学年人教版选修5 第五章第二三节 应用广泛的高分子材料功能高分子材料 作业.docx

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学年人教版选修5第五章第二三节应用广泛的高分子材料功能高分子材料作业

第2、3节应用广泛的高分子材料功能高分子材料

（建议用时：

25分钟）

[基础达标练]

1．下列有关高分子化合物性质的描述不正确的是（　　）

A．一般具有良好的绝缘性

B．一般比同质量金属强度大

C．均不溶于水，易溶于有机溶剂

D．有的高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等特点

C　[高分子化合物一般具有良好的绝缘性，A正确；高分子化合物一般比同质量金属强度大，B正确；高分子化合物不一定均不溶于水，例如淀粉，也不一定均易溶于有机溶剂，C错误；有的高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等特点，D正确。

]

[教师用书独具]

聚四氟乙烯（CF2—CF2）是不粘锅涂覆物质的主要成分。

下列关于聚四氟乙烯的说法，不正确的是（　　）

A．属于高分子化合物

B．单体是CF2===CF2

C．可由加聚反应得到

D．能使高锰酸钾酸性溶液褪色

D　[聚四氟乙烯属于高分子化合物，A正确；聚四氟乙烯是加聚产物，单体是CF2===CF2，B正确；聚四氟乙烯可由加聚反应得到，C正确；分子中不存在碳碳双键，不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，D错误。

]

2．玉米塑料——“聚乳酸”（PLA）被视为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的第四类新材料。

其生产过程主要是以玉米等为原料，经生物发酵生产出乳酸，再由乳酸经特殊聚合反应而制得。

它具有良好的生物相容性和可降解性。

下列有关说法中不正确的是（　　）

A．玉米塑料生产中所用的原料是可再生资源

B．玉米塑料的广泛使用可减轻“白色污染”

C．PLA的整个生产过程都是生物催化或者通过化学聚合，是一种耗能少、污染低的绿色生产工艺

D．玉米塑料有着广泛的用途，能完全取代金属材料和无机材料

D　[虽然玉米塑料有着广泛的用途，但不能完全代替金属材料和无机材料。

]

3．现有两种高聚物A和B，已知A能溶于氯仿等有机溶剂，A在加热到一定温度时能熔融成黏稠的液体；B不溶于任何溶剂，加热时也不会变软或熔融。

则下列叙述中不正确的是（　　）

A．高聚物A可能具有弹性，而高聚物B可能没有弹性

B．高聚物A一定是线型高分子材料

C．高聚物A一定是网状高分子材料

D．高聚物B一定是网状高分子材料

C　[能溶于有机溶剂的高聚物一定是线型高分子材料，网状高分子材料不溶于任何有机溶剂。

]

[教师用书独具]

下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成网状结构的是（　　）

A．①②　　　　B．③④

C．①④D．②③

D　[有机高分子材料中，若含有易反应的官能团，在一定条件下使官能团发生反应，如羟基缩合，双键交联等，其线型结构就能变成体型（网状）结构。

]

4．橡胶属于重要的工业原料，它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差，为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需进行硫化处理，即将橡胶原料与硫黄在一定条件下反应。

橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。

下列橡胶制品中，加工时硫化程度最高的是（　　）

A．橡皮筋B．汽车外胎

C．普通气球D．医用乳胶手套

B　[根据题目信息可知，硫化程度较高的橡胶强度大，弹性差，选项中汽车外胎强度最大，弹性最差。

]

5．下列物质不属于功能高分子材料的是（　　）

A．导电高分子材料B．离子交换树脂

C．高吸水性树脂D．酚醛树脂

D　[常用功能高分子材料有高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子、导电高分子、医用高分子、高分子分离膜、高分子催化剂和试剂等。

所以D项符合题意。

]

[教师用书独具]

1．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

B　[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。

]

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．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

B　[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。

]

3．卤代烃分子里的卤素原子与活泼金属或其阳离子结合，发生下列反应（X表示卤素原子）：

R—X＋2Na＋X—R′

R—R′＋2NaX

R—X＋NaCN

R—CN＋NaX

根据下列各物质的转化关系填空：

（1）E的结构简式是______________________________________________。

（2）B―→D的化学方程式是_______________________________________

_____________________________________________________________。

（3）C―→F的化学方程式是_______________________________________

______________________________________________________________。

【解析】　根据C2H3Cl可发生加聚反应知C2H3Cl分子中一定存在碳碳双键，故C2H3Cl的结构简式为CH2===CHCl，再根据题给信息和C2H3Cl的结构简式，可推导出B应为CH2===CH—CN，C为CH2===CH—CH===CH2。

【答案】　

（1）

（2）nCH2===CH—CN

（3）nCH2===CH—CH===CH2

CH2—CH===CH—CH2

6．化合物C和E都是医用功能高分子材料，且有相同的元素百分组成，均可由化合物A（C4H8O3）制得，如图所示，B和D互为同分异构体。

（1）试写出化学方程式：

A→D__________________________________________________________；

B→C__________________________________________________________。

（2）反应类型：

A→B________________；

B→C________________；

A→E________________。

（3）E的结构简式：

________________________________________________。

（4）A的同分异构体（同类别且有支链）的结构简式：

____________________

______________________________________________________________。

【解析】　由题目给定条件“A分子式为C4H8O3，具有酸性”知A分子中应有一个—COOH，且除“

”外再无双键。

又A可以发生消去反应生成B，也可以脱去一分子H2O形成五元环状化合物D，则A的结构简式为

。

【答案】　

（1）

（2）消去反应　加聚反应　缩聚反应

[教师用书独具]

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≡CH

A

B

C

碳纤维

用化学方程式表示以下过程：

①CH≡CH与HCN反应：

_________________________________________

_______________________________________________________________；

②A―→B：

_____________________________________________________。

【解析】　碳纤维材料是一种重要的新型复合材料，题目已给出这种碳纤维是将聚丙烯腈经高温处理而得，聚丙烯腈的结构为

，注意到题给出的碳纤维的结构，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在催化剂的作用下脱氢，

在C中环状结构的—CH2—与

上各脱去一个氢原子而形成

结构，从而形成碳纤维。

显然，在—CH2—上脱去一个氢原子后，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。

【答案】　

（1）C、H、N　3∶1∶1

（2）①CH≡CH＋HCN

CH2===CH—CN

②nCH2===CN—CN

[能力提升练]

7．生物降解塑料是在微生物的作用下降解生成二氧化碳和水，从而消除废弃塑料对环境的污染，PHB塑料就属于这种塑料，其结构简式为

。

下面关于PHB说法正确的是（　　）

A．PHB有固定的熔、沸点

B．PHB的降解过程不需要氧气参加反应

C．合成PHB的单体是CH3CH2CH（OH）COOH

D．通过加聚反应可制得PHB

C　[高聚物的n值不同，是混合物，没有固定的熔、沸点，A错；由题目知，该高聚物降解生成CO2和H2O，从高聚物的组成知需要氧气参加反应，B错；该高聚物是通过缩聚反应生成的，其单体为CH3CH2CH（OH）COOH，D错，C正确。

]

[教师用书独具]

1．某软质隐形眼镜材料为如图所示的聚合物，下列有关说法错误的是（　　）

A．生成该聚合物的反应属于加聚反应

B．该聚合物的单体是丙酸乙酯

C．聚合物分子中存在大量的—OH，所以具有较好的亲水性

D．该聚合物的结构简式为

B　[由该高聚物的部分结构单元可知链节为

，则单体为

，命名为甲基丙烯酸乙二醇酯。

]

2．波音787客机具有省油、舒适的特点，它还是首款使用碳纤维复合材料超过50%的客机，开创了在航空领域复合材料大范围代替传统金属的新时代。

下面所示的某聚酰胺树脂是波音飞机材料中的一种，具有较好的耐热性、耐水性。

则下列说法正确的是（　　）

A．碳纤维复合材料中，碳纤维是增强材料，该树脂是基体材料

B．复合材料是未来材料发展的趋势，因此应该停止对金属材料的研究

C．该树脂中所有原子共平面

D．该树脂可以由单体

和

通过加聚反应得到

A　[B项，复合材料不是唯一的发展方向，不应停止对金属材料的研究；C项，该物质结构中有饱和氮原子，与其相连的其他三个原子形成的是空间三角锥形，所有原子不可能共平面；D项，该树脂是缩聚产物，反应中有小分子水生成。

]

8．某吸水材料与聚酯纤维都是重要化工原料。

合成路线如图：

已知：

①A由C、H、O三种元素组成，相对分子质量为32。

②RCOOR′＋R″OH

RCOOR″＋R′OH（R、R′、R″代表烃基）

（1）A的结构简式是_______________________________________________。

（2）B中的官能团名称是___________________________________________。

（3）D―→E的反应类型是__________________________________________。

（4）①乙酸与化合物M反应的化学方程式是__________________________

______________________________________________________________。

②G―→聚酯纤维的化学方程式是__________________________________

______________________________________________________________。

（5）E的名称是__________________________________________________。

（6）G的同分异构体有多种，满足下列条件的共有________种。

①苯环上只有两个取代基

②1mol该物质能与足量的NaHCO3溶液反应生成2molCO2气体

【解析】　

（1）由A的相对分子质量和组成可判断A为CH3OH。

也可由F到G的转化关系，可判断F与A发生酯化反应得到G，根据G的结构特点可推出A为甲醇CH3OH。

（2）由C的水解产物可推出C的结构，由此逆推出B的结构简式为CH3COOCH===CH2，B中含有碳碳双键和酯基。

（3）根据问题

（1）的判断结果（A为CH3OH）可推出D为CH3Br，结合G的结构，可判断D到E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。

（4）①比较CH3COOH和CH3COOCH===CH2结构可得出，该反应为乙酸与乙炔发生加成反应得到CH3COOCH===CH2。

②G为对苯二甲酸二甲酯，根据信息②可知，乙二醇与酯进行交换，可彼此连接得到高聚物。

（5）苯环通常用邻、间、对编位，也可用数值编位。

（6）G除苯环外，侧链共有4个碳原子，可构成含有两个羧基的支链组合为：

—COOH、—CH2CH2COOH；—COOH、—CH（CH3）COOH；—CH3、—CH（COOH）2；两个—CH2COOH；共4种组成，每种组合具有邻、间、对三种异构体，故共有12种异构体。

【答案】　

（1）CH3OH　

（2）酯基、碳碳双键　（3）取代反应

（4）①CH3COOH＋CH≡CH―→CH3COOCH===CH2

（5）对二甲苯（或1,4二甲苯）　（6）12