内容正文:
专题14 合成高分子与高分子材料
一、合成高分子的基本方法
1.合成高分子简介
(1)相对分子质量的特点:高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多,通常在 以上;高分子的相对分子质量没有明确的数值,只是一个 。
(2)合成高分子的基本方法:包括 与 。
(3)合成高分子的有关概念
nCH2CH2
↓ ↓ ↓
2.加成聚合反应
有机小分子通过 反应生成高分子的反应,称为加成聚合反应(简称加聚反应)。
(1)单体的结构特点:含有碳碳 (或碳碳三键)的有机化合物单体。
(2)示例:写出下列物质发生加聚反应的化学方程式。
①CH2CHCH3:。
②CH2CHCl:。
③CH2CHCN:。
3.缩合聚合反应
单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应(简称缩聚反应)。
(1)单体的结构特点:含有两个或两个以上官能团的单体。
(2)缩聚反应与加聚反应的不同点:缩聚反应产物除了生成 的同时,还伴有 的生成,而加聚反应产物只生成加聚物。
(3)书写缩聚物的结构简式时,要注明端基原子或原子团
(4)书写缩聚反应化学方程式时的注意事项
①注明“n”。
②生成小分子的物质的量,若由一种单体缩聚,生成的小分子物质的量一般为 ,两种单体缩聚,生成的小分子物质的量一般为 。
(5)示例:完成下列物质发生缩聚反应的化学方程式。
①+ (n-1)H2O。
②+ HO-(CH2)4-OH+ (2n-1)H2O。
③++ (2n-1)H2O。
4.高聚物找单体
(1)加聚产物单体的推断:高聚物的主链上只有碳、氢元素(主链也无苯环);高聚物一般无端基原子或原子团。
①凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将链节两端两个半键断开向内闭合即可。
如,其单体是。
②凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的聚合物,其单体必为两种,在链节两端及正中央划线断开,然后左右两个半键闭合即可。
如的单体为CH2CH2和CH3—CHCH2。
③凡链节主链上只有碳原子且存在键结构的高聚物,判断其合成单体的规律是“见双键,四个碳,无双键,两个碳”划线断开,然后将半键闭合,将单、双键互换即可。
如的单体是;
的单体是CH2=CH-CH=CH2和。
④如果链节主链上只有两个碳原子,且链节中含有键,则该高聚物由含有碳碳三键的化合物加聚而成,如CHCH的单体为。如果链节主链上有多个碳原子(>2),且其中含有CC键,采用“见双键,四个碳”的断键方式,若链节主链两边只剩下1个碳原子,无法构成含双键的单体时,则可考虑可能是含有碳碳三键的化合物参与加聚反应而成的。
如的单体是、和CH2CH2。
(2)缩聚产物单体的推断:高聚物的主链上除碳、氢元素外,还可能有其它元素的原子或苯环;高聚物一般有端基原子或原子团。
①若链节中含有酚羟基的结构,单体一般为酚和醛。
如的单体是和HCHO。
②若链节中含有以下结构,、,其单体必为一种,如的单体为。(方法是去方括号和n即为单体)
③若链节中含有部分,则单体为羧酸和醇,将中C-O单键断开,去掉方括号和n,上加羟基,-O-上加氢即可。
如的单体为HOOC-COOH和HOCH2CH2OH。
④若链节中含有部分,则单体一般为氨基酸,将中C-N单键断开,去掉方括号和n,上加羟基,-NH-上加氢即为单体。
如的单体为H2NCH2COOH和。
二、高分子材料
1.高分子材料的分类
高分子材料按用途和性能可分为 材料(包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等)和 材料(包括高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等)等类别。
2.通用高分子材料
(1)塑料:改善塑料性能的加工助剂:为提高柔韧性加入 剂,为提高耐热性加入 剂,为赋予它各种漂亮的颜色加入着色剂……
①聚乙烯:高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较。
比较项目
高压法聚乙烯
低压法聚乙烯
聚合反应条件
150 MPa~300 Mpa,200 ℃左右,使用 剂
0.1 MPa~2 MPa,60~100 ℃,使用 剂
高分子链的结构
含有较多支链
支链较少
密度/(g·cm-3)
0.91~0.93
0.94~0.97
软化温度/℃
105~120
120~140
主要性能
无毒,较柔软
无毒,较硬
主要用途
生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等
生产瓶、桶、板、管等
微点拨:ⅰ.高压法聚乙烯的密度和熔点均低于低压法聚乙烯的原因为高压法聚乙烯的主链有较多的支链,支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近,链之间的作用力就比低压法聚乙烯的小,熔点和密度也就较低。
ⅱ.两种聚乙烯塑料均有热塑性,加热均可熔融。
②酚醛树脂:酚醛树脂是 (如苯酚)与 (如甲醛)在 的催化下相互缩合而成的高分子。
ⅰ.在酸(浓盐酸)催化下,等物质的量的苯酚与甲醛反应生成线型结构的高分子。
其化学方程式为+,n+(n-1)H2O。
总反应为n+nHCHO+(n-1)H2O
ⅱ.在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应,生成 、 、 等,然后加热继续反应,生成网状结构的酚醛树脂。
③脲醛树脂:可以用尿素(H2NCONH2)与甲醛缩聚反应合成。
其化学方程式为nH2NCONH2+nHCHOHNHCONHCH2OH+(n-1)H2O。
(2)合成纤维
①纤维的分类
纤维
ⅰ.合成纤维:以 等为原料加工制得的单体,再经过聚合反应而制得的纤维。其原料本身 。
ⅱ.再生纤维:以木材、秸秆等农副产品为原料,经过加工处理得到的纤维。
ⅲ.“六纶”包括: 、 、 、 、 、 。其性能具有 高、 好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖等优点,除了维纶外,其他合成纤维的 性和透气性明显不足。
②常见合成纤维的合成
ⅰ.涤纶——聚对苯二甲酸乙二酯纤维。
合成方程式为+ nHOCH2CH2OH +(2n-1)H2O。
ⅱ.聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)。
合成方程式为nH2N-(CH2)6-NH2 + nHOOC(CH2)4COOH
+(2n-1)H2O。
ⅲ.高强度芳纶纤维合成。
合成方程式为++ (2n-1)H2O
(3)合成橡胶
①天然橡胶:单体为异戊二烯即2-甲基-1,3-丁二烯。
合成反应方程式为
②合成橡胶:具有耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等优良性能。
ⅰ.顺丁橡胶:顺丁橡胶合成方程式为nCH2CH-CHCH2。
ⅱ.橡胶的硫化:将线型结构的橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的 打开,以 等把线型结构连接为网状结构,得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
微点拨:绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫),故橡胶有较强的还原性。因此,在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶不能用橡胶塞。
3.功能高分子材料
常见功能高分子材料有高分子分离膜、高分子催化剂、磁性高分子、记忆高分子、高吸水性材料、医用高分子材料、高分子药物等。
(1)高吸水性树脂
①改进思路:一是改造纤维素或淀粉分子,接入 基团;二是合成新的带有 的高分子。
②合成方法。
ⅰ.淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在它们的主链上再接入带有 基团的支链,可以提高它们的吸水能力。
如淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生共聚后与交联剂反应生成具有网状结构的淀粉⁃聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
ⅱ.用带有 基团的烯类单体进行聚合,得到含亲水基团的高聚物。
如在丙烯酸钠中加入少量交联剂,在一定条件下发生聚合,得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。聚丙烯酸钠的结构简式为。
(2)高分子分离膜
①原理:分离膜一般只允许 及一些 物质通过,其余物质则被截留在膜的另一侧,成为浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
②分类:分离膜根据膜孔大小分为 、 、 和 等。
③应用:高分子分离膜已广泛用于 和 的制取,以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
【例1】(23-24高二下·甘肃兰州·期末)高分子材料与生活、社会发展息息相关。下列有关于高分子材料中说法错误的是
A.核酸检测时用到的“拭子”由尼龙纤维制成,属于有吸附性的合成有机高分子材料
B.聚四氟乙烯材料作为不粘锅涂层是因为其性质稳定且具有耐高温的特点
C.有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”,丝绸的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物
