化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用課件

專題2化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用專題2化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用課件一、高分子化合物與材料1.高分子化合物的分類天然高分子熱固性一、高分子化合物與材料天然高分子熱固性2.新型高分子材料(1)功能高分子材料:具有某種特定功能的高分子材料,常見的有導(dǎo)電塑料(如聚乙炔)、離子交換樹脂或交換膜、高分子醫(yī)藥材料、人造器官、高分子吸水材料、導(dǎo)電高分子化合物等。(2)復(fù)合材料:②常見的復(fù)合材料:___________________________等。玻璃鋼、碳纖維增強復(fù)合材料黏結(jié)骨架2.新型高分子材料玻璃鋼、碳纖維增強復(fù)合材料黏結(jié)骨架3.三類有機高分子材料(1)天然橡膠與合成橡膠:①天然橡膠:________________________經(jīng)硫化處理后可得硫化橡膠。②常見的合成橡膠:如順丁橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠、聚硫橡膠、乙丙橡膠等。3.三類有機高分子材料(2)合成樹脂:①PVC:nCH2＝CHCl________________②ABS樹脂:由丙烯腈(CH2＝CH-CN)、1,3-丁二烯(CH2＝CH-CH＝CH2)和苯乙烯(C6H5-CH＝CH2)三種單體共聚而成。催化劑(2)合成樹脂:催化劑③酚醛樹脂:(3)高分子吸水材料:由淀粉、纖維素等天然高分子與丙烯酸、苯乙烯磺酸進行接枝共聚得到,也可用聚乙烯醇與聚丙烯酸鹽交聯(lián)得到,具有高吸水性和高保水性。③酚醛樹脂:4.纖維素的化學(xué)加工(1)植物纖維的利用:①木材、蘆葦、稻草、麥秸、蔗渣等可用于造紙。②木材纖維制作家庭裝修用的纖維板。③造紙工藝流程4.纖維素的化學(xué)加工(2)纖維素水解:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6

纖維素葡萄糖(3)纖維素酯的制造:①纖維素硝酸酯(硝化纖維)催化劑△(2)纖維素水解:催化劑△②纖維素醋酸酯(醋酸纖維)②纖維素醋酸酯(醋酸纖維)二、阿司匹林、洗滌劑等的合成過程1.阿司匹林(1)作用:能使發(fā)熱病人的體溫降至正常,并起到緩解疼痛和抗炎消腫的作用。(2)制備:二、阿司匹林、洗滌劑等的合成過程化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用課件2.合成洗滌劑(1)表面活性劑:如十二烷基苯磺酸鈉:憎水基團親水基團(2)洗滌劑:主要成分是表面活性劑,是能夠發(fā)揮去污作用的主要物質(zhì),還含有助劑、殺菌劑、織物柔順劑等輔助成分。2.合成洗滌劑【思考辨析】1.纖維素和淀粉組成均可用(C6H10O5)n表示,因此二者互為同分異構(gòu)體。()【分析】淀粉和纖維素通式相同,但聚合度n不同,二者不是同分異構(gòu)體?！痢舅伎急嫖觥俊?.阿司匹林可與NaOH溶液反應(yīng),1mol阿司匹林可與3molNaOH反應(yīng)。()【分析】阿司匹林結(jié)構(gòu)式為,—COOH可與NaOH中和,酯基可水解,因此可得產(chǎn)物:、CH3COONa,因此1mol阿司匹林可消耗3molNaOH?！?.阿司匹林可與NaOH溶液反應(yīng),1mol阿司匹林可與33.家庭中常用純堿或洗潔精除去油污,二者去油污原理相同。

()【分析】油脂主要成分為高級脂肪酸甘油酯,Na2CO3水解呈堿性,油脂可在堿性條件下水解;洗潔精的主要成分是表面活性劑,可把油污分散成小顆粒而進入水中,從而達到去污目的,二者原理不同。4.塑料制品容易被微生物分解,所以廢棄塑料制品不會對環(huán)境造成嚴重的污染。()【分析】塑料制品不易降解,能形成“白色污染”?！痢?.家庭中常用純堿或洗潔精除去油污,二者去油污原理相同?！痢?.工業(yè)上由鋁土礦提取Al2O3的過程中不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

()【分析】由鋁土礦提取Al2O3的過程如下:整個過程中不存在氧化還原反應(yīng)。√5.工業(yè)上由鋁土礦提取Al2O3的過程中不發(fā)生氧化還原反應(yīng)?？键c1

考點有機高分子材料的合成1.合成有機高分子材料的化學(xué)反應(yīng)

加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)含義許多小分子(含不飽和鍵)通過加成反應(yīng)形成高聚物的聚合反應(yīng)許多小分子通過縮合形成高聚物,同時有小分子生成的聚合反應(yīng)單體特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳叁鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)含有能夠相互反應(yīng)的官能團,如—COOH和—OH、—NH2等考點1考點有機高分子材料的合成加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)單體種類數(shù)相同或不同的單體相同或不同的單體高聚物特征鏈節(jié)與單體的組成相同鏈節(jié)與單體的組成不同產(chǎn)物種類只有高聚物高聚物和小分子加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)單體種相同或不同的單體相同或不同的單加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)舉例加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)舉例2.線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料的比較合成材料線型高分子材料體型高分子材料常見物質(zhì)合成纖維、部分塑料(如聚乙烯)部分塑料(如電木)結(jié)構(gòu)特點以共價鍵結(jié)合成高分子鏈,鏈與鏈之間以分子間作用力相結(jié)合以共價鍵構(gòu)成高分子鏈,鏈與鏈之間以共價鍵大量交聯(lián)性質(zhì)特點具有彈性、可塑性,在溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度、脆性較小,不能導(dǎo)電沒有彈性和可塑性,不能溶解或熔融,在溶劑中能溶脹,硬度和脆性較大,不能導(dǎo)電2.線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料的比較合成線型高分子材料體型【誤區(qū)警示】(1)高分子的單體和鏈節(jié)區(qū)分不清,是失分的一個重要方面。(2)高分子都是混合物,認識不到位時容易失分。判斷高分子是否是混合物的方法是測定其有沒有固定的熔點。(3)由高分子判斷單體的方法掌握不好,容易出現(xiàn)錯誤。(4)縮合聚合反應(yīng)中有小分子生成,這是區(qū)別于加成聚合反應(yīng)的特征之一?！菊`區(qū)警示】【典例】玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。(1)酚醛樹脂由苯酚和甲醛縮聚而成,反應(yīng)有大量熱放出,為防止溫度過高,應(yīng)向已有苯酚的反應(yīng)釜中

加入甲醛,且反應(yīng)釜應(yīng)裝有

裝置。(2)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、

和石灰石(或長石)高溫熔融而成,主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。(3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是

。玻璃鋼具有

等優(yōu)異性能(寫出兩點即可)?！镜淅坎Ａт摽捎煞尤渲筒ＡЮw維制成。(4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是

。a.深埋b.粉碎后用作樹脂填料c.用作燃料d.用有機溶劑將其溶解,回收樹脂【解題指南】解答本題要明確以下2點:(1)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)越的性能。(2)廢舊合成材料再生利用的途徑和對環(huán)境的污染。(4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是?！窘馕觥?1)為防止溫度過高,應(yīng)間歇性地加入甲醛,并且要裝有散熱(冷卻)裝置。(2)利用石灰石、純堿、石英砂生產(chǎn)玻璃的方程式為:Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑,CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑。(3)玻璃鋼是將玻璃纖維和高分子材料復(fù)合而成的復(fù)合材料,其中玻璃纖維的作用是增強體,合成材料是基體;它具有強度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性能好等優(yōu)良性能。高溫高溫【解析】(1)為防止溫度過高,應(yīng)間歇性地加入甲醛,并且要裝有(4)廢舊合成材料的再生利用主要有三條途徑:①通過再生和改性,重新做成多種有用的材料和制品;②采用熱裂解或化學(xué)處理方法使其分解,用于制備多種化工原料;③將廢舊的聚合物作為燃料回收利用熱能,但熱固性酚醛塑料不易燃燒,c錯誤。因為塑料深埋地下很難腐爛,造成嚴重的“白色污染”,故a錯;酚醛塑料不能溶解于有機溶劑,故d錯。(4)廢舊合成材料的再生利用主要有三條途徑:答案:(1)緩慢冷卻(2)純堿SiO2+Na2CO3====Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaCO3====CaSiO3+CO2↑(3)增強作用(或骨架作用)質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕、抗沖擊、絕緣性好等(任意答出兩點即可)(4)b高溫高溫答案:(1)緩慢冷卻(2)純堿高溫高溫【變式訓(xùn)練】材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),與信息和能源一起成為當(dāng)代文明的三大支柱。(1)塑料的主要成分為

