5.2.1 高分子材料1 学案(含解析) 高中化学人教版（2019）选择性必修3

5.2.1 高分子材料-高分子化合物
理解塑料的定义及分类。
2.掌握聚乙烯、酚醛树脂的合成原理。
精讲 精讲
一、塑料
1塑料的成分
塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂，另外还会根据生产生活要求加入各种加工助剂，如提高
柔韧性的增塑剂，改进耐热性的热稳定剂，防止老化的防老化剂，赋予各种颜色的着色剂等。
2塑料的分类
按照塑料受热时的特征可以把塑料分为热塑性塑料和热固性塑料
按应用范围及性能特点可以把塑料分为通用塑料和工程塑料
按结构可分为线型结构和体型结构
知识精炼
1．我国科研团队提出了室温下乙炔(CH≡CH)电催化加氢制乙烯(CH2=CH2)的新路径。乙烯与水反应能制备乙醇(CH3CH2OH)，乙醇氧化可生成乙酸(CH3COOH)，进而合成乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)；乙烯还可以制备聚乙烯()等物质。下列物质属于高分子化合物的是
A．乙炔 B．乙烯 C．乙酸乙酯 D．聚乙烯
2．下列文物的主要成分为有机物的是
A B C D
铜鹿嵌贝镇 冼星海的手写纸质教案 带钩石刀 持仗夫人立像画像砖
A．A B．B C．C D．D
3．下列说法正确的是
A．酿酒过程中葡萄糖在酒化酶的作用下发生水解反应生成乙醇
B．醛基与极性分子加成时，带正电荷的原子与碳原子成键
C．网状结构的酚醛树脂受热后软化，具有热塑性
D．疫苗等生物制剂需低温保存是为防止蛋白质变性
4．PEEK是一种特种高分子材料，可由X和Y在一定条件下反应制得，相应结构简式如图。下列说法正确的是
A．PEEK是纯净物 B．X与Y经加聚反应制得PEEK
C．X苯环上H被Br所取代，一溴代物只有一种 D．1molY与H2发生加成反应，最多消耗6molH2
5．化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法错误的是
A．卡塔尔世界杯球馆屋顶采用了折叠式正(聚四氟乙烯)板材，该板材属于天然高分子材料
B．赞美徽派建筑的诗句“白墙黛瓦马头墙”中所使用的砖瓦是用黏土烧制而成，黏土主要成分为含水的铝硅酸盐
C．石墨烯弹性气凝胶制成的轻质“碳海绵”可用作处理海上原油泄漏的吸油材料
D．高铁酸钾在水处理过程中涉及的变化过程有：蛋白质的变性、胶体聚沉、盐类水解、氧化还原反应
6．下列说法不正确的是
A．从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物
B．蛋白质溶液与浓硝酸作用产生白色沉淀，加热后沉淀变黄色
C．水果中因含有低级酯类物质而具有特殊香味
D．聚乙烯、聚氯乙烯是热塑性塑料
7．下列物质属于天然高分子化合物的是
A．蛋白质 B．果糖 C．油脂 D．葡萄糖
8．化学与生活、科技密切相关，下列相关叙述错误的是
A．吉祥物“冰墩墩”的材质中有聚氯乙烯，聚氯乙烯是纯净物
B．嫦娥5号携带的“高科技国旗”中所含的高性能芳纶纤维是一种有机高分子材料
C．某病毒可能通过气溶胶传播，说明病毒的粒子直径可能在纳米级范围内
D．利用光伏电池电解水制取氢气的新方法实现了：太阳能→电能→化学能的转变
9．《后汉书》中记载蔡伦造纸“伦乃造意，用树肤、麻头及敝布、鱼网以为纸”；《蔡翁碑》上刻有“砍其麻、去其青、渍以灰、煮以火、洗以头、舂以舀、抄以帘、刷以壁，纸之张成”。下列有关叙述错误的是
A．“树肤”是指树皮，主要成分为纤维素
B．“麻头”在一定条件下能水解生成葡萄糖
C．现代“鱼网”的主要成分是尼龙，属于合成高分子化合物
