2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第三章 第四节 塑料、纤维和橡胶(含答案).doc

2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第三章 第四节 塑料、纤维和橡胶(含答案)塑料自读教材夯基础1三大合成材料塑料、合成纤维和合成橡胶。2塑料(1)成分：合成树脂和添加剂。(2)制备：塑料是聚合物，由小分子通过聚合反应制成。如聚乙烯的单体是CH2CH2。(3)分类：分类依据类型特征和实例按受热特性分热塑性塑料以热塑性树脂为基本成分。受热软化，可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。热固性塑料以热固性树脂为基本成分。加工成型以后变为不溶、不熔状态，如酚醛塑料等。按用途分通用塑料用途广泛、产量大、价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等。工程塑料机械性能好，高强度，可以代替金属用作工程结构材料，如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等。特殊塑料氟塑料、硅塑料、环氧树脂等，具有特殊功能和特殊用途。(4)常见塑料的化学式、性能和用途：名称化学式主要性能用途聚乙烯(PE)CH2CH2具有热塑性无毒制生活用品及塑料薄膜聚氯乙烯(PVC)耐腐蚀、耐磨、耐有机溶剂、易加工应用于轻工、化工、电器等方面酚醛树脂加热不熔化，不溶于水及有机溶剂，绝缘性好，耐腐蚀应用于电器、涂料、日常用品等有机玻璃(PMMA、聚甲基丙烯酸甲酯)透光性好，质轻，耐水、耐酸碱，抗酶，易加工应用于光学仪器、医疗器械等跟随名师解疑难(1)塑料是由树脂及填料、增塑剂、防老化剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。生产塑料制品时，在合成树脂中加入添加剂，经压制或挤压，吹制成型。(2)聚合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，结构也很有规律性。(3)聚合物与单体的化学性质有区别，如乙烯能使溴水褪色，但聚乙烯不能使溴水褪色。(4)当加热温度很高时，热固性塑料中链与链之间的共价键会断裂，塑料制品就会损坏，无法继续使用。(5)一般情况下塑料不易导电，是良好的电绝缘材料。(6)有机玻璃不是玻璃而是塑料。剖析典例探技法例1聚氯乙烯简称PVC，是当今世界上产量最大、应用最广的热塑性塑料之一。(1)工业上用乙烯和氯气为原料经下列各步反应合成PVC：乙烯甲乙PVC氯乙烯是PVC的单体，其结构简式为_。反应的反应类型是_。反应的化学方程式为_。(2)有关PVC的下列说法正确的是_。APVC的单体是CH3CH2ClBPVC是高分子化合物CPVC能够使溴的四氯化碳溶液褪色DPVC易降解名师解析首先确定聚合物及其单体的结构简式。聚氯乙烯结构简式为CH2CHCl；单体为CH2=CHCl。然后分析反应类型及聚合物性质。乙烯先加成Cl2，再消去1分子HCl，通过加聚即可得PVC；氯乙烯含碳碳双键，但聚氯乙烯不含碳碳双键。含氯有机物有毒。答案(1)CH2CHCl加成反应CH2=CH2Cl2ClCH2CH2Cl(2)B名师点睛氯乙烯CH2=CHCl分子内有CC，故能发生加成反应，能被酸性KMnO4溶液氧化，聚合后的聚氯乙烯CH2CHCl分子内无CC，故不再具有单体氯乙烯的性质。纤维自读教材夯基础1天然纤维如棉花、羊毛、蚕丝、麻等。2人造纤维由天然纤维加工而成。3合成纤维(1)性能：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀和不怕虫蛀等，但吸水性和透气性差。(2)应用广泛的“六大纶”六大纶跟随名师解疑难(1)棉花、麻等的主要成分是天然纤维素，而羊毛、蚕丝的主要成分是蛋白质。注意“纤维素”与“纤维”的区别。(2)人造纤维与合成纤维不同，它们的加工原料不同。