蘇教版一輪復(fù)習(xí)講練-讓有機反應(yīng)為人類造福材料加工與性能優(yōu)化

讓有機反應(yīng)為人類造福材料加工與性能優(yōu)化

一、讓有機反應(yīng)為人類造福

1．阿司匹林合成阿司匹林又稱乙酰水楊酸，結(jié)構(gòu)簡式為：

_________________________________________。阿司匹林是人們經(jīng)常使用的一種解熱、鎮(zhèn)痛和消炎藥物。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)，小劑量阿司匹林在防治心腦血管疾病方面也有較好的效果。合成路線如下：

2．洗滌劑洗滌劑的主要成分之一是表面活性劑，它是洗滌劑能夠發(fā)揮去污作用的主要物質(zhì)，表面活性劑分為陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型。表面活性劑分子結(jié)構(gòu)由兩部分組成，一部分是具有_____

性質(zhì)的基團，叫__________；另一部分是具有_____性質(zhì)的基團，叫__________。親水親水基團疏水疏水基團

(1)肥皂肥皂的主要成分是高級脂肪酸鈉，是由脂肪與

__________發(fā)生皂化反應(yīng)制取的。例如，硬脂酸甘油酯可發(fā)生皂化反應(yīng)：氫氧化鈉

(2)合成洗滌劑在人工合成的眾多表面活性劑中，最早發(fā)明且使用最廣的是烷基苯磺酸鈉，其結(jié)構(gòu)簡式為：

，其中R為含12個碳原子以上的烷基。洗衣粉的主要成分之一是烷基苯磺酸鈉，通常以十二烷基苯磺酸鈉為例。3．纖維素的化學(xué)加工纖維素是構(gòu)成植物細胞壁的基礎(chǔ)物質(zhì)，所有植物中都含有纖維素。分子式是__________，含有幾百個到幾千個葡萄糖單元，相對分子質(zhì)量達到幾萬至十幾萬。

(C6H10O5)n

(1)纖維素的水解可發(fā)生水解，但比淀粉水解困難

(2)纖維素酯的制造纖維素是高分子，它的長鏈由許多葡萄糖單元構(gòu)成。每個葡萄糖單元中都含有三個醇羥基。如，能與硝酸或醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)，生成纖維素硝酸酯(硝化纖維)或纖維素醋酸酯(醋酸纖維)。__________________________________________________________________________________________4．橡膠的加工橡膠是一種重要的高分子材料，分__________和__________。天然橡膠的化學(xué)組成是__________，結(jié)構(gòu)簡式為：

，天然橡膠經(jīng)適當(dāng)處

_________________________理后得到生橡膠，把生橡膠和硫磺共同加熱進行硫化處理，生橡膠分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，硫原子深入到線型高分子之間，使線型分子鏈間多處發(fā)生_____，形成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)的__________，俗稱熟橡膠，同生橡膠比較，熟橡膠性能得到了較大的改善。人們在充分認識天然橡膠之后，經(jīng)過逐步研究，通過化學(xué)方法合成了許多性能優(yōu)異的合成橡膠。天然橡膠合成橡膠聚異戊二烯交聯(lián)硫化橡膠二、材料加工和性能優(yōu)化1．金屬的表面處理(1)鋁的陽極氧化鋁及鋁合金的陽極氧化，能使鋁及鋁合金的表面生成___________________。把鋁片接到_____，在稀硫酸中用直流電源電解，鋁片表面生成較厚的__________________，這種處理方法就叫陽極氧化。

(2)電鍍原理：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬或合金的過程。陰極：_______

陽極：__________

電鍍液：___________________致密的氧化膜陽極氧化鋁絕緣膜待鍍件鍍層金屬含有鍍層金屬的離子2．腐蝕加工技術(shù)(1)刻蝕玻璃：氫氟酸是一種弱酸，能與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅氣體，因此可刻蝕玻璃，反應(yīng)方程式為：___________________________。(2)印刷電路板的制作：在敷銅板上，用類似照相復(fù)印的方法將設(shè)計好的電子線路用感光膠印在銅箔上，然后將圖形以外不受感光膠保護的銅箔用濃三氯化鐵溶液腐蝕除去，即可得到印刷電路板，反應(yīng)方程式為___________________________。

SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O

2FeCl3＋Cu2FeCl2＋CuCl2

3．合金合金是由兩種或兩種以上的___________________熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金比各成分金屬具有更好的________________________。4．粗硅提純和光纖的制造(1)粗硅提純制取粗硅反應(yīng)方程式為_____________________。制取純硅反應(yīng)__________________________________________________________。金屬(或金屬與非金屬)

硬度和強度、機械加工性能

SiO2＋2CSi＋2CO↑

Si＋2Cl2SiCl4

、

SiCl4＋2H2Si＋4HCl

高溫高溫400~500°C(2)光纖的制取把氧氣和四氯化硅蒸氣的混合氣體通過在高溫爐中旋轉(zhuǎn)和移動的石英管，反應(yīng)生成純度很高的二氧化硅。將沉積在管內(nèi)的二氧化硅熔化形成“玻璃棒”，在1900～2000℃的高溫下，熔化拉制，得到粗細均勻的光纖，其反應(yīng)方程式為__________________________________。

SiCl4(g)＋O2(g)SiO2(s)＋2Cl2(g)

高溫三、材料的性能和應(yīng)用

1．納米材料納米材料又稱超微顆粒材料，其顆粒直徑大小為__________。納米材料由直徑為幾個或幾十個納米的_____和_______________兩部分組成。納米顆粒是長程有序的晶狀結(jié)構(gòu)，界面則是既不長程有序也不短程有序的無序結(jié)構(gòu)，所以納米材料具有既不同于微觀粒子又不同于宏觀物體的獨特的性質(zhì)。1～100nm

顆粒顆粒間的界面

2．復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的材料。通常復(fù)合材料由_____________

和分散于其中的__________兩部分組成。

鋼筋混凝土：鋼筋(金屬材料)和混凝土(無機非金屬材料)的復(fù)合材料；玻璃鋼：一種以__________做增強體、__________

做基體的復(fù)合材料；

碳纖維材料增強復(fù)合材料：在__________的基體中加入了__________做增強體的一種材料?；w材料增強材料玻璃纖維合成樹脂合成樹脂碳纖維有機藥物的設(shè)計與合成【例1】6-羰基庚酸是合成某些高分子材料和藥物的重要中間體，某實驗室以溴代甲基環(huán)己烷為原料合成6-羰基庚酸，請用合成反應(yīng)流程圖表示出最合理的合成方案(注明反應(yīng)條件)。已知：提示：①合成過程中無機試劑任選；②③合成反應(yīng)流程圖表示方法示例如下：A

B

C……H【解析】本題中有幾個重要信息：①環(huán)狀反應(yīng)物最終生成鏈狀生成物，判斷斷鍵位置，如何斷鍵；②反應(yīng)物為鹵代烴，肯定要利用鹵代烴的性質(zhì)，發(fā)生一系列反應(yīng)后，斷鍵；③生成物中有說明是發(fā)生了氧化以后的產(chǎn)物，本題采用逆推法很明顯此處碳碳雙鍵斷裂，并加氧，是依據(jù)烯烴臭氧氧化還原反應(yīng)：如何在環(huán)上形成雙鍵，依據(jù)鹵代烴的性質(zhì)進行一系列反應(yīng)，此題就可順利完成?！敬鸢浮俊具w移訓(xùn)練1】已知某芳香族化合物A的水溶液顯酸性，遇FeCl3不顯色，可發(fā)生下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(如圖所示)。其中I為五元環(huán)狀化合物；J可使溴水褪色；I和J互為同分異構(gòu)體；K和L都是醫(yī)用高分子材料。請回答下列問題：(1)A的結(jié)構(gòu)簡式_____________________________________。(2)寫出變化過程中的反應(yīng)類型：反應(yīng)③屬于_____

反應(yīng)，反應(yīng)④屬于_____反應(yīng)。(3)寫出反應(yīng)②和⑤的化學(xué)方程式：②__________________________________________；⑤____________________________________________。消去縮聚(4)寫出符合下列要求的G的同分異構(gòu)體________________________。①含有苯環(huán)；②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，不能發(fā)生水解；③在稀NaOH溶液中，1mol該同分異構(gòu)體能與2molNaOH反應(yīng)；④只能生成兩種一氯代物【解析】由A水解、酸化后得到G、H，根據(jù)原子守恒知H的分子式為C4H8O3；H具有酸性，說明分子中含—COOH；又由H在濃硫酸加熱時生成使溴水褪色的J，可推知H分子中含—OH；再根據(jù)H能發(fā)生酯化反應(yīng)生成五元環(huán)狀化合物I，所以H為直鏈分子，即結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH2CH2COOH；由A的水溶液顯酸性，遇FeCl3不顯色，可判斷A分子中含—COOH，不含酚羥基，故A的結(jié)構(gòu)為HOCH2CH2CH2COOCOOH。人類面臨的新型污染——“白色污染”【例2】塑料廢棄物的危害有(

)①難以分解，破壞土壤結(jié)構(gòu)，影響植物生長②污染海洋③危及海洋生物的生存④造成海難事件⑤破壞環(huán)境衛(wèi)生，污染地下水A．①②③④⑤B．①②③④C．②③④D．①⑤【解析】目前，我國把由塑料造成的污染稱為“白色污染”?！鞍咨廴尽弊顬閲乐氐氖鞘称钒b袋、原料包裝袋的廢棄造成的污染。由于它們是一種不能被微生物分解的材料，因而造成的危害較大。A

【遷移訓(xùn)練2】(2010·嘉興模擬)某些廢舊塑料可采用下列方法處理：將廢塑料隔絕空氣加強熱，使其變成有用的物質(zhì)，實驗裝置如圖。(1)試管A中殘余物有多種用途，如下列轉(zhuǎn)化就可制取高聚物聚乙炔。加熱聚丙烯廢塑料得到的產(chǎn)物如下表：產(chǎn)物氫氣甲烷乙烯丙烯苯甲苯碳質(zhì)量分數(shù)(%)1224121620106寫出反應(yīng)②和③的化學(xué)方程式：②______________________________________

；③______________________________________。(2)試管B收集到的產(chǎn)品中，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的物質(zhì)，其一氯代物有_____種。(3)錐形瓶C中觀察到的現(xiàn)象是

______________________________________。(4)寫出C中逸出的氣體在工業(yè)上的兩種用途______________________________________。CaC2＋2H2OCa(OH)2＋C2H2↑

4

棕黃色溶液變無色或褪色合成氨原料；作燃料或有機化工原料【解析】

(1)由表中信息可知A中的殘留物為碳單質(zhì)，因此轉(zhuǎn)化關(guān)系為：。(2)由表中信息結(jié)合裝置可知B中為苯和甲苯，其中甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色，甲苯的一氯代物共有4種(苯環(huán)上取代物有3種，甲基上取代物有1種)。(3)乙烯、丙烯兩種氣體均能使溴水褪色。(4)C中逸出的氣體是CH4和H2，CH4、H2均能燃燒，故兩者都可作燃料；此外CH4還可制炭黑，H2則可合成氨、冶煉金屬等。材料加工與性能優(yōu)化【例3】(杭州市一模)近日，“杭州創(chuàng)造”首屆十大創(chuàng)新成就評選發(fā)布晚會上，浙江省富通集團光纖預(yù)制棒項目贏得十大創(chuàng)新成就殊榮。光纖預(yù)制棒是光纜生產(chǎn)的最“源頭”項目，目前國內(nèi)光纜生產(chǎn)廠家約200家，大部分靠買進口光纖預(yù)制棒來生產(chǎn)光纜。(1)光纖預(yù)制棒的化學(xué)成分是________，晶體類型為________。(2)如果把光纜裸露在堿性土壤中，結(jié)果會短路，用離子方程式說明原因________________________。

(3)下列說法正確的是(

)A．石英玻璃與普通玻璃都是硅酸鹽制品B．二氧化硅是良好半導(dǎo)體材料C．工藝師用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品D．石英與二氧化碳化學(xué)鍵相同(4)石英可以制備各種各樣的陶瓷制品，如坩堝、蒸發(fā)皿、氮化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷等。寫出氮化硅的化學(xué)式：_______________________________________，工業(yè)上用石英、焦炭、氮氣制備氮化硅，寫出反應(yīng)方程式_____________________________________。(5)晶體硅是電子工業(yè)的重要材料，工業(yè)上大量的晶體硅是由石英為原料制備得到的。制備純硅的主要步驟如下：①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3；③SiHCl3與過量H2在1000～1100℃反應(yīng)制得純硅。其中用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源裝置略去)：為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及____________________________________________。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是______________。裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________?！敬鸢浮?1)SiO2原子晶體(2)SiO2＋2OH－SiO32－＋H2O(3)B(4)Si3N4

3SiO2＋2N2＋6CSi3N4＋6CO(5)排盡裝置中的空氣使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化SiHCl3＋H2Si＋3HCl高溫高溫【遷移訓(xùn)練3】(2010·溫州調(diào)考)乳酸()在一定條件下經(jīng)聚合生成一種塑料()。用這種新型塑料制成的餐具，在乳酸菌的作用下，60天內(nèi)分解成無害的物質(zhì)，不會對環(huán)境造成污染。在該聚合反應(yīng)中，生成的另一種產(chǎn)物是()A．H2OB．CO2C．O2D．H2【解析】從乳酸和聚合物的結(jié)構(gòu)分析來看，該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)。聚合物的鏈節(jié)組成表明另一種產(chǎn)物為H2O。A1.在復(fù)合材料家族中，發(fā)展較快、應(yīng)用較廣的是哪種材料做增強體的復(fù)合材料()A．纖維B．合成樹脂C．鋼鐵D．陶瓷【解析】復(fù)合材料家族，大多數(shù)是用纖維做增強體的，如木碳纖維增強體。

A

2.一種重要的化工原料甲基丙烯酸甲酯合成路線的敘述不正確的是()A．兩方法相比前一方法步驟較多，而改進后的方法一步完成，所以優(yōu)于前者B．后一方法符合化學(xué)合成的“原子經(jīng)濟”理念C．前一方法中的副產(chǎn)物硫酸銨可用來加工成化肥D．兩種方法中的原料都無毒，所以符合“綠色化學(xué)”的理念【解析】前一方法中經(jīng)過三步，所以原料利用率不高，而后一方法只有一步，所以改進后的方法優(yōu)于前者，A正確；后一方法只有一種產(chǎn)物，原子利用率達到100%，符合“原子經(jīng)濟”理念，B正確；前一方法中有副產(chǎn)物(NH4)2SO4產(chǎn)生，可作銨態(tài)氮肥使用，C正確；前一方法中的原料HCN，后一方法中的CO都是有毒原料，D不正確。【答案】D3.(2010·金華市學(xué)科調(diào)研卷)下列化學(xué)新技術(shù)與其試圖解決的問題的連線不正確的是(