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2012新课标同步导学化学(人教版)(课件)选修5第5章第三节功能高分子材料_图文

? 第三节

功能高分子材料

? 我国第二代身份证采用的是具 有绿色环保性能的PETG新材料。 PETG新材料有别于以往我国身 份证材料的最大特点在于该材 料可以回收再利用,而且对周 边环境不构成任何污染。此外, PETG新材料采用新配方和控制 技术,易于印刷,热稳定性强,

? 1.知道功能高分子材料的分类,能举例说明 其在生产生活、高新技术领域中的应用。 ? 2.知道复合材料的组成特点,能举例说明常 见复合材料的应用。 ? 3.体验化学科学的进步与材料科学发展的联 系,能科学评价高分子材料的使用对人类生活 质量和环境质量的影响。

? 1.含义:功能高分子材料是指 它 机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料 是一类性能特殊、使用量小、附加值高的高分 子材料。是高分子材料渗透到 、 等领域后开发涌现出的一 能源 电子 、 生物 种新型材料。 ? 2.分类 ? (1)新型骨架结构 的高分子材料。
既有传统高分子材料的 。

? (2) 特 殊 功 能 材 料 , 即 在 主链或支链 合成高分子的 上引入某种 ,使其显示出在光、 功能原子团 电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的 特殊功能。 ? 3.高吸水性树脂 ? (1)合成方法 淀粉、纤维素 ? ①对 等天然吸水材料进行改性, 强亲水性原子 在它们的高分子链上再接上含 的 强新水性原子团 支链,以提高它们的吸水能力。②以带有 的化合物为单体,均聚或共聚得到亲水性高聚 物。

? (2)性能 挤压 ? 可吸收几百至几千倍于自身质重的水,同时 能力强,还能耐一定的 作用。 ? (3)应用,干旱地区用于农业、林业、植树造 林时抗旱保水,改良土壤,改造沙漠。

保水

? 1 .下列关于功能高分子材料的说法中,不正 确的是( ) ? A.高分子分离膜应用于食品工业中,可用于 浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等 ? B.复合材料一般是以一种材料为基体,另一 种材料为增强剂 ? C .导电塑料是应用于电子工业的一种新型有 机高分子材料 ? D.合成高分子材料制成的人工器官能受到人 体的排斥作用,难以达到生物相容的程度

? 解析: 合成材料做成的人工器官应具有较 强的生物相容性,D项说法错误,选D。 ? 答案: D

将几种不同的材料 ? 1.含义:指 组合在一起制成 基体 增强材料 , 的一种新型材料。其中一种材料作为 其他材料作为 。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。 强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀 ? 2 . 性 能 : 具 有 等优异性能,弥补了单一材料在性能上的缺陷。 ? 3 . 应用: 宇宙航空工业、汽车工业、机械工 业、体育用品、人类健康等方面。

?

功能高分子材料

复合材料 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 强度高、质量轻、耐高温、耐腐 蚀

新型高分子材料 既有传统高分子的机械性能,又有一些特殊性 概念
能的高分子材料 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、很高的机械性能

用途 发展 趋势

高分子分离膜用于生活污水、工业的废液处理、 用作宇航材料,用于汽车工业、 海水淡化、食品工业、医用高分子材料, 机械工业、体育用品、人类健 可制成人工器官 康 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

? 2 .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承受超高温的 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 ? 解析: 复合材料的使用使导弹质量减轻,射 程自然就会提高。选B。

?

? ? ? ?

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

? 思路指引: 解答本题应注意以下两点: (1) 知道功能高分子材料的含义及包含的物质。 ? (2)能区别无机非金属材料与有机高分子。

? 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

? 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。从组 成元素看,都是由C、H、O、N、S等元素构成; 从合成反应看,都是由单体经加聚或缩聚反应 形成;从结构看,也就是分两种结构:线型结 构、体型结构。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。

? 1 .下列有关功能高分子材料用途的叙述中, 不正确的是( ) ? A.高吸水性树脂可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

?

