2020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同步练习新人教版选修5

2020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同步练习新人教版选修5

第三节　功能高分子材料 ‎[明确学习目标]　1.了解新型高分子材料的结构和主要功能。2.认识新型功能高分子材料在日常生活、工农业生产、科学研究等方面的重要作用。‎ ‎ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1.功能高分子材料 ‎(1)含义 既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的新型功能高分子材料。‎ ‎(2)分类 ‎①具有新型骨架结构的高分子材料。‎ ‎②在合成高分子的主链或支链上引入某种功能原子团，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。‎ ‎(3)合成路径 ‎①由带功能基的单体合成。‎ ‎②先合成高分子主链，再在主链上引入功能基。‎ ‎2.高吸水性树脂 ‎3.复合材料 ‎(1)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。其中一种材料作为基体，其他材料作为增强材料。高分子、金属、陶瓷等都可作为基体，目前发展最快的是碳纤维作增强剂。‎ ‎(2)性能 ‎ 具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，弥补了单一材料在性能上的缺陷。‎ 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。两者的目的相同吗？‎ - 5 -‎ 提示：橡胶工业中将线型结构连接为网状结构是为了增加橡胶的强度；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。因此二者做成网状结构的目的并不同。‎ 新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的区别与联系 ‎1)新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别，它们只是相对而言。‎ ‎①从组成元素看，都是由C、H、O、N、S等元素组成；‎ ‎②从合成反应看，都是由单体经加聚或缩聚反应形成；‎ ‎③从结构看，也都是分两种结构：线型结构和体型结构。‎ ‎(2)它们的重要区别在于功能与性能上，与传统材料相比，新型有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。‎ ‎[即时练]‎ ‎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．全部 答案　D 解析　既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料，属于功能高分子材料，所以选D。‎ ‎2.开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是(　　)‎ A.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 B.C60属于原子晶体，用于制造纳米材料 C.纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 D.单晶硅常用于制造光导纤维 答案　A 解析　C60为分子晶体；纤维素乙酸酯属于人工合成材料；光导纤维的主要成分是SiO2。‎ 方法规律 功能高分子材料和复合材料的比较 功能高分子材料 复合材料 概念 既有传统高分子的机械性能，又有一些特殊性能的高分子材料 两种或两种以上材料组合成的一种新型的材料。含有基体和增强剂两种材料 性能 高分子分离膜能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。医用高分子材料具有优异的生物相容性能、很高的机械性能 强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀 用途 高分子分离膜用于生活污水、工业废液的处理、海水淡化、食品工业。医用高分子材料可制成人造器官 用作宇航材料，用于汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等领域 - 5 -‎ 发展 趋势 对重要的通用的有机高分子材料，不断提高使用性能，扩大应用范围。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加强，并取得了一定的进展 本课归纳总结 ‎1.功能高分子材料既具有传统高分子材料的机械性能，又具有某些特殊功能，原因是在高分子的主链或支链上引入了某种功能原子团。‎ ‎2.复合材料是由两种或两种以上材料组合在一起而形成的新型高分子材料，其中一种材料作基体，另一种材料作增强体，一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能。‎ ‎1.下列材料中，属于功能高分子材料的是(　　)‎ ‎①高分子分离膜　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.仅①③⑤⑥ B．仅②③⑤⑥‎ C.仅②③④⑤ D．①②③④⑤⑥‎ 答案　D ‎ 解析　常用功能高分子材料包括高分子分离膜、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。‎ ‎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 答案　D ‎ 解析　医用高分子材料一般具有优异的生物兼容性，较少受到排斥，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。‎ ‎3.下列物质属于复合材料的是(　　)‎ A.聚氯乙烯 B．高分子分离膜 C.玻璃钢 D．有机玻璃 答案　C ‎ 解析　选项B为功能高分子材料；选项A、D属于塑料。‎ ‎4.用聚乙交酯纤维材料所制成的医用缝合线比天然高分子材料(如肠线)还好。聚乙交酯纤维的化学结构简式可表示为，它是用中间有机物 聚合而成的。‎ ‎(1)聚乙交酯纤维的单体是____________________________________。‎ - 5 -‎ ‎(2)写出有关的化学反应方程式________________________________。‎ ‎(3)可用做医用的高分子材料须具备哪些性能？‎ 答案　(1)HO—CH2—COOH ‎ ‎ ‎(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。‎ 解析　本题可采用逆推法，具体推导如下：‎ ‎(1)由结构可推知单体为。既然高分子聚合物是由单体缩去小分子形成的，观察聚合物的结构可知，原单体应为羟基羧酸，所以给其链节左边的O原子上加—H，给右边上的C原子加—OH即可。‎ ‎(2)先由单体进行分子间脱水形成环酯，即中间有机物，再由中间有机物被破坏成链状进一步形成高分子化合物。‎ ‎5.已合成出透明如玻璃、坚韧如钢的聚碳酸酯，可作防弹玻璃、防暴警察的护身盾牌、宇航员头盔上的防护眼镜等。其中一种可由含活性氯原子的光气和双酚 - 5 -‎ 缩聚而成，其反应的化学方程式为________。‎ 答案　‎ - 5 -‎