(3)纤维的分类：纤维(4)纤维都有一定的强度，弹性和吸湿性，但不溶于水。剖析典例探技法例2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化学纤维D煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维名师解析利用煤、石油和农副产品经过处理可以制得合成纤维，天然纤维经过一定的人工处理可得到人造纤维，人造纤维和合成纤维统称为化学纤维。答案D名师点睛常见纤维的简单鉴别方法识别纤维最简便的方法是燃烧法，根据燃烧时的现象不同及燃烧后产物的形态可区分出哪种纤维。棉纤维：易燃、燃烧速率快，烧出的灰仍保持原形，手触灰即散碎。羊毛：近火即蜷缩，烧时有烧毛发的臭味，灰缩或黑色易碎的颗粒。人造纤维(黏胶纤维)：易燃、燃烧速率快，有烧纸的气味，但灰烬很少。橡胶自读教材夯基础1天然橡胶化学名称化学式单体聚异戊二烯2合成橡胶(1)通用橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶等。(2)特种橡胶：耐热和耐酸碱的氟橡胶，耐高温和耐严寒的硫橡胶。3结构特点橡胶一般为线型结构，可塑性好，但强度和韧性差，为改善其性能，可采用硫化的方法，使橡胶成体型结构，以增强橡胶的强度、韧性、弹性和化学稳定性。跟随名师解疑难普通橡胶与硫化橡胶的比较结构性质天然橡胶聚异戊二烯是直线型高分子化合物，分子内含有“C=C”，结构简式为具有弹性、电绝缘性和可塑性等在高温下会分解，能溶于汽油、苯等有机溶剂能跟Cl2、HX等发生加成反应而变质在空气中逐渐被氧化而变硬、变脆硫化橡胶硫的作用是使线型橡胶分子之间通过硫桥交联起来，形成体型结构。如图：硫化橡胶具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性等剖析典例探技法例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，加工时往往需进行硫化处理。即将橡胶原料与硫黄在一定条件下反应；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()A橡皮筋B汽车外胎C普通气球 D医用乳胶手套名师解析橡皮筋和普通气球的弹性好，所以硫化程度小，汽车外胎与医用乳胶手套相比，前者要承受更大的压力，所以制汽车外胎的橡胶硫化程度最高。答案B名师点睛要掌握硫化后物质的结构由线型变为体型，并具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性。复合材料自读教材夯基础1概念由两种或两种以上不同性能的材料组合而成的材料。2组成由基体和增强体组成。3性能复合材料具有比单一材料更优越的性能，根据其组成材料不同，有的强度大、密度小；有的耐高温、耐腐蚀、绝缘性好，有的易导电、易导热等。跟随名师解疑难(1)复合材料必须符合以下四个条件：必须人工制造(此有别于一些已存在于自然界中的天然复合材料，如木材)。必须由两种或两种以上性能不同的物质组成。每一组成物质均具有三度空间的体积(因为由薄片相压或焊接所成者不属此类)。必须具有一些特殊的性质，而此种性质不是各个组成物质本来所有的。(2)复合材料包括三大领域：金属基复合材料、陶瓷基复合材料与高分子复合材料(包括热固性与热塑性)。(3)复合材料的优点：复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。例如：金属材料易被腐蚀，有机合成材料易老化、不耐高温，陶瓷材料易破碎，这些缺点都可以通过复合的方法予以改善和克服。剖析典例探技法例4下列说法错误的是()A玻璃钢是以玻璃纤维作增强体，合成树脂作基体的复合材料B飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、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加入了碳纤维作增强体D航天飞机机身上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名师解析飞机机身的复合材料大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，而B项中将基体与增强体颠倒。