课件28张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引121.有机高分子化合物
(1)定义
有机高分子化合物是由许多小分子化合物以共价键结合成的,相对分子质量很大(一般高达104~106)的一类化合物。
(2)结构
①结构特点:它们是由若干个重复结构单元组成的。如聚乙烯写作??CH2—CH2??。
②链节:高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位,也称为重复结构单元。
③聚合度:高分子链中含有链节的数目,通常用n表示。
④单体:能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。
例如:??CH2—CH2??的链节为—CH2—CH2—,聚合度为n,单体是CH2 CH2。目标导航预习导引12有机高分子化合物相对分子质量很大,其分子结构是不是一定很复杂?
答案:有机高分子化合物相对分子质量虽然很大,但其结构却不复杂,它是由若干个重复单元相互连接形成的,可以从链节的结构知道高分子化合物的结构。目标导航预习导引122.合成高分子化合物的基本反应类型
(1)加成聚合反应
①定义:由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的方式结合成高分子化合物的反应,简称加聚反应。
②加聚反应方程式的书写
a.乙烯的加聚
nCH2 CH2 ??CH2—CH2??;
b.1,3-丁二烯的加聚
nCH2 CH—CH CH2 ??CH2—CHCH—CH2??。目标导航预习导引12(2)缩合聚合反应
①定义:有机小分子单体间反应生成高分子化合物,同时产生小分子化合物的反应,简称缩聚反应。
②类型
a.羟基酸缩聚
如HOCH2COOH的缩聚:nHOCH2COOH +(n-1)H2O。
b.醇与酸缩聚
如乙二酸与乙二醇的缩聚:nHOCH2CH2OH+n
+(2n-1)H2O。一二知识精要思考探究典题例解迁移应用一、加聚反应
1.加聚反应的特点
(1)单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物。例如,烯、二烯、炔等含不饱和键的化合物。
(2)发生加聚反应的过程中,没有副产物产生。
(3)聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。
(4)聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
2.加聚反应的类型
(1)单烯烃型单体加聚:将单体的不饱和键的碳链单独列一行,其余作为支链分列上下两行,断开双键,键分两端,添上括号,n写后面。如一二知识精要思考探究典题例解迁移应用(2)二烯烃型单体加聚时“双变单,单变双,破两头,移中间,添上括号,n写后面”。如
(3)含有一个双键的两种单体聚合时,“双键打开,中间相连,添上括号,n写后面”。如一二知识精要思考探究典题例解迁移应用HCHO若能发生加聚反应,请写出其高聚产物的结构简式。
答案:HCHO若能发生加聚反应,则一定是碳氧双键打开相互聚合,所得高聚物的结构简式为??CH2—O??。一二知识精要思考探究典题例解迁移应用【例1】 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,形成的物
质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中正确的是( )
A.聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2CHCOOR
B.聚丙烯酸酯属于纯净物
C.聚丙烯酸酯能发生加成反应
D.合成聚丙烯酸酯的反应属于缩聚反应一二知识精要思考探究典题例解迁移应用解析:聚丙烯酸酯的链节为 ,主链上只有两个碳原子,将链节
两端两个半键向内闭合即得单体CH2CHCOOR,A正确;合成聚丙烯酸酯的反应属于加聚反应,D错误;每个聚丙烯酸酯分子中n值不同,故聚丙烯酸酯属于混合物,B错误;单体CH2CHCOOR发生加聚反应生成聚丙烯酸酯后,分子中不再含有碳碳双键,不能发生加成反应,C错误。
答案:A一二知识精要思考探究典题例解迁移应用一二知识精要思考探究典题例解迁移应用1.HEMA是制备软质隐形眼镜的材料,其结构简式为, 合成它的原料的结构简式是( )
答案:C一二知识精要思考探究典题例解迁移应用2.某高聚物的结构片段如下:
?
下列分析正确的是( )
A.它是缩聚反应的产物
B.其单体是CH2 CH2和HCOOCH3
C.其链节是CH3CH2COOCH3
D.其单体是CH2 CHCOOCH3
答案:D一二知识精要典题例解迁移应用二、缩聚反应
1.缩聚反应的特点
(1)缩聚反应的单体往往是具有双官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等)或多官能团的小分子。
(2)缩聚反应生成聚合物的同时,还有小分子副产物(如H2O、NH3、HCl等)生成。
(3)所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。
(4)缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团(这与加聚物不同,而加聚物的端基不确定,通常用横线“—”表示)。如
H—O H
/ /
端基原子团 端基原子一二知识精要2.缩聚反应的类型
(1)聚酯类:—OH与—COOH间的缩聚。典题例解迁移应用一二知识精要(2)聚氨基酸类:—NH2与—COOH间的缩聚。典题例解迁移应用一二知识精要典题例解迁移应用【例2】 下列高聚物中,由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是( )一二知识精要典题例解迁移应用解析:分析题中四个选项:A项是由CH2 CH2和CH2 CHCN加聚而成的;B项是由CH2 CH—CH CH2加聚而成的;C项是由CH2 CH—CH CH2和
CH2 CHC6H5加聚而成的;只有D项中含有官能团—COO—,故D项是通过缩聚反应生成的。
答案:D一二知识精要典题例解迁移应用请将合成下列高分子材料所用的单体、反应类型填入相应空格内。
(1)聚氯乙烯 的单体为 ,反应类型为 。?
(2) 的单体为 ,反应类型为 。?
(3) 的单体为 ,反应类型为 。?
