人教版 (2019)选择性必修3第二节 高分子材料精练

第二节　高分子材料

基础过关练

题组一　通用高分子材料

1.下列关于塑料的认识不正确的是(　　)

A.用于制造水杯、奶瓶等的聚乙烯可通过乙烯的加聚反应制得

B.用于制造玩具、泡沫塑料的聚苯乙烯的单体是苯和乙烯

C.聚氯乙烯在建筑材料、人造革、管材等方面均有广泛应用

D.开发可降解塑料来替代聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等可减少“白色污染”

2.下列叙述错误的是(　　)

A.等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗氧气的质量相等

B.聚氯乙烯薄膜不宜用于生产食品包装材料

C.聚氯乙烯的单体可由聚乙烯的单体与氯化氢加成制得

D.废弃的聚乙烯和聚氯乙烯均可回收利用

3.据报道,科学家发现了一种使用溶剂回收多层塑料中聚合物的新方法,该技术有望大幅减少废弃塑料对地球环境的污染。下列说法正确的是(　　)

A.聚丙烯制成的塑料是热固性塑料

B.聚乳酸是一种可降解高分子材料

C.酚醛树脂是通过加聚反应合成的

D.塑料都可用来制作食品包装袋

4.酚醛树脂是用酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。如图是实验室制取酚醛树脂的装置图(该实验所用催化剂为浓盐酸)。下列说法错误的是(　　)

A.装置中长玻璃导管的作用之一是冷凝回流

B.试管中发生的反应是n+ +(n-1)H2O

C.待制备实验结束后,取出试管,冷却至室温,加入适量乙醇,并加热,沉淀溶解,说明酸性条件下制得的酚醛树脂为网状结构

D.实验完毕后,若试管用水不易洗涤,可以加入少量乙醇浸泡几分钟,然后洗净

5.PVDC是一种可以承受高温蒸煮、具有高阻隔性能的塑料,它可作为保鲜食品的包装材料。用它作为中间层,制造多层复合材料,是目前塑料包装行业技术进步和技术创新的前沿阵地。PVDC是聚偏二氯乙烯的英文缩写,它的结构简式是。下列说法错误的是(　　)

A.PVDC是由单体发生加聚反应合成的

B.PVDC是由单体CCl3CH3发生缩聚反应合成的

C.PVDC也有很大的缺点,如在空气中熔融可分解,分解可产生HCl等,会污染空气

D.PVDC的单体可发生加成、取代、氧化、消去反应

6.(2021江西上饶月考)顺丁橡胶()是化学家们最早模拟天然橡胶制得的合成橡胶。下列有关顺丁橡胶的说法不正确的是(　　)

A.顺丁橡胶不饱和,易被氧化而老化

B.由顺丁橡胶组成的物质是混合物

C.合成顺丁橡胶的单体是CH3CHCHCH3

D.顺丁橡胶能使酸性高锰酸钾溶液褪色

7.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。丁苯橡胶是一种合成橡胶,其结构简式为,下列说法正确的是(　　)

A.它的单体是

B.装溴水的试剂瓶可用丁苯橡胶作瓶塞

C.丁苯橡胶是和通过缩聚反应制得的

D.丁苯橡胶会老化

题组二　功能高分子材料

8.科学家研制了一种使沙漠变绿洲的新技术,即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯(,R代表烃基)与水的混合物,使其与沙土结合,既能阻止地下的盐分上升,又能拦截、蓄积雨水。下列对聚丙烯酸酯的叙述正确的是(　　)

①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2CHCOOR(R代表烃基)

②聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点

③聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应

④其聚合方式与酚醛树脂的聚合方式相同

⑤聚丙烯酸酯具有很强的吸水性

A.③④　B.①②　C.①②③　D.①②③④

9.新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中发挥着重要的作用。下列有关高分子材料的叙述不正确的是(　　)

A.在通用高分子材料基础上改进的导电塑料属于新型高分子材料

B.利用高分子分离膜可以进行海水淡化或污水净化

C.新型聚乙烯醇是高吸水性高分子,具有与水反应生成易挥发物质的特性,可用于制作“尿不湿”

D.医用高分子材料的发展使人类能够制造多种人工器官

10.下列各种高分子材料的研究方向,并不适合未来高分子材料发展的是(　　)

A.使高分子材料具有“仿生”功能

B.使高分子材料向具有特殊物理、化学功能的“功能材料”发展

C.使农用薄膜具有选择性透过农作物所需的特定光波的功能

D.使高分子材料越来越牢固,越来越难降解

能力提升练

题组一　新情境中高分子材料的综合分析

1.某种聚碳酸酯()的透光性好,可制作车、船、飞机的挡风玻璃,以及眼镜片、光盘、唱片等。它可用绿色化学原料X()与另一原料Y反应制得,同时生成甲醇。下列说法不正确的是(　　)

A.Y的分子中有2个酚羟基

B.Y的分子式为C15H16O2

C.甲醇的核磁共振氢谱图有2组吸收峰

D.X的同分异构体中能与NaHCO3溶液反应产生气体的有2种(不考虑立体异构)

2.尿素()和甲醛在一定条件下发生类似苯酚和甲醛的反应得到线型脲醛树脂,再通过交联形成网状结构,网状结构片段如下图所示(图中表示链延长)。下列说法不正确的是(　　)

A.形成线型结构的过程发生了缩聚反应

B.网状脲醛树脂在自然界中不可能发生降解

C.线型脲醛树脂的结构简式是

D.线型脲醛树脂能通过甲醛交联形成网状结构

3.(2022湖南隆回一中二模)我国科学家采用光热催化技术实现绿色高效回收聚酯,如图所示:

下列说法正确的是(　　)

A.甲醇是乙二醇的同系物

B.PET和BHET都是有机合成高分子

C.BHET能发生取代、加成、氧化反应

D.1 mol PET与NaOH溶液共热,最多消耗2 mol NaOH

4.线型PAA()具有很强的吸水性,网状PAA在抗压性、吸水性等方面优于线型PAA。网状PAA的制备方法是将丙烯酸用NaOH中和,加入少量交联剂a,再引发聚合。其结构片段如图:

下列说法不正确的是(　　)

A.线型PAA的单体不存在顺反异构体

B.形成网状结构的过程中发生了加聚反应

C.交联剂a的结构简式是

D.PAA的高吸水性与—COONa有关

5.橡胶树是热带植物,在我国海南有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶,天然橡胶的成分是顺式聚异戊二烯,其结构简式为。天然橡胶经过硫化后变为硫化橡胶,如下图所示。下列叙述中不正确的是(　　)

A.硫化橡胶和天然橡胶的高分子结构相同

B.天然橡胶变为硫化橡胶发生了化学变化

C.硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大

D.硫化橡胶比天然橡胶强度大

题组二　以高分子材料为载体的有机合成题

6.(2022河南洛阳期中)以富含纤维素的农作物为原料,合成PEF树脂的路线如下:

下列叙述错误的是(　　)

A.葡萄糖、果糖均属于多羟基化合物

B.5-HMF→FDCA发生氧化反应

C.单体a为乙二醇

D.PEF树脂在自然界难以降解,会对环境造成危害

7.聚丙烯酸钠I()有良好的吸水性,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(部分反应试剂、条件已略去)。

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　　　　　　　;F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(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为1∶1∶2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。

(5)已知:2R1—Cl+2Na 2NaCl+R1—R1。仿照题给合成路线图写出以1,3-丁二烯为原料(无机试剂任选)合成聚环丁烯的路线。

答案全解全析

基础过关练

1.B　乙烯加聚生成聚乙烯,聚乙烯无毒,可以制造水杯、奶瓶等,故A正确;聚苯乙烯的单体是苯乙烯,故B错误;向聚氯乙烯中加入一些加工助剂,可以改善其性能,制成建筑材料、人造革、管材等产品,故C正确;可降解塑料能在空气中降解为安全、无毒的物质,能减少“白色污染”,故D正确。

2.C　乙烯是聚乙烯的单体,它们的最简式相同,所以等质量的两者燃烧时消耗氧气的质量相等,A正确;聚氯乙烯薄膜中含增塑剂,有一定毒性,B正确;聚氯乙烯的单体是,可由乙炔与氯化氢加成得到,C错误;废弃的聚乙烯和聚氯乙烯均可回收利用,可以减少“白色污染”,D正确。

3.B　聚丙烯制成的塑料制品可以反复加热熔融加工,属于热塑性塑料,A项错误;聚乳酸是合成高分子,可降解,B项正确;酚醛树脂是由酚与醛通过缩聚反应合成的,C项错误;有些塑料有毒性,不能用来盛装或贮存食品,D项错误。

4.C　苯酚、甲醛易挥发,反应装置中的长玻璃导管除导气外,还对挥发的反应物起冷凝回流作用,A正确;试管中苯酚与甲醛反应的化学方程式可以表示为n+ +(n-1)H2O,B正确;苯酚与甲醛在酸催化下反应生成的酚醛树脂是线型结构,在碱催化下反应生成的酚醛树脂是网状结构,C错误;实验中用酸作催化剂,产物是线型高分子,可用乙醇浸泡一段时间后,再用水洗净,D正确。

5.B　由题意知PVDC的单体为,分子中含有碳碳双键,可发生加成反应、氧化反应,含有氯原子且与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,故可发生取代反应、消去反应。

6.C　顺丁橡胶中含有碳碳双键,易被氧化而老化,A正确;顺丁橡胶是有机高分子,是混合物,B正确;合成顺丁橡胶的单体是CH2CH—CHCH2,C不正确;顺丁橡胶中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确。

7.D　丁苯橡胶可由1,3-丁二烯()和苯乙烯()发生加聚反应得到,A、C错误;链节中含有碳碳双键,能与溴单质发生加成反应,因此装溴水的试剂瓶不能用丁苯橡胶作瓶塞,B错误;丁苯橡胶受氧气、臭氧、日光的作用容易老化,D正确。

8.C　聚丙烯酸酯是由单体丙烯酸酯发生加聚反应得到的合成高分子;聚丙烯酸酯属于混合物,因此没有固定的熔、沸点;聚丙烯酸酯中含有酯基,故其能发生水解反应,其分子中不含亲水基,吸水性差。

9.C　新型聚乙烯醇是高吸水性高分子,与水不反应。

10.D　未来的高分子材料应该越来越易降解,所以D项错误。

归纳升华

　　新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的主要区别在功能与性能上。与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域。

能力提升练

1.D　Y是,分子式为C15H16O2,分子中有2个酚羟基,故A、B正确;甲醇分子(CH3OH)有2种氢原子,所以核磁共振氢谱图有2组吸收峰,C正确;能与NaHCO3溶液反应产生气体说明含有羧基,符合条件的的同分异构体有HOCH2CH2COOH、CH3CH(OH)COOH、CH3OCH2COOH、CH3CH2OCOOH,共4种,D错误。

2.B　网状脲醛树脂中含肽键,可以发生水解反应,该物质在自然界中可以降解。

3.C　甲醇分子含一个羟基,乙二醇分子含两个羟基,两者不互为同系物,A错误;BHET的相对分子质量远小于10 000,不是有机合成高分子,B错误;BHET中含醇羟基,能发生取代反应,与羟基相连的碳原子上有氢原子,能发生氧化反应,含苯环,能发生加成反应,C正确;PET中含有酯基和羧基,1 mol PET最多消耗2n mol氢氧化钠,D错误。

4.C　线型PAA的单体为,该单体不存在顺反异构体,A正确;形成网状结构的过程中发生了加成聚合反应,B正确;分析网状PAA的结构片段可知交联剂a的结构简式是,C错误;PAA的高吸水性和—COONa有关,D正确。

5.A　由天然橡胶的成分顺式聚异戊二烯的结构简式可知,天然橡胶的高分子结构为线型结构,由题图可知,硫化橡胶的高分子结构为网状结构,A错误;天然橡胶变为硫化橡胶的过程有化学键的断裂和形成,故这种变化是化学变化,B正确;天然橡胶变为硫化橡胶,即若干条线型结构的高分子长链通过二硫键等的连接形成网状结构的高分子,所以硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大,C正确;天然橡胶硫化后产生交联,形成网状结构,具有更大的强度,D正确。

6.D　葡萄糖与果糖分子中都含有5个—OH,是多羟基化合物,A正确;5-HMF→FDCA,—CHO、—CH2OH被氧化为羧基,发生氧化反应,B正确;依据PEF的结构可知,水解时断裂酯基,断键位置如图所示:,可知单体a为乙二醇,C正确;PEF树脂在自然界中可降解,代替聚乙烯、聚氯乙烯塑料,可减少白色污染,D错误。

方法技巧

新型高分子材料合成的一般步骤

结合多个重要的有机反应,以新药物、新材料合成为载体,掌握有机化学的基础知识,理解题给信息并接受、吸收、整合,分析与解决高分子材料的合成问题。基本步骤如下:

(1)阅读所给信息,分析归纳,总结规律。

(2)根据反应条件或物质前后关系确定“题眼”,明确待求量。

(3)利用联想迁移、转换重组、类比推理等方法解决有关问题。

7.答案　(1)C3H6　消去反应

(2)1,2-二溴丙烷　羟基、羧基

(3)

(4)4　OHCCH2CH2CH2CHO

(5)

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,H是。

(4)由题意可知,Y的分子式为C5H8O2,由①②知其同分异构体中含有2个—CHO,则对应的结构有4种,其中OHCCH2CH2CH2CHO的核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为1∶1∶2。

(5)1,3-丁二烯先与Br2发生1,4-加成生成,与钠作用生成环丁烯,环丁烯加聚得到目标产物。