答案B互动探究根据复合材料和合金的各自组成和性能分析，合金属于复合材料吗？提示：复合材料是两种或两种以上的性能不同的材料经特殊加工而成，复合材料的基本组成应有基体和增强剂，且两者的性质有明显的差异。而合金是由两种及以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金与其中的单一成分，性能有很大的相似性，故合金不属于复合材料。有机高分子材料加聚型高聚物单体的判断切割法(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物其合成单体必为一种，将两个半键闭合即可。如单体是，名称是甲基丙烯酸甲酯。(2)凡链节主链中只有碳原子并存在C=C双键的高聚物，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。如的单体是1下列物质不属于合成纤维的是()A蚕丝B维纶C氯纶 D锦纶解析：蚕丝动物蛋白质纤维天然纤维，所以蚕丝不属于合成纤维。合成纤维主要包括六大纶锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶和丙纶。答案：A2用作食品袋的塑料应是无毒的，这种塑料袋的成分是()A聚氯乙烯 B聚乙烯C电木 D尼龙解析：塑料主要成分是合成树脂，聚氯乙烯有毒，不能作食品袋，聚乙烯塑料无毒，是常用的食品袋。答案：B3下列纤维制成的衣服，不容易被虫蛀的是()A蚕丝 B麻C棉 D涤纶解析：A、B、C三项中含纤维素和蛋白质，容易被虫蛀。答案：D4下列有关材料的叙述中，不正确的是()A橡胶只有天然的而不能人工合成B氮化硅结构陶瓷可以用来做发动机的部件C玻璃钢是一种复合材料D工程塑料具有某些优异的性能，可作为工程材料而代替某些金属解析：橡胶有很多为合成橡胶。答案：A5聚苯乙烯的结构为，试回答下列问题：(1)聚苯乙烯的链节是_，单体是_。(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的聚合度n为_。(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：_(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有_(填“热塑”或“热固”)性。解析：主链上只有2个碳原子，将两个半键闭合得单体为CH2=CHC6H5；由104n52 000得n500。答案：(1)C6H5CH=CH2(2)500(3)能热塑三年高考感悟1下列说法正确的是()A(xx广东高考)新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、实用和新潮B(xx新课标高考)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料C(xx福建高考)聚乙烯可发生加成反应D(xx浙江高考)光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质解析：选项A，新型复合材料具有强大的功能、绚丽的色彩等优点，在生活中得到广泛应用；选项B，合成纤维是有机物；选项C，聚乙烯中不含碳碳双键，不能发生加成反应；选项D，光导纤维，油脂都不是高分子化合物。答案：A2(xx重庆高考，节选)A()发生加聚反应的官能团名称是_，所得聚合物分子的结构型式是_(填线型或体型)。解析：分子中碳碳双键发生加聚反应生成线型高分子化合物。答案：碳碳双键线型3(xx上海高考)耐热型ABS树脂由丙烯腈(CH2=CHCN)，1、3丁二烯(CH2=CHCH=CH2)和甲基苯乙烯共聚生成，写出该树脂的结构简式：_(不考虑单体比例)。