内容正文:
课时跟踪检测(二十五) 高分子化学反应 合成高分子材料
一、选择题
1.“神舟”飞船航天员穿的航天服具有多层结构,其中某层面料主要成分是涤纶,它属于下列哪种材料 ( )
A.棉花 B.蚕丝
C.羊毛 D.合成纤维
2.保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.PVC保鲜膜属于线型聚合物,在高温时易熔化,能溶于酒精
B.PVC的单体可由PE的单体与氯化氢加成制得
C.鉴别PE和PVC,可把其放入试管中加热,在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸,如果试纸变红,则是PVC;如果试纸不变红,则为PE
D.等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气的量相等
3.下列说法不正确的是 ( )
A.聚乙烯制成的塑料可以反复加热熔融,是热塑性材料
B.用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构,不溶于任何溶剂
C.在制备高吸水性树脂时要加入交联剂,以得到具有网状结构的树脂
D.通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维、合成洗涤剂
4.(2025·大连市期末)下列说法错误的是 ( )
A.低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链,分子间作用力较小,软化温度较低
B.制作宇航服通常会用到聚四氟乙烯等,聚四氟乙烯与溴水不能发生加成反应
C.由于碳碳单键可以发生旋转,故一般的高分子材料具有一定的弹性
D.顺丁橡胶的硫化交联程度越大,弹性和强度越好
5.合成高分子材料的使用彻底改变了世界面貌,对人类的生产生活方式产生了重要影响。下列说法正确的是 ( )
A.通过红外光谱法测定聚乙烯的平均相对分子质量可得其链节数
B.(聚碳酸酯)水解后得到的含有苯环的物质的分子中最多有14个碳原子共面
C.CH==CH(聚乙炔)能作导电材料,主要原因是分子中存在大π键
D.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)可通过缩聚反应制得
6.(2025·宝鸡教育联盟期末)越来越多的高分子材料得到人们的重视,下列有关高分子化合物的说法错误的是 ( )
A.酚醛树脂是用苯酚和甲醇在酸或碱的催化作用下缩合成的高分子化合物
B.聚乳酸是由单体通过缩聚反应生成的
C.涤纶属于合成纤维
D.塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料
7.(2025·北京市通州区质检)聚甲醛是一种重要的工程塑料,其在光热作用下易解聚,原理如下:
,而三聚甲醛()与二氧五环()共同聚合的产物(HOCH2OCH2CH2OCH2OH),具有良好的热稳定性。下列叙述不正确的是 ( )
A.甲醛和三聚甲醛不是同系物
B.聚甲醛属于线型高分子化合物
C.聚甲醛的链节是—OCH2O—
D.与在一定条件下可以共同聚合生成HOCH2OCH2CH2OH
8.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
9.材料在国民经济发展中发挥着重要作用。下列有关说法错误的是 ( )
A.隐形眼镜的材料具有良好的亲水性
B.尼龙66可经加聚反应制备
C.隐形飞机的微波吸收材料的单体能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.防弹衣的主要材料分子内含有酰胺基
10.聚乙炔导电聚合物的合成使高分子材料进入了“合成金属”和塑料电子学时代,当聚乙炔分子带上药物、氨基酸等分子片段后,就具有了一定的生物活性。以下是我国化学家近年来合成的聚乙炔衍生物分子M的结构式及M在稀硫酸作用下的水解过程。
下列有关说法中不正确的是 ( )
A.M与A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B.B中含有羧基和羟基两种官能团,能发生消去反应和酯化反应
C.1 mol M与热的烧碱溶液反应,可消耗2n mol的NaOH
D.A、B、C各1 mol分别与足量金属钠反应,放出的气体的物质的量之比为1∶2∶2
11.(2025·湖北省宜荆荆随联考)一种自修复高分子材料在外力破坏后能够复原,其结构简式和修复原理分别如图1和图2所示。下列说法正确的是 ( )
A.该高分子材料不易溶于水
B.该高分子属于缩聚高分子
C.该材料通过形成氢键完成自修复
D.该高分子材料耐酸碱腐蚀
12. [双选]可用作安全玻璃夹层的高分子PVB的合成路线如下:
已知:醛与二元醇反应可生成环状缩醛,如
下列说法不正确的是 ( )
A.合成A的聚合反应是加聚反应
B.B难溶于水
C.试剂a是1⁃丁醛
D.B与试剂a反应的物质的量之比为n∶2
二、非选择题
13.(8分)根据下列高分子化合物回答问题:
(1)合成聚丙烯酸钠的单体的结构简式是 ,反应类型是 。
(2)合成涤纶的单体有两种,其中能和NaHCO3反应的单体的结构简式是 ,其核磁共振氢谱的峰面积比是 。
(3)①合成酚醛树脂需要两种单体,和这两种单体均可以发生反应的试剂是 (填字母序号)。
a.H2 b.Na c.Na2CO3 d.溴水
②和乙醛在酸性条件下也可以发生类似于制备酚醛树脂的反应,此反应的化学方程式是
。
14.(10分)(2025·长沙市第一中学月考)醇酸树脂是一种成膜性很好的树脂,下面是一种醇酸树脂的合成路线:
已知:
(1)①的反应类型是 ;B中官能团的名称是 。
(2)E的习惯法命名是 ;③的反应试剂与条件为 。
(3)⑤的反应方程式为 。
(4)化合物X是的同分异构体,且能与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol X最多与1 mol Na发生反应,满足上述条件的X共有 种。其中满足核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,则其结构简式为 。
15.(11分)(2025·武汉市模拟)化合物F是合成药物的重要中间体,其合成路线如图所示。
已知:。
回答下列问题:
(1)B→C的反应类型是 。
(2)C中官能团的名称是 。
(3)D的结构简式为 。
(4)F中有 个手性碳原子。
(5)A的同分异构体中,遇FeCl3溶液显色的共有 种。
(6)以苯、乙烯和为含碳原料,利用上述原理,合成化合物。
①相关步骤涉及烯烃制卤代烃的反应,其化学方程式为 。
②最后一步转化中与卤代烃反应的有机物的结构简式为 。
课时跟踪检测(二十五)
1.选D 棉花的主要成分为纤维素,为天然高分子化合物,A不符合题意;蚕丝的主要成分为蛋白质,为天然高分子化合物,B不符合题意;羊毛的主要成分为蛋白质,为天然高分子化合物,C不符合题意;涤纶由对苯二甲酸乙二酯反应得到的,为有机合成材料,属合成纤维,D符合题意。
2.选B A项,PVC保鲜膜属于线型聚合物,具有热塑性,在高温时易熔化,能溶于酒精,正确;B项,PVC的单体(氯乙烯)不能由PE的单体(乙烯)与氯化氢加成制得,乙烯与氯化氢反应生成氯乙烷,错误;C项,PVC加热分解产生HCl,正确。
3.选D 通常所说的三大合成材料是指塑料、合成纤维和合成橡胶。
4.选D 低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链,支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近,链之间的作用力小,软化温度和密度也就较低,故A正确;聚四氟乙烯中不含碳碳双键,不能与溴水发生加成反应,故B正确;碳碳单键可以围绕键轴旋转,所以高分子化合物都具有一定的弹性,故C正确;橡胶硫化程度越高,强度越大,弹性越差,故D错误。
5.选C 通过质谱法才能测定聚乙烯的平均相对分子质量,故A错误;聚碳酸酯一定条件下水解后得到的含有苯环的水解产物的结构简式为,与2个苯环相连的碳原子为饱和碳原子,由三点成面可知,该分子中最多有13个碳原子共面,故B错误;聚乙炔是由双键和单键交替组成的聚合物。分子中的不饱和碳原子能形成大π键,具有电子容易流动的性质,故C正确;聚甲基丙烯酸甲酯可通过甲基丙烯酸甲酯在一定条件下发生加聚反应制得,故D错误。
6.选A 酚醛树脂是用苯酚和甲醛在酸或碱的催化作用下缩合成的高分子化合物,A错误;聚乳酸是由乳酸单体通过分子间缩聚反应生成的,B正确;涤纶、腈纶等均属于合成纤维,C正确;塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料,D正确。
7.选C 甲醛含羰基、三聚甲醛含醚键,二者结构不相似,不互为同系物,故A 正确;由结构简式可知, 聚甲醛属于线型高分子化合物,故B正确;聚甲醛的链节是—OCH2—,故C错误;由题干信息可知,与在一定条件下可以共同聚合生成HOCH2OCH2CH2OH,故D正确。
8.选D 加聚反应的实质是加成聚合,加聚反应中不会有小分子物质生成。结合题干中所给的反应方程式,分析其化学键的变化可知,该反应为缩聚反应;聚苯乙烯的结构简式为,重复结构单元(链节)为,PPV的链节为;同系物是指结构相似,在分子组成上相差n个CH2的有机化合物,和相差1个C2H2,故不互为同系物;利用质谱法可测定PPV的平均相对分子质量,再利用其平均相对分子质量求聚合度。
9.选B 隐形眼镜的材料的分子中含有大量羟基,因此具有良好的亲水性,A正确;根据尼龙66的结构简式可知其可由HOOC(CH2)4COOH和H2N(CH2)6NH2通过缩聚反应制得,B错误;隐形飞机的微波吸收材料的单体是CH≡CH,能与溴发生加成反应,故能使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;防弹衣的主要材料的分子中含有(—CONH—)酰胺基,D正确。
10.选D M为酯类物质,故在稀硫酸条件下M水解产物A的结构为,M与A的分子中均含有碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色, A正确;B的结构为,分子中含有羧基和羟基,可以发生酯化反应,羟基的β⁃碳原子上含有氢原子可以发生消去反应, B正确;1 mol M中有2n mol的酯基,可以与2n mol的NaOH发生反应, C正确;1 mol A中有n mol 羧基,1 mol B中有1 mol羧基、1 mol羟基,1 mol C中有2 mol羟基,它们与金属钠反应放出的气体的物质的量分别为 mol、1 mol、1 mol,故放出的气体的物质的量之比为n∶2∶2, D错误。
11.选A 该有机物分子中含有酯基,且无其他亲水基团,因此不易溶于水,选项A正确;通过分析高分子结构可知其应该是加聚高分子,选项B错误;由图2可知,该高分子不能形成氢键,因此不是通过氢键完成修复,选项C错误;该高分子含有酯基,酯基与酸、碱均可反应,因此不耐酸碱腐蚀,选项D错误。
12.选BD 由PVB的结构简式可知,B的结构简式为,可推出聚合物A的结构简式为,合成A的单体为
CH2==CHOOCCH3,故合成A的聚合反应是加聚反应,A正确;B中含有醇羟基,故B易溶于水,B错误;试剂a的结构简式为CH3CH2CH2CHO,其名称为1⁃丁醛,C正确;由已知信息可知,1 mol —CHO需要2 mol —OH,所以B与试剂a反应的物质的量之比为2∶n,D错误。
13.解析:(1)聚丙烯酸钠的单体的结构简式是CH2==CH—COONa,合成聚丙烯酸钠的反应属于加聚反应。(2)涤纶是由对苯二甲酸和乙二醇缩聚而成;能和NaHCO3反应,其分子中有两种化学环境的氢原子,核磁共振氢谱的峰面积比是1∶2或2∶1。(3)①酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛,苯酚和甲醛均能与H2发生加成反应;溴水能够与甲醛发生氧化还原反应,与苯酚发生取代反应。②和乙醛在酸性条件下反应的化学方程式可以表示为n+nCH3CHO
+(n-1)H2O。
答案:(1)CH2==CH—COONa 加聚反应
(2) 1∶2(或2∶1)
(3)①ad ②n+nCH3CHO+(n-1)H2O
14.解析:A为CH3CH2CH2Br在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应生成的产物,则A为CH3CH==CH2;由已知可得,A与NBS发生取代反应,B为BrCH2CH==CH2;B与Br2发生加成反应生成C,C为BrCH2CHBrCH2Br;C通过水解反应生成D,D为丙三醇();在O2和催化剂作用下加热,发生氧化反应生成E,E为邻苯二甲醛();E与新制氢氧化铜发生氧化反应,再酸化生成F,则F为邻苯二甲酸();D与F发生缩聚反应,生成产物。(1)反应①为CH3CH2CH2Br在氢氧化钠的醇溶液中加热发生反应生成的产物CH3CH==CH2,则反应①为消去反应;B为BrCH2CH==CH2,B中官能团的名称是碳碳双键,碳溴键;(2)E的习惯命名法为邻苯二甲醛;C通过水解反应生成D,D为丙三醇(),该反应的反应条件为NaOH水溶液、加热;(3)反应⑤为D与F发生缩聚反应,生成产物,该反应的反应方程式为n+n
+(2n-1)H2O;(4)化合物X是的同分异构体,且能与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol X最多与1 mol Na发生反应,则X只含一个酚羟基,另一个氧原子只能形成醚键,若X的苯环上含三个取代基,则三个取代基为—OH、—OCH3、—CH3,共含有10种结构,若X的苯环上含两个取代基,则两个取代基为—OH、—OCH2CH3或者—OH、—CH2OCH3,每组取代基都含有邻、间、对三种结构,共6种,则符合条件的X一共有16种;其中满足核磁共振氢谱具有五组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,则其结构简式为
、。
答案:(1)消去反应 碳碳双键、碳溴键
(2)邻苯二甲醛 NaOH水溶液,加热
(3)
(4)16 、
15.解析:由有机物的转化关系可知,氯化铝作用下与发生取代反应生成B,B与盐酸和锌共热发生还原反应生成C,C在PPA作用下发生取代反应生成(D),与CH3Br发生题给信息反应生成,经多步转化生成F。(1)由分析可知,B→C的反应为与盐酸和锌共热发生还原反应生成。(2)由C的结构简式可知,其含有的官能团为羧基和醚键。(4)由结构简式可知,F分子中含有如图所示的2个手性碳原子:。(5)A的同分异构体遇氯化铁溶液显色说明同分异构体分子中含有酚羟基,同分异构体可以视作乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯分子中苯环上的氢原子被酚羟基取代所得结构,共有9种。(6)由题给有机物的转化关系可知,以苯、乙烯和为含碳原料合成化合物的步骤为:催化剂作用下乙烯与溴化氢共热发生加成反应生成溴乙烷;催化剂作用下苯与发生取代反应生成,与盐酸和锌共热发生还原反应生成,在PPA作用下发生取代反应生成,与溴乙烷发生题给信息反应生成。①由分析可知,相关步骤涉及烯烃制卤代烃的反应为催化剂作用下乙烯与溴化氢共热发生加成反应生成溴乙烷,反应的化学方程式为CH2==CH2+HBrCH3CH2Br;②由分析可知,最后一步转化中与卤代烃反应的有机物的结构简式为。
答案:(1)还原反应 (2)羧基、醚键 (3) (4)2 (5)9
(6)①CH2==CH2+HBrCH3CH2Br ②
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