D.冬奥会吉祥物“冰墩墩”以聚氯乙烯为原材料,氯乙烯通过缩聚反应可转化为聚氯乙烯
【例2】(24-25高三下·北京海淀·阶段练习)有一种功能性的聚合物,合成路线如下:
已知:
下列说法不正确的是
A.E的分子式为C12H12N6O4 B.F的结构简式是
C.P降解后可得到E和F D.合成P的反应是加聚反应
【例3】(23-24高二下·北京朝阳·期末)高分子M和N的合成路线如下:
下列说法不正确的是
A.物质A中含有酯基
B.试剂B为
C.反应①为加聚反应,反应②为缩聚反应
D.用甘油(丙三醇)代替试剂B,可得到网状结构的高分子
【例4】(2025·山东菏泽·一模)关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是
A.通过红外光谱法测定酚醛树脂的平均相对分子质量,可得其链节数
B.涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
C.顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体
D.顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然高分子材料
1.高分子材料在各个领域中得到广泛应用.下列说法正确的是
A.高分子材料能以石油、煤等化石燃料为原料直接进行生产
B.酚醛树脂通过缩聚反应制得,可用于制作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料
C.聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料制品是热固性塑料
D.由3-羟基丁酸生产的可降解塑料——聚羟基丁酸酯的结构简式为
2.高分子材料种类多,具有优异的性能。下列有关高分子的说法错误的是
A.聚丙烯酸钠树脂具有高吸水性 B.低密度聚乙烯支链少,软化温度较高
C.羊毛、天然橡胶属于天然高分子材料 D.高分子分离膜可用于海水淡化
3.高分子化合物的结构决定其性质,下列有关高分子化合物的叙述正确的是
A.高分子化合物极难溶解
B.高分子化合物靠分子间作用力结合,材料强度较小
C.高分子均为长链状分子
D.高分子材料都是混合物
4.高分子化合物具有广泛的用途,下列说法错误的是
A.丁腈橡胶没有固定的熔点
B.丁腈橡胶的链节中只含两种官能团,由两种单体经加聚反应得到
C.此酚醛树脂受热不能熔融,可用于生产宇宙飞船外壳的烧蚀材料
D.涤纶是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的
5.高分子化合物包括天然高分子化合物和合成高分子化合物,下列属于天然有机高分子材料的是
A.羊毛 B.塑料 C.合成纤维 D.合成橡胶
6.人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法正确的是
A.天然橡胶易溶于水 B.羊毛是合成高分子材料
C.聚乙烯塑料是天然高分子材料 D.网状结构的酚醛树脂不可以进行热修补
7.现在被广泛使用的食品级手套一丁腈橡胶手套,具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品。其产品标签如图,据此判断有关说法错误的是
名称:丁腈橡胶,简称NBR
化学通式:反应通式:
A.NBR具有耐油性极好,耐水性良好,耐热性较好,粘接力强
B.NBR是由丙烯腈与丁二烯单体加聚而成的
C.NBR分子结构是线性的,通常用少量的二硫键交联形成网状结构
D.NBR具有很好的稳定性,不易被酸化的高锰酸钾等强氧化剂氧化
8.在抗击新冠肺炎的过程中“合成材料”发挥了重要的作用。下列有关合成材料的说法不正确的是
A.CH3CHOHCOOH可通过缩聚反应生成可降解的绿色高分子材料
B.合成有机硅橡胶的单体是,则有机硅橡胶是通过加聚反应制得的
C.人造象牙的主要成分的结构简式是,可通过HCHO发生加聚反应制得
D.天然橡胶的主要成分聚异戊二烯能使溴水褪色
9.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
10.丁腈橡胶()在交通运输等方面应用广泛,合成丁腈橡胶的原料是
①CH2=CH-CH=CH2 ②CH3-C≡C-CH3 ③CH2=CH-CN
④CH3-CH=CHCN ⑤CH3-CH=CH2 ⑥CH3-CH=CH-CH3
A.③⑥ B.②③ C.①③ D.④⑤
11.热塑性聚氨酯是具有高弹性、耐腐蚀能力的聚合物。一种基于二硫键()的自修复热塑性聚氨酯材料的结构如下:
该聚合物由X()和Y()聚合而成,下列说法不正确的是
A.X中碳氮双键比碳氧双键活性强 B.生成该聚合物的反应属于加聚反应
C.该聚合物完全水解可以得到X和Y D.该聚合物可以进一步交联形成网状结构
12.今有高聚物,对此分析正确的是
A.它是一种体型高分子化合物
B.其单体是CH2=CH2和
C.其链节是
D.其单体是
13.丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.丙烯在工业上的获得方法是石油裂解
B.X的结构简式为CH3CH=CHBr
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
14.医用胶(-氰基丙烯酸甲酯)可在外科手术中代替缝合线。可以和人体蛋白质快速结合。医用胶固化的机理如下:
链引发:
链增长:
链终止:
下列说法错误的是
A.水作医用胶固化的引发剂
B.医用分子内的碳碳双键在氰基、酯基影响下出现极性变化
C.医用胶固化过程有水分子生成,属于缩聚反应
D.人体内的蛋白质与医用胶因形成氢键而快速结合
15.化合物Z是一种药物合成中间体,其合成路线如下。
下列说法正确的是
A.X分子中所有碳原子一定共平面
B.Y分子中不含有手性碳原子
C.1molY中含3mol碳氧π键
D.Z可以与HCHO在一定条件下发生缩聚反应
16.芳纶是20世纪60年代,人们合成的强度高、密度低,并且具有耐酸、耐碱、耐磨、耐高温等优异特性的芳香族聚酰胺纤维。芳纶纤维的合成化学方程式为:
下列说法不正确的是
A.合成芳纶的反应为缩聚反应 B.合成芳纶的单体为二元酸和二元胺
C.芳纶很稳定,不能发生水解反应 D.芳纶的链节中含有的碳原子数是14个
17.某有机聚合物商品的结构式(假设为理想单一结构)如下,下列有关该聚合物的叙述错误的是
A.该有机聚合物可降解
B.对应的聚合单体为3种
C.可通过缩聚反应制得
D.若平均相对分子质量为15650,则平均聚合度n为56
18.光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。下列说法错误的是
A.该高分子材料可降解
B.该聚合反应为缩聚反应
C.反应式中化合物X为甲醇
D.异山梨醇分子中有2个手性碳
19.凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维,军事上称为“装甲卫士”,但长期浸渍在强酸或强碱中其强度有所下降。下表中是凯夫拉的两种结构:
名称
结构简式
芳纶1313
芳纶1414
下列说法不正确的是
A.“芳纶1313”和“芳纶1414”互为同分异构体
B.“芳纶1313”“芳纶1414”中数字表示苯环上取代基的位置
C.凯夫拉在强酸或强碱中强度下降,可能与“”的水解有关
D.以和为原料制备芳纶1414的反应为缩聚反应
20.人造海绵的主要成分是聚氨酯,合成方法如下:
下列说法不正确的是
A.M的分子式为C15H10N2O2 B.人造海绵是一种合成纤维
C.聚氨酯在一定条件下可发生水解反应 D.合成聚氨酯的反应属于缩聚反应
21.下列聚合物与单体对应关系不正确的是
选项
聚合物
单体
A
CH2=CHCN
B
和CH2=CH2
C
D
和
A.A B.B C.C D.D
22.高分子材料的合成和使用,促进了人类的进步和发展,下列说法正确的是
A.酚醛树脂是通过缩聚反应得到的
B.合成的单体是乙烯和2-丁烯
C.己二酸与乙醇可缩聚形成高分子化合物
D.由CH2=CH-COOCH3合成的聚合物为
23.三大合成材料对人类社会的进步意义重大,下列不属于合成有机高分子材料的是
A.有机玻璃 B.蚕丝 C.涤纶 D.合成天然橡胶
24. 2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。下列与宇航员宇航服的材料有关的说法不正确的是
A.内衣层所用的棉纺织品为天然高分子材料
B.保暖层所用羊毛的主要成分为蛋白质
C.水冷层所用的聚氯乙烯可由氯乙烯通过加聚反应制得
D.防护层所用的芳纶()属于芳香烃
25.合成高分子材料对人类文明和进步意义重大,下列说法正确的是
A.聚乙烯和聚氯乙烯都是食品级塑料制品的主要成分
B.聚氯乙烯最适合由乙炔和来合成
C.再生纤维、合成纤维属于合成材料,天然纤维不属于合成材料
D.天然橡胶为体型高分子化合物,具有良好的弹性和强度
26.芳纶1414()是制作消防服、防切割耐热手套的一种材料。下列有关芳纶1414的说法正确的是
A.芳纶1414是天然有机高分子材料
B.芳纶1414的单体是和
C.芳纶1414是通过加聚反应制成的
D.芳纶1414具有耐酸、耐碱等优异特性,但是热稳定性较差
27.塑料制品废弃物常称为“白色污染”。防治这种污染的一条重要途径是将合成的高分子化合物重新变成小分子化合物。如已成功实现了这种处理。试分析若用甲醇来处理它,能得到的有机物可能是
A. B.
C. D.HOCH2COOH
28.橡胶树是热带植物,在我国海南有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构简式为。天然橡胶经过硫化后变为硫化橡胶,如下图所示。下列叙述中不正确的是
