Формирование основных понятий о высокомолекулярных веществах в курсе средней школы с экологической составляющей (стр. 9 из 10)
21. Дайте общую характеристику роли белков в процессах жизнедеятельности человека и животных.
Ответ. В живых организмах белки играют роль строительного материала. Из них построены мышцы, части суставов, кожа, волосы. Другой тип белков – ферменты – играют роль катализаторов химических процессов в живых организмах. Кроме того, некоторые белки выполняют транспортные функции, перенося вещества из одной части организма в другую.
22. Какие вещества относятся к высокомолекулярным соединениям, а какие - к мономерам и полимерам? На конкретных примерах поясните, чем отличается строение их молекул.
Ответ. ВМС – это соединения с большой молекулярной массой. ВМС – полимеры, молекулы которых содержат повторяющиеся фрагменты. Полимеры получают путем соединения большого числа молекул мономеров. Например, полимер поливинилхлорид (-CH2-CHCL)n получают из мономера винилхлорида CH2=CHCL
23. Поясните, что такое «структурное звено» и «степень полимеризации».
Ответ. Структурное звено – это повторяющийся фрагмент в молекуле полимера. Например, в поливинилхлориде (-CH2-CHCL)n структурное звено - CH2 - CHCL. Число структурных звеньев в молекуле полимера называется степенью полимеризации.
24. На конкретном примере покажите возможность образования полимера со стереорегулярным и стереонерегулярным строением.
Ответ. При полимеризации пропилена получают полипропилен:
nCH2=CH-CH3 → (-CH2-CH-)n
|
СН3
Если в образующемся полимере группы – CH3 расположены хаотично по одну и другую сторону цепи, то это - стереонерегулярный полимер. Можно подобрать такие условия процесса полимеризации (в первую очередь катализатор), что группы – CH3 ,будут располагаться только по одну из сторон цепи или по обе стороны, но строго регулярно, В этом случае получится стереорегулярный полимер.
25. Охарактеризуйте процесс получения полиэтилена и полипропилена в промышленности. Составьте уравнения соответствующих реакций:
Ответ: полимеризацию этилена nCH2=CH2→(-CH2-CH2-)n
и пропилена nCH2=CH−СН3 →(-CH2-CH-)n
|
СН3
проводят при комнатной температуре и атмосферном давлении с катализаторами Al(C2H5)3 и TiCl4
26. Опишите свойства полиэтилена, полипропилена и тефлона. Где они применяются?
Ответ. Полиэтилен (-CH2-CH2-)n - прозрачный материал, обладающий высокой химический стойкостью, плохо проводит тепло и электричество. Его применяют для изоляции пленок и в качестве упаковочного материала.
Полипропилен (-CH2-CH-)n по свойствам похож на полиэтилен, но
|
СН3
плавится при более высокой температуре и механически более прочен. Из него изготавливают трубы, канаты, рыболовные сети.
Тефлон или политетрафторэтилен (-CF2-CF2-)n –термостойкое и химически чрезвычайно инертное вещество. По химической устойчивости он превосходит благородные металлы. Его используют для изготовления деталей аппаратов, работающих в агрессивных средах.
27. Составьте уравнения реакций, в которых образуются поливинилхлорид, полистирол, полиметилметакрилат. Где применяются эти полимеры?
Ответ.
nCH2=CHCl→(-CH2-CHCl-)nполивинилхлорид
поливинилхлорид применяется для изготовления искусственной кожи, труб, изоляционных материалов.
nCH2=CH-C6H5→(-CH2-CH−)nполистирол
|
С6Н5
Полистирол применяется для изготовления труб, изоляционных материалов и пенопластов.
Из полиметилметакрилата изготовляют очень прочное органическое стекло.
28. На конкретных примерах поясните, чем отличаются реакции поликонденсации от реакций полимеризации.
Ответ. При полимеризации происходит реакция соединения молекул мономера в молекулу полимера:
nCH2=CHCl→(-CH2-CHCl-)n
При поликонденсации реакция соединения сопровождается выделением низкомолекулярного продукта, например воды:
29. В чем сущность процесса образования фенолформальдегидной смолы? Какие фенопласты из нее получают?
Ответ. Фенолформальдегидная смола - это высокомолекулярное вещество, которое образуется при поликонденсации фенола и формальдегида. Добавляя к смоле различные наполнители, получают фенол-формальдегидные пластмассы (фенопласты), такие как текстолит, карболит и другие.
30. Какие полимеры называют термопластическими, а какие – термореактивными? Приведите примеры.
Ответ. Термопластические полимеры при нагревании размягчаются и изменяют форму, которую сохраняют после охлаждения. К ним относятся полиэтилен и полипропилен. Термореактивные полимеры при нагревании не плавятся и не размягчаются. К ним относятся фенопласты.