(4)天然橡胶 的单体为 ,反应类型为 。?
(5)锦纶 的单体为 ,反应类型为 。?
(6)涤纶 的单体为 ,反应类型为 。?一二知识精要典题例解迁移应用解析:根据高分子化合物的结构特点,确定聚合反应的反应类型,再依据加聚、缩聚产物单体的判断方法,逐个进行分析、判断。知识链接案例探究判断合成高聚物单体的方法
1.由加聚产物推断单体的方法
(1)方法知识链接案例探究知识链接案例探究2.由缩聚产物推断单体的方法
(1)方法——“切割法”
断开羰基和氧原子(或氮原子)上的共价键,然后在羰基碳原子上连接羟基,在氧原子(或氮原子)上连接氢原子。
(2)实例知识链接案例探究高分子化合物A和B的部分结构如下:
(1)合成高分子化合物A的单体是 ,生成A的反应是 反应。?
(2)合成高分子化合物B的单体是 ,生成B的反应是 反应。?
思路点拨:首先确定反应类型是加聚反应还是缩聚反应,然后根据加聚反应和缩聚反应各自的特点确定单体。知识链接案例探究解析:合成高聚物的反应有加聚反应和缩聚反应。在判断合成高聚物的单体时,首先要看链节主链上是否都是碳原子,若都是碳原子则该高聚物为加聚反应的产物,合成它的单体中一定含有不饱和键。若链节主链中都是单键,则应以两个碳原子为一组分段断键,把单键变为双键即得单体;若链节主链中含有双键,则应以四个碳原子为一组分段断键,断键后把双键变为单键,单键变为双键即得单体。
(1)由高分子化合物A的结构片段可以看出其链节为 ,则A的结构
简式为 ,它应是通过加聚反应得到的高聚物,其单体
是 。
(2)由高分子化合物B的结构片段可以看出其链节为 ,则B的结构简式为 ,它是通过缩聚反应得到的高聚物,其单体是 。知识链接案例探究课件18张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引12341.合成材料的分类
按用途和性能分为:
(1)合成高分子材料:主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等。
(2)功能高分子材料:主要包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等。
(3)复合材料。目标导航预习导引12342.塑料
(1)主要成分:合成高分子化合物,即合成树脂。
(2)分类
①热塑性塑料,如聚乙烯等制成的塑料,可以反复加热熔融加工;
②热固性塑料,如用酚醛树脂等制成的塑料,不能加热熔融,只能一次成型。
(3)常见的塑料
①聚乙烯目标导航预习导引1234②酚醛树脂
a.定义:酚醛树脂是用酚类与醛类在酸或碱催化下相互缩合而形成的高分子化合物。
b.形成:在酸催化下,等物质的量的甲醛和苯酚反应形成线型结构高分子。其反应为:
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,生成网状结构的酚醛树脂。目标导航预习导引1234线型结构酚醛树脂和体型结构酚醛树脂在物理性质上有何区别?
答案:线型结构的酚醛树脂具有热塑性,可溶于某些有机溶剂;体型结构的酚醛树脂具有热固性,不溶于任何溶剂。目标导航预习导引1234?目标导航预习导引1234?知识精要典题例解迁移应用知识精要典题例解迁移应用【典例】 有机玻璃是一种重要的塑料,有机玻璃的结构简式为 ,它的单体A不溶于水,并可以发生以下变化:
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。?
(2)B分子中含有的官能团是 、 。?
由B转化为C的反应属于(选填序号) 。?
①氧化反应 ②还原反应
③加成反应 ④取代反应
(3)C的一氯代物有 种。?
(4)由A生成B的化学方程式是 。?知识精要典题例解迁移应用思路点拨:有机推断题的解题策略
要抓住基础知识,和新信息结合成新网络,接受信息——联系旧知识——寻找条件——推断结论。
关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系,不仅要注意物质官能团的衍变,同时要注意分子中伴随的碳、氢、氧、卤素原子数目以及有机物相对分子质量的衍变。这种数量、质量的改变往往成为解题的突破口。知识精要典题例解迁移应用解析:(1)由有机玻璃的结构简式( )和合成反应(加聚反应)
知,它的单体A为 。
(2)A在稀硫酸的作用下发生水解反应生成CH3OH和B,且B能与NaOH溶液发生
中和反应,又能与H2发生加成反应,则B的结构简式为 ,C
为 ;B中含有碳碳双键和羧基,生成C的反应既属于加成
反应,又属于还原反应。
(3)C的烃基中含有两种“等效氢”,故一氯代物有2种。知识精要典题例解迁移应用答案:(1)
(2)碳碳双键 羧基 ②③
(3)2知识精要典题例解迁移应用1.中央电视台的《科技博览》节目曾经报道中科院首创用二氧化碳合成可降解塑料:聚二氧化碳。下列相关说法合理的是( )
A.使用聚二氧化碳塑料会产生白色污染
B.聚二氧化碳塑料是通过聚合反应制得的
C.聚二氧化碳塑料与干冰互为同分异构体
D.聚二氧化碳塑料与干冰都属于纯净物
答案:B知识精要典题例解迁移应用2.橡胶树是热带植物,在我国海南已有大面积种植。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 。
(1)天然橡胶能溶于汽油的根本原因是 ,天然橡胶加入适当硫黄进行硫化后,其结构由 变成 ,因而硫化橡胶 (填“能”或“不能”)溶于汽油。?