A.硫化橡胶和天然橡胶的高分子结构型式都属于体型结构
B.天然橡胶变为硫化橡胶发生了化学变化
C.硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大
D.硫化橡胶比天然橡胶强度大
29.关于天然橡胶 的下列叙述中,不正确的是
A.天然橡胶是天然高分子化合物
B.天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂
C.天然橡胶受空气、日光作用,会被还原而老化
D.天然橡胶含有双键,能发生加成反应
30.聚丙烯腈又叫人造羊毛,下列关于聚丙烯腈()说法错误的是
A.聚丙烯腈是高分子化合物
B.聚丙烯腈是由有机小分子化合物经聚合反应制成的
C.聚丙烯腈纤维属于多糖天然纤维
D.聚丙烯腈纤维属于混合物
31.开发新材料助力新质生产力提升与化学知识密切相关。下列说法错误的是
A.导电塑料聚乙炔属于功能高分子材料
B.无人机机身的玻璃纤维增强聚酯树脂属于复合材料
C.碲化镉用于制造发电玻璃,碲、镉均属于过渡元素
D.神舟17号发动机的耐高温结构材料Si3N4是共价晶体
32.医用胶能够在常温、常压下发生加聚反应,快速黏合伤口,且黏合部位牢固,它的结构中含有a-氰基丙烯酸酯(结构如图所示)。下列关于医用胶的说法正确的是
A.碳碳双键发生加聚反应使医用胶形成网状结构
B.氰基和酯基使碳碳双键活化,更易发生加聚反应
C.医用胶中含有极性基团,故水溶性很好
D.医用胶与皮肤黏合牢固只靠氰基与蛋白质分子间形成的氢键
33.角膜接触镜俗称隐形眼镜,其性能要有良好的透气性和亲水性,目前大量使用的软性隐形眼镜常用材料是
A.聚乙烯 B.聚氯乙烯
C. D.
试卷第16页,共17页
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专题14 合成高分子与高分子材料
一、合成高分子的基本方法
1.合成高分子简介
(1)相对分子质量的特点:高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多,通常在104以上;高分子的相对分子质量没有明确的数值,只是一个平均值。
(2)合成高分子的基本方法:包括加成聚合反应与缩合聚合反应。
(3)合成高分子的有关概念
nCH2CH2
↓ ↓ ↓
单体 链节 聚合度
2.加成聚合反应
有机小分子通过加成反应生成高分子的反应,称为加成聚合反应(简称加聚反应)。
(1)单体的结构特点:含有碳碳双键(或碳碳三键)的有机化合物单体。
(2)示例:写出下列物质发生加聚反应的化学方程式。
①CH2CHCH3:。
②CH2CHCl:。
③CH2CHCN:。
3.缩合聚合反应
单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应(简称缩聚反应)。
(1)单体的结构特点:含有两个或两个以上官能团的单体。
(2)缩聚反应与加聚反应的不同点:缩聚反应产物除了生成缩聚物的同时,还伴有小分子的副产物的生成,而加聚反应产物只生成加聚物。
(3)书写缩聚物的结构简式时,要注明端基原子或原子团
(4)书写缩聚反应化学方程式时的注意事项
①注明“n”。
②生成小分子的物质的量,若由一种单体缩聚,生成的小分子物质的量一般为n-1,两种单体缩聚,生成的小分子物质的量一般为2n-1。
(5)示例:完成下列物质发生缩聚反应的化学方程式。
①+ (n-1)H2O。
②+ HO-(CH2)4-OH+ (2n-1)H2O。
③++ (2n-1)H2O。
4.高聚物找单体
(1)加聚产物单体的推断:高聚物的主链上只有碳、氢元素(主链也无苯环);高聚物一般无端基原子或原子团。
①凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将链节两端两个半键断开向内闭合即可。
如,其单体是。
②凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的聚合物,其单体必为两种,在链节两端及正中央划线断开,然后左右两个半键闭合即可。
如的单体为CH2CH2和CH3—CHCH2。
③凡链节主链上只有碳原子且存在键结构的高聚物,判断其合成单体的规律是“见双键,四个碳,无双键,两个碳”划线断开,然后将半键闭合,将单、双键互换即可。
如的单体是;
的单体是CH2=CH-CH=CH2和。
④如果链节主链上只有两个碳原子,且链节中含有键,则该高聚物由含有碳碳三键的化合物加聚而成,如CHCH的单体为。如果链节主链上有多个碳原子(>2),且其中含有CC键,采用“见双键,四个碳”的断键方式,若链节主链两边只剩下1个碳原子,无法构成含双键的单体时,则可考虑可能是含有碳碳三键的化合物参与加聚反应而成的。
如的单体是、和CH2CH2。
(2)缩聚产物单体的推断:高聚物的主链上除碳、氢元素外,还可能有其它元素的原子或苯环;高聚物一般有端基原子或原子团。
①若链节中含有酚羟基的结构,单体一般为酚和醛。
如的单体是和HCHO。
②若链节中含有以下结构,、,其单体必为一种,如的单体为。(方法是去方括号和n即为单体)
③若链节中含有部分,则单体为羧酸和醇,将中C-O单键断开,去掉方括号和n,上加羟基,-O-上加氢即可。
如的单体为HOOC-COOH和HOCH2CH2OH。
④若链节中含有部分,则单体一般为氨基酸,将中C-N单键断开,去掉方括号和n,上加羟基,-NH-上加氢即为单体。
如的单体为H2NCH2COOH和。
二、高分子材料
1.高分子材料的分类
高分子材料按用途和性能可分为通用高分子材料(包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等)和功能高分子材料(包括高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等)等类别。
2.通用高分子材料
(1)塑料:改善塑料性能的加工助剂:为提高柔韧性加入增塑剂,为提高耐热性加入热稳定剂,为赋予它各种漂亮的颜色加入着色剂……
①聚乙烯:高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较。
比较项目
高压法聚乙烯
低压法聚乙烯
聚合反应条件
150 MPa~300 MPa,200 ℃左右,使用引发剂
0.1 MPa~2 MPa,60~100 ℃,使用催化剂
高分子链的结构
含有较多支链
支链较少
密度/(g·cm-3)
0.91~0.93
0.94~0.97
软化温度/℃
105~120
120~140
主要性能
无毒,较柔软
无毒,较硬
主要用途
生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等
生产瓶、桶、板、管等
微点拨:ⅰ.高压法聚乙烯的密度和熔点均低于低压法聚乙烯的原因为高压法聚乙烯的主链有较多的支链,支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近,链之间的作用力就比低压法聚乙烯的小,熔点和密度也就较低。
ⅱ.两种聚乙烯塑料均有热塑性,加热均可熔融。
