高中化学 第一部分 第五章 第二、三节 应用广泛的高分子材料 功能高分子材料 新人教版选修5

第四 章进入合成有机高分子化合物的时代第二、三节应用广泛的高分子材料功能高分子材料晨背关键语句理解教材新知应用创新演练把握热点考向知识点一考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练知识点二第二、三节第二、三节 应用广泛高分子材料应用广泛高分子材料 功能高分子材料功能高分子材料 (1)塑料、合成纤维、合成橡胶被称为塑料、合成纤维、合成橡胶被称为“三大合成材三大合成材料料”。 (2)高分子材料有线型、体型两个结构。线型高分子高分子材料有线型、体型两个结构。线型高分子有热塑性，可溶于适当的溶剂，体型高分子具有热固性，有热塑性，可溶于适当的溶剂，体型高分子具有热固性，一般难溶于有机溶剂或者有的只有一定程度的溶胀。一般难溶于有机溶剂或者有的只有一定程度的溶胀。 (3)功能高分子材料既具有传统高分子材料的机械性功能高分子材料既具有传统高分子材料的机械性能，又具有某些特殊功能，原因是在高分子的主链或支能，又具有某些特殊功能，原因是在高分子的主链或支链上引入了某种功能原子团。链上引入了某种功能原子团。 (4)复合材料是由两种或两种以上材料组合在一起而复合材料是由两种或两种以上材料组合在一起而形成的新型高分子材料，其中一种材料作基体，另一种形成的新型高分子材料，其中一种材料作基体，另一种材料作增强体，一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐材料作增强体，一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能。腐蚀等优异性能。自学教材自学教材填要点填要点 1合成材料的分类合成材料的分类 (1)按合成材料的用途和性质可分为三大类：按合成材料的用途和性质可分为三大类： 合成高分子材料，如合成高分子材料，如 、 、 、黏合剂、涂料等。黏合剂、涂料等。 材料，如高分子分离膜、液晶高分子、材料，如高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子等。导电高分子、医用高分子等。 ，如玻璃钢。，如玻璃钢。塑料塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶功能高分子功能高分子复合材料复合材料(2)对于合成高分子化合物按其结构特点可分为：对于合成高分子化合物按其结构特点可分为： 、 和和 。(3)应用广泛的应用广泛的“三大合成材料三大合成材料”： 、 、 。线型结构线型结构支链型结构支链型结构网状结构网状结构塑料塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶2塑料塑料(1)塑料的成分：塑料的成分：塑料的主要成分是塑料的主要成分是 ，即，即 。合成高分子化合物合成高分子化合物合成树脂合成树脂 (2)分类：分类： 热塑性塑料：热塑性塑料： 聚乙烯，可分为聚乙烯，可分为 和和 。相。相对分子质量较低，有支链熔点和密度也低的聚乙烯对分子质量较低，有支链熔点和密度也低的聚乙烯为为 ，也称之为，也称之为 LDPE；相对分子质量较；相对分子质量较高，熔点和密度也高的聚乙烯为高，熔点和密度也高的聚乙烯为 ，也，也称之为称之为 HDPE。高压聚乙烯高压聚乙烯低压聚乙烯低压聚乙烯低密度聚乙烯低密度聚乙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯 热固性塑料：热固性塑料： 酚醛树脂是用酚醛树脂是用 与与 在酸或碱的催化下相互在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。在酸催化下，等物质的量的缩合而成的高分子化合物。在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛之间可缩合成苯酚与甲醛之间可缩合成 高分子；在碱催化下，高分子；在碱催化下，可生成可生成 的酚醛树脂。的酚醛树脂。酚类酚类醛类醛类线型结构线型结构网状结构网状结构3合成纤维合成纤维(1)纤维的分类：纤维的分类： 合成纤维：利用合成纤维：利用 作作原料加工制得的单体，再经聚合反应而制得的纤维。原料加工制得的单体，再经聚合反应而制得的纤维。 其原料本身其原料本身 。 人造纤维：利用人造纤维：利用 等为等为原料经化学加工和纺织而制得的纤维。它是利用原料本身原料经化学加工和纺织而制得的纤维。它是利用原料本身所含有的所含有的 而制得的纤维。而制得的纤维。石油、天然气、煤和农副产品石油、天然气、煤和农副产品不是纤维不是纤维芦苇、甘蔗渣、短棉、木材芦苇、甘蔗渣、短棉、木材纤维素纤维素 (2)六大纶：六大纶： 六大纶包括：六大纶包括： 、 、 、 、 、 。 