第五章第一节合成高分子的基本方法同步练习(含解析)2022——2023学年高中化学人教版(2019)选择性必修3

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名称 第五章第一节合成高分子的基本方法同步练习(含解析)2022——2023学年高中化学人教版(2019)选择性必修3
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-05-20 09:40:34

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第五章第一节合成高分子的基本方法同步练习
2022-2023学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.某高分子具有单双键交替长链(如……—CH=CH—CH=CH—CH=CH—……)的结构,则生成它的单体的是
A.乙烯 B.1,3-丁二烯 C.2-丁烯 D.乙炔
2.生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水,从而消除废弃塑料对环境的污染。PHB塑料就属于这种塑料,其结构简式为。下列有关PHB的说法正确的是
A.PHB是一种聚酯,有固定的熔点 B.PHB的降解过程不需要氧气参加反应
C.合成PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOH D.通过加聚反应可以制得PHB
3.下列说法正确的是
A.聚乙烯、乙烯均能使溴水褪色
B.高分子材料中的有机物均为线型结构
C.橡胶老化发生了化学反应
D.聚苯乙烯的单体是苯和乙烯
4.下列对合成材料的认识中,不正确的是
A.高分子化合物又称聚合物或高聚物,大多由小分子通过聚合反应制得
B.的单体是HOCH2CH2OH与
C.聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成的纯净物
D.高分子化合物按照来源可分为天然高分子和合成高分子
5.生物材料衍生物2,5-呋喃二甲酸()可以替代化石燃料衍生物对苯二甲酸,与乙二醇合成聚2,5-呋喃二甲酸乙二(醇)酯(PEF)。下列说法中,正确的是
A.合成PEF的反应为加聚反应
B.PEF不能与氢气发生加成反应
C.PEF的结构简式为
D.通过红外光谱法测定PEF的平均相对分子质量可得知其聚合度
6.聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与形成聚维酮碘,其结构表示如下:(图中虚线表示氢键)
下列说法不正确的是
A.聚维酮在一定条件下能发生水解反应 B.聚维酮的单体是
C.聚维酮分子由个单体聚合而成 D.聚维酮碘是一种水溶性物质
7.化合物Y有解热镇痛的作用,可由化合物X通过如下转化得到:
下列关于化合物X和Y的说法不正确的是
A.与足量的反应,最多消耗
B.可以用溶液检验Y中是否混有X
C.一定条件下,X可与发生缩聚反应
D.与足量溶液反应时,最多能消耗
8.某科研小组将红砖与3,4-乙烯二氧噻吩在盐酸中混合,在红砖中诱导下制备出了导电高分子——聚-3,4-乙烯二氧噻吩()与普通红砖结合的材料,该材料具有广阔的应用前景。利用下列原料合成3,4-乙烯二氧噻吩的路线如下:
+SCl2+HOCH2CH2OH
下列说法错误的是
A.聚-3,4-乙烯二氧噻吩能导电是因为分子中含有共轭碳碳双键
B.上述合成3,4-乙烯二氧噻吩的反应中理论上原子利用率为100%
C.作为诱导3,4-乙烯二氧噻吩生成高聚物的催化剂
D.3,4-乙烯二氧噻吩可与发生1,4-加成反应
9.某高分子的结构片段如图:
下列说法不正确的是
A.该高分子中含有肽键
B.该高分子完全水解所得产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有相同的化学环境
C.其结构简式为
D.通过质谱法可测定该高分子的平均相对分子质量
10.塑料制品废弃物随意丢弃会造成“白色污染”。防治这种污染的一条重要途径是将合成高分子重新变成小分子化合物。如已成功实现了这种处理。试分析若用甲醇在一定条件下来处理它,能得到的有机物可能是
