第五章合成高分子单元练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下图是以秸秆为原料制备某种高分子化合物W的合成路线:
下列有关说法正确的是
A.X具有两种不同的含氧官能团
B.Y可以发生酯化反应和加成反应
C.Y和1,4-丁二醇通过加聚反应生成W
D.W的分子式为C10nH16n+2O4n+1
2.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
3.MMA()是合成有机玻璃的单体,下面是MMA的两条合成路线(部分反应条件已略去)。
路线一:①+HCN→
②+CH3OH+H2SO4→+NH4HSO4
路线二:
下列有关说法中不正确的是
A.路线一中的副产物对设备具有腐蚀性
B.路线一中涉及的反应全部为加成反应
C.路线二中原子利用率理论上为100%
D.MMA在一定条件下能发生取代反应
4.生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水,从而减少废弃塑料对环境的污染。PHB就属于这种塑料,其结构简式为,下列有关PHB的说法中正确的是
A.PHB是一种聚酯,有固定的熔点
B.合成PHB的单体难溶于水
C.合成PHB的单体是
D.通过加聚反应可以制得PHB
5.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
6.聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是
A.
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C.乳酸与足量的反应生成
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
7.聚乳酸(PLA)是最具潜力的可降解高分子材料之一,对其进行基团修饰可进行材料的改性,从而拓展PLA的应用范围。PLA和某改性的PLA的合成路线如图。
注:Bn是苯甲基()
下列说法不正确的是
A.反应①是缩聚反应
B.反应②中,参与聚合的F和E的物质的量之比是m:n
C.改性的PLA中,m:n越大,其在水中的溶解性越好
D.在合成中Bn的作用是保护羟基,防止羟基参与聚合反应
8.2022北京冬奥会中使用了很多高新材料,如冬奥会颁奖礼服内胆使用了第二代石墨烯发热材料;速滑竞赛服使用了高性能合成纤维和聚酯材料;火炬“飞扬”使用了新型碳纤维树脂复合材料。下列有关材料的说法错误的是
A.石墨烯、金刚石、石墨互为同素异形体
B.合成纤维与碳纤维均属于有机高分子材料
C.聚酯是由多元醇和多元酸聚合而得到的高分子聚合物
D.一般树脂材料耐火性较差,但“飞扬”的新型碳纤维树脂复合材料具有较高的耐火性
9.光刻胶是光刻机制造芯片必不可少的重要材料,可用降冰片烯与马来酸酐共同加聚而成。下列说法正确的是
A.1mol马来酸酐最多消耗1mol NaOH
B.降冰片烯与互为同分异构体
C.该光刻胶合成过程中可能会出现链节:
D.降冰片烯的一氯代物有7种
10.下列表示正确的是
A.聚乙炔的链节:—CH—CH—
B.乙烷的球棍模型:
C.O的电子式:
D.丙烯的结构式:CH2=CH—CH3
11.已知葡萄糖、淀粉和纤维素的结构如图,下列说法不正确的是
A.1mol该葡萄糖最多可以和5mol乙酸酐反应生成五乙酸葡萄糖酯
B.上图葡萄糖结构中含有羟基、醚键,不含醛基,该葡萄糖不能发生银镜反应
C.葡萄糖1位碳和4位碳的羟基分别与另一葡萄糖4位碳和1位碳的羟基发生缩聚反应可形成淀粉
D.纤维素可制备硝化纤维,硝化纤维化学式为
12.下列说法错误的是
A.航天员穿的航天服使用了多种合成纤维
B.橡胶的高分子链之间通过硫原子形成网状结构,适合制造轮胎
C.豆腐是利用氯化镁、硫酸钙等物质使豆浆中的蛋白质聚沉的原理制成的
D.将重质油干馏为轻质油作为燃料,是促进碳中和最直接有效的措施(碳中和是指的排放总量和减少总量相当)
13.可生物降解的高分子材料聚苯丙生(L)的结构片段如下图。
已知:R1COOH+R2COOH +H2O
下列有关L的说法不正确的是
A.制备L的单体分子中都有两个羧基
B.制备L的反应是缩聚反应
C.L中的官能团是酯基和醚键
D.m、n、p和q的大小对L的降解速率有影响
