高中化學第五章第三節(jié)功能高分子材料

1、第三節(jié)功能高分子材料學習目標定位1.知道功能高分子材料的分類，能舉例說明其在生產、 生活中的應用。2.知道復合材料的組成特點，能舉例說明常見復合材料的應用。知識回顧區(qū)1.耐綸是一種重要的合成纖維，用它可制取具有光澤、耐拉和耐化學腐蝕的人造絲和人造毛，下面是高聚物耐綸分子中的重要結構單元片段NHNHC(CH2)4C,請據此回答：(1)合成耐綸的單體有 2_種；(2)具有堿性的單體的結構簡式為 HbN(CH)6NH;(3)合成耐綸的反應稱為縮聚反應。2.三大合成材料是指塑料、合成纖維、合成橡膠，下列物質分屬哪類材料,寫出其單體結構簡式。 HOEC-COCH2CH2O1H 合成纖維,COOH JKX

2、I12CH2OH.基口門學善買重點互動瘠究學習探究區(qū)探究點一功能高分子材料.功能高分子材料及分類功能高分子材料：指既有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，也有某些特殊功能的高分子材料。部分功能高分子的品種和分類如下：高吸水性樹脂 一高分子膜 一高分子吸附劑高子交換樹脂匚乜戶交換樹脂仿生高分子 一生物醫(yī)藥高分子 用高分子 I高分子藥物功能高分子T換型高分子微生物降解高分子一高分子催化劑與試劑超導高分子 導電高分十高分子導體分子半導體 光導電高分子 光敏高分子光致變色高分子 1感光樹腑.新型功能高分子材料新型功能高分子材料包括具有新型骨架結構的高分子材料,還包括在合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能原子團，

3、使其顯示出在光、電、磁、聲、熱、化學、生物、醫(yī)學等方面的 特殊功能。.高吸水性樹脂的合成方法(1)對運 纖維素等天然吸水材料進行改性,在它們的高分子鏈上再接上含強親水性原子團的支鏈，以提高它們的吸水能力。 例如，將淀粉與丙烯酸鈉在引發(fā)劑作用下共聚，生成以 淀粉為主鏈的接枝共聚物， 同時與交聯(lián)劑反應，生成具有網狀結構的淀粉聚丙烯酸鈉接 枝共聚物高吸水性樹脂。(2)以帶有強親水性原子團的化合物,如丙烯酸CH=CHP COO等為單體，均聚或兩種單體共聚得到親水性高聚物。例如，丙烯酸單體用NaO葉和得到丙烯酸鈉，加入少量交聯(lián)劑，再在引發(fā)劑作用下發(fā)生聚合，得到具有網狀結構的聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。這兩種

4、方法有一個共同點， 要在反應中加入少量含兩個雙鍵的二烯化合物作為交聯(lián)劑, 讓線 型結構變?yōu)榫W狀結構。歸納總結新型有機高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料的區(qū)別與聯(lián)系新型有機高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料在本質上并沒有區(qū)別，它們只是相對而言。從組成元素看，都是由 C H、。N S等元素組成；從合成反應看，都是由單體經加聚或縮聚反 應形成；從結構看，也就是分兩種結構：線型結構、體型結構。它們的重要區(qū)別在于功能與 性能上,與傳統(tǒng)材料相比，新型有機高分子材料的性能更優(yōu)異，往往具備傳統(tǒng)材料所沒有的特殊性能,可用于許多特殊領域。活學活用.高分子材料發(fā)展的主要趨勢是高性能化、功能化、復合化、精細化和智能化，下列材

5、料不屬于功能高分子材料的是 ()A.用于生產光盤等產品的光敏高分子材料B.用于制造CPU芯片的良好半導體材料單晶硅C.能用于生產“尿不濕”的高吸水性樹脂D.能導電的摻雜聚乙快答案 B解析 B項中半導體材料單晶硅，屬于傳統(tǒng)的無機非金屬材料。A項中光敏高分子材料、 C項中高吸水性樹脂、D項中導電高分子材料均屬于功能高分子材料。.功能高分子是一類以基本合成材料為原料、在其中添加一些特殊的物質或經過特殊的處理后具有特殊功能的高分子材料。下列物質中不屬于功能高分子的是()A.高分子分離膜B.隱形眼鏡C.人造絲D.人造骨骼答案 C解析人造絲為合成高分子化合物，屬于傳統(tǒng)合成材料。高分子分離膜、隱形眼鏡以及人