解析：丙烯腈、1、3丁二烯、甲基苯乙烯三种单体可以通过加聚反应制得ABS树脂。其结构简式为：4(xx浙江高考节选)物质的性质和功能与分子结构间有着密切的关系，以下问题涉及高分子材料、日用化学品及药品。几种常用高分子材料的结构(或结构片段)如下：C.E.(1)不会被酸、碱、王水及多数有机溶剂所腐蚀的塑料是_；(2)属于热塑性塑料且可溶于氯仿的是_；(3)热固性塑料是_；(4)属于合成纤维，俗称“涤纶”的是_，废弃的涤纶织物经处理后可回收利用。写出涤纶水解后生成的两种物质的结构简式_。解析：(1)聚四氟乙烯具有特殊的化学稳定性，俗称“塑料王”，能够耐强酸、强碱甚至“王水”的腐蚀。(2)线型分子具有热塑性，可以重加工，能溶于有机溶剂，A属于线型分子。(3)体型结构具有热固性，E属于体型结构。(4)涤纶的成分为聚对苯二甲酸乙二酯，选D，分子内有酯的结构，能水解：答案：(1)B(2)A(3)E(4)D课时跟踪训练一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1下列塑料可作耐高温材料的是()A聚氯乙烯B聚苯乙烯C聚四氟乙烯 D有机玻璃解析：聚四氟乙烯可以作不粘锅的内衬，具有耐高温的特性。答案：C2复合材料是由两种或两种以上的材料复合而成的，往往一种是基体，另一种材料作为()A增塑剂 B防老化剂C发泡剂 D增强剂解析：复合材料不但具有构成材料的各自优点，而且有比构成材料更优越的特性，往往其中含量多的是主要的基体，另一种是增强剂。答案：D3下列说法不正确的是()A高分子材料一般没有固定的熔点B相对分子质量大的高分子一般具有热塑性，相对分子质量小的高分子一般具有热固性C高聚物的聚合度一般是不确定的D高分子化合物的溶解一般比较缓慢解析：一些线型高分子化合物具有热塑性，而一些体型高分子化合物具有热固性，高分子化合物具有热塑性还是热固性与结构有关，与相对分子质量大小无直接关系。答案：B4下列原料或制成的产品中，若出现破损不可以进行热修补的是()A聚氯乙烯凉鞋 B电木插座C聚丙烯材料 D聚乙烯塑料膜解析：线型高分子材料具有热塑性，能进行热修补，A、C、D均为线型高分子化合物；酚醛塑料(俗称电木)是体型高分子化合物，具有热固性，不能进行热修补。答案：B5下列关于复合材料的说法正确的是()A将不同性质的材料经简单混合便成为复合材料B合金就是复合材料C复合材料中的各部分作用相同D复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的解析：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的，并不是简单的混合。复合材料的两部分作用是不同的，基体起连接作用，增强剂起骨架作用。答案：D6关于高分子材料，下列说法正确的是()A热塑性丁苯橡胶兼有橡胶和塑料的性能B乙丙橡胶的单体是丙烯C“尿不湿”就是不吸水D顺丁橡胶是特种合成橡胶解析：尿液中的水分子与亲水基因紧密结合，并被包裹在网状高分子结构之中，这就是“尿不湿”既能吸水又能保水的原因，所以C不正确。顺丁橡胶是通用橡胶，硅橡胶和氟橡胶属于特种合成橡胶，所以D不正确。乙丙橡胶的单体为乙烯和丙烯，B错。答案：A7航天科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，可以用取代反应大量生产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、强碱反应解析：塑料是利用聚合反应人工生产的高分子化合物，不能直接从自然界中得到。飞船的材料应具有耐高温、强度大等优良性能，无需耐酸、耐碱。答案：B8一般来说，轻、薄、疏松、滑爽的织物透气性强，穿在身上轻快、凉爽，是夏天普遍采用的衣料，各种真丝绸都具有以上特点，那么真丝绸衣服脏了应选用什么样的洗涤剂()A弱碱性的合成洗涤剂B肥皂C中性的合成洗涤剂D纯碱解析：真丝的主要成分是蛋白质，而蛋白质在酸性或碱性条件下都能够水解，所以洗涤真丝制品，最好使用中性的合成洗涤剂。