高中化学第五章进入合成有机高分子化合物的时代3功能高分子材料同步检测含解析 人教版选修5 2

高中化学第五章进入合成有机高分子化合物的时代3功能高分子材料同步检测含解析 人教版选修5 2

第三节　功能高分子材料 记一记 功能高分子材料知识体系 探一探 功能高分子材料——高吸水性材料 ‎1．高吸水性材料的获得方法有哪些？‎ ‎[提示]　‎ ‎①对淀粉、纤维素等天然吸水性材料进行改性，在高分子链上接上含强亲水性原子团的支链。‎ ‎②带强亲水性的原子团化合物为单体，均聚或两种单体共聚得到亲水性的高聚物。‎ ‎2．这些方法的共同点是什么？‎ ‎[提示]　都要在反应中加入少量含两个双键的二烯化合物作为交联剂，让高聚物分子链间发生交联，得到具有网状结构的树脂。‎ ‎3．高吸水性材料的用途是什么？‎ ‎[提示]　①抗旱保水、改良土壤、改造沙漠。②尿不湿。‎ 判一判 判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)‎ ‎(1)三大支柱产业为能源、材料和信息工程。(√)‎ ‎(2)由淀粉等物质制取网状结构的淀粉是为了增强其稳定性。(×)‎ 解析：不是为了增强稳定性，是为了淀粉的性质检验。‎ ‎(3)复合材料的应用更加广泛。(√)‎ ‎(4) 可以做“尿不湿”的材料。(×)‎ - 12 -‎ 解析：不具有吸水性，不可以做“尿不湿”的材料。‎ 练一练 ‎1．下列各类材料一定属于新型材料的是(　　)‎ A．塑料 B．纤维 C．橡胶 D．生物材料 解析：塑料、纤维、橡胶是普通的合成材料，不属于新型材料。‎ 答案：D ‎2．复合材料优点是(　　)‎ ‎①强度高　②质量轻　③耐高温　④耐腐蚀 A．仅①④ B．仅②③‎ C．除③外 D．①②③④‎ 解析：复合材料的主要优点有：强度高、耐高温、耐腐蚀性，同时又具有质量轻的优点。‎ 答案：D ‎3．高吸水性材料中的功能基可能是(　　)‎ 解析：高吸水性材料中含有亲水基团，即该基团的极性越强越易溶于水，亲水能力越强。‎ 答案：D ‎4．化合物被涂在手术伤口表面，在数秒钟内发生固化(加聚)并起黏结作用以代替通常的缝合，形成一种性能优良的功能高分子材料。写出该化合物固化时的化学反应方程式 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：‎ ‎ ‎ - 12 -‎ 知识点一 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 解析：聚乙炔膜是导电高分子材料，主要用于制造电子元件。‎ 答案：D ‎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 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。‎ 答案：D ‎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(　　)‎ 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。‎ 答案：B 知识点二 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30 cm～50 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(　　)‎ - 12 -‎ A．单体的结构简式为CH2===CH—COOR B．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 解析：聚丙烯酸酯应写为，因而单体为CH2===CH—COOR；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。‎ 答案：B ‎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 解析：相对分子质量为72n，为偶数。‎ 答案：A 综合考查 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 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。‎ 答案：D ‎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 - 12 -‎ 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 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。‎ 答案：C 基础达标 ‎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(　　)‎ 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。‎ 答案：C ‎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(　　)‎ A．CH2===CH—CH2Cl B．CH2===CH—COOH C．CH3—CH(OH)—COOH D．H2N—CH2—COOH 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。‎ 答案：C ‎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 - 12 -‎ 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。‎ 答案：B ‎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 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。‎ 答案：D ‎5．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 解析：A、B、D三项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。‎ 答案：C ‎6．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 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。‎ 答案：B ‎7．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 - 12 -‎ 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。‎ 答案：D ‎8．下列物质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隐身材料　‎ ‎④液晶高分子材料　⑤光敏高分子材料　⑥智能高分子材料 A．①②⑤ B．②④⑤⑥‎ C．③④⑤ D．①②③④⑤⑥‎ 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。‎ 答案：D ‎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 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。‎ 答案：B ‎10．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 ‎________________________________________________________________________。‎ A．Cu B．Na C．I2 D．SiO2‎ 解析：(2)中加入物质应该能与聚乙炔发生反应，故只能选I2。‎ 答案：‎ ‎(1)nHC≡CHCH===CH ‎(2)C - 12 -‎ ‎11．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？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 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：‎ A→B为酯化反应，其化学方程式为 答案：‎ ‎(1)‎ ‎(2)‎ - 12 -‎ ‎(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 能力达标 ‎12.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：A―→B________，G＋H―→M________。‎ ‎(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E―→F反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：‎ ‎(1)结合对苯二甲酸的结构简式和A→B→C→D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；G＋H→M，因M是高分子化合物，结构M的结构简式知该反应为缩聚反应。‎ ‎(2)A→B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。‎ - 12 -‎ ‎(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E→F的化学方程式。‎ 答案：‎ ‎(1)取代反应　缩聚反应 ‎(2) ‎ ‎(3) ‎ ‎13．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．此高聚物不能使溴水褪色 C．此高聚物可以使高锰酸钾酸性溶液褪色 D．此高聚物水解后可得到另外一种高聚物 解析：‎ - 12 -‎ ‎(1)该物质是一种加聚产物，取一个链节为，‎ 还原回单体是，‎ 从单体的结构简式看出，该物质是一种酯，生成该酯的两种物质是CH2===CHOH和。‎ ‎(2)两种反应物生成高聚物时，发生两个反应，两种反应物先发生酯化反应，生成的酯再发生加聚反应。‎ ‎(3)此高聚物中含有酯基，含有，因此，A中反应能发生；能使溴水褪色；能使KMnO4酸性溶液褪色；水解后变成和两种物质，其中仍为高分子化合物。‎ 答案：‎ ‎(1)CH2===CHOH　‎ ‎(3)ACD - 12 -‎ - 12 -‎