53功能高分子材料

第三节功能高分子材料见学生用书P084学习目标练法指导1.举出日常生活中接触到的新型高分子材料。2认识到功能材料对人类社会生产的重要性。1.结合生活实际，多角度体会化学材料的发展是化学科学发展的一个缩影响。2通过对不同时期化学材料发展过程的了解，感受化学对生活的影响，从而提高化学对生活质量改善重要性的认识。课/前/预/习轻/松/搞/定1角膜接触镜俗称隐形眼镜，其性能要有良好的透气性和亲水性，目前大量使用的软性隐形眼镜常用材料是()A聚乙烯B聚氯乙烯答案C解析制作隐形眼镜的材料是一种高分子材料，该材料具有透气性和亲水性，其高聚物链节上有亲水性基团，如OH；B项链节中含Cl；D项高聚物链节中含，都不是亲水基团，只有C项符合。2用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术，这种塑料骨钉不仅具有相当大的强度，而且可在人体内水解，使骨科病人免遭拔钉的痛苦。合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应，也能在浓硫酸条件下形成环酯，则合成这种塑料骨钉的原料是()ACH2=CHCH2ClBCH2=CHCOOHCCH3CH(OH)COOHDH2NCH2COOH答案C解析能与强碱溶液反应则应有羧基或酚羟基；能形成环状酯，则分子中同时含有OH和COOH。3高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化。下列材料不属于功能高分子材料的是()A用于生产光盘等产品的光敏高分子材料B用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅C能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂D能导电的掺杂聚乙炔答案B解析B项中半导体材料单晶硅，属于传统的无机非金属材料；A项中光敏高分子材料，C项中高吸水性树脂，D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。4下列材料属于复合材料的是()A聚丙烯 B铝合金C黏合剂 D玻璃钢答案D解析A、C两项物质均属于有机高分子材料，铝合金属于金属材料。5下列关于复合材料的说法不正确的是()A复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的B复合材料保持了原材料的优点，又有优于原材料的特点C在复合材料中，基体起骨架作用D在复合材料中，增强材料起骨架作用答案C解析在复合材料中，增强材料起骨架作用，基体起连接作用。课/堂/效/果题/组/检/测题组一 功能高分子材料的性能1.下列有关功能高分子材料的用途的叙述中，不正确的是()A高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官D聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化答案D解析聚乙炔膜是导电高分子材料，主要用于制造电子元件。2下列说法中，不正确的是()A探求某种新型高分子材料，需要研究分子结构与功能之间的关系B新科技革命的三大支柱产业为能源、信息工程和材料C带有强亲水性原子团的化合物共聚可以得到强亲水性高聚物D具有网状结构的高聚物具有强吸水性答案D解析具有强亲水性的原子团作支链，同时与交联剂反应，生成的具有网状结构的聚合物才具有强吸水性。3婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水、保水的物质。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质必须具备既有亲水基又有憎水基，亲水基大多指羟基、羧基等。题组二 功能高分子材料的结构4.“喷水溶液法”是日本科学家研制出的一种使沙漠变绿洲的新技术，它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子与沙土粒子结合，在地表下3050 cm处形成一个厚0.5 cm的隔水层，既能阻止地下的盐分上升，又有拦截、蓄积雨水的作用，下列对聚丙烯酸酯的说法不正确的是()A单体的结构简式为CH2=CHCOORB在一定条件下能发生加成反应C在一定条件下能发生水解反应D没有固定的熔沸点答案B解析聚丙烯酸酯应写为，因而单体为CH2=CHCOOR；该聚合物不能发生加成反应；由于含有酯基，所以可水解；高分子材料皆为混合物，没有固定的熔沸点。5以农副产品为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饭盒。有关该高分子的判断正确的是()A相对分子质量一定是偶数B相对分子质量一定是奇数C由其单体经加聚反应而得D属于特殊的多酮糖类答案A解析相对分子质量为72n，为偶数。题组三 复合材料6.下列关于复合材料的说法正确的是()A将不同性质的材料经简单混合便得到复合材料B合金就是复合材料C复合材料中的各部分作用相同D复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的答案D解析复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的，不同于一般混合物和合金，它不是简单的混合。复合材料各部分作用是不同的，基体起连接作用，增强材料起骨架作用。7新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中发挥着越来越重要的作用。下列有关高分子材料的叙述中不正确的是()A在通用高分子材料基础上改进的导电塑料属于新型高分子材料B利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化C导弹技术中利用复合材料的耐腐蚀性能提高导弹的射程D医用高分子材料的发展可以使人类能够制造各种人工器官答案C解析射程与质量有关，故导弹技术中的复合材料主要利用其质轻的特点。课/后/巩/固快/速/提/能1下列物质不属于新型有机高分子材料的是()A高分子分离膜 B液晶高分子材料C生物高分子材料 D光导纤维答案D解析光导纤维属于新型无机非金属材料，高分子分离膜、液晶高分子材料、生物高分子材料都是新型有机高分子材料。2高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是 ()A分离工业废水，回收废液中的有用成分B食品工业中，浓缩天然果汁，乳制品加工和酿酒C将化学能转换成电能，将热能转换成电能D海水淡化答案C解析A、B、D均是功能高分子分离膜的应用范围，而C中将化学能转换为电能的应是传感膜，将热能转换成电能的是热电膜。3我国科学家成功地合成了3 nm长的管状碳纳米管。