第五章第三节功能高分子材料Word下载.docx

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二、高分子化合物与高分子材料的比较

高分

子化合物

结构

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，用n表示

单体　生成高分子化合物的小分子物质

线型结构　又称支链型、直链型，连成长链，有热塑性

体型结构　分子链间以共价键“交联”，连成网状结构，成型后不可塑

性质

1.线型高分子能溶解在适当的溶剂中，体型高分子只能溶胀

2.线型高分子有热塑性，体型高分子有热固性

3.高分子材料的强度较大

4.高分子材料一般不易导电，弹性好，耐磨，不耐热

5.部分高分子材料还具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、难降解的性质

高分子材料

三大合成材料

塑料　如：

聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯

合成橡胶　如：

丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶

合成纤维　如：

涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、维纶、氯纶

按来源分

天然高分子材料　如：

淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶

合成高分子材料　如：

塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料

按性能分

功能高分子材料　如：

高分子分离膜、医用高分子、吸水高分子

复合材料　如：

玻璃纤维、碳纤维

类型1高分子材料的分类

例1　下列材料中，属于功能高分子材料的是（　　）

①高分子膜　②生物高分子材料　③光敏高分子材料④导电高分子材料　⑤离子交换树脂　⑥液晶高分子材料　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．①②③B．③④⑤C．②④⑤⑥D．①②③④⑤⑥

答案　D

解析　根据功能高分子的分类即可顺利解答。

类型2功能高分子材料的结构与性能

例2　随着医用高分子材料的发展，人们已可用人工器官代替不能治愈的病变器官。

目前已经制成的人工器官有（　　）

①皮肤　②肝　③肺　④肾　⑤骨骼　⑥眼

A．①②③B．②③④C．①⑤D．全部

解析　医用高分子材料的应用十分广泛，利用其特殊结构和特殊性质，可以制备与人体器官功能相同的人工器官。

医用高分子材料必须满足的条件：

类型3复合材料的结构与性能

例3　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而密度比铝小。

据报道，每架波音767飞机使用了1吨碳纤维材料，而一种新型的波音757飞机使用了9吨以上的碳纤维。

制取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，这种碳纤维的结构可表示如下：

（1）构成这种碳纤维的元素是____________，其原子个数比为__________。

（2）用乙炔和HCN为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下：

CH≡CHABC碳纤维

用化学方程式表示以下过程：

1CH≡CH与HCN反应_________________________________________________；

②A―→B________________________________________________________________。

答案　

（1）C、H、N　3∶1∶1

（2）①CH≡CH＋HCNCH2===CH—CN

②nCH2===CH—CN

解析　碳纤维材料是一种重要的新型复合材料，题目已知给出制取这种碳纤维是将聚丙烯腈经高温处理而得，聚丙烯腈的结构为，注意到题给碳纤维的结构，可以将聚丙烯腈结构写为：

其中—CN的结构为—C≡N。

这种变换写法是解答本题的关键一步，根据生产流程所示，聚丙烯腈经两步反应获得碳纤维，第一步高温处理，应是在上述结构的基础上将氰基—C≡N中的三键打开重新结合构成环状结构，即生成C，C在催化剂作用下脱氢，在C中环状结构的—CH2—与上各脱去一个氢原子而形成双键结构，形成碳纤维。

显然，在—CH2—原子团上脱去一个H原子后，还有一个氢原子，所以可知这种碳纤维由C、H、N三种元素构成，考查其中的

一个基本结构单元，可看出C、H、N三种原子的个数比应为3∶1∶1。

　在橡胶工业中，制造橡胶要经过硫化工艺，将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。

在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂，以得到具有网状结构的树脂。

请你想一想，为什么都要做成网状结构？

目的是否相同？

点拨　橡胶工业中将线型结构的橡胶连接为网状结构是为增加橡胶的强度；

高吸水性树脂将线型结构连接为网状结构是使它既吸水又不溶于水。

1．

点拨　高聚物在其所含有的官能团发生酯化、水解等反应时，碳链并没有参加反应。

2．B

3．

点拨　乳酸是一种羟基羧酸，由于其结构的特殊性，已成为高考化学命题的热点。

它不

但能形成链酯和聚酯，而且还可以形成环酯。

1．下列物质中不属于新型有机高分子材料的是（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．高分子分离膜B．液态高分子材料

