结构的高分子化合物
答案　D
解析　的链节为,在竖线处断键,并连接O和—H,从而得出三种单体分别为HCHO、、。三种单体分别为HCHO、、,所以制备L的反应是缩聚反应,A、B错误;参加反应的三种单体HCHO、、的物质的量之比为2∶1∶1,C错误;苯酚上邻、对位上的H、苯胺上的邻、对位上的H均能和甲醛发生缩聚反应,生成网状结构的高分子化合物,D正确。
9.尼龙-6可由己内酰胺()一步合成,结构片段如下图所示,表示链的延伸。下列说法不正确的是 (　　)
A.氢键对尼龙-6的性能有影响
B.尼龙-6的链节为
C.由己内酰胺合成尼龙-6的过程中脱去水分子
D.己内酰胺在酸性条件和碱性条件下的水解产物不一样
答案　C
解析　由于氢键的存在,尼龙-6具有较大的吸湿性,制品尺寸稳定性差,所以氢键对尼龙-6的性能有影响,A正确;观察尼龙-6的结构片段,可知片段中不断重复的部分为,即,则尼龙-6的链节为,B正确;结合己内酰胺的结构简式和尼龙-6的结构片段,可以确定尼龙-6的链节即为己内酰胺的酰胺基断裂后的结构,即尼龙-6由己内酰胺开环聚合得到,所以由己内酰胺合成尼龙-6的过程中没有脱去水分子,C错误;己内酰胺在酸性条件和碱性条件下的水解产物分别为盐酸盐和钠盐,不一样,D正确。
10.我国科学家合成了一种咪唑基聚离子液体(PIL/AcO),该离子液体可用于制备离子导体。PIL/AcO的合成路线如下:
已知:高分子链之间形成氢键可显著提高材料的力学性能。
下列说法不正确的是 (　　)
A.L和M不是同系物
B.生成PIL/AcO时,参加反应的K和N的物质的量之比为x∶y
C.该反应的副产物不可能是网状结构的高分子
D.x与y的和一定时,改变x与y的比值可调控离子导体的力学性能
答案　C
解析　同系物是结构相似,分子组成相差若干个“CH2”的有机物,L、M中所含有的醛基个数不同,分子组成也不是相差若干个“CH2”,不是同系物,A正确;由聚合物PIL/AcO的结构式可知,含有K的结构单元聚合度为x,含有N的结构单元聚合度为y,故参加反应的K和N的物质的量之比为x∶y,B正确;聚合度为y的结构单元中还有羟基,可以与其他高分子链中的羟基发生脱水从而连接形成网状结构,C错误;聚合物PIL/AcO中有乙酸根和聚合物中的N形成离子键,x与y的和一定时,改变x与y的比值,高分子链的总长度不同,可调控离子导体的力学性能,D正确。
11.全氟磺酸质子交换膜广泛用于酸性氢氧燃料电池。其传导质子的原理示意图如图。电池放电时,—SO3H脱出H+,生成的—S会吸引邻近水分子中的H,在电场的驱动下,H+以水分子为载体在膜中沿“氢键链”迅速转移,达到选择透过的效果。下列说法错误的是 (　　)
A.该全氟磺酸质子膜单体可能是CF2CF2和CF2CF—SO3H
B.—SO3H的酸性强弱和膜的湿润程度均对该质子膜的导电性有显著影响
C.若将全氟代物主链改为烃链,则该膜稳定性下降,但导电性能更好
D.电池工作时,若负极有D2放电,停止工作时,质子膜中可能检测出含—SO3D
答案　C
解析　根据全氟磺酸质子膜高分子材料结构推断单体可能是CF2CF2和CF2CF—SO3H,A正确;根据题干信息,电池放电时,—SO3H脱出H+,生成的—S会吸引邻近水分子中的H,在电场的驱动下,H+以水分子为载体在膜中沿“氢键链”迅速转移,可知—SO3H的酸性强弱和膜的湿润程度均对该质子膜的导电性有显著影响,B正确;F原子的电负性比较大,是吸电子基团,导致—SO3H附近的电子云密度减小,而H+带正电,—SO3H附近的电子云密度减小后与带正电的H+结合不紧密,变得更容易电离,所以稳定性下降,导电性能更好,若将全氟代物主链改为烃链,则该膜稳定性提高,但导电性能减弱,C错误;根据该燃料电池工作原理可知,当负极有D2放电,停止工作时,质子膜中可能检测出含—SO3D,D正确。
12.聚丙烯酸酯()是新型功能高分子材料,橡胶是传统高分子材料,天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,其结构为。
(1)聚丙烯酸酯()与水的混合物,能阻止地下的盐分上升,又能拦截、蓄积雨水。下列对聚丙烯酸酯的叙述错误的是　　　　　　　　　　　。
A.聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH3CH2COOR
B.聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点
C.聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应和加成反应
D.聚丙烯酸酯具有很强的吸水性
(2)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。
(3)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,溴水是否褪色 　　　　　;分析其原因:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)ACD　(2)它是线型高分子　线型结构　网状结构　不能
(3)褪色　单体中含有碳碳双键,可使溴水褪色
解析　(1)聚丙烯酸酯是由单体丙烯酸酯
