53功能高分子材料

第三節(jié)功能高分子材料見學(xué)生用書P084學(xué)習(xí)目標(biāo)練法指導(dǎo)1.舉出日常生活中接觸到的新型高分子材料。2認(rèn)識(shí)到功能材料對(duì)人類社會(huì)生產(chǎn)的重要性。1.結(jié)合生活實(shí)際，多角度體會(huì)化學(xué)材料的發(fā)展是化學(xué)科學(xué)發(fā)展的一個(gè)縮影響。2通過對(duì)不同時(shí)期化學(xué)材料發(fā)展過程的了解，感受化學(xué)對(duì)生活的影響，從而提高化學(xué)對(duì)生活質(zhì)量改善重要性的認(rèn)識(shí)。課/前/預(yù)/習(xí)輕/松/搞/定1角膜接觸鏡俗稱隱形眼鏡，其性能要有良好的透氣性和親水性，目前大量使用的軟性隱形眼鏡常用材料是()A聚乙烯B聚氯乙烯答案C解析制作隱形眼鏡的材料是一種高分子材料，該材料具有透氣性和親水性，其高聚物鏈節(jié)上有親水性基團(tuán)，如OH；B項(xiàng)鏈節(jié)中含Cl；D項(xiàng)高聚物鏈節(jié)中含，都不是親水基團(tuán)，只有C項(xiàng)符合。2用高分子塑料骨釘取代鈦合金骨釘是醫(yī)學(xué)上的一項(xiàng)新技術(shù)，這種塑料骨釘不僅具有相當(dāng)大的強(qiáng)度，而且可在人體內(nèi)水解，使骨科病人免遭拔釘?shù)耐纯?。合成這種塑料骨釘?shù)脑夏芘c強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，也能在濃硫酸條件下形成環(huán)酯，則合成這種塑料骨釘?shù)脑鲜?)ACH2=CHCH2ClBCH2=CHCOOHCCH3CH(OH)COOHDH2NCH2COOH答案C解析能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)則應(yīng)有羧基或酚羥基；能形成環(huán)狀酯，則分子中同時(shí)含有OH和COOH。3高分子材料發(fā)展的主要趨勢(shì)是高性能化、功能化、復(fù)合化、精細(xì)化和智能化。下列材料不屬于功能高分子材料的是()A用于生產(chǎn)光盤等產(chǎn)品的光敏高分子材料B用于制造CPU芯片的良好半導(dǎo)體材料單晶硅C能用于生產(chǎn)“尿不濕”的高吸水性樹脂D能導(dǎo)電的摻雜聚乙炔答案B解析B項(xiàng)中半導(dǎo)體材料單晶硅，屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料；A項(xiàng)中光敏高分子材料，C項(xiàng)中高吸水性樹脂，D項(xiàng)中導(dǎo)電高分子材料均屬于功能高分子材料。4下列材料屬于復(fù)合材料的是()A聚丙烯 B鋁合金C黏合劑 D玻璃鋼答案D解析A、C兩項(xiàng)物質(zhì)均屬于有機(jī)高分子材料，鋁合金屬于金屬材料。5下列關(guān)于復(fù)合材料的說法不正確的是()A復(fù)合材料一定是由兩種或兩種以上材料制成的B復(fù)合材料保持了原材料的優(yōu)點(diǎn)，又有優(yōu)于原材料的特點(diǎn)C在復(fù)合材料中，基體起骨架作用D在復(fù)合材料中，增強(qiáng)材料起骨架作用答案C解析在復(fù)合材料中，增強(qiáng)材料起骨架作用，基體起連接作用。課/堂/效/果題/組/檢/測(cè)題組一 功能高分子材料的性能1.下列有關(guān)功能高分子材料的用途的敘述中，不正確的是()A高吸水性樹脂主要用于干旱地區(qū)抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B離子交換樹脂主要用于分離和提純物質(zhì)C醫(yī)用高分子材料可用于制造醫(yī)用器械和人造器官D聚乙炔膜可用于分離工業(yè)廢水和海水淡化答案D解析聚乙炔膜是導(dǎo)電高分子材料，主要用于制造電子元件。2下列說法中，不正確的是()A探求某種新型高分子材料，需要研究分子結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系B新科技革命的三大支柱產(chǎn)業(yè)為能源、信息工程和材料C帶有強(qiáng)親水性原子團(tuán)的化合物共聚可以得到強(qiáng)親水性高聚物D具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物具有強(qiáng)吸水性答案D解析具有強(qiáng)親水性的原子團(tuán)作支鏈，同時(shí)與交聯(lián)劑反應(yīng)，生成的具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物才具有強(qiáng)吸水性。