(2)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 (填“能”或“不能”,下同)褪色;加入酸性KMnO4溶液中,溶液 褪色。?知识精要典题例解迁移应用解析:天然橡胶是异戊二烯的聚合物,链节中含有不饱和的碳碳双键,结构决定
性质。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,能溶于汽油等有机溶剂,同时链节中含有不饱和的碳碳双键,能发生加成反应、氧化反应,使溴水和KMnO4酸性溶液褪色;当与硫黄进行硫化后,线型分子间通过硫原子发生交联变成网状结构,故其性质发生改变。
答案:(1)天然橡胶是线型结构 线型结构 网状结构 不能
(2)能 能知识链接案例探究人造纤维与合成纤维的区别和联系
1.人造纤维是用某些线型天然高分子化合物或其衍生物作原料,直接溶解于溶剂或制造成衍生物后溶解于溶剂生成纺织溶液,之后再经加工制成的多种化学纤维的统称。竹子、木材、甘蔗渣、棉绒等都是制造人造纤维的原料。根据人造纤维的形状和用途,分为人造丝、人造棉和人造毛三种。
2.合成纤维是以小分子的有机化合物为原料,经加聚反应或缩聚反应制成的线型有机高分子化合物,如聚丙烯腈、聚酯、聚酰胺等。
3.由于二者都使用了化学方法,都属于化学纤维,但二者的生产目的不同:人造纤维的主要生产目的是改变天然高分子化合物的性能,如火棉比纤维素更易燃烧,而醋酸纤维比纤维素更难燃烧;合成纤维的生产目的是把非纤维状的物质转变为纤维状的物质。知识链接案例探究在黏胶纤维、棉花、尼龙、涤纶、腈纶、羊毛中,属于天然纤维的是 ,属于人造纤维的是 ,属于合成纤维的是 。?
解析:棉花、羊毛、木材、草类的纤维都是天然纤维;用木材、草类的纤维经化学加工制成的黏胶纤维属于人造纤维;利用石油、天然气、煤和农副产品为原料加工制得单体,经聚合反应制成的纤维是合成纤维。
答案:棉花、羊毛 黏胶纤维 尼龙、涤纶、腈纶课件16张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引121.功能高分子材料
当今能源、材料、信息工程被视为影响社会经济发展和进步的三大支柱产业。材料是能源和信息发展的基础。
(1)定义:功能高分子材料是在天然或合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团,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。
(2)高吸水性树脂
①合成方法
a.对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链,以提高它们的亲水能力。目标导航预习导引12b.以带有强亲水性原子团的化合物为单体,均聚或共聚得到亲水性高聚物。
②性能
可吸收几百至几千倍于自重的水,同时保水能力强,还能耐一定的挤压作用。
③应用
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。目标导航预习导引122.复合材料
(1)定义:指几种不同材料组合在一起制成的一种新型材料。其中一种材料作为基体,另一种材料作为增强材料。
(2)性能:复合材料具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能,在综合性能上超过了单一材料。
(3)应用:复合材料主要用于建筑材料和汽车、轮船、人造卫星、宇宙飞船的外壳和构件,在人类健康方面的应用前景也十分广阔。知识精要典题例解迁移应用功能高分子材料
1.功能高分子材料的品种和分类知识精要典题例解迁移应用知识精要典题例解迁移应用【典例】 高分子化合物H可用于制造以玻璃纤维为填料的增强塑料(俗称玻璃钢)。以下为合成该化合物的过程。
?
试回答下列问题:
(1)写出下列反应的反应类型:② ;?⑤ 。?
(2)写出下列物质的结构简式:E ;?F 。
(3)反应③是与HCl加成,④是氧化,在③→⑤中,设计③这一步的目的是 。?
(4)写出反应⑤的化学方程式: 。?知识精要典题例解迁移应用解析:(1)由反应物和反应条件可知反应②为卤代烃水解反应或取代反应,反应⑤为卤代烃消去反应;
(2)乙烯与Br2发生加成反应生成BrCH2—CH2Br,BrCH2—CH2Br在NaOH水溶液中发生水解反应生成HO—CH2—CH2—OH;
(3)由高聚物知单体为HO—CH2—CH2—OH和HOOC—CH2—CH2—COOH,则D为HOOC—CH2—CH2—COOH,
逆推可知C为HOOC—CH2—CHCl—COOH,由反应②知A为HO—CH2—CH CH—CH2—OH,B为HOCH2—CH2—CHCl—CH2OH,
C为HOOC—CH2—CHCl—COOH,由于碳碳双键容易被氧化,所以在把羟基氧化为羧基时碳碳双键会被氧化,设计③这一步的目的是防止A分子中的碳碳双键被氧化;
(4)HOOC—CH2—CHCl—COOH在NaOH醇溶液中发生消去反应时,羧基也与NaOH发生中和反应。知识精要典题例解迁移应用答案:(1)水解反应或取代反应 消去反应
(2)BrCH2—CH2Br HO—CH2—CH2—OH
(3)防止A分子中的碳碳双键被氧化
(4)HOOC—CH2—CHCl—COOH+3NaOH
NaOOC—CH CH—COONa+NaCl+3H2O知识精要典题例解迁移应用1.下列关于新型有机高分子材料的说法中,不正确的是( )
A.高分子分离膜应用于食品工业中,可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等
B.复合材料一般是以一种材料作为基体,另一种材料作为增强材料
C.导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料
D.合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用,难以达到生物相容的程度
