2023春高中化学第5章进入合成有机高分子化合物的时代第3节功能高分子材料课后素养演练新人教版选修5

PAGE功能高分子材料基础巩固一、选择题1．以下材料属于新型高分子材料的是eq\x(导学号46302827)(B)A．合成橡胶__ B．高分子别离膜C．黏合剂 D．涂料解析：合成橡胶、黏合剂、涂料等属于传统高分子材料。2．以下有关新型高分子材料应用的说法不正确的选项是eq\x(导学号46302828)(C)A．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、物质制取与回收等方面B．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C．新型的聚乙烯醇是高吸水性高分子，具有与水生成易挥发物质的特性，所以称为“尿不湿〞D．新材料研究正向智能化、高功能的方向开展解析：“尿不湿〞的主要成分为高吸水性树脂，其特点是既能吸水，又能保水，与水不生成易挥发物。3．以下说法中错误的选项是eq\x(导学号46302829)(B)A．玻璃钢是以玻璃纤维为增强材料、合成树脂为基体的复合材料B．飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料C．制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中参加了碳纤维作增强材料D．航天飞机机身使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的解析：飞机机身的复合材料大多是以纤维为增强材料，金属为基体的复合材料，B项中将基体与增强材料颠倒了。4．(2022·绵阳高二检测)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eq\x(导学号46302830)(C)A．聚乙烯 B．聚氯乙烯C． D．5．(2022·荆州高二检测)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eq\x(导学号46302831)(B)A．复合材料的使用可以使导弹能经受超高温的变化B．复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C．复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的变化D．复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化6．(2022·淮南高二检测)宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上10千克重的舱内航天服，“神七〞宇航员所穿舱内航天服是由我国科学家近年来研制的新型“连续纤维增韧〞航空材料做成，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的，以下相关表达错误的选项是eq\x(导学号46302832)(B)A．它耐高温、抗氧化B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆C．它没有固定熔点D．它是一种新型无机非金属材料二、非选择题7．感光性高分子又称为“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为广泛的新型高分子材料，其结构简式为eq\x(导学号46302833)试答复以下问题：(1)在一定条件下，该高聚物可以发生的反响有__①②⑤__(填编号)。①加成反响②水解反响③消去反响④酯化反响⑤卤代反响(2)该高聚物在催化剂的作用下，水解后得到的相对分子质量较小的产物为A，那么：①A的分子式是__C9H8O2__；②A在一定条件下与乙醇发生反响的化学方程式为＋C2H5OHeq\o(→,\s\up9(一定条件))＋H2O；③A的同分异构体有多种，其中含有苯环、—COO—和C=C，且苯环上有两个对位取代基的同分异构体的结构简式为。解析：根据高聚物的结构中所含有的官能团确定其可发生反响的类型以及所得产物的结构简式。由于高聚物中含有碳碳双键，可以发生加成；含有苯基，可以发生卤代反响；含有酯基，所以可以发生水解反响，水解后得到和；所以A为，与乙醇可以发生酯化反响。根据题目所给限制条件，易写出A的同分异构体的结构简式为。8．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，这种碳纤维的结构可表示为：eq\x(导学号46302834)(1)构成这种碳纤维的元素是__C、H、N__，其原子个数比为__3：1：1__。(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≡CHeq\o(→,\s\up9(HCN))A→高聚物Beq\o(→,\s\up9(高温处理))Ceq\o(→,\s\up9(脱氢))碳纤维用化学方程式表示以下过程：①CH≡CH与HCN反响__CH≡CH＋HCNeq\o(→,\s\up9(催化剂))CH2=CH—CN；②A→B__nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up9(催化剂))。解析：碳纤维材料是一种重要的新型复合材料，题目已经给出这种碳纤维是将聚丙烯腈经高温处理而得，聚丙烯腈的结构为，注意到题中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此题的关键一步，根据生产流程所示，聚丙烯腈经两步反响获得碳纤维，第一步高温处理，应是在上述结构的根底上将氰基—C≡N中的叁键翻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，所以这种碳纤维由C、H、N三种元素构成，考查其中的一个根本结构单元可看出C、H、N三种原子的个数比应为3：1：1。9．有机黏合剂是生产和生活中的一类重要的材料。黏合过程一般是液态的小分子黏合剂经化学反响转化为大分子或高分子而固化。eq\x(导学号46302835)(1)“502胶〞是一种快干胶，其主要成为α­氰基丙烯酸乙酯。在空气中微量水催化下发生加聚反响，迅速固化而将物体粘牢。请写出“502胶〞发生黏合作用的化学方程式：；(2)厌氧胶也是一种黏合剂，在空气中稳定，但在隔绝空气(缺氧)时，分子中双键断开发生聚合而固化。工业上用丙烯酸和某种物质在一定条件下反响可制得这种黏合剂。这一制取过程的化学方程式为__2CH2=CHCOOH＋HOCH2CH2OHeq\o(→,\s\up9(浓硫酸),\s\do9(△))2H2O＋CH2=CHCOOCH2CH2OOCCH=CH2；(3)醇醛反响2CH3OH＋HCHO→CH3OCH2OCH3＋H2O可以发生。聚乙烯醇可用作普通胶水，它的羟基可全部与正丁醛缩合脱水，得到含六原子环的强力黏合剂聚乙烯缩丁醛。请写出制取聚乙烯缩丁醛的化学方程式：CH3CH2CH2CHO＋→。素能拓展一、选择题1．