第二节 高分子材料（举一反三专项训练，浙江专用）【上好课】化学人教版选择性必修3

第二节 高分子材料 题型01 塑料 题型02 合成纤维 题型03 合成橡胶 题型04 功能高分子材料 题型05 应用广泛的新型高分子材料  题型01 塑料 1．塑料的成分 2．塑料的分类 (1) __________塑料：可以反复加热熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。 (2) __________塑料：不能加热熔融，只能一次成型，如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。 3．常见的塑料 (1)聚乙烯 ①分类 ②比较 比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 聚合反应条件 高温、高压，引发剂 低温、低压，催化剂 高分子链的结构 含有较多支链 支链较少 密度 相对较低 相对较高 软化温度 相对较低 相对较高 主要性能 无毒，较柔软 无毒，较硬 主要用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等 (2)酚醛树脂 概念 酚醛树脂是酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的__________。 【典例1】(2025·浙江宁波高二期末)科学家成功将废弃羊毛中的角蛋白转化为高性能生物基塑料，转化过程如图所示(图中表示蛋白质肽链)，该“塑料”可以在80℃下通过热压成型重复加工利用。下列说法正确的是( ) 步骤①： 步骤② A．该生物基塑料为热固性塑料 B．步骤①中S-S键未发生氧化还原反应 C．该合成过程破坏了蛋白质肽链的氨基酸排列顺序，蛋白质发生了变性 D．利用步骤②可以通过将不同分子接到蛋白质肽链上进行分子修饰，重塑材料性能 【变式1-1】(2025·浙江省第一届NBchem三模)PEF材料是一种生物基聚酯材料[由可再生生物质资源(如玉米、甘蔗等)提取原料制成的塑料材料]具有多种优越性能和广泛的应用前景。其一种转化过程如图所示： 下列说法错误的是( ) A．x=2n-1(n>1) B．上述转化的原子利用率小于100% C．1mol FDCA与足量碳酸钠溶液反应放出1mol二氧化碳 D．PEF通过碳碳双键的加聚反应生成的网状高分子，不可反复加热熔融加工 【变式1-2】(2025·浙江省宁波市高三二模)甲醛用途广泛，可合成许多产品，下列说法不正确的是( ) A．聚合物X的链节可能为 B．试剂Y为浓盐酸时，苯酚与甲醛反应可生成 C．试剂Y为浓氨水时，苯酚与过量甲醛反应生成线型结构的酚醛树脂 D．苯酚与甲醛反应生成酚醛树脂的反应类型为缩聚反应 【变式1-3】(2025·浙江省宁波市镇海中学高三选考模拟)高吸水性树脂(SAP)的结构片段如图所示。 下列说法正确的是( ) A．合成SAP的反应为缩聚反应 B．合成SAP的单体中碳原子均共面 C．将SAP中羧基等基团酯化可提高其吸水性 D．丙烯与1，4-戊二烯共聚可形成类似SAP骨架的交联结构 题型02 合成纤维 1．纤维的分类 2．合成纤维的性能 (1)优点：强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖。 (2)缺点：吸湿性、透气性等方面不如天然纤维(除了维纶具有较好的吸湿性)。 (3)改方法：将__________和__________混合纺织得到混纺纤维，实现了优势互补，性能更加优良。 3．常见的合成纤维 (1)聚酯纤维 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。__________是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。 (2)聚酰胺纤维 聚酰胺纤维中的__________是较早面世的合成纤维之一。 聚己二酰己二胺纤维又称锦纶66、尼龙66(两个数字6分别代表二胺和二酸分子中所含的碳原子的个数)。 【典例2】凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维，军事上称为“装甲卫士”，但长期浸渍在强酸或强碱中其强度有所下降。下表中是凯夫拉的两种结构： 名称 结构简式 芳纶1313 芳纶1414 下列说法不正确的是( ) A．“芳纶1313”和“芳纶1414”互为同分异构体 B．“芳纶1313”“芳纶1414”中数字表示苯环上取代基的位置 C．凯夫拉在强酸或强碱中强度下降，可能与“”的水解有关 D．以和为原料制备芳纶1414的反应为缩聚反应 【变式2-1】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 【变式2-2】PA3和PA-MDA6(结构如图)均属于聚酰胺(尼龙)类高分子材料。下列关于这两种高分子材料的叙述错误的是( ) A．均为线型结构的有机高分子材料 B．都能自然降解成小分子 C．单体都含有亲水基团 D．