3嬰兒用的一次性紙尿片中有一層能吸水、保水的物質(zhì)。下列高分子中，有可能被采用的是()答案B解析符合此要求的物質(zhì)必須具備既有親水基又有憎水基，親水基大多指羥基、羧基等。題組二 功能高分子材料的結(jié)構(gòu)4.“噴水溶液法”是日本科學(xué)家研制出的一種使沙漠變綠洲的新技術(shù)，它是先在沙漠中噴灑一定量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子與沙土粒子結(jié)合，在地表下3050 cm處形成一個(gè)厚0.5 cm的隔水層，既能阻止地下的鹽分上升，又有攔截、蓄積雨水的作用，下列對(duì)聚丙烯酸酯的說法不正確的是()A單體的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CHCOORB在一定條件下能發(fā)生加成反應(yīng)C在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)D沒有固定的熔沸點(diǎn)答案B解析聚丙烯酸酯應(yīng)寫為，因而單體為CH2=CHCOOR；該聚合物不能發(fā)生加成反應(yīng)；由于含有酯基，所以可水解；高分子材料皆為混合物，沒有固定的熔沸點(diǎn)。5以農(nóng)副產(chǎn)品為原料可制得高分子材料，它能在乳酸菌作用下迅速降解，有希望用于制造一次性飯盒。有關(guān)該高分子的判斷正確的是()A相對(duì)分子質(zhì)量一定是偶數(shù)B相對(duì)分子質(zhì)量一定是奇數(shù)C由其單體經(jīng)加聚反應(yīng)而得D屬于特殊的多酮糖類答案A解析相對(duì)分子質(zhì)量為72n，為偶數(shù)。題組三 復(fù)合材料6.下列關(guān)于復(fù)合材料的說法正確的是()A將不同性質(zhì)的材料經(jīng)簡單混合便得到復(fù)合材料B合金就是復(fù)合材料C復(fù)合材料中的各部分作用相同D復(fù)合材料是兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)特殊加工而制成的答案D解析復(fù)合材料是兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)特殊加工而制成的，不同于一般混合物和合金，它不是簡單的混合。復(fù)合材料各部分作用是不同的，基體起連接作用，增強(qiáng)材料起骨架作用。7新型有機(jī)高分子材料在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和尖端科技領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。下列有關(guān)高分子材料的敘述中不正確的是()A在通用高分子材料基礎(chǔ)上改進(jìn)的導(dǎo)電塑料屬于新型高分子材料B利用高分子分離膜可以進(jìn)行海水淡化或污水凈化C導(dǎo)彈技術(shù)中利用復(fù)合材料的耐腐蝕性能提高導(dǎo)彈的射程D醫(yī)用高分子材料的發(fā)展可以使人類能夠制造各種人工器官答案C解析射程與質(zhì)量有關(guān)，故導(dǎo)彈技術(shù)中的復(fù)合材料主要利用其質(zhì)輕的特點(diǎn)。課/后/鞏/固快/速/提/能1下列物質(zhì)不屬于新型有機(jī)高分子材料的是()A高分子分離膜 B液晶高分子材料C生物高分子材料 D光導(dǎo)纖維答案D解析光導(dǎo)纖維屬于新型無機(jī)非金屬材料，高分子分離膜、液晶高分子材料、生物高分子材料都是新型有機(jī)高分子材料。2高分子分離膜可以讓某些物質(zhì)有選擇地通過而將物質(zhì)分離，下列應(yīng)用不屬于高分子分離膜的應(yīng)用范圍的是 ()A分離工業(yè)廢水，回收廢液中的有用成分B食品工業(yè)中，濃縮天然果汁，乳制品加工和釀酒C將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，將熱能轉(zhuǎn)換成電能D海水淡化答案C解析A、B、D均是功能高分子分離膜的應(yīng)用范圍，而C中將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的應(yīng)是傳感膜，將熱能轉(zhuǎn)換成電能的是熱電膜。3我國科學(xué)家成功地合成了3 nm長的管狀碳納米管。