31. Поясните, кем и когда впервые в мире был разработан метод производства каучука. Составьте уравнения.
Ответ. Первый синтетический каучук был получен из бутадиена по методу С.В. Лебедева в 1932 г.
32. Для получения бутадиеного и дивинилового каучуков используется один и тот же мономер. Поясните, почему эти каучуки отличаются по своим свойствам?
Ответ. Дивиниловый каучук имеет стереорегулярное строение, поэтому он по эластичности превосходит природный каучук. Бутадиеновый каучук имеет нерегулярное строение, поэтому он менее эластичен, чем природный каучук.
33. Составьте уравнение образования хлоропренового каучука из 2-хлор-1,3-бутадиена.
Ответ. nCH2=CCl-CH=CH2→(-CH2-CCl=CH-CH2-)n
34. Охарактеризуйте известного вам синтетического каучука и поясните, для каких технических целей они применяются?
Ответ. 1) Бутадиеновый каучук – это полибутадиен с нерегулярным строением. Он применяется для производства кабелей и бытовых предметов.
2). Дивиниловый каучук – это полибутадиен с регулярным строением, он имеет высокую износостойкость и эластичность. Применяется в производстве шин.
35. Чем отличается каучук от резины?
Ответ. Резина – это продукт реакции каучука с серой. Она обладает значительно большей прочностью, но меньшей эластичностью, чем каучук.
36. Какие условия следует соблюдать при долгом хранении автокамер, шин, резиновых трубопроводов и других изделий? Почему?
Ответ. Резину нельзя хранить при очень низкой температуре, т.к. это приведет к частичной кристаллизации каучука и потере и при высокой температуре, поскольку при этом разрушаются сульфидные мостики между полиизопреновыми цепями и также ухудшаются механические свойства резины.
37. Какие основные виды волокон вам известны? Приведите примеры.
Ответ. Основные виды волокон природные, искусственные и синтетические. Пример природного волокна – хлопок (C6H10O5)n, пример искусственного ацетатное волокно [C6H7O2(OCOH3)3]n. Синтетического волокна например, капрон [-NH-(CH2)5-CО-]n
38. Чем отличаются искусственные волокна от синтетических? Приведите примеры.
Ответ. Искусственные волокна получают путем химической модификации природных веществ. Например, ацетатное волокно
[C6H7O2(OCOCH3)3]n получают в синтеза без использования природных соединений.
39. Назовите наиболее известное вам полиамидное волокно. Охарактеризуйте свойства и получение этого волокна.
Ответ. Самое известное полиамидное волокно – капрон
[-NH-(CH2)5-CO-]n.
Его получают поликонденсацией 6-аминогенсановой кислоты, образующейся при гидролизе капролактама. Капрон обладает высокой прочностью, однако разрушающиеся кислотами и не выдерживает высоких температур.
40. Составьте уравнение реакции окисления n-ксилола. Для каких целей используется продукт реакции?
Продукт реакции – терефталевая кислота используется для получения синтетического волокна лавсана.
41. По какому признаку лавсан относят к полиэфирным волокнам?
Ответ. Лавсан (полиэтилентерефталат), образуется при поликонденсации сложного эфира этиленгликоля и терефталевой кислоты. В молекулах лавсана есть сложноэфирные связи –O-CO-, поэтому лавсан относят к полиэфирным волокнам.
42. Каковы характерные свойства лавсана? Где его применяют?
Ответ. Лавсан обладает высокой прочностью и хорошей химической стойкостью. Его применяют для изготовления не мнущихся тканей, производства ремней, парусов, транспортных лент.
43. Углеводородное сырье (нефть, каменный уголь, природный газ) является источником для синтеза полиэтилена, фенопластов.
Приведите уравнения соответствующих реакций.
Ответ. Полиэтилен можно синтезировать из природного газа:
Фенопласты получают из фенола и формальдегида:
Необходимый для этого фенол выделяют из каменноугольной смолы, который получают каменного угля. Формальдегид получают окислением метана:CH4+O2→H2C=O+H2O
44. Приведите примеры природных волокон растительного и животного происхождения. Каковы некоторые недостатки этих волокон перед синтетическими?
45. В чем преимущества искусственных волокон перед природными?
46. В чем проявляется различие свойств полиэтилена высокого и низкого давления? Чем это различие объясняется?
47. Формальдегид может полимеризоваться по месту двойной связи, образуя полиформальдегид, в цепи которого последовательно чередуются атомы углерода и кислорода. Составьте схему реакции полимеризации формальдегида. Какими свойствами обладает полиформальдегид?
H-COH→ …CH2 – O – CH2 – O – CH2 – O – CH2 – O …