2013版化學(xué)復(fù)習(xí)方略課件選修2.2 化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用（蘇教版·浙江專用）

1、專題2　化學(xué)與材料的制造、應(yīng)用,1.了解有機合成對人類生活的重要意義。2.以阿司匹林為例，了解有機藥物的制備原理及合成路線。3.了解表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)特點及其應(yīng)用原理。4.了解纖維素的水解反應(yīng)及其產(chǎn)物。了解纖維素酯的結(jié)構(gòu)和制造。5.了解常見高分子化合物合成的基本原理、結(jié)構(gòu)特點和基本性質(zhì)。了解橡膠的硫化。,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　　　　按來源分　高分子　　　　　　合成

2、高分子化合物　　　　　　熱塑性塑料(線型)　　　　按性質(zhì)分　　　　　　　　　　熱固性塑料(體型),,,,2.幾種有機高分子材料(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。,(2)合成樹脂。①PVC：②ABS樹脂：由丙烯腈(CH2＝CH—CN)、1,3-丁二烯(CH2＝CH—CH＝CH2)和苯乙烯(C6H5—

3、CH＝CH2)三種單體共聚而成。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.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(2)纖維素水解。(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6 纖維素

4、 葡萄糖,催化劑△,,(3)纖維素酯的制造。①纖維素硝酸酯(硝化纖維),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。,2.合成洗滌劑(1)表面活性劑。如十二烷基苯磺酸鈉：(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。

5、,高分子材料的合成及特點1.合成高分子化合物的重要化學(xué)反應(yīng),含義,單體特征,單體種類數(shù),高聚物特征,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),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,相同或不同的單體,相同或不同的單體,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

6、物,高聚物和小分子,舉例,2.線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料的比較,【高考警示鐘】(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(rèn)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。,【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

7、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__________________

8、______。玻璃鋼具有_________________等優(yōu)異性能(寫出兩點即可)。(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】解答本題要注意以下兩點：(1)玻璃鋼是一種復(fù)合材料，不是普通玻璃。(2)玻璃鋼中酚醛樹脂為基體，玻璃纖維為增強體。,【解析】(1)為防止溫度過高，應(yīng)間歇性地加入甲

9、醛，并且有散熱(冷卻)裝置。(2)利用石灰石、純堿、石英砂制玻璃的方程式為：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,(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

10、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。故b正確，c錯誤。因為塑料深埋地下一百年也不腐爛，造成嚴(yán)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。,答案：(1)緩慢 冷卻 (2)純堿SiO2＋Na2CO3====Na2SiO3＋CO2↑，SiO2＋CaCO3====CaSiO3＋CO2↑(

11、3)增強作用(或骨架作用) 質(zhì)量輕、強度高、抗腐蝕、抗沖擊、絕緣性好等(任意答出兩點即可)(4)b,高溫,高溫,【誤區(qū)警示】(1)加入甲醛時逐滴、少量、適量等均描述不正確，緩慢并沒有量的限制。(2)制玻璃的反應(yīng)中兩個方程式的條件需寫正確，寫成加熱或不寫條件的為錯誤答案。(3)玻璃鋼的性能描述不夠規(guī)范。耐高溫、耐磨(損)、硬度高等均不準(zhǔn)確。,1.聚氯乙烯是一種在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途的高分子化合物，適合于合成聚氯乙

12、烯的原料是( )A.CH4，Cl2 B.CH3CH3，HClC.CH≡CH，HCl D.CH2＝CH2，HCl【解析】選C。CH≡CH與HCl加成得氯乙烯，氯乙烯加聚得聚氯乙烯。,2．下列有關(guān)合成洗滌劑的敘述錯誤的是( )A.在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中，烷基含碳原子的個數(shù)以12～18為宜B.在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中，烷基應(yīng)以帶支鏈為宜C.在合成洗滌劑中添加酶制劑可提高洗滌效果D.在合成洗滌劑中應(yīng)