,合成聚氯乙烯塑料(PVC)的單體為

,合成聚氯乙烯的化學(xué)方程式為

。(2)現(xiàn)在提倡對塑料制品進行分類回收,下列標(biāo)識中屬于塑料包裝回收標(biāo)志的是

?！咀兪接?xùn)練】材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),與信息和能源(3)某班同學(xué)進行“使用塑料的利與弊”的辯論,甲方認為“利大于弊”,理由是:大部分塑料抗腐蝕能力強,不與酸反應(yīng);乙認為“弊大于利”,理由是:回收塑料時,分類十分困難,而且經(jīng)濟上不合算。如果你加入甲方或乙方,請說出一條支持該方觀點的理由:

。(3)某班同學(xué)進行“使用塑料的利與弊”的辯論,甲方認為“利大【解析】(1)聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)為,其合成單體為CH2＝CHCl。(2)塑料制品為可回收利用的材料,用A圖表示。(3)甲方觀點是塑料制品輕便靈巧、可循環(huán)利用。乙方觀點是對環(huán)境造成污染,并且燃燒時產(chǎn)生有毒的氣體。答案:(1)合成樹脂CH2＝CHCl(2)A(3)甲方:輕便靈巧,節(jié)省空間;乙方:難以降解處理,燃燒處理會放出有毒氣體,污染環(huán)境(合理即可)【解析】(1)聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)為,其1.物質(zhì)的性質(zhì)和功能與分子結(jié)構(gòu)間有著密切的關(guān)系。以下問題涉及高分子材料、日用化學(xué)品及藥品。(1)幾種常用高分子材料的結(jié)構(gòu)(或結(jié)構(gòu)片段)如下:1.物質(zhì)的性質(zhì)和功能與分子結(jié)構(gòu)間有著密切的關(guān)系。以下問題涉及化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用課件化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用課件①不會被酸、堿、王水及多數(shù)有機溶劑所腐蝕的塑料是

。②屬于熱塑性塑料且可溶于氯仿的是

。③熱固性塑料是

。④屬于合成纖維,俗稱“滌綸”的是

,廢棄的滌綸織物經(jīng)處理后可回收利用。⑤寫出滌綸水解后生成的兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式

。①不會被酸、堿、王水及多數(shù)有機溶劑所腐蝕的塑料是。(2)有氧洗衣粉含有過碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2),這種洗衣粉除了具有去污功能外,還有

功效,該功效與過碳酸鈉中的_______基團(用化學(xué)符號表示)有關(guān)。(3)嗎啡是一種天然麻醉劑,因其分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜(結(jié)構(gòu)如下圖左),較難人工合成。科學(xué)家設(shè)計并合成了杜冷丁分子,該分子包含了a,b,c,d,e等結(jié)構(gòu)單元(如下圖右)。杜冷丁分子的結(jié)構(gòu)單元