被称为被称为“人造棉花人造棉花”，因其分子链上含有，因其分子链上含有 而具有较好的吸湿性；而具有较好的吸湿性；涤纶涤纶锦纶锦纶腈纶腈纶丙纶丙纶维纶维纶氯纶氯纶维纶维纶羟基羟基 合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维维涤纶，其制备原理是：涤纶，其制备原理是：4合成橡胶合成橡胶(1)橡胶的分类：橡胶的分类： (2)合成橡胶：合成橡胶： 原料：以石油、天然气为原料，以原料：以石油、天然气为原料，以 和和 等为单体，聚合而成。等为单体，聚合而成。 性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。耐高温或耐低温等性能。二烯烃二烯烃烯烃烯烃师生互动师生互动解疑难解疑难 (1)绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性物质绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性物质(如硫如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中，盛放强氧化剂的试剂瓶不能用橡胶塞。盛放强氧化剂的试剂瓶不能用橡胶塞。 (2)未经硫化的橡胶容易磨损，易溶于汽油、四氯化未经硫化的橡胶容易磨损，易溶于汽油、四氯化碳等有机溶剂，分子内有双键易发生加成反应，容易老碳等有机溶剂，分子内有双键易发生加成反应，容易老化。硫化后，高分子键之间经交联而变成网状结构，结化。硫化后，高分子键之间经交联而变成网状结构，结构稳定，不溶于有机溶剂，不易氧化，不易老化。构稳定，不溶于有机溶剂，不易氧化，不易老化。 (3)在生成酚醛树脂的反应中，在生成酚醛树脂的反应中， 分子中邻、分子中邻、对位上的三个氢原子相当于三个官能团。对位上的三个氢原子相当于三个官能团。分子中氮原子上的氢原子与苯酚邻对位上的氢原子性质相分子中氮原子上的氢原子与苯酚邻对位上的氢原子性质相似。故似。故 HCHO 与尿素缩聚生成脲醛树脂。与尿素缩聚生成脲醛树脂。1双选题双选题下列说法中正确的是下列说法中正确的是 () A只有热塑性高分子材料才可能是塑料只有热塑性高分子材料才可能是塑料 B用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯用于包装食品的塑料通常是聚氯乙烯 C有机玻璃是一种透光性好的塑料制品有机玻璃是一种透光性好的塑料制品 D塑料在自然环境下不易分解，可造成白色污染塑料在自然环境下不易分解，可造成白色污染 解析：解析：塑料有热塑性，也有热固性；聚氯乙烯易分解塑料有热塑性，也有热固性；聚氯乙烯易分解形成有毒的氯气，不可作为食品包装用，用作食品包形成有毒的氯气，不可作为食品包装用，用作食品包装的是聚乙烯塑料；有机玻璃是一种透光性好、质轻、装的是聚乙烯塑料；有机玻璃是一种透光性好、质轻、耐水、耐酸碱、抗霉、易加工的塑料制品，它是一种耐水、耐酸碱、抗霉、易加工的塑料制品，它是一种高聚酯；塑料在自然环境下难于分解、腐烂，能造成高聚酯；塑料在自然环境下难于分解、腐烂，能造成白色污染。故正确答案为白色污染。故正确答案为 CD。答案：答案：CD 1.功能高分子材料功能高分子材料 (1)含义：含义： 功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。能，又有某些特殊功能的高分子材料。 (2)分类：分类： 新型骨架结构的高分子材料。新型骨架结构的高分子材料。 特殊功能材料，即在合成高分子的主链或特殊功能材料，即在合成高分子的主链或 上上引入某种引入某种 ，使其显示出在光、电、磁、声、，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。支链支链功能原子团功能原子团 (3)高吸水性树脂：高吸水性树脂： 合成方法：合成方法： a对对 等天然吸水材料进行改性，等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含在它们的高分子链上再接上含 的支链，的支链，以提高它们的吸水能力。以提高它们的吸水能力。淀粉、纤维素淀粉、纤维素强亲水性原子团强亲水性原子团 b以带有以带有 的化合物为单体，均的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水性高聚物。聚或共聚得到亲水性高聚物。 性能：性能： 可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时 能能力强，还能耐一定的力强，还能耐一定的 作用。作用。 应用：应用： 干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。改良土壤，改造沙漠。强亲水性原子团强亲水性原子团保水保水挤压挤压 2复合材料复合材料 (1)含义：含义： 指指 组合在一起制成的一种新型材组合在一起制成的一种新型材料。其中一种材料作为料。其中一种材料作为 ，其他材料作为，其他材料作为 。高分子、金属、陶瓷等都可作为基体，目前发展最快的高分子、金属、陶瓷等都可作为基体，目前发展最快的是碳纤维作增强剂。