這種碳纖維具有強(qiáng)度高、剛度(抵抗變形的能力)高、密度小(只有鋼的)、熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，因此被稱為“超級(jí)纖維”。下列對(duì)該種碳纖維的說法中不正確的是()A它是制造飛機(jī)的某些部件的理想材料B它的主要組成元素是碳C它的結(jié)構(gòu)與石墨相似D碳纖維復(fù)合材料不易導(dǎo)電答案C解析由題中信息知“超級(jí)纖維”剛度高，與石墨不相似。4復(fù)合材料的使用使導(dǎo)彈的射程有了很大的提高，其主要原因在于()A復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈能經(jīng)受超高溫的變化B復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈的質(zhì)量減輕C復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈承受超高強(qiáng)度的改變D復(fù)合材料的使用可以使導(dǎo)彈承受溫度的劇烈變化答案B解析復(fù)合材料的使用使導(dǎo)彈的射程有很大的提高，主要因素是在彈藥功率一定的條件下減輕了彈體的質(zhì)量。5在某些塑料(如聚乙炔等)中加入強(qiáng)氧化劑或還原劑后，它們的導(dǎo)電性能大大提高，因?yàn)檫@些塑料具有金屬的一般特性，所以人們稱之為“人造金屬”，下列對(duì)“人造金屬”的說法正確的是()A“人造金屬”和普通金屬的制取方法不同，但原料相同B強(qiáng)氧化劑或還原劑是制取“人造金屬”的重要材料C“人造金屬”能夠?qū)щ妭鳠?，所以有金屬光澤D“人造金屬”具有金屬的一般特性，所以它們屬于金屬答案B解析“人造金屬”與普通金屬的制取方法和原料均不相同，前者在塑料中加入氧化劑或還原劑，后者在金屬化合物中加入還原劑。此外，“人造金屬”盡管有金屬的一般特性，但它屬于高分子化合物中的塑料，不屬于金屬，無金屬光澤。6有關(guān)“尿不濕”的下列說法中，錯(cuò)誤的是()A“尿不濕”之所以具有吸水性是因?yàn)樘砑恿艘环N高吸水性樹脂B高吸水性樹脂是含有羧基(COOH)、羥基(OH)等強(qiáng)親水基團(tuán)并具有一定交聯(lián)的網(wǎng)狀高分子化合物C這種紙尿片吸收尿液以后，體積雖然膨脹，但擠不出液體來D尿液中的水分子與親水性基團(tuán)緊密結(jié)合，排列在網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu)之外答案D解析尿液中的水分子與親水基團(tuán)緊密結(jié)合，并被包裹在網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu)之中，而不是排列在網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu)之外，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。7下列物質(zhì)屬于功能高分子材料的是()高分子膜生物高分子材料隱身材料液晶高分子材料光敏高分子材料智能高分子材料A BC D答案D解析功能高分子材料是一類以基本合成材料為原料，在其中添加一些特殊物質(zhì)或經(jīng)過特殊處理后具有特殊功能的高分子材料。8化學(xué)與材料科學(xué)息息相關(guān)，從一定意義上講，材料是科學(xué)技術(shù)的先導(dǎo)，沒有新材料的發(fā)展，就不可能使新的科學(xué)技術(shù)成為生產(chǎn)力。下列有關(guān)材料的說法不正確的是()A材料是為人類社會(huì)所需要并能用于制造有用器物的物質(zhì)B人類使用和制造材料有悠久的歷史，制造出的第一種材料是陶C體型結(jié)構(gòu)的酚醛樹脂制成的塑料，加工成型后，受熱熔化后可以制成其他形狀的器物D高分子分離膜是既具有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械性能，又具有特殊分離功能的功能高分子材料制成的薄膜答案C解析體型結(jié)構(gòu)的材料具有熱固性，受熱后不能熔化制成其他形狀的器物。9航天科學(xué)家正在考慮用塑料飛船代替鋁制飛船，進(jìn)行太空探索。其依據(jù)是()A塑料是一種高分子化合物，可以通過取代反應(yīng)大量生產(chǎn)B塑料在生產(chǎn)中加入添加劑可得到性能比鋁優(yōu)良的新型材料C塑料用途廣泛，可從自然界中直接得到D塑料是有機(jī)物，不會(huì)和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿作用答案B解析塑料是利用聚合反應(yīng)人工生產(chǎn)的高分子化合物，不能直接從自然界中得到。