D．造纸术可用“沤、蒸、捣、抄”四个环节描述，其中“蒸”为“蒸馏”
10．生活中处处有化学。下列叙述正确的是
A．水银温度计破损后撒一些硫粉防止汞中毒
B．2B铅笔芯的主要成分是石墨和二氧化铅
C．聚氯乙烯无毒无害，可以制作自热饭盒
D．用焰色试验的方法可以鉴别味精和食盐
3常见的塑料
(1) 聚乙烯
聚乙烯由乙烯加聚制得，方程式为： （聚乙烯也称为“PE”）
(2) 酚醛树脂
酚醛树脂是用酚类与醛类单体在酸或碱的催化下缩合而成的高分子化合物。
>> 注 意 <<
① 线型酚醛树脂具有热塑性。网状酚醛树脂具有热固性，受热时不能软化或融化，也不溶于任何
溶剂。
② 酚醛树脂具有优良的绝缘性，耐腐蚀，难燃烧，有良好的机械性能。常用于制造烹饪器具的手柄、 一些电器和汽车部件、导弹头部、返回式卫星和飞船的外壳。
知识精炼
11．2021年9月17日，神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域。下列有关说法不正确的是
A．碳纤维材料操纵棒是航天员手臂“延长器”，碳纤维属于新型无机非金属材料
B．天和核心舱搭载的柔性太阳能电池，二氧化硅是太阳能电池的核心材料
C．逃逸系统发动机喷管扩散段采用了酚醛树脂增强铝基材料属于复合材料
D．三名航天员身着帅气的“太空华服”，华服上的手套橡胶件属于有机合成高分子材料
12．化学工业的产品渗透在我们生活的各个方面，以下说法错误的是
A．化学肥料的使用是我国建国后粮食产量增长的主要动力
B．酚醛塑料具有耐热性，属于有机合成材料，可用作炒菜锅的手柄
C．天然橡胶相比于合成橡胶更不易老化
D．制造游艇外壳使用的玻璃钢属于复合材料
13．在下列过程中，需要加快化学反应速率的是
A．钢铁腐蚀 B．工业合成氨 C．牛奶变质D．塑料用品老化
14．化学与科技、生活有密切的关系。下列叙述错误的是
A．航空航天工业中采用化学镀镍，电镀时镀件作阴极，镍作阳极
B．我国力争2060年前实现碳中和，用脱硫煤代替原煤作燃料有利于实现碳中和
C．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，实现“碳”的循环利用
D．卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造，其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶
15．在抗击新冠肺炎的过程中“合成材料”发挥了重要的作用。下列有关合成材料的说法正确的是
A．可通过缩聚反应生成可降解的绿色高分子材料
B．合成有机硅橡胶的单体是 ，则有机硅橡胶是通过加聚反应制得的
C．合成酚醛树脂()的单体是苯酚和甲醇
D．天然橡胶的主要成分聚异戊二烯不能使溴水褪色
16．材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥着巨大作用。下列有关材料的说法正确的是
A．不锈钢中含有铬、镍等元素，具有很强的抗腐蚀能力
B．用来生产电闸、灯口等产品的酚醛树脂属于聚酯类化合物
C．汽车机盖上使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D．氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料，可用于制造汽车发动机
17．高分子化合物在人类生产生活中有着重要用途。下列有关说法正确的是
A．酚醛树脂的单体为苯酚和甲醛，通过缩聚反应合成
B．淀粉和纤维素均表示为，二者互为同分异构体
C．塑料、橡胶、合成纤维均为合成高分子材料
D．聚乙烯为可降解材料，而聚氯乙烯为不可降解材料
