2020_2021学年高中化学第五章进入合成有机高分子化合物的时代第三节功能高分子材料课件新人教版选修5202103181176

1、第三节功能高分子材料 必备知识必备知识自主学习自主学习一、功能高分子材料概述一、功能高分子材料概述1.1.含义含义: :功能高分子材料是指既有功能高分子材料是指既有_的机械性能的机械性能, ,又有又有_的高分子材料。它是一类性能特殊、使用量小、附加值高的高分子材料的高分子材料。它是一类性能特殊、使用量小、附加值高的高分子材料, ,是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开始涌现出的一种新型材料。是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开始涌现出的一种新型材料。2.2.分类分类(1)(1)新型新型_的高分子材料。的高分子材料。(2)(2)特殊功能材料特殊功能材料, ,即在合成高分子的即在合成

2、高分子的_上引入某种上引入某种_,_,使使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。 传统高分子材料传统高分子材料某些特殊某些特殊功能功能骨架结构骨架结构主链或支链主链或支链功能原子团功能原子团【自主探索自主探索】(1)(1)试列举常见功能高分子材料的名称。试列举常见功能高分子材料的名称。提示提示: :高吸水性树脂、导电高分子、高分子膜、液晶高分子、医用高分子等。高吸水性树脂、导电高分子、高分子膜、液晶高分子、医用高分子等。高吸水性树脂的技术关键是什么高吸水性树脂的技术关键是什么? ?提示提示: :高吸水性树

3、脂的技术关键是引入强吸水性基团。高吸水性树脂的技术关键是引入强吸水性基团。(2)(2)医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料的聚合物材料, ,其来源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。天然其来源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。天然医用高分子材料来源于自然医用高分子材料来源于自然, ,包括纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明包括纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等胶及海藻酸钠等; ;合成医用高分子材料是通过化学方法合成医用高分子材料是通过化学方法, ,人工合

4、成的用于医用人工合成的用于医用的高分子材料的高分子材料, ,目前常用的有聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、目前常用的有聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。医用高分子材料应该满足怎样的要求医用高分子材料应该满足怎样的要求? ?提示提示: :无毒无毒, ,且是化学惰性的且是化学惰性的; ;与人体组织和血液相容性好与人体组织和血液相容性好; ;具有较高的具有较高的机械性能机械性能; ;容易制备、纯化、加工和消毒。容易制备、纯化、加工和消毒。3.3.高吸水性树脂高吸水性树脂

5、(1)(1)合成方法合成方法对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性, ,在它们的高分子链上再接上含在它们的高分子链上再接上含_的支链的支链, ,以提高它们的吸水能力。以提高它们的吸水能力。以带有以带有_的化合物为单体的化合物为单体, ,均聚或共聚得到亲水性高聚物。均聚或共聚得到亲水性高聚物。(2)(2)性能性能可吸收其自身质量数百倍甚至上千倍的水可吸收其自身质量数百倍甚至上千倍的水, ,同时同时_能力强能力强, ,还能耐一定的挤还能耐一定的挤压作用。压作用。(3)(3)应用应用: :干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水、改良土壤干旱地区用于农业、林业、植

6、树造林时抗旱保水、改良土壤, ,改造沙漠。改造沙漠。强亲水性原子团强亲水性原子团强亲水性原子团强亲水性原子团保水保水二、复合材料二、复合材料1.1.含义含义: :指将几种不同的材料组合在一起制成的一种新型材料。其中一种材料指将几种不同的材料组合在一起制成的一种新型材料。其中一种材料作为作为_,_,其他材料作为其他材料作为_。高分子、金属、陶瓷等都可作为基体。高分子、金属、陶瓷等都可作为基体, ,目目前发展最快的是碳纤维作增强剂。前发展最快的是碳纤维作增强剂。2.2.性能性能: :具有具有_、质量轻、质量轻、_、_等优异性能等优异性能, ,弥补了单一材弥补了单一材料在性能上的缺陷。料在性能上的缺

7、陷。3.3.应用应用: :宇宙宇宙_工业、工业、_工业、工业、_工业、体育用品、人类健康等方工业、体育用品、人类健康等方面。面。增强材料增强材料强度高强度高耐高温耐高温耐腐蚀耐腐蚀航空航空汽车汽车机械机械基体基体【自主探索自主探索】(1)(1)实际应用中为何常将多种不同的单一材料制成复合材料实际应用中为何常将多种不同的单一材料制成复合材料? ?提示提示: :复合材料可集合几种单一材料的优异性能复合材料可集合几种单一材料的优异性能, ,使其应用更加广泛。使其应用更加广泛。(2)(2)增强塑料如何制成的增强塑料如何制成的? ?有什么特点有什么特点? ?提示提示: :以玻璃纤维、碳纤维等无机材料作为

8、增强材料以玻璃纤维、碳纤维等无机材料作为增强材料, ,以酚醛树脂、环氧树脂以酚醛树脂、环氧树脂等为基体制备而成。等为基体制备而成。特点特点: :强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等。强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等。关键能力关键能力合作学习合作学习知识点一功能高分子材料知识点一功能高分子材料1.1.新型有机高分子材料与传统三大合成材料的区别与联系新型有机高分子材料与传统三大合成材料的区别与联系二者在本质上并没有区别二者在本质上并没有区别, ,它们只是相对而言。从组成元素看它们只是相对而言。从组成元素看, ,都是由都是由C C、H H、O O、N N、S S等元素构成等元素构成; ;从合成反应看从合

