内容正文:
单元检测卷(五) 合成高分子
(时间:90分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、选择题(本题共16小题。每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2025·江苏泰州高二调研)下列物质材质属于天然有机高分子的是( )
A.汉竹简 B.青花碗
C.有机玻璃 D.光导纤维
答案:A
解析:汉竹简主要成分为纤维素,属于天然有机高分子,A正确;青花碗的主要材质为硅酸盐类物质,B错误;有机玻璃属于人工合成的有机高分子材料,C错误;光导纤维主要成分为SiO2,属于无机物,D错误。
2.以聚丙烯塑料为材料的快递包装可循环使用。下列关于聚丙烯的说法正确的是( )
A.结构简式为
B.不能燃烧
C.链节为
D.易溶于水
答案:C
解析:丙烯中所含碳碳双键发生加成聚合,故结构简式为,A错误;聚丙烯塑料可以燃烧,B错误;聚丙烯结构去掉中括号和n,即为链节,故链节结构为,C正确;聚丙烯属于线型高分子材料,难溶于水,可溶于某些有机溶剂中,D错误。
3.高分子材料与生产、生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.聚苯胺可用于制备导电高分子材料
B.谷物酿酒是利用淀粉水解产生乙醇的原理
C.人造草坪使用了合成纤维
D.酚醛树脂可作为宇宙飞船外壳的烧蚀材料
答案:B
解析:聚苯胺是一种高分子化合物,具有特殊的电学、光学性质,经掺杂后可具有导电性及电化学性能,可用于制备导电高分子材料,故A正确;谷物酿酒是利用淀粉水解产生葡萄糖,葡萄糖发酵得到乙醇,故B错误;合成纤维性能优异,用途广泛且生产条件可控,原料来源丰富,不受自然条件影响,可用于制备人造草坪,故C正确;网状结构的酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料,可用于火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料,故D正确。
4.(2025·江苏徐州高二调研)结构与组成的变化可能引起性能的变化,下列推测不合理的是( )
选项
材料
结构和组成变化
性能变化
A
塑料
加入热稳定剂
提高耐热性
B
顺丁橡胶
与硫等硫化剂混合加热
提高强度
C
纤维素
接入带有强亲水基团的支链
提高吸水性能
D
冠醚
改成
增大识别的阳离子半径
答案:D
解析:向塑料加入热稳定剂可以提高塑料的耐热性,故A正确;顺丁橡胶与硫等硫化剂混合加热得到硫化橡胶,可以提高橡胶的强度,故B正确;纤维素接入带有强亲水基团的支链可以提高纤维素的吸水性能,故C正确;冠醚的空腔直径大于,则改成会减小识别的阳离子半径,故D错误。
5.某高分子由一种单体在一定条件下聚合而成,同时还生成水,该高分子可能是( )
A.CH2—CH2
B.
C.
D.
