第3章第3节合成高分子化合物同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.某高聚物的结构式如图: ,其单体的结构简式为
A. B.
C. 和CH3CH=CH2 D. 和CH2=CH2
2.中国企业承建的卡塔尔世界杯“大金碗”球场采用聚四氟乙烯材料构成屋面膜结构。下列说法不正确的是
A.聚四氟乙烯中不存在碳碳双键 B.合成聚四氟乙烯的单体是不饱和烃
C.聚四氟乙烯是一种性质较稳定的物质 D.聚四氟乙烯没有固定熔点
3.化学与生产、生活、科技、环境等关系密切。下列说法错误的是
A.核酸检测时用到的“拭子”由尼龙纤维制成,尼龙纤维属于有吸附性的合成有机高分子材料
B.为增强口罩的密封性,均放了鼻梁条,有的鼻梁条是铝合金的,铝合金属于金属材料
C.中国空间站使用的碳纤维,是一种新型有机高分子材料
D.光化学烟雾、臭氧层空洞、酸雨的形成都与有关
4.下列说法不正确的是
A.棉花、羊毛均属合成纤维
B.农林产品中的纤维素可加工成黏胶纤维
C.“神舟”飞船航天员穿的航天服使用了多种合成纤维
D.聚丙烯纤维是加聚反应生成的
5.对于的说法错误的是
A.分子中含两种官能团 B.能与NaOH发生反应
C.能与盐酸发生反应 D.能发生加聚反应生成蛋白质
6.化学工业的产品渗透在我们生活的各个方面,以下说法错误的是
A.化学肥料的使用是我国建国后粮食产量增长的主要动力
B.酚醛塑料具有耐热性,属于有机合成材料,可用作炒菜锅的手柄
C.天然橡胶相比于合成橡胶更不易老化
D.制造游艇外壳使用的玻璃钢属于复合材料
7.PBT是最坚韧的工程热塑性塑料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性,其结构简式为,下列叙述错误的是
A.PBT可以反复加热熔融加工
B.PBT的单体是对苯二甲酸和1,4-丁二醇
C.由单体合成PBT的反应属于缩聚反应
D.1mol PBT与NaOH 溶液反应时,最多可消耗2mol NaOH溶液
8.2022年2月4日在北京举办的第24届冬季奥运会倡导“公平公正,纯洁体育”的价值观,希望举办一届“像冰雪一样纯洁、干净的冬奥会”。绿色冬奥、科技冬奥是北京冬奥会的重要理念,餐具由生物材料聚乳酸制作而成,可降解;顶流“冰墩墩”“雪容融”,由PVC、PC、ABS和亚克力等环保材料制作而成。用生物材料聚乳酸制作成可降解餐具作为冬奥会选手吃饭时的“饭碗”,聚乳酸属于
A.氧化物 B.单质 C.有机物 D.碱
9.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
10.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
11.可降解聚合物Q可由有机物P和反应制备,转化关系如下:
已知:①;
②的结构式为。
依据上述信息,可知下列说法中不正确的是
A.P分子中的所有碳原子可能在同一平面内
B.Q中的官能团为
C.由P制备Q的反应为加聚反应且原子利用率为100%
D.P、Q在一定条件下均能水解且所得产物相同
12.利用烯烃、炔烃和二烯烃的混合物在一定条件下发生共聚反应,可合成多种具有不同性能的高分子材料,某高分子材料A的结构简式如图,其单体的相对分子质量最大为
A.96 B.104 C.135 D.149
13.以富含纤维素的农作物为原料,合成PEF树脂的路线如图,下列叙述错误的是
A.葡萄糖、果糖均属于多羟基化合物,且互为同分异构体
B.5-HMF→FDCA发生氧化反应
C.单体a为乙二醇
D.PEF树脂在自然界难以降解,会造成对环境的危害
14.下列合成高分子材料的化学方程式和反应类型均正确的是
① 加聚反应
②缩聚反应
③加聚反应
④ 缩聚反应
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
15.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
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
17.实验室制备酚醛树脂的实验装置如图所示,主要步骤如下:
①在大试管中加入苯酚和的甲醛溶液。
②再加入浓盐酸,安装好实验装置。
③将试管沸水浴加热至反应物接近沸腾,到反应不再剧烈进行时,过一会儿便可停止加热。
④取出试管中的黏稠固体,用水洗净得到产品。
请回答下列问题:
(1)在装置中,试管口加一带塞的长直导管的作用是______。
(2)浓盐酸的作用是______。若要形成网状结构的酚醛树脂还可用______代替浓盐酸。
(3)此反应需水浴加热,不用温度计控制水浴温度的原因是______。