9、成反应看, ,都是由单体经加聚或缩聚反应形成都是由单体经加聚或缩聚反应形成; ;从结构看从结构看, ,都有线型结构、体型结构。它们的重要区别在功能与性能上都有线型结构、体型结构。它们的重要区别在功能与性能上, ,与传统材料相比与传统材料相比, ,新型有机高分子材料的性能更优异新型有机高分子材料的性能更优异, ,往往具备传统的三大合成材料所没有的特往往具备传统的三大合成材料所没有的特殊性能殊性能, ,可用于许多特殊领域。可用于许多特殊领域。2.2.功能高分子材料的品种与分类功能高分子材料的品种与分类3.3.功能高分子材料的比较功能高分子材料的比较常见功能高分子材常见功能高分子材料料主要功能主要功

10、能主要应用主要应用高高分分子子膜膜高分子分离膜高分子分离膜选择性地允许某些物选择性地允许某些物质通过质通过废水处理废水处理海水淡化海水淡化浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等高分子传感膜高分子传感膜把化学能转换成电能把化学能转换成电能发电发电开发新型电池开发新型电池高分子热电膜高分子热电膜把热能转换成电能把热能转换成电能发电发电开发新型电池开发新型电池医用高分子材料医用高分子材料具有优异的生物相具有优异的生物相容性容性具有某些特殊功能具有某些特殊功能人造器官人造器官【合作探究合作探究】下列材料中下列材料中, ,哪些不属于功能高分子材料哪些不属于功能高分子材料?(?(宏观辨识

11、与微观探析宏观辨识与微观探析) )有机玻璃有机玻璃 合成橡胶合成橡胶高分子分离膜高分子分离膜生物高分子材料隐身材料生物高分子材料隐身材料液晶高分子材料液晶高分子材料光敏高分子材料智能高分子材料光敏高分子材料智能高分子材料提示提示: :有机玻璃属于传统合成材料中的塑料。塑料、合成橡胶、合成纤维属于有机玻璃属于传统合成材料中的塑料。塑料、合成橡胶、合成纤维属于三大传统合成材料三大传统合成材料, ,它们不属于新型有机高分子材料。则答案为、。它们不属于新型有机高分子材料。则答案为、。【典例示范典例示范】 【典例典例】婴儿用的一次性纸尿片中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

12、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有可能被采用的是( () )【解题指南解题指南】解答本题注意吸水保水与高分子材料所含官能团有关。解答本题注意吸水保水与高分子材料所含官能团有关。【解析解析】选选B B。一次性纸尿片的材料应是亲水但不溶于水的物质。一次性纸尿片的材料应是亲水但不溶于水的物质, ,选项中只有选项中只有 中的中的OHOH属于亲水基团属于亲水基团, ,而其自身属于高分子化合物而其自身属于高分子化合物, ,不溶于不溶于水。水。【母题追问母题追问】(1)(1)如何实现选项中如何实现选项中A A、B B两种物质的转化两种物质的转化? ?提示提示: : 水解可以生成水解可以生

13、成 ; ; 和乙酸发和乙酸发生酯化反应可以生成生酯化反应可以生成 。 (2)(2)羟基、羧基等基团为什么具有强吸水性羟基、羧基等基团为什么具有强吸水性? ?提示提示: :羟基、羧基等可以和水分子形成氢键羟基、羧基等可以和水分子形成氢键, ,因此吸水性强。因此吸水性强。【规律方法规律方法】(1)(1)有机物中亲水基团主要有以下几种有机物中亲水基团主要有以下几种: :羧基、羟基、氨基羧基、羟基、氨基; ;(2)(2)亲水基团亲水原因亲水基团亲水原因: :与水分子间形成氢键。与水分子间形成氢键。【素养训练素养训练】 1.(20201.(2020衡阳高二检测衡阳高二检测) )高分子材料发展的主要趋势是

14、高性能化、功能化、复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下列材料不属于功能高分子材料的是( () )A.A.用于生产光盘等产品的光敏高分子材料用于生产光盘等产品的光敏高分子材料B.B.用于制造用于制造CPUCPU芯片的良好半导体材料单晶硅芯片的良好半导体材料单晶硅C.C.能用于生产能用于生产“尿不湿尿不湿”的高吸水性树脂的高吸水性树脂D.D.能导电的掺杂聚乙炔能导电的掺杂聚乙炔【解析解析】选选B B。B B项中半导体材料单晶硅项中半导体材料单晶硅, ,属于传统的无机非金属材料。属于传统的无机非金属材料。A

15、A项中光项中光敏高分子材料、敏高分子材料、C C项中高吸水性树脂、项中高吸水性树脂、D D项中导电高分子材料均属于功能高分子项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。材料。2.2.一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下: : 下列关于该高分子说法正确的是下列关于该高分子说法正确的是( () )A.A.结构简式为结构简式为 B.B.氢键对该高分子的性能没有影响氢键对该高分子的性能没有影响C.C.完全水解得到的高分子有机物完全水解得到的高分子有机物, ,含有官能团羧基和碳碳双键含有官能团羧基和碳碳双键D.D.完全水解得到的小分子有机物完全水解得到的小分子有机物, ,

16、具有具有4 4种不同化学环境的氢原子种不同化学环境的氢原子【解析解析】选选A A。A.A.根据题中隐形眼镜材料聚合物片段可知根据题中隐形眼镜材料聚合物片段可知, ,该高分子的链节为该高分子的链节为 , ,则该高分子的结构简式为则该高分子的结构简式为 , ,故故A A正确正确;B.;B.氢键为一种特殊的分子间作用力氢键为一种特殊的分子间作用力, ,影响物质的物理性质影响物质的物理性质, ,如如: :熔沸点熔沸点, ,故故B B错误错误; ;C.C.该高分子完全水解的产物该高分子完全水解的产物 和和HOCHHOCH2 2CHCH2 2OHOH。其中高分子有机物。其中高分子有机物为为 , ,含有的官