(CH2CHCOOR)发生加聚反应得到的高分子,A错误;由于聚丙烯酸酯属于混合物,因此没有固定的熔、沸点,B正确;聚丙烯酸酯中无碳碳双键,含有酯基,故其能发生水解反应,不能发生加成反应,C错误;聚丙烯酸酯分子中不含亲水基团,故无吸水性,D错误。(2)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,故硫化橡胶不能溶于汽油。(3)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键,能与溴发生加成反应,使溴水褪色。第二节　高分子材料
基础课时21　高分子材料
学习目标　1.结合典型实例,认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点。2.结合典型实例,了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。
一、通用高分子材料　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.高分子材料的分类
2.塑料
(1)塑料的成分
(2)塑料的分类
(3)聚乙烯——高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较
分类 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯
合成条件 高温、高压、引发剂 低压、催化剂
产品 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯
分子结构类型 支链型 线型
相对分子质量 相对　　　 相对　　　
软化温度 相对　　　 相对　　　
密度 相对　　　 相对　　　
主要性能 无毒、较　　　 无毒、较　　
(4)酚醛树脂
①在酸催化下的化学方程式为　　　　　　　　, 　　　　　　　 　　　　　　　　。
②在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应,生成　　　　　　　　、　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　等,然后加热继续反应,生成网状结构的酚醛树脂。
③酚醛树脂的用途
主要用作　　　　、　　　　、阻燃、隔音材料和　　　　材料,如烹饪器具手柄,电器与汽车的零部件等。
3.合成纤维
(1)分类
纤维
(2)来源、性质和应用
合成 纤维 ①以　　　　　　　　　　　　　　等为原料加工制得的单体,再经过聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。 ②六纶包括:　　　　　　　　、锦纶、腈纶、　　　　　、　　　　　、氯纶。其性能具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点,除维纶外,其他合成纤维的　　　　　　性和透气性明显不足。
再生 纤维 以木材、秸秆等农副产品为原料,经过加工处理得到的纤维。
(3)常见合成纤维的合成
①聚酯纤维:聚对苯二甲酸乙二酯纤维合成的化学方程式为　　　　　　　 　　　　　　　
　　　　　　　　。
②聚酰胺纤维:聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)合成的化学方程式为　　　　　　　
　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　　。
4.合成橡胶
性能及 应用 橡胶是一类具有弹性的物质,在外力作用下,橡胶的形状会发生改变,去除外力后又能恢复原来的形状。橡胶在耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等方面有着独特的优势。广泛应用于工业、农业、国防、交通及日常生活的方方面面。
合成橡胶 的发展 合成橡胶在20世纪初就出现,40年代得到迅速发展。现在已经有丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等。
实例(顺 丁橡胶) ①合成反应:以1,3-丁二烯为原料,在催化剂作用下发生加聚反应,得到以顺式为主的聚合物,反应方程式为: nCH2==CH—CH==CH2 　　　　　　　　。 ②橡胶的硫化:将线型结构的橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的　　　　打开,以　　　　　　等把线型结构连接为　　　　　　结构,得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
(二)问题探究
问题1　现有下列物质:聚氯乙烯凉鞋、电木插座、自行车内胎、聚乙烯塑料膜、有机玻璃。分析上述物质,思考下列问题:
(1)它们哪些是线型高分子,哪些是体型高分子
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)线性高分子和体型高分子性质上有哪些差异 请具体说明。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　在橡胶工业中,制造橡胶要经过硫化工艺,将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂,以得到具有网状结构的树脂。两者的目的相同吗