A. B.
C. D.CH3CH2OH
11.人类肝脏蛋白质两谱三图三库已全面破译完成,它将为肝脏疾病的预防、诊断和治疗提供科学依据。下列关于乙肝病毒的蛋白质的说法不正确的是
A.属于高分子
B.水解的最终产物能与酸和碱反应
C.遇强酸可能会变性
D.水解时肽键中的碳氧键断裂
12.合成结构简式为的高聚物,其单体应是
①苯乙烯 ②2-丁烯 ③1,3-丁二烯 ④丙炔 ⑤苯丙烯 ⑥乙苯
A.①② B.④⑤ C.③⑥ D.①③
13.PET(,M链节=192g mol-1)可用来生产合成纤维或塑料。测某PET样品的端基中羧基的物质的量,计算其平均聚合度:以酚酞溶液作指示剂,用cmol·L-1NaOH醇溶液滴定mgPET端基中的羧基至终点(现象与水溶液相同),消耗NaOH醇溶液VmL。下列说法不正确的是
A.PET可在碱性条件下水解
B.滴定终点时,溶液变为浅红色
C.合成PET的一种单体与乙醇互为同系物
D.PET的平均聚合度n为(忽略端基的摩尔质量)
14.高分子Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如下。
下列说法不正确的是
A.F中含有2个酰胺基 B.高分子Y水解可得到E和G
C.高分子X中存在氢键 D.高分子Y的合成过程中进行了官能团保护
15.下列高分子材料制备方法正确的是
A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B.聚四氟乙烯()由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙()由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备
二、实验题
16.实验室利用氰基乙酸酯(NC—CH2—COOR)制备医用胶单体原理如下:
实验步骤∶
步骤1.将一定量甲醛和碱催化剂、复合助剂加入图1装置进行加热,然后向其中缓慢滴加氰基乙酸酯(NC—CH2—COOR),使体系升温至85~90 ℃反应2~3 h;
步骤 2.加入一定量的磷酸终止反应后回流1h;
步骤3.将烧瓶中的产物转移至图2装置冷却至60 ℃,加入一定量五氧化二磷,进行减压蒸馏;
步骤4.在0.1 MPa下进行热裂解,收集160~190 ℃的馏分。
回答下列问题∶
(1)图2中的仪器a名称为___________。
(2)收率与原料配比、温度的关系如图3,制备该医用胶单体的最佳条件为___________。
(3)步骤3中加入五氧化二磷的目的是___________。
(4)医用胶单体的核磁共振氢谱图(H-NMR)如下∶(已知A、B表示除氢原子之外的不同的原子或基团,则分子中的Ha和Hb两原子在核磁共振氢谱中会显示出两组峰,峰面积之比为1∶1)
推知医用胶单体的结构简式为___________。
(5)步骤1中发生反应的化学方程式为___________。
(6)检验医用胶单体中的氰基可选用的实验用品是___________(填序号)。
a. 稀盐酸 b. NaOH 溶液 c. 湿润的红色石蕊试纸 d. 湿润的蓝色石蕊试纸
三、有机推断题
17.已知某有机化合物A的结构简式为,它可以发生如图转化:
(1)写出下列物质的结构简式:B_____,C_____,D_____,F_____。
(2)写出相应序号反应的化学方程式:
①_____;
③_____;
④_____;
⑥_____。
(3)在本题涉及的化学反应中,由C生成E的反应类型是_____。
18.PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料,可由马来酸酐等原料经如图所示路线合成。
已知:RC≡CH+(R、R1、R2代表H或烃基)
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型是____;B的结构简式是____。
(2)C中含有的官能团名称是____;D的名称(系统命名)是____。
(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体,每个分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基,但不含O-O键。半方酸的结构简式是____。
(4)由B和D合成PBS的化学方程式是___。
19.聚四氟乙烯具有耐热、耐酸碱腐蚀等优异的性能,有“塑料王”之称,用途广泛。其合成路线如下:
(1)A和B的结构简式分别为______、_____,它们属于烃的哪一类衍生物______?
(2)写出下列反应的化学方程式:
B→C___________;
C→D___________。
20.以某有机物X为原料可合成塑料G,X的相对分子质量小于100,1mol有机物X完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,同时消耗标准状况下的O2112L,且X分子中含有羧基和羟基。X能发生如图所示的转化:
已知:在HIO4、加热条件下生成RCHO和R'CHO。
回答下列问题:
(1)X的结构简式为___________。
(2)E→F的反应条件是___________。
(3)写出F→G的化学方程式:___________,该反应的反应类型为___________。
(4)A→D的化学方程式为___________,该反应的反应类型为___________。
(5)Y是X的同分异构体,1molY与足量的Na反应可生成1molH2,且Y不能使溴的CCl4溶液褪色,Y分子中的官能团连在相邻的碳原子上。Y的核磁共振氢谱图中有3组峰,峰面积之比为。PBS是一种新型塑料,其结构简式为。请设计合理方案以Y为原料(无机试剂自选)合成PBS___________:(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【详解】具有单双键交替长链(如-CH=CH-CH=CH-CH=CH-的高分子有可能成为导电塑料,聚乙烯,聚苯乙烯中都只含有单键,聚丁乙烯不是单双键交替,而聚乙炔中是单双键交替的结构,其单体为乙炔;
答案选D。
2.C
【详解】A.PHB结构中有酯基,是一种聚酯,PHB是高分子,属于混合物,没有固定的熔点,故A错误;
B.其降解过程是先水解生成2-羟基丁酸,然后被氧气氧化为CO2和H2O,故B错误;
C.根据PHB的结构,将酯基水解后,得到合成PHB的单体,其单体是CH3CH2CH(OH)COOH,故C正确;
D.PHB是聚酯类高分子,通过缩聚反应制得,故D错误;
故选C。
3.C
【详解】A.聚乙烯分子中无碳碳双键,不能使溴水褪色,A错误;
B.高分子材料中的有机物有的为线型结构,有的为网状结构,B错误;
C.橡胶老化是因为被氧化所致,发生了化学反应,C正确;
D.聚苯乙烯的单体是苯乙烯,D错误;
故选C。
4.C
【详解】A.烯烃、炔烃等小分子可发生加聚反应生成高分子化合物,二元醇、二元羧酸或二元羧酸与二元胺类有机物或氨基酸类有机物等可发生缩聚反应生成高分子化合物,高分子化合物简称聚合物或高聚物,A正确;
B.的链节为,酯基水解可得到单体是HOCH2CH2OH与,B正确;
C.聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成,因为聚乙烯由多条碳原子数不同的链构成,所以聚乙烯属于混合物,C不正确;
D.高分子化合物若由动植物体内合成,则为天然高分子化合物,若通过人工方法合成,则为合成高分子化合物,D正确;
故选C。
5.C
【详解】A.2,5-呋喃二甲酸和乙二醇发生反应时除了生成PEF外还生成水,属于缩聚反应,A错误;
B.PEF所含五元环为不饱和杂环,可以和氢气发生加成反应,B错误;
C.2,5-呋喃二甲酸与乙二醇发生酯化、缩聚形成PEF,所以PEF的结构简式为,C正确;
D.红外光谱获得分子中含有何种化学键或官能团的信息,无法得到相对分子质量,不能得其聚合度,D错误;
综上所述答案为C。
6.C
【详解】A.聚维酮含有肽键,具有多肽化合物的性质,可发生水解生成氨基和羧基,故A正确;
B.由高聚物结构简式可知聚维酮的单体是,故B正确;
C.由2m+n个单体加聚生成,故C错误;
D.高聚物可与HI3形成氢键,则也可与水形成氢键,可溶于水,故D正确;
故选C。
7.A
【详解】A.由Y的结构可知,Y中只有苯环能与发生加成反应,则与足量的反应,最多消耗,A项错误;
B.对比X、Y的结构可知,X中含有酚羟基而Y中没有,X遇溶液发生显色反应呈紫色,则可以用溶液检验Y中是否混有X,B项正确;
C.X中含有酚羟基,且在苯环上酚羟基的邻位碳原子上有氢原子,所以在一定条件下,X可与发生缩聚反应生成高聚物,C项正确;
D.Y中酯基水解生成的羧基、酚羟基及酰胺基水解生成的羧基都可以和反应,则与足量溶液反应时,最多能消耗,D项正确;
故选A。
8.B
【详解】A.电子可以沿着共轭的碳碳双键进行传递,聚-3,4-乙烯二氧噻吩()中含有共轭碳碳双键,故能导电,A正确;
B.根据原子守恒,题述合成3,4-乙烯二氧噻吩时,还应该有和HCl生成,原子利用率小于100%,B错误;
C.根据题意,聚-3,4-乙烯二氧噻吩的合成是在诱导下完成的,是生成此高聚物的催化剂,C正确;