神舟七号的返回舱外形看起来像一口大钟，大约3吨多重，是世界上现有的最大的返回舱。为了防止飞船与大气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外表，这种材料应该具有的性质是eq\x(导学号46302836)(C)A．良好的导电性B．密度较大，以增大飞船的惯性C．轻质防热，可承受上千摄氏度的高温D．质地柔软，以利于飞船的变形2．我国科学家不久前成功合成了3mm长的管状定向碳纳米管，长度居世界之首，这种碳纤维具有强度高、硬度(抵抗变形能力)大、密度小(只有钢的1/4)、熔点高、化学稳定性好等特点，因而被称为“超级纤维〞。对碳纤维的以下说法中不正确的选项是eq\x(导学号46302837)(C)A．它是制造飞机的理想材料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3．在高科技工业中，有的高分子材料能用在各种能量的转换上，如传感膜能够把化学能转化为电能，热电膜能够把热能转化成电能，这种高分子材料是eq\x(导学号46302838)(A)A．高分子膜 B．医用高分子材料C．生物高分子材料 D．液晶高分子材料4．高分子别离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质别离，以下应用不属于高分子别离膜的应用范围的是eq\x(导学号46302839)(B)A．别离工业废水，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5．“信息〞、“材料〞和“能源〞被称为新科技革命的三大支柱。以下有关资讯错误的选项是eq\x(导学号46302840)(D)A．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源B．目前中美日等国掌握的陶瓷发动机技术，大大提高了发动机的能量转化效率C．2013年6月11日发射成功的“神舟十号〞，使用了大量的复合材料D．合成高分子材料的广泛应用是“有百利而无一害〞的6．高分子材料开展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化，以下材料不属于功能高分子材料的是eq\x(导学号46302841)(B)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。7．(2022·天津重点中学联考)某高分子化合物R的结构简式为以下有关R的说法正确的选项是eq\x(导学号46302842)(C)A．R的一种单体分子式可能为C9H10O2B．R完全水解后生成物均为小分子有机物C．可以通过加聚反响和缩聚反响合成RD．碱性条件下，1molR完全水解消耗NaOH的物质的量为2mol解析：此题考查有机化合物的性质，考查考生对有机化合物中官能团性质的掌握情况。难度中等。A项，根据R的结构可推断出其单体的结构简式及分子式分别为、HOCH2CH2OH(C2H6O2)、；B项，R发生水解反响的产物为两种高聚物和乙二醇；C项，通过R的结构可知左边的片段是由碳碳双键发生加聚，右边的片段通过缩聚形成酯基；D项，R为聚合物，1molR含有的酯基数大于2mol。二、非选择题8．(2022·全国卷Ⅲ)端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反响，称为Glaser反响。eq\x(导学号46302843)2R—C≡C—Heq\o(→,\s\up9(催化剂))R—C≡C—C≡C—R＋H2该反响在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值。下面是利用Glaser反响制备化合物E的一种合成路线：答复以下问题：(1)B的结构简式为，D的化学名称为__苯乙炔__。(2)①和③的反响类型分别为__取代反响__、__消去反响__。(3)E的结构简式为。用1molE合成1,4­二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气_4__mol。(4)化合物也可发生Glaser偶联反响生成聚合物，该聚合反响的化学方程式为(5)芳香化合物F是C的同分异构体，其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3∶1，写出其中3种的结构简式(任意三种)。(6)写出用2­苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线eq\o(→,\s\up9(浓硫酸),\s\do9(△))eq\o(→,\s\up9(Br2/CCl4),\s\do9())eq\o(→,\s\up9(1NaNH2),\s\do9(2H2O))。解析：(1)根据C的结构可知反响②为氯代反响，那么B为，因为A＋CH3CH2Cl→B，可知A中含有6个碳原子而且含有苯环，那么A是苯。的化学名称为苯乙炔。(2)反响①的化学方程式为＋CH3CH2Cleq\o(→,\s\up9(AlCl3))＋HCl，该反响是取代反响。反响③中碳碳单键变成碳碳叁键，发生了消去反响。(3)根据题中信息：2R—C≡C—Heq\o(→,\s\up9(催化剂))R—C≡C—C≡C—R＋H2，那么。1,4­二苯基丁烷的结构简式为，E中2个碳碳叁键都变成碳碳单键，1个碳碳叁键和2个氢气分子加成，那么用1molE合成1,4­二苯基丁烷，理论上需要消耗氢气4mol。(4)根据题目信息可知发生Glaser偶联反响生成聚合物的原理是链端去掉氢原子形成氢气，将碳链连接起来即得高聚物，化学方程式为(5)芳香化合物F是C的同分异构体，可以将侧链拆成2个氯原子和2个—CH3，符合其分子中只有两种不同化学环境的氢，数目比为3∶1的结构简式为(6)2­苯基乙醇的结构简式为，化合物D的结构简式为。根据信息及醇的性质可用逆合成法分析合成路线：9．(2022·北京)功能高分子P的合成路线如下：eq\x(导学号46302844)(1)A的分子式是C7H8，其结构简式是。(2)试剂a是________浓硝酸、浓硫酸__。(3)反响③的化学方程式：＋NaOHeq\o(→,\s\up9(H2O),\s\do9(△))＋NaCl。(4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能团：________碳碳双键、酯基__。(5)反响④的反响类型是________加聚反响__。(6)反响⑤的化学方程式：。(7)：2CH3CHOeq\o(→,\s\up9(OH－))。以乙烯为起始原料，选用必要的无机试剂合成E，写出合成路线(用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反响条件)。解析：由A的分子式知其不饱和度是4，其中应含苯环，应是甲苯，高分子P中含苯环局部结构应来自A。考虑到F酸性水解得到G和乙醇，因此G为羧酸，D为对硝基苯甲醇。考虑到B→C是卤代反响，因此C→D是卤代烃水解得醇，由此知A→B为硝化反响，B为对硝基