【志鸿优化设计】2014届高考化学一轮复习 化学与技术第2讲化学与材料的制造和应用练习 苏教版选修2

1 第第 2 2 讲讲 化学与材料的制造和应用化学与材料的制造和应用 考纲点击考纲点击 1 了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类 2 了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用 3 了解社会发展和科技进步对材料的要求 了解化学对材料科学发展的促进作用 4 了解金属材料 无机非金属材料 高分子合成材料 复合材料和其他新材料的特点 及有关的生产原理 5 了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理 6 了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况 了解新材料的发展方向 一 材料的加工处理 1 金属的表面处理 1 铝的阳极氧化 铝的阳极氧化包含表面预处理 染色 封闭等过程 表面预处理过程用碱 浸洗铝制品的目的是 2 电镀 原理 利用电解的原理 在金属的表面镀上一薄层具有抗腐蚀 抗磨损能力的金属镀 膜的过程 设计方法 在进行电镀时 用镀层金属作 和电源的 相连 待镀金 属作 和电源的 相连 含有 的溶液作为电镀液 这样 在电 流的作用下 镀层阳离子从 移动到 放电形成镀层 为了顺利达到电镀目的 获得优质的光亮镀件 通常在镀前对镀件表面进行 处理 在电镀液中还加入电镀添加剂 添加剂可分为配合剂 表面活性剂 整 平剂 缓蚀剂 光亮剂等 其中最重要的是表面活性剂和光亮剂 2 腐蚀加工技术 1 氢氟酸雕刻玻璃 玻璃是一种重要的非金属材料 有着极为重要的用途 由于玻璃 的主要成分 SiO2和氢氟酸发生反应 因此常用氢氟酸来雕刻玻璃 2 电路板的制作 电子工业上所用的电路板是用 FeCl3溶液腐蚀铜板制作而成的 将 印好线路图的敷有铜箔的树脂绝缘板放入浓 FeCl3溶液中 即得印刷线路板 其原理是 3 光刻技术 光刻技术也是利用化学腐蚀原理来加工材料的 使用的是感光性树脂或 光刻胶 其分辨率高 适用于制造大规模集成电路 即时训练即时训练 1 1 下列有关电镀的设计中正确的是 A 锌作阳极 铁作阴极 硫酸铜溶液作电解质溶液 铁上镀锌 B 铁作阴极 铜作阳极 氢氧化铜溶液作电解质溶液 铁上镀铜 C 铁作阳极 锌作阴极 硫酸锌溶液作电解质溶液 铁上镀锌 D 锌作阳极 铁作阴极 硫酸锌溶液作电解质溶液 铁上镀锌 二 复合材料的制造 1 复合材料 指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料 一种为 材料 另外一种为 材料 2 复合材料的性能 具有 等优异性能 在综合性能上超过了单一材料 即时训练即时训练 2 2 耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术 获 2004 年度国家技术发 明奖一等奖 该复合材料的强度比钢还大 在航空航天器中用来替代金属材料 可节约 20 30 的燃料 下列关于该材料的叙述中不正确的是 A 该材料属于新型无机非金属材料 B 该材料的化学性质非常稳定 C 与金属一样有较好的传热性能 2 D 可以替代金属用于耐高温结构材料 三 高分子材料 1 高分子化合物可分为 和 合成高分子化合物是由 通过 制得 所以也称为 或 1 加成聚合 加聚 通常是在催化剂的存在下 含有 的单体打开 相 互连接而得到聚合物长链分子 加聚反应生成的高分子化合物称为聚合树脂 它们多在原 始单体名称前冠以 聚 字命名 加聚反应的特点是反应过程中不产生 写出聚乙 烯的 结构式 链节 单体 2 缩合聚合 缩聚 反应 由含有活性官能团的两个或两个以上的单体 在加热和催化 剂的作用下 经缩合反应 相互连接而得到相对分子质量高的聚合物 并同时析出 等副产物 低分子化合物 2 塑料制品的加工 线型结构 以共价键结合成高分子链 链与链之间以 相结合 可溶 但 溶解速度比小分子化合物慢 