飛船材料應(yīng)具有耐高溫、強(qiáng)度大等優(yōu)良性能。10下列各種高分子材料的研究方向，并不適合未來高分子材料發(fā)展的是()A使高分子材料具有“仿生”功能B使高分子材料向具有特殊物理、化學(xué)功能的“功能材料”發(fā)展C使農(nóng)用薄膜具有選擇性透過農(nóng)作物所需的特定光波的功能D使高分子材料越來越牢固，越來越難分解答案D解析未來高分子材料應(yīng)該越來越易分解。11美國物理學(xué)家A.J.Heeger和化學(xué)家A.G.MacDiarmid和日本化學(xué)家Shirakawa曾共同獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們的研究成果是導(dǎo)電高分子聚合物，典型的代表物是聚乙炔，在聚乙炔中由于具有碳碳雙鍵和碳碳單鍵交替出現(xiàn)的特殊結(jié)構(gòu)，使電子的流動(dòng)性增大。(1)寫出生成聚乙炔的化學(xué)方程式：_。(2)當(dāng)向聚乙炔中加入某種單質(zhì)時(shí)，在聚乙炔材料中會(huì)出現(xiàn)“空穴”，并會(huì)像半導(dǎo)體一樣在電場(chǎng)作用下導(dǎo)電，所加物質(zhì)應(yīng)是_。 ACuBNaCI2DSiO2答案(1)nHCCHCH=CH(2)C解析(2)中加入物質(zhì)應(yīng)該能與聚乙炔發(fā)生反應(yīng)，故只能選I2。12醫(yī)用化學(xué)雜志曾報(bào)道，有一種功能高分子材料為聚乙交酯纖維材料C，用這種功能高分子材料制成的手術(shù)縫合線比天然高分子材料的腸線好。它的合成過程如下：B是A合成C的中間體，它是由兩分子A脫去兩分子水形成的。(1)寫出由A合成C的化學(xué)方程式：_。 (2)寫出由A制取B的化學(xué)方程式：_。 (3)醫(yī)用高分子材料應(yīng)具備哪些特性？ _。答案(1) (2) (3)優(yōu)異的生物相容性，較少受到排斥，無毒性，具有很高的機(jī)械性能以及其他一些特殊性能解析由題給條件可知，B分子為環(huán)酯且具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)。采用平均拆分法，可得A的結(jié)構(gòu)簡式為。A生成C的反應(yīng)為酯化原理的縮聚反應(yīng)：AB為酯化反應(yīng)，其化學(xué)方程式為13我國自行研制的“神舟”十號(hào)飛船航天員航天服采用了很多新型超高性能復(fù)合材料。其中聚酰胺纖維M就是一種新型超高性能纖維，它的防熱和防火性能十分出色。聚酰胺纖維M的結(jié)構(gòu)簡式為，下面是聚酰胺纖維M的一種合成路線(部分反應(yīng)未注明條件)：請(qǐng)回答下列問題。(1)寫出反應(yīng)類型：AB_，GHM_。(2)生成B的同時(shí)可能生成B的一種同分異構(gòu)體，其結(jié)構(gòu)簡式為_。(3)寫出EF反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。答案(1)取代反應(yīng)縮聚反應(yīng)(2) (3) 解析(1)結(jié)合對(duì)苯二甲酸的結(jié)構(gòu)簡式和ABCD間的轉(zhuǎn)化條件，可推知A為，光照條件下，Cl2與甲基上的“H”發(fā)生取代反應(yīng)；GHM，因M是高分子化合物，結(jié)合M的結(jié)構(gòu)簡式知該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)。(2)AB的轉(zhuǎn)化過程中Cl2有可能與同一個(gè)甲基上的“H”發(fā)生二取代，故B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為。(3)由M的結(jié)構(gòu)簡式知E為，由氯代烴在NaOH溶液中發(fā)生取代反應(yīng)和羧酸及酚羥基的性質(zhì)可寫出EF的化學(xué)方程式。14感光性高分子也稱為“光敏性高分子”，是一種在彩電熒光屏及大規(guī)模集成電路制造中應(yīng)用較廣的新型高分子材料，其結(jié)構(gòu)簡式為試回答下列問題：(1)若它是由兩種單體經(jīng)酯化后聚合而成的，試推斷這兩種單體的結(jié)構(gòu)簡式： _、_。(2)寫出在(1)中由兩種單體生成高聚物的各步化學(xué)反應(yīng)方程式：_，_。(3)對(duì)此高聚物的性質(zhì)判斷正確的是_。A在酸性條件下可以發(fā)生水解B此