(4)采用水浴加热的好处是______。再列举两个需要水浴加热的有机实验,写出实验的名称:______。
(5)生成的酚醛树脂为______状物质。
(6)实验完毕后,若试管用水不易洗涤,可以加入少量______浸泡几分钟,然后洗净。
(7)写出实验室制取酚醛树脂的化学方程式:______,此有机反应类型是______。
(8)该实验装置中的一处错误是______。
三、有机推断题
18.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)。
19.有机化合物F可作为内燃机的润滑油,聚合物如图1;用于制备水凝胶,它们的合成路线如图2所示:
已知:(n-1)H2O+
nCH2=CH-CH3
(1)的分子式为,的化学名称是_______。红外光谱测定结果显示,中不含羟基。G→E的反应类型是_______。
(2)的化学方程式是_______。
(3)反应Ⅰ的另一种产物是M,其相对分子质量是60,B、M均能与溶液反应产生。
①M的结构简式是_______。
②的化学方程式是_______。
(4)下列说法正确的是_______。
a.、中均含有酯基
b. 中所有碳原子一定在同一平面上
c.的同分异构体中能使溶液显色的共有11种
(5)写出由乙烯和甲苯合成的路线:_______(其他试剂任选)。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【详解】由高聚物的结构可知,主链可含有6个C原子,没有其他杂原子,其中含有1个C=C双键,为二烯烃和烯烃的加聚反应产物,按如图所示断键,其中双键中1个C-C断裂,再恢复原来的双键,故单体为,,答案选D。
2.B
【详解】A. 聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚所得,则聚四氟乙烯中不存在碳碳双键,A正确;
B. 合成聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯,由C和F元素组成,不属于烃、不属于不饱和烃,B不正确;
C. 聚四氟乙烯中只有C-F键和C-C键,难以断裂,是一种性质较稳定的物质,C正确;
D. 聚四氟乙烯是高聚物,属于混合物,没有固定熔点,D正确;
答案选B。
3.C
【详解】A.尼龙纤维是聚酰胺类合成纤维,属于合成有机高分子材料,A正确;
B.铝合金属于金属材料,B正确;
C.碳纤维是碳的一种单质,是无机非金属材料,C错误;
D.光化学烟雾、臭氧层空洞、酸雨的形成都与氮氧化合物有关,D正确;
故选C。
4.A
【详解】A.棉花、羊毛属于天然纤维,选项A错误;
B.利用农林产品中的纤维素可加工成黏胶纤维,选项B正确;
C.合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀等优良性能,选项C正确;
D.聚丙烯纤维由丙烯发生加聚反应生成,选项D正确;
答案选A。
5.D
【详解】A.分子中含羧基和氨基,含两种官能团,A正确;
B.分子中含羧基(能与NaOH溶液反应),B正确;
C.分子中含有氨基(能与盐酸反应),C正确;
D.能发生缩聚反应生成蛋白质,而非加聚反应,D错误;
答案选D。
6.C
【详解】A.化学肥料的使用可以增加粮食的产量,A正确;
B.酚醛塑料是一种硬而脆的热固性塑料,属于有机合成材料,俗称电木粉,广泛用作家具零件,日用品,工艺品,具有耐腐蚀,耐高温的性能,B正确;
C.合成橡胶的抗老化性优于天然橡胶,C错误;
D.玻璃钢,即纤维强化塑料,是一种复合材料,由玻璃纤维和合成树脂共同构成,D正确;
故选C。
7.D
【详解】A.由于该塑料属于线性结构,故PBT具有热塑性,受热会熔化,A正确;
B.PBT 的单体有对苯二甲酸和1,4-丁二醇HOCH2CH2CH2CH2OH两种,B正确;
C.和HOCH2CH2CH2CH2OH生成和水,属于缩聚反应,C正确;
D.由题干的结构简式可知,1 mol PBT与NaOH溶液反应时,最多可消耗2n mol NaOH溶液,D错误;
故答案为:D。
8.C
【详解】聚乳酸是由乳酸发生缩聚反应生成的高聚酯,属于有机物,故选:C。
9.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。
10.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。
11.D
【详解】A.P分子中苯环侧链上的C之间形成的键为单键,可旋转,分子中的所有碳原子可能在同一平面内,A不符合题意;
B.Q中官能团为(酯基),B不符合题意;
C.由P制备高分子Q时,无其他产物生成,反应为加聚反应且原子利用率为100%,C不符合题意;
D.P在一定条件下与水反应生成,Q在一定条件下水解生成、,所得产物不完全相同,D符合题意;
故选D。
12.B
【详解】A的四种单体分别是、、、,其中苯乙烯的相对分子质量最大,为104,故选B。
13.D
【详解】A. 葡萄糖和果糖的结构简式分别为 和。从结构简式可以看出葡萄糖属于多羟基醛,果糖属于多羟基酮。二者均为多羟基化合物,但二者结构存在差异。另外,二者分子式均为C6H12O6。因此,二者互为同分异构体。A正确。
B. 比较5-HMF()和FDCA()结构简式发现5-HMF→FDCA的过程是将-CH2OH和-CHO氧化形成-COOH的过程。B正确。
C. PEF是FDCA和单体a在一定条件下发生缩聚反应生成的。PEF水解产物中含有单体a。根据PEF结构简式可知其为聚酯类化合物。依据酯类水解时“酸上羟基,醇上氢”的原则发现单体a的结构简式为HOCH2CH2OH,为乙二醇。C正确。
D. PEF为聚酯。酯类物质在酸性和碱性条件下较易水解,生成相应羧酸和醇类物质。D错误。
综上所述,答案为D。
14.B
【详解】①应为,加聚反应;②、③正确;④应为,是加聚反应;故选B。
15.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。
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. 冷凝、回流,减少甲醛和苯酚挥发造成的损失 作催化剂 浓氨水 反应条件为沸水浴 受热均匀、控制温度方便 制备硝基苯、银镜反应、多糖的水解等 黏稠 乙醇 n+HCHO+(n+1)H2O 缩聚反应 试管底部不应与烧杯底部接触
【详解】(1)长直导管可以促进生成物冷凝、回流,减少甲醛和苯酚挥发造成的损失他,故答案为:冷凝、回流,减少甲醛和苯酚挥发造成的损失;
(2)在该反应中,浓盐酸起催化作用,在碱催化过程中,甲醛与苯酚在一定条件下可生成网状结构的酚醛树脂,故可用浓氨水代替,故答案为:催化作用,浓氨水;
(3) 反应条件为沸水浴,所以不需要温度计测量温度,故答案为:沸水浴;
(4) 受热均匀,常压下水的沸点是100度,所以水浴内温度始终是不超过100度的,安全可靠,控制温度方便,制备硝基苯、银镜反应、多糖的水解均需要在水浴加热条件下进行,故答案为: 受热均匀、控制温度方便,制备硝基苯、银镜反应、多糖的水解;
(5) 酚醛树脂是粘稠状物质,故答案为:黏稠;
(6) 酚醛树脂不溶于水,溶于丙酮、乙醇等有机溶剂中,故可以用乙醇浸泡洗涤,故答案为:乙醇;
(7)苯酚羟基邻位上的两个氢原子比较活泼,与甲醛醛基上的氧原子结合为水分子,其余部分连接起来成为高分子化合物—酚醛树脂,反应的化学方程式可以表示为n+ HCHO+(n+1)H2O,此反应为缩聚反应,故答案为:n+ HCHO+(n+1)H2O,缩聚反应;
(8)试管底部与烧杯底部接触会导致试管受热不均,试管易炸裂,故答案为:试管底部不应与烧杯底部接触。
18. 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:。
19. 邻羟基苯甲酸(或2-羟基苯甲酸) 酯化反应(或取代反应) HCHO+2H2O+ CH3COOH +H2O+ bc
【详解】由F可知的的结构简式是,有题中信息可知B能与溶液反应产生,可知B结构简式为:,有题干信息从H回推可知E为:
(1)的分子式为,根据的转化关系及的结构简式可知的结构简式是,名称为2-羟基苯甲酸。由的转化关系及的结构简式可知该反应为酯化反应。故答案为:邻羟基苯甲酸(或2-羟基苯甲酸),酯化反应(或取代反应)
(2)根据、的结构简式可知,2个分子与1个甲醛分子发生反应生成和水,则的化学方程式是。
故答案为:HCHO+2H2O+
(3)①由于反应Ⅰ的另一种产物能与溶液反应产生,则结构中含有羧基,结合的相对分子质量可以得出为乙酸,结构简式是,为。②在酸性条件下发生水解反应产生邻羟基苯甲酸和乙酸,反应的化学方程式是。故答案为:CH3COOH
,+H2O+
(4)是,分子中无酯基,故a项错误;由于乙烯中所有原子均在同一平面上,故中所有碳原子共平面,b项正确;的同分异构体能使溶液显色,说明其结构中含有酚羟基,当苯环上的取代基为和时,二者在苯环上有邻、间、对3种位置关系,当苯环上的取代基为和时,二者在苯环上有邻、间、对3种位置关系,当苯环上的取代基为2个和1个时,三者在苯环上有6种位置关系,故除D外,符合题意的D的同分异构体有11种,C项正确。故答案为:bc。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页