D.3,4-乙烯二氧噻吩中含有共轭碳碳双键,可以与发生1,4-加成反应,D正确;
故选B。
9.C
【分析】由高分子的结构片段可知,高分子的结构简式为 ,生成高分子的单体为对苯二甲酸、对苯二胺。
【详解】A.由结构简式可知,高分子化合物中含有的官能团为肽键,不含有含有羧基、氨基,故A正确;
B.由分析可知,生成高分子的单体为苯环上均只含1种类型氢原子的为对苯二甲酸和对苯二胺,故B正确;
C.由分析可知,高分子的结构简式为 ,故C错误;
D.通过质谱法可以测定该高分子的平均相对分子质量,故D正确;
故选C。
10.B
【详解】防治白色污染的一条重要途径是将合成高分子重新变成小分子化合物,则,用来处理,可发生反应:,故答案选B。
11.D
【详解】A.乙肝病毒的成分是蛋白质,蛋白质是高分子化合物,故A正确;
B.蛋白质水解生成氨基酸,氨基酸含氨基显碱性,含羧基显酸性,故B正确;
C.浓硝酸是强酸,有强氧化性,蛋白质遇浓硝酸会变性,故C正确;
D.蛋白质水解时是肽键中的碳氮键断裂,碳氧键不断裂,故D错误;
故选D。
12.D
【详解】根据结构简式可知,该高聚物为加聚产物,其链节为,由“断键法”(链节上单键改双键、双键改单键,超过饱和的碳原子中间断)可知其单体加聚时成键位置为,因此该高聚物的单体为苯乙烯、1,3-丁二烯,即①③,故答案为D。
13.C
【详解】A.PET是由乙二醇、对苯二甲酸发生缩聚反应生成的高分子,可在碱性条件下水解,A正确;
B.达到滴定终点时,溶液呈碱性,溶液变成浅红色,B正确;
C.PET由对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成,乙二醇是二元醇,与乙醇不互为同系物,C错误;
D.mgPET的物质的量,达到滴定终点时消耗NaOH的物质的量,则,即是,所以PET的平均聚合度n为,D正确;
故答案选C。
14.B
【详解】A.由结构简式可知,F中含有2个酰胺基,故A正确,
B.由结构简式可知,高分子Y一定条件下发生水解反应生成 和,故B错误;
C.由结构简式可知,高分子X中含有的酰胺基能形成氢键,故C正确;
D.由结构简式可知,E分子和高分子Y中都含有氨基,则高分子Y的合成过程中进行了官能团氨基的保护,故D正确;
故选B。
15.B
【详解】A.聚乳酸()是由乳酸[HOCH(CH3)COOH]分子间脱水缩聚而得,即发生缩聚反应,A错误;
B.聚四氟乙烯()是由四氟乙烯(CF2=CF2)经加聚反应制备,B正确;
C.尼龙-66()是由己二胺和己二酸经过缩聚反应制得,C错误;
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯醇酯()发生水解反应制得,D错误;
故答案为:B。
16. 直形冷凝管 甲醛和氨基乙酸酯的配比为1.00、温度为80℃ 干燥有机物 nNC—CH2—COOCH2CH2CH2CH3+nHCHO+nH2O ad
【分析】氰基乙酸酯(NC—CH2—COOR)和甲醛在碱催化下发生聚合反应生成和水,,再裂解得到最终产物。
【详解】(1)根据仪器构造可知,图2中的仪器a名称为直形冷凝管。
(2)根据图3可知,当甲醛和氨基乙酸酯的物质的量之比为1.00、温度为80℃时,收率最高,所以制备该医用胶单体的最佳条件为甲醛和氨基乙酸酯的配比为1.00、温度为80℃。
(3)发生第一步反应时生成了水,步骤3中加入五氧化二磷的目的是除去中间产物中的水。
(4)根据核磁共振氢谱图(H-NMR)可知,该医用胶单体有6种不同化学环境的氢原子,个数比为1:1:2:2:2:3,所以该有机物的结构简式为。
(5)步骤1是氰基乙酸丁酯(NC—CH2—COOCH2CH2CH2CH3)和甲醛在碱催化下发生聚合反应,发生反应的化学方程式为:nNC—CH2—COOCH2CH2CH2CH3+nHCHO+nH2O。
(6)氰基能发生水解生成羧基,所以可以用稀盐酸和湿润湿润的蓝色石蕊试纸检验医用胶单体中的氰基,故选用的实验用品是ad。
17.(1)
(2) 2+2Cu(OH)22+Cu2O+2H2O 2+Na2CO3=2+CO2↑+H2O n+(n-1)H2O n
(3)消去反应
【分析】A的结构简式为,含有醛基,被新制氢氧化铜氧化、再酸化得到B,则B为,B中羰基被还原生成的C为,C中同时含有羧基和羟基,发生脱水缩合生成的D为;C中羟基发生消去反应生成的E为,E中含有碳碳双键,发生加聚反应生成的F为,以此来解答。
【详解】(1)根据分析可知,B为、C为、D为、F为;
(2)反应①为醛基的氧化反应,化学方程式为2+2Cu(OH)22+Cu2O+2H2O;
反应③为C中羧基与碳酸钠的反应,化学方程式为2+Na2CO3=2+CO2↑+H2O;