解析:A、B、C选项的叙述都是正确的。有的新型高分子材料具有优异的生物兼容性,较少受到排斥,可以满足人工器官对材料的苛刻要求。
答案:D知识精要典题例解迁移应用2.下列物质中不属于复合材料的是( )
①聚苯乙烯树脂 ②铝塑管 ③涤棉织品 ④纯棉内衣
A.①③ B.①④
C.②④ D.③④
解析:复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的一种新型材料。聚苯乙烯树脂是以 为单体的高聚物;纯棉内衣的主要成分是纤维素。
答案:B知识链接案例探究有机物的检验和鉴别的常用方法
1.检查有机物的溶解性
通常是加水检查,观察其是否能溶于水。例如,用此法可以鉴别乙酸与乙酸乙酯,乙醇与氯乙烷,甘油与油脂等。
2.检查液态有机物的密度
观察不溶于水的有机物在水中浮沉情况可知其密度比水的密度是小还是大。例如,用此法可以鉴别硝基苯与苯,四氯化碳与1-氯乙烷。
3.检查有机物的燃烧情况
如观察是否可燃(大部分有机物可燃,四氯化碳和多数无机物不可燃);燃烧时黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯和乙炔,乙烷和苯);燃烧时的气味(如识别聚氯乙烯、蛋白质)。知识链接案例探究知识链接案例探究知识链接案例探究下列各组化合物只用一种试剂无法鉴别的是( )
A.乙醇、甲苯、硝基苯
B.苯、苯酚、己烯
C.苯、甲苯、环己烷
D.甲酸、乙醛、乙酸
解析:A项可以用水来鉴别;B项可以用溴水来鉴别;D项可以用新制的Cu(OH)2来鉴别;C项无法用一种试剂来鉴别。
答案:C课时训练17 合成高分子化合物的基本方法
一、选择题
1.下列有机化合物,既能发生加成反应,又能发生加聚反应,还能发生缩聚反应的是( )
A.
B.
C.CH2CH—COOH
D.
解析:能发生加成反应的含有、—C≡C—或—CHO等;能发生加聚反应的含有、—C≡C—等;能发生缩聚反应的含有—NH2与—COOH、—OH与—COOH或酚羟基与醛基等。
答案:B
2.两种烯烃CH2CH2和RCHCHR,用它们作单体进行聚合时,产物中含有①??CH2—CH2??、
②、③
中的( )
A.①②③
B.①③
C.③
D.②③
解析:以和的单体进行聚合时分三种情况:①自身聚合生成??CH2—CH2??;②自身聚合生成;③和发生聚合反应生成。
答案:A
3.乙烯和丙烯按物质的量比1∶1聚合时,生成聚合物乙丙树脂,该聚合物的结构简式可能是( )
A.
B.
C.??CH2—CH2—CHCH—CH2??
D.??CH2—CH2—CH2—CH2—CH2??
解析:乙烯变成链节为—CH2—CH2—,丙烯变成链节为,二者连接即得。
答案:A
4.下列单体能在一定条件下发生加聚反应生成的是( )
A.丙烯 B.2-甲基-1,3-丁二烯
C.乙烯和丙烯 D.2-甲基-2-丁烯
解析:根据链节上的碳原子数目和键的类型可判断其单体是二烯烃。
答案:B
5.下列叙述正确的是( )
A.单体的质量之和等于所生成高聚物的质量
B.单体为一种物质时,则单体发生加聚反应
C.缩聚反应的单体至少有两种
D.淀粉和纤维素都可用(C6H10O5)n表示,但聚合度不同,彼此不是同分异构体
解析:若是加聚反应,单体的质量之和等于所生成高聚物的质量,但对于缩聚反应而言,单体的质量之和不等于所生成高聚物的质量,故A错误;如果某单体同时具有2个能够相互反应的官能团,则其自身就能发生缩聚反应,故B、C错误。
答案:D
6.现有烃的含氧衍生物A,还原A时形成醇B;氧化A时形成C,由B、C反应可生成高分子化合物,以下叙述错误的是 ( )
A.A属于醛类
B.A的相对分子质量为58
C.A分子中有6个原子,碳元素的质量分数为40%
D.1 mol A与足量银氨溶液反应能还原出4 mol Ag
解析:由于A可被还原为醇,又可被氧化为酸,可知A应为醛,结合高分子化合物的结构可知A为乙二醛。
答案:C
7.已知一种聚碳酸酯的结构简式为:
,则下列说法正确的是( )
A.它是通过缩聚反应得到的
B.它是纯净物
C.它是由单体和
通过加聚反应得到的
D.它是由单体和CO2通过缩聚反应得到的
解析:由高分子化合物链节可知它是缩聚产物,A项正确,C项错误;高分子化合物的聚合度不确定,高分子材料都是混合物,B项错误;高分子化合物的链节中含有,故D项错误。
答案:A
8.是一种新型可生物降解的高分子材料。PLA的合成路线如下:
淀粉葡萄糖乳酸PLA
下列说法中,正确的是( )
A.PLA结构中含有酯基
B.淀粉和葡萄糖互为同分异构体
C.过程②的反应类型是水解反应
D.1 mol乳酸与足量的金属钠反应最多可生成0.5 mol H2
解析:由PLA的结构简式知其为缩聚产物,单体乳酸为,PLA中含有酯基,故A项正确;乳酸中含有一个—OH和一个—COOH,都可以与金属钠反应,故1mol乳酸可产生1molH2,D项错误;淀粉和葡萄糖分子式不同,B项错误;葡萄糖在催化剂作用下生成乳酸,不属于水解反应,C项错误。
答案:A
9.某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片段为
,则生成该高分子化合物的单体的种数和反应类型正确的是 ( )
A.1种,加聚反应 B.2种,缩聚反应
C.3种,缩聚反应 D.3种,加聚反应
解析:从高分子化合物的结构片段可以得出其链节为,是3种单体、、按物质的量之比为1∶2∶1发生缩聚反应生成的高聚物。
答案:C
10.某高分子化合物的结构简式为
,1 mol该物质与足量的NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量为( )
A.3 mol B.4 mol
C.3n mol D.4n mol
解析:1mol该高分子化合物中含有3nmol酯基,水解后的产物中含有3nmol羧基、nmol酚羟基和2nmol醇羟基,因此,共消耗4nmolNaOH。
答案:D
二、非选择题
11.由丙烯经下列反应可得到F、G两种高分子化合物,它们都是常用的塑料:
CH3CHCH2F
Br2
ABCDE
(1)聚合物F的结构简式是 。?
(2)D的结构简式是 。?
(3)B转化为C的化学方程式是 。?
(4)在一定条件下,两分子E能脱去两分子水形成一种六元环状化合物,该化合物的结构简式是 。?
解析:由高聚物可知,E为;CH3CHCH2与Br2发生加成反应生成A,A为,B为
,结合醇的催化氧化规律可知C为,D为。
答案:(1) (2)
(3)+O2
+2H2O
(4)
12.已知:RCH2COOH
Ⅰ.冠心平F是降血脂、降胆固醇的药物,它的一条合成路线如下:
(1)A为一元羧酸,8.8 g A与足量NaHCO3溶液反应生成2.24 L CO2(标准状况),A的分子式为 。?
(2)写出符合A分子式的所有甲酸酯的结构简式: 。?
(3)B是氯代羧酸,其核磁共振氢谱有两个峰,写出BC的反应方程式: 。?
(4)C+EF的反应类型为 。?
(5)写出A和F的结构简式:A ;?
F。
(6)D的苯环上有两种氢,它所含官能团的名称为 ;写出a、b所代表的试剂:a ;?
b。
Ⅱ.按如下路线,由C可合成高聚物H:
CGH
(7)CG的反应类型为 。?
(8)写出GH的反应方程式: 。?
解析:(1)由化学方程式RCOOH+NaHCO3RCOONa+H2O+CO2↑可知生成2.24LCO2(标准状况),就要消耗0.1mol羧酸,故A的摩尔质量是88g·mol-1,因为羧基(—COOH)的摩尔质量是45g·mol-1,所以其余烃基的摩尔质量是43g·mol-1,因此烃基的化学式是C3H7,故A的分子式是C4H8O2;
(2)分子式是C4H8O2的甲酸酯说明是由甲酸和丙醇形成的,丙醇有正丙醇和异丙醇两种,所以其相应的甲酸酯也有两种,分别为HCOOCH2CH2CH3和HCOOCH(CH3)2;
(3)由于羧基中含有一个氢原子,说明另外的氢原子全部连在甲基上且甲基连在同一个碳原子上,故B的结构简式是(CH3)2CClCOOH,因此A的结构简式是(CH3)2CHCOOH,所以BC的反应方程式为(CH3)2CClCOOH+C2H5OH
(CH3)2CClCOOC2H5+H2O;
(4)由信息可知C和E反应的化学方程式为
+(CH3)2CClCOOC2H5+NaCl,因此该反应属于取代反应;
(5)分析见(3)和(4);
(6)由合成路线可知D的结构简式是,所以a、b所代表的试剂分别是氯气和NaOH溶液;
(7)C的结构简式为(CH3)2CClCOOC2H5,含有氯原子,所以在氢氧化钠的醇溶液中可以发生消去反应,生成物G的结构简式是CH2C(CH3)COOC2H5,G中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高分子化合物H,反应方程式为
nCH2C(CH3)COOC2H5
;
(8)见分析(7)。
答案:(1)C4H8O2
(2)HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2
(3)(CH3)2CClCOOH+C2H5OH
(CH3)2CClCOOC2H5+H2O
(4)取代反应
(5)(CH3)2CHCOOH
(6)羟基、氯原子 Cl2 NaOH溶液
(7)消去反应
(8)nCH2C(CH3)COOC2H5
课时训练18 应用广泛的高分子材料
一、选择题
1.下列高分子材料中属于体型结构的是( )
A.有机玻璃 B.涤纶
C.电木 D.聚乙烯
解析:有机玻璃的结构简式为,可溶于有机溶剂,是线型结构。涤纶具有热塑性,因而是线型结构。电木性脆,受热不能熔化,属于体型结构。聚乙烯具有热塑性,因而是线型结构。
答案:C
2.下列材料属于新型有机高分子材料的是( )
A.天然橡胶 B.高分子膜
C.涂料 D.复合材料
解析:复合材料不一定为有机高分子材料。
答案:B
3.下列物质中,属于合成高分子材料的是( )
A.棉花 B.羊毛
C.淀粉 D.聚氯乙烯
解析:天然高分子材料包括棉花、蛋白质(例如羊毛)、淀粉、纤维素和天然橡胶等。而聚氯乙烯为由氯乙烯合成的高分子材料。
答案:D
4.化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是( )
A.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
B.推广使用一次性木筷,切断甲型H1N1流感病毒传播途径
C.合金在潮湿的空气中形成原电池,故其耐腐蚀性都较差
D.纤维素醋酸酯是一种合成高分子材料,可作纺织工业原料
解析:潮汐发电是将机械能转化为电能,A项错;甲型H1N1流感病毒属于呼吸道疾病,不属于接触传染,且为了保护环境,不应为制造一次性木筷而大肆砍伐树木,B项错;有的合金在制作时改变了金属内部结构,具有很强的抗腐蚀性,如生活中常见的不锈钢,C项错。
答案:D
5.下列物质所用的高分子材料,你认为具有热固性的是 ( )
A.塑料凉鞋 B.自行车内胎
C.电线外面的塑料护套 D.电熨斗的塑料部件
解析:按塑料受热时的特征,塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料受热软化,可以反复塑制,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等;热固性塑料加工成型以后变为不溶、不熔状态,如酚醛塑料、氨基塑料等。由此特征,根据日常生活经验,A、B、C三种塑料受热都易发生形变、熔化,而电熨斗上的塑料部件不能发生形变,故选D。
答案:D
6.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
B.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
D.通用塑料可以在任何领域中通用
解析:本题考查的是塑料的有关知识,只要我们对塑料的成分、品种、性能、用途了解,本题就易于解决。通用塑料指价格低、产量大、用途广泛的塑料,在日常生活中通用性强,但并不是在任何领域中都可以用,在许多领域需用特种塑料。
答案:D
7.上海世博会最佳实践区项目之一的伦敦“零碳馆”公布展示方案。其中在零碳餐区,聪明的生物能热电联系系统将食品废弃物和其他生活垃圾混合,通过生物降解过程生产电和热,该系统处理后的产品还能用作生物肥。由此预测下列说法不正确的是( )
A.食品废弃物在处理过程中可由高分子变为小分子
B.废弃物处理方法有助于减少白色污染
C.建设展馆的材料有可能使用高效的保温高分子材料
D.建设展馆使用的光导纤维为三大合成材料之一
解析:本题可使用排除法。常见三大合成材料为塑料、合成橡胶、合成纤维,D不正确。食品废弃物纤维可变为小分子;生物处理法可减少塑料制品使用,减少白色污染;高分子材料的应用方向之一是保温。
答案:D
8.现有两种高聚物A、B,A能溶于氯仿等有机溶剂,加热到一定温度下熔融成黏稠液体,B不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔融。则下列说法中不正确的是 ( )
A.高聚物A可能具有弹性,而高聚物B一定没有弹性
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:考查高分子化合物的两种结构及性质区分。A加热熔融成黏稠液体,属于线型高分子,它可能具有弹性,而B为体型高分子材料,加热不能熔化,一定不具有弹性。
答案:C
9.人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法正确的是( )
A.天然橡胶易溶于水
B.羊毛是合成高分子材料
C.聚乙烯塑料是天然高分子材料
D.聚氯乙烯塑料会造成“白色污染”
解析:天然橡胶难溶于水,故A项错误;羊毛是天然高分子材料,故B项错误;聚乙烯塑料是合成高分子材料,故C项错误;聚氯乙烯塑料难降解,且其中含有毒的氯元素,会造成“白色污染”,D项正确。
答案:D
10.“不粘锅”炊具是在金属锅的内壁上涂一薄层聚四氟乙烯制成,下列各项对聚四氟乙烯的叙述中正确的是 ( )
A.在聚四氟乙烯的单体中不含有碳碳双键
B.聚四氟乙烯在高温时容易燃烧
C.聚四氟乙烯的化学性质很稳定,正常使用时不会发生化学变化
D.聚四氟乙烯的分子内支链很多,且彼此缠绕,不会污染食物
答案:C
11.下列物质按不同类别分组,所得组合最不合理的是 ( )
①糖类 ②塑料 ③石油 ④蛋白质 ⑤合成纤维
⑥棉花 ⑦陶瓷 ⑧玻璃 ⑨天然气 ⑩水泥 合成橡胶 煤 油脂 羊毛
A.①④ B.②⑤
C.⑦⑧⑩ D.③⑨
解析:选项A,为人类重要的营养物质;选项B,为三大合成材料;选项D,为化石燃料;选项C中的⑦⑧⑩为无机非金属材料,羊毛不能与其归为一类。
答案:C
12.合成材料的应用与发展,极大地方便了我们的生活。但合成材料废弃物的急剧增加却引发了“白色污染”问题,下列有利于“白色污染”减轻的是( )
①填埋 ②焚烧 ③倾倒入江河湖海之中 ④加强环保宣传,提高公民意识 ⑤多回收再利用 ⑥改进配方及生产工艺,研制易降解的新型塑料 ⑦不允许生产和使用塑料制品 ⑧加入特殊物质处理还原为小分子
A.①②③ B.④⑤⑥⑧
C.⑦ D.②④⑤
答案:B
13.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.聚硫橡胶(??CH2—CH2—S4??)
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)
解析:天然橡胶中的易被氧化。
答案:A
二、非选择题
14.使用一次性聚苯乙烯等材料带来的白色污染是极为严重的环境问题之一。最近研制出的一种可降解塑料,代号为3HB,结构简式为,具有良好的生物适应性,能在自然界中自行降解。请回答下列问题:
(1)该可降解塑料在自然界中可通过 (填序号)反应降解为该聚合物单体。?
A.加成 B.消去
C.水解 D.氧化
(2)该聚合物的单体结构简式为 ,该单体具有的官能团名称为 。?
