化学选择性必修3第一节 合成高分子的基本方法巩固练习

第五章　合成高分子

第一节　合成高分子的基本方法

基础过关练

题组一　认识有机高分子

1.下列关于合成高分子的组成、结构、性质的说法正确的是(　　)

A.合成高分子的单体中一定含有

B.合成高分子的链节和单体的组成完全相同

C.缩聚反应的单体至少有两种物质

D.由实验测得的某种合成高分子的相对分子质量是平均值

2.某合成高分子的结构简式为。下列有关叙述正确的是(　　)

A.其单体是CH2CH2和HCOOC2H5

B.它是缩聚反应的产物

C.其链节是CH3CH2—COOC2H5

D.其单体是CH2CH—COOC2H5

题组二　加成聚合反应

3.CH3—CHCH—CH3发生聚合反应生成的高聚物的结构简式为(　　)

A.

B.

C.　　

D.?CH3CHCHCH3?

4.(2022北京首都师范大学附属中学期中)下列高聚物的单体完全相同的是(　　)

①

②

③

④

A.①③　　B.③④　　C.②④　　D.①②

5.某高聚物结构可表示为:

下列有关叙述不正确的是(　　)

A.该高聚物是通过加聚反应生成的

B.合成该高聚物的单体有三种

C.1 mol该物质最多能与1 mol H2加成,生成不含的物质

D.该高聚物能被酸性KMnO4溶液氧化

6.某聚合物具有如下结构片段:

下列关于其单体的说法不正确的是(　　)

A.能使酸性KMnO4溶液褪色

B.与NaOH溶液共热可生成一种钠盐

C.能催化加氢生成2-甲基丙酸甲酯

D.存在顺反异构体

题组三　缩合聚合反应

7.某合成高分子的结构如图所示,该聚合物的单体是(　　)

①甘氨酸　　　　②丙氨酸　

③苯丙氨酸　　　　④谷氨酸

A.①②　　B.③④　　C.②③　　D.①③

8.(2022黑龙江双鸭山一中期中)下列高聚物中,由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是(　　)

A.

B.

C.

D.

9.下列关于聚合物和的说法正确的是(　　)

A.两者的单体互为同分异构体

B.两者均由加聚反应生成

C.两者由相同的单体生成

D.两者的单体互为同系物

10.某高分子的结构片段如下:

下列说法不正确的是(　　)

A.该高分子中含有羧基、氨基、肽键

B.该高分子完全水解所得产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有相同的化学环境

C.其结构简式为

D.通过质谱法可测定该高分子的平均相对分子质量

11.乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH,在一定条件下,可得到聚乳酸(PLA)。下列说法不正确的是(　　)

A.1 mol乳酸分子与足量Na充分反应,可产生1 mol H2

B.PLA的链节为

C.PLA可以被微生物降解为CO2和H2O,是一种环保材料

D.在乳酸杆菌作用下由淀粉发酵转化为乳酸,再将乳酸加聚可制得PLA

12.(1)链状合成高分子可由有机化工原料R和其他无机试剂通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到,则R是　　　(填字母)。 

A.1-丁烯　　　　B.2-丁烯

C.1,3-丁二烯　　　　D.乙烯

(2)的单体为　　　　　　　　　　　　。 

(3)已知涤纶的结构简式为,其单体为　　　　　　和　　　　　　(填单体的结构简式),合成涤纶的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

能力提升练

题组一　新情境中合成高分子的综合分析

1.有一种高分子,结构片段如图所示:

下列有关说法正确的是(　　)

A.该高分子由4种单体缩聚而成

B.该高分子的几种羧酸单体互为同系物

C.该高分子的单体之一为乙二醇,乙二醇可被O2连续催化氧化生成单体之一的草酸

D.该高分子有固定熔、沸点,1 mol上述结构片段在NaOH溶液中完全水解,最多消耗5 mol NaOH

2.(2022宁夏银川一中二模)高聚物A在生物医学上有广泛应用。以NVP和HEMA为原料合成高聚物A的反应如图所示:

下列说法正确的是(　　)

A.NVP的分子式为C6H8NO

B.1 mol高聚物A与NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH

C.HEMA分子中所有的碳原子可能共面

D.HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A

3.(2022云南昆明一中模拟)由1,4-丁二醇、己二酸和对苯二甲酸聚合而成的生物可降解材料PBAT的结构简式如图,下列说法正确的是(　　)

A.己二酸和对苯二甲酸互为同系物

B.PBAT可降解与链节内、外均以酯基连接有关

C.对苯二甲酸可发生取代反应,不能发生加成反应

D.HOOC(CH2)4COOH的同分异构体中属于二元羧酸的共有6种(不考虑立体异构)