②酚醛树脂:酚醛树脂是酚(如苯酚)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。
ⅰ.在酸(浓盐酸)催化下,等物质的量的苯酚与甲醛反应生成线型结构的高分子。
其化学方程式为+,n+(n-1)H2O。
总反应为n+nHCHO+(n-1)H2O
ⅱ.在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应,生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等,然后加热继续反应,生成网状结构的酚醛树脂。
③脲醛树脂:可以用尿素(H2NCONH2)与甲醛缩聚反应合成。
其化学方程式为nH2NCONH2+nHCHOHNHCONHCH2OH+(n-1)H2O。
(2)合成纤维
①纤维的分类
纤维
ⅰ.合成纤维:以石油、天然气、煤和农副产品等为原料加工制得的单体,再经过聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。
ⅱ.再生纤维:以木材、秸秆等农副产品为原料,经过加工处理得到的纤维。
ⅲ.“六纶”包括:涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶。其性能具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖等优点,除了维纶外,其他合成纤维的吸湿性和透气性明显不足。
②常见合成纤维的合成
ⅰ.涤纶——聚对苯二甲酸乙二酯纤维。
合成方程式为+ nHOCH2CH2OH +(2n-1)H2O。
ⅱ.聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)。
合成方程式为nH2N-(CH2)6-NH2 + nHOOC(CH2)4COOH
+(2n-1)H2O。
ⅲ.高强度芳纶纤维合成。
合成方程式为++ (2n-1)H2O
(3)合成橡胶
①天然橡胶:单体为异戊二烯即2-甲基-1,3-丁二烯。
合成反应方程式为
②合成橡胶:具有耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等优良性能。
ⅰ.顺丁橡胶:顺丁橡胶合成方程式为nCH2CH-CHCH2。
ⅱ.橡胶的硫化:将线型结构的橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的双键打开,以二硫键(-S-S-)等把线型结构连接为网状结构,得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
微点拨:绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫),故橡胶有较强的还原性。因此,在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶不能用橡胶塞。
3.功能高分子材料
常见功能高分子材料有高分子分离膜、高分子催化剂、磁性高分子、记忆高分子、高吸水性材料、医用高分子材料、高分子药物等。
(1)高吸水性树脂
①改进思路:一是改造纤维素或淀粉分子,接入强亲水基团;二是合成新的带有强亲水基团的高分子。
②合成方法。
ⅰ.淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在它们的主链上再接入带有强亲水基团的支链,可以提高它们的吸水能力。
如淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生共聚后与交联剂反应生成具有网状结构的淀粉⁃聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
ⅱ.用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合,得到含亲水基团的高聚物。
如在丙烯酸钠中加入少量交联剂,在一定条件下发生聚合,得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。聚丙烯酸钠的结构简式为。
(2)高分子分离膜
①原理:分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过,其余物质则被截留在膜的另一侧,成为浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
②分类:分离膜根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
③应用:高分子分离膜已广泛用于海水淡化和饮用水的制取,以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
【例1】(23-24高二下·甘肃兰州·期末)高分子材料与生活、社会发展息息相关。下列有关于高分子材料中说法错误的是
A.核酸检测时用到的“拭子”由尼龙纤维制成,属于有吸附性的合成有机高分子材料
B.聚四氟乙烯材料作为不粘锅涂层是因为其性质稳定且具有耐高温的特点
C.有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”,丝绸的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物
D.冬奥会吉祥物“冰墩墩”以聚氯乙烯为原材料,氯乙烯通过缩聚反应可转化为聚氯乙烯
【答案】D
【详解】A.尼龙纤维是聚酯胺类合成纤维,属于合成有机高分子材料,故A正确;
B.聚四氟乙烯材料是新型有机合成材料,作为不粘锅涂层是因为其性质稳定且具有耐高温的特点,B正确;
C.丝绸的主要成分是蛋白质,是天然高分子化合物,故C正确;
D.氯乙烯通过加聚反应可转化为聚氯乙烯,故D错误;
故答案选D。
【例2】(24-25高三下·北京海淀·阶段练习)有一种功能性的聚合物,合成路线如下:
已知:
下列说法不正确的是
A.E的分子式为C12H12N6O4 B.F的结构简式是
C.P降解后可得到E和F D.合成P的反应是加聚反应
【答案】C
【详解】A.由图可知,E的分子式为C12H12N6O4,A正确;
B.结合E、P结构和题给已知可知,形成高分子化合物P的单体之一F的结构简式是 ,B正确;
C.P降解后,其中的酯基发生反应,不能得到E和F,C错误;
D.结合题给已知,E和F反应生成P的过程中没有生成小分子化合物,为加聚反应,D正确;
故答案选C。
【例3】(23-24高二下·北京朝阳·期末)高分子M和N的合成路线如下:
下列说法不正确的是
A.物质A中含有酯基
B.试剂B为
C.反应①为加聚反应,反应②为缩聚反应
D.用甘油(丙三醇)代替试剂B,可得到网状结构的高分子
【答案】A
【详解】A.由M的结构简式,可知HOOC−CH=CH−COOH脱水生成A为,A中不含酯基,A项错误;
B.由N的结构简式可知,HOOC−CH=CH−COOH与HOCH2CH2OH发生缩聚反应生成N,故B的结构简式为HOCH2CH2OH,B项正确;
C.反应①是碳碳双键发生加聚反应生成高聚物M,反应②除生成高聚物外还有小分子物质水生成,该反应类型为缩聚反应,C项正确;