(3)1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时,消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为 。?
解析:(1)由该高聚物的链节可知,它是由乳酸通过酯化反应聚合得到的,所以该聚合物降解为单体的过程就是酯的水解过程。
(2)该单体具有两个官能团,分别为羧基(—COOH)和羟基(—OH)。
(3)醇羟基能与钠反应生成氢气,但不能与碳酸氢钠反应;羧基能与碳酸氢钠反应放出CO2,同时能与钠反应,所以可得1mol该单体分别与钠和碳酸氢钠完全反应时,消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为2∶1。
答案:(1)C
(2) 羧基、羟基
(3)2∶1
15.使用有机材料制成的塑料薄膜,给环境造成的“白色污染”后果十分严重。我国最近研制成功的一类可降解塑料结构如下,该塑料具有良好的生物适应性和分解性,能自然腐烂分解。试回答下列问题:
A.
B.
C.
(1)这类可降解塑料中A、B、C的单体分别为 、 、 。?
(2)可降解塑料在自然界可通过 (填反应类型)反应分解为小分子有机物。?
(3)相同的条件下焚烧下列物质,污染大气最严重的是 (填编号)。?
A.聚氯乙烯 B.可降解塑料
C.聚丙烯 D.有机玻璃
解析:(1)三种塑料结构均为某一种单体缩聚而成。(2)三种塑料均含酯基,故可通过水解反应分解为小分子物质。(3)A中的聚氯乙烯的燃烧产物除了碳的氧化物和水外,还有含氯元素的有害物质,比其他三种物质污染更大。
答案:(1)
HO—CH2—CH2—CH2—COOH
(2)水解
(3)A
16.PCT是一种新型聚酯材料,下图是某研究小组合成PCT的路线。
A (C8H10)D E (C8H10O2)F
B
C (C10H10O4)
请回答下列问题:
(1)由A生成D的化学方程式为 ;?
(2)由B生成C的反应类型是 ,C的化学名称为 ;?
(3)由E生成F的化学方程式为 ,该反应的类型为 ;?
(4)D的同分异构体中为单取代芳香化合物的有 (写结构简式);?
(5)B的同分异构体中,能发生水解反应,且苯环上一氯代产物只有一种的是 (写结构简式)。?
解析:PCT水解生成(C)和(F),据此可以推断出其他物质:(E)、
(D)、
(A)、
(B)。D的单取代芳香化合物的同分异构体中,只含1个苯环,侧链是—C2H3Cl2,有—CH2CHCl2、—CCl2CH3、—CHClCH2Cl三种。对苯二甲酸的同分异构体中,能发生水解反应,说明其为酯类物质,苯环上一氯取代产物只有一种,说明其结构为苯环的对位有两个相同的取代基,即二甲酸对苯酚酯。
答案:(1)+2Cl2
+2HCl
(2)酯化反应(或取代反应) 对苯二甲酸二甲酯
(3)+3H2 加成反应
(4)、、
(5)
课时训练19 功能高分子材料
一、选择题
1.现代建筑装饰材料日新月异,更新换代很快,但都具有一个共同的缺点就是易燃易引起火灾。由此判断现代建筑装饰材料的主要成分是( )
A.大理石 B.硅酸盐
C.有机物 D.金属化合物
答案:C
2.某教科书插图中描绘的是一只小猫若无其事地站在烈火烘烤的高分子材料上面,则推测该高分子材料一定具有良好的( )
A.绝热性
B.导电性
C.绝缘性
D.导热性
答案:A
3.下列物质属于功能高分子材料的是( )
①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隐身材料 ④液晶高分子材料 ⑤光敏高分子材料 ⑥智能高分子材料
A.①②⑤
B.②④⑤⑥
C.③④⑤
D.①②③④⑤⑥
答案:D
4.化学与材料科学息息相关,从一定意义上讲,材料是科学技术的先导,没有新材料的发展,就不可能使新的科学技术成为生产力。下列有关材料的说法不正确的是( )
A.材料是为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质
B.人类使用和制造材料有悠久的历史,制造出的第一种材料是陶
C.体型结构的酚醛树脂制成的塑料,加工成型后,受热熔化后可以制成其他形状的器物
D.高分子分离膜是既具有传统高分子材料的机械性能,又具有特殊分离功能的功能高分子材料制成的薄膜
解析:体型结构的材料具有热固性,受热后不能熔化制成其他形状的器物。
答案:C
5.在科学史上中国有许多重大的发明和发现,它们为世界现代物质文明奠定了基础,以下发明和发现属于化学史上中国对世界的重大贡献是( )
①火药 ②指南针 ③造纸 ④印刷技术 ⑤炼铜、炼铁、炼钢 ⑥合成有机高分子材料 ⑦人工合成蛋白质 ⑧提出原子—分子学说
A.②④⑥⑧
B.①③⑤⑦
C.①②③④⑧
D.⑤⑥⑦⑧
解析:①火药和③造纸肯定符合题意,故只有B、C可选。指南针和印刷术虽是中国的发明,但和化学无关,故肯定不能选C,则答案为B。
答案:B
6.高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离,下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是( )
A.分离工业废水,回收废液中的有用成分
B.将化学能转换成电能,将热能转换成电能
C.食品工业中,浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒
D.海水淡化
解析:高分子分离膜的特点是能够有选择地让某些物质通过,而把另一些物质分离掉。主要应用生活污水、工业废水等废液处理和海水淡化工程等;而将化学能转换成电能是传感膜的应用;把热能转化成电能是热电膜的应用。
答案:B
7.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,可以通过取代反应大量生产
B.塑料在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、强碱作用
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。飞船材料应具有耐高温、强度大等优良性能。
答案:B
8.硅橡胶的主要成分(……)是二氯二甲基硅烷()经两种反应制成的,这两种反应是( )
A.消去、加聚
B.水解、加聚
C.氧化、缩聚
D.水解、缩聚
解析:合成过程为+2H2O
+2HCl,+(n-1)H2O,故选D。
答案:D
9.下列各种高分子材料的研究方向,并不适合未来高分子材料发展的是( )
A.使高分子材料具有“仿生”功能
B.使高分子材料向具有特殊物理、化学功能的“功能材料”发展
C.使农用薄膜具有选择性透过农作物所需的特定光波的功能
D.使高分子材料越来越牢固,越来越难分解
解析:未来高分子材料应该越来越易分解。
答案:D
10.在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后,它们的导电性能大大提高,因为这些塑料具有金属的一般特性,所以人们称之为“人造金属”,下列对“人造金属”的说法正确的是( )
A.“人造金属”和普通金属的制取方法不同,但原料相同
B.强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料
C.“人造金属”能够导电传热,所以有金属光泽
D.“人造金属”具有金属的一般特性,所以它们属于金属
解析:“人造金属”与普通金属的制取方法和原料均不同。此外,“人造金属”尽管有金属的一般特性,但它属于高分子化合物中的塑料。
答案:B
11.婴儿用的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.??CCl2—CCl2??