17、能团为羧基含有的官能团为羧基, ,故故C C错误错误;D.;D.根据根据C C选项的分析选项的分析, ,水解得水解得到的小分子有机物为到的小分子有机物为HOCHHOCH2 2CHCH2 2OH,OH,有有2 2种不同化学环境的氢原子种不同化学环境的氢原子, ,故故D D错误。错误。3.3.阅读下列材料阅读下列材料, ,回答问题。回答问题。形形色色的功能高分子材料形形色色的功能高分子材料(1)(1)物理功能高分子材料物理功能高分子材料: :导电高分子、半导体高分子、光导电高分子、压电及导电高分子、半导体高分子、光导电高分子、压电及热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等

18、。热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等。(2)(2)化学功能高分子材料化学功能高分子材料: :反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜、高分反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜、高分子催化剂、高分子试剂及人工脏器等。子催化剂、高分子试剂及人工脏器等。(3)(3)生物功能和医用高分子材料生物功能和医用高分子材料: :生物高分子、模拟器、高分子药物及人工骨材生物高分子、模拟器、高分子药物及人工骨材料。料。下列属于功能高分子材料的是哪些下列属于功能高分子材料的是哪些? ?高分子分离膜高分子分离膜人工器官人工器官理想的宇航材料理想的宇航材料天然橡胶天然橡胶提示提示:

19、:。功能高分子材料是指表现特殊功能的高分子材料。功能高分子材料是指表现特殊功能的高分子材料, ,而宇航材料是用而宇航材料是用合成材料制成的。合成材料制成的。知识点二高分子材料的比较知识点二高分子材料的比较1.1.功能高分子材料与复合材料的比较功能高分子材料与复合材料的比较功能高分子材料功能高分子材料复合材料复合材料概念概念既有传统高分子的机械性能既有传统高分子的机械性能, ,又又有一些特殊性能的高分子材料有一些特殊性能的高分子材料含有两种或两种以上材料组合含有两种或两种以上材料组合成的一种新型的材料。含有基成的一种新型的材料。含有基体和增强剂两种材料体和增强剂两种材料性能性能高分子分离膜能让某

20、些物质有选高分子分离膜能让某些物质有选择地通过择地通过, ,而把另外一些物质分而把另外一些物质分离掉。医用高分子材料具有优异离掉。医用高分子材料具有优异的生物相容性和很高的机械性能的生物相容性和很高的机械性能强度高、质量轻、耐高温、耐强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀腐蚀功能高分子材料功能高分子材料复合材料复合材料用途用途高分子分离膜用于工业废液的处高分子分离膜用于工业废液的处理、海水淡化、食品工业。医用理、海水淡化、食品工业。医用高分子材料可制成人造器官高分子材料可制成人造器官用作宇航材料用作宇航材料, ,用于汽车工业、用于汽车工业、机械工业、体育用品、人类健机械工业、体育用品、人类健康等方面康

21、等方面发展发展趋势趋势对重要的通用的有机高分子材料对重要的通用的有机高分子材料, ,不断提高使用性能不断提高使用性能, ,扩大应用范扩大应用范围。与人类自身密切相关围。与人类自身密切相关, ,具有特殊功能的材料的研究也在不断具有特殊功能的材料的研究也在不断加强加强, ,并取得了一定的进展并取得了一定的进展2.2.高分子化合物与高分子材料的比较高分子化合物与高分子材料的比较高高分分子子化化合合物物结结构构链节分子链中重复出现的结构单元链节分子链中重复出现的结构单元聚合度分子链中的链节数聚合度分子链中的链节数, ,用用n n表示表示单体生成高分子化合物的低分子化合物单体生成高分子化合物的低分子化合

22、物线型结构又称支链型、直链型线型结构又称支链型、直链型, ,连成长链连成长链, ,有热塑性有热塑性体型结构分子链间以共价键体型结构分子链间以共价键“交联交联”, ,连成网状结构连成网状结构, ,成型后不可塑成型后不可塑性性质质(1)(1)线型高分子能溶解在适当的溶剂中线型高分子能溶解在适当的溶剂中, ,体型高分子只能溶胀体型高分子只能溶胀(2)(2)线型高分子有热塑性线型高分子有热塑性, ,体型高分子有热固性体型高分子有热固性(3)(3)高分子材料的强度较大高分子材料的强度较大(4)(4)高分子材料一般不易导电高分子材料一般不易导电, ,弹性好弹性好, ,耐磨耐磨, ,不耐热不耐热(5)(5)

23、部分高分子材料还具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、难降解的性质部分高分子材料还具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、难降解的性质高高分分子子材材料料三大合成三大合成材料材料塑料塑料: :如聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯如聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯合成橡胶合成橡胶: :如丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶如丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶合成纤维合成纤维: :如涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、维纶、氯纶如涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、维纶、氯纶按来源分按来源分天然高分子材料天然高分子材料: :如淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶如淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶合成高分子材料合成高分子材料: :如塑料、合成纤维、

