6-3 合成高分子化合物 同步作业 《化学（农林牧渔）》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，正确的是（ ） A. 合成高分子化合物都是纯净物，具有固定的相对分子质量 B. 合成高分子化合物是由小分子单体通过聚合反应形成的 C. 合成高分子化合物都能溶于水，且化学性质稳定 D. 合成高分子化合物的结构均为线型结构，无支链 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（PE） D. 蛋白质 3. 农林生产中，常用的聚乙烯农用薄膜，其单体是（ ） A. 乙烯（C₂H₄） B. 乙烷（C₂H₆） C. 乙醇（C₂H₅OH） D. 乙酸（CH₃COOH） 4. 下列关于聚合反应的说法，错误的是（ ） A. 加聚反应的产物中只含有一种单体的结构单元 B. 缩聚反应的产物中除了高分子化合物，还会生成小分子（如H₂O、HCl等） C. 聚乙烯是通过加聚反应合成的 D. 聚氯乙烯（PVC）是通过缩聚反应合成的 5. 下列合成高分子化合物中，具有热塑性的是（ ） A. 酚醛树脂 B. 聚乙烯 C. 环氧树脂 D. 硫化橡胶 6. 农林生产中，用于制作农药包装袋的聚氯乙烯（PVC），其结构简式为（ ） A. -[-CH₂-CH₂-]ₙ- B. -[-CH₂-CHCl-]ₙ- C. -[-CH₂-CH(OH)-]ₙ- D. -[-CH₂-COOCH₃-]ₙ- 7. 下列关于合成高分子化合物性质的说法，正确的是（ ） A. 热塑性高分子化合物加热时会熔化，冷却后凝固，可重复加工 B. 热固性高分子化合物加热时会软化，冷却后变硬，可多次成型 C. 所有合成高分子化合物都具有良好的导电性 D. 合成高分子化合物都能燃烧，且燃烧产物只有CO₂和H₂O 8. 下列反应中，属于加聚反应的是（ ） A. 乙烯生成聚乙烯 B. 乙酸与乙醇生成乙酸乙酯 C. 氨基酸生成蛋白质 D. 葡萄糖生成淀粉 9. 农林生产中，若使用的合成高分子材料废弃后难以降解，可能导致的环境问题是（ ） A. 土壤酸化 B. 白色污染 C. 水体富营养化 D. 空气污染 10. 下列关于合成高分子化合物在农林生产中应用的说法，错误的是（ ） A. 聚乙烯薄膜可用于大棚覆盖，保温保湿 B. 聚酰胺纤维（尼龙）可用于制作渔网，强度高 C. 聚丙烯可用于制作饲料颗粒，耐腐蚀 D. 酚醛树脂可用于制作农药容器，耐高温 11. 下列关于合成高分子化合物结构的说法，正确的是（ ） A. 高分子化合物的结构单元重复连接形成链状结构，称为聚合度 B. 聚合度是指高分子化合物中单体的个数 C. 线型高分子化合物的链与链之间无化学键连接，易被溶剂溶解 D. 体型高分子化合物的链与链之间通过共价键连接，具有弹性 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 合成高分子化合物又称______，是由许多______通过______反应连接而成的高分子量化合物；其相对分子质量通常在______以上，具有______结构和______结构两种基本结构。 2. 聚合反应分为______和______两类；其中______反应是指单体通过双键或三键加成连接形成高分子，产物中无小分子生成；______反应是指单体之间通过缩合反应生成高分子，同时生成小分子。 3. 聚乙烯的单体是______，结构简式为______，其合成的化学方程式为______；聚氯乙烯的单体是______，结构简式为______。 4. 农林生产中，常见合成高分子化合物的应用场景有______（大棚覆盖材料）、______（渔网材料）、______（农药包装材料）、______（饲料成型剂）等。 5. 合成高分子化合物的主要性质有______、______、______、______等；其中______是指高分子化合物在一定条件下能恢复原状的性质，______是指其抵抗外力破坏的能力。 （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很大，因此其物理性质与小分子化合物有明显差异。（ ） 2. 加聚反应的单体必须含有不饱和键（如碳碳双键、碳碳三键）。（ ） 3. 聚乙烯和聚氯乙烯都是通过加聚反应合成的，性质完全相同。（ ） 4. 热塑性高分子化合物具有重复加工的性能，热固性高分子化合物一旦成型，不能再加工。（ ） 5. 合成高分子化合物都难溶于水，易溶于有机溶剂。（ ） 6. 农林生产中使用的可降解塑料，是指在自然环境中能被微生物分解的合成高分子化合物。（ ） 7. 聚合度是衡量高分子化合物相对分子质量的重要指标，聚合度越大，相对分子质量越大。（ ） 8. 尼龙是通过缩聚反应合成的，具有良好的耐磨性和柔韧性，适合制作渔具。（ ） 9. 合成高分子化合物的化学性质稳定，不易老化，可长期使用。（ ） 二、提升题（共30分） （一）简答题（10分） 1. 农林生产中，聚乙烯（PE）用于制作大棚薄膜，聚氯乙烯（PVC）用于制作农药包装，聚乳酸（PLA，可降解塑料）用于制作育苗钵。请结合合成高分子化合物的结构与性质，分析：（1）聚乙烯适合作为大棚薄膜的原因；（2）聚氯乙烯用于农药包装的原理；（3）聚乳酸作为可降解育苗钵的优势（从环境友好性、使用性能等方面说明）。 2. 某农场使用的塑料大棚薄膜疑似为聚乙烯或聚氯乙烯材质，需通过实验鉴别其种类。请设计实验方案（写出实验步骤、现象及结论），并说明每个实验步骤的设计依据（结合两种塑料的性质差异）。 （二）分析题（10分） 1. 分析下列合成高分子化合物在农林生产中的应用原理，并结合其结构特点和性质说明为什么具有这些用途： （1）聚丙烯（PP）用于制作饲料包装袋； （2）聚酰胺纤维（尼龙）用于制作农业机械的传动带； （3）聚氨酯泡沫用于果蔬保鲜填充材料； （4）聚碳酸酯（PC）用于制作温室大棚的采光板。 2. 某学生进行“乙烯加聚反应”的模拟实验时，提出以下疑问：① 为什么乙烯能发生加聚反应，而乙烷不能？② 聚乙烯的相对分子质量为什么不是固定值？③ 如何通过实验证明聚乙烯是由乙烯聚合而成的？请针对每个疑问，结合合成高分子化合物的相关知识进行解答。 （三）计算题（10分） 1. 计算聚乙烯（-[-CH₂-CH₂-]ₙ-）的相对分子质量（用n表示），若某聚乙烯样品的聚合度n=1000，计算该样品的相对分子质量；若28g乙烯完全聚合，理论上生成该聚乙烯的质量是多少（写出计算过程）。 2. 农林生产中，用聚氯乙烯（-[-CH₂-CHCl-]ₙ-）制作农药包装，计算： （1）聚氯乙烯的单体的相对分子质量； （2）若某聚氯乙烯样品的相对分子质量为62500，计算其聚合度n； （3）生产10kg该聚氯乙烯样品，需要单体的质量（假设聚合反应完全，写出计算过程）。 3. 某可降解塑料聚乳酸（-[-O-CH(CH₃)-CO-]ₙ-）的单体为乳酸（C₃H₆O₃），计算： （1）乳酸的摩尔质量； （2）若50g乳酸完全聚合生成聚乳酸，理论上生成聚乳酸的质量（忽略小分子生成，写出计算过程）； （3）若该聚乳酸的聚合度n=500，计算其相对分子质量（写出计算过程）。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. C 3. A 4. D 5. B 6. B 7. A 8. A 9. B 10. D 11. C （二）填空题 1. 合成高分子；小分子单体；聚合；10⁴；线型；体型（或网状） 2. 加聚反应；缩聚反应；加聚；缩聚 3. 乙烯；CH₂=CH₂；nCH₂=CH₂=-[-CH₂-CH₂-]ₙ-；氯乙烯；CH₂=CHCl 4. 聚乙烯（PE）；聚酰胺纤维（尼龙）；聚氯乙烯（PVC）；聚丙烯（PP）（其他合理答案也可） 5. 热塑性；热固性；耐磨性；耐腐蚀性（或弹性、绝缘性等）；弹性；强度 （三）判断题 1. √ 2. √ 3. × 4. √ 5. × 6. √ 7. √ 8. √ 9. × 二、提升题 （一）简答题 1. （1）聚乙烯适合作为大棚薄膜的原因：聚乙烯是线型热塑性高分子，结构中只含碳碳单键，化学性质稳定，耐候性强；具有良好的柔韧性和透光性，能保温保湿，且质轻易铺设；热塑性使其可重复加工，成本较低，适合大规模农业应用。（2）聚氯乙烯用于农药包装的原理：聚氯乙烯结构中含氯原子，具有良好的耐腐蚀性，能抵抗农药中有机成分的侵蚀；密封性好，能防止农药挥发和泄漏；硬度适中，易加工成各种包装形状，保护农药不受污染。（3）聚乳酸作为可降解育苗钵的优势：聚乳酸是由乳酸聚合而成的合成高分子，在自然环境中能被微生物分解为二氧化碳和水，不会造成白色污染，环境友好；具有良好的透气性和保湿性，能为幼苗生长提供适宜环境；降解过程中不会释放有害物质，且能补充土壤有机质，符合绿色农业需求。 2. 实验方案：① 取少量两种塑料样品，分别置于两支试管中，编号为A、B；② 分别向两支试管中加入少量汽油，振荡后静置，观察溶解情况：能溶解在汽油中的是聚乙烯（依据：聚乙烯为线型结构，易溶于有机溶剂）；难溶解的是聚氯乙烯（依据：聚氯乙烯分子间作用力较强，溶解性较差）；③ 另取少量两种样品，分别点燃，观察燃烧现象：燃烧时火焰呈淡蓝色，无刺激性气味，燃烧产物只有CO₂和H₂O的是聚乙烯（依据：聚乙烯只含C、H元素）；燃烧时火焰呈黄色，伴有刺激性气味（HCl），且有黑烟产生的是聚氯乙烯（依据：聚氯乙烯含C、H、Cl元素，燃烧生成HCl）。 （二）分析题 1. （1）应用原理：聚丙烯是线型热塑性高分子，具有良好的耐腐蚀性和机械强度，能抵抗饲料中的水分、油脂等成分侵蚀；密封性好，能防止饲料受潮变质；热塑性使其可加工成不同规格的包装袋，成本较低。结构关联：聚丙烯的线型结构使其具有良好的柔韧性和加工性能，碳碳单键结构使其化学性质稳定。（2）应用原理：聚酰胺纤维（尼龙）是通过缩聚反应合成的高分子，具有高强度、高耐磨性和良好的柔韧性，能承受农业机械传动时的拉力和摩擦力；耐疲劳性好，使用寿命长。结构关联：聚酰胺分子中含酰胺键，分子间作用力强，形成规整的结晶结构，赋予其高强度和耐磨性。（3）应用原理：聚氨酯泡沫是体型高分子化合物，具有良好的弹性和保温隔热性能，能填充果蔬间隙，减少碰撞损伤；透气性适中，能延缓果蔬呼吸作用，延长保鲜期；质轻且具有缓冲作用，便于运输。结构关联：体型网状结构使其具有弹性和保温性，闭孔结构能减少气体交换。（4）应用原理：聚碳酸酯（PC）是线型高分子，具有优异的透光性（接近玻璃），能保证温室大棚的光照需求；机械强度高，抗冲击性强，能抵抗风雨、冰雹等自然灾害；耐候性好，长期使用不易老化变黄。结构关联：聚碳酸酯分子中含碳酸酯键，结构规整，赋予其良好的透光性和机械强度。 2. 解答：① 乙烯能发生加聚反应的原因是乙烯分子中含有碳碳双键，双键具有不饱和性，在催化剂作用下能打开双键，相互加成连接形成高分子；乙烷分子中只含碳碳单键，无不饱和键，不能发生加成反应，因此不能发生加聚反应。② 聚乙烯的相对分子质量不是固定值的原因是聚合反应中，单体分子的聚合度n是不确定的（受反应条件如温度、催化剂浓度等影响），不同分子的聚合度不同，因此相对分子质量（=28n）也不是固定值，聚乙烯是混合物。③ 证明聚乙烯是由乙烯聚合而成的实验方法：将聚乙烯样品加热至熔融状态，通入溴的四氯化碳溶液，无褪色现象（证明无碳碳双键，排除乙烯残留）；将聚乙烯样品燃烧，检验燃烧产物只有CO₂和H₂O（证明只含C、H元素）；通过元素分析确定其最简式为CH₂，与乙烯的最简式一致，结合聚合反应原理，可证明聚乙烯是由乙烯聚合而成。 （三）计算题 1. 解：（1）聚乙烯的相对分子质量=（12×2 + 1×4）×n=28n； （2）聚合度n=1000时，相对分子质量=28×1000=28000； （3）28g乙烯的物质的量=28g÷28g/mol=1mol； 加聚反应方程式：nCH₂=CH₂=-[-CH₂-CH₂-]ₙ-，根据质量守恒，1mol乙烯完全聚合生成聚乙烯的质量=28g（忽略催化剂等杂质影响）； 答：（1）相对分子质量为28n；（2）n=1000时相对分子质量为28000；（3）生成聚乙烯质量为28g。 2. 解：（1）聚氯乙烯的单体为氯乙烯（CH₂=CHCl），相对分子质量=12×2 + 1×3 + 35.5×1=62.5； （2）聚氯乙烯的相对分子质量=62.5n，已知相对分子质量为62500，则n=62500÷62.5=1000； （3）生产10kg聚氯乙烯，需要单体的质量=10kg（聚合反应无小分子生成，质量守恒）； 答：（1）单体相对分子质量为62.5；（2）聚合度n=1000；（3）需要单体10kg。 3. 解：（1）乳酸（C₃H₆O₃）的摩尔质量=12×3 + 1×6 + 16×3=90g/mol； （2）50g乳酸的物质的量=50g÷90g/mol≈0.556mol； 聚乳酸由乳酸通过缩聚反应生成（生成1mol聚乳酸脱去n-1mol H₂O），题目要求忽略小分子生成，则生成聚乳酸的质量≈50g； （3）聚乳酸的相对分子质量=（90 - 18）×n=72n（每摩尔乳酸聚合脱去1mol H₂O），n=500时，相对分子质量=72×500=36000； 答：（1）乳酸摩尔质量为90g/mol；（2）生成聚乳酸约50g；（3）n=500时相对分子质量为36000。 学科网（北京）股份有限公司 $