C．生物高分子材料D．有机玻璃

2．复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。

其中一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，这样可发挥每一种材料的长处，并避免其弱点。

下列物质中不属于复合材料的是（　　）

A．聚苯乙烯树脂B．铝塑管

C．涤棉织品D．纯棉内衣

答案　AD

3．下列材料中，属于功能高分子材料的是（　　）

①高分子膜　②生物高分子材料　③导电高分子材料④离子交换树脂　⑤医用高分子材料　⑥高吸水性树脂

A．①③⑤⑥B．②④⑤⑥

C．②③④⑤D．①②③④⑤⑥

解析　常用功能高分子材料包括高分子膜、医用高分子材料、高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子材料、导电高分子材料、生物高分子材料、高分子催化剂和试剂等。

4．高分子分离膜可以有选择地让某些物质通过而将物质分离，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．将化学能转换成电能，将热能转换成电能

C．食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒

D．海水淡化

答案　B

解析　高分子分离膜的特点是能够有选择地让某些物质通过，而把另一些物质分离掉。

主要应用于生活污水、工业废水等废液处理和海水淡化工程等；

而将化学能转换成电能是传感膜的应用，把热能转化成电能是热电膜的应用。

5．下列说法不正确的是（　　）

A．探求某种新型高分子材料时，需要研究分子结构与功能之间的关系

B．三大支柱产业为能源、材料和信息工程

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．具有网状结构的物质即具有强吸水性

6．聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等特点。

下边是聚丙烯酸酯的结构简式，它属于（　　）

①无机化合物　②有机化合物　③高分子化合物④离子化合物　⑤共价化合物

A．①③④B．①③⑤C．②③⑤D．②③④

答案　C

解析　聚丙烯酸酯类是由丙烯酸酯经加聚反应得到的：

可见，聚丙烯酸酯类属于有机化合物、高分子化合物、共价化合物。

7．我国科学家前不久成功地合成了3nm长的管状碳纳米管，此管居世界之首。

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”。

下列对碳纤维的说法不正确的是（　　）

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

8．聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为，它是制作软质隐形眼镜的材料。

请写出下列有关反应的化学方程式：

（1）由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯

________________________________________________________________________。

（2）由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯

（3）由乙烯制备乙二醇

解析　甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为：

，它是聚甲基丙烯酸羟乙酯的单体，由它制备聚甲基丙烯酸羟乙酯的反应属于加聚反应：

由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯应进行酯化反应，对照反应物、产物的结构可确定要使用乙二醇：

9．感光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）在一定条件下，该高聚物可发生的反应有________（填写编号）。

①加成反应　②氧化反应　③消去反应　④酯化反应⑤取代反应

（2）该高聚物和NaOH溶液发生反应的化学方程式为

（3）该高聚物在催化剂和酸性环境下水解后得到相对分子质量较小的产物是A，则：

①A在一定条件下与甲醇发生反应的化学方程式为

②A的同分异构体有多种，其中属于不同类别且含有苯环、，苯环上有两个取代基的结构简式是（任写两种）______________________________________________

答案　

（1）①②⑤

解析　

（1）该高聚物中含有酯基、和苯环，能够发生水解（取代）、加成、氧化反应。

（1）高聚物水解后得到和。

1．下列属于功能高分子材料的是（　　）

①高分子分离膜　②人工器官　③理想的宇航材料④天然橡胶　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．①②B．③④C．①③D．②④

答案　A

2．关于功能高分子材料的下列说法中，不正确的是（　　）

A．离子交换树脂主要用于分离和提纯，如硬水的软化、回收工业废水中的金属等

B．婴儿用的“尿不湿”的主要成分是具有强吸水性的树脂

C．导电塑料应用于电子工业，可用来制造电子器件

D．医用高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到与生物相容的程度

3．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承受超高温的变化

B．复合材料的作用可以使导弹的质量减轻

C．复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的变化

D．复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化