高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修3第五章 合成高分子第二節(jié) 高分子材料備課ppt課件

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1．了解功能高分子材料的含義及其在實(shí)際應(yīng)用上的意義。2．能參與材料選擇與使用、垃圾處理等社會(huì)性議題的討論，并作出有科學(xué)的判斷、評(píng)價(jià)決策。
1．功能高分子材料(1)概念：具有某些特殊______、______及____________的高分子材料。(2)常見功能高分子材料：高分子催化劑，各種濾膜，磁性高分子，形狀記憶高分子，高吸水性材料，醫(yī)用高分子材料，高分子藥物等。
2．高吸水性樹脂(1)合成方法①改造淀粉或纖維素分子，接入_________基團(tuán)。a．常見的強(qiáng)親水基團(tuán)：______、______、______、______等。b.改造后的樹脂具有強(qiáng)大的_____________能力，而且可___________。
②合成新的帶有強(qiáng)親水基團(tuán)的高分子。如：合成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂可吸收幾百至幾千倍于自身質(zhì)量的水，同時(shí)保水能力___，還能耐一定的擠壓作用。
(2)應(yīng)用在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤，還可用于嬰兒紙尿褲等。(3)實(shí)驗(yàn)探究——高吸水性樹脂的吸水性能①問題：高吸水性樹脂與一般吸水材料的吸水性能差別有多大？②現(xiàn)象及數(shù)據(jù)處理：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：其他條件相同時(shí)，高吸水性樹脂的吸水性及保水性均比一般吸水材料的___。
(1)為什么高吸水性樹脂與一般吸水材料的吸水性能差別這么大？提示：絕大多數(shù)高吸水性樹脂的主鏈或接枝側(cè)鏈上含有羧基、羥基等強(qiáng)親水性基團(tuán)。(2)為什么高吸水性樹脂能吸水而又不溶于水？提示：高吸水性樹脂分子中含有強(qiáng)吸水性基團(tuán)和一定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(具有一定的交聯(lián)度)。利用分子中大量的親水基團(tuán)與水分子之間產(chǎn)生氫鍵等作用吸收水分子，并且通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將水分子束縛在高分子網(wǎng)格中，形成溶脹的凝膠體。這種凝膠體的保水能力很強(qiáng)，在一定壓力下也不易失水。
1．下列材料中屬于功能高分子材料的是①高分子膜?、谏锔叻肿硬牧稀、垭[身材料④液晶高分子材料　⑤光敏高分子材料?、拗悄芨叻肿硬牧螦．①②⑤ B．②④⑤⑥C．③④⑤ D．全部
2．下列合成纖維中吸水性最好的是A．聚酰胺纖維 B．聚酯纖維C．聚乙烯醇纖維 D．聚丙烯纖維
四個(gè)選項(xiàng)中，聚酰胺纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維中不含羥基，聚乙烯醇纖維中含有醇羥基，吸水性最好，故C正確。
3．現(xiàn)有一種為嬰兒特制的新型尿布——“尿不濕”，這種尿布表面涂有一種既能吸水又能保水的物質(zhì)，根據(jù)你的推測(cè)，這種特殊物質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能是
1．分離原理分離膜一般只允許水及一些小分子物質(zhì)通過，其余物質(zhì)則被截留在膜的另一側(cè)，形成濃縮液，達(dá)到對(duì)原液凈化、分離和濃縮的目的。
2．分類(1)根據(jù)膜孔大?。篲________、_________、納濾膜和____________等。(2)根據(jù)分離膜材料：醋酸纖維、芳香族聚酰胺、________、____________等。3．制作材料主要是_______________材料，如醋酸纖維、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。4．應(yīng)用高分子分離膜已廣泛用于____________和__________________，以及果汁濃縮、乳制品加工、藥物提純、血液透析等領(lǐng)域。