24、合成橡胶、涂料如塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料按性能分按性能分功能高分子材料功能高分子材料: :如高分子分离膜、医用高分子、吸水如高分子分离膜、医用高分子、吸水高分子高分子复合材料复合材料: :如玻璃纤维、碳纤维如玻璃纤维、碳纤维【合作探究合作探究】(1)(1)复合材料是否一定是高分子合成材料复合材料是否一定是高分子合成材料?(?(宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析) )提示提示: :复合材料是由两种或多种材料合成的性能优异的材料复合材料是由两种或多种材料合成的性能优异的材料, ,并不一定是高分子并不一定是高分子合成材料合成材料, ,如复合材料硼纤维、碳纤维等。如复合材料硼纤维、碳纤维等。(

25、2)(2)复合材料的性能是否等于组成它的材料的性能之和复合材料的性能是否等于组成它的材料的性能之和?(?(宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析) )提示提示: :复合材料主要集中了组成它的几种材料的优异性能复合材料主要集中了组成它的几种材料的优异性能, ,应用更加广泛应用更加广泛, ,但其但其性能并不等于组成它的材料的性能之和。性能并不等于组成它的材料的性能之和。【典例示范典例示范】 【典例典例】碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料, ,其强度比钢铁材料大其强度比钢铁材料大而密度比铝小。据报道而密度比铝小。据报道, ,每架波音每架波音767767飞机

26、使用了飞机使用了1 1吨碳纤维材料吨碳纤维材料, ,而一种新型的而一种新型的波音波音757757飞机使用了飞机使用了9 9吨以上的碳纤维。制造碳纤维的一种方法是将聚丙烯腈纤吨以上的碳纤维。制造碳纤维的一种方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体中进行高温处理而获得维在稀有气体中进行高温处理而获得, ,这种碳纤维的结构可表示如图这种碳纤维的结构可表示如图: : (1)(1)构成这种碳纤维的元素是构成这种碳纤维的元素是_,_,其原子个数比为其原子个数比为_。(2)(2)用乙炔和用乙炔和HCNHCN为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下: : 用化学方程式表示以下过程用化学方

27、程式表示以下过程: :CHCHCHCH与与HCNHCN反应反应:_:_。AB:_AB:_。【解题指南解题指南】解答本题需要注意以下两点解答本题需要注意以下两点: :(1)(1)分析碳纤维的链节结构与分子的组成。分析碳纤维的链节结构与分子的组成。(2)CN(2)CN的结构为的结构为CN,CN,可以发生加成反应。可以发生加成反应。导电性取决于分子结构中是否含有自由移动的电子。导电性取决于分子结构中是否含有自由移动的电子。【解析解析】题目已经给出这种碳纤维是将聚丙烯腈经高温处理而得题目已经给出这种碳纤维是将聚丙烯腈经高温处理而得, ,聚丙烯腈的聚丙烯腈的结构为结构为 , ,注意到题中给出的碳纤维的结

28、构注意到题中给出的碳纤维的结构, ,可以将聚丙烯腈结构写可以将聚丙烯腈结构写为为 , ,其中其中CNCN的结构为的结构为CNCN。这种变换写。这种变换写法是解答本题的关键一步法是解答本题的关键一步, ,根据生产流程所示根据生产流程所示, ,聚丙烯腈经两步反应获得碳纤维聚丙烯腈经两步反应获得碳纤维, ,第一步高温处理第一步高温处理, ,应是在上述结构的基础上将应是在上述结构的基础上将CNCN中的三键打开重新结合构中的三键打开重新结合构成环状结构成环状结构, ,即生成即生成C,CC,C在催化剂的作用下脱氢在催化剂的作用下脱氢, ,在在C C中环状结构的中环状结构的CHCH2 2与与 上各脱去一个氢

29、原子而形成上各脱去一个氢原子而形成 结构结构, ,从而形成碳纤维从而形成碳纤维, ,显然显然, ,在在CHCH2 2上脱去一个氢原子后上脱去一个氢原子后, ,还有一个氢原子还有一个氢原子, ,所以这种碳纤维由所以这种碳纤维由C C、H H、N N三三种元素构成种元素构成, ,由其中的一个基本结构单元由其中的一个基本结构单元 , ,可看出可看出C C、H H、N N三种原子三种原子的个数比应为的个数比应为311311。答案答案: :(1)C(1)C、H H、N N311311(2)(2)CHCH+HCN CHCHCH+HCN CH2 2CHCHCNCNnCHnCH2 2CHCHCNCN 【母题追

30、问母题追问】(1)(1)这种碳纤维能否导电这种碳纤维能否导电? ?请说明理由。请说明理由。提示提示: :能导电能导电, ,因为碳纤维中的氮原子还有未成键的电子因为碳纤维中的氮原子还有未成键的电子, ,在外加电压作用下在外加电压作用下, ,可可定向移动导电。定向移动导电。(2)(2)乙炔在一定条件下也可以聚合生成导电塑料聚乙炔乙炔在一定条件下也可以聚合生成导电塑料聚乙炔, ,写出方程式。写出方程式。提示提示: :nCHCH nCHCH 【素养训练素养训练】1.1.隔热瓦是一种金属陶瓷隔热瓦是一种金属陶瓷, ,金属陶瓷是由陶瓷和黏结金属组成的非匀质的复合金属陶瓷是由陶瓷和黏结金属组成的非匀质的复合

31、材料。陶瓷主要是材料。陶瓷主要是AlAl2 2O O3 3、ZrOZrO2 2等耐高温氧化物等耐高温氧化物, ,黏结金属主要是黏结金属主要是CrCr、MoMo、W W、TiTi等高熔点金属。下列关于复合材料的说法不正确的是等高熔点金属。下列关于复合材料的说法不正确的是( () )A.A.由两种或两种以上金属由两种或两种以上金属( (或金属与非金属或金属与非金属) )熔合而成的物质叫复合材料熔合而成的物质叫复合材料B.B.复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能, ,在综合性在综合性能上超过了单一材料能上超过了单一材料C.C

