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合成有机高分子的基本方法
共18题,满分100分
题号 一 二 三 总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请注意保持试卷整洁
一、单选题(共50分)
1.(本题5分)下图所示的某聚酰胺树脂是飞机材料中的一种,具有较好的耐热性、耐水性。则下列说法不正确的是
A.该树脂材料可通过缩聚反应合成
B.该树脂能使溴水褪色
C.该树脂中所有碳原子不可能在同一平面上
D.合成该树脂单体可以是 和
2.(本题5分)今有高聚物…—CH2—CH(COOCH2CH3)—CH2—CH(COOCH2CH3)—CH2 —CH(COOCH2CH3)-… ,下列分析正确的是
A.其单体是CH2=CH2和H—CO—O—CH2CH3 B.它是缩聚反应的产物
C.其链节是 CH3—CH2—CO—O—CH2CH3 D.其单体是 CH2=CH—CO—O—CH2CH3
3.(本题5分)H是一种性能优异的高分子材料,其结构简式为,已被广泛用于声、热、光的传感等方面。它是由HC≡CH、(CN)2、CH3COOH三种单体通过适宜的反应形成的。由H的结构式分析合成过程中发生反应的类型有
①加成反应 ②取代反应 ③缩聚反应 ④加聚反应 ⑤酯化反应
A.①④⑤ B.①④ C.①②④ D.①②③
4.(本题5分)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
5.(本题5分)从植物中分离出的活性化合物zeylastral的结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A.化合物 zeylastral可以发生水解反应
B.能与FeCl3溶液、银氨溶液发生反应
C.1mol zeylastral最多与5molH2发生反应
D.1mol zeylastral最多可与2molBr2发生反应
6.(本题5分)面对突如其来的新冠病毒,越来越多的人意识到学习化学的重要性。下列说法正确的是
A.我国研制的重组新冠疫苗无需冷藏保存
B.医用酒精的浓度为95%,此浓度杀灭新冠病毒效果最好
C.“84”消毒液使用时不能和洁厕灵混用
D.生产N95口罩的主要原料聚丙烯是一种无机物
7.(本题5分)锦纶100具有许多优异的性能,如机械强度高、很好的弹性,高韧性以及耐磨性等,下图是锦纶100结构的一部分,下列说法不正确的是
A.合成锦纶100的反应为缩聚反应
B.氢键对锦纶100的性能有影响
C.锦纶100很稳定,不能发生水解反应
D.合成锦纶100的原料主要是癸二酸和癸二胺
8.(本题5分)2010年,中国首次应用六炔基苯在铜片表面合成了石墨炔薄膜(其合成示意图如右图所示),其特殊的电子结构将有望广泛应用于电子材料领域。下列说法不正确的是
A.六炔基苯的化学式为C18H6
B.六炔基苯和石墨炔都具有平面型结构
C.六炔基苯和石墨炔都可发生加成反应
D.六炔基苯合成石墨炔属于加聚反应
9.(本题5分)新型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如图所示。其单体可能是下列6种中的几种,其中正确的组合是
①
②
③
④
⑤
⑥
A.②③⑥ B.②③⑤ C.①②⑥ D.②④⑥
10.(本题5分)不饱和聚酯(UP,结构简式如图所示)是生产复合材料“玻璃钢”的基体树脂材料。如图是以基础化工原料合成UP的流程:
下列说法不正确的是
A.物质甲为CH2=CH-CH=CH2
B.上述流程设计③和⑤是为了保护碳碳双键
C.上述流程涉及到的反应类型有加成、取代、氧化、消去、加聚、还原
D.调节单体的投料比,控制m和n的比值,获得性能不同的高分子的材料
二、判断题(共20分)
11.(本题4分)环氧乙烷开环聚合,可以使碳链减短。(___________)
12.(本题4分)新材料口罩可用60摄氏度以上的水浸泡30分钟,晾干后可重复使用。(_______)
