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53功能高分子材料
第三节 功能高分子材料
见学生用书P084
学习目标
练法指导
1.举出日常生活中接触到的新型高分子材料。
2.认识到功能材料对人类社会生产的重要性。
1.结合生活实际,多角度体会化学材料的发展是化学科学发展的一个缩影响。
2.通过对不同时期化学材料发展过程的了解,感受化学对生活的影响,从而提高化学对生活质量改善重要性的认识。
——— 课/ 前/ 预/ 习·轻/ 松/ 搞/ 定 ———
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( )
A.聚乙烯
B.聚氯乙烯
答案 C
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。
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
答案 C
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。
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
答案 B
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。
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
答案 D
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。
5.下列关于复合材料的说法不正确的是( )
A.复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的
B.复合材料保持了原材料的优点,又有优于原材料的特点
C.在复合材料中,基体起骨架作用
D.在复合材料中,增强材料起骨架作用
答案 C
解析 在复合材料中,增强材料起骨架作用,基体起连接作用。
——— 课/ 堂/ 效/ 果·题/ 组/ 检/ 测 ———
题组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
答案 D
解析 聚乙炔膜是导电高分子材料,主要用于制造电子元件。
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
答案 D
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。
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( )
答案 B
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。
题组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30~50cm处形成一个厚0.5cm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( )
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
答案 B
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。
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
答案 A
解析 相对分子质量为72n,为偶数。
题组三复合材料
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
答案 D
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。
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
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
答案 C
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。
———课/后/巩/固·快/速/提/能———
1.下列物质不属于新型有机高分子材料的是( )
A.高分子分离膜B.液晶高分子材料
C.生物高分子材料D.光导纤维
答案 D
解析 光导纤维属于新型无机非金属材料,高分子分离膜、液晶高分子材料、生物高分子材料都是新型有机高分子材料。
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.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
答案 C
解析 A、B、D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。
3.我国科学家成功地合成了3nm长的管状碳纳米管。
这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的
)、熔点高、化学稳定性好的特点,因此被称为“超级纤维”。
下列对该种碳纤维的说法中不正确的是( )
A.它是制造飞机的某些部件的理想材料
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
答案 C
解析 由题中信息知“超级纤维”刚度高,与石墨不相似。
4.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( )
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改变
D.复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化
答案 B
解析 复合材料的使用使导弹的射程有很大的提高,主要因素是在弹药功率一定的条件下减轻了弹体的质量。
5.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
答案 B
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。
6.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
答案 D
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。
7.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.①②⑤B.②④⑤⑥
C.③④⑤D.①②③④⑤⑥
答案 D
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。
8.化学与材料科学息息相关,从一定意义上讲,材料是科学技术的先导,没有新材料的发展,就不可能使新的科学技术成为生产力。
下列有关材料的说法不正确的是 ( )
A.材料是为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质
B.人类使用和制造材料有悠久的历史,制造出的第一种材料是陶
C.体型结构的酚醛树脂制成的塑料,加工成型后,受热熔化后可以制成其他形状的器物
D.高分子分离膜是既具有传统高分子材料的机械性能,又具有特殊分离功能的功能高分子材料制成的薄膜
答案 C
解析 体型结构的材料具有热固性,受热后不能熔化制成其他形状的器物。
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
答案 B
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。
10.下列各种高分子材料的研究方向,并不适合未来高分子材料发展的是( )
A.使高分子材料具有“仿生”功能
B.使高分子材料向具有特殊物理、化学功能的“功能材料”发展
要练说,先练胆。
说话胆小是幼儿语言发展的障碍。
不少幼儿当众说话时显得胆怯:
有的结巴重复,面红耳赤;有的声音极低,自讲自听;有的低头不语,扯衣服,扭身子。
总之,说话时外部表现不自然。
我抓住练胆这个关键,面向全体,偏向差生。
一是和幼儿建立和谐的语言交流关系。
每当和幼儿讲话时,我总是笑脸相迎,声音亲切,动作亲昵,消除幼儿畏惧心理,让他能主动的、无拘无束地和我交谈。
二是注重培养幼儿敢于当众说话的习惯。
或在课堂教学中,改变过去老师讲学生听的传统的教学模式,取消了先举手后发言的约束,多采取自由讨论和谈话的形式,给每个幼儿较多的当众说话的机会,培养幼儿爱说话敢说话的兴趣,对一些说话有困难的幼儿,我总是认真地耐心地听,热情地帮助和鼓励他把话说完、说好,增强其说话的勇气和把话说好的信心。
三是要提明确的说话要求,在说话训练中不断提高,我要求每个幼儿在说话时要仪态大方,口齿清楚,声音响亮,学会用眼神。
对说得好的幼儿,即使是某一方面,我都抓住教育,提出表扬,并要其他幼儿模仿。
长期坚持,不断训练,幼儿说话胆量也在不断提高。
C.使农用薄膜具有选择性透过农作物所需的特定光波的功能
D.使高分子材料越来越牢固,越来越难分解
答案 D
解析 未来高分子材料应该越来越易分解。
11.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
答案
(1)nHC≡CH
CH===CH
(2)C
解析
(2)中加入物质应该能与聚乙炔发生反应,故只能选I2。
12.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?
___________________。
答案
(1)
(2)
(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 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
13.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:
___________________。
答案
(1)取代反应 缩聚反应
(2)
(3)
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,结合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
。
(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。
14.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:
______________________,______________________。
要练说,得练听。
听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断地掌握高一级水平的语言。
我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。
当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。
平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。
(3)对此高聚物的性质判断正确的是________。
家庭是幼儿语言活动的重要环境,为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作,孩子一入园就召开家长会,给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。
我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长,要求孩子回家向家长朗诵儿歌,表演故事。
我和家长共同配合,一道训练,幼儿的阅读能力提高很快。
A.在酸性条件下可以发生水解
“师”之概念,大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。
其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。
《说文解字》中有注曰:
“师教人以道者之称也”。
“师”之含义,现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。
“老师”的原意并非由“老”而形容“师”。
“老”在旧语义中也是一种尊称,隐喻年长且学识渊博者。
“老”“师”连用最初见于《史记》,有“荀卿最为老师”之说法。
慢慢“老师”之说也不再有年龄的限制,老少皆可适用。
只是司马迁笔下的“老师”当然不是今日意义上的“教师”,其只是“老”和“师”的复合构词,所表达的含义多指对知识渊博者的一种尊称,虽能从其身上学以“道”,但其不一定是知识的传播者。
今天看来,“教师”的必要条件不光是拥有知识,更重于传播知识。
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
答案
(1)CH2===CHOH
(2)CH2===CHOH+
(3)ACD
解析
(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
两种物质,其中
仍为高分子化合物。
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