1、专题3丰富多彩的生活材料(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(每小题3分,共45分)1.上海世博会中国馆“东方之冠”给人强烈的视觉冲击,它的主体结构为四根巨型钢筋混凝土制成的核心筒。其中钢属于() A.金属材料B.合成材料C.天然材料D.复合材料解析:钢属于金属材料。答案:A2.我国及美国、日本等国家都已研制出了一种陶瓷柴油机。这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料制造的,这种材料是()A.氧化铝陶瓷B.氮化硅陶瓷C.光导纤维D.玻璃钢解析:氮化硅陶瓷的硬度大,熔点高,而且不易传热。答案:B3.下列说法错误的是()A.制造水泥和玻璃都用到的原料是CaCO3B.为了
2、调节水泥的硬化速度,制造水泥时需要加入石膏C.当水泥、沙子与水调成水泥浆时,水泥浆对皮肤有腐蚀作用,这是因为水泥浆呈较强的碱性D.水泥、玻璃、陶瓷都是混合物,具有较高的熔点解析:水泥、玻璃、陶瓷都是混合物,没有固定的熔点。答案:D4.下列产品和材料中属于复合材料的是()玻璃钢采用碳纤维增强复合材料制成的钓鱼竿飞机机身、机翼“神舟”十号的隔热陶瓷瓦纳米高分子复合材料A.B.C.D.解析:复合材料的应用已经深入到社会、科技、人们生活的各个方面。答案:D5.我们看到的普通玻璃一般呈淡绿色,这是因为在制造玻璃的过程中加入了()A.氧化钴B.二价铁C.氧化亚铜D.氧化镁解析:本题的依据是所加入物质的颜色
3、,氧化钴为蓝色,二价铁为淡绿色,氧化亚铜为红色,氧化镁为白色。答案:B6.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为:2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2。以下说法正确的是()A.负极发生的反应为:Fe-2e-Fe2+B.正极发生的反应为:2H2O+O2+2e-4OH-C.钢和铁都是铁合金,所以它们的组成基本相同D.插在水中的钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀解析:B项中得电子数错误;C项中钢和铁的组成除了都是铁合金外,其实也有较大的差别;D项中腐蚀最严重的部分是在空气与水交界处,因为该部位与氧气接触,且浸没在电解质溶液中,电化学腐蚀最易发生。答案:A7.为研究金属腐蚀的条件和速
4、率,某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里面保存相同的一段时间(酸剩余),下列对实验结束时现象的描述不正确的是()A.装置 左侧的液面一定会下降B.装置 的左侧液面比装置 的左侧液面低C.装置 中的铁钉腐蚀最严重D.装置 中的铁钉几乎没被腐蚀解析:、 中盐酸挥发,铁钉在酸性环境中发生腐蚀,但 中可构成FeCu原电池,腐蚀更快,放出H2更多,所以 的左侧液面比 下降得更多;中浓硫酸不挥发,且具有吸水性,Fe在干燥环境中几乎不被腐蚀。答案:B8.下列关于硅酸盐材料的说法中错误的是()A.要与砂石、钢筋、外加剂等辅助材料合理搭配、正确使用,所用水
5、泥的强度等级要符合要求B.混凝土可提前拌和好,已终凝的混凝土可重新拌和使用,以节约资源C.向普通玻璃中加入一定量的B2O3等制得的硼硅酸盐玻璃,热膨胀系数小,化学稳定性好,耐高温,耐化学腐蚀,常用于制造化学仪器D.水泥的吸水能力很强,能吸收空气中的水分并与之发生反应而硬化变质。装有水泥砂浆的专用运输车不断旋转就是为了防止静置凝固解析:拌和后的混凝土应及时浇筑,放置时间不应过长。严禁将已终凝的混凝土重新拌和使用。答案:B9.维通橡胶是一种耐腐蚀、耐油、耐高温、耐寒性能都特别好的氟橡胶。它的结构简式为,合成它的单体为()A.氟乙烯和全氟异丙烯B. 1,1二氟乙烯和全氟丙烯C. 1三氟甲基1,3丁二
6、烯D.全氟异戊二烯解析:分析链节主链的结构可以看出,其应是加聚反应的产物。链节主链上没有双键,其单体分子中应含一个双键,从链节主链中间断开,两个碳原子间分别恢复双键,得两种单体,为1,1二氟乙烯和全氟丙烯。答案:B10.材料科学、能源科学、信息科学是二十一世纪的三大支柱产业。在信息通信方面,能同时传输大量信息,且具有较强抗干扰能力的材料是()A.光导纤维B.塑料C.橡胶D.纤维解析:光导纤维信息传输量大,抗干扰性能好,通信质量高。答案:A11.X是一种性能优异的高分子材料,其结构简式为,已被广泛应用于声、热、光的传感等方面。它是由、(CN)2、CH3COOH三种单体通过适宜的反应形成的。由X的