18．酚醛树脂是性能优良、用途广泛的高分子材料。用苯酚和甲醛可合成线型结构的酚醛树脂，发生的反应如下，下列说法正确的是
A．反应①的原子利用率为100% B．A分子中最多有14个原子共平面
C．A分子中的两个羟基性质完全相同 D．酚醛树脂(B)中含有
19．神舟十四号和神舟十五号六名航天员在轨驻留交换代表了我国天宫空间站将正式进入长期在轨运行阶段。下列叙述正确的是
A．运载火箭加注的液氢燃料是高能清洁燃料
B．飞船返回舱表面的耐高温陶瓷材料属于金属材料
C．空间站舷窗使用的耐辐射石英玻璃的主要成分为硅
D．飞船逃逸系统复合材料中的酚醛树脂属于无机非金属材料
20．下列说法正确的是
A．从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物
B．蔗糖和麦芽糖不可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别
C．氢化油可作为制造肥皂和人造奶油的原料
D．酚醛树脂制成的塑料制品是热塑性塑料
21．下列说法错误的是
A．淀粉经发酵可以得到食醋、味精、氨基酸等多种产品
B．镁是优质的耐高温材料，被大量用于制造火箭、导弹和飞机的部件等
C．冰刚好融化成水时，破坏了部分范德华力和氢键，空隙减小
D．在碱催化下，苯酚和甲醛可以反应生成网状结构的高分子
22．为了更好的收集、释放病原体，核酸采样时用的“拭子”并不是棉签，而是聚酯或尼龙纤维。下列说法正确的是
A．核酸、纤维素、聚酯、尼龙都是天然有机高分子化合物
B．用于制集成电路板底板的酚醛树脂属于聚酯
C．尼龙-66可由己胺和己酸经缩聚反应制备
D．聚酯和尼龙纤维吸附病原体的能力较差，利用植绒技术将聚酯和尼龙纤维制成微小刷子可很好的解决这一问题
23．实验室制取少量酚醛树脂的过程如下：在大试管中加入2.5 g苯酚，加入2.5 mL质量分数为40%的甲醛溶液，再加入1 mL浓盐酸，加热，等反应不再剧烈进行后，再加热一会儿，即可看到黏稠的近似固体的酚醛树脂。回答下列问题：
(1)浓盐酸在该实验中的作用是_______。
(2)加热的方式是_______。
A．用酒精灯直接加热 B．沸水浴 C．50～60 ℃水浴 D．用手微热
(3)写出该反应的化学方程式：_______，反应类型_______。
(4)得到的酚醛树脂常显粉红色的原因是_______。
24．人类目前认识的有机化合物数量巨大，并且每年还在以数百万种的速度增加。研究有机化合物首先是要从有机物的结构特点去掌握其性质。有机物A的结构如图所示，它有多重性质，能发生多种类型的化学反应，请根据要求填空。
(1)写出A分别与①碳酸氢钠溶液②氢氧化钠溶液③金属钠反应的化学方程式
①_______
②_______
③_______
(2)在A溶液中滴加浓溴水的现象为_______，化学方程式是_______。
(3)A与浓硫酸混合在加热条件下能发生一系列反应，根据要求写出对应的化学方程式：
①生成物分子中含有两个六元环：_______。
②生成能与三氯化铁发生显色反应的高分子化合物：_______。
(4)A物质与40%的甲醛溶液混合，在浓盐酸催化作用下，水浴加热反应生成一种树脂。写出该反应的化学方程式_______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【分析】高分子化合物，简称高分子，又称高分子聚合物，一般指相对分子质量高达几千到几百万的化合物。
【详解】A．乙炔（CHCH）相对分子质量为26，不是高分子化合物，A不符合题意；
B．乙烯（CH2=CH2）相对分子质量为28，不是高分子化合物，B不符合题意；
C．乙酸乙酯（CH3COOCH2CH3）相对分子质量为88，不是高分子化合物，C不符合题意；