4.PET(,M链节=192 g· mol-1)可用来生产合成纤维或塑料。测某PET样品的端基中羧基的物质的量,计算其平均聚合度:以酚酞溶液作指示剂,用c mol·L-1NaOH醇溶液滴定m g PET端基中的羧基至终点(现象与水溶液相同),消耗NaOH醇溶液V mL。下列说法不正确的是(　　)

A.PET可在碱性条件下水解

B.滴定终点时,溶液变为浅红色

C.合成PET的一种单体与乙醇互为同系物

D.PET的平均聚合度n为(忽略端基的摩尔质量)

题组二　合成高分子的路线设计与综合分析

5.(2022河南洛阳期中)聚酰胺树脂材料具有较好的耐热性、耐水性。一种高分子聚酰胺树脂的合成过程如图所示:

下列有关说法正确的是(　　)

A.该聚酰胺树脂中所有原子共平面

B.该聚酰胺树脂中含有四种官能团

C.单体A与邻苯二甲酸互为同系物

D.该聚酰胺树脂是由单体A和B通过加聚反应得到

6.(2022黑龙江大庆实验中学期中)聚乳酸(PLA)是最具潜力的可降解高分子材料之一,对其进行基团修饰可进行材料的改性,从而拓展PLA的应用范围。PLA和某改性的PLA的合成路线如图。

注:Bn是苯甲基()

下列说法正确的有(　　)

①反应①是缩聚反应

②在合成中Bn的作用是保护羟基,防止羟基参与聚合反应

③改性的PLA中,越大,其在水中的溶解性越好

④反应②中,参与聚合的F和E的物质的量之比是m∶n

A.4个　　B.3个　　C.2个　　D.1个

7.PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料,可由马来酸酐等原料经如图所示路线合成。

已知:+(R、R1、R2代表H或烃基)

回答下列问题:

(1)A→B的反应类型是　　　　　　　　;B的结构简式是　　　　　　　　　。

(2)C中含有的官能团名称是　　　　　　　　　　;D的名称(系统命名)是　　　　　　　　。 

(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体,每个分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基,但不含O—O键。半方酸的结构简式是　　　　　　　　。 

(4)由B和D合成PBS的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。

答案全解全析

基础过关练

1.D　合成高分子的单体中不一定含有碳碳双键,A错误;合成高分子的链节和单体的组成不一定完全相同,B错误;缩聚反应的单体可以是一种物质,C错误;合成高分子为混合物,测得的相对分子质量为平均值,D正确。

2.D　合成高分子的链节是,单体是CH2CH—COOC2H5,它是加聚反应的产物。

3.B　2-丁烯发生加聚反应时,碳碳双键打开,相互连接形成碳链,双键碳原子上所连接的基团(—CH3)并不在主链上,而是作为支链。

4.D　①的单体为CH2CH2、CH2CHCH3;②的单体为CH2CH2、CH2CHCH3;③的单体为CH2CH—CHCHCH3、CH2CH2;④的单体为CH2CH—CHCH2、CH2CHCH3。

5.C　合成该高聚物的单体有、、,它们通过加聚反应生成此高聚物,故A、B正确;1 mol该高聚物分子结构中含n mol碳碳双键,最多能与n mol H2发生加成反应,故C不正确;该高聚物中含有碳碳双键,能被酸性KMnO4溶液氧化,故D正确。

6.D　由该聚合物的结构片段可知其单体为,分子中含有碳碳双键和酯基。含有碳碳双键,可使酸性KMnO4溶液褪色,可与H2发生加成反应生成(2-甲基丙酸甲酯),A、C项正确;含有酯基,可在NaOH溶液中发生水解生成甲基丙烯酸钠和甲醇,B项正确;由于单体中一个双键碳原子上有两个氢原子,故不存在顺反异构体,D项错误。

7.D　该合成高分子的主链中有肽键,由缩聚反应生成,单体为苯丙氨酸()和甘氨酸()。

8.D　A项,由自身发生缩聚反应生成;B项,由CH2CH—CHCH2发生加聚反应生成;C项,由CH2CH—CHCH2、两种单体发生加聚反应生成;D项,由HOOC(CH2)4COOH、HO(CH2)2OH两种单体发生缩聚反应生成。

9.D　两种高分子的主链中均含肽键,均由缩聚反应生成,B不正确;两者的单体分别为甘氨酸和丙氨酸,甘氨酸和丙氨酸互为同系物,A、C不正确,D正确。

10.C　该高分子结构简式为,分子中含有羧基、氨基、肽键,A正确,C错误;该高分子水解生成的单体分别为对苯二甲酸、对苯二胺,二者分子中苯环上均只含1种H,B正确;可通过质谱法测定该高分子的平均相对分子质量,D正确。

11.D　由乳酸的结构简式可知,1 mol乳酸含有1 mol羧基和1 mol羟基,故

1 mol乳酸分子与足量Na充分反应,可产生1 mol H2,A正确;乳酸发生缩聚反应生成聚乳酸,PLA的链节为,B正确,D错误;聚乳酸分子中含酯基,可先水解为乳酸,乳酸被微生物降解为CO2和H2O,故聚乳酸是一种环保材料,C正确。

