高中化学人教版 (2019)选择性必修3第二节 高分子材料优秀练习
展开第一课时 通用高分子材料
【学习目标】1.通过阅读思考,讨论交流,从微观角度了解通用高分子材料的分类和代表物的制备及用途,进一步巩固加聚反应和缩聚反应的认识思路,认识塑料、合成橡胶和合成纤维的组成和结构特点,理解高聚物的结构与性质的关系。
2.通过对比分析线型、支链和网状结构对材料性质的影响,了解高分子与有机小分子的主要不同之处及合成高分子材料在生活、生产方面的巨大贡献,进一步完善对有机化合物结构、性质和应用的认识。
3.通过实验探究,原理分析,进一步体会“化学反应是可以控制的”“条件不同产物不同”等化学观念,在化学实验中感受微观的线型结构与网状结构对材料宏观性质的影响。
【学习重点】塑料、合成橡胶和合成纤维的组成和结构特点
【学习难点】通用高分子材料的组成和结构对其性能的影响
【课前预习】
旧知回顾:1.有机高分子材料的概念及特点分别是什么?
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①概念:
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②特点:
2.有机高分子材料的是如何分类的?人工合成材料有何意义?
新知预习:1.塑料按受热特征分为: 和 。热塑性塑料具有 结构。受热时,分子间作用力 ,易 ,可反复加工多次使用;冷却时,相互引力增强,会重新硬化;热固性塑料再次受热时,链与链间会形成 ,产生一些交联,形成 结构,硬化定型,加工成型后 能加热熔融。
2.聚乙烯具有极其广泛的用途,按合成方法可分为 和 。酚醛树脂是用_ _与_ _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,等物质的量的甲醛和苯酚反应形成_ _结构高分子,在碱催化下,等物质的量的甲醛与苯酚或过量的甲醛与苯酚反应,生成_ _结构的酚醛树脂。
【课中探究】
情景导入:展示嫦娥5号登月的照片。2020年11月24日凌晨,嫦娥5号在长征5号火箭巨大的推力下,启程前往月球,经20多天旅程后带着月壤返回,这是中国航天“探月工程”向世界展示出“中国力量”。其中制作国旗材料之一是属于高强度芳纶纤维的高分子材料。
一、认识塑料
活动一、高分子材料的命名与分类
任务一、阅读教材P136页第一自然段,结合所学知识,思考高分子材料是如何分类的?
任务二、阅读教材P139页“资料卡片”内容,结合所学知识,思考如何对高分子材料进行命名?
注意:高分子化合物结构不同其性质不同,线型高分子与网状结构高分子性质对比如下:
【对应训练】1.下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A.塑料、天然橡胶都是天然高分子化合物
B.乙烯、聚乙烯和苯分子中均含有碳碳双键
C.棉花、羊毛、涤纶的成分均属于天然纤维
D.化学纤维指人造纤维和合成纤维
2.下列说法中不正确的是( )
A.维勒用无机物合成了尿素,打破了无机物与有机物的界限
B.我国科学家首次实现人工合成结晶牛胰岛素,确定了由氨基酸的排列顺序决定的二级结构
C.红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析
D.尼龙、棉花、天然橡胶、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质
活动二、塑料的成分及分类
任务一、阅读教材P136页第二自然段,回答塑料的主要成分是什么?如何对塑料进行分类?
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①塑料的主要成分
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②塑料按受热时的特征分为热塑性塑料和热固性塑料
任务二、、阅读教材P136~139页内容,思考聚乙烯塑料的组成、结构及性能等有何特点?完成表格内容。
注意:
任务三、实验探究:结合教材P140页【实验5-1】完成实验,探究酚醛树脂的制备方法及原理,完成表格内容。
酚醛树脂的制备、原理及应用
任务四、观察教材P138页“图5-3”,结合教材P141页“思考与讨论”栏目,比较两种不同聚乙烯的结构特点与性能,思考合成高分子的结构与性能有何关系?
注意:由尿素(H2NCONH2)与甲醛缩聚生成具有线型或网状结构的脲醛树脂,可用于生成木材黏合剂、生活器具和电器开关。化学方程式:
【对应训练】1.下列关于有机高分子化合物的说法正确的是( )
A.高分子化合物有固定的熔点 B.聚乙烯的链节是乙烯
C.线型高分子的长链上可以带支链 D.电木具有热塑性
2.下列关于高聚物的说法错误的是( )
A.聚乙炔可以用于制作导电部件 B.网状结构的酚醛树脂可以加热重塑
C.聚丙烯酸钠是一种高吸水性树脂 D.顺丁橡胶弹性好,可用于轮胎制造
3.下列关于合成材料的说法中,不正确的是( )
A.塑料、合成纤维和合成橡胶都属于合成材料
B.聚氯乙烯可制成薄膜、软管等,其单体是CH2=CHCl
C.合成酚醛树脂( )的单体是苯酚和甲醇
D.合成顺丁橡胶( )的单体是CH2=CH-CH=CH2
二、合成纤维和合成橡胶
活动一、认识合成纤维
任务一、阅读教材P141页最后自然段和P142页已、二、三自然段内容,思考合成纤维的分类、性能及用途?完成表格内容。
注意:
任务二、阅读教材P142~143页内容,思考常见的两种合成纤维(聚酯纤维和聚酰胺纤维)的制备方法及用途是什么?