是碳纤维作增强剂。将几种不同的材料将几种不同的材料基体基体增强材料增强材料 (2)性能：性能： 具有具有 等优异等优异性能，弥补了单一材料在性能上的缺陷。性能，弥补了单一材料在性能上的缺陷。 (3)应用：应用： 宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。人类健康等方面。强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀 3新型高分子和传统的三大合成材料的关系新型高分子和传统的三大合成材料的关系 (1)二者在本质上并没区别。从组成元素上看，都二者在本质上并没区别。从组成元素上看，都是由是由 C、H、O、N、S 等元素组成；从合成反应上看，等元素组成；从合成反应上看，都是由单体经加聚或缩聚反应形成的；从结构上看，都都是由单体经加聚或缩聚反应形成的；从结构上看，都有线型、体型结构。有线型、体型结构。 (2)它们的重要区别在功能和性能上，与传统材料它们的重要区别在功能和性能上，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。统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。2高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、 复合化、精细化和智能化，下列材料不属于功能高复合化、精细化和智能化，下列材料不属于功能高 分子材料的是分子材料的是 () A用于生产光盘等产品的光敏高分子材料用于生产光盘等产品的光敏高分子材料 B用于制造用于制造 CPU 芯片的良好半导体材料单晶硅芯片的良好半导体材料单晶硅 C能用于生产能用于生产“尿不湿尿不湿”的高吸水性树脂的高吸水性树脂 D能导电的掺杂聚乙炔能导电的掺杂聚乙炔解析：解析：B项中半导体材料单晶硅，属于传统的无机非项中半导体材料单晶硅，属于传统的无机非金属材料。金属材料。A项中光敏高分子材料、项中光敏高分子材料、C项中高吸水性项中高吸水性树脂、树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。答案：答案：B例例1下列有关塑料的说法不正确的是下列有关塑料的说法不正确的是 ()A塑料的主要成分是合成树脂塑料的主要成分是合成树脂B热塑性塑料可以反复加工，多次使用热塑性塑料可以反复加工，多次使用C酚醛树脂可制热固性塑料酚醛树脂可制热固性塑料D通用塑料可以在任何领域中通用通用塑料可以在任何领域中通用. . 解析解析(1)塑料的主要成分是合成树脂，为了适应塑料的主要成分是合成树脂，为了适应工农业生产和生活的各种要求，通常在高分子材料中工农业生产和生活的各种要求，通常在高分子材料中掺入各种加工助剂来改善其性能，掺入各种加工助剂来改善其性能，A 项正确。项正确。(2)塑料塑料根据其受热特征可分为热塑性塑料和热固性塑料，酚根据其受热特征可分为热塑性塑料和热固性塑料，酚醛树脂就是热固性塑料，醛树脂就是热固性塑料，B、C 项正确。项正确。(3)通用塑料指通用塑料指价格低、产量大、用途广泛的塑料，在日常生活中通价格低、产量大、用途广泛的塑料，在日常生活中通用性强，但在许多领域需用特殊塑料，用性强，但在许多领域需用特殊塑料，D 项错误。项错误。 答案答案D热塑性塑料和热固性塑料的区别热塑性塑料和热固性塑料的区别 (1)热塑性塑料，加热可熔化，能溶于一些溶剂中，热塑性塑料，加热可熔化，能溶于一些溶剂中，可重复加工反复使用。可重复加工反复使用。 (2)热固性塑料，加热后不能软化或熔融，也不热固性塑料，加热后不能软化或熔融，也不能溶于任何溶剂，只能一次成型。能溶于任何溶剂，只能一次成型。1关于高分子材料，下列说法不正确的是关于高分子材料，下列说法不正确的是 () A有机玻璃有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯)为线型结构，可为线型结构，可 溶于适当的溶剂溶于适当的溶剂(如氯仿如氯仿) B酚醛树脂为热固性塑料，受热变软，熔化酚醛树脂为热固性塑料，受热变软，熔化 C聚乙烯为热塑性塑料，受热变软，熔化聚乙烯为热塑性塑料，受热变软，熔化 D橡胶为体型结构，不能溶于一般溶剂橡胶为体型结构，不能溶于一般溶剂.解析：解析：酚醛树脂为热固性塑料，受热不易变软、熔酚醛树脂为热固性塑料，受热不易变软、熔化，化，B错误。错误。答案：答案：B 例例2某同学在所收到的信封上发现有收藏价某同学在所收到的信封上发现有收藏价值的邮票，便将邮票剪下浸入水中，以便去掉邮票背值的邮票，便将邮票剪下浸入水中，以便去掉邮票背面的黏合剂。根据面的黏合剂。根据“相似相溶相似相溶”的原理，该黏合剂的的原理，该黏合剂的成分可能是成分可能是 () 解析解析据题意可知该黏合剂能溶于水，而题据题意可知该黏合剂能溶于水，而题给四种物质中，只有给四种物质中，只有 C 含有亲水基团含有亲水基团OH。 