6-3合成高分子化合物 同步作业 《化学（通用类）》同步教学 高教版

主题六 常见生物分子及合成高分子化合物 第三节 合成高分子化合物 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于合成高分子化合物的说法，错误的是（ ） A. 合成高分子化合物又称为聚合物或高聚物 B. 合成高分子化合物的相对分子质量很大，通常在10⁴~10⁶之间 C. 合成高分子化合物都是通过加聚反应合成的 D. 合成高分子化合物的基本结构单元称为单体 2. 下列物质中，属于合成高分子化合物的是（ ） A. 淀粉 B. 纤维素 C. 聚乙烯 D. 蛋白质 3. 下列关于单体和链节的说法，正确的是（ ） A. 单体是合成高分子化合物的小分子化合物，链节是高分子化合物中重复的结构单元 B. 单体和链节的结构完全相同 C. 聚乙烯的单体是-CH₂-CH₂- D. 高分子化合物的相对分子质量等于单体相对分子质量的整数倍 4. 下列反应中，属于加聚反应的是（ ） A. 乙烯生成聚乙烯的反应 B. 乙酸与乙醇生成乙酸乙酯的反应 C. 葡萄糖生成淀粉的反应 D. 氨基酸生成蛋白质的反应 5. 下列关于聚乙烯的说法，错误的是（ ） A. 聚乙烯的单体是乙烯（CH₂=CH₂） B. 聚乙烯是线型结构的高分子化合物 C. 聚乙烯具有热塑性，可反复加工成型 D. 聚乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 6. 下列关于聚氯乙烯（PVC）的说法，正确的是（ ） A. 聚氯乙烯的单体是氯乙烯（CH₂=CHCl） B. 聚氯乙烯具有热固性，不能加工成型 C. 聚氯乙烯无毒，可用于制作食品包装袋 D. 聚氯乙烯的结构简式为[-CH₂-CH₂-Cl-]ₙ 7. 下列关于合成高分子化合物分类的说法，正确的是（ ） A. 根据来源，可分为天然高分子和合成高分子 B. 根据结构，可分为线型高分子和体型高分子，两者都具有热塑性 C. 根据性质，可分为塑料、合成纤维和合成橡胶，其中合成纤维属于体型高分子 D. 根据合成反应，可分为加聚高分子和缩聚高分子，两者的合成反应都无小分子生成 8. 下列物质中，属于合成橡胶的是（ ） A. 天然橡胶 B. 聚氯乙烯 C. 丁苯橡胶 D. 羊毛 9. 下列关于合成高分子化合物性质的说法，错误的是（ ） A. 线型高分子化合物一般具有热塑性，体型高分子化合物一般具有热固性 B. 合成高分子化合物一般难溶于水，易溶于有机溶剂 C. 合成高分子化合物的强度一般较大，可用于制造结构材料 D. 合成高分子化合物一般不导电，可用于制造绝缘材料 10. 下列关于缩聚反应的说法，正确的是（ ） A. 缩聚反应的反应物一定是两种不同的单体 B. 缩聚反应过程中会生成小分子化合物（如H₂O、HCl等） C. 缩聚反应的产物一定是体型高分子化合物 D. 聚乙烯是通过缩聚反应合成的 11. 下列应用与合成高分子化合物的性质对应错误的是（ ） A. 聚乙烯制作食品包装袋——热塑性、无毒 B. 酚醛树脂制作插座——热固性、绝缘性 C. 合成纤维制作衣物——强度高、耐磨 D. 聚氯乙烯制作不粘锅涂层——耐高温、易降解 （二）填空题（共28分） 1. 合成高分子化合物是由______通过______反应或______反应聚合而成的化合物，其相对分子质量很大，基本结构单元称为______，重复结构单元称为______。 2. 加聚反应是指由含有______的单体通过______反应生成高分子化合物的反应，反应过程中______（填“有”或“无”）小分子生成；缩聚反应是指单体之间通过缩合反应生成高分子化合物，同时生成______的反应。 3. 