32、.玻璃钢是以玻璃纤维和树脂组成的复合材料玻璃钢是以玻璃纤维和树脂组成的复合材料, ,它可做船体、汽车车身等它可做船体、汽车车身等, ,也可也可做印刷电路板做印刷电路板D.D.复合材料可以发挥每一种材料的长处复合材料可以发挥每一种材料的长处, ,并避免其弱点并避免其弱点【解析解析】选选A A。复合材料由基体和增强材料组合而成。复合材料由基体和增强材料组合而成,A,A项叙述的是合金而不是项叙述的是合金而不是复合材料复合材料; ;复合材料一般具有各成分的性质复合材料一般具有各成分的性质, ,又比各成分的性能优良、强度高、又比各成分的性能优良、强度高、密度小、耐高温、耐腐蚀等密度小、耐高温、耐腐蚀等,

33、 ,故故A A项错。项错。2.(20202.(2020扬州高二检测扬州高二检测)2 000)2 000年诺贝尔化学奖得主因研制导电聚合物而取得年诺贝尔化学奖得主因研制导电聚合物而取得开创性贡献。开创性贡献。1 9741 974年年, ,获奖者之一的白川英树制得具有导电性的膜状聚合物获奖者之一的白川英树制得具有导电性的膜状聚合物, ,其结构简式可表示如下图。有关此聚合物的相关推断错误的是其结构简式可表示如下图。有关此聚合物的相关推断错误的是( () )A.A.该聚合物的单体是乙炔该聚合物的单体是乙炔B.B.此聚合物可能是通过加成聚合反应制取的此聚合物可能是通过加成聚合反应制取的C.C.该物质有良

34、好的水溶性该物质有良好的水溶性D.D.该导电性物质可使溴水褪色该导电性物质可使溴水褪色【解析解析】选选C C。该聚合物的单体为乙炔。该聚合物的单体为乙炔,A,A正确正确; ;该聚合物是乙炔通过加聚反应得该聚合物是乙炔通过加聚反应得到的到的,B,B正确正确; ;该物质不含亲水基团该物质不含亲水基团, ,不能有良好的水溶性不能有良好的水溶性,C,C错误错误; ;该物质含有碳该物质含有碳碳双键碳双键, ,能使溴水褪色能使溴水褪色,D,D正确。正确。【补偿训练补偿训练】(2019(2019潍坊高二检测潍坊高二检测) )在某些塑料在某些塑料( (如聚乙炔等如聚乙炔等) )中加入强氧化剂或还原剂后中加入强

35、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, ,所以人们称之所以人们称之为为“人造金属人造金属”, ,下列有关下列有关“人造金属人造金属”的说法正确的是的说法正确的是( () )A.“A.“人造金属人造金属”和普通金属的制取方法不同和普通金属的制取方法不同, ,但原料相同但原料相同B.B.强氧化剂或还原剂是制取强氧化剂或还原剂是制取“人造金属人造金属”的重要材料的重要材料C.“C.“人造金属人造金属”能够导电传热能够导电传热, ,所以有金属光泽所以有金属光泽D.“D.“人造金属人造金属”具有金属的一般特性具

36、有金属的一般特性, ,所以它们属于金属所以它们属于金属【解析解析】选选B B。“人造金属人造金属”与普通金属的制取方法和原料均不相同与普通金属的制取方法和原料均不相同;“;“人造金人造金属属”是在某些塑料中加入强氧化剂或还原剂后制得是在某些塑料中加入强氧化剂或还原剂后制得, ,而普通金属是用金属化合而普通金属是用金属化合物加入还原剂等方法制得物加入还原剂等方法制得,B,B正确正确; ;导电传热跟有金属光泽没有必然的联系导电传热跟有金属光泽没有必然的联系,C,C错错;“;“人造金属人造金属”虽然具有一般金属的特性虽然具有一般金属的特性, ,但它仍属于高分子化合物中的塑料。但它仍属于高分子化合物中

37、的塑料。【课堂小结课堂小结】 三言两语话重点三言两语话重点 1.1.两种重要材料两种重要材料: :功能高分子材料、复合材料。功能高分子材料、复合材料。2.2.五个应用方向五个应用方向: :高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂。吸水性树脂。课堂检测课堂检测素养达标素养达标1.1.下列有关新型高分子材料应用的说法不正确的是下列有关新型高分子材料应用的说法不正确的是( () )A.A.高分子膜利用其选择性透过能力高分子膜利用其选择性透过能力, ,可用于海水淡化、污染控制、物质制取与可用于海水淡化、污染控制、物质制取与回收等

38、回收等B.B.作为医用高分子材料制人造器官作为医用高分子材料制人造器官, ,必须考虑其与人体的相容性和机械性能必须考虑其与人体的相容性和机械性能C.C.新型的聚乙烯醇是高吸水性高分子新型的聚乙烯醇是高吸水性高分子, ,与水生成易挥发性物质与水生成易挥发性物质, ,所以称为所以称为“尿不尿不湿湿”D.D.新材料的研究正向智能化、高功能化的方向发展新材料的研究正向智能化、高功能化的方向发展【解析解析】选选C C。聚乙烯醇是高吸水性高分子。聚乙烯醇是高吸水性高分子, ,主要是分子中含亲水基较多主要是分子中含亲水基较多, ,所以所以有吸水性有吸水性, ,不会与水生成易挥发性的物质。不会与水生成易挥发性