合成二者的芳香族单体互为同系物 【变式2-3】18．聚碳酸酯具有透光性好的特性，可以用于制作船、飞机的挡风玻璃，也可用于制作光盘、医疗器械、手机外壳等，但聚碳酸酯在酸性环境中的性能会有所下降。如下是一种以光气和双酚A合成聚碳酸酯的方法，下列说法正确的是( ) 聚碳酸酯+小分子 A．聚碳酸酯的结构为 B．得到聚碳酸酯的反应类型为加聚反应，小分子的化学式为HCl，数量为 C．双酚A的核磁共振氢谱有8组峰 D．聚碳酸酯在酸性环境中的性能有所减弱，可能与其水解有关 题型03 合成橡胶 1．橡胶的分类 2．性能及用途 __________与天然橡胶相比，具有__________，在绝缘性、耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀方面有着其独特的优势，广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。 3．常见的橡胶——顺丁橡胶 (1)合成原理： (2)结构特点：呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。 (3)改进措施：将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的双键打开，以二硫键(—S—S—)等把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶，这一加工过程称为橡胶的__________。 a．优点：橡胶硫化后，具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。 b．注意：硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。 【典例3】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 【变式3-1】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 【变式3-2】现在被广泛使用的食品级手套——丁腈橡胶手套，具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能，广泛用于制各种耐油橡胶制品。其产品标签如图，据此判断有关说法错误的是( ) 名称：丁腈橡胶，简称NBR 化学通式： 反应通式：丁二烯+丙烯腈丁腈橡胶 A．NBR是由丙烯腈与丁二烯单体加聚而成的 B．NBR具有耐油性极好，耐水性良好，耐热性较好，粘接力强 C．NBR具有很好的稳定性，不易被酸化的高锰酸钾等强氧化剂氧化 D．NBR分子结构是线性的，通常用少量的二硫键交联形成网状结构 【变式3-3】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 题型04 功能高分子材料 1．功能高分子材料 概念：具有某些特殊__________、__________及__________的高分子材料。 例如，高分子催化剂，各种滤膜，磁性高分子，形状记忆高分子，高吸水性材料，医用高分子材料，高分子药物等。 2．高吸水性树脂 (1)合成方法 ①改造淀粉或纤维素分子，接入__________基团。 a．常见的强亲水基团：_________、_________、_________、_________等。 b．改造后的树脂具有强大的_____________能力，而且可__________。 ②合成新的带有强亲水基团的高分子。 如： 聚丙烯酸钠(网状结构) 合成的网状结构的树脂可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。 (2)应用 在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。 3．高分子分离膜 (1)分离原理 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 (2)分离膜的分类 ①根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和__________等。 ②根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 (3)应用 高分子分离膜已广泛用于__________和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。 【典例4】下列材料中，属于功能高分子材料的是( ) ①高分子膜 ②生物高分子 ③导电高分子 ④离子交换树脂 ⑤医用高分子 ⑥高吸水性树脂 ⑦液晶高分子 A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥ C．②③④⑤ D．