14.聚氨酯类高分子材料PU用途广泛,其合成反应为:
下列说法不正确的是
A.HO(CH2)4OH的沸点高于CH3CH2CH2CH3
B.高分子材料PU在强酸、强碱中能稳定存在
C.合成PU的两种单体的核磁共振氢谱中均有3个吸收峰
D.以1,3-丁二烯为原料,可合成HO(CH2)4OH
15.酚醛树脂是用酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。如图是实验室用苯酚与甲醛溶液制取酚醛树脂的装置图(该实验所用催化剂为浓盐酸)。下列说法错误的是
A.装置中长玻璃导管的作用是冷凝回流和导气
B.试管中发生的反应是
C.该反应制得的酚醛树脂为网状结构
D.实验完毕后,若试管用水不易洗涤,可以加入少量乙醇浸泡几分钟,然后再洗涤
二、填空题
16.共聚酯(PETG)有着优异的光泽度、透光率和可回收再利用等特点,广泛应用于医疗用品、日常消费品和化妆品包装等行业,PETG的结构简式如下:
PETG的合成和再生路线如下:
试回答下列问题:
(1)化合物IV的分子式为_______。
(2)化合物I的结构简式为____;化合物II的一种同分异构体V能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2且分子结构中含有5个甲基,则化合物Ⅴ的结构简式为____。
(3)合成PETG的反应类型为_______。
(4)化合物III可由乙烯与Br2发生加成反应后得到的产物在一定条件下发生取代反应而获得,请写出发生取代反应的化学方程式:_______。
(5)在一定条件下,CH3OH能与碳酸乙烯酯()发生类似PETG再生的反应,其产物之一为碳酸二甲酯[结构简式为(CH3O)]。写出该反应的化学方程式(不用标反应条件):_______。
17.(1)新型合成材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如下:
它是由___(填结构简式,下同)、____和____三种单体通过___(填反应类型)反应制得的。
(2)聚丁二酸乙二醇酯(PES)是一种生物可降解的聚酯,它在塑料薄膜、食品包装和生物材料等方面有着广泛的应用。其结构简式为。聚丁二酸乙二醇酯(PES)是由两种单体通过___(填反应类型)反应制得的。形成该聚合物的两种单体的结构简式是____和___。这两种单体相互之间也可能形成一种八元环状酯,请写出该环状化合物的结构简式:___。
(3)高分子化合物A和B的部分结构如下:
①合成高分子化合物A的单体是____,生成A的反应是_____(填“加聚”或“缩聚”,下同)反应。
②合成高分子化合物B的单体是___,生成B的反应是____反应。
三、有机推断题
18.有机高分子A可用于生产俗称“白乳胶”的木材黏合剂,B通过加聚反应可制得A.B的蒸气对的相对密度为43,分子中C、H、O的原子个数之比为2∶3∶1.B在酸性条件下水解可生成碳原子数相同的两种有机化合物D和M。
(1)写出B在一定条件下生成A的化学方程式___________。
(2)写出属于不饱和羧酸的B的同分异构体的结构简式(包括顺反异构体)___________。
(3)已知羟基与碳碳双键直接相连的有机物会迅速转化为醛。M可以发生银镜反应,请写出M的结构简式___________。
(4)已知:R-CH2-COOH,D可以发生如下转化:,有机化合物G是F的同系物,且G的相对分子质量比F的大14,请写出两分子G生成六元环状化合物的结构简式___________,以及G生成链状缩聚物的化学方程式___________。
19.有机高分子化合物甲是一种常用的光敏高分子材料,其结构简式为。以A、X为原料,按如图所示流程可以合成甲,其中试剂I可由一定条件下炔烃与水反应制得,X的质谱图显示最大的峰值为106。
已知:a.—CH2OH+—CH2OH—CH2OCH2—+H2O;
b. + +H2O;
c.羟基直接连在碳碳双键的碳上时很不稳定的,易发生分子内重排从而转化为稳定结构:。
请回答下列问题。
(1)已知A分子中氧元素的质量分数为19.88%,碳元素的质量分数为29.81%,其余为氢元素和氯元素,且A的核磁共振氢谱上有三组吸收峰,峰面积之比为2:2:1,则A的结构简式为___。
(2)下列说法错误的是____(填序号)。
A.有机物A能发生水解反应,其水解产物可用作汽车发动机的防冻液