7、结构简式分析合成过程中发生反应的类型有()加成反应取代反应缩聚反应加聚反应酯化反应A.B.C.D.解析:由X的结构简式可判断出它是加聚反应的产物,两种单体分别为NCCHCHCN和CH2CHOCOCH3,很显然前者是和(CN)2的加成产物,后者是和CH3COOH的加成产物,因此选项B正确。答案:B12.对甲、乙、丙三种衣料做纤维检验,结果如下:甲衣料乙衣料丙衣料靠近火焰稍微缩小无变化尖端熔成小球燃烧气味有烧焦羽毛的气味无异味无异味浸于3% NaOH溶液中变脆稍微膨胀几乎无变化浸于10% H2SO4溶液中几乎无变化变脆无变化下列哪一项检验结果是甲、乙、丙衣料纤维最合适的结论()A.甲为棉,乙为丝,
8、丙为涤纶B.甲为丝,乙为棉,丙为涤纶C.甲为涤纶,乙为丝,丙为棉D.甲为棉,乙为涤纶,丙为丝解析:丝是蛋白质,棉是纤维素,涤纶是合成纤维。答案:B13.乙烯和丙烯按11(物质的量之比)聚合时,生成聚合物乙丙树脂,该聚合物的结构简式可能是()A.B.C.D.解析:单烯烃作为单体加聚后的聚合物中不可能还保留双键,所以应先排除。乙烯 丙烯断键后,分别为CH2CH2abca和b连接为,a和c连接则为,从丙烯的断键不难看出,形成的高聚物链节上必然会出现一个CH3侧链,则、式肯定不正确。答案:A14.陶瓷的表面有一层绚丽的彩釉,加工方法是在釉中加入一些金属单质,控制空气的通入量,煅烧至800 以上,即可得
9、到不同的颜色。在某种陶瓷的釉中分别掺入金属粉末铜、铁、锰,烧制时通入空气不足,则制得的彩釉呈现的颜色分别是()A.黑、红、蓝B.红、绿、黑褐C.蓝或绿、蓝、黑褐D.红、黑、黑褐解析:800 以上,通入氧气不足时,Cu生成红色的Cu2O,Fe生成黑色的FeO和Fe3O4。答案:D15.食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等种类。PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装,它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是()A.PVC保鲜膜属于链状聚合物,在高温时易熔化,不溶于酒精B. PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得C.鉴别PE和PVC,可把其放入试管中加热
10、,在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸,如果试纸变红,则是PVC;不变红,则为PED.等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗的氧气相等解析:根据题意可知PVC的单体是氯乙烯(CH2CHCl),PE的单体是乙烯(CH2CH2),乙烯和氯化氢发生加成反应后生成氯乙烷,不可能得到氯乙烯,氯乙烯应用乙炔和氯化氢来合成。答案:B二、非选择题(共55分)16.(8分)我国古代炼丹中经常用到红丹,俗称铅丹。在一定条件下铅丹(用X表示)与硝酸能发生如下反应:X+4HNO3PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O。(1)铅丹的化学式是,此铅丹中铅的化合价是。(2)由此反应可推测PbO是性氧化物,PbO2是性氧化物。解析:(1)
11、根据质量守恒定律,可确定铅丹的化学式为Pb3O4,根据铅在元素周期表中的位置(或原子结构),可确定铅可呈+2、+4价,继而改写化学式为2PbOPbO2。(2)根据氧化物能否与酸反应判断其氧化物的属性。由生成物Pb(NO3)2可推知是发生反应:PbO+2HNO3Pb(NO3)2+H2O的结果,据碱性氧化物的定义知PbO是碱性氧化物,PbO2不与HNO3反应,说明PbO2是酸性氧化物。解题过程中要注意遵照碱性氧化物和酸性氧化物的定义,不要被题目表面现象所误导。答案:(1)Pb3O4+2和+4(2)碱酸17.(8分)氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高,化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与
12、纯氮气在1 300 时反应获得。(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是(填字母)。A.制汽轮机叶片B.制有色玻璃C.制永久性模具D.制造柴油机(2)画出N的原子结构示意图:,根据元素周期律知识,请写出氮化硅的化学式:。(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式:。(4)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为。解析:根据N和Si的原子结构及元素周期律的知识,可判断氮元素非金属性比硅强,故N显负价(-3),Si显正价(+4),由此可写出氮化硅的化学式(Si3N4);氮化硅被氢氟酸腐蚀是由于