D．聚乙烯（）是由乙烯发生缩聚反应生成的高聚物，属于高分子化合物，D符合题意；
故选D。
2．B
【详解】A．铜鹿嵌贝镇是由铜和贝壳制成，是金属材料和CaCO3的结合，A不符合题意；
B．纸是由含植物纤维的原材料经过制浆、调制、抄造、加工等工艺流程制成，植物纤维是有机物，B符合题意；
C．带钩石刀是石器，主要成分为无机非金属材料，C不符合题意；
D．持仗夫人立像画像砖主要由陶土烧制而成，属于无机非金属材料，D不符合题意；
故选B。
3．D
【详解】A． 葡萄糖是单糖不水解，葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇和二氧化碳，属于氧化反应，故A错误；
B． 醛基与极性分子加成时，带正电荷的原子与氧原子成键，故B错误；
C． 线状结构的酚醛树脂受热后软化，具有热塑性，网状结构的酚醛树脂具有热固性，受热后不能软化或熔融，故C错误；
D． 蛋白质在高温下会变性，失去活性，疫苗等生物制剂需低温保存是为防止蛋白质变性，故D正确；
故选D。
4．C
【详解】A．PEEK是聚合物，属于混合物，故A错误；
B．由X、Y和PEEK的结构简式可知，X和Y发生连续的取代反应得到PEEK，即X与Y经缩聚反应制得PEEK，故B错误；
C．X是对称的结构，苯环上有1种环境的H原子，苯环上H被Br所取代，一溴代物只有一种，故C正确；
D．Y中苯环和羰基都可以和H2发生加成反应，1mol Y与H2发生加成反应，最多消耗7mol H2，故D错误；
故选C。
5．A
【详解】Ａ．卡塔尔世界杯球馆屋顶采用了折叠式PTFE正(聚四氟乙烯)板材，该板材属于人造高分子材料，A错误；
Ｂ．赞美徽派建筑的诗句“白墙黛瓦马头墙”中所使用的砖瓦是用黏土烧制而成，黏土主要成分为含水的铝硅酸盐，B正确；
Ｃ．石墨烯弹性气凝胶制成的轻质“碳海绵”，疏松多孔，具有吸附性，可用作处理海上原油泄漏的吸油材料，C正确；
Ｄ．高铁酸钾(K2FeO4)氧化性，在水处理过程中能使蛋白质的变性、胶体聚沉、发生盐类水解、氧化还原反应，D正确；
故答案为：A。
6．A
【详解】A．从分子结构上看糖类都是多羟基醛或酮及其缩合产物，故A错误；
B．某些含有苯环的蛋白质溶液与浓硝酸会因胶体发生聚沉产生白色沉淀，加热后沉淀发生显色反应变为黄色，故B正确；
C．酯是易挥发而具有芳香气味的有机化合物，所以含有酯类的水果会因含有低级酯类物质而具有特殊香味，故C正确；
D．聚乙烯、聚氯乙烯的是具有优良性能的热塑性塑料，故D正确；
故选A。
7．A
【详解】蛋白质相对分子质量在一万以上，为天然高分子化合物；果糖、油脂、葡萄糖相对分子质量较小，不是高分子化合物，故选A。
8．A
【详解】A．聚合物中的n不确定，所以聚合物往往为混合物，A项错误；
B．芳纶纤维是聚苯二甲酰苯二胺，该物质为聚合物高分子材料，B项正确；
C．气溶胶为胶体，其粒子直径在1-100nm，说明病毒的粒子直径在纳米范围，故C正确；
D．光伏电池为将光能转化为电能，再电解水即电解池将电能转化为化学能，故D正确；
故选A。
9．D
【详解】A．“树肤”是指树皮，其主要成分为纤维素，故A正确；
B．“麻头”的主要成分为纤维素，纤维素在一定条件下能水解生成葡萄糖，故B正确；
C．现代渔网的主要成分是尼龙，属于合成纤维，属于合成高分子材料，故C正确；
D．造纸术可用“沤、蒸、捣、抄”四个环节描述，其中“蒸”为“蒸煮”，使植物纤维软化，胶质溶解而与纤维分离，用于后续造纸，故D错误；
故选D。
10．A
【详解】A．汞和硫反应生成硫化汞，可防止汞挥发，A项正确；
B．铅笔芯不含二氧化铅，铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，B项错误；
C．聚氯乙烯加热时产生有害物质，不能制作自热饭盒，C项错误；