肥皂和纯碱(Na2CO3)都显碱性，所以不能选用。答案：C9现有两种高聚物A、B，A能溶于氯仿等有机溶剂，B不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则下列叙述不正确的是()A高聚物A可能具有弹性B高聚物A一定是线型高分子材料C高聚物A一定是体型高分子材料D高聚物B一定是体型高分子材料解析：A溶于氯仿等有机溶剂说明一定不是体型高分子，而是线型高分子，线型分子一般具较好的弹性、可塑性。B不溶于任何溶剂，加热不会变软或熔融，则B一定是体型高分子材料。答案：C10对甲、乙、丙三种衣料做纤维检验，结果如下：甲衣料乙衣料丙衣料靠近火焰稍微缩小无变化尖端熔成小球燃烧气味无异味无异味变脆弱稍微膨胀几乎无变化几乎无变化变脆弱无变化下列哪一项检验结果是甲、乙、丙衣料纤维最合适的结论()A甲为棉、乙为丝、丙为涤纶B甲为丝、乙为棉、丙为涤纶C甲为涤纶、乙为丝、丙为棉D甲为棉、乙为涤纶、丙为丝解析：丝是蛋白质，棉是纤维素，涤纶是合成纤维，依据燃烧气味判断甲为丝，根据乙、丙靠近火焰的现象判断丙为涤纶。答案：B二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(14分)现有下列高聚物：(A)聚乙烯(B)天然橡胶树脂(C)硫化橡胶(D)用于制备电木的酚醛树脂(E)有机玻璃，其中属于线型结构的是_，属于体型结构的是_，可溶于有机溶剂的是_，加热能熔化的是_，用于制备轮胎的是_，用于制备车窗玻璃的是_，用于制备插座、电器把手的是_。解析：在题中的五种高分子材料中，A、B、E属于线型结构，C、D属于体型结构，线型结构一般可溶于有机溶剂，加热可熔化。硫化橡胶强度大，韧性好，可用于制造轮胎。有机玻璃透明性好，可用于制备车窗玻璃。酚醛树脂绝缘性好，一般用于制备插座、电器把手。答案：ABECDABEABECED12(10分)有机玻璃是由有机物X加聚制得的热塑性塑料，为透明如玻璃状的无色固体，可用以制造飞机窗玻璃、仪表盘、外科照明灯、装饰器和生活用品等。其结构简式是：请完成下列问题：(1)写出X的结构简式_。(2)有机物X不能发生的反应有_(填写序号)。和氢气加成使溴水褪色被高锰酸钾酸性溶液氧化水解反应酯化反应解析：由有机玻璃的结构简式可知，合成它的单体是；有机物X中含有，故能与H2发生加成反应，能使溴水和KMnO4溶液褪色，X分子中含有酯的结构，则X能发生水解反应。答案：(1)(2)13(16分)现有下列高分子材料，请从下列各选项中选出最恰当的选项，将代号填入下表中：(1)高分子结构示意图：(2)高分子材料的主要性质特点：A具有热固性 B可溶于有机溶剂C不溶于有机溶剂 D具有确定的熔点(3)主要应用：a用于制备塑料薄膜b用于制备光学仪器c用于制备车辆轮胎硫化橡胶CH2CH2(1)(2)(3)解析：()为线型结构，无支链，应为CH2CH2；()为线型结构，有支链，应为；()为体形结构，应为硫化橡胶。线型结构的高分子化合物具有热塑性，可溶于有机溶剂，而体型结构的高分子化合物具有热固性，不溶于有机溶剂。硫化橡胶用于制备车辆轮胎，聚乙烯用于制备塑料薄膜，有机玻璃用于制备光学仪器。答案：硫化橡胶CH2CH2(1)()()()(2)CBB(3)cab14(10分)(1)下图标出了各种材料强度与密度的比值以及广泛使用的年代。从图中可以看出的信息是()A随着社会的发展，出现新材料的速度明显加快B新材料发展的总趋势是强度越来越大C1800年以前出现的材料强度都比铝小D铝的密度比钢的密度大(2)如上图所示，假如有甲、乙两种材料，它们的强度相同，甲的密度是乙的2倍，且甲材料在图中和b点对应，则乙材料在图中的位置是()Aa点 Ba、b之间Cc点 Db、c之间解析：本图横坐标表示年代，纵坐标表示强度与密度之比。由图可知，随着社会的发展，出现新材料的速度明显加快，新材料发展的总趋势是强度与密度之比越来越大，铝的强度与密度之比大于钢的强度与密度之比。(1)题A正确。(2)强度相同，甲的密度是乙的2倍，说明甲的年代比乙的早。答案：(1)A(2)D