聚乙烯的单体是______，结构简式为______，其链节为______；聚氯乙烯的单体是______，结构简式为______。 4. 根据结构，合成高分子化合物可分为______和______；______高分子化合物具有热塑性，可反复加工；______高分子化合物具有热固性，加工成型后不能再熔化。 5. 三大合成材料是指______、______和______；常见的合成纤维有______、______（至少写2种）。 6. 酚醛树脂是由______和______通过______反应合成的体型高分子化合物，具有______性，可用于制造电器插座、仪表外壳等。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 合成高分子化合物的相对分子质量是固定值，属于纯净物。（ ） 2. 所有单体都含有碳碳双键，才能发生加聚反应。（ ） 3. 加聚反应的产物结构简式中，链节与单体的结构相似，只是双键变为单键。（ ） 4. 缩聚反应一定是两种不同的单体之间的反应。（ ） 5. 线型高分子化合物一般具有热塑性，体型高分子化合物一般具有热固性。（ ） 6. 聚氯乙烯有毒，不能用于制作食品包装材料。（ ） 7. 合成橡胶的弹性比天然橡胶好，可用于制造轮胎、密封件等。（ ） 8. 高分子化合物的强度一般较大，是因为其分子链之间存在较强的化学键。（ ） 9. 降解塑料是指能在自然环境中分解为小分子化合物的塑料，有利于环境保护。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题与探究题（每题10分，共30分） 1. ① 简述加聚反应和缩聚反应的区别（从反应物、反应过程、产物三个方面说明），并各举2个典型反应，写出相应的化学方程式；② 写出下列高分子化合物的单体和链节，并注明合成反应类型：a. 聚乙烯；b. 聚氯乙烯；c. 聚苯乙烯；d. 涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）；③ 分析下列现象的原因：a. 聚乙烯塑料可以回收再加工，而酚醛树脂插座不能回收再加工；b. 聚氯乙烯塑料在使用过程中会释放有害物质，而聚乙烯塑料相对安全。 2. ① 设计实验鉴别下列各组合成高分子化合物：a. 聚乙烯和聚氯乙烯；b. 热塑性塑料和热固性塑料；c. 合成纤维和天然纤维（写出实验原理、仪器、步骤、预期现象及结论）；② 简述合成高分子化合物在工农业生产和日常生活中的应用（至少2例），结合具体场景说明；③ 某合成高分子化合物的结构简式为[-CH₂-CH(CH₃)-]ₙ，计算其相对分子质量为28000时的聚合度n；若该高分子化合物由单体通过加聚反应合成，写出单体的结构简式和合成反应的化学方程式。 3. ① 分析合成高分子化合物的发展趋势（从功能化、绿色化、高性能化三个方面说明），结合具体例子简述；② 为什么加聚反应生成的高分子化合物一般是线型结构，而缩聚反应生成的高分子化合物可能是线型或体型结构？为什么热塑性塑料可以反复加工，而热固性塑料不能？结合物质结构和反应原理说明；③ 某高分子化合物D的结构简式为[-O-CH₂-CH₂-O-CO-φ-CO-]ₙ（φ代表苯环），推断其单体的结构简式，并说明推断理由；该高分子化合物是通过加聚反应还是缩聚反应合成的？写出其合成反应的化学方程式。   参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. C 2. C 3. A 4. A 5. D 6. A 7. A 8. C 9. B 10. B 11. D （二）填空题 1. 小分子化合物（单体）；加聚；缩聚；单体；链节 2. 不饱和键（如碳碳双键、碳碳三键）；加成聚合；无；小分子化合物（如H₂O、NH₃等） 3. 乙烯；CH₂=CH₂；-CH₂-CH₂-；氯乙烯；CH₂=CHCl 4. 线型高分子化合物；体型高分子化合物；线型；体型 5. 塑料；合成纤维；合成橡胶；涤纶；锦纶（或腈纶、丙纶等，合理即可） 6. 苯酚；甲醛；缩聚；热固 （三）判断题 1. × 2. × 3. √ 4. × 5. √ 6. √ 7. √ 8. × 9. √ 二、提升题 1. ① 加聚反应和缩聚反应的区别及反应方程式 区别： 反应物：加聚反应的反应物（单体）含不饱和键（如碳碳双键、碳碳三键），可单一单体或多种单体；缩聚反应的反应物（单体）含两个或多个官能团（如-OH、-COOH、-NH₂等），通常为两种或多种单体。 反应过程：加聚反应中单体的不饱和键打开，相互连接形成高分子，无小分子生成；缩聚反应中单体的官能团之间发生缩合反应，形成高分子的同时生成小分子（如H₂O、HCl等）。 产物：加聚反应产物为线型高分子（多数），结构简式中链节与单体结构相似；缩聚反应产物可为线型或体型高分子，结构中含官能团形成的化学键（如酯键、肽键等）。 典型反应及方程式： 加聚反应：1. 乙烯聚合：nCH₂=CH₂ = [-CH₂-CH₂-]ₙ（聚乙烯）；2. 氯乙烯聚合：nCH₂=CHCl= [-CH₂-CHCl-]ₙ（聚氯乙烯）。 缩聚反应：1. 涤纶合成：nHOCH₂CH₂OH + nHOOC-φ-COOH =[-OCH₂CH₂O-CO-φ-CO-]ₙ + 2nH₂O（φ代表苯环）；2. 尼龙-66合成：nH₂N-(CH₂)₆-NH₂ + nHOOC-(CH₂)₄-COOH = [-NH-(CH₂)₆-NH-CO-(CH₂)₄-CO-]ₙ + 2nH₂O。 ② 高分子化合物的单体、链节及反应类型 a. 聚乙烯：单体为CH₂=CH₂（乙烯）；链节为-CH₂-CH₂-；反应类型：加聚反应。 b. 聚氯乙烯：单体为CH₂=CHCl（氯乙烯）；链节为-CH₂-CHCl-；反应类型：加聚反应。 c. 聚苯乙烯：单体为CH₂=CH-φ（苯乙烯，φ代表苯环）；链节为-CH₂-CH(φ)-；反应类型：加聚反应。 d. 涤纶：单体为HOCH₂CH₂OH（乙二醇）和HOOC-φ-COOH（对苯二甲酸）；链节为-OCH₂CH₂O-CO-φ-CO-；反应类型：缩聚反应。 ③ 现象原因分析 a. 聚乙烯可回收、酚醛树脂不可回收的原因：聚乙烯是线型高分子化合物，具有热塑性，加热后可熔化重塑，故能回收再加工；酚醛树脂是体型高分子化合物，具有热固性，加工成型后分子链之间形成稳定的交联结构，加热后不能熔化，故不能回收再加工。 b. 聚氯乙烯释放有害物质、聚乙烯相对安全的原因：聚氯乙烯的单体是氯乙烯，氯乙烯具有毒性，且聚氯乙烯在高温或老化过程中可能分解产生氯乙烯等有害物质；聚乙烯的单体是乙烯，乙烯无毒，且聚乙烯结构稳定，使用过程中不易分解产生有害物质，故相对安全。 2. ① 合成高分子化合物鉴别实验设计 a. 鉴别聚乙烯和聚氯乙烯 实验原理：聚氯乙烯含氯元素，燃烧时产生刺激性气味（HCl），且火焰呈绿色；聚乙烯不含氯元素，燃烧时产生石蜡状气味，火焰呈黄色，无刺激性气味。 仪器：酒精灯、镊子、烧杯、蒸馏水、待测塑料样品。 步骤：1. 用镊子分别夹取少量待测塑料样品；2. 放在酒精灯火焰上点燃，观察火焰颜色，闻燃烧产生的气味；3. 燃烧后的产物通入盛有蒸馏水的烧杯中，滴加硝酸银溶液，观察是否有沉淀生成。 预期现象及结论：1. 燃烧火焰呈黄色，产生石蜡状气味，滴加硝酸银无沉淀的是聚乙烯；2. 燃烧火焰呈绿色，产生刺激性气味，滴加硝酸银生成白色沉淀的是聚氯乙烯。 b. 鉴别热塑性塑料和热固性塑料 实验原理：热塑性塑料具有热塑性，加热后可熔化；热固性塑料具有热固性，加热后不熔化，甚至分解。 仪器：酒精灯、试管夹、试管、待测塑料样品。 步骤：1. 用试管夹夹持少量待测塑料样品；2. 放在酒精灯火焰上缓慢加热，观察样品变化。 预期现象及结论：1. 加热后样品熔化，冷却后可重塑的是热塑性塑料；2. 加热后样品不熔化，甚至变黑分解的是热固性塑料。 c. 鉴别合成纤维和天然纤维 实验原理：天然纤维（如棉花、羊毛）燃烧时分别产生烧纸气味、烧焦羽毛气味；合成纤维（如涤纶、锦纶）燃烧时产生特殊气味，且燃烧后有硬脆的残留物。 仪器：酒精灯、镊子、待测纤维样品。 步骤：1. 用镊子分别夹取少量待测纤维样品；2. 放在酒精灯火焰上点燃，观察燃烧现象，闻燃烧产生的气味；3. 观察燃烧后残留物的状态。 预期现象及结论：1. 燃烧产生烧纸气味（棉花）或烧焦羽毛气味（羊毛），残留物易碎的是天然纤维；2. 燃烧产生特殊气味，残留物硬脆的是合成纤维。 ② 合成高分子化合物的应用场景 应用1：塑料在日常生活和工业中的应用。聚乙烯塑料具有无毒、热塑性好的特点，可用于制作食品包装袋、塑料容器等；聚氯乙烯塑料具有耐腐蚀性，可用于制作管道、电线绝缘层等；酚醛树脂具有热固性和绝缘性，可用于制造电器插座、仪表外壳等。 应用2：合成纤维和合成橡胶的应用。涤纶（合成纤维）具有强度高、耐磨、不易变形的特点，可用于制作衣物、窗帘、工业滤布等；丁苯橡胶（合成橡胶）具有良好的弹性和耐磨性，可用于制造轮胎、橡胶密封件、传送带等，弥补天然橡胶产量的不足。 ③ 聚合度计算与单体推断 聚合度n计算：该高分子化合物的链节为-CH₂-CH(CH₃)-，链节的相对分子质量为56（C₃H₆：12×3 + 1×6 = 42？修正：链节为-CH₂-CH(CH₃)-，化学式为C₃H₆，相对分子质量=12×3 + 1×6=42）；相对分子质量为28000，故n=28000 / 42 ≈ 667。 单体结构简式：CH₂=CH-CH₃（丙烯）。 合成反应方程式：nCH₂=CH-CH₃ =[-CH₂-CH(CH₃)-]ₙ。 3. ① 合成高分子化合物的发展趋势 功能化：开发具有特殊功能的高分子材料，如导电高分子（用于制作柔性电子器件）、医用高分子（如可降解缝合线、人工器官）、吸水高分子（如尿不湿中的高吸水性树脂），满足特定领域的需求。 绿色化：研发可降解高分子材料（如聚乳酸），减少白色污染；采用绿色合成工艺，降低反应能耗和污染物排放，如利用生物质原料合成高分子化合物。 高性能化：提高高分子材料的强度、耐热性、耐腐蚀性等性能，如碳纤维增强复合材料用于航空航天领域，耐高温塑料用于制造发动机部件。 ② 结构与性质差异原因分析 加聚反应产物多为线型结构、缩聚反应产物可为线型或体型的原因：加聚反应中，单体通过不饱和键打开后线性连接，无交联反应，故多为线型结构；缩聚反应中，若单体为双官能团，则形成线型高分子（如涤纶）；若单体为多官能团（如苯酚与甲醛，苯酚含3个活性氢，甲醛含2个醛基），则分子链之间会发生交联，形成体型高分子。 热塑性与热固性差异的原因：热塑性塑料为线型或支链型高分子，分子链之间仅靠分子间作用力结合，加热后分子间作用力减弱，可熔化重塑；热固性塑料为体型高分子，分子链之间通过化学键交联形成稳定的三维网状结构，加热后化学键不能断裂，故不能熔化，只能分解。 ③ 高分子化合物D的推断 单体结构简式：HOCH₂CH₂OH（乙二醇）和HOOC-φ-COOH（对苯二甲酸，φ代表苯环）。 推断理由：高分子化合物D的结构简式中含酯键（-CO-O-），可推断为缩聚反应产物；将酯键断裂，分别在氧原子和羰基上补氢和羟基，得到乙二醇和对苯二甲酸，故单体为这两种物质。 合成反应类型：缩聚反应。 合成反应方程式：nHOCH₂CH₂OH + nHOOC-φ-COOH =[-OCH₂CH₂O-CO-φ-CO-]ₙ + 2nH₂O。 学科网（北京）股份有限公司 $