13.(本题4分) 的结构中含有酯基。( )
14.(本题4分)缩聚反应的单体至少有两种。( )
15.(本题4分)合成顺丁橡胶()的单体是CH2=CH-CH=CH2。(___)
三、解答题(共30分)
16.(本题10分)烃A是一种植物生长的调节剂,分子式为C2H4,A进行下图所示的转化可制得有果香味的液体E(C4H8O2),回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ,B中所含官能团的名称为 。
(2)①④反应的类型分别是 、 。
(3)反应②的化学方程式为 。
(4)E的名称为 。实验室由反应④制备E的装置如下图,烧杯中加入碎瓷片的作用是 ,长导管的作用是导气和 ,锥形瓶中盛放的液体是 。
17.(本题10分)乙烯是石油化学工业最重要的基础原料,经乙烯为原料可以制得许多工业材料和日用品。乙烯能发生下列转化关系:
(1)A的分子为 ,化合物D的官能团名称是 。
(2)写出反应③、⑤ 的化学方程式 :
③ ,该反应类型是
⑤ 。
(3)上述反应中,以生成有机产物为目标,原子利用率100%的反应有①和 。
(4)甲同学在实验室制得的乙烯中含有少量的二氧化硫,于是设计实验进行验证,将生成的气体依次通过①品红溶液 ②NaOH溶液 ③品红溶液 ④溴的四氯化碳溶液。确定含有乙烯的现象为 。
18.(本题10分)聚异丁烯是一种性能优异的功能高分子材料。某科研小组研究了使用特定引发剂、正己烷为溶剂、无水条件下异丁烯的聚合工艺。已知:异丁烯沸点266K。反应方程式及主要装置示意图如下:
回答下列问题:
(1)导管A的作用是 ,作用是 。
(2)为达到制备条件要求,正己烷在使用前,加入钠块进行处理,该过程有少量气体放出,该操作的目的是 。
(3)浴槽中可选用的适宜冷却剂是 (填序号)。
序号 冷却剂 最低温度/℃
甲 NaCl—冰(质量比1:3) -21
乙 —冰(质量比1.43:1) -55
丙 液氨 -33
(4)下列操作,正确的顺序为 。
①搅拌下滴加引发剂
②向三颈烧瓶中通入一定量异丁烯
③向三颈烧瓶中加入一定量正己烷
④待反应体系温度下降至既定温度
(5)测得成品平均相对分子质量为,平均聚合度为 。
参考答案:
1.B
【详解】A.该树脂是 和 通过缩聚反应得到的,故A正确;
B.该树脂中无碳碳双键,含有的苯环和羰基均不能使溴水褪色,故B错误;
C.该聚酰胺树脂分子中的N原子与周围的原子成三角锥构型,则树脂中所有碳原子不可能在同一平面上,故C正确;
D.该树脂可以由单体 和 通过缩聚反应得到,故D正确;
故答案为B。
2.D
【详解】试题分析:根据该高聚物的结构简式可知,其链节是—CH2—CH(COOCH2CH3)—,即应该是加聚产物,则单体应该是CH2=CH—CO—O—CH2CH3,答案选D。
考点:考查高分子化合物判断
3.B
【详解】由H的结构简式可判断出它是加聚反应的产物,两种单体分别为NCCH=CHCN和CH2=CHOOCCH3,很显然前者是HC≡CH和(CN)2的加成产物,后者是HC≡CH和CH3COOH的加成产物,注意不是酯化反应,因HC≡CH中不含羟基,答案选B。
【点睛】凡含有不饱和键(双键、叁键、共轭双键)的化合物或环状低分子化合物在催化剂、引发剂或辐射等外加条件作用下,同种单体间相互加成形成新的共价键相连大分子的反应就是加聚反应。缩聚反应是一类有机化学反应,是具有两个或两个以上官能团的单体相互反应生成高分子化合物,同时产生有简单分子(如 H2O、HX、醇等)的化学反应。兼有缩合出低分子和聚合成高分子的双重含义,反应产物称为缩聚物。
4.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。
5.C
【详解】试题分析:A、结构中有酯基,说明能水解,不选A;B、有酚羟基,能与氯化铁显色,有醛基,能与银氨溶液反应,正确,不选B;C、结构中苯环碳碳双键、醛基和羰基都可以和氢气反应,总共需要6摩尔氢气,所以选C;D、碳碳双键和溴加成,酚羟基的邻位碳上可以和溴取代,所以需要2摩尔溴反应,正确,不选D。