(用圖中的字母標(biāo)號表示)與嗎啡分子中的某些結(jié)構(gòu)單元相似,因而兩者具有類似的生物活性(如麻醉作用)。(2)有氧洗衣粉含有過碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2),化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用課件【解析】(1)由幾種高分子材料的結(jié)構(gòu)可知A、B、C、D為線型結(jié)構(gòu),B為聚四氟乙烯,號稱“塑料王”,難溶于酸、堿、王水及多數(shù)有機溶劑;A為有機玻璃,可溶于氯仿等某些有機溶劑;E為體型結(jié)構(gòu),屬于熱固性塑料;C是天然橡膠;D是聚對苯二甲酸乙二醇酯,俗稱“滌綸”,屬于合成纖維,水解后生成對苯二甲酸和乙二醇。(2)有氧洗衣粉中含有過碳酸鈉,含有—O—O—鍵,有強氧化性,具有殺菌消毒的功能。(3)由兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式對比可知,具有相似的結(jié)構(gòu)單元的部分為a、b、c?！窘馕觥?1)由幾種高分子材料的結(jié)構(gòu)可知A、B、C、D為線型答案:(1)①B②A③E④D⑤、HO—CH2—CH2—OH(2)殺菌消毒—O—O—(3)a、b、c答案:(1)①B②A③E④D2.氯堿工業(yè)中,通過電解飽和食鹽水獲得重要的化工原料。其中氯氣用途十分廣泛,除用于凈水、環(huán)境消毒外,還用于生產(chǎn)鹽酸、聚氯乙烯、氯苯等。(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為

。(2)氯氣用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料硅的流程如下:2.氯堿工業(yè)中,通過電解飽和食鹽水獲得重要的化工原料。其中氯①石英砂的主要成分是

,在制備粗硅時,焦炭的作用是

。②由四氯化硅得到高純硅的化學(xué)方程式是:

。(3)用于制造塑料薄膜、人造革、塑料管材和板材的聚氯乙烯(PVC塑料)就是以氯氣和乙烯為主要原料通過

、消去和

三步主要反應(yīng)生產(chǎn)的。生產(chǎn)聚氯乙烯的有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。(4)上述兩種生產(chǎn)過程可得到同一種副產(chǎn)品,該副產(chǎn)品是

。①石英砂的主要成分是,在制備粗硅時,焦炭的作用是【解析】(1)2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑。(2)用Cl2制備純硅涉及反應(yīng):2Cl2+Si(粗)====SiCl4,體現(xiàn)了氯氣的強氧化性,再由SiCl4制取高純硅,用H2使之還原,用SiCl4得到高純硅的化學(xué)方程式為:SiCl4+2H2====Si+4HCl。高溫電解△【解析】(1)2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑(3)Cl2在有機合成中的應(yīng)用一般體現(xiàn)在利用加成反應(yīng)制取聚氯乙烯,先發(fā)生反應(yīng):CH2＝CH2+Cl2ClCH2CH2Cl,再通過消去反應(yīng)脫去一分子HCl,使之形成含雙鍵的氯乙烯,加聚即可得聚氯乙烯,即(4)在兩種材料制備反應(yīng)中可得副產(chǎn)品HCl。(3)Cl2在有機合成中的應(yīng)用一般體現(xiàn)在利用加成反應(yīng)制取聚氯答案:(1)2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑(2)①SiO2作還原劑②SiCl4+2H2====Si+4HCl(3)加成加聚(4)HCl通電高溫答案:(1)2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+3.材料是人類生存和社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ),不同的材料功能各不相同。以下都是有關(guān)材料的內(nèi)容,試根據(jù)所給內(nèi)容回答問題。(1)氫能是未來能源最佳選擇之一,氫能的利用涉及氫的儲存、輸送和使用。貯氫合金是解決氫的儲存等問題的重要材料。貯氫合金中最具代表性的是鑭-鎳合金(LaNi5),已知LaNi5(s)+3H2(g)LaNi5H6(s)ΔH=-31.77kJ·mol-1。鑭-鎳合金的熔點比鑭、鎳的熔點

(填“高”“低”或“介于兩者之間”),根據(jù)反應(yīng)原理,形成LaNi5H6的化學(xué)反應(yīng)條件是

。3.材料是人類生存和社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ),不同的材料功能各不相最近有人提出可以研制出一種性能優(yōu)越的催化劑,可以大大提高貯氫合金的貯氫能力,你認為該講法可信嗎?

(填“可信”或“不可信”),其理由是

。(2)無機非金屬材料是日常生活中不可缺少的物質(zhì),它們往往具有高強度、耐高溫、耐腐蝕的特點。Si3N4就是一種重要的精細陶瓷,合成氮化硅的方法之一為:3SiO2+6C+2N2====Si3N4+6CO。在上述反應(yīng)中氧化劑為

。高溫最近有人提出可以研制出一種性能優(yōu)越的催化劑,可以大大提