6、造 骨骼均為功能高分子材料。探究點二復合材料及有機高分子材料的發(fā)展趨勢.復合材料：是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。另外一種材料作為增強體，如玻璃纖維、碳纖維等。.復合材料的性能：具有強度高、質量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能,在綜合性能上超過了單一材料。如復合材料一一玻璃鋼產品。.有機高分子材料的發(fā)展趨勢(1)對重要的通用有機高分子材料繼續(xù)進行改進和推廣，使它們的性能不斷提高，應用范圍不斷擴大。如新型導電和電磁屏蔽材料。(2)與人類自身密切相關、具有特殊功能材料的研究也在不斷加強，并且取得了一定的進展。如仿生高分子材料、高分子智能材料等。

7、歸納總結功能高分子材料與復合材料的區(qū)別材料名稱功能高分子材料復合材料概念既具有傳統(tǒng)高分子材料的機 械性能，又具后杲些特殊功能 的高分子材料兩種或兩種以上材料組成的新型材料，分為基體和增強劑性能不同的功能高分子材料，具有/、同的特征性質一般具有強度高、質量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能應用用于制作高分子分離膜、人體器官等用于汽車工業(yè)、機械工業(yè)、體 育用品、航空航天、人類健康等活學活用.下列說法中錯誤的是（）A.玻璃鋼是以玻璃纖維為增強材料、合成樹脂為基體的復合材料B.飛機機身的復合材料大多是以金屬為增強材料、纖維為基體的復合材料C.制造網球拍用的復合材料是在合成樹脂的基體中加入了碳纖維作增強體 D

8、.航天飛機機身使用的隔熱陶瓷瓦是由纖維和陶瓷復合而成的材料制成的答案 B解析 飛機機身的復合材料大多是以纖維為增強材料，金屬為基體的復合材料，B項中將基體與增強體顛倒了。.神舟八號的返回艙外形看起來像一口大鐘，大約3噸多重，是世界上現(xiàn)有的最大的返回艙。為了防止飛船與大氣層摩擦產生高溫而燃燒，應該選擇某種特殊材料覆蓋在飛船表面， 這種材料應該具有的性質是 （）A.良好的導電性B.密度較大，以增大飛船的慣性C.輕質防熱，可承受上千攝氏度的高溫D.質地柔軟，以利于飛船的變形答案 C解析為了防止飛船在升空和著陸時因摩擦產生高溫而燃燒，覆蓋在飛船表面的物質應該具 有隔熱的特點，能耐高溫，另外還應質輕，以

9、減小飛船升空時的能量損耗。9學習小結功能高分子用途復合材料新型有機高 n材料 分子材料一.某教科書插圖中描繪的是一只小貓若無其事地站在烈火烘烤的高分子材料上面，則推測該高分子材料一定具有良好的 （）A.絕熱性B.導電性C.絕緣性D.導熱性答案 A.下列材料中高分子膜生物高分子材料隱身材料 液晶高分子材料光敏高分子材料智能高分子材料。屬于功能高分子材料的是（）A.只有B.只有C.只有D.答案 D解析既有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，又有某些特殊功能的高分子材料屬于功能高分子材料，所以本題應該選 D.下列說法中，不正確的是 （）A.探求某種新型高分子材料，需要研究分子結構與功能之間的關系B.新科技革命

10、的三大支柱產業(yè)為能源、信息工程和材料C.帶有強親水性原子團的化合物共聚可以得到強親水性高聚物D.具有網狀結構的高聚物具有強吸水性答案 D解析 具有強親水性的原子團作支鏈，同時與交聯(lián)劑反應，生成具有網狀結構的聚合物才具有強吸水性。4.高分子分離膜可以讓某些物質有選擇地通過而將物質分離，下列應用不屬于高分子分離膜的應用范圍的是（）A.分離工業(yè)廢水，回收廢液中的有用成分B.食品工業(yè)中，濃縮天然果汁、乳制品加工和釀酒C.將化學能轉換成電能，將熱能轉換成電能D.海水淡化答案 C解析高分子分離膜的特點是能夠讓某些物質有選擇地通過，而把另外的物質分離掉。應用范圍：生活污水、工業(yè)廢水等廢水處理及回收廢液中的有

11、用成分；海水和苦咸水的淡化；濃縮天然果汁、乳制品加工、釀酒等。.下列材料屬于新型有機高分子材料的是（）A.合成橡膠B.高分子分離膜C.黏合劑D.涂料答案 B解析 合成橡膠、黏合劑、涂料是傳統(tǒng)高分子材料。.碳纖維強化塑料是一種新型的高強度復合材料，其強度比鋼鐵材料大，而密度比鋁小。制取碳纖維材料的一種方法是將聚丙烯睛纖維在稀有氣體氛圍中進行高溫處理而獲得，這種碳纖維的結構可表示如下：(1)構成這種碳纖維的元素是 ，其原子個數(shù)比為。(2)這種碳纖維能否導電？請說明理由： 答案(1)C、H、N 3 ： 1 ： 1(2)能導電，因為碳纖維中的氮原子還有未成鍵的電子，在外加電壓作用下，可定向移動而 導電

12、解析40分鐘課時作業(yè)基礎過關一、功能高分子材料的性能.下列有關功能高分子材料用途的敘述中，不正確的是()A.高吸水性樹脂可用于干旱地區(qū)抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B.離子交換樹脂主要用于分離和提純物質C.醫(yī)用高分子材料可用于制造醫(yī)用器械和人造器官D.聚乙快膜可用于分離工業(yè)廢水和海水淡化答案 D解析聚乙快膜屬于導電高分子材料，主要用于制造電子元件。.在某些塑料(如聚乙快等)中加入強氧化劑或還原劑后，它們的導電性能大大提高，因為 這些塑料具有金屬的一般特性，所以人們稱之為“人造金屬”，下列對“人造金屬”的說法正確的是（）A. “人造金屬”和普通金屬的制取方法不同，但原料相同B.強氧化劑或還原劑是制

13、取“人造金屬”的重要材料“人造金屬”能夠導電傳熱，所以有金屬光澤“人造金屬”具有金屬的一般特性，所以它們屬于金屬答案 B解析 “人造金屬”與普通金屬的制取方法和原料均不相同。此外，“人造金屬”盡管有金屬的一般特性，但它屬于高分子化合物中的塑料。二、功能高分子材料的結構.嬰兒用的一次性紙尿片中有一層能吸水、保水的物質。下列高分子有可能被采用的是 （）A. ECH2CH+B. CHlCH+FCOONac.包cigcci?玉d. ch2ch9h-I（）（）CCH3答案 B解析 紙尿片應該具有吸水性和保水性，因此，必須含有強親水性原子團，B中分子中的一COON嫄子團符合要求。.諾貝爾獎獲得者美國物理學

14、家A.J.Heeger和化學家 A.G.MacDiarmid 和日本化學家Shirakawa的研究方向是高分子導電聚合物，典型的代表物是聚乙快，在聚乙快中由于具有 碳碳雙鍵和碳碳單鍵交替出現(xiàn)的特殊結構，使電子的流動性很大。（1）寫出生成聚乙快的化學方程式： 。（2）當向聚乙快中加入某種單質時，在聚乙快材料中會出現(xiàn)“空穴”，并會像半導體一樣在電場作用下導電，所加物質應是 （填字母序號）。A. CuB. NaC. 12D. SiO2答案一審呆件iiCH=CH FCH-CH3(2)C解析 （1）聚乙快中具有交替出現(xiàn)的結構，乙快在加聚時應斷中的1個鍵。（2）題中因加入單質出現(xiàn)“空穴”，像半導體一樣在電

15、場c=c作用下能夠導電，暗示加入物質可與/發(fā)生加成反應造成雙鍵的空穴。Cu、Na為金屬，SiO2為化合物均不會與其發(fā)生加成反應。三、復合材料.下列關于復合材料的說法正確的是（）A.將不同性質的材料經簡單混合便得到復合材料B.合金就是復合材料C.復合材料中的各部分作用相同D.復合材料是兩種或兩種以上不同性質的材料經特殊加工而制成的答案 D解析 復合材料是兩種或兩種以上不同性質的材料經特殊加工而制成的，不同于一般混合物和合金，它不是簡單的混合。復合材料各部分作用是不同的，基體起連接作用，增強材料起骨架作用。.新型有機高分子材料在日常生活、工農業(yè)生產和尖端科技領域中發(fā)揮著越來越重要的作用。下列有關高

16、分子材料的敘述中不正確的是（）A.在通用高分子材料基礎上改進的導電塑料屬于新型高分子材料B.利用高分子分離膜可以進行海水淡化或污水凈化C.導彈技術中利用復合材料的耐腐蝕性能提高導彈的射程D.醫(yī)用高分子材料的發(fā)展可以使人類能夠制造各種人工器官答案 C解析 根據物理學知識，導彈的射程與其本身的質量有關，因此提高導彈的射程是利用復合材料質量輕的性質。.聚乙快導電聚合物的合成使高分子材料進入“合成金屬”和塑料電子學時代，當聚乙快 分子帶上藥物、氨基酸、糖基等分子片后，就具有一定的生物活性。以下是我國化學家近年 來合成的一些聚乙快衍生物分子的結構簡式：（Me指甲基）AB下列關于上述高分子的說法不正確的是

