功能高分子材料
一、选择题
1．复合材料是指两种或两种以 ( http: / / www.21cnjy.com )上材料组合成的一种新型材料。其中一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，这样可发挥每一种材料的长处，并避免其弱点。下列物质中不属于复合材料的是( )
①聚苯乙烯树脂 ②铝塑管
③涤棉织品 ④纯棉内衣
A．①③ B．①④
C．②④ D．③④
解析：复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的一种新型材料。聚苯乙烯树脂是以为单体的高聚物；纯棉内衣的主要成分是纤维素。
答案：B
2．随着有机高分子材料研究的不断加强和 ( http: / / www.21cnjy.com )深入，使一些重要的功能高分子材料的应用范围不断扩大。下列应用范围是功能高分子材料的最新研究成果的是( )
①新型导电材料 ②仿生高分子材料
③高分子智能材料 ④电磁屏蔽材料
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
解析：随着社会的进步，科技的发展，高分 ( http: / / www.21cnjy.com )子材料的作用越来越重要。特别是在尖端技术领域，对合成材料提出了更高的要求，尤其是具有特殊性质的功能性材料和多功能集一身的复合材料。
答案：C
3．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
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。
答案：C
4．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
解析：聚乙炔膜是导电高分子材料，主要用于制造电子器件。
答案：D
5．我国科学家前不久成功地合成了3 nm ( http: / / www.21cnjy.com )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”。下列对碳纤维的说法不正确的是( )
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
解析：由题中信息知超级纤维刚度高，与石墨不相似。
答案：C
6．具有单双键交替长链(如：
的高分子化合物有可能成为导电塑料。2000年诺贝尔(Nobel)化学奖即授予开辟此领域的3位科学家。下列高分子中可能成为导电塑料的是( )
A．聚乙烯 B．聚丁二烯
C．聚苯乙烯 D．聚乙炔
解析：
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答案：D
7．“信息”、“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱。下列有关资讯错误的是( )
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．近年我国发射成功的“神舟号”系列飞船，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
答案：D
8．化学与生产和生活密切相关，下列说法正确的是( )
A．聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
B．煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
C．合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料
D．利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
解析：聚乙烯塑料中没有不饱和键，不能发生加成 ( http: / / www.21cnjy.com )反应，A项错误。煤脱硫后才能转化为清洁能源，且煤的气化和液化均为化学变化，B项错误。碳纤维是无机物，C项错误。
答案：D
9．科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术，即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯( ( http: / / www.21cnjy.com ))与水的混合物，使其与沙粒结合，形成既能阻止地下的盐分上升，又能拦截、蓄积雨水的作用。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是( )
①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2===CHCOOR
②聚丙烯酸酯没有固定的熔沸点
③聚丙烯酸酯能发生加成反应
④合成聚丙烯酸酯的反应属于缩聚反应
A．③④ B．①②
C．①②③ D．①②③④
解析：聚丙烯酸酯是由单体丙烯酸酯发生加聚反应得到的高分子化合物；由于聚丙烯酸酯属于混合物，因此没有固定的熔沸点。
答案：B
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解析：
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：B
11．隔热瓦是一种金属陶瓷，金属陶瓷 ( http: / / www.21cnjy.com )是由陶瓷和黏结金属组成的非匀质的复合材料。陶瓷主要是Al2O3、ZrO2等耐高温氧化物，黏结金属主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属。下列关于复合材料的说法不正确的是( )
A．由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的物质叫复合材料
B．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，在综合性能上超过了单一材料
C．玻璃钢是以玻璃纤维和树脂组成的复合材料，它可做船体、汽车车身等，也可做印刷电路板
D．复合材料可以发挥每一种材料的长处，并避免其弱点
解析：复合材料由基体和增强材料组合而成 ( http: / / www.21cnjy.com )，A项叙述的是合金而不是复合材料；复合材料一般具有各成分的性质，又比各成分的性能优良：强度高、密度小、耐高温、耐腐蚀等，故A项错。
答案：A
二、填空题
12．聚酰胺 66常用于生产帐篷、渔网、降落伞及弹力丝袜等织物，可利用下列路线合成：
( http: / / www.21cnjy.com ) (1)能与银氨溶液反应的B的同分异构体的结构简式为________。
(2)D的结构简式为________；①的反应类型为________。
(3)为检验D中的官能团，所用试剂包括NaOH水溶液及________。
(4)由F和G生成H的反应方程式为___ ( http: / / www.21cnjy.com )________________ _____________________________________________________。
解析：(1)B的分子式是C4H8O，能与银氨溶液反应，则含有醛基，丙基有两种结构，所以B的同分异构体有CH3CH2CH2CHO，
( http: / / www.21cnjy.com )。(2)生成D的反应是—OH被—Cl取代的反应，所以D是CH2ClCH2CH2CH2Cl。分析D和CH2(CN)CH2CH2CH2CN的结构知反应①是取代反应。(3)加NaOH溶液，D中的氯原子水解产生Cl－，然后加AgNO3溶液和稀HNO3检验Cl－。(4)F是HOOC(CH2)4COOH，G是H2N(CH2)6NH2，两者发生缩聚反应生成H。
答案：
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13．有机物A(分子式C6H10O3)是合成某种隐形眼镜材料的单体，A可发生如下变化：
( http: / / www.21cnjy.com )
已知：Ⅰ.物质B是最简单的二元醇，可用作汽车发动机抗冻剂；物质D不能发生银镜反应，但能与NaHCO3溶液反应放出气体。
Ⅱ.