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题3　在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶一般不能用橡胶塞,这是什么原因呢
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】
1.新型有机高分子材料与传统合成材料的区别与联系
(1)新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别,它们只是相对而言。
①从组成元素看,都是由C、H、O、N、S等元素组成;
②从合成反应看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成;
③从结构看,也都是分两种结构:线型结构和体型结构。
(2)它们的重要区别在于功能与性能上,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域。
2.线型、体型高分子材料的比较
分类 线型高分子 体型(网状) 高分子
线型结构 支链结构 体型结构
结构
分子中的原子以共价键相互连接,构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间有许多共价键交联起来,形成三维空间网状结构
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
1.高分子材料在各个领域中有广泛应用。下列说法错误的是(　　)
A.聚氯乙烯(PVC)生产的塑料制品常用于食品包装
B.聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是通过缩聚反应制备的高分子纤维
C.有机玻璃(PMMA)可由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得
D.聚四氟乙烯(PTFE)常用作不粘锅内壁涂层
2.聚氯乙烯(PVC,结构如图所示)树脂的用途十分广泛,它是当前产量最大的树脂之一,下列有关PVC的说法错误的是(　　)
A.属于混合物
B.单体为氯乙烯
C.含有极性共价键和非极性共价键
D.将PVC加入足量的AgNO3溶液中,理论上可得到n mol AgCl
3.足球运动中的球衣材料通常是由聚对苯二甲酸乙二酯组成,结构简式如图所示。下列有关该有机高分子材料的说法正确的是(　　)
A.属于热固性塑料
B.可以通过加聚反应进行合成
C.上述材料制成的球衣不宜用热的碱性洗涤剂洗涤
D.单体为和HOCH2CH2CH2OH
二、功能高分子材料　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.定义和分类
2.高吸水性树脂
应用 可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。可以用于婴幼儿纸尿裤等。
合成 思路 一是改造纤维素或淀粉分子,接入强亲水基团;在淀粉或纤维素的主链上再接入带有　　　　　　基团的支链,提高吸水能力。例如,淀粉遇丙烯酸钠在一定条件下发生反应,生成以淀粉为主链的接枝共聚物。为防止共聚物溶于水,还需在交联作用下生成网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂。 二是合成新的带有强亲水基团的高分子。用带有　　　　　　基团的烯类单体进行聚合,得到含　　　　　　基团的高聚物。例如,在丙烯酸钠中加入少量交联剂,然后发生聚合反应,得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
3.高分子分离膜
(二)互动探究
高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能比较。
现象及数据处理:
吸水材料 高吸水性树脂(尿不湿) 一般吸水材料(餐巾纸)
吸水前质量m1/g 1.00 1.00
吸水现象 呈凝胶状,有较好的保水能力 吸水后变形程度小,保水能力较差
吸水后质量m2/g 84.82 11.00
吸水率(m2-m1)/m1 83.82吸水性强 10吸水性差
实验结论:其他条件相同时,高吸水性树脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的强。
【问题讨论】
问题1　为什么高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别这么大
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　为什么高吸水性树脂能吸水而又不溶于水
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题3　角膜接触镜,俗称隐形眼镜。目前大量使用的软质隐形眼镜,具有良好的吸水性,你觉得主要成分可能是下列材料中的哪种
①硅酸钠
②聚氯乙烯
③聚甲基丙烯酸羟乙酯
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】　功能高分子材料的比较