在橡膠工業(yè)中，天然橡膠與合成橡膠一般都要經(jīng)過硫化工藝，將橡膠的線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在制備高吸水性樹脂時(shí)也要加入少量交聯(lián)劑，以得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。思考為什么要將橡膠和高吸水性樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。提示：橡膠工業(yè)將線型結(jié)構(gòu)連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是為了增加橡膠的強(qiáng)度。高吸水性樹脂加交聯(lián)劑將線型結(jié)構(gòu)連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是為了使其既具有吸水性而又不溶于水，且耐擠壓。
1．下列各選項(xiàng)中，對(duì)相應(yīng)高分子材料的類型、功能的說法均正確的是
黏合劑和涂料均屬于通用高分子材料，A、B錯(cuò)誤；離子交換樹脂屬于功能高分子材料，主要用于硬水軟化、海水淡化以及物質(zhì)的分離和提純，C正確。聚乙烯醇主要用于紙尿褲，D錯(cuò)誤。
2．(2024·湖北浠水高二期末)全氟磺酸質(zhì)子交換膜廣泛用于酸性氫氧燃料電池。其傳導(dǎo)質(zhì)子的原理示意圖如圖。電池放電時(shí)，—SO3H脫出H＋，生成的—SO 會(huì)吸引鄰近水分子中的H，在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，H＋以水分子為載體在膜中沿“氫鍵鏈”迅速轉(zhuǎn)移，達(dá)到選擇透過的效果。下列說法錯(cuò)誤的是A．該全氟磺酸質(zhì)子膜單體可能是CF2==CF2和CF2==CF—SO3HB．—SO3H的酸性強(qiáng)弱和膜的濕潤程度均對(duì)該質(zhì)子膜的導(dǎo)電性有顯著影響C．若將全氟代物主鏈改為烴鏈，則該膜穩(wěn)定性下降，但導(dǎo)電性能更好D．電池工作時(shí)，若負(fù)極有D2放電，停止工作時(shí)，質(zhì)子膜中可能檢測(cè)出含—SO3D
A.根據(jù)全氟磺酸質(zhì)子膜高分子材料結(jié)構(gòu)推斷單體可能是CF2===CF2和CF2===CF—SO3H，故A正確；B.根據(jù)題干信息，電池放電時(shí)，—SO3H脫出H＋，生成的—SO 會(huì)吸引鄰近水分子中的H＋，在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，H＋以水分子為載體在膜中沿“氫鍵鏈”迅速轉(zhuǎn)移，可知—SO3H的酸性強(qiáng)弱和膜的濕潤程度均對(duì)該質(zhì)子膜的導(dǎo)電性有顯著影響，故B正確；C.F原子的電負(fù)性比較大，是吸電子基團(tuán)，導(dǎo)致—SO3H附近的電子云密度減小，而H＋帶正電，—SO3H附近的電子云密度減小后與帶正電的H＋結(jié)合不緊密，變得更容易電離，所以穩(wěn)定性下降，導(dǎo)電性能更好，若將全氟代物主鏈改為烴鏈，則該膜穩(wěn)定性提高，但導(dǎo)電性能減弱，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)該燃料電池工作原理可知，當(dāng)負(fù)極有D2放電，停止工作時(shí)，質(zhì)子膜中可能檢測(cè)出含—SO3D，故D正確。
1．化學(xué)與生活息息相關(guān)，下列物質(zhì)屬于功能高分子材料的是A．聚丙烯酸鈉　　　　　B．聚酯纖維C．酚醛樹脂 D．合成橡膠
功能高分子是一類以基本合成材料為原料、在其中添加一些特殊的物質(zhì)或經(jīng)過特殊處理后具有特殊功能的高分子材料。聚丙烯酸鈉是新型的高分子材料，屬于功能高分子材料，故A正確；聚酯纖維屬于通用高分子材料，不屬于功能高分子材料，故B錯(cuò)誤；酚醛樹脂屬于通用高分子材料，不屬于功能高分子材料，故C錯(cuò)誤；合成橡膠屬于通用有機(jī)高分子材料，不屬于功能高分子材料，故D錯(cuò)誤；故選A。
2．聚丙烯酸鈉(單體為CH2==CHCOONa)是一種高吸水性樹脂，可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)的抗旱保水。下列關(guān)于聚丙烯酸鈉的說法正確的是A．它的結(jié)構(gòu)簡式為CH2—CH—COONaB．它可以通過單體發(fā)生縮聚反應(yīng)制得C．它具有熱塑性D．它是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子材料
碳碳雙鍵能發(fā)生加聚反應(yīng)，所以聚丙烯酸鈉的結(jié)構(gòu)簡式為 ，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；聚丙烯酸鈉是一種線型結(jié)構(gòu)的高分子，具有熱塑性，C正確，D錯(cuò)誤。
