中五聚合物一章八道原创 SPM 风格例题,每题一步步求解并指出常见失误,涵盖单体与聚合物的辨认、两类聚合反应、天然橡胶与硫化,以及聚合物的用途与环境问题。
做每一题时先遮住答案、自己试做,再把方法与解答核对。每题都标出最常丢分的失误。
这些是以 SPM 风格写的原创题,不是历年卷,并且直接建立在中五聚合物一章的四条内容标准上。
例题1:找出加成聚合物的单体
题目。 某合成聚合物的重复单元写成 –CH₂–CHCl–,外加括号与下标 n。
写出并命名它的单体。
解答。 取一个重复单元,在两个碳原子之间还原碳碳双键。
单体就是 CH₂=CHCl,氯乙烯。聚合物本身是聚(氯乙烯),即 PVC。
常见失误: 把单体写成单键(CH₂–CHCl),或留下一根悬空的键。加成聚合物的单体必须是完整、电中性的分子,并把 C=C 双键还原回来。
例题2:由单体到重复单元
题目。 乙烯 CH₂=CH₂ 进行加成聚合。
画出所形成聚合物的重复单元并命名。
解答。 双键打开,两个碳各自与下一个单元成键。
重复单元是 –CH₂–CH₂–,外加括号与下标 n,聚合物是 聚乙烯。
常见失误: 在重复单元里保留双键。在加成聚合物里双键已经打开,所以链中只有单键。
例题3:判别聚合反应的类型
题目。 说明并给理由:由二胺与二羧酸生成尼龙属于加成聚合还是缩合聚合。
解答。 属于 缩合聚合。
每个单体都带 两个官能团(二胺上的 –NH₂ 与酸上的 –COOH),每形成一个连接,就 脱去一个小分子(水)。脱去小分子正是缩合的标志。
常见失误: 把任何能生成长链的反应都叫作「加成」。判别的关键不是链的长短,而是机理,有小分子放出就是缩合。
例题4:加成对缩合的快速判别
题目。 丙烯(CH₂=CHCH₃)以及乙二醇与对苯二甲酸的混合物都能形成聚合物。
分别说出聚合类型,以及是否放出副产物。
解答。 丙烯只有 一个 C=C 双键、别无第二个反应部位,因此通过 加成聚合 生成聚丙烯,不放出副产物。
二醇加二酸的混合物中,每个单体带两个反应基团(–OH 与 –COOH),因此通过 缩合聚合 生成涤纶(一种聚酯),每形成一个酯连接就 放出水。
常见失误: 忘了说明是否有分子放出。有无副产物往往正是区分两类的那一分。
例题5:硫化:结构决定性质
题目。 解释为何硫化橡胶比未硫化的天然橡胶更硬、更有弹性。
解答。 在未硫化橡胶中,长长的聚异戊二烯链之间只靠弱作用力维系,因此彼此容易滑动,橡胶柔软、很快失去弹性。
硫化是把橡胶与硫加热,硫原子在双键处于链间形成 交联(硫桥)。这些交联把链系在一起,链不再能大幅滑开,被拉伸后又被拉回原形。
结果是橡胶 更硬、更强、更有弹性,弹性极限更高,也更耐热、更抗氧化。
常见失误: 只答它「更好」或「更强」,却不提交联。分数是给结构上的原因,硫交联限制了链的移动。
例题6:乳胶的凝固与保存
题目。 解释为何向乳胶加入少量氨水能防止它凝固,而加入酸则使它凝固。
解答。 在乳胶中,每个橡胶粒子都被一层带 负电荷 的膜包裹,因此粒子互相排斥、保持分散。
加入 酸 会中和电荷;粒子碰撞、结合,乳胶就 凝固。加入少量 碱(氨水) 则保住负电荷,粒子继续排斥,乳胶保持液态,这正是运输前保存乳胶的做法。
常见失误: 说酸把橡胶「溶解」了。酸只是中和表面电荷让粒子聚集,并没有溶解任何东西。
例题7:平衡的环境作答
题目。 讨论使用合成聚合物的一个优点和一个环境问题,并提出一个减轻问题的办法。
解答。 一个 优点 是合成聚合物轻、便宜、坚固又防水,因此在包装与管道中取代较重的材料。
一个 环境问题 是大多数 不可生物降解:微生物无法分解它们,废物在陆地和海洋中长期堆积。一个可行的 办法 是 减少使用、重复使用与回收 塑料,并开发 可生物降解或可光降解 的塑料,而不是靠露天焚烧处置。
常见失误: 全篇只讲优点或只讲问题。评分方案看重的是平衡,真实的好处对上真实的代价,再加上办法。
例题8:天然对合成
题目。 把下列各项分类为天然或合成聚合物,并尽量写出其单体:(a)天然橡胶,(b)PVC,(c)蛋白质,(d)聚乙烯。
解答。 (a)天然橡胶是 天然 聚合物,单体是 异戊二烯。
(b)PVC 是 合成 的,单体是 氯乙烯。(c)蛋白质是 天然 聚合物,单体是 氨基酸。
(d)聚乙烯是 合成 的,单体是 乙烯。
常见失误: 因为天然橡胶能在工厂加工就把它当成合成。它源自活树的乳胶,所以即便经过加工仍是天然聚合物。
如何使用这些例题
留意每个答案要么还原双键、要么点名放出的分子、要么把结构变化连到性质上,这正是本章看重的习惯。等方法变得自动,就去做本章的练习题,并用同样的方式给自己批改。
一位一对一老师能替你检查单体结构与硫化推理是否完整,而这正是 SPM化学 笔试里得分或失分的地方。把这八题练到推理成为本能,聚合物在试卷一与试卷二中的题目,就会成为整个中五课程里最稳的分数之一。
八题速览
这八题横跨本章四条内容标准。例题 1、2 训练你在单体与重复单元之间来回,并把双键放在正确的位置。
例题 3、4 磨练区分加成与缩合的判别法,重点落在副产物上。例题 5 把硫化巩固为一条因果链:硫形成交联、链不再自由滑动、橡胶因而更硬更有弹性。
例题 6 讲清乳胶的化学,表面电荷、中和与凝固。例题 7、8 则训练平衡的环境论述与天然对合成的分类。
若你能不看解答做出全部八题,就已准备好应对中学阶段任何聚合物题目。
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