D.
解析:符合此要求的物质必须具备既有亲水基又有憎水基,亲水基大多指羟基、羧基等。
答案:B
12.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中不正确的是( )
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
13.聚乙炔导电聚合物的合成使高分子材料进入“合成金属”和塑料电子学时代,当聚乙炔分子带上药物、氨基酸、糖基等分子片后,就具有一定的生物活性。以下是我国化学家近年来合成的一些聚乙炔衍生物分子的结构简式:(Me指甲基)
下列关于上述高分子的说法不正确的是( )
A.A和B均能在一定条件下水解,且水解形成相同的高分子
B.A中药物小分子羧酸的分子式为C16H18O4
C.B中氨基酸是一种α-氨基酸
D.A和B各1 mol与热碱液反应,均最多消耗2n mol NaOH
解析:高分子A中含有酯基官能团,高分子B中含有肽键和羧基,在酸性条件下水解后生成相同的高分子,在碱性条件下水解生成其对应的盐,同时选项D也正确。对于选项B,高分子A水解后得三种产物,分别是有机高分子、乙二醇和一种芳香羧酸,其分子式应为C14H14O3;C中氨基酸的结构简式表示为,属于α-氨基酸。
答案:B
二、非选择题
14.美国物理学家A.J.Heeger和化学家A.G.MacDiarmid和日本化学家Shirakawa曾共同获得诺贝尔化学奖,他们的研究成果是导电高分子聚合物,典型的代表物是聚乙炔,在聚乙炔中由于具有碳碳双键和碳碳单键交替出现的特殊结构,使电子的流动性增大。
(1)写出生成聚乙炔的化学方程式: 。?
(2)当向聚乙炔中加入某种单质时,在聚乙炔材料中会出现“空穴”,并会像半导体一样在电场作用下导电,所加物质应是 。?
A. Cu
B.Na
C.I2
D.SiO2
解析:(2)中加入物质应该能与聚乙炔发生反应,故只能选I2。
答案:(1)??CHCH??
(2)C
15.我国自行研制的“神舟”十号飞船航天员航天服采用了很多新型超高性能复合材料。其中聚酰胺纤维M就是一种新型超高性能纤维,它的防热和防火性能十分出色。聚酰胺纤维M的结构简式为:
,
下面是聚酰胺纤维M的一种合成路线(部分反应未注明条件):
ABCD
E
请回答下列问题。
(1)写出反应类型:AB: ,G+HM: 。?
(2)生成B的同时可能生成B的一种同分异构体,其结构简式为 。?
(3)写出反应的化学方程式:EF: 。?
解析:(1)结合对苯二甲酸的结构简式和ABCD间的转化条件,可推知A为,光照条件下,Cl2与甲基上的“H”发生取代反应;G+HM,因M是高分子化合物,结合M的结构简式知该反应为缩聚反应。
(2)AB的转化过程中Cl2有可能与同一个甲基上的“H”发生二取代,故B的同分异构体的结构简式为。
(3)由M的结构简式知E为,由氯代烃在NaOH溶液中发生取代反应和羧酸及酚羟基的性质可写出EF的化学方程式。
答案:(1)取代反应 缩聚反应
(2)
(3)+6NaOH
+2NaCl+4H2O
16.有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料,是按下列流程图生产的。图中M(C3H4O)和A都可以发生银镜反应。N和M的分子中碳原子数目相等,A的烃基上一氯取代位置有三种。
试写出:
(1)物质的结构简式:A ,M 。物质A的同类别的同分异构体为 。?
(2)反应类型:X ,Y 。?
(3)写出下列反应的化学方程式:
①N+BD:?
;?
②D高分子涂料:?
。?
答案:(1)CH3CH2CH2CHO CH2CHCHO
(2)加成反应 加聚反应
(3)①+
CH3CH2CH2CH2OH
+H2O
②