13、以無磷助劑代替含磷助劑【解析】選B。烷基苯磺酸鈉的烷基中碳鏈長度對洗滌效果有很大影響，碳鏈過長、過短都會減弱水溶性。以12～18個碳原子為宜，且有側(cè)鏈時，不易降解，添加酶制劑可以使衣服上血漬、奶漬分解并被清除，含磷洗衣粉會造成環(huán)境污染。,3.下列有關(guān)新型高分子材料的說法中，不正確的是( )A.高分子分離膜應(yīng)用于食品工業(yè)中，可用于濃縮天然果汁、乳制品加工和釀造業(yè)等B.高吸水性樹脂吸水量為自身質(zhì)量的幾十倍乃至上千倍，且既

14、有吸水功能又有保水功能C.導(dǎo)電塑料是應(yīng)用于電子工業(yè)的一種新型高分子材料D.合成高分子材料制成的人體器官一般都受到人體的排斥作用，難以達到生物相容的程度【解析】選D。合成高分子材料制成的人體器官一般不受人體的排斥作用，易達到生物相容的程度。,4.關(guān)于高分子化合物性質(zhì)的敘述不正確的是( )A.硫化橡膠為體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)B.從實驗測得的某高分子化合物的相對分子質(zhì)量和小分子的相對分子質(zhì)量含義不同C.線型結(jié)構(gòu)的高分子材料分子間是

15、靠分子間作用力緊密結(jié)合的，所以它的強度一定小D.線型結(jié)構(gòu)的高分子，可帶支鏈，也可不帶支鏈,【解析】選C。高分子的相對分子質(zhì)量是平均相對分子質(zhì)量，而小分子的相對分子質(zhì)量是確定的；線型結(jié)構(gòu)的高分子，許多鏈聚集在一起時，相互間的纏繞使得許多分子間接觸的地方以分子間作用力緊密結(jié)合，使高分子材料的強度大大增加，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力就越強。,5.下列高分子化合物的合成，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型與另外三種不同的是( )A.聚

16、乙烯 B.聚甲基丙烯酸甲酯C.酚醛樹脂 D.聚苯乙烯【解析】選C。A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡式分別為：A、B、D為加聚反應(yīng)的產(chǎn)物，C為縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物。,6.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：

17、石英砂 粗硅 四氯化硅 高純硅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：___________。,焦炭高溫,氯氣加熱,氫氣高溫,,,,,,,,(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_________、

18、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__________________________。,【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

19、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。,電解,△,高溫,(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＋Cl2 ClCH2CH2Cl，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CH2—CH2 CH2＝CHCl+HCl，Cl ClnCH2＝C

20、HCl CH2—CH n。 Cl(4)在兩種材料制備反應(yīng)中可得副產(chǎn)品HCl。,,,KOH的醇溶液,催化劑,,,,,,,答案：(1)2NaCl＋2H2O====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)①SiO2 作還原劑 ②SiCl4＋2H2====Si＋4HCl(3)加成 加聚CH2＝CH2＋Cl2 CH2CH2， Cl

21、ClCH2CH2 CH2＝CHCl+HCl，Cl ClnCH2＝CHCl CH2—CH n Cl(4)HCl,通電,高溫,,,KOH的醇溶液,催化劑,,,,,,,,,7.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

22、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=-31.77 kJ·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___________________________。最近有人提

23、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(rèn)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(xì)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________________

24、_。,高溫,(3)有機高分子材料形式多樣，ABS樹脂廣泛用于制造電訊器材、汽車、飛機零部件和各種儀器的外殼，它的結(jié)構(gòu)可以表示為試寫出對應(yīng)單體的結(jié)構(gòu)簡式CH2＝CH—CN、_______、______。,(4)高分子吸水樹脂可以由聚乙烯醇( CH2—CHn)和聚丙烯酸鹽( )交聯(lián)得到，從結(jié)構(gòu)上看該高分子吸水材料具有吸水性，原因是它們都具有___________________基團。