12.答案　(1)D　(2)H2N(CH2)5COOH

(3)　HOCH2CH2OH

+nHOCH2CH2OH +(2n-1)H2O

解析　(1)该合成高分子是由乙二醇和乙二酸经缩聚反应得到的。R为乙烯,乙烯与溴水加成生成CH2BrCH2Br,CH2BrCH2Br发生水解反应生成乙二醇,乙二醇可被酸性KMnO4溶液氧化为乙二酸。

(2)此聚合物的单体是H2N(CH2)5COOH。

(3)由高聚物的结构可知,此高聚物由缩聚反应得到。单体为对苯二甲酸和乙二醇。

方法技巧

　　判断有机高分子的单体时,要先判断是加聚反应产物还是缩聚反应产物。

(1)若是加聚反应产物,判断方法为高聚物→链节→半键还原、双键重现→正推验证。

(2)若是缩聚反应产物,可依据官能团逆向推出单体,把失去的小分子物质拆分后加在相应位置。

能力提升练

1.C　由该高分子的结构片段可知,该高分子的单体有HOCH2CH2OH、HOOC—COOH、、、HOOCCH2COOH,共五种,故A错误;互为同系物的是HOOC—COOH与HOOCCH2COOH,对苯二甲酸和它们不是同系物,故B错误;乙二醇催化氧化生成乙二醛,乙二醛催化氧化生成乙二酸,乙二酸即草酸,故C正确;高分子为混合物,无固定熔、沸点,1 mol题述结构片段在NaOH溶液中完全水解,最多消耗6 mol NaOH,故D错误。

2.C　NVP的分子式为C6H9NO,A错误;1 mol高聚物A中含有m mol 和n mol ,在NaOH溶液中完全水解时最多能消耗(m+n)mol NaOH,B错误;HEMA中与碳碳双键直接相连的原子和碳碳双键的碳原子一定共平面、与碳氧双键的碳原子直接相连的原子和碳氧双键的碳原子一定共平面,结合单键可以旋转,HEMA分子中所有碳原子可能共面,C正确;由高聚物A的结构可知,HEMA和NVP通过加聚反应生成高聚物A,D错误。

3.B　己二酸是链状二元羧酸,而对苯二甲酸分子结构中含有苯环,二者结构不相似,A错误;酯基能够发生水解反应,PBAT可降解与链节内、外均以酯基连接有关,B正确;对苯二甲酸含有羧基,可发生酯化反应(属于取代反应),含有苯环,能发生加成反应,C错误;确定HOOC(CH2)4COOH属于二元羧酸的同分异构体的数目,以丁烷和异丁烷的碳链为骨架,固定一个—COOH,移动另一个—COOH,符合条件的同分异构体共有8种,D错误。

4.C　PET是由乙二醇、对苯二甲酸发生缩聚反应生成的高分子,可在碱性条件下水解,A正确;达到滴定终点时,溶液呈碱性,溶液变成浅红色,B正确;PET由对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成,乙二醇是二元醇,与乙醇不互为同系物,C错误;m g PET的物质的量n(PET)= mol,达到滴定终点时消耗NaOH的物质的量n(NaOH)=0.001cV mol,则n(PET)=n(NaOH),即=0.001cV,所以PET的平均聚合度n为,D正确。

5.B　该聚酰胺树脂分子中的N原子与其直接相连的原子成三角锥形,所有原子不可能在同一平面上,A错误;该聚酰胺树脂中含有、—COOH、

—NH2、醚键,共四种官能团,B正确;单体A分子中含4个羧基,邻苯二甲酸分子中含2个羧基,官能团个数不相同,不互为同系物,C错误;该聚酰胺树脂是A和B通过缩聚反应得到的,D错误。

6.B　由题图可知,反应①为缩聚反应,①正确;反应②发生时要先引入Bn,以防止羟基参与聚合反应,②正确;改性的PLA中,越大,羟基数目越多,其在水中的溶解性越好,③正确;根据物质的结构可知,参与聚合的F和E的物质的量之比是2m∶n,④错误。

7.答案　(1)加成反应　HOOCCH2CH2COOH

(2)碳碳三键、羟基　1,4-丁二醇

(3)

(4)nHOOCCH2CH2COOH+nHOCH2CH2CH2CH2OH

+(2n-1)H2O

解析　(1)依据烯烃的性质知,A→B的反应是与氢气发生的加成反应,故B的结构简式为HOOCCH2CH2COOH。(2)利用已知信息和合成路线可知,C的结构简式为,其中所含官能团的名称为碳碳三键、羟基;D的碳链上1、4号碳原子连有羟基,故D的名称为1,4-丁二醇。(3)根据马来酸酐的分子式(C4H2O3)和半方酸的结构特点可写出半方酸的结构简式。