D.用甘油(丙三醇)代替试剂乙二醇,甘油中3个羟基都可以发生酯化反应,可得到网状结构的高分子,D项正确;
故答案选A。
【例4】(2025·山东菏泽·一模)关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是
A.通过红外光谱法测定酚醛树脂的平均相对分子质量,可得其链节数
B.涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
C.顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体
D.顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然高分子材料
【答案】B
【详解】A.红外光谱能够测定有机分子的化学键或官能团,红外光谱无法测定酚醛树脂的平均相对分子质量,故A错误;
B.由涤纶的结构可知,其单体为对苯二甲酸和乙二醇,两者通过酯化反应缩聚成涤纶,故B正确;
C.顺丁橡胶的单体为1,3-丁二烯,分子式为C4H6,反-2-丁烯分子式为C4H8,两者分子式不同,不是同分异构体,故C错误;
D.顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于人工合成高分子材料,故D错误;
故答案为B。
1.高分子材料在各个领域中得到广泛应用.下列说法正确的是
A.高分子材料能以石油、煤等化石燃料为原料直接进行生产
B.酚醛树脂通过缩聚反应制得,可用于制作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料
C.聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料制品是热固性塑料
D.由3-羟基丁酸生产的可降解塑料——聚羟基丁酸酯的结构简式为
【答案】B
【详解】A.高分子材料是以石油、煤等化石燃料为原料,将其转化成单体,单体再经过聚合反应生产,A错误;
B.酚醛树脂是由酚类和醛类物质通过缩聚反应得到的聚合物,常用作绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料,B正确;
C.热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料,如酚醛塑料即电木插座的材料,而聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等均是具有线形结构的热塑性塑料,C错误;
D.由3-羟基丁酸CH3CH(OH)CH2COOH生产的可降解塑料——聚羟基丁酸酯的结构简式为,D错误;
故答案选B。
2.高分子材料种类多,具有优异的性能。下列有关高分子的说法错误的是
A.聚丙烯酸钠树脂具有高吸水性 B.低密度聚乙烯支链少,软化温度较高
C.羊毛、天然橡胶属于天然高分子材料 D.高分子分离膜可用于海水淡化
【答案】B
【详解】A.聚丙烯酸钠是一种高分子化合物,具有很强的亲水性,能够与水分子形成氢键,具有高吸水性,A正确;
B.低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链,支链结构有碍于碳碳单键的旋转和链之间的接近,软化温度较低,B错误;
C.羊毛是一种天然蛋白质纤维,而天然橡胶则是从橡胶树上采集的胶乳经过凝固、干燥等工序制成的弹性固状物,均属于天然高分子材料,C正确;
D.高分子分离膜在海水淡化中的应用是通过膜的选择透过性,将海水中的盐分和其他杂质截留在膜的一侧,而淡水则通过膜进入另一侧,从而实现海水的淡化,D正确;
故答案选B。
3.高分子化合物的结构决定其性质,下列有关高分子化合物的叙述正确的是
A.高分子化合物极难溶解
B.高分子化合物靠分子间作用力结合,材料强度较小
C.高分子均为长链状分子
D.高分子材料都是混合物
【答案】D
【详解】A.线型高分子化合物可溶于某些有机溶剂,体型高分子化合物极难溶解,故A错误;
B.线型高分子化合物链之间靠分子间作用力结合,分子内靠共价键结合,材料强度大,故B错误;
C.高分子按结构可分为线型结构、支链型结构和网状(体型)结构,不是均为长链状分子,故C错误;
D.高分子材料的聚合度n值为不确定值,是没有固定熔点的混合物,故D正确;
故答案选D。
4.高分子化合物具有广泛的用途,下列说法错误的是
A.丁腈橡胶没有固定的熔点
B.丁腈橡胶的链节中只含两种官能团,由两种单体经加聚反应得到
C.此酚醛树脂受热不能熔融,可用于生产宇宙飞船外壳的烧蚀材料
D.涤纶是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的
【答案】C
【详解】A.高分子化合物属于混合物,没有固定熔点,故A正确;
B.丁腈橡胶的链节中含有碳碳双键和氰根,丁腈橡胶主碳链为6个碳原子,且含有碳碳双键结构,由两种单体经加聚反应得到(即含有一个碳碳双键的有机物和二烯烃),单体分别为1,3-丁二烯、丙烯腈,故B正确;
C.网状的酚醛树脂具有热固性,受热后不能软化或熔融,可用于生产宇宙飞船外壳的烧蚀材料,此酚醛树脂是线型结构,故C错误;
D.对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应生成涤纶 ,反应的化学方程式为:+nHOCH2 CH2OH+(2n-1)H2O,故D正确;
故答案选C。
5.高分子化合物包括天然高分子化合物和合成高分子化合物,下列属于天然有机高分子材料的是
A.羊毛 B.塑料 C.合成纤维 D.合成橡胶
【答案】A
【详解】羊毛的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物;而塑料、合成纤维、合成橡胶都是通过有机小分子聚合生成,主要成分为合成高分子化合物。
故答案选A。
6.人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法正确的是
A.天然橡胶易溶于水 B.羊毛是合成高分子材料
C.聚乙烯塑料是天然高分子材料 D.网状结构的酚醛树脂不可以进行热修补
【答案】D
【详解】A.天然橡胶难溶于水,A错误;
B.羊毛是天然高分子材料,B错误;
C.聚乙烯塑料是合成高分子材料,C错误;
D.具有网状结构的高分子不能加热熔融,只能一次成型,因此网状结构的酚醛树脂不可以进行热修补,D正确;
故答案选D。
7.现在被广泛使用的食品级手套一丁腈橡胶手套,具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品。其产品标签如图,据此判断有关说法错误的是
名称:丁腈橡胶,简称NBR
化学通式:反应通式:
A.NBR具有耐油性极好,耐水性良好,耐热性较好,粘接力强
B.NBR是由丙烯腈与丁二烯单体加聚而成的
C.NBR分子结构是线性的,通常用少量的二硫键交联形成网状结构
D.NBR具有很好的稳定性,不易被酸化的高锰酸钾等强氧化剂氧化
【答案】D
【详解】A.NBR具有如下主要特性:耐油性极好(丙烯腈含量高)、耐水性良好(碳链对水、水蒸气有一定耐受性)、耐热性较好(常规NBR耐温范围为-30℃至+120℃,短时可达150℃)和粘接力强(易与金属、织物等材料粘接),故A正确;