B.有机物X不可能存在能与Na单质发生取代反应的同分异构体
C.有机物G的分子式为C13H14O3,能发生取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、加聚反应
(3)写出B→C的化学方程式:___。
(4)H是E的同分异构体,写出满足下列条件的H的结构简式:___。
①1molH能与足量新制Cu(OH)2悬浊液充分反应生成2molCu2O;
②H的核磁共振氢谱上共有四组吸收峰;
③含有苯环。
(5)聚乙酸乙烯酯()是一种新型高分子材料,其性质稳定、无毒、黏结强度高,是一种环保的胶黏剂。设计以A为原料制备聚乙酸乙烯酯的流程:____(无机试剂任选)。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【详解】A.X中的含氧官能团只有羧基一种,A错误;
B.Y中含有羧基,可以发生酯化反应,但不能发生加成反应,B错误;
C.Y和1,4-丁二醇通过缩聚反应生成W,C错误;
D.据W的结构简式可知其分子式为,D正确;
故选D。
2.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。
3.B
【详解】A.路线一中的副产物为,在水溶液中可电离出,显酸性,可腐蚀设备,A正确;
B.线路一中①为加成反应,②中产物不止一种,不是加成反应,B错误;
C.原子利用率100%指反应没有副产物,所有原子均转入目标产物中,路线二无副产物,C正确;
D.MMA中含有酯基,可在酸性或碱性条件下水解,发生取代反应,D正确;
故选B。
4.C
【详解】A.PHB是合成高分子,属于混合物,没有固定的熔点,A错误;
B.其单体分子中含有—OH和—COOH,易溶于水,B错误;
C.由PHB的结构简式可知,合成PHB的单体是,C正确;
D.PHB是聚酯类高分子,通过缩聚反应制得,D错误;
故选C。
5.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。
6.B
【详解】A.根据氧原子数目守恒可得:3n=2n+1+m,则m=n-1,A正确;
B.聚乳酸分子中含有三种官能团,分别是羟基、羧基、酯基,B错误;
C.1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基,则1mol乳酸和足量的Na反应生成1mol H2,C正确;
D.1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基,则两分子乳酸可以缩合产生含六元环的分子(),D正确;
故选B。
7.B
【详解】A.由图可知,反应①为乳酸分子间发生酯化反应生成聚乳酸 ,是缩聚反应,A项正确;
B.由化合物G的结构可知,参与聚合的F和E物质的量之比是2m:n,B项错误;
C.改性的PLA中,m:n越大,含羟基越多,其在水中的溶解性越好,C项正确;
D.反应①中羟基也参与聚合反应,故反应②发生聚合反应时为要先引入Bn, 以防止羟基参与聚合反应中 ,D项正确;
答案选B。
8.B
【详解】A.石墨烯、金刚石、石墨三者都是碳单质,且结构和物理性质不同,互为同素异形体,A错误;
B.碳纤维只含有碳不是有机物,故碳纤维不是有机高分子材料,B错误;
C.聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称,缩聚得到是高分子材料,C错误;
D.火炬“飞扬”使用了新型碳纤维树脂复合材料,火炬需要耐火,否则会反应,所以“飞扬”的新型碳纤维树脂复合材料具有较高的耐火性,D正确;
故选D。
9.C
【详解】A.一个马来酸酐分子水解生成2个羧基,则1mol马来酸酐,最多消耗2mol NaOH,A错误;
B.降冰片烯 与分子式相同、结构相同,二者是同种物质,B错误;
C.降冰片烯和马来酸酐之间可以发生加成反应、马来酸酐分子之间也可以发生加成反应,所以其链节可能是:,C正确;
D.由题干信息中降冰片烯的结构简式利用等效氢原理可知,降冰片烯的一氯代物有4种,如图所示:,D错误;
故答案为:C。
10.B
【详解】A.聚乙炔是由n个-CH=CH-组成的聚合物,链节为-CH=CH-,故A错误;
B.乙烷的结构简式为CH3CH3,球棍模型为,故B正确;
C.过氧根离子中含有氧、氧单键,电子式为,故C错误;
D.丙烯的结构简式为CH2=CH—CH3,结构式为,故D错误;
故选B。
11.B
【详解】A.1mol该葡萄糖中含有5mol的羟基,故最多可以和5mol乙酸酐反应生成五乙酸葡萄糖酯,A正确;
B.葡萄糖具有还原性,能发生银镜反应,B错误;
C.葡萄糖1位碳和4位碳的羟基分别与另一葡萄糖4位碳和1位碳的羟基可以发生缩聚反应脱去水分子,并生成高分子化合物淀粉,C正确;
D.纤维素每个链节中含有3个羟基,可以和3个硝酸分子反应生成水并引入3个-NO2,故可制备硝化纤维,硝化纤维化学式为,D正确。
故选B。
12.D
【详解】A.航天服材料使用了多种聚酯类合成纤维,A项正确;
B.橡胶的高分子链之间通过硫原子形成网状结构,可用于制造轮胎,B项正确;
C.胶体中加入电解质溶液,发生聚沉,豆浆属于胶体,氯化镁、硫酸钙等物质属于电解质,豆浆中加入氯化镁、硫酸钙等物质后发生聚沉,制成豆腐,C项正确;
D.将重质油干馏为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量,达不到碳中和的目的,D项错误;
答案选D。
13.C
【详解】A.合成聚苯丙生的单体为、 ,每个单体都含有2个羧基,故A正确;
B.根据题示信息,合成聚苯丙生的反应过程中发生了羧基间的脱水反应,除了生成聚苯丙生,还生成了水,属于缩聚反应,故B正确;
C.聚苯丙生中含有的官能团为: 、 ,不含酯基,故C错误;
D.聚合物的分子结构对聚合物的降解有本质的影响,因此m、n、p、q的值影响聚苯丙生的降解速率,故D正确;
故选C。
14.B
【详解】A.HO(CH2)4OH分子间存在氢键,沸点高于CH3CH2CH2CH3,A正确;
B.高分子材料PU是缩聚产物,分子中存在酰胺基,在酸性、碱性环境下会水解,不能在强酸、强碱中能稳定存在,B错误;
C.有3种H,分别是-CH2-的邻位、间位及CH2中的H,HO(CH2)4OH即HOCH2CH2CH2CH2OH,左右对称,也有3种H,C正确;
D.以1,3-丁二烯为原料,可合成HO(CH2)4OH,合成路线CH2=CH-CH=CH2CH2Br-CH=CH-CH2BrHOCH2-CH=CH-CH2OHHO(CH2)4OH,D正确;
选B。
15.C
【详解】A.反应在加热的情况下进行,苯酚、甲醛溶液易挥发,所以反应装置中的长玻璃导管除导气外,还对挥发的反应物起冷凝回流作用,故A正确;
B.苯酚羟基邻位上的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚,然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成酚醛树脂。反应的化学方程式可表示为,故B正确;
C.苯酚与甲醛在酸催化下反应生成的酚醛树脂是线型结构,在碱催化下反应生成的酚醛树脂是网状结构,故C错误;
D.该实验所制得的产物是线型酚醛树脂,线型酚醛树脂可溶于乙醇,故D正确;
答案选C。
16. C10H10O4 CH3C(CH3)2C(CH3)2COOH 缩聚反应 +2NaOH+2NaBr +2CH3OH→+
【详解】(1)由化合物Ⅳ的结构简式可知其分子式为C10H10O4;
(2)PETG是通过缩聚反应形成的,结合PETG的结构组成,化合物Ⅱ、化合物Ⅲ的结构简式可知,化合物Ⅰ为;化合物Ⅱ的一种同分异构体Ⅴ能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2,说明化合物Ⅴ中含有-COOH,且该分子结构中含有5个甲基,则化合物Ⅴ的结构简式为CH3C(CH3)2C(CH3)2COOH;
(3)根据PETG的结构简式可知,因此该物质由化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过缩聚反应制得;
(4)乙烯与Br2发生加成反应生成BrCH2CH2Br,BrCH2CH2Br发生水解反应生成化合物Ⅲ,水解反应的化学方程式为+2NaOH+2NaBr;
(5)CH3OH能与碳酸乙烯酯()发生类似PETG再生的反应,其产物为碳酸二甲酯与乙二醇,则该反应的化学方程式为+2CH3OH→+。
17. 加聚 缩聚 加聚 缩聚
【详解】(1)由该高分子的结构简式可知,它是由不饱和的单体发生加成聚合反应而形成的产物,将该高分子的链节即重复结构单元断开成三段:、、,可知该高聚物是由、、通过加聚反应制得的,故答案为:;;;加聚;