答案:C
解析:由C项中高分子的结构可知,该高聚物是由单体在一定条件下发生缩聚反应而形成,同时还生成H2O。
6.下列关于合成材料的说法中,不正确的是( )
A.塑料、合成纤维和合成橡胶都属于合成材料
B.聚氯乙烯可制成薄膜、软管等,其单体是CH2CHCl
C.合成酚醛树脂()的单体是苯酚和甲醇
D.合成顺丁橡胶()的单体是CH2CH—CHCH2
答案:C
解析:合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶,故A正确;聚氯乙烯可制成薄膜、软管等,其单体是CH2CHCl,故B正确;酚醛树脂是由苯酚与甲醛缩聚而得,故C错误;的单体是CH2CH—CHCH2,故D正确。
7.有机高分子材料在生活中应用非常广泛。下列有关高分子化合物的说法错误的是( )
A.由单体制备的反应类型为加聚反应
B.由单体制备的反应类型为缩聚反应
C.的吸水性很弱
D.的单体核磁共振氢谱峰面积之比均相同
答案:D
解析:是由通过加聚反应合成,属于加聚反应,A项正确;聚乳酸()是由乳酸通过酯化反应合成,反应过程中还有小分子生成,反应类型为缩聚反应,B项正确;结构中酯基和苯环均属于疏水基,故吸水性很弱,C项正确;的单体为对苯二甲酸和对苯胺,它们核磁共振氢谱峰面积之比分别为1∶2、1∶1,D项错误。
8.下列有关合成高分子的说法正确的是( )
A.聚酯纤维涤纶
()含有三种含氧官能团
B.亚克力()的单体有顺反异构
C.PC()是通过加聚反应得到的
D.电绝缘树脂()的单体是邻羟基苯甲醛和苯胺
答案:A
解析:由结构简式可知,聚酯纤维涤纶中含有羧基、酯基、羟基三种含氧官能团,故A正确;由结构简式可知,亚克力的单体是,不存在顺反异构,故B错误;由结构简式可知,PC分子的端基原子为H和OH,说明PC是一定条件下发生缩聚反应得到的,故C错误;由结构简式可知,电绝缘树脂的单体是甲醛、苯酚和苯胺,故D错误。
9.(2025·江苏镇江高二调研)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
解析:“芳纶1313”和“芳纶1414”都是高分子,n与m的值不相同,所以它们不互为同分异构体,A项错误;“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;在强酸或强碱中可水解,故芳纶纤维的强度在强酸或强碱中下降,C项正确;和反应生成和HX,属于缩聚反应,D项正确。
10.合成导电高分子材料PPV的反应:
下列说法正确的是( )
A.合成PPV的反应为加聚反应
B.PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元
C.和苯乙烯互为同系物
D.通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量,可得其聚合度
答案:D
解析:A项,根据化学方程式可知,该反应中有小分子HI生成,因此属于缩聚反应,错误;B项,聚苯乙烯()是苯乙烯通过加聚反应生成的,其链节为,因此两者重复结构单元是不同的,错误;C项,分子中含有2个碳碳双键,而苯乙烯分子中只有一个碳碳双键,二者不互为同系物,错误;D项,利用质谱法可测定其平均相对分子质量,然后再通过链节的相对质量,即可求得其聚合度,正确。
11.(2025·广西河池高二期末)维纶(聚乙烯醇缩甲醛)的合成路线如下:
乙丙…
下列说法正确的是( )
A.1 mol乙水解时最多消耗1 mol NaOH
B.甲→乙发生的是缩聚反应
C.丙的结构简式为CH2CH2O
D.丙→丁过程中发生了加成反应和取代反应
答案:D
解析:甲→乙发生的是加聚反应,乙结构简式为;乙→丙发生了水解反应,丙的结构简式为;丙→丁过程中先发生了醛基的加成反应,再通过取代反应形成了醚键。乙为,1 mol乙中含n mol酯基,水解时最多消耗n mol NaOH,A错误;由上述分析可知,B、C错误;由分析可知,丙→丁过程中发生了加成反应和取代反应,D正确。