17、（）A和B均能在一定條件下水解，且水解形成相同的高分子G6H180A中藥物小分子竣酸的分子式為B中氨基酸是一種a -氨基酸A和B各1 mol與熱堿液反應，均最多消耗 2n mol NaOH答案 B解析 高分子A中含有酯基官能團，高分子B中含有肽鍵和竣基，在酸性條件下水解后生成 啰相同的高分子,在堿性條件下水解生成其對應的鹽， 同時選項D也正確。對于選項B,Me高分子A水解后得三種產物，分別是有機高分子、乙二醇和一種芳香竣酸(CH3)2CHCHCOOH其分子式應為C14H4Q；c中氨基酸的結構簡式表示為NH?，屬于a-氨基酸。8.有一種廣泛用于汽車、 家電產品上的高分子涂料， 是按下列流程圖生產

18、的。 圖中M(GHO) 和A都可以發(fā)生銀鏡反應。 N和M的分子中碳原子數(shù)目相等， A的煌基上一氯取代位置有三種。內由分下涂料試寫出：(1)物質的結構簡式：A, M o物質A的同類別的同分異構體為 (2)反應類型：X, Y。(3)寫出下列反應的化學方程式：N+ B D: ;D高分子涂料： 。答案 (1)CH3CHCHCHO ch=chchoCH3CHCHOch3(2)加成反應 加聚反應(3)CH2=CH- COOH CHCHCHCHOH；CH=CH- COOC2CHCHCH+H2O催化劑nCH=CH- COOGCHCHCH -ECH2CHiCOOCH2cH2cH2cH3能力提升9.食品安全關系國

19、計民生，影響食品安全的因素很多。下面是以食品為主題的相關問題， 請根據要求回答。CII-Ec-CHp%I聚偏二氯乙烯（ CI）具有超強阻隔性能，可作為保鮮食品的包裝材料。它是由（寫結構簡式）單體發(fā)生加聚反應生成的。 若以乙快為原料，通過加成反應生成1,1,2-三氯乙烷，再和氫氧化鈉醇溶液反應可合成這種單體，則在上述加成反應中宜選擇的加成試劑是 （填字母）。A. HClB. Cl2C. HClOD. NaCl答案 CCl2=CH AB10.聚甲基丙烯酸羥乙酯的結構簡式為ch3-EC-COOCH2cH20H它是制作軟質隱形眼鏡的材料。（1）寫出下列有關反應的化學方程式:由甲基丙烯酸羥乙酯制備聚甲基

20、丙烯酸羥乙酯 ；由甲基丙烯酸制備甲基丙烯酸羥乙酯 由乙烯制備乙二醇 。（2）請從它的結構上分析其作為隱形眼鏡的材料的原因： 答案(1) nCH=C(CH)COOCiCHOHch33 i-cHaCCXKH.CIhOH催化劑CH=C(CH)COOHF HOC2CH2OH CH=C(CH)COOC2HO* H2O CH=CH+ Br2 CHBrCHBr、CHBrCHBr +2NaOHF HOC2CHOM 2NaBr(2)由于高分子聚合物中支鏈大，高分子之間間距就大，所以有良好的透氣性，而且分子中 有許多羥基，具有良好的親水性11.感光性高分子也稱為“光敏性高分子”，是一種在彩電熒光屏及大規(guī)模集成電路

21、制造中應用較廣的新型高分子材料，其結構簡式為壬Ch z二Ch玉0-cC H=C試回答下列問題： 已知它是由兩種單體經酯化后聚合而成的，試推斷這兩種單體的結構簡式 、;(2)寫出在(1)中由兩種單體生成高聚物的化學反應方程式： ;(3)對此高聚物的性質判斷不正確的是 。A.在酸性條件下可以發(fā)生水解B.此高聚物不能使濱水褪色C.此高聚物可以使高鎰酸鉀酸性溶液褪色D.此高聚物可與濱水發(fā)生取代反應E.此高聚物水解后可得到另一種高聚物答案 (1)CH2CHOH答案CH2CHOHH=HC(K)H CHe=CHT)H+CH=CF濃堿稠 ,(X X X：H=(a x)h海十%oXCHC(X)CH(-FCHfCH大OOC-CH-CH-V(3)BD12.化合物C和E都是醫(yī)用功能高分子材料， 制得，如圖所示，B和D互為同分異構體。通且有相同的兀素日分組成， 均可由化合物A(C4H8O)可使漠水褪色Bf C:Z E(4) CIhCHC()HHOCCOHI II ch3 oCT) /”外再無雙鍵。又 A可以發(fā)生消去反應生成 B,也可以脫去一分子 HbO形成五(2)反應類型：Z B.BfC(3)E的結構簡式:(4)A的同分異構體(同類別且有支鏈)的結構簡式:(2)消去反應加聚反應縮聚反應0解析由題目給定條件“A 分子式為GHQ,具有酸性”知 A分子中應有一個