全部 【变式4-1】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 【变式4-2】下列说法中，不正确的是( ) A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩果汁、乳制品加工等 B．氢键会影响该高分子的沸点、密度、硬度等性能 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 【变式4-3】高分子分离膜材料(聚丙烯、聚四氟乙烯等)，根据孔直径大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜(分离膜功能示意图如图)，下列说法正确的是( ) A．胶体粒子的直径>100nm B．1nm<超滤膜的孔直径<100nm C．上述高分子分离膜一定均不可发生氧化反应 D．反渗透膜可用于分离乙醇和水形成的溶液 题型05 应用广泛的新型高分子材料 1． 可降解高分子材料(聚乳酸PLA、聚羟基脂肪酸酯PHA) 解决传统塑料“白色污染”的关键材料，聚乳酸由玉米淀粉发酵制备，可在自然环境中逐步水解为二氧化碳和水。广泛用于可降解塑料袋、一次性餐盒；医疗领域用于可吸收缝合线、骨折固定钉，无需二次手术取出。 2． 导电高分子材料(聚乙炔、聚苯胺) 打破传统高分子绝缘的特性，兼具高分子的柔性和金属的导电性。应用于柔性电子设备(如可弯曲手机屏幕、智能手环的传感器)；锂电池电极材料，能提升电池的充放电效率和循环寿命；还可制作抗静电包装材料，避免电子元件在运输中被静电损坏。 3． 玻璃钢(玻璃纤维增强塑料) 最常用的高性能复合材料，以塑料为基体、玻璃纤维为增强体，兼具质轻、高强、耐腐蚀的特点。广泛用于船体、汽车车身外壳、摩托车头盔；建筑领域用于制作采光瓦、装饰板材；还可替代钢材制作化工管道，防止酸碱腐蚀。 4. 医用高分子材料(聚氨酯、硅橡胶) 具有优异的生物相容性，无毒且不与人体组织发生排斥反应。用于制作人工心脏瓣膜、人工关节、种植牙基台；硅橡胶可制作医用导管、隆胸假体；聚氨酯则用于医用敷料，促进伤口愈合。 【典例5】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 【变式5-1】下列物质不属于新型有机高分子材料的是(　　) A．高分子分离膜 B．液晶高分子材料 C．生物高分子材料 D．光导纤维 【变式5-2】CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。一种功能性聚碳酸酯高分子材料G可由如下反应制备。 下列说法错误的是( ) A． B．反应的原子利用率为100% C．G在酸性或碱性条件下均能降解 D．E与F均能使溴的四氯化碳溶液褪色 【变式5-3】一种可制造光学镜片的聚合物Z，其合成路线如图所示。 下列说法正确的是( ) A．X的水解产物含有乙酸的同系物 B．Y可以发生取代和加成反应 C．聚合物Z属于可降解高分子材料 D．此反应属于缩聚反应 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 高分子材料 题型01 塑料 题型02 合成纤维 题型03 合成橡胶 题型04 功能高分子材料 题型05 应用广泛的新型高分子材料  题型01 塑料 1．塑料的成分 2．塑料的分类 (1)热塑性塑料：可以反复加热熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。 (2)热固性塑料：不能加热熔融，只能一次成型，如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。 3．常见的塑料 (1)聚乙烯 ①分类 ②比较 比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 聚合反应条件 高温、高压，引发剂 低温、低压，催化剂 高分子链的结构 含有较多支链 支链较少 密度 相对较低 相对较高 软化温度 相对较低 相对较高 主要性能 无毒，较柔软 无毒，较硬 主要用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等 (2)酚醛树脂 概念 酚醛树脂是酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。 【典例1】(2025·浙江宁波高二期末)科学家成功将废弃羊毛中的角蛋白转化为高性能生物基塑料，转化过程如图所示(图中表示蛋白质肽链)，该“塑料”可以在80℃下通过热压成型重复加工利用。下列说法正确的是( ) 步骤①： 步骤② A．该生物基塑料为热固性塑料 B．步骤①中S-S键未发生氧化还原反应 C．该合成过程破坏了蛋白质肽链的氨基酸排列顺序，蛋白质发生了变性 D．利用步骤②可以通过将不同分子接到蛋白质肽链上进行分子修饰，重塑材料性能 【答案】D 【解析】A项，该生物基塑料可以在80℃下通过热压成型重复加工利用，故其为为热塑性塑料，A错误；B项，由图可知，步骤①中S-S键发生断裂和重组，硫元素的化合价发生变化，即发生氧化还原反应，B错误；C项，由图可知，该合成过程破坏了S-S键，没有破坏了蛋白质肽链的氨基酸排列顺序，C错误；D项，由图可知，利用步骤②可以通过将不同分子(即R基不同)接到蛋白质肽链上进行分子修饰，重塑材料性能，D正确；故选D。 【变式1-1】(2025·浙江省第一届NBchem三模)PEF材料是一种生物基聚酯材料[由可再生生物质资源(如玉米、甘蔗等)提取原料制成的塑料材料]具有多种优越性能和广泛的应用前景。其一种转化过程如图所示： 下列说法错误的是( ) A．x=2n-1(n>1) B．上述转化的原子利用率小于100% C．1mol FDCA与足量碳酸钠溶液反应放出1mol二氧化碳 D．PEF通过碳碳双键的加聚反应生成的网状高分子，不可反复加热熔融加工 【答案】C 【解析】A项，根据PEF材料制备原理，其发生的是缩聚反应，反应物FDCA中含有双羧基，MEG中含有双羟基，根据高聚物的结构特点，其末端各有一个羧基和羟基没有酯化，则生成的水分子的数量是2n-1(n>1)，故A正确；B项，转化中有水分子生成，可见制备PEF材料，原材料利用率小于100%，故B正确；C项，FDCA中结构虽含有双羧基，但1molFDCA与足量碳酸钠溶液反应生成的应是碳酸氢钠，即使过程中有二氧化碳生成，肯定也远远小于1mol，故C错误；D项，PEF通过碳碳双键加聚反应生成的网状高分子属于热固性材料，因其交联结构不可逆，因此无法反复加热熔融加工，故D正确；故选D。 【变式1-2】(2025·浙江省宁波市高三二模)甲醛用途广泛，可合成许多产品，下列说法不正确的是( ) A．聚合物X的链节可能为 B．试剂Y为浓盐酸时，苯酚与甲醛反应可生成 C．试剂Y为浓氨水时，苯酚与过量甲醛反应生成线型结构的酚醛树脂 D．苯酚与甲醛反应生成酚醛树脂的反应类型为缩聚反应 【答案】C 【解析】A项，甲醛与聚乙烯醇反应得到维纶，聚合物X为聚乙烯醇，链节为，A正确；B项，苯酚与甲醛在酸性条件下反应可生成，B正确；C项，苯酚与过量的甲醛在碱性性条件下反应可生成体型结构的酚醛树脂，试剂Y为浓氨水时，苯酚与过量甲醛反应生成体型结构的酚醛树脂，C错误；D项，苯酚与甲醛反应脱去水分子生成酚醛树脂，反应类型为缩聚反应，D正确；故选C。 【变式1-3】(2025·浙江省宁波市镇海中学高三选考模拟)高吸水性树脂(SAP)的结构片段如图所示。 下列说法正确的是( ) A．合成SAP的反应为缩聚反应 B．合成SAP的单体中碳原子均共面 C．将SAP中羧基等基团酯化可提高其吸水性 D．丙烯与1，4-戊二烯共聚可形成类似SAP骨架的交联结构 【答案】D 【解析】A项，聚合物SAP高分子链全部为碳原子，所以合成聚合物SAP的反应为加聚反应，A错误；B项，根据聚合物P的结构可知，合成聚合物P的单体为CH2=CH-R-CH=CH2和CH2=CH-COONa，由于R为-(CH2)-，碳原子不一定共面，B错误；C项，羧基等基团为亲水基团，酯化后降低其吸水性，C错误；D项，丙烯与1，4-戊二烯与聚合物SPA的单体结构相似，能形成类似交联结构，D正确； 故选D。 题型02 合成纤维 1．纤维的分类 2．合成纤维的性能 (1)优点：强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖。 (2)缺点：吸湿性、透气性等方面不如天然纤维(除了维纶具有较好的吸湿性)。 (3)改方法：将天然纤维和合成纤维混合纺织得到混纺纤维，实现了优势互补，性能更加优良。 3．常见的合成纤维 (1)聚酯纤维 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。 (2)聚酰胺纤维 聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。 聚己二酰己二胺纤维又称锦纶66、尼龙66(两个数字6分别代表二胺和二酸分子中所含的碳原子的个数)。 【典例2】凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维，军事上称为“装甲卫士”，但长期浸渍在强酸或强碱中其强度有所下降。下表中是凯夫拉的两种结构： 名称 结构简式 芳纶1313 芳纶1414 下列说法不正确的是( ) A．“芳纶1313”和“芳纶1414”互为同分异构体 B．“芳纶1313”“芳纶1414”中数字表示苯环上取代基的位置 C．凯夫拉在强酸或强碱中强度下降，可能与“”的水解有关 D．以和为原料制备芳纶1414的反应为缩聚反应 【答案】A 【解析】“芳纶1313”和“芳纶1414”都是高分子，n值不一定相同，所以它们不互为同分异构体，A项错误；“芳纶1313”是指苯环上1、3位置被取代，“芳纶1414”是指苯环上1、4位置被取代，B项正确；可水解成—COOH、—NH2，在强酸或强碱中水解程度增大，故芳纶纤维的强度在强酸或强碱中下降，C项正确；和反应生成和HX，属于缩聚反应，D项正确，故选A。 【变式2-1】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 【答案】C 【解析】 A．尼龙1010是高分子化合物，属于混合物，A错误；B．