选择性必修3-高分子材料-问题探究

B站影视 2025-01-26 02:46 2

摘要:在一定条件下发生聚合反应得到线型聚合物a,再通过和交联剂b作用形成网状结构聚合物,其结构片段如下图所示。

问题一高分子材料的分类及其应用

【典例1】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

【变式1-1】尼龙

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

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

【变式1-2】下列有关功能高分子材料的用途的叙述中,不正确的是

A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠

B.离子交换树脂主要用于分离和提纯物质

C.医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官

D.聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化

►问题二白色污染与高分子降解

【典例2】甲基丙烯酸甲酯(

)在一定条件下发生聚合反应得到线型聚合物a,再通过和交联剂b作用形成网状结构聚合物,其结构片段如下图所示。

已知:

下列说法错误的是:

A.由线型聚合物a形成网状结构聚合物的过程高分子也由热塑性变为热固性分子

B.交联过程中有甲醇生成

C.线型聚合物a能通过和乙醇交联形成网状结构

D.在一定条件下网状结构聚合物水解,可实现交联剂b的回收再利用

【变式2-1】已知聚乳酸

可在乳酸菌作用下分解,下列有关聚乳酸的说法正确的是

HO-CH2-COOH

C.聚乳酸是由单体之间通过缩聚反应生成的

D.聚乳酸是一种不可降解高分子材料

【变式2-2】一种基于二硫键(−S−S−)的自修复热塑性聚氨酯材料的结构如下:

,该聚合物由X(

)和Y(

)聚合而成,二硫键在氧化剂或还原剂作用下发生变化,二硫键断裂转化为两个巯基(—SH)或者两个巯基重新结合为二硫键,基于该原理可以实现聚合物结构的修复,下列说法正确的是

A.X中碳氮双键比碳氧双键更容易与Y发生反应

B.生成该聚合物的反应属于缩聚反应

C.二硫键在氧化剂作用下断裂,在还原剂作用下恢复

D.该聚合物在一定条件下发生取代反应,能降解成两种单体分子

问题一高分子材料的分类及其应用

【典例1】

【答案】B

做掺杂后可制备导电高分子材料,选项A正确;B.具有网状结构的高分子不能加热熔融,只能一次成型,因此网状结构的酚醛树脂不可以进行热修补,选项B错误;C.聚丙烯酸钠 (单体为2=CHCOONa) 是一种高性能吸水树脂,可在干旱地区用于农业、林业、植树造林时的抗旱保水,选项C正确;D.顺丁橡胶主要用于轮胎、制鞋、高抗冲聚苯乙烯以及ABS树脂的改性等方面,选项D正确;答案选B。

【解题必备】1.高分子化合物的分类

(1)按来源分:天然高分子、合成高分子。

(2)按结构分:线型高分子、体型高分子、支链型高分子。

(3)按性质分:热塑性高分子、热固性高分子。

(4)按用途分:塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂等。其中,塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。

2.高分子化合物的基本性质

(1)溶解性:线型高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的有机溶剂中;网状结构高分子(如硫化橡胶)不溶于有机溶剂,只有一定程度的溶胀。

(2)热塑性和热固性:线型高分子具有热塑性(如聚乙烯),网状结构高分子具有热固性(如电木、硫化橡胶)。

(3)强度:高分子材料强度一般比较大。

(4)电绝缘性:通常高分子材料电绝缘性良好。

【变式1-1】

【答案】C

【变式1-2】

【答案】D

【解析】A.保水剂是一种强吸水树脂,能在短时间内吸收自身重量几百倍至上千倍的水分,高吸水性树脂可做保水剂,A正确;B.离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物,主要用于分离和提纯物质,B正确;C.医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料,可用于制造医用器械和人造器官,C正确;D.聚乙炔膜属于导电高分子,主要用于电子元件,D错误;故选D。

►问题二白色污染与高分子降解

【典例2】

【答案】C

【解析】A.线性聚合物一般为热塑性材料,体型聚合物一般为热固性材料,因此由线型聚合物a形成网状结构聚合物的过程高分子也由热塑性变为热固性分子,故A正确;B.结合已知信息,线型聚合物a与乙二醇交联过程中有甲醇生成,故B正确;C.由图和题干已知信息可知,线型聚合物a与乙二醇交联形成网状结构,故C错误;D.网状结构聚合物含有羧基与乙二醇形成的酯基,在一定条件下能水解生成乙二醇,可以实现交联剂b(乙二醇)的回收再利用,故D正确;故选C。

【解题必备】(1)废弃的塑料制品会危害环境,造成“白色污染”。为了根除“白色污染”,人们联想到淀粉、纤维素可以在自然中被微生物降解,以及有些高分子材料在吸收光线的光敏剂的帮助下也能降解的事实,研究出微生物降解和光降解两类高分子材料。微生物降解高分子在微生物的作用下切断某些化学键,降解为小分子,再进一步转变为

(2)一些微生物降解高分子,如聚乳酸(

)具有良好的生物相容性和生物可吸收性,可以用于手术缝合线、骨科固定材料、药物缓释材料等,手术后不用拆线或取出固定材料,减轻了患者与医生的负担。现在还出现了聚乳酸与淀粉等混合制成的生物降解塑料,可用于一次性餐具、食品和药品包装等;以及加入光敏剂的聚乙烯等光降解塑料,可用于农用地膜、包装袋等。

22是稳定分子,要让它转化为高分子是很困难的。然而他们发现稀土催化剂能活化2,使之与环氧丙烷(

)等反应生成聚合物。这种工艺目前已投入小规模生产,为消除“白色污染”和减轻温室效应作出了贡献。

【变式2-1】

【答案】C

【解析】A.聚乳酸是一种高分子聚合物,属于混合物,故A错误;B.由聚乳酸的结构可知,该物质是由羟基和羧基脱水而形成的,属于缩聚反应,故B错误;C.反应为缩聚反应,故C正确;D.聚乳酸中酯基结构能水解,所以聚乳酸是一种可降解高分子材料,故D错误;答案选C。

【变式2-2】

【答案】A

【解析】A.从X和Y的聚合反应来看,断裂的是C=N双键,故碳氮双键比碳氧双键更容易与Y发生反应,A正确;B.通过断键机理可知,X与Y的聚合反应属于加成聚合,B错误;C.二硫键在氧化剂或还原剂的作用下都可以发生断裂,生成巯基,或两个巯基重新结合成二硫键,而不是在氧化剂作用下断裂,在还原剂作用下恢复,C错误;D.该聚合物含有酰胺基,在强酸强碱作用下可以发生水解,即取代反应,但生成的单体有三种,故D错误;故选A。

来源:岚岚课堂

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