从石油裂解中得到的 1,3-丁二烯可经 过如图多步反应,得到重要的合成橡胶和杀 菌剂富马酸二甲酯。

? (1)写出D的结构简式 _____________________________。 ? (2)写出B的结构简式 ______________________________。 ? (3)写出第②步反应的化学方程式 ? ________________________________________ ________________________________________ _______________________。 ? (4)写出富马酸的结构简式 __________________________ ___________________________。

? (5)写出第⑨步反应的化学方程式 ________________________________________ ______________ ? ________________________________________ _________。 ? 思路指引: 解答此题注意以下两点: ? (1)由④的产物可知②发生取代反应,③发生加 成反应。 ? (2)NaOH的溶液为卤代烃消去反应条件。

(1)

结构中含有两个双键,故可发

生加聚反应得合成橡胶D,结构简式为



? 答案:

? 2 . J 是一种高分子聚合物,它的合成路线可 设计成如图所示,其中A的氧化产物不能发生 银镜反应:

? 试写出: ? (1)反应类型:a____________、b____________、 p____________。 ? (2) 结 构 简 式 : F________________ 、 H________________。 ? (3)化学方程式: D―→E_____________________________ ? ________________________________________ _________, ? E + K―→J__________________________________ ______

? 解析: 解答本题的思路是由J的结构简式, 用半键法推断单体,由物质的结构性质通过 正向思维和逆向思维进行分析。 ? 答案: (1)加成反应 消去反应 水解反应 (或取代反应)

? ? ? ?

1.下列说法中正确的是( ) A.金属材料不能制成复合材料 B.酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料 C .锦纶丝接近火焰时先蜷缩,燃烧时有烧焦 毛发的臭味,灰烬为有光泽的硬块,能压成粉 末 ? D.复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高 温、耐腐蚀等优异性能,其综合性能超过了单 一材料

? 解析: 钢筋混凝土就是一种常见的复合材 料,故A错;聚氯乙烯是线型结构,具有热塑 性,故B错;锦纶丝属于合成纤维,燃烧时不 具有天然蛋白质的烧焦毛发味,且灰烬不易 破碎,故C错。 ? 答案: D

? 2.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表面,这种 材料应该具有的性质是( ) ? 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

? 解析: 为了防止飞船在升空和着陆时因摩 擦产生高温而燃烧,覆盖在飞船表面的物质 应具备受热易挥发的特点,受热分解挥发时 吸收热量而使飞船表面的温度降低。 ? 答案: C

? 3 .随着社会的进步,复合材料的发展前途越 来越大。目前,复合材料最主要的应用领域是 ( ) ? A.高分子分离膜 B.人类的人工 器官 ? C.宇宙航空工作 D.新型治疗药物 ? 解析: 复合材料一般具有高强度、质量轻、 耐高温、耐腐蚀等优异性能,因此宇宙航空工 业是复合材料的重要应用领域。 ? 答案: C

4.喷水溶液法是科学家近期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”中高分子化

合物与沙土粒子结合,在地表水30~50 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,又有拦截积蓄雨 水的作用。下列对聚丙烯酸酯的说法不正确的是( )

A.聚丙烯酸酯的单体是 B.其聚合方式与酚醛树脂的聚合方式不同 C.聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应 D.聚丙烯酸酯具有强的吸水性
解析: 聚丙烯酸酯的链节上含有酯基,能发生水解反

应;但不含有—OH,因而不具有强吸水性。合成聚丙烯酸酯 的单体是 ,它通过加聚得到聚丙烯酸

酯,与酚醛树脂通过缩聚反应得到是不相同的。

? 答案: D

? 5 . 复 合 材 料 是 指 ________________________________ 一类新型 材料。其中一种材料作为__________,另外一 种材料作为 __________ 。复合材料一般具有 ________、________、________、________等 优异性能,____________工业成为复合材料的 重要应用领域。 ? 答案: 两种或两种以上的材料组合而成的 基体 增强剂 强度高 质量轻 耐高温 耐 腐蚀 宇宙航空

? 6 .光刻胶是制大规模集成电路、印刷电路板
和激光制板技术中的关键材料。某一肉桂酸型

光刻胶的主要成分A经过光照固化转变为B。

? (1) 请 指 出 A 中 含 有 的 官 能 团 : ______________(填两种)。 ? (2)A 经光照固化转变为 B ,发生了 ________ 反 应(填反应类型)。 ? (3)写出A与NaOH溶液反应的化学方程式: ________________________________________ _______________ ? ________________________________________ _________。 ? (4)写出B在酸性条件下水解得到的芳香族化合 物的分子式:________。

? 解析: A分子中含不饱和的 ,经光 照后消失,符合加成反应的定义。A与NaOH溶 液反应是酯基发生了水解反应,生成醇和羧酸 的钠盐。B在酸性条件下水解生成

? 根据芳香族化合物的结构可推得其分子式。

? 答案: (1)酯基、碳碳双键 (2)加成