合成尼龙1010的单体是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH，B错误；C．根据尼龙1010的化学式可以知道，它是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH通过缩聚反应生成的，C正确；D．由于舱外航天服是在太空失重的情况下穿的，不需要考虑是否选轻质材料，D错误；故选C。 【变式2-2】PA3和PA-MDA6(结构如图)均属于聚酰胺(尼龙)类高分子材料。下列关于这两种高分子材料的叙述错误的是( ) A．均为线型结构的有机高分子材料 B．都能自然降解成小分子 C．单体都含有亲水基团 D．合成二者的芳香族单体互为同系物 【答案】D 【解析】根据缩聚反应的特点，分析两种高分子的结构可知，合成PA3的单体为：、；合成PA-MDA6的单体为：、。A项，线型高分子的结构特征是长链状、无交联，分子链可自由旋转或伸展。从PA3和PA-MDA6的结构简式可知，它们的重复单元通过共价键连接成连续的长链，不存在网状交联结构，因此均为线型结构的有机高分子材料，故A正确；B项，上述两种高分子均含酰胺基，能在自然界水解成羧酸、胺类小分子，故B正确；C项，上述两种高分子的单体含氨基或羧基，均为亲水基团，都能与水形成氢键，故C正确；D项，根据分析可知，合成二者的芳香族单体均为，二者为同一物质，非同系物，故D错误；故选D。 【变式2-3】18．聚碳酸酯具有透光性好的特性，可以用于制作船、飞机的挡风玻璃，也可用于制作光盘、医疗器械、手机外壳等，但聚碳酸酯在酸性环境中的性能会有所下降。如下是一种以光气和双酚A合成聚碳酸酯的方法，下列说法正确的是( ) 聚碳酸酯+小分子 A．聚碳酸酯的结构为 B．得到聚碳酸酯的反应类型为加聚反应，小分子的化学式为HCl，数量为 C．双酚A的核磁共振氢谱有8组峰 D．聚碳酸酯在酸性环境中的性能有所减弱，可能与其水解有关 【答案】D 【解析】A项，聚碳酸酯的结构为，故A错；B项，根据题给反应可知，得到聚碳酸酯的反应类型为缩聚反应，小分子的化学式为HCl，数量为，故B错；C项，根据双酚A的结构简式分析可知，该物质有4种不同化学环境的氢原子，所以其核磁共振氢谱有4组峰，故C错误；D项，由于聚碳酸酯含有酯基，所以在酸性环境中能够水解，从而导致其性能有所减弱，故D正确；故选D。 题型03 合成橡胶 1．橡胶的分类 2．性能及用途 合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，在绝缘性、耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀方面有着其独特的优势，广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。 3．常见的橡胶——顺丁橡胶 (1)合成原理： (2)结构特点：呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。 (3)改进措施：将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的双键打开，以二硫键(—S—S—)等把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶，这一加工过程称为橡胶的硫化。 a．优点：橡胶硫化后，具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。 b．注意：硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。 【典例3】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 【答案】D 【解析】由有机物的转化关系可知，一定条件下(CH3)2SiCl2发生水解反应生成 ， 一定条件下发生缩聚反应生成 ，故选D。 【变式3-1】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 【答案】D 【解析】A．加入交联剂将聚合物中的双键打开，把线型结构连接为网状结构，A正确；B．橡胶工业中将线型结构连接为网状结构得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶，因此是为了增强橡胶的强度，B正确；C．制备高吸水性树脂时可将线型结构连接为网状结构，这样做的目的为了使它既吸水又不溶于水，C正确；D．顺丁橡胶具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎，因此顺丁橡胶不溶于水，D错误；答案选D。 【变式3-2】现在被广泛使用的食品级手套——丁腈橡胶手套，具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能，广泛用于制各种耐油橡胶制品。其产品标签如图，据此判断有关说法错误的是( ) 名称：丁腈橡胶，简称NBR 化学通式： 反应通式：丁二烯+丙烯腈丁腈橡胶 A．NBR是由丙烯腈与丁二烯单体加聚而成的 B．NBR具有耐油性极好，耐水性良好，耐热性较好，粘接力强 C．NBR具有很好的稳定性，不易被酸化的高锰酸钾等强氧化剂氧化 D．NBR分子结构是线性的，通常用少量的二硫键交联形成网状结构 【答案】C 【解析】A项，由反应通式可知，丙烯腈与1，3—丁二烯一定条件下发生加聚反应生成NBR，故A正确；B项，由题意可知，NBR是具有耐油性极好，耐水性良好，耐热性较好，粘接力强等优良性能的合成高分子化合物，故B正确；C项，由化学通式可知，NBR分子中含有碳碳双键，可被酸化的高锰酸钾等强氧化剂氧化，故C错误；D项，NBR分子的结构是线性结构，线性高分子之间可以通过硫原子形成的二硫键产生交联而形成网状结构，故D正确；故选C。 【变式3-3】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 【答案】A 【解析】A．由天然橡胶分子结构简式可知，天然橡胶的高分子结构型式为线型结构；由图可知，硫化橡胶的高分子结构型式为体型结构，A错误；B．高分子由线型结构变为体型结构的过程有化学键变化，故这种变化是化学变化，B正确；C．天然橡胶变为硫化橡胶，即若干条线型结构的高分子长链通过化学键的连接形成体型结构的高分子，所以硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大，C正确；D．天然橡胶硫化后产生交联，形成网状结构，具有更好的强度，D正确；故选A。 题型04 功能高分子材料 1．功能高分子材料 概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 例如，高分子催化剂，各种滤膜，磁性高分子，形状记忆高分子，高吸水性材料，医用高分子材料，高分子药物等。 2．高吸水性树脂 (1)合成方法 ①改造淀粉或纤维素分子，接入强亲水基团。 a．常见的强亲水基团：羟基、羧基、醛基、氨基等。 b．改造后的树脂具有强大的吸水和保水能力，而且可生物降解。 ②合成新的带有强亲水基团的高分子。 如： 聚丙烯酸钠(网状结构) 合成的网状结构的树脂可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。 (2)应用 在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。 3．高分子分离膜 (1)分离原理 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 (2)分离膜的分类 ①根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 ②根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 (3)应用 高分子分离膜已广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。 【典例4】下列材料中，属于功能高分子材料的是( ) ①高分子膜 ②生物高分子 ③导电高分子 ④离子交换树脂 ⑤医用高分子 ⑥高吸水性树脂 ⑦液晶高分子 A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥ C．②③④⑤ D．全部 【答案】D 【解析】常用功能高分子材料包括高分子膜、医用高分子材料、高吸水性树脂、离子交换脂、光敏高分子材料、导电高分子材料、生物高分子材料、高分子催化剂和试剂等，可知这六种都属于功能高分子材料。 【变式4-1】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 【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。 【变式4-2】下列说法中，不正确的是( ) A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩果汁、乳制品加工等 B．氢键会影响该高分子的沸点、密度、硬度等性能 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 【答案】D 【解析】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，故A正确；B．氢键会影响高分子的沸点、密度等物理性质，B项正确；C．导电塑料是将树脂和导电物质混合，用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料，主要应用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域，C项正确；D．医用高分子材料归属于功能高分子材料，它们都无毒，具有良好的生物相容性和稳定性，有足够的机械强度等特点，所以D选项错误；故答案选D。 