B.根据反应通式,NBR是由丙烯腈与1,3-丁二烯单体加聚而成的,故B正确;
C.NBR分子结构是线性的,线性高分子之间可以通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构,故C正确;
D.NBR具有碳碳双键,可被酸化的高锰酸钾等强氧化剂氧化,故D错误;
故答案为D。
8.在抗击新冠肺炎的过程中“合成材料”发挥了重要的作用。下列有关合成材料的说法不正确的是
A.CH3CHOHCOOH可通过缩聚反应生成可降解的绿色高分子材料
B.合成有机硅橡胶的单体是,则有机硅橡胶是通过加聚反应制得的
C.人造象牙的主要成分的结构简式是,可通过HCHO发生加聚反应制得
D.天然橡胶的主要成分聚异戊二烯能使溴水褪色
【答案】B
【详解】A.CH3CHOHCOOH分子中含有羟基、羧基,可通过缩聚反应生成可降解的绿色高分子材料,A正确;
B.有机硅橡胶是通过缩聚反应制得的,反应过程中得到小分子水,B错误;
C.由结构可知,甲醛分子含有碳氧双键,通过加聚反应生成,C正确;
D.聚异戊二烯分子中含有碳碳双键,,能使溴水褪色,D正确;
故答案选B。
9.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
【答案】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。
10.丁腈橡胶()在交通运输等方面应用广泛,合成丁腈橡胶的原料是
①CH2=CH-CH=CH2 ②CH3-C≡C-CH3 ③CH2=CH-CN
④CH3-CH=CHCN ⑤CH3-CH=CH2 ⑥CH3-CH=CH-CH3
A.③⑥ B.②③ C.①③ D.④⑤
【答案】C
【详解】该高聚物链节主链不含杂原子,属于加聚反应生成的高聚物,链节主链上存在碳碳双键结构,有6个碳原子,其单体必为两种,按如图所示断开,再将双键中的1个C-C打开,然后将半键闭合即可的该高聚物单体为:①CH2=CH-CH=CH2,③CH2=CH-CN,
故答案为C。
11.热塑性聚氨酯是具有高弹性、耐腐蚀能力的聚合物。一种基于二硫键()的自修复热塑性聚氨酯材料的结构如下:
该聚合物由X()和Y()聚合而成,下列说法不正确的是
A.X中碳氮双键比碳氧双键活性强 B.生成该聚合物的反应属于加聚反应
C.该聚合物完全水解可以得到X和Y D.该聚合物可以进一步交联形成网状结构
【答案】C
【详解】A.由图可知,生成热塑性聚氨酯时,X断裂碳氮双键,与Y中羟基发生加聚,所以X中碳氮双键比碳氧双键活性强,故A正确;
B.由图可知,生成热塑性聚氨酯的反应属于加聚反应,故B正确;
C.由结构简式可知,热塑性聚氨酯分子中含有的酰胺基能发生水解反应生成碳酸、和,反应所得产物共有3种,故C错误;
D.由结构简式可知,热塑性聚氨酯分子可以通过交联剂的添加或辐射交联等方式进一步交联形成网状结构,故D正确;
故答案选C。
12.今有高聚物,对此分析正确的是
A.它是一种体型高分子化合物
B.其单体是CH2=CH2和
C.其链节是
D.其单体是
【答案】D
【详解】由结构,高聚物为线型高分子化合物,其链节为,是CH2=CH-COOCH3的加聚产物。
故答案选D。
13.丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.丙烯在工业上的获得方法是石油裂解
B.X的结构简式为CH3CH=CHBr
C.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
D.聚合物Z的链节为
【答案】B
【分析】CH3-CH=CH2与Br2的CCl4溶液发生加成反应,生成(Y); CH3-CH=CH2与Br2在光照条件下发生甲基上的取代反应,生成(X); CH3-CH=CH2在催化剂作用下发生加聚反应,生成(Z)。
【详解】A.石油裂解是一种将长链烃类化合物分解为较短链烃的过程,在工业上可以获得丙烯,A正确;
B.由分析可知,X的结构简式为,B错误;
C.Y()与足量KOH醇溶液共热,发生消去反应,可生成丙炔(CH3C≡CH)和KBr等,C正确;
D.由分析可知,聚合物Z为,链节为,D正确;
故答案选B。
14.医用胶(-氰基丙烯酸甲酯)可在外科手术中代替缝合线。可以和人体蛋白质快速结合。医用胶固化的机理如下:
链引发:
链增长:
链终止:
下列说法错误的是
A.水作医用胶固化的引发剂
B.医用分子内的碳碳双键在氰基、酯基影响下出现极性变化
C.医用胶固化过程有水分子生成,属于缩聚反应
D.人体内的蛋白质与医用胶因形成氢键而快速结合
【答案】C
【详解】A.从链引发的反应式可以看出,反应是由水分子引发的,所以水作医用胶固化的引发剂,A正确;
B.由于氰基和酯基的存在,会对医用胶分子内的碳碳双键的电子云分布产生影响,从而使其出现极性变化,B正确;
C.在链的引发时,有2个水分子参与反应,而在链终止时,生成1个水分子,则实际上有1个水分子参与链的引发与终止,不符合缩聚反应中生成高分子的同时有小分子生成的特征,所以反应不属于缩聚反应,C错误;
D.医用胶与人体蛋白质快速结合,由于蛋白质分子中含有-NH2、-OH等基团,人体内的蛋白质与医用胶因形成氢键而快速结合是合理的,D正确;
故答案选C。
15.化合物Z是一种药物合成中间体,其合成路线如下。
下列说法正确的是
A.X分子中所有碳原子一定共平面
B.Y分子中不含有手性碳原子
C.1molY中含3mol碳氧π键
D.Z可以与HCHO在一定条件下发生缩聚反应
【答案】D
【详解】A.由于C-O键可以绕轴旋转,故X中甲基上的碳原子不一定与苯环共平面,所有碳原子不一定共平面,故A错误;
B.分子中连4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳,Y分子中含有1个手性碳,为分子中与羧基相连的碳原子,故B错误;
C.Y分子中醛基和羧基中存在碳氧π键,故1molY中含2mol碳氧π键,故C错误;
D.Z分子中含有酚羟基,可以与HCHO在一定条件下发生缩聚反应,故D正确;
故答案选D。
16.芳纶是20世纪60年代,人们合成的强度高、密度低,并且具有耐酸、耐碱、耐磨、耐高温等优异特性的芳香族聚酰胺纤维。芳纶纤维的合成化学方程式为:
下列说法不正确的是
A.合成芳纶的反应为缩聚反应 B.合成芳纶的单体为二元酸和二元胺
C.芳纶很稳定,不能发生水解反应 D.芳纶的链节中含有的碳原子数是14个
【答案】C
【详解】A.由反应方程式可知,这是一个羧基与氨基脱水生成酰胺键的缩聚反应,A正确;
B.从反应物可以看出,单体为对苯二甲酸(即“二元酸”)和对苯二胺(即“二元胺”),B正确;
C.虽然芳纶纤维化学性质较稳定,但含有酰胺基,酰胺基在一定条件下可发生水解反应,C错误;
D.高分子化合物中不断重复的最小结构单元称为链节,为芳纶的链节,芳纶的链节含两个苯环(12 个碳原子)和环外2 个碳原子,共 14 个碳原子,D正确;
故答案选C。
17.某有机聚合物商品的结构式(假设为理想单一结构)如下,下列有关该聚合物的叙述错误的是
A.该有机聚合物可降解
B.对应的聚合单体为3种
C.可通过缩聚反应制得
D.若平均相对分子质量为15650,则平均聚合度n为56
【答案】B
【详解】A.该有机聚合物中酯基能水解,所以能降解,A正确;
B.因该聚合物有端基原子团,可判断该聚合物为缩聚产物,单体和,B错误;
C.该聚合物可由和发生缩聚反应制得,C正确;
D. 由结构简式可知,链节的相对分子质量为274,端基原子团的相对分子质量为306,若平均相对分子质量为15650,平均聚合度,D正确;
故答案选B。
18.光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。下列说法错误的是
A.该高分子材料可降解
B.该聚合反应为缩聚反应
C.反应式中化合物X为甲醇
D.异山梨醇分子中有2个手性碳
【答案】D
【详解】A.根据高分子结构可知,含酯基可以降解,A正确;
B.该反应在生产高聚物的同时还有小分子的物质生成,属于缩聚反应,B正确;
C.反应式中异山梨醇释放出一个氢原子与碳酸二甲酯释放出的甲氧基结合生成甲醇,故反应式中X为甲醇,C正确;
D.连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,异山梨醇中有四个碳原子为手性碳原子(),D错误;
故答案选D。
19.凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维,军事上称为“装甲卫士”,但长期浸渍在强酸或强碱中其强度有所下降。下表中是凯夫拉的两种结构:
名称
结构简式
芳纶1313
芳纶1414
下列说法不正确的是
A.“芳纶1313”和“芳纶1414”互为同分异构体
B.“芳纶1313”“芳纶1414”中数字表示苯环上取代基的位置
C.凯夫拉在强酸或强碱中强度下降,可能与“”的水解有关
D.以和为原料制备芳纶1414的反应为缩聚反应
【答案】A
【详解】A.“芳纶1313”和“芳纶1414”都是高分子,n值不一定相同,所以它们不互为同分异构体,A项错误;
B.“芳纶1313”是指苯环上1、3位置被取代,“芳纶1414”是指苯环上1、4位置被取代,B项正确;
C.可水解成-COOH、-NH2,在强酸或强碱中水解程度增大,故芳纶纤维的强度在强酸或强碱中下降,C项正确;
D.和反应生成和HX,属于缩聚反应,D项正确;
故答案选A。
20.人造海绵的主要成分是聚氨酯,合成方法如下:
下列说法不正确的是
A.M的分子式为C15H10N2O2 B.人造海绵是一种合成纤维
C.聚氨酯在一定条件下可发生水解反应 D.合成聚氨酯的反应属于缩聚反应
【答案】D
【详解】A.结合图示可知,M分子中含有15个C原子、10个H原子、2个N原子、2个O原子,其分子式为C15H10N2O2,故A正确;
B.人造海绵是一种合成纤维,故B正确;
C.聚氨酯含有肽键,在一定条件下可发生水解反应,故C正确;
D.M中含有C═N双键打开π键和乙二醇的醇羟基的氢断开,则合成聚氨酯的反应属于加聚反应,故D错误;
故答案选D。
21.下列聚合物与单体对应关系不正确的是
选项
聚合物
单体
A
CH2=CHCN
B
和CH2=CH2
C
D
和
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.CH2=CHCN的加聚产物为,故A正确;
B. CHCl=CH2和CH2=CH2的加聚产物中无双键,故B错误;
C.的缩聚产物为,故C正确;
D.和的缩聚产物为,故D正确;
故答案选B。
22.高分子材料的合成和使用,促进了人类的进步和发展,下列说法正确的是
A.酚醛树脂是通过缩聚反应得到的
B.合成的单体是乙烯和2-丁烯
C.己二酸与乙醇可缩聚形成高分子化合物
D.由CH2=CH-COOCH3合成的聚合物为
【答案】A
【详解】A.苯酚和甲醛发生缩聚反应得到酚醛树脂,A正确;
B.合成的单体是丙烯和1,3-丁二烯,B错误;
C.乙醇只含有一个官能团羟基,己二酸与乙醇不能发生缩聚反应,C错误;
D.由CH2=CH-COOCH3发生加聚反应生成聚合物,D错误;
故答案为A。
23.三大合成材料对人类社会的进步意义重大,下列不属于合成有机高分子材料的是
A.有机玻璃 B.蚕丝 C.涤纶 D.合成天然橡胶
【答案】B
【详解】A.有机玻璃是化学合成的一种塑料,外观颇似玻璃,属于合成材料,故A错误;
B.蚕丝主要成分为天然蛋白质,不属于合成材料,故B正确;
C.涤纶属于合成纤维,合成纤维属于三大合成材料之一,故C错误;
D.合成橡胶属于三大合成材料之一,故D错误;
故答案选B。
24. 2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。下列与宇航员宇航服的材料有关的说法不正确的是
A.内衣层所用的棉纺织品为天然高分子材料
B.保暖层所用羊毛的主要成分为蛋白质
C.水冷层所用的聚氯乙烯可由氯乙烯通过加聚反应制得
D.防护层所用的芳纶()属于芳香烃
【答案】D
【详解】A.棉纺织品的主要成分为纤维素,是天然高分子材料,A项正确;
B.羊毛的主要成分为蛋白质,B项正确;
C.聚氯乙烯可由氯乙烯通过加聚反应制得,C项正确;
D.芳纶为聚酰胺纤维,属于芳香类化合物,不属于芳香烃,芳香烃一般是指分子中含有苯环的碳氢化合物,D项错误;
故答案选D。
25.合成高分子材料对人类文明和进步意义重大,下列说法正确的是
A.聚乙烯和聚氯乙烯都是食品级塑料制品的主要成分
B.聚氯乙烯最适合由乙炔和来合成
C.再生纤维、合成纤维属于合成材料,天然纤维不属于合成材料
D.天然橡胶为体型高分子化合物,具有良好的弹性和强度
【答案】B
【详解】A.聚氯乙烯中所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料能释放出有害物质,不能用作食品级塑料,A错误;
B.聚氯乙烯可由氯乙烯发生加聚反应制得,氯乙烯可通过乙炔和氯化氢发生加成反应制得,则合成聚氯乙烯的原料可以是乙炔和HCl,聚氯乙烯是一种塑料,B正确;
C.以废旧纺织品为原料生产再生纤维,再生纤维属于人造纤维,不属于合成纤维,天然纤维不属于合成材料,C错误;
D.天然橡胶是线型高分子,高分子链中由于含有不饱和结构,弹性、强度、耐热和抗氧化性均较差;“硫化”可将橡胶链中的不饱和结构通过硫键(-Sx-)打开彼此相连形成网状结构,具有良好的弹性和强度,D错误;
故答案为B。
26.芳纶1414()是制作消防服、防切割耐热手套的一种材料。下列有关芳纶1414的说法正确的是
A.芳纶1414是天然有机高分子材料
B.芳纶1414的单体是和
C.芳纶1414是通过加聚反应制成的
D.芳纶1414具有耐酸、耐碱等优异特性,但是热稳定性较差
【答案】B
【详解】A.芳纶1414是人工合成的高分子化合物,A错误;
B.根据芳纶1414的结构简式可知,其单体是和,B正确;
C.芳纶1414是通过和经过缩聚反应生成的,C错误;
D.芳纶1414是一种高科技合成纤维,其有强度高、耐高温,耐酸碱,密度小、热稳定性高等特点,D错误;
故答案选B。
27.塑料制品废弃物常称为“白色污染”。防治这种污染的一条重要途径是将合成的高分子化合物重新变成小分子化合物。如已成功实现了这种处理。试分析若用甲醇来处理它,能得到的有机物可能是
A. B.
C. D.HOCH2COOH
【答案】B
【详解】由防治这种污染是将合成高分子化合物重新变成小分子化合物,中含有酯基,若用CH3OH来处理,则发生酯交换反应:+2nCH3OH→+nHOCH2CH2OH+H2O,
故答案选B。
28.橡胶树是热带植物,在我国海南有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构简式为。天然橡胶经过硫化后变为硫化橡胶,如下图所示。下列叙述中不正确的是
A.硫化橡胶和天然橡胶的高分子结构型式都属于体型结构
B.天然橡胶变为硫化橡胶发生了化学变化
C.硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大
D.硫化橡胶比天然橡胶强度大
【答案】A
【详解】A.由天然橡胶分子结构简式可知,天然橡胶的高分子结构型式为线型结构;由图可知,硫化橡胶的高分子结构型式为体型结构,A错误;
B.高分子由线型结构变为体型结构的过程有化学键变化,故这种变化是化学变化,B正确;
C.天然橡胶变为硫化橡胶,即若干条线型结构的高分子长链通过化学键的连接形成体型结构的高分子,所以硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大,C正确;
D.天然橡胶硫化后产生交联,形成网状结构,具有更好的强度,D正确;
故答案选A。
29.关于天然橡胶 的下列叙述中,不正确的是
A.天然橡胶是天然高分子化合物
B.天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂
C.天然橡胶受空气、日光作用,会被还原而老化
D.天然橡胶含有双键,能发生加成反应
【答案】C
【详解】A.天然橡胶是一种高聚物,分子量非常大,符合高分子化合物的定义,A正确,不选;
B.天然橡胶是一种有机物,根据“相似相溶”的原理,可以溶于汽油苯等有机溶剂,B正确,不选;
C.空气中有氧气,氧气会缓慢氧化橡胶中的不饱和键,造成老化,不是被还原,C错误,符合题意;
D.天然橡胶中有碳碳双键,可以发生加成反应,D正确,不选。
故答案选C。
30.聚丙烯腈又叫人造羊毛,下列关于聚丙烯腈()说法错误的是
A.聚丙烯腈是高分子化合物
B.聚丙烯腈是由有机小分子化合物经聚合反应制成的
C.聚丙烯腈纤维属于多糖天然纤维
D.聚丙烯腈纤维属于混合物
【答案】C
【详解】A.聚丙烯腈纤维是丙烯腈的聚合产物,是高分子化合物, A正确;
B.聚丙烯腈纤维是由CH2=CH-CN经加聚反应制成,B正确;
C.聚丙烯腈纤维属于合成纤维,C错误;
D.高分子化合物由链节相同、聚合度不同的高分子混合而成,D正确;
故答案选C。
31.开发新材料助力新质生产力提升与化学知识密切相关。下列说法错误的是
A.导电塑料聚乙炔属于功能高分子材料
B.无人机机身的玻璃纤维增强聚酯树脂属于复合材料
C.碲化镉用于制造发电玻璃,碲、镉均属于过渡元素
D.神舟17号发动机的耐高温结构材料Si3N4是共价晶体
【答案】C
【详解】A.聚乙炔能导电,属于功能高分子材料,A正确;
B.玻璃纤维增强聚酯树脂是以树脂为基体材料、用玻璃纤维增强的一种复合材料,B正确;
C.碲位于第VIA族,是主族元素,不是过渡元素,C错误;
D.Si3N4耐高温,熔点高,是共价晶体,D正确;
故答案选C。
32.医用胶能够在常温、常压下发生加聚反应,快速黏合伤口,且黏合部位牢固,它的结构中含有a-氰基丙烯酸酯(结构如图所示)。下列关于医用胶的说法正确的是
A.碳碳双键发生加聚反应使医用胶形成网状结构
B.氰基和酯基使碳碳双键活化,更易发生加聚反应
C.医用胶中含有极性基团,故水溶性很好
D.医用胶与皮肤黏合牢固只靠氰基与蛋白质分子间形成的氢键
【答案】B
【详解】A.碳碳双键发生加聚反应形成线状结构,故A错误;
B.氰基和酯基使碳碳双键的极性增大,更容易断键发生加聚反应,故B正确;
C.该医用胶中的氰基和酯基具有强极性,但其形成的聚合物更易溶于有机溶剂,故C错误;
D.α-氰基丙烯酸酯,可通过吸收空气中或被粘物表面上的湿气,发生阴离子聚合实现固化,故D错误;
故答案选B。
33.角膜接触镜俗称隐形眼镜,其性能要有良好的透气性和亲水性,目前大量使用的软性隐形眼镜常用材料是
A.聚乙烯 B.聚氯乙烯
C. D.
【答案】C
【详解】角膜接触镜俗称隐形眼镜,其性能要有良好的透气性和亲水性,则其链节上要有亲水基,聚乙烯、聚氯乙烯、 均不含亲水基, 中含有亲水基,所以为隐形眼镜常用材料;
故答案为C。
试卷第24页,共28页
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