39、的物质。2.“2.“神舟七号神舟七号”的返回舱外形看起来像大钟的返回舱外形看起来像大钟, ,大约大约3 3吨重。为了防止飞船与大气吨重。为了防止飞船与大气层摩擦产生高温而燃烧层摩擦产生高温而燃烧, ,应该选择某种特殊材料覆盖在飞船表面应该选择某种特殊材料覆盖在飞船表面, ,这种材料应该这种材料应该具有的性质是具有的性质是( () )A.A.良好的导电性良好的导电性B.B.密度较大密度较大, ,以增大飞船的惯性以增大飞船的惯性C.C.质轻防热质轻防热, ,可承受上千摄氏度的高温可承受上千摄氏度的高温D.D.质地柔软质地柔软, ,以利于飞船的变形以利于飞船的变形【解析解析】选选C C。由题给信息可

40、知。由题给信息可知, ,该材料应该是质轻且防热的耐高温材料。该材料应该是质轻且防热的耐高温材料。3.3.聚乙炔导电聚合物的合成使高分子材料进入了聚乙炔导电聚合物的合成使高分子材料进入了“合成金属合成金属”和塑料电子学时和塑料电子学时代代, ,当聚乙炔分子带上药物、氨基酸等分子片段后当聚乙炔分子带上药物、氨基酸等分子片段后, ,就具有了一定的生物活性。就具有了一定的生物活性。以下是我国化学家近年来合成的聚乙炔衍生物分子以下是我国化学家近年来合成的聚乙炔衍生物分子M M的结构式及的结构式及M M在稀硫酸作用在稀硫酸作用下的水解过程。下的水解过程。下列有关说法中不正确的是下列有关说法中不正确的是(

41、() )A.MA.M与与A A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色B.BB.B中含有两种官能团中含有两种官能团,B,B能发生消去反应和缩聚反应能发生消去反应和缩聚反应C.AC.A、B B、C C各各1 mol1 mol分别与足量金属钠反应分别与足量金属钠反应, ,放出的气体的物质的量之比为放出的气体的物质的量之比为122122D.1 mol MD.1 mol M与热的烧碱溶液反应与热的烧碱溶液反应, ,可消耗可消耗2n mol2n mol的的NaOHNaOH【解析解析】选选C C。M M与与A A都含有碳碳双键都含有碳碳双键, ,所以均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色

42、所以均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色, ,故故A A正确正确;B;B是是CHCH3 3CH(OH)COOH,CH(OH)COOH,含有两种官能团含有两种官能团: :羟基羟基( (且与羟基直接相连碳原子且与羟基直接相连碳原子的邻碳上有氢原子的邻碳上有氢原子) )、羧基、羧基, ,所以所以B B能发生消去反应和缩聚反应能发生消去反应和缩聚反应, ,故故B B正确正确;A;A、B B、C C各各1 mol1 mol分别与足量金属钠反应分别与足量金属钠反应, ,放出的气体的物质的量之比为放出的气体的物质的量之比为n22,n22,故故C C错错误误;1 mol M;1 mol M中含有中含有2n mol

43、2n mol酯基酯基, ,所以所以1 mol M1 mol M与热的烧碱溶液反应与热的烧碱溶液反应, ,可消耗可消耗2n mol2n mol的的NaOH,NaOH,故故D D正确。正确。【素养新思维素养新思维】4.4.化合物化合物C C和和E E都是医用功能高分子材料都是医用功能高分子材料, ,且由相同的元素百分比组成且由相同的元素百分比组成, ,均可由化均可由化合物合物A(CA(C4 4H H8 8O O3 3) )制得制得, ,如图所示如图所示,B,B和和D D互为同分异构体。互为同分异构体。(1)(1)试写出化学方程式试写出化学方程式: :AD:_;AD:_;BC:_BC:_。(2)(2

44、)反应类型反应类型:AB_;:AB_;BC_;BC_;AE_AE_。(3)E(3)E的结构简式的结构简式:_:_。(4)A(4)A的同分异构体的同分异构体( (同类别且有支链同类别且有支链) )的结构简式的结构简式:_:_及及_。【解析解析】由题目给定条件由题目给定条件“A A分子式为分子式为C C4 4H H8 8O O3 3, ,具有酸性具有酸性”知知A A分子中应有一个分子中应有一个COOH,COOH,且除且除“ ”外再无双键。又外再无双键。又A A可以发生消去反应生成可以发生消去反应生成B,B,也可以脱也可以脱去一分子去一分子H H2 2O O形成五元环状化合物形成五元环状化合物, ,

45、则则A A的结构简式为的结构简式为 。答案答案: :(1) (1) (2)(2)消去反应加聚反应缩聚反应消去反应加聚反应缩聚反应课时素养评价课时素养评价十八功能高分子材料十八功能高分子材料(30(30分钟分钟5050分分) ) 【基础达标基础达标】 一、选择题一、选择题( (本题包括本题包括2 2个小题个小题, ,每题每题5 5分分, ,共共1010分分) )1.(20201.(2020漳州高二检测漳州高二检测) )下列关于功能高分子材料的说法不正确的是下列关于功能高分子材料的说法不正确的是 ( () )A.A.生物高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料等属于功能高分子材料生物高分子材料、隐身材