25、,OH,,,,【解析】(1)合金的熔點比各單一組分的熔點低；根據(jù)反應(yīng)方程式可知生成貯氫合金的反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，加大壓強、降低溫度有利于合金的生成；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能改變平衡，更不能提高合金的貯氫能力。(2)由反應(yīng)方程式可知N元素化合價降低，C元素化合價升高，故N2為氧化劑。,(3)由高聚物的鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)特點分析可知應(yīng)由三種單體聚合生成，單體有 (4)由結(jié)構(gòu)分析知該吸水材料的分子中有—OH和—COO-

26、，都屬于親水基團。,答案：(1)低 低溫、高壓 不可信該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，使用催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡移動，更不可能大大提高貯氫合金的貯氫能力(2)N2(3)CH2＝CH—CH＝CH2 (4)親水,【誤區(qū)警示】催化劑對可逆反應(yīng)來說，只能加快反應(yīng)速率，不能使平衡移動，故使用催化劑不能提高該合金的貯氫能力。,8.(2011·新課標(biāo)全國卷)普通紙張的主要成分是纖維素，在早期的紙張生產(chǎn)中，常采用紙表面涂

27、覆明礬的工藝，以填補其表面的微孔，防止墨跡擴散，請回答下列問題：(1)人們發(fā)現(xiàn)紙張會發(fā)生酸性腐蝕而變脆、破損，嚴(yán)重威脅紙質(zhì)文物的保存。經(jīng)分析檢驗，發(fā)現(xiàn)酸性腐蝕與造紙中涂覆明礬的工藝有關(guān)，其中的化學(xué)原理是___________。為了防止紙張的酸性腐蝕，可在紙漿中加入碳酸鈣等添加劑，該工藝原理的化學(xué)(離子)方程式為_____________。,(2)為了保護這些紙質(zhì)文物，有人建議采取下列措施。①噴灑堿性溶液，如稀氫氧化鈉溶液或

28、氨水等，這樣操作產(chǎn)生的主要問題是____________________。②噴灑Zn(C2H5)2，Zn(C2H5)2可以與水反應(yīng)生成氧化鋅和乙烷。用化學(xué)(離子)方程式表示該方法生成氧化鋅及防止酸性腐蝕的原理__________________、__________________。,(3)現(xiàn)代造紙工藝常用鈦白粉(TiO2)替代明礬，鈦白粉的一種工業(yè)制法是以鈦鐵礦(主要成分FeTiO3)為原料按如下過程進行的，請完成下列化學(xué)方程

29、式：①□FeTiO3+□C+□Cl2 ==== □TiCl4+□FeCl3+□CO②□TiCl4+□O2================□TiO2+□Cl2,1 000 ℃～1 400 ℃,900 ℃,【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：(1)分析紙張酸性腐蝕的原理是纖維素酸性水解，解決的方法是消除酸性。(2)配平方程式時準(zhǔn)確判斷各元素化合價，并根據(jù)化合價升降總數(shù)相等和元素守恒進行配平。,【解析】(1)酸性腐蝕與造紙中涂覆

30、明礬的工藝有關(guān)，說明是酸性影響了紙質(zhì)文物的保存，而明礬遇水時，其中的鋁離子能水解顯酸性，紙質(zhì)的主要成分為纖維素，酸性條件下纖維素能水解。(2)噴灑堿性溶液，如稀氫氧化鈉溶液或氨水等可能使堿過量，而纖維素在堿性條件下也能水解。(3)注意在兩個方程式中Ti元素都沒有發(fā)生化合價的變化。①式中Fe元素和C元素化合價升高，Cl元素化合價降低。②中Cl元素化合價升高，O元素化合價降低。,答案：(1)明礬水解產(chǎn)生酸性環(huán)境，在酸性條件下