13、Si3N4能与HF发生化学反应,由于Si与F有极强的亲和性生成了SiF4,则反应中另一种产物为NH3;从化合价升降的角度分析,SiCl4与N2、H2反应生成的产物之一为Si3N4,另一种产物必是HCl。此反应可理解为H2还原SiCl4制取硅,然后Si与N2在高温条件下反应生成Si3N4。答案:(1)ACD(2)+725Si3N4 (3)Si3N4+12HF3SiF4+4NH3(4)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl18.(10分)酯和醇反应生成新的酯和新的醇的反应称为酯交换反应:+ROH+ROH。工业上生产的“的确良”是以甲醇、乙二醇、对苯二甲酸为原料合成的。具体合成途径如下:
14、含有少量杂质的对苯二甲酸对苯二甲酸二甲酯“的确良”完成下列填空。(1)反应()的化学方程式为。(2)反应()的类型是。(3)反应()中为何要及时蒸出甲醇?(4)合成时,若消耗的乙二醇的物质的量比对苯二甲酸的物质的量多千分之五,上述聚合物中的链节数n=。解析:(1)第()步反应是对苯二甲酸与甲醇的酯化反应。(2)第()步是对苯二甲酸二甲酯与乙二醇的酯交换反应。由于这一步是可逆反应,所以,不断蒸出甲醇有利于平衡向右移动。答案:(1)+2CH3OH+2H2O(2)酯化(取代)反应(3)降低甲醇(生成物)浓度,有利于反应()向生成“的确良”的反应方向进行。(4)20019.(8分)近年来有一种高强度、
15、耐高温的复合材料,它是用石墨化纤维与其他高聚物复合制成的,石墨化纤维是聚丙烯腈纤维在高温条件下处理而形成的:根据以上石墨化纤维合成信息简要回答下列问题。(1)构成石墨化纤维的元素是,各种元素的原子个数之比是。(2)某化工厂合成石墨化纤维的简要生产流程可表示为:AB高聚物C石墨化纤维用化学方程式表示下列各步转化的生产过程。+HCN:。AB:。(3)指出下列反应类型。BC:。C石墨化纤维:。解析:平均一个六边形含3个碳原子、3个氢原子、1个氮原子。因此,构成石墨化纤维的N、H、C原子个数比为133。与HCN加成生成A,A聚合成B,B又经过加成生成C,C经过脱氢生成石墨化纤维。答案:(1)N、H、C
16、133(2)+HCNCH2CHCNnCH2CHCN(3)加成消去20.(7分)聚丙烯腈纤维商品名叫腈纶,性质极像羊毛,故被称为“人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2CHCN),其合成方法很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学方程式如下:CHCH+HCNCH2CHCN乙炔 氢氰酸丙烯腈nCH2CHCN聚丙烯腈阅读以上材料,回答问题。(1)制备丙烯腈的反应类型是。(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为。(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”?解析:(1)反应属于加成反应,反应属于聚合反应(加聚反应)。(2)丙烯腈与聚丙烯腈在组成上完全一致,故w(N)=14312+31+14100%=14
17、53100%=26.4%。(3)羊毛接近火焰时先卷缩,燃烧时有特殊气味(烧焦的羽毛味),燃烧后灰烬较多,为有光泽的硬块,用手一压就变成粉末;而化学纤维(如腈纶)接近火焰时迅速卷缩,燃烧较缓慢,气味与羊毛(主要成分是蛋白质)燃烧时明显不同,趁热可拉成丝,灰烬为灰褐色玻璃球状,不易破碎。答案:(1)加成反应(2)26.4%(3)取样灼烧,闻其气味,若有特殊的烧焦的羽毛气味,则为羊毛,否则可能为“人造羊毛”。21.(6分)已经知道,铁在潮湿空气中易生锈,试设计一组实验(也可用图示)来证明铁的生锈既不单纯是水的作用也不单纯是空气中氧气的作用,而是水和氧气共同作用的结果。将结果填入下表。(1)实验过程(
18、2)实验现象(3)各步结论解析:这是一道实验设计题目,要求证明铁生锈是两个条件共同作用造成的,在设计时要单独考虑每一个条件对实验的影响,因此要设计3种情况:有O2无H2O;有H2O无O2;既有H2O又有O2。答案:(1)实验过程(2)实验现象(3)各步结论无铁锈没有水,不能生锈无铁锈没有氧气,不能生锈有铁锈氧气和水共同作用,才能生锈22.(8分)以乙炔为主要原料可以合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶,已知氯丁橡胶的结构如下:请在下图所示空格中填写有关物质的结构简式,并写出各步反应的化学方程式。解析:由的产物推知的产物为CH2CHCl;由的产物推知的产物为CH2CHCN;中聚合时,两个乙炔的地位是不同的,一个用于加成,一分为二,需断CH单键,另一个被加成,断叁键变双键,的产物为CH2CH。再结合推知的产物为。于是可以写出各反应的化学方程式。答案: