2023-2024学年高中化学人教版2019选择性必修3课后习题 第五章 第一节 合成高分子的基本方法（含解析）
文档属性
| 名称 | 2023-2024学年高中化学人教版2019选择性必修3课后习题 第五章 第一节 合成高分子的基本方法（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-11 14:48:15 | ||
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文档简介
第五章 合成高分子
第一节 合成高分子的基本方法
A级 必备知识基础练
1.下列属于天然高分子的是( )
A.聚乙烯 B.淀粉
C.丙纶 D.油脂
2.下列叙述正确的是( )
A.单体的质量之和等于所生成高聚物的质量
B.单体为一种物质时,则发生加聚反应
C.缩聚反应的单体至少有两种物质
D.淀粉和纤维素的链节都是C6H10O5,但聚合度不同,彼此不是同分异构体
3.某高分子的部分结构如下:
下列说法不正确的是( )
A.聚合物的链节是
B.聚合物的分子式为(C2H2Cl2)n
C.聚合物的单体是CHClCHCl
D.若n为聚合度,则该聚合物的平均相对分子质量为97n
4.聚乳酸可在乳酸菌作用下降解,下列有关聚乳酸的说法正确的是( )
A.聚乳酸是一种纯净物
B.聚乳酸是一种酸性高分子材料
C.聚乳酸的单体为
D.聚乳酸是由单体之间通过加聚反应而合成的
5.(2022河南洛阳高二期中)聚酰胺树脂材料具有较好的耐热性、耐水性。一种高分子聚酰胺树脂的合成过程为:
下列有关说法正确的是( )
A.该树脂中所有原子共平面
B.该高分子树脂中含有四种官能团
C.单体A与邻苯二甲酸互为同系物
D.该树脂是由单体A和B通过加聚反应得到
6.(2021江苏高二期中)在各种疾病防护防控措施中,化学知识起着重要作用,下列有关说法不正确的是( )
A.修建“火神山”医院所用的HDPE(高密度聚乙烯)膜是一种无毒无味的高分子材料
B.N95型口罩的核心材料是聚丙烯,聚丙烯可以使溴水褪色
C.使用医用酒精杀菌消毒的过程中发生了化学变化
D.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于卤代烃
7.按要求回答下列问题。
(1)聚苯乙烯的结构简式为。
①聚苯乙烯的链节是 ,单体是 。
②实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000,则该高聚物的聚合度n为 。
(2)完成下列反应的化学方程式,并指出其反应类型。
①由乙烯制取聚乙烯: ; 。
②由丙烯制取聚丙烯: ; 。
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.缩聚反应是合成高分子材料的重要反应。下列属于缩聚反应的是( )
A.乙烯生成聚乙烯
B.四氟乙烯生成聚四氟乙烯
C.乙二醇与乙二酸生成
D.对苯二甲酸和乙二醇生成聚酯和水
9.(2022山东潍坊高二质检)以富含纤维素的农作物为原料,合成PEF树脂的路线如下:
纤维素葡萄糖果糖
下列叙述错误的是( )
A.葡萄糖、果糖均属于多羟基化合物
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,会对环境造成危害
10.(2021山东聊城高二月考)顺-1,4-聚异戊二烯,又称“天然橡胶”,合成顺式聚异戊二烯的部分流程如图所示。下列说法正确的是( )
N M
顺式聚异戊二烯
A.N是顺式异戊二烯
B.M不存在顺反异构体
C.N分子中最多有10个原子共平面
D.顺式聚异戊二烯的结构简式为
11.(2021贵州贵阳高二检测)一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下:
下列关于该高分子说法正确的是( )
A.结构简式为
B.氢键对该高分子的性能没有影响
C.完全水解得到的高分子,含有官能团羧基和碳碳双键
D.完全水解得到的小分子有机化合物,具有4种不同化学环境的氢原子
12.涤纶广泛应用于衣料和装饰材料。合成涤纶的反应如下:
+nHOCH2CH2OH涤纶+(2n-1)H2O。下列说法正确的是 ( )
A.合成涤纶的反应为缩聚反应
B.对苯二甲酸和苯甲酸互为同系物
C.1 mol涤纶与NaOH溶液反应,理论上最多可消耗2n mol NaOH
D.涤纶的结构简式为
13.以芳香烃A为原料合成有机化合物F和I的合成路线如下:
已知:R—CHO+(CH3CO)2O
R—CHCHCOOH+CH3COOH。
(1)A的分子式为 ,C中的官能团名称为 。
(2)D分子中最多有 个原子共平面。
(3)E生成F的反应类型为 ,G的结构简式为 。
(4)由H生成I的化学方程式为 。
(5)符合下列条件的B的同分异构体有多种,其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积比为6∶2∶1∶1的是(写出其中一种的结构简式) 。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应。
(6)已知RCOOHRCOCl,参照上述合成路线,以苯和丙酸为原料(无机试剂任选),设计制备
的合成路线。
C级 学科素养创新练
14.由丙烯经图示途径可得到F、G两种高分子,它们都是常用的塑料。
(1)聚合物F的结构简式是 。
(2)D的结构简式是 。
(3)B转化为C的化学方程式是 。
(4)在一定条件下,两分子E能脱去两分子水形成一种六元环状化合物,该化合物的结构简式是 。
(5)E有多种同分异构体,其中一种能发生银镜反应,1 mol该同分异构体与足量的金属钠反应产生1 mol H2,则该同分异构体的结构简式为 。
(6)E转化为G的化学方程式是 。
第一节 合成高分子的基本方法
1.B 淀粉是天然高分子,聚乙烯、丙纶是合成高分子。油脂是高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量相对较小,故不是高分子。
2.D 对于缩聚产物,其质量不等于单体质量之和,A项错误;单体为一种物质时,既可能发生加聚反应,也可能发生缩聚反应,B项错误;缩聚反应的单体可能为一种或多种,C项错误。
3.A 因碳碳单键可以旋转,则可判断题给聚合物的重复结构单元(即链节)为,该聚合物的结构简式为,分子式为(C2H2Cl2)n,平均相对分子质量为97n,该聚合物的单体是CHClCHCl。
4.C 聚乳酸是混合物,A项错误;由聚乳酸的结构可知,该物质是由乳酸中的羟基和羧基脱水而形成的,属于缩聚反应,C项正确,D项错误;乳酸显酸性,但聚乳酸并不显酸性,B项错误。
5.B 该聚酰胺树脂分子中的N原子与周围的原子成三角锥形,则树脂中所有原子不可能在同一平面上;该高分子树脂中含有肽键、羧基、氨基、醚键共四种官能团;单体A含4个羧基,邻苯二甲酸只含2个羧基,官能团个数不相等,则结构不相似,不互为同系物;该树脂是A和B通过羧基和氨基发生缩聚反应得到的。
6.B 高密度聚乙烯是一种无毒无味的有机合成高分子材料,故A正确;一定条件下丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,聚丙烯结构中不含有碳碳双键,不能使溴水褪色,故B错误;使用医用酒精杀菌消毒的过程为蛋白质变性的过程,属于化学变化,故C正确;四氟乙烯的结构简式为CF2CF2,属于卤代烃,故D正确。
7.答案 (1)①
②500
(2)①nCH2CH2 加聚反应
②nCH3—CHCH2 加聚反应
解析 (1)①聚苯乙烯的链节是,单体是;②聚苯乙烯的相对分子质量为104 n,则该高聚物的聚合度n==500。
(2)乙烯制取聚乙烯和丙烯制取聚丙烯的反应都是加聚反应。
8.CD 乙烯生成聚乙烯,发生加聚反应,故A错误;四氟乙烯生成聚四氟乙烯,发生加聚反应,故B错误;乙二醇与乙二酸反应生成和水,属于缩聚反应,故C正确;对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成聚酯和水,故D正确。
9.D 葡萄糖与果糖都含有5个—OH,是多羟基化合物;5-HMF→FDCA醛基、醇羟基被氧化为羧基,发生氧化反应;依据PEF可知,水解时断裂酯基,断键位置如图所示:,可知单体a为HO—CH2—CH2—OH(乙二醇);PEF树脂可降解,代替聚乙烯、聚氯乙烯塑料可以减少白色污染,减少对环境的危害。
10.BD N发生聚合反应生成顺式聚异戊二烯,则N为异戊二烯(),不存在顺反异构,故A错误;M不存在顺反异构体,故B正确;N为异戊二烯(),碳碳双键为平面结构,旋转碳碳单键可以使碳碳双键形成的2个平面重合,甲基是四面体结构,可以使甲基中1个氢原子处于平面内,因此分子中最多有11个原子共面,故C错误;两个相同原子或基团在双键同一侧的为顺式异构体,故顺式聚异戊二烯的结构简式为,故D正确。
11.A 根据题中隐形眼镜材料的聚合物片段可知,断开氢键,可得到该高分子链的结构为
,则该高分子的结构简式为,故A正确;氢键为一种特殊的分子间作用力,影响物质的物理性质,如熔、沸点,故B错误;该高分子完全水解的产物为和HOCH2CH2OH,其中高分子为,含有的官能团为羧基,不含碳碳双键,故C错误;水解得到的小分子有机化合物为HOCH2CH2OH,有2种不同化学环境的氢原子,故D错误。
12.AC 合成涤纶的反应为缩聚反应,选项A正确;结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物,但对苯二甲酸和苯甲酸分子中官能团数目不同且分子组成相差一个CO2,不互为同系物,选项B错误;1 mol涤纶水解会产生2n mol羧基,与NaOH溶液反应,理论上最多可消耗2n mol NaOH,选项C正确;涤纶的结构简式应为
,选项D错误。
13.答案 (1)C7H8 羟基 (2)17
(3)消去反应
(4)n++nH2O
(5)或
(6)CH3CH2COOH
解析 (1)A→G为氧化过程,由G的分子式为C7H6O,可判断G的结构简式为,再结合A→B的反应条件以及B的结构简式可知,A→B是在苯环上引入,可推断A的结构简式为,分子式为C7H8;C中含有的官能团名称为羟基。
(2)C分子内脱水得到的D为,苯环和乙烯均为平面结构,通过单键的旋转,两个平面可以重合,甲基中的一个氢原子通过单键的旋转也可以位于该平面,故D分子中最多有17个原子共平面。
(3)E为,在KOH醇溶液的作用下可发生消去反应生成F();G的结构简式为。
(4)由H→I的反应试剂和条件及I的结构简式可知H为,与发生酯化反应生成I,化学方程式为n++nH2O。
(5)①属于芳香族化合物,说明有苯环;②能发生银镜反应,说明有醛基。若苯环上有一个取代基,则取代基有2种结构:—CH2CH2CHO、—CH(CH3)CHO,有2种同分异构体;若有两个取代基,可以是—CH3、—CH2CHO,也可以是—CH2CH3、—CHO,分别有邻、间、对三种相对位置,共有6种同分异构体;当苯环上有三个取代基,即2个—CH3和1个—CHO时,由定二移一法确定其同分异构体有6种,如图示:、、(箭头为—CHO的可能位置),所以满足条件的同分异构体数目为14种,其中满足核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为6∶2∶1∶1的结构为或。
(6)要合成,可在苯环上引入丙酰基,再还原,其合成路线为CH3CH2COOH。
14.答案 (1) (2)
(3)+O2+2H2O
(4)
(5)
(6)+(n-1)H2O
解析 正向推导可得,F为聚丙烯,A为,B为,C为,D为,E为。E的同分异构体能发生银镜反应说明含有醛基,1 mol该同分异构体与足量的金属钠反应产生1 mol H2,说明含有两个羟基,则结构简式为;E转化为G的化学方程式书写时应该注意H2O的化学计量数为n-1。
第一节 合成高分子的基本方法
A级 必备知识基础练
1.下列属于天然高分子的是( )
A.聚乙烯 B.淀粉
C.丙纶 D.油脂
2.下列叙述正确的是( )
A.单体的质量之和等于所生成高聚物的质量
B.单体为一种物质时,则发生加聚反应
C.缩聚反应的单体至少有两种物质
D.淀粉和纤维素的链节都是C6H10O5,但聚合度不同,彼此不是同分异构体
3.某高分子的部分结构如下:
下列说法不正确的是( )
A.聚合物的链节是
B.聚合物的分子式为(C2H2Cl2)n
C.聚合物的单体是CHClCHCl
D.若n为聚合度,则该聚合物的平均相对分子质量为97n
4.聚乳酸可在乳酸菌作用下降解,下列有关聚乳酸的说法正确的是( )
A.聚乳酸是一种纯净物
B.聚乳酸是一种酸性高分子材料
C.聚乳酸的单体为
D.聚乳酸是由单体之间通过加聚反应而合成的
5.(2022河南洛阳高二期中)聚酰胺树脂材料具有较好的耐热性、耐水性。一种高分子聚酰胺树脂的合成过程为:
下列有关说法正确的是( )
A.该树脂中所有原子共平面
B.该高分子树脂中含有四种官能团
C.单体A与邻苯二甲酸互为同系物
D.该树脂是由单体A和B通过加聚反应得到
6.(2021江苏高二期中)在各种疾病防护防控措施中,化学知识起着重要作用,下列有关说法不正确的是( )
A.修建“火神山”医院所用的HDPE(高密度聚乙烯)膜是一种无毒无味的高分子材料
B.N95型口罩的核心材料是聚丙烯,聚丙烯可以使溴水褪色
C.使用医用酒精杀菌消毒的过程中发生了化学变化
D.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于卤代烃
7.按要求回答下列问题。
(1)聚苯乙烯的结构简式为。
①聚苯乙烯的链节是 ,单体是 。
②实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000,则该高聚物的聚合度n为 。
(2)完成下列反应的化学方程式,并指出其反应类型。
①由乙烯制取聚乙烯: ; 。
②由丙烯制取聚丙烯: ; 。
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
8.缩聚反应是合成高分子材料的重要反应。下列属于缩聚反应的是( )
A.乙烯生成聚乙烯
B.四氟乙烯生成聚四氟乙烯
C.乙二醇与乙二酸生成
D.对苯二甲酸和乙二醇生成聚酯和水
9.(2022山东潍坊高二质检)以富含纤维素的农作物为原料,合成PEF树脂的路线如下:
纤维素葡萄糖果糖
下列叙述错误的是( )
A.葡萄糖、果糖均属于多羟基化合物
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,会对环境造成危害
10.(2021山东聊城高二月考)顺-1,4-聚异戊二烯,又称“天然橡胶”,合成顺式聚异戊二烯的部分流程如图所示。下列说法正确的是( )
N M
顺式聚异戊二烯
A.N是顺式异戊二烯
B.M不存在顺反异构体
C.N分子中最多有10个原子共平面
D.顺式聚异戊二烯的结构简式为
11.(2021贵州贵阳高二检测)一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下:
下列关于该高分子说法正确的是( )
A.结构简式为
B.氢键对该高分子的性能没有影响
C.完全水解得到的高分子,含有官能团羧基和碳碳双键
D.完全水解得到的小分子有机化合物,具有4种不同化学环境的氢原子
12.涤纶广泛应用于衣料和装饰材料。合成涤纶的反应如下:
+nHOCH2CH2OH涤纶+(2n-1)H2O。下列说法正确的是 ( )
A.合成涤纶的反应为缩聚反应
B.对苯二甲酸和苯甲酸互为同系物
C.1 mol涤纶与NaOH溶液反应,理论上最多可消耗2n mol NaOH
D.涤纶的结构简式为
13.以芳香烃A为原料合成有机化合物F和I的合成路线如下:
已知:R—CHO+(CH3CO)2O
R—CHCHCOOH+CH3COOH。
(1)A的分子式为 ,C中的官能团名称为 。
(2)D分子中最多有 个原子共平面。
(3)E生成F的反应类型为 ,G的结构简式为 。
(4)由H生成I的化学方程式为 。
(5)符合下列条件的B的同分异构体有多种,其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积比为6∶2∶1∶1的是(写出其中一种的结构简式) 。
①属于芳香族化合物;②能发生银镜反应。
(6)已知RCOOHRCOCl,参照上述合成路线,以苯和丙酸为原料(无机试剂任选),设计制备
的合成路线。
C级 学科素养创新练
14.由丙烯经图示途径可得到F、G两种高分子,它们都是常用的塑料。
(1)聚合物F的结构简式是 。
(2)D的结构简式是 。
(3)B转化为C的化学方程式是 。
(4)在一定条件下,两分子E能脱去两分子水形成一种六元环状化合物,该化合物的结构简式是 。
(5)E有多种同分异构体,其中一种能发生银镜反应,1 mol该同分异构体与足量的金属钠反应产生1 mol H2,则该同分异构体的结构简式为 。
(6)E转化为G的化学方程式是 。
第一节 合成高分子的基本方法
1.B 淀粉是天然高分子,聚乙烯、丙纶是合成高分子。油脂是高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量相对较小,故不是高分子。
2.D 对于缩聚产物,其质量不等于单体质量之和,A项错误;单体为一种物质时,既可能发生加聚反应,也可能发生缩聚反应,B项错误;缩聚反应的单体可能为一种或多种,C项错误。
3.A 因碳碳单键可以旋转,则可判断题给聚合物的重复结构单元(即链节)为,该聚合物的结构简式为,分子式为(C2H2Cl2)n,平均相对分子质量为97n,该聚合物的单体是CHClCHCl。
4.C 聚乳酸是混合物,A项错误;由聚乳酸的结构可知,该物质是由乳酸中的羟基和羧基脱水而形成的,属于缩聚反应,C项正确,D项错误;乳酸显酸性,但聚乳酸并不显酸性,B项错误。
5.B 该聚酰胺树脂分子中的N原子与周围的原子成三角锥形,则树脂中所有原子不可能在同一平面上;该高分子树脂中含有肽键、羧基、氨基、醚键共四种官能团;单体A含4个羧基,邻苯二甲酸只含2个羧基,官能团个数不相等,则结构不相似,不互为同系物;该树脂是A和B通过羧基和氨基发生缩聚反应得到的。
6.B 高密度聚乙烯是一种无毒无味的有机合成高分子材料,故A正确;一定条件下丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,聚丙烯结构中不含有碳碳双键,不能使溴水褪色,故B错误;使用医用酒精杀菌消毒的过程为蛋白质变性的过程,属于化学变化,故C正确;四氟乙烯的结构简式为CF2CF2,属于卤代烃,故D正确。
7.答案 (1)①
②500
(2)①nCH2CH2 加聚反应
②nCH3—CHCH2 加聚反应
解析 (1)①聚苯乙烯的链节是,单体是;②聚苯乙烯的相对分子质量为104 n,则该高聚物的聚合度n==500。
(2)乙烯制取聚乙烯和丙烯制取聚丙烯的反应都是加聚反应。
8.CD 乙烯生成聚乙烯,发生加聚反应,故A错误;四氟乙烯生成聚四氟乙烯,发生加聚反应,故B错误;乙二醇与乙二酸反应生成和水,属于缩聚反应,故C正确;对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成聚酯和水,故D正确。