12.有机小分子X通过选择性催化聚合可分别得到聚合物Y、Z。如下图所示:
下列说法不正确的是( )
A.Y和Z中都含有酯基
B.X的结构简式是
C.Y和Z中含有C、H、O三种元素的质量分数相同
D.Y和Z分别通过化学反应均可形成空间网状结构
答案:B
解析:X的结构简式是,通过选择性催化聚合可分别得到聚合物Y和Z,Y是由X通过分子内碳碳双键加聚得到的,Z是酯基开环得到的聚酯。Y中含有酯基,Z中也含有酯基,A正确;由Y的结构简式知,X含有碳碳双键和酯基,X的结构简式是,B错误;Y和Z都是由聚合而成,Y和Z的链节中C、H、O的原子个数比相同,则Y和Z中含有C、H、O三种元素的质量分数相同,C正确;Y中含有酯基、Z中含有碳碳双键,分别通过化学反应均可形成空间网状结构,D正确。
13.橡胶是一类具有弹性的物质,一般分为天然橡胶和合成橡胶两类。丁苯橡胶是合成橡胶的一种,其结构简式为,下列说法正确的是( )
A.它的单体是
B.装液溴、溴水的试剂瓶均可用丁苯橡胶作瓶塞
C.丁苯橡胶是CH2CH—CHCH2和通过缩聚反应制得
D.丁苯橡胶会老化
答案:D
解析:丁苯橡胶是通过1,3-丁二烯(CH2CH—CHCH2)和苯乙烯()发生加聚反应得到的,单体为CH2CH—CHCH2、,故A、C错误;由于链节中含有碳碳双键,故能与溴发生加成反应,因此装液溴、溴水的试剂瓶均不能用丁苯橡胶作瓶塞,故B错误;丁苯橡胶中含碳碳双键,受氧气、臭氧、日光特别是高能辐射的作用容易老化,故D正确;故答案为D。
14.聚席夫碱(结构片段如下图所示)是一种优良的功能高分子材料。碘掺杂的聚席夫碱表现出优异的电化学性能,在储能方面有良好的应用前景。下列说法错误的是( )
已知:R1—NH2+R2—CHO R1NCH—R2+H2O。
A.该聚合物的共轭大π键体系为电荷传递提供了通路
B.核磁共振氢谱能区分制备该聚合物的二种单体
C.该聚合物的链节为
D.已知在一定条件下H2O2可以将氨基(—NH2)氧化为硝基(—NO2),则该聚合物的其中一种含氮元素单体1 mol发生上述氧化反应,最多可以消耗6 mol H2O2
答案:C
解析:由已知条件R1—NH2+R2—CHOR1NCH—R2+H2O可知,反应其实是—NH2与—CH反应生成—NCH—,可由图进行判断:该聚合物的两个单体分别为对苯二甲醛和对苯二甲胺。由图可知,—NCH—和苯环可形成共轭大π键,共轭大π键体系为电荷传递提供了通路,A正确;制备该聚合物的单体为对苯二甲醛和对苯二甲胺,均为对称结构,均有两种化学环境的H原子,但峰高度不同,可以用核磁共振氢谱区分,B正确;由图及题给信息可知,该聚合物是由对苯二甲醛和对苯二甲胺发生缩聚反应生成的高聚物,链节为,C错误;已知在一定条件下H2O2可以将氨基(—NH2)氧化为硝基(—NO2),N元素化合价由-3价变为+3价,升高6价×2=12价,H2O2中的-1价O得到电子被还原为H2O中-2价的O,化合价降低1×2价,根据氧化还原反应中得失电子数目相等,等于元素化合价升降总数,可知1个对苯二胺被氧化后反应消耗H2O2的个数是=6,故该聚合物的其中一种含氮元素单体1 mol发生上述氧化反应,最多可以消耗6 mol H2O2,D正确。
15.一种脱卤—偶联反应合成高分子材料的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
已知:+H2O。
A.上述反应属于缩聚反应
B.常用水吸收尾气中的T
C.M在碱性条件下完全水解生成对苯二甲醛
D.N属于线型高分子材料,具有热塑性
答案:B
解析:该反应由M合成N,同时生成小分子物质T,发生缩聚反应,A项正确;根据原子守恒,T为溴单质,溴单质用水吸收效率低,应用氢氧化钠溶液吸收溴单质,B项错误;依题意,M在碱性条件下水解生成醇,两个羟基连在同一个碳原子上不稳定,会脱水生成醛基,即生成对苯二甲醛,C项正确;N属于线型高分子材料,具有热塑性,D项正确。
16.水溶性荧光超支化聚合物P在生物、医药及组织工程和生物成像等领域都有较好的应用,合成P的单体由M()和W()在一定条件下反应得到,P的结构片段如下:
下列说法不正确的是( )
A.W不存在顺反异构
B.聚合物P的单体由M与W通过取代反应得到
C.M与W形成的单体通过缩聚反应制得聚合物P,同时有CH3OH生成
D.聚合物P具有较好的水溶性可能与存在多个亲水基团—OH有关
答案:B
解析:W中碳碳双键左端上的碳原子连有两个相同的原子,不存在顺反异构,A正确;由结构简式可知,聚合物P的单体由M加成到W的碳碳双键后得到中间产物再与W发生缩聚反应得到,同时有CH3OH生成,B错误,C正确;聚合物P存在多个亲水基团—OH,具有较好的水溶性,D正确。
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
17.(9分)合成高分子材料用途广泛、性能优异,其性能与分子结构有密切的关系。下面是几种高分子材料的结构简式:
(1)A是天然橡胶的主要成分,易老化,A中含有的官能团的名称是 。
(2)B的单体是苯酚和 ,这两种单体在碱催化作用下可生成网状高分子,俗称电木,是热固性塑料。
(3)C与NaOH溶液在一定条件下反应,生成高吸水性树脂,该树脂的结构简式是 。
(4)D是合成纤维中目前产量占第一位的涤纶,可由两种单体在一定条件下合成,这两种单体的结构简式分别是 。
答案:(1)碳碳双键 (2)HCHO(或甲醛)
(3)
(4)、HOCH2CH2OH
解析:(1)由A的结构简式可知,A中含有的官能团的名称是碳碳双键。(2)B是苯酚与甲醛发生缩聚反应的产物,其单体是苯酚和甲醛。(3)C是聚甲基丙烯酸甲酯,与NaOH溶液在一定条件下发生酯的水解反应,生成高吸水性树脂聚甲基丙烯酸钠,该树脂的结构简式是。(4)D是涤纶,可由对苯二甲酸与乙二醇在一定条件下发生缩聚反应合成,故它的两种单体是和HOCH2CH2OH。
18.(14分)聚丙烯酸钠I()有良好的亲水性,广泛用于水处理、食品加工、涂料等,以石油裂解气为主要原料合成聚丙烯酸钠的一种路线如图所示。
ABC D
C3H4O2E F
C3H6O3 G
C3H4O2HI
回答下列问题:
(1)A的分子式为 ;F→G的反应类型为 。
(2)B的名称是 ;E中官能团的名称为 。
(3)写出H→I的化学方程式:
。
(4)Y与D互为同系物,Y的相对分子质量比D大28,则符合下列条件的Y的同分异构体共有 种,其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为1∶1∶2的同分异构体的结构简式为 。
①能发生银镜反应;②分子中只含有一种官能团;③不含环状结构。
(5)已知2R1—Cl+2Na2NaCl+R1—R1。仿照题给合成路线图写出以1,3-丁二烯为原料合成聚环丁烯的路线:
。
答案:(1)C3H6 消去反应 (2)1,2-二溴丙烷 羰基、羧基
(3)nCH2CHCOONa
(4)4 OHCCH2CH2CH2CHO
(5)CH2CH—CHCH2BrCH2CHCHCH2Br
解析:由I的分子组成及合成路线可知A是丙烯、B是1,2-二溴丙烷,C是1,2-丙二醇,D是、E是、F是、G是CH2CH—COOH,H是CH2CHCOONa。
(1)A的分子式为C3H6;由生成CH2CH—COOH的反应为消去反应。
(2)B的名称是1,2-二溴丙烷;(E)中含有羰基和羧基。(3)H→I的化学方程式为
nCH2CHCOONa。(4)由题可知,Y的分子式为C5H8O2,由①②知其同分异构体中含有2个—CHO,且由③知不含环状结构,则对应的结构有4种,其中戊二醛的核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积比为1∶1∶2,可表示为OHC—(CH2)3—CHO。(5)1,3-丁二烯先与Br2发生1,4-加成生成BrCH2CHCHCH2Br,BrCH2CHCHCH2Br与钠作用生成环丁烯,环丁烯加聚得到目标产物。
19.(15分)合成EPR橡胶
()广泛应用于防水材料、电线电缆护套、耐热胶管等;PC塑料()透光性良好,可制作挡风玻璃以及眼镜等。它们的合成路线如下:
已知:
①RCOOR1+R2OHRCOOR2+R1OH;
②(CH3)2CCHCH3+H2O2
(CH3)2+H2O;
③
(1)A的名称为 ,反应Ⅲ的反应类型为 ,H的结构简式为 。
(2)在工业生产过程中,反应Ⅰ除了能得到高纯度的苯酚和丙酮之外,还能回收副产物和 。
(3)反应Ⅱ发生时,条件控制不当有可能生成高分子,其结构简式可能是 。
(4)反应Ⅳ的化学方程式为 。
(5)有机物E满足下列条件的同分异构体有 种。
①含2个苯环和2个羟基,且2个羟基不能连在同一个碳上;
②遇FeCl3溶液不显紫色;
③核磁共振氢谱显示有5组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1。
答案:(1)丙烯 加成反应
(2)甲醇(或CH3OH)
(3)
(4)+
(2n-1)CH3OH+
(5)2
解析:根据合成EPR橡胶的结构简式可知合成该橡胶的单体为CH2CH2和CH2CHCH3;A和苯反应可生成C9H12,可知A应为CH2CHCH3,B为CH2CH2;C9H12经反应Ⅰ可生成和丙酮,丙酮和苯酚发生类似已知③的反应生成E,结合E的分子式以及PC塑料的结构简式可知E应为;物质B即乙烯发生类似已知②的反应生成F,则F为,F与CO2反应生成,该物质与甲醇发生类似已知①的反应生成G和H,H为二元醇,则H为HOCH2CH2OH,G为CH3OCOOCH3;G与E发生类似已知①的反应生成PC塑料。
(5)的同分异构体满足:①含2个苯环和2个羟基,且2个羟基不能连在同一个碳上;②遇FeCl3溶液不显紫色,说明不含酚羟基;③核磁共振氢谱显示有5组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1,说明该分子对称,则满足条件的结构有和,共2种。
20.(14分)实验室利用氰基乙酸酯(NC—CH2—COOR)制备医用胶单体原理如下:
实验步骤:
步骤1.将一定量甲醛和碱催化剂、复合助剂加入图1装置进行加热,然后向其中缓慢滴加氰基乙酸酯(NC—CH2—COOR),使体系升温至85~90 ℃反应2~3 h;
步骤 2.加入一定量的磷酸终止反应后回流1 h;
步骤3.将烧瓶中的产物转移至图2装置冷却至60 ℃,加入一定量五氧化二磷,进行减压蒸馏;
步骤4.在0.1 MPa下进行热裂解,收集160~190 ℃的馏分。
回答下列问题:
(1)图2中仪器a的名称为 。
(2)收率与原料配比、温度的关系如图3,制备该医用胶单体的最佳条件为 。
(3)步骤3中加入五氧化二磷的目的是 。
(4)医用胶单体的核磁共振氢谱图如图。(已知中A、B表示除氢原子之外的不同的原子或基团,则分子中的Ha和Hb两原子在核磁共振氢谱中会显示出两组峰,峰面积之比为1∶1)
推知医用胶单体的结构简式为 。
(5)步骤1中发生反应的化学方程式为 。
答案:(1)直形冷凝管 (2)甲醛和氰基乙酸酯的配比为1.00、温度为90 ℃ (3)干燥有机物
(4)
(5)nNC—CH2—COOCH2CH2CH2CH3+nHCHO+nH2O
解析:(2)根据图3可知,当甲醛和氰基乙酸酯的物质的量之比为1.00、温度为90 ℃时,收率最高。(3)发生第一步反应时生成了水,步骤3中加入五氧化二磷的目的是除去中间产物中的水。(4)根据核磁共振氢谱图可知,该医用胶单体有6种不同化学环境的氢原子,个数比为1∶1∶2∶2∶2∶3,所以该有机物的结构简式为。
(5)步骤1是氰基乙酸丁酯(NC—CH2—COOCH2CH2CH2CH3)和甲醛在碱催化下发生聚合反应,发生反应的化学方程式为nNC—CH2—COOCH2CH2CH2CH3+nHCHO+nH2O。
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