反应④为C的脱水缩合,化学方程式为n+(n-1)H2O;
反应⑥为E中碳碳双键的加聚反应,化学方程式为n;
(3)C生成E的反应为羟基的消去反应。
18.(1) 加成反应 HOOCCH2CH2COOH
(2) 碳碳三键、羟基 1,4-丁二醇
(3)
(4)nHOOCCH2CH2COOH+nHOCH2CH2CH2CH2OH+(2n-1)H2O
【分析】马来酸酐水解生成A,A与氢气发生加成反应生成B为HOOCCH2CH2COOH,由反应信息结合D的结构可知,乙炔与2分子甲醛发生加成反应生成C,C为HOCH2C≡CCH2OH,C与氢气发生加成反应得到D;据此解答。
(1)
依据烯烃的性质知,A→B的反应是与氢气发生的加成反应,故B的结构简式为。
(2)
利用已知信息和合成路线可知,C的结构简式为HOCH2C≡CCH2OH,其中所含官能团的名称为碳碳三键、羟基;D的碳链上1、4号碳原子连有羟基,故D的名称为1,4-丁二醇。
(3)
半方酸是马来酸酐的同分异构体,每个分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基,但不含O-O键。根据马来酸酐的分子式()可判断半方酸的结构简式是 。
(4)
根据B、D的结构简式可知合成PBS的反应为缩聚反应,方程式为nHOOCCH2CH2COOH+nHOCH2CH2CH2CH2OH+(2n-1)H2O。
19.(1) CHCl3 CHClF2 卤代烃
(2) 2CHClF2CF2=CF2+2HCl nCF2═CF2
【分析】氯仿为CHCl3,二氟一氯甲烷的结构简式为CHClF2,二氟一氯甲烷在加热条件下生成四氟乙烯,其结构简式为CF2═CF2,据元素守恒可知需2mol二氟一氯甲烷制取1mol四氟乙烯,同时又得到HCl。四氟乙烯发生加聚反应得到聚四氟乙烯,其结构简式构为。
(1)
由上述分析可知,氯仿的结构简式为CHCl3,二氟一氯甲烷的结构简式为CHClF2;它们都属于卤代烃;故答案为:CHCl3;CHClF2;卤代烃;
(2)
二氟一氯甲烷在加热条件下生成四氟乙烯,据元素守恒可知需2mol二氟一氯甲烷制取1mol四氟乙烯,同时又得到HCl,反应方程式为:2CHClF2CF2=CF2+2HCl,CF2═CF2在催化剂条件下发生加聚反应生成聚四氟乙烯,方程式为nCF2═CF2;故答案为:2CHClF2CF2=CF2+2HCl;nCF2═CF2。
20. NaOH醇溶液、加热 n 加聚反应 n +nHOOCCOOH+(2n-1)H2O 缩聚反应
【分析】有机物X完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,说明该有机物中碳原子个数与氢原子个数比为1:2,1molX完全燃烧消耗标准状况下5molO2,设X的分子式为CaH2aOb,则其燃烧方程式为CaH2aOb+5O2aCO2+aH2O,由氧原子守恒得:b+10=2a+a,b=3a-10,又因X的相对分子质量小于100,故14a+16b<100,两式综合得:14a+16b=14a+16(3a-10)<100,解得:a<4.2,即a=4(a=1,2或3时b=3a-10<0,不合题意),则b=2,故X的分子式为C4H8O2。C为CH3COOH,则B为CH3CHO,A为CH3CH(OH)CH(OH)CH3,X为CH3COCH(OH)CH3;A与乙二酸发生缩聚反应生成高分子D;X与氢溴酸发生取代反应(羟基被溴原子取代)生成E,所以E为,F在一定条件可以形成高分子,则E生成F应为溴原子的消去反应,F的结构简式为,G为。
【详解】(1)根据分析可知X为。
(2)E为,在NaOH醇溶液中、加热条件下发生消去反应生成F;
(3)F为,含有碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应生成G,化学方程式为n ;
(4)A为与HOOC-COOH发生缩聚反应生成D,化学方程是为n +nHOOCCOOH+(2n-1)H2O;
(5)1molY能与Na反应生成1molH2,则Y中含有2个-OH (羟基),Y不能使溴的CCl4溶液褪色,说明Y中不含碳碳双键。由于Y分子中的氢原子没有达到饱和状态,所以只能是环状有机物,其结构简式可能为或,因核磁共振氢谱图中有3组峰,峰面积之比为2:1:1,所以只能是,由PBS的结构简式可知其单体为HOCH2CH2CH2CH2OH和HOOCCH2CH2COOH,所以Y合成PBS可先在HIO4、加热条件下反应生成丁二醛,再还原得到二醇,氧化得到二酸,最后发生缩聚反应即可,合成路线流程图为:。
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