9.D 葡萄糖与果糖都含有5个—OH,是多羟基化合物;5-HMF→FDCA醛基、醇羟基被氧化为羧基,发生氧化反应;依据PEF可知,水解时断裂酯基,断键位置如图所示:,可知单体a为HO—CH2—CH2—OH(乙二醇);PEF树脂可降解,代替聚乙烯、聚氯乙烯塑料可以减少白色污染,减少对环境的危害。
10.BD N发生聚合反应生成顺式聚异戊二烯,则N为异戊二烯(),不存在顺反异构,故A错误;M不存在顺反异构体,故B正确;N为异戊二烯(),碳碳双键为平面结构,旋转碳碳单键可以使碳碳双键形成的2个平面重合,甲基是四面体结构,可以使甲基中1个氢原子处于平面内,因此分子中最多有11个原子共面,故C错误;两个相同原子或基团在双键同一侧的为顺式异构体,故顺式聚异戊二烯的结构简式为,故D正确。
11.A 根据题中隐形眼镜材料的聚合物片段可知,断开氢键,可得到该高分子链的结构为
,则该高分子的结构简式为,故A正确;氢键为一种特殊的分子间作用力,影响物质的物理性质,如熔、沸点,故B错误;该高分子完全水解的产物为和HOCH2CH2OH,其中高分子为,含有的官能团为羧基,不含碳碳双键,故C错误;水解得到的小分子有机化合物为HOCH2CH2OH,有2种不同化学环境的氢原子,故D错误。
12.AC 合成涤纶的反应为缩聚反应,选项A正确;结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物,但对苯二甲酸和苯甲酸分子中官能团数目不同且分子组成相差一个CO2,不互为同系物,选项B错误;1 mol涤纶水解会产生2n mol羧基,与NaOH溶液反应,理论上最多可消耗2n mol NaOH,选项C正确;涤纶的结构简式应为
,选项D错误。
13.答案 (1)C7H8 羟基 (2)17
(3)消去反应
(4)n++nH2O
(5)或
(6)CH3CH2COOH
解析 (1)A→G为氧化过程,由G的分子式为C7H6O,可判断G的结构简式为,再结合A→B的反应条件以及B的结构简式可知,A→B是在苯环上引入,可推断A的结构简式为,分子式为C7H8;C中含有的官能团名称为羟基。
(2)C分子内脱水得到的D为,苯环和乙烯均为平面结构,通过单键的旋转,两个平面可以重合,甲基中的一个氢原子通过单键的旋转也可以位于该平面,故D分子中最多有17个原子共平面。
(3)E为,在KOH醇溶液的作用下可发生消去反应生成F();G的结构简式为。
(4)由H→I的反应试剂和条件及I的结构简式可知H为,与发生酯化反应生成I,化学方程式为n++nH2O。
(5)①属于芳香族化合物,说明有苯环;②能发生银镜反应,说明有醛基。若苯环上有一个取代基,则取代基有2种结构:—CH2CH2CHO、—CH(CH3)CHO,有2种同分异构体;若有两个取代基,可以是—CH3、—CH2CHO,也可以是—CH2CH3、—CHO,分别有邻、间、对三种相对位置,共有6种同分异构体;当苯环上有三个取代基,即2个—CH3和1个—CHO时,由定二移一法确定其同分异构体有6种,如图示:、、(箭头为—CHO的可能位置),所以满足条件的同分异构体数目为14种,其中满足核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为6∶2∶1∶1的结构为或。
(6)要合成,可在苯环上引入丙酰基,再还原,其合成路线为CH3CH2COOH。
14.答案 (1) (2)
(3)+O2+2H2O
(4)
(5)
(6)+(n-1)H2O
解析 正向推导可得,F为聚丙烯,A为,B为,C为,D为,E为。E的同分异构体能发生银镜反应说明含有醛基,1 mol该同分异构体与足量的金属钠反应产生1 mol H2,说明含有两个羟基,则结构简式为;E转化为G的化学方程式书写时应该注意H2O的化学计量数为n-1。