最后形成的高分子溶液具有良好的 受热软化成液 体 冷却后又变成固体 如合成纤维 塑料 如聚乙烯 体型结构 以共价键结合成高分子链 链与链之间以 产生交联而成 不易溶解 长期浸泡在溶剂中只能发生溶胀 具有 加热成型后受热 不熔化 如酚醛树脂 电木 塑料 塑料制品一般不易导电 通常是电绝缘材料 3 性能优异的合成材料 高分子材料的性能与使用中的缺点 易燃 易老化 废弃物不易分解 1 塑料的改性 常用方法有 2 功能高分子材料发展趋势是 3 复合材料 具有强度高 密度小 耐高温 耐腐蚀等优异性能 在综合性能上超过 单一材料 即时训练即时训练 3 3 下列说法中正确的是 A 人造纤维不属于化学纤维 B 酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料 C 锦纶丝接近火焰时先蜷缩 燃烧时有烧焦毛发的臭味 D 复合材料一般具有强度高 密度小 耐高温 耐腐蚀等优异性能 其综合性能超过 了单一材料 一 高分子化合物的反应原理 1 加聚反应 由不饱和的单体加成聚合成高分子化合物的反应 如 nCH2 CH CH CH2 催化剂 加聚反应的特点是 高分子链节与单体的化学组成相同 生成物只有高分子化合物 一般形成线型结构 3 2 缩聚反应 指单体之间相互作用生成高分子 同时还生成小分子 HCl NH3 H2O 等 的 聚合反应 是缩合聚合反应的简称 nHOCH2CH2OH 2nH2O 高聚物单体的寻找方法 1 判断聚合类型 碳链都是碳原子 一般是加聚反应产物 其单体 可以相同 也可 以不同 为乙烯类型或 1 3 丁二烯类型 如链上有 等官能团都是缩聚反应产物 2 若是加聚产物 找单体是在碳链两两 两个碳原子 断键 如链上有双键 则有四 个碳原子断键 丁二烯结构 例如 其单体是乙烯 CH2 CH2 丁二烯 CH2 CH CH CH2 若链节中碳原子全部以单键结合 则链节中必含两个碳原子的结构 对应的单体必 为乙烯类型 CH2 CH C6H5 CH2 CH CN CH2 CH Cl CH2 CH CH3 CH2 CH2 结构的单体 链节碳原子以单键 双键结合 则链节中必含四个碳原子的结构单元 对应的单体 必然有 1 3 丁二烯类型结构的单体 如的单体为 3 若是缩聚产物 找单体时从官能团入手 是酯 找单体 两端加氢原 子和羟基 单体是酸和醇 是肽键 找单体 两端加氢原子和羟基 恢复成 氨基和羧基 4 若链节结构中 主链上是碳与碳原子形成碳链 则一般为加聚产物 例 1 下列工业生产过程中 属于应用缩聚反应制取高聚物的是 A 单体 CH2 CH2制高聚物 B 单体与 CH2 CH CH CH2制高聚物 4 C 单体 CH2 CH CH3制高聚物 D 单体与制高聚物 二 常见的有机高分子 1 天然橡胶与合成橡胶 橡胶是一种重要的高分子材料 按照来源的不同可分为天然橡胶和合成橡胶 天然橡胶 加热分解只生成异戊二烯 由异戊二烯聚合得到的高分子物质类似天然橡 胶 橡胶的硫化 由于橡胶是线型结构 分子间作用力小 性能差 要对其进行硫化处理 在硫化处理的过程中 橡胶分子结构发生变化 硫原子深入到线型高分子之间 使线型分 子链间多处发生交联 形成网状体型结构的硫化橡胶 以改善橡胶的性能 2 合成树脂 1 有关概念 均聚反应 自身加成聚合反应 CH2 CH2 引发剂 CH3CH CH2 引发剂 共聚反应 不同单体间加成聚合反应 nCH2 CH2 引发剂 CH2 CH CH CH2 引发剂 2 常见的合成树脂 合成树脂是塑料的主要成分 几种常用的合成树脂如下 5 聚氯乙烯 PVC nCH2 CHCl 引发剂 聚乙烯 PE nCH2 CH2 引发剂 聚丙烯 PP nCH2 CHCH3 引发剂 聚四氟乙烯 F4 nCF2 CF2 引发剂 丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物 ABS 其结构可表示为 酚醛树脂 由苯酚和甲醛通过发生缩聚反应而形成 3 高分子吸水材料 在有机分子中引入强亲水性原子团制成高分子吸水材料 例如在淀粉 纤维素高分子 链上接上强亲水性原子团 