功能高分 子材料 主要功能 主要应用
高 分 子 膜 高分子 分离膜 选择性地允许某些物质通过 ①废水处理 ②海水淡化 ③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等
高分子 传感膜 把化学能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池
高分子 热电膜 把热能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池
医用高 分子材料 ①具有优异的生物相容性 ②具有某些特殊功能 人造器官
4.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发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述不正确的是(　　)
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
5.科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术,即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯()与水的混合物,使其与沙粒结合,既能阻止地下的盐分上升,又能拦截、蓄积雨水。下列对聚丙烯酸酯的叙述正确的是(　　)
①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为
CH2==CHCOOR
②聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点
③聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应和加成反应
④其聚合方式与酚醛树脂的聚合方式相同
⑤聚丙烯酸酯具有很强的吸水性
A.③④ B.①②
C.①②③ D.①②③④
6.医用胶能够在常温、常压下发生加聚反应,快速黏合伤口,且黏合部位牢固,它的结构中含有α-氰基丙烯酸酯(结构如图所示)。下列关于医用胶的说法正确的是(　　)
A.碳碳双键发生加聚反应使医用胶形成网状结构
B.氰基和酯基使碳碳双键活化,更易发生加聚反应
C.医用胶中含有极性基团,故水溶性很好
D.医用胶与皮肤黏合牢固只靠氰基与蛋白质分子间形成的氢键
:课后完成　第五章　基础课时21
高考真题体验(五)
章末测评验收卷(五)(共60张PPT)
第二节　高分子材料
第五章　合成高分子
基础课时 　高分子材料
21
1.结合典型实例,认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点。2.结合典型实例,了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。
学习目标
一、通用高分子材料
二、功能高分子材料
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
一、通用高分子材料
对点训练
(一)知识梳理
1.高分子材料的分类
通用
合成纤维
合成橡胶
功能
2.塑料
(1)塑料的成分
合成树脂
增塑剂
热稳定性
着色剂
(2)塑料的分类
热塑性
热固性
酚醛树脂
(3)聚乙烯——高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较
分类 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯
合成条件 高温、高压、引发剂 低压、催化剂
产品 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯
分子结构类型 支链型 线型
相对分子质量 相对_______ 相对_______
软化温度 相对_______ 相对_______
密度 相对_______ 相对_______
主要性能 无毒、较_______ 无毒、较_____
较小
较大
较低
较高
较小
较大
柔软
硬
(4)酚醛树脂
①在酸催化下的化学方程式为
________________________________________________________________,
________________________________________________________________。
②在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应,生成_______________、_________________、____________________等,然后加热继续反应,生成网状结构的酚醛树脂。
③酚醛树脂的用途
主要用作________、________、阻燃、隔音材料和________材料,如烹饪器具手柄,电器与汽车的零部件等。
羟甲基苯酚
二羟甲基苯酚
三羟甲基苯酚
绝缘
隔热
复合
3.合成纤维
(1)分类
纤维
天然
化学
(2)来源、性质和应用
合成 纤维 ①以____________________________等为原料加工制得的单体,再经过聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。
②六纶包括:________________、锦纶、腈纶、__________、__________、氯纶。其性能具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点,除维纶外,其他合成纤维的____________性和透气性明显不足。
再生 纤维 以木材、秸秆等农副产品为原料,经过加工处理得到的纤维。
石油、天然气、煤和农副产品
涤纶
丙纶
维纶
吸湿
(3)常见合成纤维的合成
①聚酯纤维:聚对苯二甲酸乙二酯纤维合成的化学方程式为
___________________________________________________________________
②聚酰胺纤维:聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)合成的化学方程式为
_____________________________________________________________。
4.合成橡胶
性能及 应用 橡胶是一类具有弹性的物质,在外力作用下,橡胶的形状会发生改变,去除外力后又能恢复原来的形状。橡胶在耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等方面有着独特的优势。广泛应用于工业、农业、国防、交通及日常生活的方方面面。
合成橡胶 的发展 合成橡胶在20世纪初就出现,40年代得到迅速发展。现在已经有丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等。
双键
二硫键(—S—S—)
网状
(二)问题探究
问题1　现有下列物质:聚氯乙烯凉鞋、电木插座、自行车内胎、聚乙烯塑料膜、有机玻璃。分析上述物质,思考下列问题:
(1)它们哪些是线型高分子,哪些是体型高分子
提示　线型高分子有:聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜、有机玻璃;体型高分子有:电木插座。
(2)线性高分子和体型高分子性质上有哪些差异 请具体说明。
提示　线型高分子能缓慢溶于有机溶剂,具有热塑性、绝缘性好,而体型高分子不易溶解,具有热固性、有可塑性。
问题2　在橡胶工业中,制造橡胶要经过硫化工艺,将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂,以得到具有网状结构的树脂。两者的目的相同吗
提示　橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增加橡胶的强度;高吸水性树脂将线型结构连接为网状结构是使它既吸水又不溶于水。因此二者做成网状结构的目的并不同。
问题3　在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶一般不能用橡胶塞,这是什么原因呢
提示　绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫),故橡胶有较强的还原性,容易被高锰酸钾氧化。
【探究归纳】
1.新型有机高分子材料与传统合成材料的区别与联系
(1)新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别,它们只是相对而言。
①从组成元素看,都是由C、H、O、N、S等元素组成;
②从合成反应看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成;
③从结构看,也都是分两种结构:线型结构和体型结构。
(2)它们的重要区别在于功能与性能上,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域。
2.线型、体型高分子材料的比较
1.高分子材料在各个领域中有广泛应用。下列说法错误的是(　　)
A.聚氯乙烯(PVC)生产的塑料制品常用于食品包装
B.聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是通过缩聚反应制备的高分子纤维
C.有机玻璃(PMMA)可由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得
D.聚四氟乙烯(PTFE)常用作不粘锅内壁涂层
解析　聚乙烯塑料制品可用于食品包装,聚氯乙烯塑料制品在使用过程中会释放出有毒物质,故其不可用于食品包装,A错误;聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是通过缩聚反应制备的高分子纤维,B正确;甲基丙烯酸甲酯中含有碳碳双键,则有机玻璃(PMMA)可由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得,C正确;聚四氟乙烯(PTFE)性质稳定,常用作不粘锅内壁涂层,D正确。
A
2.聚氯乙烯(PVC,结构如图所示)树脂的用途十分广泛,它是当前产量最大的树脂之一,下列有关PVC的说法错误的是(　　)
A.属于混合物
B.单体为氯乙烯
C.含有极性共价键和非极性共价键
D.将PVC加入足量的AgNO3溶液中,理论上可得到n mol AgCl
解析　聚氯乙烯为高聚物,属于混合物,A正确;根据聚氯乙烯(PVC)的结构简式可知,其单体为氯乙烯,B正确;聚氯乙烯中有碳碳非极性键、碳氢极性键、碳氯极性键,C正确;PVC在溶液中不能电离出氯离子,故加入硝酸银溶液不能得到AgCl,D错误。
D
3.足球运动中的球衣材料通常是由聚对苯二甲酸乙二酯组成,结构简式如图所示。下列有关该有机高分子材料的说法正确的是(　　)
C
二、功能高分子材料
对点训练
(一)知识梳理
1.定义和分类
化学
物理
医学
分离膜
高吸水性
医用
2.高吸水性树脂
应用 可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。可以用于婴幼儿纸尿裤等。
合成 思路 一是改造纤维素或淀粉分子,接入强亲水基团;在淀粉或纤维素的主链上再接入带有____________基团的支链,提高吸水能力。例如,淀粉遇丙烯酸钠在一定条件下发生反应,生成以淀粉为主链的接枝共聚物。为防止共聚物溶于水,还需在交联作用下生成网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
二是合成新的带有强亲水基团的高分子。用带有____________基团的烯类单体进行聚合,得到含____________基团的高聚物。例如,在丙烯酸钠中加入少量交联剂,然后发生聚合反应,得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
强亲水
强亲水性
亲水
3.高分子分离膜
(二)互动探究
高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能比较。
现象及数据处理:
吸水材料 高吸水性树脂(尿不湿) 一般吸水材料(餐巾纸)
吸水前质量m1/g 1.00 1.00
吸水现象 呈凝胶状,有较好的保水能力 吸水后变形程度小,保水能力较差
吸水后质量m2/g 84.82 11.00
吸水率(m2-m1)/m1 83.82吸水性强 10吸水性差
实验结论:其他条件相同时,高吸水性树脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的强。
【问题讨论】
问题1　为什么高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别这么大
提示　绝大多数高吸水性树脂的主链或接枝侧链上含有羧基、羟基等强亲水性基团。
问题2　为什么高吸水性树脂能吸水而又不溶于水
提示　高吸水性树脂分子中含有强吸水性基团和一定的网状结构(具有一定的交联度)。利用分子中大量的亲水基团与水分子之间产生氢键等作用吸收水分子,并且通过网状结构将水分子束缚在高分子网格中,形成溶胀的凝胶体。这种凝胶体的保水能力很强,在一定压力下也不易失水。
问题3　角膜接触镜,俗称隐形眼镜。目前大量使用的软质隐形眼镜,具有良好的吸水性,你觉得主要成分可能是下列材料中的哪种
①硅酸钠
②聚氯乙烯
③聚甲基丙烯酸羟乙酯
提示　隐形眼镜质软,且具有良好的吸水性,所以其主要成分应是③聚甲基丙烯酸羟乙酯。
【探究归纳】　功能高分子材料的比较
功能高分子材料 主要功能 主要应用
高 分 子 膜 高分子分离膜 选择性地允许某些物质通过 ①废水处理
②海水淡化
③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等
高分子传感膜 把化学能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池
高分子热电膜 把热能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池
医用高分子材料 ①具有优异的生物相容性 ②具有某些特殊功能 人造器官
4.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发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述不正确的是(　　)
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
C
解析　导电塑料是将树脂和导电物质混合,用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料。主要应用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域,A正确;高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜,利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化,B正确;根据物理学知识,导弹的射程与其本身的质量有关,因此提高导弹的射程与复合材料的耐腐蚀性能无关,C错误;医用高分子材料归属于功能高分子材料,它们都无毒、具有良好的生物相容性和稳定性,有足够的机械强度等特点,因此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,D正确。
①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2==CHCOOR
②聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点
③聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应和加成反应
④其聚合方式与酚醛树脂的聚合方式相同
⑤聚丙烯酸酯具有很强的吸水性
A.③④ B.①② C.①②③ D.①②③④
B
解析　①由高分子化合物的结构简式可知其单体为CH2==CHCOOR,正确;②聚合度n不确定,聚丙烯酸酯属于混合物,没有固定的熔、沸点,正确;③聚丙烯酸酯含有酯基,在一定条件下能发生水解反应,没有碳碳双键,不能发生加成反应,错误;④合成聚丙烯酸酯的反应属于加聚反应,酚醛树脂的聚合方式是缩聚反应,错误;⑤聚丙烯酸酯属于酯类,与水互不相溶,没有吸水性,错误;故选B。
6.医用胶能够在常温、常压下发生加聚反应,快速黏合伤口,且黏合部位牢固,它的结构中含有α-氰基丙烯酸酯(结构如图所示)。下列关于医用胶的说法正确的是(　　)
A.碳碳双键发生加聚反应使医用胶形成网状结构
B.氰基和酯基使碳碳双键活化,更易发生加聚反应
C.医用胶中含有极性基团,故水溶性很好
D.医用胶与皮肤黏合牢固只靠氰基与蛋白质分子间形成的氢键
B
解析　碳碳双键发生加聚反应形成线型结构,故A错误;氰基和酯基使碳碳双键的极性增大,更容易断键发生加聚反应,B正确;该医用胶中的氰基和酯基具有强极性,但其形成的聚合物更易溶于有机溶剂,C错误;α-氰基丙烯酸酯,可通过吸收空气中或被粘物表面上的湿气,发生阴离子聚合实现固化,D错误。
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)通用高分子材料
1.高分子材料与生产、生活密切相关,下列说法正确的是(　　)
A.高分子材料一定易燃烧
B.高分子材料一定难溶于水
C.高分子材料一定不导电
D.高分子材料可通过加聚或缩聚反应制备
D
解析　大多数高分子含有碳、氢元素,一般易燃烧,但高分子材料不一定易燃烧,如聚氯乙烯、含氟塑料等不易燃,A错误;高分子材料不一定难溶于水,有溶于水的高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物,B错误;高分子材料不一定不导电,导电聚合物包括聚乙炔、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔等,C错误;合成高分子材料的方法一般有加聚、缩聚反应两种方法,D正确。
2.下列说法中正确的是(　　)
A.塑料在自然环境下不易分解,会造成“白色污染”
B.用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯塑料
C.天然纤维是不能再被加工的
D.塑料、橡胶和纤维制品所含的元素种类完全相同
解析　塑料在自然环境下不易分解,长时间在自然界中存留,造成“白色污染”,A正确;包装食品的塑料是聚乙烯,聚氯乙烯塑料会释放氯元素,产生有毒物质,B错误;天然纤维可以再加工,C错误;硫化橡胶含硫元素,塑料、纤维制品没有硫元素,D错误。
A
3.有机高分子在生产生活中应用广泛。下列说法正确的是(　　)
A.酚醛树脂类高分子易降解,故常用于制作衣物
B.淀粉和纤维素均属于天然高分子,可水解得到葡萄糖
C.合成橡胶均具有耐油、耐热、耐寒、耐腐蚀等性能
D.聚酯纤维和聚酰胺纤维均为人工合成高分子材料,均不耐热
B
解析　酚醛树脂类高分子不易降解,A错误;淀粉、纤维素属于多糖,属于天然高分子,可水解得到葡萄糖,B正确;合成橡胶是利用低分子物质合成的一类弹性特别强的高分子化合物,与天然橡胶相比,某些合成橡胶具有较天然橡胶优良的高弹性、绝缘性、耐油、耐热、耐寒、耐腐蚀等特性,C错误;聚酯纤维和聚酰胺纤维均为人工合成高分子材料,均具有耐热性,D错误。
4.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
解析　天然橡胶中含有碳碳双键,所以不稳定,会被空气氧化而变硬,A正确;硅橡胶不含不饱和键,所以比较稳定,B错误;乙丙橡胶不含不饱和键,所以比较稳定,C错误;硫化橡胶中的碳碳双键已断裂,故硫化橡胶稳定,不易被氧化,D错误。
(二)功能高分子材料
5.一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质。下列高分子中有可能被采用的是(　　)
B
解析　一次性纸尿片能吸水说明分子中含亲水基,常见亲水基有—OH、—COOH等,A、C、D均不易溶于水,且C是丙烯的高聚物,D是乙烯卤代物的高聚物,A中含有酯基,三者都不溶于水,也不吸水。B为聚羧酸钠,具有良好的保水性,故选B。
6.邮票背面的黏合剂具有吸水性。该黏合剂的成分可能是(　　)
B
7.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时,都要加入交联剂。下列有关说法错误的是(　　)
A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为网状结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
D
解析　加入交联剂将聚合物中的双键打开,把线型结构连接为网状结构,A正确;橡胶工业中将线型结构连接为网状结构得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶,因此是为了增强橡胶的强度,B正确;制备高吸水性树脂时可将线型结构连接为网状结构,这样做的目的为了使它既吸水又不溶于水,C正确;顺丁橡胶具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造轮胎,因此顺丁橡胶不溶于水,D错误。
B级　素养培优练
8.L是一种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物,它由三种单体聚合而成,每个单体的分子中均含有一个官能团。
D
下列相关说法正确的是(　　)
C
10.我国科学家合成了一种咪唑基聚离子液体(PIL/AcO),该离子液体可用于制备离子导体。PIL/AcO的合成路线如下:
已知:高分子链之间形成氢键可显著提
高材料的力学性能。
下列说法不正确的是(　　)
A.L和M不是同系物
B.生成PIL/AcO时,参加反应的K和N的物质的量之比为x∶y
C.该反应的副产物不可能是网状结构的高分子
D.x与y的和一定时,改变x与y的比值可调控离子导体的力学性能
C
解析　同系物是结构相似,分子组成相差若干个“CH2”的有机物,L、M中所含有的醛基个数不同,分子组成也不是相差若干个“CH2”,不是同系物,A正确;由聚合物PIL/AcO的结构式可知,含有K的结构单元聚合度为x,含有N的结构单元聚合度为y,故参加反应的K和N的物质的量之比为x∶y,B正确;聚合度为y的结构单元中还有羟基,可以与其他高分子链中的羟基发生脱水从而连接形成网状结构,C错误;聚合物PIL/AcO中有乙酸根和聚合物中的N形成离子键,x与y的和一定时,改变x与y的比值,高分子链的总长度不同,可调控离子导体的力学性能,D正确。
11.全氟磺酸质子交换膜广泛用于酸性氢氧燃料电池。其传导质子的原理示意图如图。电池放电时,—SO3H脱出H+,生成的—S会吸引邻近水分子中的H,在电场的驱动下,H+以水分子为载体在膜中沿“氢键链”迅速转移,达到选择透过的效果。下列说法错误的是(　　)
A.该全氟磺酸质子膜单体可能是CF2==CF2和
CF2==CF—SO3H
B.—SO3H的酸性强弱和膜的湿润程度均对该
质子膜的导电性有显著影响
C.若将全氟代物主链改为烃链,则该膜稳定性下降,但导电性能更好
D.电池工作时,若负极有D2放电,停止工作时,质子膜中可能检测出含—SO3D
C
解析　根据全氟磺酸质子膜高分子材料结构推断单体可能是CF2==CF2和CF2==CF—SO3H,A正确;根据题干信息,电池放电时,—SO3H脱出H+,生成的—S会吸引邻近水分子中的H,在电场的驱动下,H+以水分子为载体在膜中沿“氢键链”迅速转移,可知—SO3H的酸性强弱和膜的湿润程度均对该质子膜的导电性有显著影响,B正确;F原子的电负性比较大,是吸电子基团,导致—SO3H附近的电子云密度减小,而H+带正电,—SO3H附近的电子云密度减小后与带正电的H+结合不紧密,变得更容易电离,所以稳定性下降,导电性能更好,若将全氟代物主链改为烃链,则该膜稳定性提高,但导电性能减弱,C错误;根据该燃料电池工作原理可知,当负极有D2放电,停止工作时,质子膜中可能检测出含—SO3D,D正确。
A.聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH3CH2COOR
B.聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点
C.聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应和加成反应
D.聚丙烯酸酯具有很强的吸水性
ACD
解析　(1)聚丙烯酸酯是由单体丙烯酸酯(CH2==CHCOOR) 发生加聚反应得到的高分子,A错误;由于聚丙烯酸酯属于混合物,因此没有固定的熔、沸点,B正确;聚丙烯酸酯中无碳碳双键,含有酯基,故其能发生水解反应,不能发生加成反应,C错误;聚丙烯酸酯分子中不含亲水基团,故无吸水性,D错误。
(2)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。
(3)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,溴水是否褪色
　　　　　;分析其原因:　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
它是线型高分子
线型结构
网状结构
不能
褪色
单体中含有碳碳双键,可使溴水褪色
解析　(2)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,故硫化橡胶不能溶于汽油。(3)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键,能与溴发生加成反应,使溴水褪色。

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