①聚酯纤维—涤纶(的确良):
②聚酰胺纤维—聚己二酰己二胺纤维(锦纶66或尼龙66):
【对应训练】1. 2008年奥运会吉祥物“福娃”的内充物为无毒的聚酯纤维,其结构简式如图。下列说法正确的是( )
A.羊毛与聚酯纤维的化学成分相同 B.聚酯纤维和羊毛在一定条件下均不能水解
C.该聚酯纤维单体为对苯二甲酸和乙二醇 D.由单体合成聚酯纤维的反应属于加聚反应
2.尼龙1010()是制作舱外航天服的一种材料。下列有关尼龙1010的说法正确的是( )
A.尼龙1010是纯净物
B.尼龙1010的单体是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH
C.尼龙1010是通过缩聚反应制成的
D.制作舱外航天服的材料要质轻,方便航天员在舱外行走
活动二、认识合成橡胶
任务一、阅读教材P144页第一、二自然段,思考橡胶是如何分类的?
生成天然橡胶的化学方程式:
任务二、阅读教材P144页第三、四自然段,以顺丁橡胶为例,思考合成橡胶的制备原理、性能及用途分别是什么?
①原料:
②性能:
③结构特点:
④顺丁橡胶的硫化:
【对应练习】1.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
2.硅橡胶是一种医用高分子材料,用于人造心脏、人造肌肉、人造皮肤等。它具有良好的生物相容性和稳定性,有足够的机械强度,而且易于加工、消毒、耐高温。它是由二甲基二氯硅烷经过两步反应制得:n(CH3)2SiCl2→n→。其合成过程中涉及的反应类型分别是( )
①水解反应 ②加成反应 ③加聚反应 ④缩聚反应
A.①③ B.①② C.②④ D.①④
【课后巩固】1.我国首架自主大飞机C919于2022年12月9日正式交付东风航空公司进入商业飞行,你认为飞机的机身和机翼应该大量使用下列哪种材料( )
A.液晶高分子材料B.橡胶
C.高分子分离膜D.碳纤维复合材料
2.化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.可用X射线衍射实验区分晶体和非晶体
B.酚醛树脂俗称电木,是一种混合物,不易燃烧,是一种电绝缘体
C.乙二醇的水溶液凝固点很高,可作汽车发动机的抗冻剂
D.在低温实验中,可用干冰作制冷剂
3.2022北京冬奥会中使用了很多高新材料,如冬奥会颁奖礼服内胆使用了第二代石墨烯发热材料;速滑竞赛服使用了高性能合成纤维和聚酯材料;火炬“飞扬”使用了新型碳纤维树脂复合材料。下列有关材料的说法错误的是( )
A.石墨烯、金刚石、石墨互为同素异形体
B.合成纤维与碳纤维均属于有机高分子材料
C.聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的高分子聚合物
D.一般树脂材料耐火性较差,但“飞扬”的新型碳纤维树脂复合材料具有较高的耐火性
4.下列说法不正确的是( )
A.分子式为C5H10O且能发生银镜反应的有机物的同分异构体有4种
B.苯酚与甲醛在酸性条件下生成酚醛树脂的结构简式为
C.蚁酸和丙酸互为同系物,C6H14和C9H20也一定互为同系物
D.一定条件下可以用新制的Cu (OH) 2悬浊液鉴别乙醛、甲酸、乙酸、乙醇
5.聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一,锦纶66的结构简式为,下列关于锦纶66的说法错误的是( )
A.通过缩聚反应制得 B.化学名称为聚己二酰己二胺
C.含有的官能团为酮羰基、羧基和氨基 D.合成它的单体为己二胺与己二酸
6.关于下列三种常见高分子材料的说法中,正确的是( )
A.合成顺丁橡胶的单体是2-丁烯
B.顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然有机高分子
C.涤纶是由对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应制得
D.合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醇
7.橡胶树是热带植物,在我国海南有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构简式为。天然橡胶经过硫化后变为硫化橡胶,如下图所示。下列叙述中不正确的是( )
A.硫化橡胶和天然橡胶的高分子结构型式都属于体型结构
B.天然橡胶变为硫化橡胶发生了化学变化
C.硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大
D.硫化橡胶比天然橡胶强度大
8.表示有机物组成的方式有多种,根据下列有机物的组成,回答有关问题。
①②甲:乙:③④
(1)①是键线式,其分子中最多有_______个原子共面。
(2)②表示的是甲、乙两种烃的球棍模型,等质量的甲、乙完全燃烧消耗的氧气:甲_______(填“>”“<”或“=”)乙。
(3)③是结构简式,写出其在Cu作用下与氧气反应的化学方程式_______________________。
(4)④是某烃的含氧衍生物的比例模型,写出它与甲醛反应生成高分子的化学方程式_____________。
线型高分子
网状结构高分子
溶解性
性能
特性
名称
性质
举例
判断方法
热塑性塑料
热固性塑料
高压法聚乙烯
低压法聚乙烯
合成条件
高分子链的结构
高分子链
相对分子质量
密度、性能
软化温度/℃
用途
实验操作
①(如右图)在试管中加入2g苯酚、3 mL质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸,在沸水浴中加热。当试管中反应物接近沸腾时,从沸水浴中职出试管,并用璃棒搅拌,观察产物的颜色和状态。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②(如左图)在另一试管中加入2g苯酚和3 mL质量分数为40%的甲醛溶液,置于水浴中加热片刻,稍加振荡后,加入0.5 mL浓氨水,注意与①中酸催化聚合反应的现象进行比较
实验现象
实验原理
实验结论
应用
线型结构
支链型结构
网状结构
结构特点
结构模型
溶解性
性能
特性
举例
分类
性能
用途
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