答案答案C2随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能随着工业的高速发展，橡胶的产量和性能已不能 满足工业生产的需要，近年来，人们合成了一种满足工业生产的需要，近年来，人们合成了一种 无机耐火橡胶，它的结构应是无机耐火橡胶，它的结构应是 ()解析：解析：从题目中给出的关键词从题目中给出的关键词“无机耐火无机耐火”可知，可知，该物质不能同时含有碳、氢元素。该物质不能同时含有碳、氢元素。答案：答案：C随堂基础巩固随堂基础巩固1下列物质属于合成纤维的是下列物质属于合成纤维的是 () A人造丝人造丝 B蚕丝蚕丝 C腈纶腈纶 D羊毛绒羊毛绒 解析：解析：人造丝属于人造纤维，蚕丝和羊毛绒属于天人造丝属于人造纤维，蚕丝和羊毛绒属于天 然纤维，腈纶属于合成纤维。然纤维，腈纶属于合成纤维。 答案：答案：C2下列材料中，属于功能高分子材料的是下列材料中，属于功能高分子材料的是 () 高分子膜高分子膜生物高分子材料生物高分子材料导电高分子材导电高分子材 料料离子交换树脂离子交换树脂医用高分子材料医用高分子材料高吸高吸 水性树脂水性树脂液晶高分子材料液晶高分子材料 A B C D全部全部解析：解析：常用的功能高分子材料包括高分子膜、医用高分常用的功能高分子材料包括高分子膜、医用高分子材料、高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子材子材料、高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子材料、导电高分子材料、液晶高分子材料、生物高分子材料、导电高分子材料、液晶高分子材料、生物高分子材料、高分子催化剂和试剂等。料、高分子催化剂和试剂等。答案：答案：D3下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是 () A玻璃钢是以玻璃纤维为增强体，合成树脂为基体玻璃钢是以玻璃纤维为增强体，合成树脂为基体 的复合材料的复合材料 B飞机机身的复合材料大多数是以金属为增强体，飞机机身的复合材料大多数是以金属为增强体， 纤维为基体的复合材料纤维为基体的复合材料 C制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中 加入碳纤维素作增强体加入碳纤维素作增强体 D航天飞机机身使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷航天飞机机身使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷 复合而成的材料制成的复合而成的材料制成的.解析：解析：飞机机身的复合材料大多是以碳纤维为增强体，飞机机身的复合材料大多是以碳纤维为增强体，金属为基体的复合材料。金属为基体的复合材料。答案：答案：B4食品保鲜膜按材质分为聚乙烯食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、 聚偏二氯乙烯聚偏二氯乙烯(PVDC)等种类。等种类。PVC 被广泛用于食品、被广泛用于食品、 蔬菜外包装，它对人体有潜在危险。下列叙述不正确蔬菜外包装，它对人体有潜在危险。下列叙述不正确 的是的是 () APVC 保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化，保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化， 能溶于酒精能溶于酒精 BPVC 单体可由单体可由 PE 的单体与氯化氢加成制得的单体与氯化氢加成制得C鉴别鉴别 PE 和和 PVC，可将其放入试管中加热，在试，可将其放入试管中加热，在试 管口放一湿润的蓝色石蕊试纸，如果试纸变红，管口放一湿润的蓝色石蕊试纸，如果试纸变红， 则是则是 PVC；不变红，则为；不变红，则为 PED等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气相等等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气相等解析：解析：根据题意可知根据题意可知PVC 的单体是氯乙烯的单体是氯乙烯(CH2CHCl)，PE 的单体是乙烯的单体是乙烯(CH2CH2)，乙烯和氯化氢发生加成，乙烯和氯化氢发生加成反应生成氯乙烷，不可能得到氯乙烯，氯乙烯应用乙炔反应生成氯乙烷，不可能得到氯乙烯，氯乙烯应用乙炔和氯化氢来合成。和氯化氢来合成。答案：答案：B5新型的合成材料新型的合成材料“丁苯吡橡胶丁苯吡橡胶”的结构简式为的结构简式为 它是由三种单体它是由三种单体_、_和和_经经 _反应而制得的。反应而制得的。解析：解析：首先对高分子链中的主链结构简式分析，它是由首先对高分子链中的主链结构简式分析，它是由不饱和的单体发生加聚反应而形成的产物，然后再将高不饱和的单体发生加聚反应而形成的产物，然后再将高分子断开即结构单元分开成三段：分子断开即结构单元分开成三段：加聚加聚