内容正文:
章末过关检测(五)
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列材料主要成分不属于有机高分子的是( )
A.断电保护器外壳工程塑料(PBT)
B.2025年哈尔滨亚冬会聚氨酯速滑服
C.滑雪板底座聚乙烯
D.“玉兔二号”钛合金筛网轮
解析:选D。工程塑料(PBT)是聚对苯二甲酸丁二酯,属于有机高分子,选项A不符合题意;聚氨酯属于有机高分子,选项B不符合题意;聚乙烯是乙烯的加成聚合产物,属于有机高分子,选项C不符合题意;钛合金筛网轮主要成分属于合金材料,不属于有机高分子,选项D符合题意。
2.合理佩戴口罩可有效预防病毒传播。下图为口罩的不同部位组成材料的示意图,下列说法正确的是( )
A.氨纶是大自然赋予的天然纤维
B.聚丙烯具有高吸水性
C.镀锌钢丝是无机非金属材料
D.涤纶是合成纤维
解析:选D。氨纶属于合成纤维,A错误;聚丙烯是丙烯通过加聚反应而成的聚合物,不具有高吸水性,B错误;镀锌钢丝属于金属材料,C错误;常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶、氨纶等,D正确。
3.高分子材料在生产、生活中应用广泛。下列说法错误的是( )
A.聚乙炔由乙炔通过加聚反应合成,具有导电性
B.线型酚醛树脂由苯酚和甲醛在浓盐酸催化下合成,受热易软化
C.聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺通过加聚反应合成,其水溶液黏度高,可用于废水处理
D.纤维素乙酸酯由纤维素和乙酸酐发生水解反应生成,可作服装面料
解析:选D。以乙炔为原料通过加聚反应可合成聚乙炔,聚乙炔具有导电性,A正确;以苯酚和甲醛为原料在浓盐酸催化下可合成线型酚醛树脂,线型酚醛树脂具有热塑性,受热易软化,B正确;以丙烯酰胺为原料通过加聚反应可合成聚丙烯酰胺,其水溶液黏度高,可用于废水处理,C正确;纤维素乙酸酯又称醋酸纤维,可作服装面料,该物质由纤维素和乙酸酐发生取代反应生成,D错误。
4.下列合成高分子的反应及反应类型均正确的是( )
A.合成有机玻璃:
缩聚反应
B.合成橡胶:
CH2—CH2—CH2—CH2—CH2 加聚反应
C.合成酚醛树脂:
缩聚反应
D.合成锦纶66:nH2NCH2(CH2)4CH2NH2
+nHOOC(CH2)4COOH
+(n-1)H2O 缩聚反应
解析:选C。合成有机玻璃的反应类型为加聚反应,故A错误;合成橡胶的产物的结构简式应该是,故B错误;合成锦纶66时,H2O的化学计量数应为(2n-1),故D错误。
5.合成导电高分子材料PPV的反应:+
+(2n-1)HI。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
解析:选D。根据题给反应的化学方程式可知,该反应中有小分子HI生成,因此该反应属于缩聚反应,故A错误;聚苯乙烯的结构单元中无碳碳双键,PPV的结构单元中含有碳碳双键,故B错误;2与
的官能团(碳碳双键)数目不同,二者不互为同系物,故C错误;质谱法可以测定PPV的相对分子质量,再依据PPV的结构单元的相对分子质量,可计算出PPV的聚合度,故D正确。
6.一种高分子材料G在生产、生活中用途广泛,结构如下图所示。已知:G的相对分子质量为M,合成G的两种单体的相对分子质量分别为a和b。下列叙述正确的是( )
A.G属于支链型高分子,具有热塑性
B.G中官能团有酯基、醚键
C.G由两种单体发生缩聚反应合成
D.G的聚合度n=
解析:选C。G属于线型高分子,故A错误;高分子G中官能团有酯基、羧基、羟基,故B错误;根据高分子结构可以判断,G是由两种单体发生缩聚反应合成的,故C正确;G的链节的相对分子质量为(a+b-36),聚合度n=,故D错误。
7.脲醛树脂的合成与酚醛树脂类似,生成线型脲甲醛树脂的化学方程式为
+nHCHO―→+xH2O。下列说法不正确的是( )
A.网状的脲甲醛树脂的结构单元为
B.化学方程式中的化学计量数x=n-1
C.脲甲醛树脂合成过程中可能存在中间体
D.线型脲甲醛树脂属于混合物
解析:选A。网状的脲甲醛树脂的结构单元为,A项错误;由题给化学方程式可知,n分子HCHO和n分子发生缩聚反应生成n-1分子H2O,B项正确;尿素与甲醛在碱性介质中进行加成反应,生成较稳定的,C项正确;线型脲甲醛树脂属于有机高分子,聚合度n不同,属于混合物,D项正确。
8.我国科学家开发出具有优异物理性能的新一代可循环聚酯塑料P,其合成路线如下。
下列说法不正确的是( )
A.X→Y的反应属于取代反应
B.调控烃基链的长度可影响聚酯塑料的物理性能
C.X中的官能团提高了αH的活泼性
D.25 ℃时Y聚合为P,150 ℃时P水解为Y
解析:选D。由X、Y的结构可知,X→Y的反应为—R取代了X中的2个αH原子,属于取代反应,A正确;在聚合物中,调控烃基链的长度可以改变聚酯塑料的相对分子质量,影响分子间的作用力等性质,从而影响聚酯塑料的物理性能,B正确;X中的官能团(酯基)对αH的活泼性有影响,提高了αH的活泼性,C正确;由题图可知,25 ℃时Y聚合为P,150 ℃时P水解先生成,再发生酯化反应生成Y,D错误。
9.山梨酸是一种高效安全的防腐保鲜剂,合成路线如下图所示,下列说法正确的是( )
A.反应1属于缩聚反应
B.反应2每生成1 mol山梨酸需要消耗1 mol水
C.可用酸性高锰酸钾溶液检验山梨酸中是否含有巴豆醛
D.山梨酸与K2CO3溶液反应可生成水溶性更好的山梨酸钾
解析:选D。反应1属于加聚反应,A错误;反应2每生成1 mol山梨酸理论上不需要消耗水,这是因为一个酯基水解消耗1分子水,同时分子内因消去反应又生成1分子水,B错误;山梨酸、巴豆醛分子结构中均含有碳碳双键,均能与酸性高锰酸钾溶液反应,C错误;山梨酸的酸性强于碳酸的,故山梨酸与K2CO3溶液反应可生成山梨酸钾,山梨酸钾是可溶性钾盐,其水溶性更好,D正确。
10.聚碳酸酯(PC)可用于制作滑雪镜镜片,一种合成反应如下。下列说法正确的是( )
A.上述反应为加聚反应
B.反应物A的化学式为COCl2,空间结构为三角锥形
C.物质X可由
与Na2CO3反应制得
D.物质X存在5种不同化学环境的氢原子
解析:选C。反应过程中有小分子生成,所以该反应为缩聚反应,A错误;根据原子守恒,反应物A的化学式为COCl2,中心C原子形成3个σ键,为sp2杂化,且无孤电子对,分子的空间结构为平面三角形,B错误;中含有酚羟基,可以与Na2CO3反应生成X,C正确;由物质X的结构简式可知,其存在3种不同化学环境的氢原子,D错误。
11.某高吸水性树脂P的结构片段如下图所示。其中X为,Y起交联作用,它是由
在合成P的过程中形成。下列说法不正确的是( )
A.合成P的反应是加聚反应
B.P的高吸水性与“—COONa”结构有关
C.由Y的结构推测CH2===CH2也可起到类似的交联作用
D.合成P的过程中用到的一种原料是
CH2===CH—COONa
解析:选C。由P的结构片段可知,CH2===CH—COONa 和发生加聚反应合成P,故A、D正确;由P的结构片段可知,P分子中含有许多“—COONa”,“—COONa”可以发生水解反应生成强亲水基团“—COOH”,故P的高吸水性与分子中含有“—COONa”结构有关,故B正确;由可知,该分子中的2个碳碳双键起到了交联作用,而CH2===CH2分子中只含有1个碳碳双键,无法起到类似的交联作用,故C错误。
12.光刻胶是制造芯片、集成电路的关键材料。某新型光刻胶(高分子e)可以由芳香族化合物a、有机化合物b(丙酮)为原料制备,合成路线如下:
其中a、c均含有—COOH。下列说法错误的是( )
A.反应①为加成反应
B.有机化合物c脱水成烯的产物可能有2种
C.反应②为酯化反应
D.反应③为缩聚反应
解析:选D。根据合成路线采用逆合成法分析,e为d的加聚产物,由e的结构简式可得d的结构简式为,a、c均含有—COOH,d由c反应得到,由d的结构简式可知,c的结构简式为;c由a、b反应得到,结合a的分子式以及b、c的结构简式可推出a的结构简式为。根据以上分析可知,反应①为酮羰基的加成反应,故A正确;c中羟基所连碳原子有两种邻位碳原子且两种邻位碳原子上都有氢原子,可得到2种有机消去产物,故B正确;根据以上分析可知,反应②为分子内的酯化反应,故C正确;反应③是加聚反应,故D错误。
13.高分子修饰是指对高聚物进行处理,接上不同取代基改变其性能。我国高分子科学家对聚乙烯进行胺化修饰,并进一步制备新材料,合成路线如下:
下列说法正确的是( )
A.a分子不存在顺反异构
B.合成路线中生成高分子b的反应为加聚反应
C.1 mol高分子b最多可与2 mol NaOH反应
D.高分子c的水溶性比聚乙烯的好
解析:选D。两个相同原子或基团在双键同一侧的为顺式异构体,两个相同原子或基团分别在双键两侧的为反式异构体,则a分子存在顺反异构,故A错误;由题图可知,生成高分子b的反应为加成反应,故B错误;1 mol高分子b中含有2n mol 酯基,最多可与2n mol NaOH反应,故C错误;高分子b在碱性条件下水解得到的高分子c含有多个羟基,水溶性良好,而聚乙烯不溶于水,故D正确。
14.CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用CO2为原料可以合成新型可降解高分子P,合成路线如下。已知:反应①中无其他产物生成。
下列说法不正确的是( )
A.CO2与X的化学计量数之比为1∶2
B.P完全水解得到的产物的分子式和Y的分子式相同
C.P可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构
D.Y通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解
解析:选B。反应①中无其他产物生成,结合X、Y的结构可知,CO2与X的化学计量数之比为1∶2,A正确;P完全水解得到的产物的结构简式为,分子式为C9H14O3,Y的分子式为C9H12O2,二者分子式不同,B错误;P中含有碳碳双键,可进一步交联形成网状结构,C正确;高分子降解是指将高分子降解为小分子,Y通过碳碳双键加聚形成的高分子中虽然含有酯基,但酯基在侧链上,酯基水解后得到的仍是高分子,D正确。
15.高分子Y是一种人工合成的温敏性聚肽高分子,其合成路线如下:
下列说法不正确的是( )
A.生成1 mol高分子X,消耗n(E)=m mol、n(F)=1 mol,同时生成m mol CO2
B.X中有1个氨基和m个酰胺基
C.一定条件下,X水解可得到E和F
D.G与X生成Y的过程中有加聚反应发生
解析:选C。由流程图可知,中画线部分化学键断裂,再和F发生加聚反应生成X和二氧化碳,则生成1 mol高分子X,消耗n(E)=m mol、n(F)=1 mol,同时生成m mol CO2,A正确;X中只有右端的端基存在1个氨基,每个重复单元中含有一个酰胺基,因此存在m个酰胺基,B正确;由题图可知,一定条件下,X中的酰胺基水解可得到F,但是无法形成E中的环,不能得到E,C错误;G与X生成Y的过程中存在G中碳碳双键断裂生成高聚物的过程,有加聚反应发生,D正确。
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16.(13分)高分子化合物F是一种成膜良好的溶剂,其合成路线如下。
(1)E中官能团的名称是________。
(2)生成A的化学方程式是________________________________________________________________________。
(3)有机化合物C的沸点________(填“高于”或“低于”)2甲基丙烷的。
(4)由生成D的化学方程式是________________________________________________________________________。
(5)F可能的结构简式是________________________________________________________________________(写一种即可)。
(6)醇类物质是重要的化工原料,以2丙醇为起始原料,选用必要的无机试剂可合成异丁烯酸树脂的单体。请结合以下信息,补充合成路线(有机化合物用结构简式表示)。
已知:
(R1、R2代表烃基或H)
解析:在浓硫酸作用下发生消去反应生成的A为(CH3)2C===CH2,(CH3)2C===CH2与Br2发生加成反应生成的B为(CH3)2CBrCH2Br,B在氢氧化钠水溶液中加热发生水解反应生成的C为(CH3)2C(OH)CH2OH;
在催化剂作用下与氧气发生氧化反应生成的D为,D在催化剂作用下与氧气发生氧化反应生成的E为
;E与C在一定条件下发生缩聚反应生成的高分子化合物F为
或。
(3)由上述分析可知,C为(CH3)2C(OH)CH2OH,具有相同碳原子数的醇的沸点高于烷烃的,则有机化合物C的沸点高于2甲基丙烷的。
答案:(1)羧基
(2) (CH3)2C===CH2+H2O
(3)高于
17.(13分)聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料,在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下:
已知:①烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢原子。
②化合物B为单氯代烃,化合物C的分子式为C5H8。
③E、F为相对分子质量相差14的同系物,F是福尔马林的溶质。
④R1CHO+R2CH2CHO
。
(1)A的结构简式为________。
(2)B生成C的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)E和F生成G的反应类型为________,G的化学名称为________________。
(4)①D和H生成PPG的化学方程式为________________________________________________________________________。
②若PPG的平均相对分子质量为10 000,则其平均聚合度约为________(填字母)。
a.48 b.58 c.76 d.122
解析:(1)烃A的相对分子质量为70,=5……10,A的分子式为C5H10;又由核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢原子可知,A是环戊烷。(2)合成路线中环戊烷与Cl2在光照条件下发生取代反应生成单氯代烃B,B的结构简式为;根据合成路线中B→C的反应条件可知,该反应是的消去反应,化合物C的结构简式为。(3)由已知③可知,F是甲醛,E是乙醛;又由已知④可知,E和F生成G的反应类型为加成反应,G的结构简式为HOCH2CH2CHO,化学名称为3羟基丙醛。(4)①根据合成路线中G→H的反应条件可知,G与H2发生加成反应,H的结构简式为HOCH2CH2CH2OH;根据PPG的名称聚戊二酸丙二醇酯及合成路线中C→D的反应条件可知,C被氧化为D(戊二酸),D的结构简式为HOOCCH2CH2CH2COOH,D与H在浓硫酸、加热条件下发生缩聚反应生成PPG,PPG的结构简式为,从而写出该反应的化学方程式。②PPG链节的相对质量为172,则其平均聚合度n=≈58,b项正确。
答案:(1)
(2)
(3)加成反应 3羟基丙醛
(4)①++(2n-1)H2O ②b
18.(14分)石油分馏得到的烃A(C6H14)可在Pt催化下脱氢环化,逐步转化为芳香烃。以烃A为原料合成两种高分子材料的路线如下:
已知:①B的核磁共振氢谱中只有一组峰,G为一氯代烃;②R—X+R′—XR—R′(X为卤素原子,R、R′为烃基)。
(1)I所含官能团的名称为________。
(2)反应类型:I→J________,A→B________。
(3)G 生成H 的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)E的结构简式为________________。
(5)F与1,3丁二烯合成丁苯橡胶的化学方程式为________________________________________________________________________________。
(6)比I的相对分子质量大14的同系物中主链有5个碳原子的同分异构体有________种,其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为1∶2∶3的同分异构体的结构简式为_________________________________________。
(7)参照上述合成路线,以 2甲基己烷和一氯甲烷为原料(无机试剂任选),设计制备化合物E的合成路线:________________________________________________________________________。
解析:由题给信息“烃A(C6H14)可在Pt催化下脱氢环化”和已知信息①“B的核磁共振氢谱中只有一组峰”可知,烃A在Pt为催化剂、高温条件下转化为 (B),在Pt为催化剂、高温条件下转化为 (C),与氯气在氯化铁催化作用下发生取代反应生成与氯乙烷发生已知信息②反应生成 (E),在氧化铬与氧化铝催化作用、600 ℃条件下,发生消去反应生成
(F),与1,3丁二烯发生加聚反应生成
(丁苯橡胶); (B)在光照条件下与氯气发生取代反应生成 (G),在氢氧化钠醇溶液中加热发生消去反应生成 (H),被酸性高锰酸钾溶液氧化生成己二酸(I),己二酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生成。
(6)比I的相对分子质量大14的同系物为庚二酸,主链有5个碳原子(包含2个羧基上的碳原子),剩余两个碳原子,根据同分异构体“定一移一”的书写原则可知,其同分异构体按碳骨架分类排列分别为、
、
、
,共6种;其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为1∶2∶3的是
HOOCCH2C(CH3)2CH2COOH。
(7)结合题给合成路线可知,以2甲基己烷和一氯甲烷为原料制备乙苯的合成步骤为2甲基己烷在铂催化作用、高温条件下转化为在铂催化作用、高温条件下转化为与氯气在光照条件下发生取代反应生成,与一氯甲烷发生已知信息②反应生成。
答案:(1)羧基 (2)缩聚反应 氧化反应
(6)6 HOOCCH2C(CH3)2CH2COOH
(7)
19.(15分)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的黏结性能,已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:
已知:
①
②
③
回答下列问题:
(1)A是一种烯烃,化学名称为________,C中官能团的名称为________、________。
(2)由B生成C的反应类型为________。
(3)由C生成D的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)E的结构简式为________________________________________________________________________。
(5)E的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式:________、________。
①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1。
(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G,若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g,则G的n值理论上应等于________________________________________________________________________。
解析:根据D的分子结构可知A为链状结构,故A为CH3CH===CH2;A和Cl2在光照条件下发生取代反应生成的B为CH2===CHCH2Cl,B和HOCl发生加成反应生成的C为或HOCH2CHClCH2Cl,C在碱性条件下脱去HCl生成D;苯酚和E发生已知信息①的反应生成F,则E为;D和F聚合生成G。
(5)E的二氯代物有多种同分异构体,同时满足以下条件的芳香化合物:①能发生银镜反应,说明含有醛基;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1,说明分子中有3种不同化学环境的氢原子,且个数比为3∶2∶1。则符合条件的有机化合物的结构简式为。
(6)根据已知信息②和③可知,每消耗1 mol D,反应生成1 mol NaCl和H2O,若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g,则生成NaCl和H2O的物质的量为=10 mol,由G的结构可知,要生成1 mol单一聚合度的G,需要(n+2) mol D,则(n+2)=10,解得n=8,即G的n值理论上应等于8。
答案:(1)丙烯 碳氯键 羟基 (2)加成反应
(3)
(或)
(4)
(5)
(6)8
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