(2)根据PES的结构简式,可知其是由和通过缩聚反应制得的。这两种单体相互之间可能形成的一种八元环状酯的结构简式为,故答案为:缩聚;;;;
(3)①由高分子化合物A的部分结构可知,该有机物为加聚反应的产物,其单体为。,故答案为:;加聚;
②由高分子化合物B的部分结构可知,B为多肽,该有机物为缩聚反应的产物,其单体为,故答案为:;缩聚。
18.(1)
(2)
(3)CH3CHO
(4)
【分析】B的蒸气对的相对密度为43,故B的相对分子质量为86,分子中C、H、O的原子个数之比为2∶3∶1,设B分子式为(C2H3O)x则(25+3+16)x=86,x=2,故B分子式为C4H6O2,B的不饱和度为 ,B通过加聚反应生成A,B能够水解说明含有酯基和碳碳双键,B在酸性条件下水解可生成碳原子数相同的两种有机化合物D和M,M可以发生银镜反应,则M为CH3CHO,D为CH3COOH,B为CH3COOCH=CH2,A为。
(1)
B在一定条件下生成A的化学方程式为 。
(2)
B为CH3COOCH=CH2,B的同分异构体中属于不饱和羧酸的有3种,分别是。
(3)
通过以上分析知,M为乙醛,其结构简式为CH3CHO。
(4)
乙酸和溴在一定条件下发生取代反应生成E,E为CH2 BrCOOH,E和NaOH的水溶液加热发生取代反应生成HOCH2COONa,E酸化得到G,G为HOCH2COOH,有机物N与G互为同系物,且N的相对分子质量比G大14,说明N比G多一个-CH2原子团,则N为CH3CH (OH) COOH,两分子N在一定条件下生成六元环状化合物的结构简式:,N发生消去反应方程式为。
19. HOCH2CH2Cl B ClCH2CH2OCH2CH2Cl+NaOHClCH2CH2OCH=CH2+NaCl+H2O 、
【分析】G发生加聚反应生成甲,根据甲的结构简式知G为;由A分子中氧元素的质量分数为19.88%,碳元素的质量分数为29.81%,其余为氢元素和氯元素,可知A中碳原子与氧原子的个数比为2:1,再结合A的核磁共振氯谱上有三组吸收峰,峰面积之比为2:2:1、G的结构简式、题给已知信息a以及A到C的转化关系知,A为HOCH2CH2Cl,B为ClCH2CH2OCH2CH2Cl,C为ClCH2CH2OCH=CH2;C、F反应生成KCl和G,则F为;X发生类似题给已知信息b的反应生成D,D中醛基发生氧化反应然后酸化得到E,则E中含有羰基,E和KOH发生中和反应生成F,则E为,D为;试剂X的质谱图显示最大的峰值为106,则X为,I为CH3CHO。
【详解】(1)根据以上分析可知A的结构简式为HOCH2CH2Cl;
(2)A.A的结构简式为HOCH2CH2Cl,A中氯原子能发生水解反应生成根据以上分析可知A的结构简式为HOCH2CH2OH,乙二醇可用作汽车发动机的防冻液,A项正确;
B.X为,该有机物的同分异构体中可能含有醇羟基,醇能和Na的发生取代反应,如,B项错误;
C.有机物G为,分子式为C13H14O3,G中酯基能发生取代反应,苯环和碳碳双键能发生加成反应,碳碳双键能发生氧化反应、还原反应及加聚反应,C项正确;
综上所述答案为B;
(3)B为ClCH2CH2OCH2CH2Cl,C为ClCH2CH2OCH=CH2,B发生消去反应生成C,B→C的化学方程式为ClCH2CH2OCH2CH2Cl+NaOHClCH2CH2OCH=CH2+NaCl+H2O;
(4)E为,H是E的同分异构体,H满足下列条件:①1molH能与足量新制Cu(OH)2悬浊液充分反应生成2molCu2O,说明H中含有2个-CHO;②H的核磁共振氢谱上共有四组吸收峰,说明H含有4种不同化学环境的氢原子;③含有苯环;结合上述分析知,两个醛基位于苯环上的同位且该分子具有对称结构,符合条件的H的结构简式为、;
(5)A是HOCH2CH2Cl,聚乙酸乙烯酯可由乙酸乙烯酯发生聚合反应得到, CH3COOCH2CH2Cl发生消去反应可以得到乙酸乙烯酯,乙酸和HOCH2CH2Cl发生酯化反应可以得到CH3COOCH2CH2Cl;HOCH2CH2Cl发生消去反应得到乙醛,乙醛发生氧化反应可以得到乙酸,则以A为原料制备聚乙酸乙烯酯的合成路线为。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页