46、料、液晶高分子材料等属于功能高分子材料B.B.高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等C.C.用于制造用于制造CPUCPU芯片的良好半导体材料单晶硅属于功能高分子材料芯片的良好半导体材料单晶硅属于功能高分子材料D.D.在淀粉、纤维的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链在淀粉、纤维的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链, ,可提高它们的可提高它们的吸水能力吸水能力【解析解析】选选C C。生物高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料等属于功能高分。生物高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料等属于功能高分子材料子材料,A,A正确正

47、确; ;高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等等,B,B正确正确; ;用于制造用于制造CPUCPU芯片的良好半导体材料单晶硅属于传统的无机非金属芯片的良好半导体材料单晶硅属于传统的无机非金属材料材料,C,C不正确不正确; ;在淀粉、纤维的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链在淀粉、纤维的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链, ,可提高它们的吸水能力可提高它们的吸水能力,D,D正确。正确。2.2.我国科学家成功合成了我国科学家成功合成了3 mm3 mm长的管状定向碳纳米管长的管状定向碳纳米管, ,长度居世界之首长度居世界

48、之首, ,这种这种碳纤维具有强度高、硬度碳纤维具有强度高、硬度( (抵抗变形能力抵抗变形能力) )高、密度小高、密度小( (只有钢的只有钢的 ) )、熔点、熔点高、化学稳定性好等特点高、化学稳定性好等特点, ,因而被称为因而被称为“超级纤维超级纤维”。对碳纤维的下列说法中。对碳纤维的下列说法中不正确的是不正确的是( () )A.A.它是制造飞机的理想材料它是制造飞机的理想材料B.B.它是一种新型的化合物它是一种新型的化合物C.C.它的结构与石墨不相似它的结构与石墨不相似D.D.碳纤维复合材料不易导电碳纤维复合材料不易导电【解析解析】选选B B。碳纤维是一种单质。碳纤维是一种单质, ,硬度高。硬

49、度高。14【补偿训练补偿训练】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, ,这种塑料骨钉不仅这种塑料骨钉不仅具有相当的强度具有相当的强度, ,而且可在人体内水解而且可在人体内水解, ,使骨科病人免遭拔钉的痛苦。合成这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种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应, ,也能在浓硫酸作用下形成环酯。则合成也能在浓硫酸作用下形成环酯。则合成这种塑料骨钉的原料是这种塑料骨钉的原料是 ( () )A.CHA.CH2 2CHCHCHCH2 2ClClB.CHB.CH2 2CHCOOHCHCOOHC

50、.CHC.CH3 3CH(OH) COOHCH(OH) COOHD.HD.H2 2NCHNCH2 2COOHCOOH【解析解析】选选C C。能与强碱反应则应含有。能与强碱反应则应含有COOH,COOH,能形成环酯能形成环酯, ,表明还含有表明还含有OH,OH,故该有机物分子中同时含有故该有机物分子中同时含有COOHCOOH和和OHOH。二、非选择题二、非选择题( (本题包括本题包括1 1小题小题, ,共共2020分分) )3.(20203.(2020绵阳高二检测绵阳高二检测) )某吸水材料与聚酯纤维都是重要化工原料。合成路某吸水材料与聚酯纤维都是重要化工原料。合成路线如图线如图: :已知已知:

51、 :A A由由C C、H H、O O三种元素组成三种元素组成, ,相对分子质量为相对分子质量为3232。RCOOR+ROH RCOOR+ROH(RRCOOR+ROH RCOOR+ROH(R、RR、RR代表烃基代表烃基) )(1)A(1)A的结构简式是的结构简式是_。(2)B(2)B中的官能团名称是中的官能团名称是_。(3)D E(3)D E的反应类型是的反应类型是_。(4)(4)乙酸与化合物乙酸与化合物M M反应的化学方程式是反应的化学方程式是_。G G 聚酯纤维的化学方程式是聚酯纤维的化学方程式是_。(5)E(5)E的名称是的名称是_。(6)G(6)G的同分异构体有多种的同分异构体有多种,

52、,满足下列条件的共有满足下列条件的共有_种。种。苯环上只有两个取代基苯环上只有两个取代基1 mol1 mol该物质能与足量的该物质能与足量的NaHCONaHCO3 3溶液反应生成溶液反应生成2 mol CO2 mol CO2 2气体气体【解析解析】(1)(1)由由A A的质量和组成可判断的质量和组成可判断A A为为CHCH3 3OHOH。也可由。也可由F F到到G G的转化关系的转化关系, ,可判可判断断F F与与A A发生酯化反应得到发生酯化反应得到G,G,根据根据G G的结构特点可推出的结构特点可推出A A为甲醇为甲醇CHCH3 3OHOH。(2)(2)由由C C的水解产物可推出的水解产物

53、可推出C C的结构的结构, ,由此逆推出由此逆推出B B的结构简式为的结构简式为CHCH3 3COOCHCOOCHCHCH2 2, ,B B中含有碳碳双键和酯基。中含有碳碳双键和酯基。(3)(3)根据问题根据问题(1)(1)的判断结果的判断结果(A(A为为CHCH3 3OH)OH)可推出可推出D D为为CHCH3 3Br,Br,结合结合G G的结构的结构, ,可判断可判断D D到到E E的反应为在甲苯的对位引入甲基的反应为在甲苯的对位引入甲基, ,由此可判断该反应为取代反应。由此可判断该反应为取代反应。(4)(4)比较比较CHCH3 3COOHCOOH和和CHCH3 3COOCHCOOCHCH