3．(2023·江蘇連云港二模)科技創(chuàng)新讓2022年北京冬奧會(huì)舉世矚目。對(duì)下列科技創(chuàng)新所涉及的化學(xué)知識(shí)判斷正確的是A.“黑金”石墨烯為冬奧賽場(chǎng)留住溫暖，石墨烯是有機(jī)物B．“冰墩墩”的外殼材質(zhì)主要是有機(jī)硅橡膠，有機(jī)硅橡膠是純凈物C．速滑競賽服使用聚氨酯材料可減少空氣阻力，聚氨酯是高分子材料D．二氧化碳跨臨界直接制成的冰被譽(yù)為“最快的冰”，二氧化碳是極性分子
石墨烯是無機(jī)物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；有機(jī)硅橡膠是混合物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；聚氨酯是聚氨基甲酸酯，是一種高分子化合物，C項(xiàng)正確；二氧化碳屬于極性鍵形成的非極性分子，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選C。
4．科學(xué)家通過乙二醇的橋梁作用把阿司匹林連接在高聚物上，制成緩釋長效阿司匹林，用于關(guān)節(jié)炎和冠心病的輔助治療，緩釋長效阿司匹林的結(jié)構(gòu)簡式如下：請(qǐng)回答下列問題：(1)高分子載體的結(jié)構(gòu)簡式為_______________。(2)阿司匹林連接在高分子載體上的有機(jī)反應(yīng)類型是____________________。
酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))
(3)緩釋長效阿司匹林在腸胃中變?yōu)榘⑺酒チ值幕瘜W(xué)方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________________。
本題的關(guān)鍵信息是“通過乙二醇的橋梁作用把阿司匹林連接在高聚物上”，觀察高聚物結(jié)構(gòu)可以把緩釋長效阿司匹林分為三部分：①高分子載體；②阿司匹林；③作為橋梁作用的乙二醇。在腸胃中變?yōu)榘⑺酒チ值姆磻?yīng)，屬于水解反應(yīng)，從而找到正確的解題思路。
題點(diǎn)一　功能高分子材料1．下列物質(zhì)不屬于功能高分子材料的是A．高分子分離膜 B．高分子藥物C．高分子催化劑 D．有機(jī)玻璃
有機(jī)玻璃不具備功能高分子材料所具有的特殊功能，因而不屬于功能高分子材料。
2．新型有機(jī)高分子材料在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和尖端科技領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。下列有關(guān)高分子材料的敘述不正確的是A．在通用高分子材料基礎(chǔ)上改進(jìn)的導(dǎo)電塑料屬于新型高分子材料B．利用高分子分離膜可以進(jìn)行海水淡化或污水凈化C．導(dǎo)彈技術(shù)中利用復(fù)合材料的耐腐蝕性能提高導(dǎo)彈的射程D．醫(yī)用高分子材料的發(fā)展可以使人類能夠制造各種人工器官
耐腐蝕性能與導(dǎo)彈射程無關(guān)。
3．手術(shù)縫合線、人造器官等人體用的功能高分子要求無毒且與人體有較好的相容性。根據(jù)有關(guān)化合物的性質(zhì)及生物學(xué)知識(shí)可知，下列高分子不宜用作手術(shù)縫合線或人造器官材料的是A．聚乳酸 B．聚氨酯C．氯綸 D．聚乙烯醇
由聚乳酸制成的產(chǎn)品除能生物降解外，生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好，可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等，A不選；聚氨酯具有優(yōu)良的生物相容性，逐漸被廣泛用作生物醫(yī)用材料，可用于人工心臟起搏器、人工血管等，B不選；氯綸的分子中含有大量的氯原子，所以在使用過程中會(huì)逐漸釋放出含氯的有毒物質(zhì)，對(duì)人體有害，不能作手術(shù)縫合線或人造器官材料，C選；聚乙烯醇無毒，對(duì)人體皮膚無刺激性，可作手術(shù)縫合線等，D不選。
4．關(guān)于下列三種常見高分子材料的說法正確的是A．順丁橡膠、滌綸和酚醛樹脂都屬于天然高分子材料B．順丁橡膠的單體與反-2-丁烯互為同分異構(gòu)體C．滌綸是對(duì)苯二甲酸和乙二醇通過縮聚反應(yīng)得到的D．酚醛樹脂的單體是苯酚和甲醇
順丁橡膠、滌綸和酚醛樹脂都屬于人工合成高分子材料，故A錯(cuò)誤；順丁橡膠的單體為1，3-丁二烯，分子式為C4H6，反-2-丁烯分子式為C4H8，兩者分子式不同，不是同分異構(gòu)體，故B錯(cuò)誤；由滌綸的結(jié)構(gòu)可知其單體為對(duì)苯二甲酸和乙二醇，兩者通過酯化反應(yīng)縮聚成滌綸，故C正確；酚醛樹脂的單體是苯酚和甲醛，故D錯(cuò)誤；故選C。
5．(2024·無錫質(zhì)檢)高分子分離膜可以讓某些物質(zhì)有選擇地通過而將物質(zhì)分離，下列應(yīng)用不屬于高分子分離膜的應(yīng)用范圍的是A．分離工業(yè)廢水，回收廢液中的有用成分B．食品工業(yè)中，濃縮天然果汁、乳制品加工和釀酒C．將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，將熱能轉(zhuǎn)換成電能D．海水淡化
6．下列關(guān)于功能高分子材料的說法不正確的是A．在合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能原子團(tuán)，使其顯示出在光、電、磁、聲、熱、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等方面的特殊功能B．對(duì)淀粉、纖維素等天然吸水材料進(jìn)行改性，在它們的高分子鏈上再接入含強(qiáng)親水性原子團(tuán)的支鏈，以提高它們的吸水能力C．以帶有強(qiáng)親水性原子團(tuán)的化合物為單體，均聚或兩種單體共聚，得到親水性高聚物，在反應(yīng)中加入交聯(lián)劑，得到鏈狀的樹脂D．功能高分子材料的優(yōu)異性能在通信、交通、航空航天、醫(yī)療、醫(yī)藥等許多領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用
以帶有強(qiáng)親水性原子團(tuán)的化合物為單體，均聚或兩種單體共聚，得到親水性高聚物，在反應(yīng)中加入交聯(lián)劑，得到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂，具有較高的強(qiáng)度、韌性及化學(xué)穩(wěn)定性，C錯(cuò)誤。
題點(diǎn)二　特殊功能高分子材料7．角膜接觸鏡俗稱隱形眼鏡，其性能要有良好的透氣性和親水性，目前大量使用的軟性隱形眼鏡常用材料是
8．用高分子塑料骨釘取代鈦合金骨釘是醫(yī)學(xué)上的一項(xiàng)新技術(shù)，這種塑料骨釘不僅具有相當(dāng)高的強(qiáng)度，而且可在人體內(nèi)水解，使骨科病人免遭拔釘?shù)耐纯?。合成這種塑料骨釘?shù)脑夏芘c強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，也能在濃硫酸條件下形成環(huán)酯。則合成這種塑料骨釘?shù)脑鲜茿．CH2==CH—CH2ClB．CH2==CH—COOHC．CH3—CH(OH)—COOHD．H2N—CH2—COOH
能與強(qiáng)堿反應(yīng)則分子中應(yīng)含有羧基或酚羥基；在濃硫酸條件下能形成環(huán)酯，則分子中同時(shí)含有—OH和—COOH，故選C。
9．醫(yī)用膠能夠在常溫、常壓下發(fā)生加聚反應(yīng)，快速黏合傷口，且黏合部位牢固，它的結(jié)構(gòu)中含有α-氰基丙烯酸酯(結(jié)構(gòu)如圖所示)。下列關(guān)于醫(yī)用膠的說法正確的是A．碳碳雙鍵發(fā)生加聚反應(yīng)使醫(yī)用膠形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)B．氰基和酯基使碳碳雙鍵活化，更易發(fā)生加聚反應(yīng)C．醫(yī)用膠中含有極性基團(tuán)，故水溶性很好D．醫(yī)用膠與皮膚黏合牢固只靠氰基與蛋白質(zhì)分子間形成的氫鍵
碳碳雙鍵發(fā)生加聚反應(yīng)形成線型結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；氰基和酯基使碳碳雙鍵的極性增大，更容易斷鍵發(fā)生加聚反應(yīng)，故B正確；該醫(yī)用膠中的氰基和酯基具有強(qiáng)極性，但其形成的聚合物更易溶于有機(jī)溶劑，故C錯(cuò)誤；氰基中的N原子能夠與蛋白質(zhì)中的氨基氫和羧基氫形成氫鍵，從而表現(xiàn)出強(qiáng)黏合性，故D錯(cuò)誤。
10．下列說法中，不正確的是A．高分子分離膜應(yīng)用于食品工業(yè)中，可用于濃縮果汁、乳制品加工等B．高吸水性樹脂可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤C．導(dǎo)電塑料是應(yīng)用于電子工業(yè)的一種新型有機(jī)高分子材料D．合成高分子材料制成的人工器官都受到人體的排斥作用，難以達(dá)到生物相容的程度
A.高分子分離膜應(yīng)用于食品工業(yè)中，可用于濃縮天然果汁、乳制品加工、釀造業(yè)等，A項(xiàng)正確；B.高吸水性樹脂可在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)抗旱保水，改良土壤，B項(xiàng)正確；C.導(dǎo)電塑料是將樹脂和導(dǎo)電物質(zhì)混合，用塑料的加工方式進(jìn)行加工的功能高分子材料，主要應(yīng)用于電子、集成電路包裝、電磁波屏蔽等領(lǐng)域，C項(xiàng)正確；D.醫(yī)用高分子材料歸屬于功能高分子材料，它們都無毒，具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