考点:有机物的结构和性质
6.C
【详解】A.我国研制的重组新冠疫苗为蛋白质,遇热发生变性,失去生理活性,需要冷藏保存,故A错误;
B.医用酒精的浓度为75%,细菌效果最好,95%的医用酒精能在细菌细胞最外面形成保护层,导致酒精不能完全进入细菌细胞内,达不到杀菌目的,故B错误;
C.次氯酸钠(NaClO)与洁厕灵”(主要成分是HCl)混用生成一种有毒气体氯气(Cl2),同时生成氯化钠和水,不能和洁厕灵混用,故C正确;
D.聚丙烯是丙烯发生加成聚合生成的高分子化合物,是有机物,故D错误;
故选:C。
7.C
【分析】由锦纶100结构可知,反应的单体为H2N(CH2)10NH2(癸二酸)和HOOC(CH2)10COOH(癸二胺),二者发生缩聚反应最终得到缩聚物锦纶100。
【详解】
A.根据分析,合成锦纶100的反应为缩聚反应,A正确;
B.由锦纶100结构可知,通过缩聚反应形成的大分子链之间通过氢键缔合,氢键影响物质熔沸点,所以氢键对锦纶100的性能有影响,B正确;
C.由锦纶100结构中含有酰胺键,在酸性或碱性条件下均能发生水解,C错误;
D.根据分析,合成锦纶100的原料主要是癸二酸和癸二胺,D正确;
故选C。
8.D
【详解】A、根据六炔基苯的结构确定六炔基苯的化学式为C18H6,A正确;
B、根据苯的平面结构和乙炔的直线型结构判断六炔基苯和石墨炔都具有平面型结构,B正确;
C、六炔基苯和石墨炔中含有苯环和碳碳三键,都可发生加成反应,C正确;
D、由结构可知,六炔基苯合成石墨炔有氢气生成,不属于加聚反应,根据六炔基苯和石墨炔的结构判断六炔基苯合成石墨炔属于取代反应,D错误;
故答案选D。
9.B
【详解】将以聚合物主链的碳碳双键为中心的四个C原子断开,单键变双键,双键变单键;
其他无碳碳双键的,则每两个C原子断开,两个C原子之间的单键变双键即可。
得到的单体是、、。
因此正确组合是②③⑤,故答案选:B。
【点睛】由加聚反应的特点可知,单体中含有一个双键时对主链的贡献仅有两个碳原子,而单体中含有两个双键()时对主链的贡献是四个碳原子,故由加聚产物判断单体时,采用的方法可以简记为“遇双键四个碳,无双键两个碳”。
10.C
【分析】由UP的结构简式可知,UP的单体为HOCH2CH2OH、HOOCCH=CHCOOH、 ,根据合成路线可知,甲、乙、丙、丁、戊、单体1中碳原子个数都是4,且单体1中含有碳碳双键,则单体1为HOOCCH=CHCOOH,戊发生消去反应然后酸化得到单体1,根据戊的分子式知,戊为HOOCCH2CHBrCOOH;甲为链状结构,甲为CH2=CHCH=CH2,丙能和HBr发生加成反应,则丙中含有碳碳不饱和键,乙为CH2BrCH=CHCH2Br,乙发生水解反应生成丙为HOCH2CH=CHCH2OH,丁为HOCH2CH2CHBrCH2OH,丁连续被氧化生成戊。
【详解】A.由上述分析可知,甲为CH2=CHCH=CH2,故A正确;
B.③中碳碳双键和HBr发生加成反应生成单键、⑤中碳溴键发生消去反应生成碳碳双键,所以上述流程设计③和⑤是为了保护碳碳双键,故B正确;
C.①②③④⑤⑥分别是加成反应、取代反应或水解反应、加成反应、氧化反应、消去反应、缩聚反应,故C错误;
D.m、n的比值不同,得到的物质不同,所以调节单体的投料比,控制m和n的比值,获得性能不同的高分子的材料,故D正确;
故答案选C。
11.错误
【详解】环氧乙烷开环聚合,形成高分子,不能使碳链减短,而是使碳链加长;
答案为:错误。
12.正确
【详解】新材料口罩可用60摄氏度以上的水浸泡30分钟,晾干后可重复使用,答案正确;
13.正确
【详解】属于聚酯,结构中含有酯基,故正确。
14.错误
【详解】乳酸可发生缩聚反应生成聚乳酸,则缩聚反应的单体可能为一种,故错误。
15.正确
【详解】根据顺丁橡胶的结构简式,可知顺丁橡胶为加聚产物,运用逆向思维反推单体,可知其单体为CH2=CH-CH=CH2。该说法说正确。