形成支链 可制得高分子吸水材料 例 2 根据系统命名法 天然橡胶应称聚 2 甲基 1 3 丁二烯 其结构简式为 单体为 2 甲基 1 3 丁二烯 该加聚反应的化学方程式为 合成橡胶就是根据以上原理生产的 催化剂 1 以为单体生产氯丁橡胶 试写出该反应的化学方程式 2 1 3 丁二烯 CH2 CH CH CH2 和苯乙烯 按物质 的量之比为 1 1 加聚 可生产丁苯橡胶 试写出丁苯橡胶的结构简式 6 3 丁腈橡胶的结构简式为 合成该 橡胶的单体 1 被严重腐蚀了的铜和铁共同放入盐酸中充分反应后 剩余残渣中只有铜 则溶液中 含有的金属阳离子为 A 可能只含 Fe2 B 可能只含 Cu2 C 一定含有 Fe2 和 Cu2 D 可能只含 Cu2 和 Fe3 2 澳大利亚研究人员最近开发出被称为第五形态的固体碳 这种新的碳结构称作 纳 米泡沫 它外形类似海绵 密度极小 并具有磁性 纳米泡沫碳与金刚石的关系是 A 同系物 B 同分异构体 C 同位素 D 同素异形体 3 我国及美国 日本等国家已研制出一种陶瓷柴油机 这种柴油机的发动机部件的受 热面用一种耐高温且不易传热的材料来制造 这种材料是 A 氧化铝陶瓷 B 氮化硅陶瓷 C 光导纤维 D 玻璃钢 4 X 是一种性能优异的高分子材料 其结构简式为 已被广泛应用于声 热 光的传感等方面 它是 由 HC CH CN 2 CH3COOH 三种单体通过适宜的反应形成的 由 X 的结构简式分析合成过 程中发生反应的类型有 加成反应 取代反应 缩聚反应 加聚反应 酯化反应 A B C D 5 现有下列高分子化合物 请从下列各项中选择出最恰当的选项 将代号填入下表中 1 高分子结构示意图 2 高分子材料的主要性质特点 A 具有热塑性 B 可溶于有机溶剂 C 不溶于有机溶剂 D 具有确定的熔点 3 主要应用 a 用于制备塑料薄膜 b 用于制备光学仪器 c 用于制备车辆轮胎 7 硫化橡胶 1 2 3 8 参考答案参考答案 基础梳理整合基础梳理整合 一 1 1 阳极氧化 洗去油污 去除表面的氧化膜 2 阳极 正极 阴极 负极 镀层金属离子 阳极 阴极 除油 除锈 2 1 SiO2 4HF SiF4 2H2O 2 2FeCl3 Cu CuCl2 2FeCl2 即时训练即时训练 1 1 D 解析 解析 A 中的电解质溶液不对 B 中的电解质溶液不对 原因是氢氧化铜难溶于水 C 中的电极不对 二 1 基体 增强 2 强度高 密度小 耐高温 耐腐蚀 即时训练即时训练 2 2 C 三 1 天然高分子化合物 合成高分子化合物 小分子 聚合反应 聚合物 高聚物 1 双键 双键 副产物 CH2 CH2 CH2 CH2 2 水 氨 醇 2 分子间作用力 热塑性 共价键 网状结构 热固性 3 1 填充改性 共混改性 共聚改性 2 高性能化 功能化 复合化 精细化 智能化 即时训练即时训练 3 3 D 核心归纳突破核心归纳突破 例 1 D 解析 解析 选项 A B C 中的物质都是通过所给单体的加聚反应制得的 只 有 D 是 COOH 和 OH 通过缩合脱去 H2O 而形成的 例 2 答案 答案 1 2 3 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CN 解析 解析 根据信息 合成橡胶是利用加聚反应的原理生产的 1 的加聚与二烯烃的加聚类似 2 1 3 丁二烯和苯乙烯 加聚时 单烯烃打开双键 二烯烃的两个双键也同时打开 彼此相互连接且二烯烃又形成 一个新双键 3 根据加聚产物单体的推断方法 取出链节 单键改为双键 双键改为单 键 断开错误的键 丁腈橡胶的单体推断过程为 故单体为 CH2 CH CH CH2和 CH2 CH CN 演练巩固提升演练巩固提升 1 A 解析 解析 当残留固体为铜时 溶液中一定含有 Fe2 一定不含 Fe3 可能含有 Cu2 则选项 A 正确 2 D 解析 解析 由题给信息可知 这是碳的一种新单质 与金刚石 石墨等互为同素异 9 形体 则答案选 D 3 B 解析 解析 氮化硅陶瓷是一种超硬物质 本身具有润滑性 并且耐磨损 除氢氟酸 外 不与其他