11．2024年3月2日，神舟十七號(hào)航天員在空間站機(jī)械臂和地面科研人員的配合下完成全部既定任務(wù)，安全返回“問天”實(shí)驗(yàn)艙，出艙活動(dòng)取得圓滿成功。下列說法正確的是A．構(gòu)成太空機(jī)械臂的鋁鋰合金硬度和熔點(diǎn)都比其成分金屬的低B．制作航天服所用的棉纖維、滌綸、尼龍等均屬于有機(jī)高分子材料C．空間站用于數(shù)據(jù)處理的電子芯片的主要材料為二氧化硅D．“問天”實(shí)驗(yàn)艙采用的砷化鎵太陽能電池，能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能
A.合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低，硬度大于其成分金屬，故A錯(cuò)誤；B.有機(jī)高分子材料又稱聚合物或高聚物材料，是一類由一種或幾種分子或分子團(tuán)(結(jié)構(gòu)單元或單體)以共價(jià)鍵結(jié)合成具有多個(gè)重復(fù)單體單元的大分子，棉纖維、滌綸、尼龍等均屬于有機(jī)高分子材料，故B正確；C.電子芯片的主要材料為單質(zhì)硅，故C錯(cuò)誤；D.太陽能電池工作時(shí)，將光能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤；故選B。
12．X是一種性能優(yōu)異的高分子材料，其結(jié)構(gòu)簡式為 ，已被廣泛應(yīng)用于聲、熱、光的傳感等方面，它是由HC≡CH、(CN)2、CH3COOH三種單體通過適宜的反應(yīng)形成的。由X的結(jié)構(gòu)簡式分析合成過程中發(fā)生反應(yīng)的類型有①加成反應(yīng)?、谌〈磻?yīng)　③縮聚反應(yīng)?、芗泳鄯磻?yīng)?、蒗セ磻?yīng)A．①④⑤ B．①④C．①②④ D．①②③
由X的結(jié)構(gòu)簡式可判斷出它是加聚反應(yīng)的產(chǎn)物，其單體為 和CH2==CHOOCCH3，顯然，前者是HC≡CH和(CN)2的加成產(chǎn)物，后者是HC≡CH和CH3COOH的加成產(chǎn)物。
13．高分子修飾是指對(duì)高聚物進(jìn)行處理，接上不同取代基改變其性能。我國高分子科學(xué)家對(duì)聚乙烯進(jìn)行胺化修飾，并進(jìn)一步制備新材料，合成路線如圖：下列說法正確的是A．a(chǎn)分子的核磁共振氫譜有4組峰B．合成路線中生成高分子b的反應(yīng)為加聚反應(yīng)C．1 ml高分子b最多可與2 ml NaOH反應(yīng)D．高分子c的水溶性比聚乙烯的好
a分子中只有兩種化學(xué)環(huán)境的H，其核磁共振氫譜有兩組峰，故A錯(cuò)誤；從合成路線中可以看出，生成高分子b的反應(yīng)為加成反應(yīng)，B錯(cuò)誤；1 ml高分子 b中含有的酯基數(shù)為2n ml，遠(yuǎn)大于2 ml，故與NaOH反應(yīng)時(shí)消耗的NaOH的物質(zhì)的量遠(yuǎn)大于2 ml，C錯(cuò)誤；高分子b在堿性條件下水解得到高分子c具有醇羥基，醇羥基屬于親水基，水溶性良好，聚乙烯不溶于水，D正確。
14．醫(yī)用化學(xué)雜志曾報(bào)道，有一種功能高分子材料為聚乙交酯纖維材料C，用這種功能高分子材料制成的手術(shù)縫合線比天然高分子材料的腸線好。它的合成過程如下：B是A合成C的中間體，它是由兩分子A脫去兩分子水形成的。(1)寫出由A合成C的化學(xué)方程式：______________________________________________。
(2)寫出由A制取B的化學(xué)方程式：________________________________________ 。
15．有一種廣泛用于汽車、家電產(chǎn)品上的高分子涂料，是按下列流程圖生產(chǎn)的。圖中M(C3H4O)和A都可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)。N和M的分子中碳原子數(shù)目相等，A的烴基上一氯取代位置有三種。請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式：A__________________，M________________。物質(zhì)A的同類別的同分異構(gòu)體為________________。(2)反應(yīng)類型：X____________，Y____________。