16. CH2=CH2 羟基 加成反应 取代反应(或酯化反应) 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 乙酸乙酯 防止暴沸 冷温、回流 饱和Na2CO3溶液
【详解】试题分析:烃A是一种植物生长的调节剂,分子式为C2H4,A是乙烯,乙烯有水发生加成反应产生B是乙醇;乙醇在Cu存在时,在加热条件下被氧气氧化产生C是乙醛;乙醛被催化氧化产生D是乙酸;乙醇与乙酸在浓硫酸作用下加热发生酯化反应,产生E是乙酸乙酯。(1)A是乙烯,结构简式为CH2=CH2,羟基;B是乙醇,B中所含官能团的名称为羟基;(2)①是加成反应,④反应是酯化反应(或取代反应);(3)反应②是乙醇被催化氧化产生乙醛的反应,反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;(4)E的名称为乙酸乙酯。实验室由反应④制备E的装置如下图,烧杯中加入碎瓷片的作用是防止暴沸;长导管的作用是导气和冷温、回流的作用,锥形瓶中盛放的液体是饱和Na2CO3溶液,其作用是反应消耗乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度。
考点:考查有机物的结构、性质、转化、反应类型、反应方程式的书写及物质的作用的判断的知识。
17. HCl 羧基 nCH2=CHCl 加聚反应 CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH33+H2O ③④ ③中品红溶液不褪色,④中溴的四氯化碳溶液变为无色
【详解】试题分析:(1)反应②根据元素守恒,A应是HCl,乙烯和水发生加成反应,B的结构简式为CH3CH2OH,则D为CH3COOH,官能团是羧基;(2)反应③发生加聚反应,其反应方程式为:nCH2=CHCl,反应⑤发生酯化反应,其反应方程式为:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH33+H2O;(3)原子利用率达到100%的反应是化合反应、加聚反应、加成反应,因此是①③④;(4)SO2也能使溴的四氯化碳溶液褪色,因此③品红溶液不褪色,说明SO2已除尽,④溴的四氯化碳溶液褪色,说明含有乙烯。
考点:考查乙烯的性质、有机反应类型、原子利用率、实验设计方案的评价等知识。
18.(1) 平衡压强,便于液体顺利滴下 吸收空气中的水分,防止水分进入三颈瓶中
(2)除去正己烷中的水分
(3)乙
(4)③④②①
(5)50000
【分析】由实验装置图可知,制备聚异丁烯的流程为向三颈烧瓶中加入一定量的正己烷做溶剂,用冷却剂控制温度在异丁烯的沸点以下,将异丁烯转化气体通入三颈烧瓶中,在搅拌条件下滴加引发剂,使异丁烯在—60℃——33℃条件下发生加聚反应生成聚异丁烯。
【详解】(1)由图可知,恒压滴液漏斗中导管A的作用是平衡压强,便于液体顺利滴下;由题给信息可知,制备聚异丁烯应在无水条件下进行,所以干燥管中五氧化二磷的作用是吸收空气中的水分,防止水分进入三颈瓶中,故答案为:平衡压强,便于液体顺利滴下;吸收空气中的水分,防止水分进入三颈瓶中;
(2)由题给信息可知,制备聚异丁烯应在无水条件下进行,为达到制备条件要求,正己烷在使用前应加入钠块与正己烷中的水反应,除去正己烷中的水分,故答案为:除去正己烷中的水分;
(3)由方程式可知,异丁烯在—60℃——33℃条件下发生加聚反应生成聚异丁烯,为达到实验所需反应温度,应选择的冷却剂为乙和丙,由于液氨极易挥发,挥发出的氨气会污染空气,所以实验时最佳的冷却剂为乙,故答案为:乙;
(4)由分析可知,制备聚异丁烯的正确顺序为③④②①,故答案为:③④②①;
(5)由聚异丁烯的结构简式可知,链节的相对分子质量为56,则平均相对分子质量为的成品的平均聚合度为=50000,故答案为:50000。
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