( http: / / www.21cnjy.com )
回答下列问题：
(1)隐形眼镜材料的结构简式为________；
(2)写出物质B在铜催化下与O2反应的化学方程式：________；
(3)与C互为同分异构体，分子为链状的酯类物质共有________种；
(4)请设计合理方案，用物质D制取乙二酸(其他无机原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件)。
( http: / / www.21cnjy.com )
解析：
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：
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14．感光性高分子也称“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： ( http: / / www.21cnjy.com )
试回答下列问题：
(1)在一定条件下，该高聚物可发生的反应有(填写编号)________。
①加成反应 ②氧化反应 ③消去反应 ④酯化反应
⑤卤代反应
(2)该高聚物在催化剂的作用下水解得到相对分子质量较小的产物A，A的同分异构体有多种，其中含有苯环、 ( http: / / www.21cnjy.com )，且苯环上有两个处于对位的取代基的物质的结构简式可能是__________________________________ ______________________________________。
解析：(1)该有机物不含有—OH和卤素原子，不能发生消去反应，不含有—OH和—COOH，不能发生酯化反应。
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答案：(1)①②⑤
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
下图是合成聚碳酸酯的过程(反应条件和部分产物未写出)：
( http: / / www.21cnjy.com )
请写出：
(1)X的结构简式：_______________________________________。
(2)在一定条件下X与反应合成聚碳酸酯的化学方程式：__________________________________________________。
(3)X和浓溴水反应时，1 mol X最多能消耗Br2________
mol。
解析：
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：
( http: / / www.21cnjy.com )功能高分子材料
1．下列说法错误的是( )
A．玻璃钢是以玻璃纤维作为增强体、合成树脂做基体的复合材料
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加入了碳纤维做增强体
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体，金属为基体的复合材料，B项中将基体与增强体颠倒了。
答案：B
2．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， ( http: / / www.21cnjy.com )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的臭味，且灰烬不易破碎，故C错。
答案：D
3．下列各高分子材料的研究方向中，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能力
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
C．使高分子材料越来越牢固，越来越难分解
D．使农用薄膜能够选择性地透过种植某种植物所需要的特定波长的光
解析：使高分子材料越来越牢固是对的，但越来越难分解是错误的，应越来越易分解。
答案：C
4．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
解析：“尿不湿”中添加的高吸水性树脂，是一 ( http: / / www.21cnjy.com )种功能高分子材料，它可以用淀粉、纤维素等天然高分子化合物与丙烯酸、苯乙烯磺酸发生聚合反应制得。也可以用聚乙烯醇与丙烯酸盐反应制得。它是含有羧基(—COOH)、羟基(—OH)等强亲水性基团并具有一定交联的网状高分子化合物。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“排列在高分子结构之外”，故D项错误。
答案：D
5．在某些塑料(如聚乙炔等)中加入强氧化剂 ( http: / / www.21cnjy.com )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
解析：“人造金属”与普通金 ( http: / / www.21cnjy.com )属的制取方法和原料均不相同。前者用塑料加入强氧化剂或还原剂，后者用金属化合物加入还原剂等方法制取。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。
答案：B
6．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
解析：B项中半导体材料单晶硅，属于传统 ( http: / / www.21cnjy.com )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
7．医用化学杂志曾报道，有一种功能 ( http: / / www.21cnjy.com )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：
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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？
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，
( http: / / www.21cnjy.com )
答案：(1) ( http: / / www.21cnjy.com )
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(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。
8．碳纤维强化塑料是一种新型的高强 ( http: / / www.21cnjy.com )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。制取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如下：
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(1)构成这种碳纤维的元素是______，其原子个数比为_________。
(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≡CHABC碳纤维
用化学方程式表示以下过程：
①CH≡CH和HCN反应_________________________________；
②A―→B______________________________________________。
解析：碳纤维材料是一种重要的新型复合材料，题目已知给出制取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 ( http: / / www.21cnjy.com )，注意到题给碳纤维的结构，可以将聚丙烯腈结构写为 ( http: / / www.21cnjy.com )其中—CN的结构为—C≡N。这种变换写法是解答本题的关键一步，根据生产流程所示，聚丙烯腈经两步反应获得碳纤维，第一步高温处理，应是在上述结构的基础上将氰基—C≡N中的三键打开重新结合构成环状结构，即生成C，C在催化剂作用下脱氢，在C中环状结构的—CH2—与上各脱去一个氢原子而形成CC双键结构，形成碳纤维。显然，在—CH2—原子团上脱去一个氢原子后，还有一个氢原子，所以可知这种碳纤维由C、H、N三种元素构成，考查其中的一个基本结构单元 ( http: / / www.21cnjy.com )，可看出C、H、N三种原子的个数比应为3?1?1。
答案：(1)C、H、N 3?1?1
(2)①CH≡CH＋HCNCH2===CH—CN
②nCH2===CH—CN ( http: / / www.21cnjy.com )
