题目

碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料，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 t碳纤维材料，一种新型的波音757飞机则使用9 t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气氛中进行高温处理而获得，这种碳纤维的结构可表示如下：(1)构成这种碳纤维的元素是__________，其原子个数比为__________。(2)这种碳纤维能否导电？请说明理由。(3)用乙炔和HCN为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下：用化学方程式表示以下过程：①CH≡CH与HCN反应：____________。②A→B：________________________。 答案：解析:碳纤维材料是一种重要的新型复合材料。题目已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     注意到题给碳纤维的结构，可以将聚丙烯腈结构写为：    这种变换写法是解答本题关键的一步。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)中的三键打开而结成环状结构，即生成C：    再经第二步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双键结构，形成碳纤维。    显然，在—CH2—原子团上脱去一个H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“”可看出C、H、N三种原子个数比应为3∶1∶1。    上述思路的要点有三处要特别注意：①将聚丙烯腈结构按碳纤维的结构改写；②理解高温处理过程是在聚丙烯腈的结构基础上环化；③在环状结构基础上脱氢形成双键。这三点在课内知识中没有接触过，但按聚丙烯腈与题给碳纤维结构简式，对比其差异，大胆创新，应能推出符合逻辑。答案:(1)C、H、N  3∶1∶1(2)能。碳纤维中的氮原子还有未成键的电子，在外加电压作用下，可定向移动而导电。(3)①CH≡CH+HCNCH2=CH—CN②nCH2=CH—CN

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