【变式4-3】高分子分离膜材料(聚丙烯、聚四氟乙烯等)，根据孔直径大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜(分离膜功能示意图如图)，下列说法正确的是( ) A．胶体粒子的直径>100nm B．1nm<超滤膜的孔直径<100nm C．上述高分子分离膜一定均不可发生氧化反应 D．反渗透膜可用于分离乙醇和水形成的溶液 【答案】D 【解析】A项，胶体粒子的直径介于1nm和100nm之间， A错误；B项，图中的超滤膜可截留大分子有机物而不能截留小分子有机物，说明超滤膜的孔直径不会非常接近100nm，实际超滤膜的孔直径在2 nm和50 nm之间，B错误；C项，上述高分子分离膜在使用过程中可能会发生氧化反应，如余氯对反渗透膜能产生氧化作用，C错误；D项，由图知，反渗透膜可使有机物和水分离，故可用于分离乙醇和水形成的溶液，D正确；故选D。 题型05 应用广泛的新型高分子材料 1． 可降解高分子材料(聚乳酸PLA、聚羟基脂肪酸酯PHA) 解决传统塑料“白色污染”的关键材料，聚乳酸由玉米淀粉发酵制备，可在自然环境中逐步水解为二氧化碳和水。广泛用于可降解塑料袋、一次性餐盒；医疗领域用于可吸收缝合线、骨折固定钉，无需二次手术取出。 2． 导电高分子材料(聚乙炔、聚苯胺) 打破传统高分子绝缘的特性，兼具高分子的柔性和金属的导电性。应用于柔性电子设备(如可弯曲手机屏幕、智能手环的传感器)；锂电池电极材料，能提升电池的充放电效率和循环寿命；还可制作抗静电包装材料，避免电子元件在运输中被静电损坏。 3． 玻璃钢(玻璃纤维增强塑料) 最常用的高性能复合材料，以塑料为基体、玻璃纤维为增强体，兼具质轻、高强、耐腐蚀的特点。广泛用于船体、汽车车身外壳、摩托车头盔；建筑领域用于制作采光瓦、装饰板材；还可替代钢材制作化工管道，防止酸碱腐蚀。 4. 医用高分子材料(聚氨酯、硅橡胶) 具有优异的生物相容性，无毒且不与人体组织发生排斥反应。用于制作人工心脏瓣膜、人工关节、种植牙基台；硅橡胶可制作医用导管、隆胸假体；聚氨酯则用于医用敷料，促进伤口愈合。 【典例5】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 【解析】A．导电塑料是将树脂和导电物质混合，用塑料的加工方式进行加工的功能型高分子材料。主要应用于电子、集成电路包装、电磁波屏蔽等领域，故A正确；B．高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜，利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化，故B正确；C．根据物理学知识，导弹的射程与其本身的质量有关，因此提高导弹的射程与复合材料的耐腐蚀性能无关，故C错误；D．医用高分子材料归属于功能高分子材料，它们都无毒、具有良好的生物相容性和稳定性，有足够的机械强度等特点，因此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，故D正确。故选C。 【变式5-1】下列物质不属于新型有机高分子材料的是(　　) A．高分子分离膜 B．液晶高分子材料 C．生物高分子材料 D．光导纤维 【答案】D 【解析】高分子分离膜、液晶高分子材料、生物高分子材料均属于有机物，属于新型有机高分子材料，光导纤维属于无机非金属材料，故选D。 【变式5-2】CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。一种功能性聚碳酸酯高分子材料G可由如下反应制备。 下列说法错误的是( ) A． B．反应的原子利用率为100% C．G在酸性或碱性条件下均能降解 D．E与F均能使溴的四氯化碳溶液褪色 【答案】D 【解析】A项，根据CO2的个数守恒，有x=m+n，A正确；B项，该反应为环氧基和碳氧双键打开的加成聚合，原子利用率为100%，B正确；C项，G为聚碳酸酯，在酸性或碱性条件下都能水解，C正确；D项，E为饱和结构，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，F中由碳碳双键，可以使溴的四氯化碳褪色，D错误；故选D。 【变式5-3】一种可制造光学镜片的聚合物Z，其合成路线如图所示。 下列说法正确的是( ) A．X的水解产物含有乙酸的同系物 B．Y可以发生取代和加成反应 C．聚合物Z属于可降解高分子材料 D．此反应属于缩聚反应 【答案】B 【解析】A项，由结构简式可知，X一定条件下发生水解反应生成2—甲基丙烯酸和甲醇，2—甲基丙烯酸和乙酸的官能团不完全相同，不是同类物质，不可能互为同系物，故A错误；B项，由结构简式可知，Y含有的碳碳双键可以发生加成反应，含有的苯环能发生取代反应，故B正确；C项，由结构简式可知，聚合物Z中虽然酯基可以水解，但是水解后得到的物质依然是高分子化合物，不能变成小分子，Z属于不可降解高分子材料，故C错误；D项，由方程式可知，催化剂作用下X和Y发生加聚反应生成Z，故D错误；故选B。 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $