第3章 微项目 改进手机电池中的离子导体材料——有机合成在新型材料研发中的应用-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修3【学霸黑白题·黑题】鲁科版

微项目 改进手机电池中的离子导体材料 有机合成在新型材料研发中的应用 黑题 应用提优练 限时：35min 1.下图是某种锂离子电池的工作原理图，该离子 极性键和氢键 导体中有机溶剂为碳酸甲乙酯 C.合成有机高聚物的单体是 0 0 (CH,CH2 DCOCH3)。 CH,-CH-C-NH, 正极 离子导体（有机溶 剂为碳酸甲乙脂) 负极 D.有机高聚物能发生水解反应 00OOO 3.(2022·浙江杭州高二期中)以丙烯为基础原 XO0O锂离子 ●O●●0 过渡金 料，可制备离子导体材料中有机溶剂的单体 -○ QOOOO ○p属氧化 OOOOO 物 丙烯酸丁酯，其合成路线如下： OOOO 口无墨层 C0、H2,钴或铑 CH3一CH=CH2 一放电 小充电 ① 下列有关该锂离子电池中离子导体中有机溶 0 剂的说法错误的是 ②， CH,CH2-CH,-CH A.碳酸甲乙酯中含有的官能团为酯基 CH2 =CH-COOH CHCHCH,CH,OH ③ B.碳酸甲乙酯中碳原子有两种杂化方式：sp2 杂化和sp3杂化 C.碳酸甲乙酯在酸性条件下能发生水解反 应，生成两种物质 丙烯酸丁酯 D.碳酸甲乙酯中含有极性键和非极性键 下列判断错误的是 2.一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电 A.反应①是一个碳链增长的反应 极材料，以吸收溶液的有机高聚物为固态电 B.反应②是还原反应，可以通过加成的方式 解质，电池结构如图1所示，图2是有机高聚 实现 物的结构片段。下列说法错误的是( C.反应③需要的条件是浓硫酸和加热 碳纳米管纤雏 -(H,一C(CIH一CH D.该合成工艺的原子利用率为100% 4.碳酸亚乙酯(VC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸 锌膜 HN 有机高聚物 H HH 甲乙酯(EMC)是几种商业化锂离子电池的电 Mrn(),膜 解质成分，其结构简式如图。下列说法错误 碳納米管纤维 -CH-CH-:H-CH- 图1 图2 的是 ) A.放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维作电池 负极 B.有机高聚物中含有的化学键有极性键、非 DMC 上MC 选择性必修第三册：LK黑白题86 A.1mol物质完全燃烧的耗氧量：EMC> 铁锂、乙酸外，还有 VC>DMC 生成（填化学式）。 B.VC的分子式为C3H0? (3)在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极 C.DMC与EMC互为同系物 反应式为 D.EMC的同分异构体中，既能与NaHCO,溶 液反应，又能发生缩聚反应的有5种（不含 (4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学 立体异构) 方程式： 5.新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要 地位。可用作节能环保电动汽车的动力电 (5)已知该锂离子电池在充电过程中，阳极 池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电 的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放 池的首选电极材料，它的制备方法如下： 电时正极的电极反应式为 方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH,C0O),Fe]、 6.有一种有机聚合物是原电池正负极之间锂离 磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在 子迁移的介质。在新型锂离子电池中，该有 800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸 机聚合物的单体之一（用F表示）的结构简式 亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体 如下： 逸出。 方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混 CH,-C-C-O-CH,-CH,-OH 合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴 CH, 极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤 F的合成方法如下： 洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅 CH.-G CH.RCk a NaOH 0, (02 浓硫 Cu催化剂 CH D 烧制得晶态磷酸亚铁锂。 化 在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为 CH,=CH,- /Ag,CH,一CH 正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合 物的单体之一（用M表示）的结构简式如下： 请回答下列问题： (1)反应①的反应类型为 CH,=C- OCH,CH,O OCH (2)写出F的高聚物的结构简式： (3)写出A→B反应方程式： CH, (4)写出E→F反应方程式： 请回答下列问题： (5)含有一OH和一COOH的D的同分异构体 (1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都 共有 种（不包括D),其中核磁共 必须在惰性气体氛围中进行。其原因是 振氢谱有5组峰且峰面积之比为1：2： 2:2：1的结构简式为 (2)在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚 第3章黑白题87CHBrCHBrCOOH 的同分异构体，X能与碳酸氢钠溶液反应放出C0,,说明含羧基，分 子中有4种不同化学环境的氢，其对称性较高，符合要求的X的结构 6.(1)苯甲醛羧基(2)c (3)儿 +3NaOH 水 CH CCOOH HO OH COOH C