D．味精的主要成分是谷氨酸钠，食盐的主要成分是氯化钠，焰色均为黄色，D项错误；
故选A。
11．B
【详解】A．碳纤维是碳单质，属于新型无机非金属材料，故A说法正确；
B．太阳能电池主要成分是硅单质，硅单质是太阳能电池的核心材料，故B说法错误；
C．复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料，复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类，金属基体常用的是铝、镁、铜、钛及其合金，非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等，增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、等，酚醛树脂增强铝基材料属于复合材料，故C说法正确；
D．橡胶属于有机高分子材料，故D说法正确；
答案为B。
12．C
【详解】A．化学肥料的使用可以增加粮食的产量，A正确；
B．酚醛塑料是一种硬而脆的热固性塑料，属于有机合成材料，俗称电木粉，广泛用作家具零件，日用品，工艺品，具有耐腐蚀，耐高温的性能，B正确；
C．合成橡胶的抗老化性优于天然橡胶，C错误；
D．玻璃钢，即纤维强化塑料，是一种复合材料，由玻璃纤维和合成树脂共同构成，D正确；
故选C。
13．B
【详解】A．钢铁腐蚀不利于钢材的保存，需要减慢化学反应速率，A错误；
B．工业合成氨为提高产量，应加快反应速率，B正确；
C．牛奶变质后无法食用，应减慢化学反应速率，C错误；
D．塑料用品老化，不利于塑料的保存和使用，应减慢化学反应速率，D错误；
故答案选B。
14．B
【详解】A．航空航天工业中采用化学镀镍，电镀时镀件作阴极，发生还原反应，镍作阳极，发生氧化反应，选项A正确；
B．我国力争2060年前实现碳中和，用脱硫煤代替原煤作燃料不能减少二氧化碳的排放，不能实现碳中和，选项B错误；
C．利用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，实现“碳”的循环利用应用，减少二氧化碳的排放，选项C正确﹔
D．卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造，其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶，选项D正确﹔
答案选B。
15．A
【详解】A．分子中含有羟基、羧基，可通过缩聚反应生成可降解的绿色高分子材料，A正确；
B．有机硅橡胶是通过缩聚反应制得的，B错误；
C．合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛，C错误；
D．天然橡胶的主要成分聚异戊二烯，分子中含有碳碳双键，能使溴水褪色，D错误；
故选A。
16．A
【详解】A．不锈钢中含有铬、镍元素，能改变金属的内部结构，使铁合金具有很强的抗腐蚀能力，A项正确；
B．酚醛树脂是由酚类和醛类聚合而成的，不含酯基，不属于聚酯，B项错误；
C．碳纤维属于碳单质，不是新型有机高分子材料，是一种新型无机非金属材料，C项错误；
D．氮化硅陶瓷熔沸点高、硬度大、耐磨，可用于制造汽车发动机，属于新型无机非金属材料，不属于传统无机非金属材料， D项错误；
故选A。
17．A
【详解】A．苯酚和甲醛发生羟醛缩合反应生成酚醛树脂，此反应属于缩聚反应，A正确；
B．淀粉和纤维素的分子式均为()，二者聚合度n值不同，不是同分异构体，B错误；
C．塑料、合成橡胶、合成纤维均为小分子发生聚合反应生成的高分子，都属于合成有机高分子材料，橡胶中还有天然橡胶，不属于合成高分子材料，故C错误；