54、CH2 2结构可得出结构可得出, ,该反应为乙酸与乙炔发生加成该反应为乙酸与乙炔发生加成反应得到反应得到CHCH3 3COOCHCOOCHCHCH2 2。G G为对苯二甲酸二甲酯为对苯二甲酸二甲酯, ,根据信息可知根据信息可知, ,乙二醇乙二醇与酯进行交换与酯进行交换, ,可彼此连接得到高聚物。可彼此连接得到高聚物。(5)(5)苯环通常用邻、间、对编位苯环通常用邻、间、对编位, ,也可用数值编位。也可用数值编位。(6)G(6)G除苯环外除苯环外, ,侧链共有侧链共有4 4个碳原子个碳原子, ,可构成含有两个羧基的支链组合为可构成含有两个羧基的支链组合为COOHCOOH、CHCH2 2CHCH2

55、 2COOH;COOH;COOHCOOH、CH(CHCH(CH3 3)COOH;)COOH;CHCH3 3、CH(COOH)CH(COOH)2 2; ;两个两个CHCH2 2COOH;COOH;共共4 4种组成种组成, ,每种组合具有邻、间、对三种异构每种组合具有邻、间、对三种异构体体, ,故共有故共有1212种异构体。种异构体。答案答案: :(1)CH(1)CH3 3OHOH(2)(2)酯基、碳碳双键酯基、碳碳双键(3)(3)取代反应取代反应(4)(4)CHCH3 3COOH+CHCH CHCOOH+CHCH CH3 3COOCHCOOCHCHCH2 2 +(2 +(2n n-1)CH-1)

56、CH3 3OHOH(5)(5)对二甲苯或对二甲苯或(1,4-(1,4-二甲苯二甲苯) )(6)12(6)12【能力提升能力提升】一、选择题一、选择题( (本题包括本题包括1 1小题小题, ,共共5 5分分) )4.(20204.(2020周口高二检测周口高二检测) )北京航空航天大学教授偶然中发现米虫吃塑料北京航空航天大学教授偶然中发现米虫吃塑料, ,受此受此启发进行了系列实验启发进行了系列实验, ,证实黄粉虫的肠道微生物可降解聚苯乙烯证实黄粉虫的肠道微生物可降解聚苯乙烯(PS),(PS),蜡虫可蜡虫可降解聚乙烯降解聚乙烯(PE)(PE)。聚苯乙烯在虫肠内降解的示意图如下。聚苯乙烯在虫肠内降解

57、的示意图如下, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.在虫肠内微生物作用下在虫肠内微生物作用下, ,聚苯乙烯断裂碳碳双键聚苯乙烯断裂碳碳双键B.B.在虫肠内微生物作用下在虫肠内微生物作用下, ,聚苯乙烯直接降解为聚苯乙烯直接降解为COCO2 2分子分子C.C.在虫肠内微生物作用下在虫肠内微生物作用下, ,聚苯乙烯发生降解聚苯乙烯发生降解, ,分子量降低分子量降低D.D.聚乙烯与聚苯乙烯是同系物聚乙烯与聚苯乙烯是同系物, ,具有烯烃的性质具有烯烃的性质【解析解析】选选C C。聚苯乙烯结构中已经不存在碳碳双键。聚苯乙烯结构中已经不存在碳碳双键, ,无法断裂碳碳双键无法断裂碳碳双键,

58、A,A错错误误; ;根据图示可知根据图示可知, ,聚苯乙烯先降解为低分子中间产物聚苯乙烯先降解为低分子中间产物, ,最后降解为最后降解为COCO2 2分子分子,B,B错误错误; ;聚苯乙烯是高分子聚苯乙烯是高分子, ,发生降解后发生降解后, ,变为小分子的物质变为小分子的物质, ,分子量变小分子量变小,C,C正确正确; ;聚乙烯与聚苯乙烯二者结构不相似聚乙烯与聚苯乙烯二者结构不相似, ,不是同系物不是同系物, ,且二者中已经没有碳碳双键且二者中已经没有碳碳双键, ,不再具备烯烃的性质不再具备烯烃的性质,D,D错误。错误。【补偿训练补偿训练】1.1.角膜接触镜俗称隐形眼镜角膜接触镜俗称隐形眼镜,

59、 ,其性能要有良好的透气性和亲水性其性能要有良好的透气性和亲水性, ,目前大量使目前大量使用的软性隐形眼镜常用材料是用的软性隐形眼镜常用材料是( () )A.A.聚乙烯聚乙烯B.B.聚氯乙烯聚氯乙烯【解析解析】选选C C。隐形眼镜的材料具有透气性和亲水性。隐形眼镜的材料具有透气性和亲水性, ,该物质中应有亲水性基该物质中应有亲水性基团团, ,符合要求的只有符合要求的只有C C项。项。2.X2.X是一种性能优异的高分子材料是一种性能优异的高分子材料, ,其结构简式为其结构简式为 , ,已被广泛应用于声、热、光的传感等方面已被广泛应用于声、热、光的传感等方面, ,它是由它是由HCCHHCCH、(CN)(CN)2 2、CHCH3 3COOHCOOH三三种单体通过适宜的反应形成的。由种单体通过适宜的反应形成的。由X X的结构简式分析合成过程中发生反应的类的结构简式分析合成过程中发生反应的类型有型有( () )加成反应加成反应 取代反应取代反应 缩聚反应缩聚反应 加聚反应加聚反应酯化反应酯化反应A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选B B。由。由X X的结构简式可判断出它是加聚反应的产物的结构简式可判断出它是加聚反应的产物, ,其单体为其单体为和和CHCH2 2CHOOCCH