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的)、熔点高、化学稳定性好的特点，因此被称为“超级纤维”。下列对该种碳纤维的说法中不正确的是()A它是制造飞机的某些部件的理想材料B它的主要组成元素是碳C它的结构与石墨相似D碳纤维复合材料不易导电答案C解析由题中信息知“超级纤维”刚度高，与石墨不相似。4复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因在于()A复合材料的使用可以使导弹能经受超高温的变化B复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的改变D复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化答案B解析复合材料的使用使导弹的射程有很大的提高，主要因素是在弹药功率一定的条件下减轻了弹体的质量。5在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂或还原剂后，它们的导电性能大大提高，因为这些塑料具有金属的一般特性，所以人们称之为“人造金属”，下列对“人造金属”的说法正确的是()A“人造金属”和普通金属的制取方法不同，但原料相同B强氧化剂或还原剂是制取“人造金属”的重要材料C“人造金属”能够导电传热，所以有金属光泽D“人造金属”具有金属的一般特性，所以它们属于金属答案B解析“人造金属”与普通金属的制取方法和原料均不相同，前者在塑料中加入氧化剂或还原剂，后者在金属化合物中加入还原剂。此外，“人造金属”尽管有金属的一般特性，但它属于高分子化合物中的塑料，不属于金属，无金属光泽。6有关“尿不湿”的下列说法中，错误的是()A“尿不湿”之所以具有吸水性是因为添加了一种高吸水性树脂B高吸水性树脂是含有羧基(COOH)、羟基(OH)等强亲水基团并具有一定交联的网状高分子化合物C这种纸尿片吸收尿液以后，体积虽然膨胀，但挤不出液体来D尿液中的水分子与亲水性基团紧密结合，排列在网状高分子结构之外答案D解析尿液中的水分子与亲水基团紧密结合，并被包裹在网状高分子结构之中，而不是排列在网状高分子结构之外，故D项错误。7下列物质属于功能高分子材料的是()高分子膜生物高分子材料隐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类以基本合成材料为原料，在其中添加一些特殊物质或经过特殊处理后具有特殊功能的高分子材料。8化学与材料科学息息相关，从一定意义上讲，材料是科学技术的先导，没有新材料的发展，就不可能使新的科学技术成为生产力。下列有关材料的说法不正确的是()A材料是为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质B人类使用和制造材料有悠久的历史，制造出的第一种材料是陶C体型结构的酚醛树脂制成的塑料，加工成型后，受热熔化后可以制成其他形状的器物D高分子分离膜是既具有传统高分子材料的机械性能，又具有特殊分离功能的功能高分子材料制成的薄膜答案C解析体型结构的材料具有热固性，受热后不能熔化制成其他形状的器物。9航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船，进行太空探索。其依据是()A塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产B塑料在生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料C塑料用途广泛，可从自然界中直接得到D塑料是有机物，不会和强酸、强碱作用答案B解析塑料是利用聚合反应人工生产的高分子化合物，不能直接从自然界中得到。飞船材料应具有耐高温、强度大等优良性能。10下列各种高分子材料的研究方向，并不适合未来高分子材料发展的是()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、化学功能的“功能材料”发展C使农用薄膜具有选择性透过农作物所需的特定光波的功能D使高分子材料越来越牢固，越来越难分解答案D解析未来高分子材料应该越来越易分解。11美国物理学家A.J.Heeger和化学家A.G.MacDiarmid和日本化学家Shirakawa曾共同获得诺贝尔化学奖，他们的研究成果是导电高分子聚合物，典型的代表物是聚乙炔，在聚乙炔中由于具有碳碳双键和碳碳单键交替出现的特殊结构，使电子的流动性增大。(1)写出生成聚乙炔的化学方程式：_。(2)当向聚乙炔中加入某种单质时，在聚乙炔材料中会出现“空穴”，并会像半导体一样在电场作用下导电，所加物质应是_。 ACuBNaCI2DSiO2答案(1)nHCCHCH=CH(2)C解析(2)中加入物质应该能与聚乙炔发生反应，故只能选I2。12医用化学杂志曾报道，有一种功能高分子材料为聚乙交酯纤维材料C，用这种功能高分子材料制成的手术缝合线比天然高分子材料的肠线好。它的合成过程如下：B是A合成C的中间体，它是由两分子A脱去两分子水形成的。(1)写出由A合成C的化学方程式：_。 (2)写出由A制取B的化学方程式：_。 (3)医用高分子材料应具备哪些特性？ _。答案(1) (2) (3)优异的生物相容性，较少受到排斥，无毒性，具有很高的机械性能以及其他一些特殊性能解析由题给条件可知，B分子为环酯且具有对称结构。采用平均拆分法，可得A的结构简式为。A生成C的反应为酯化原理的缩聚反应：AB为酯化反应，其化学方程式为13我国自行研制的“神舟”十号飞船航天员航天服采用了很多新型超高性能复合材料。其中聚酰胺纤维M就是一种新型超高性能纤维，它的防热和防火性能十分出色。聚酰胺纤维M的结构简式为，下面是聚酰胺纤维M的一种合成路线(部分反应未注明条件)：请回答下列问题。(1)写出反应类型：AB_，GHM_。(2)生成B的同时可能生成B的一种同分异构体，其结构简式为_。(3)写出EF反应的化学方程式：_。答案(1)取代反应缩聚反应(2) (3) 解析(1)结合对苯二甲酸的结构简式和ABCD间的转化条件，可推知A为，光照条件下，Cl2与甲基上的“H”发生取代反应；GHM，因M是高分子化合物，结合M的结构简式知该反应为缩聚反应。(2)AB的转化过程中Cl2有可能与同一个甲基上的“H”发生二取代，故B的同分异构体的结构简式为。(3)由M的结构简式知E为，由氯代烃在NaOH溶液中发生取代反应和羧酸及酚羟基的性质可写出EF的化学方程式。14感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料，其结构简式为试回答下列问题：(1)若它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简式： _、_。(2)写出在(1)中由两种单体生成高聚物的各步化学反应方程式：_，_。(3)对此高聚物的性质判断正确的是_。A在酸性条件下可以发生水解B此