D．聚乙烯、聚氯乙烯均难降解，易造成白色污染，故D错误；
故答案选A。
18．A
【详解】A．由图可知，反应①中原子全部转化到生成物中，原子利用率为100%，A正确；
B．与苯环直接相连的原子共面，单键可以旋转，则酚羟基中氢原子可能共面，-CH2OH中羟基可能共面，故最多有15个原子共平面，B错误；
C．A分子中的两个羟基，分别为酚羟基、羟基，性质不完全相同，C错误；
D．酚醛树脂(B)中含有，D错误；
故选A。
19．A
【详解】A．液氢燃料热值高，且燃烧产物是水，不污染环境，属于高能清洁燃料，A项正确；
B．陶瓷是无机非金属材料，B项错误；
C．石英玻璃的主要成分是二氧化硅，C项错误；
D．酚醛树脂为有机高分子合成材料，D项错误；
故选A。
20．C
【详解】A．糖是多羟基醛、多羟基酮或它们的脱水缩合物，根据是否含有醛基分为还原性糖和非还原性糖，A错误；
B．麦芽糖中含有醛基，能与新制氢氧化铜反应，蔗糖中没有醛基，不能与新制氢氧化铜反应，可用新制氢氧化铜鉴别，B错误；
C．氢化油为饱和的高级脂肪酸甘油酯，可作为制造肥皂和人造奶油的原料，C正确；
D．酚醛树脂具有热固性，其制成的塑料制品为热固性塑料，D错误；
故答案选C。
21．B
【详解】A．淀粉水解生成葡萄糖，以葡萄糖为原料，经发酵可以得到食醋、味精、氨基酸等多种产品，故A正确；
B．镁不是耐高温材料，氧化镁是耐高温材料，镁合金被大量用于制造火箭、导弹和飞机的部件等，故B错误；
C．氢键具有方向性，冰融化成水，破坏了部分范德华力和氢键，分子间空隙减小，体积减小，密度增大，故C正确；
D．在碱催化下，苯酚和过量的甲醛可以反应生成网状结构的高分子，故D正确；
故选B。
22．D
【详解】A．聚酯、尼龙属于合成有机高分子化合物，A错误；
B．酚醛树脂是由酚类和醛类聚合而成的，不属于聚酯，B错误；
C．尼龙由己二胺和己二酸经缩聚反应制备，C错误；
D．聚酯和尼龙纤维不易吸附病原体，可利用植绒技术将聚酯和尼龙纤维制成微小刷子加以解决，D正确；
故选D。
23．(1)催化剂
(2)B
(3) 缩聚反应
(4)反应过程中，少部分苯酚被氧化
【详解】（1）浓盐酸在反应中起催化剂的作用。
（2）制取酚醛树脂的温度为100℃，可以采用沸水浴，故选B。
（3）苯酚和甲醛发生缩聚反应生成酚醛树脂和水，化学方程式为： 。
（4）制取酚醛树脂的原料苯酚易被空气中的氧气氧化呈粉红色，所以得到的酚醛树脂常显粉红色。
24．(1) +NaHCO3→+ CO2↑+ H2O +2NaOH→+ 2H2O 2+6Na →2+3H2↑
(2) 有白沉淀生成 + 3Br2→+ 3HBr
(3) 2+H2O n+ nH2O
(4)n + n HCHO+ nH2O
【解析】（1）
①只有羧基能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，反应方程式为+NaHCO3→+ CO2↑+ H2O；
②酚羟基、羧基都能与氢氧化钠发生中和反应，反应方程式为+2NaOH→+ 2H2O；
③酚羟基、醇羟基、羧基都能与钠反应生成氢气，反应方程式为2 +6Na →2+3H2↑；
（2）
酚羟基的邻位、对位氢原子能与溴水发生取代反应，反应生成 ，有白色沉淀生成，反应方程式为+ 3Br2→ + 3HBr；
（3）
①生成物分子中含有两个六元环，是A发生酯化反应形成内酯，生成酯的结构简式为，反应方程式为2+H2O，
②生成能与三氯化铁发生显色反应的高分子化合物，是羧基与羟基之间进行缩聚反应生成高聚物，高聚物结构简式为，反应方程式为n+ nH2O；
（4）
A与甲醛在盐酸作催化剂条件下形成线型结构树脂，该树脂结构简式为，反应方程式为n + n HCHO+ nH2O。