高中化学人教版 (2019)选择性必修3第一节 合成高分子的基本方法课堂检测
展开一、单选题
1. 下列关于高分子化合物与单体的说法中正确的是( )
A. 单体为一种物质时,则单体只能发生加聚反应
B. 在28 g乙烯、丙烯和聚乙烯树脂中,含有的碳原子数目为2NA
C. 可由两种单体通过加聚反应制得
D. 工程塑料ABS树脂 可由3种单体通过缩聚反应制得
2. 下列对合成材料的认识中,不正确的是( )
A. 高分子化合物又称聚合物或高聚物,大多由小分子通过聚合反应制得
B. 的单体是与
C. 聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成的纯净物
D. 高分子化合物按照来源可分为天然高分子和合成高分子
3. 有下列几种高分子化合物:
① ② ③ ④ ⑤
其中是由两种不同的单体缩聚而成的是( )
A. ①③④⑤B. ③④⑤C. ③⑤D. ①②③④⑤
4. 高聚物…—CH2—CH2—CH2—…是用下列何种物质聚合成的( )
A. CH3—CH3B. CH3—CH2—CH3C. CH2=CH2D. CH2=CH—CH3
5. 聚碳酸酯()的透光率良好,可用于制作车、船、飞机的挡风玻璃以及眼镜片、光盘、唱片等。聚碳酸酯可由绿色化学原料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的分子结构中有2个酚羟基
B. Y的分子式为C15H18O2
C. 甲醇的核磁共振氢谱有2个吸收峰
D. X的同分异构体中能与NaHCO3溶液反应产生气体的有4种
6. 人造海绵的主要成分是聚氨酯,合成方法如图,下列说法中正确的是( )
A. 聚氨酯分子里有2个肽键
B. 聚氨酯分子与HOCH2CH2OH不可能有共同的官能团
C. 合成聚氨酯的化学反应属于加聚反应
D. 聚氨酯含有3种sp3原子轨道杂化型原子
7. 高分子化合物X的链节为,则下列有关X的说法中正确的是 ( )
A. X属于体型高分子化合物B. X是加聚产物
C. 合成X的单体有3种D. X是纯净物
8. 聚酯纤维PET()是一种重要的合成纤维,下列有关聚酯纤维的说法不正确的是( )
A. PET的名称为聚对苯二甲酸乙二酯B. PET是通过缩聚反应制得的高分子聚合物
C. PET中含有羧基、羟基和酯基D. PET的单体中含有芳香烃
9. PBT是最坚韧的工程热塑性材料之一,是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性,其结构简式如下:
下列叙述错误的是( )
A. PBT具有热固性,受热不熔化
B. PBT的单体是对苯二甲酸和丁二醇
C. 由单体合成PBT的反应属于缩聚反应
D. 1ml PBT与NaOH溶液反应时,最多消耗2 ml NaOH
10. 凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维,军事上称其为“装甲卫士”,但长期浸渍在强酸或强碱溶液中强度有所下降,以下是凯夫拉的两种结构:
下列说法不正确的是( )
A. PMTA和PPTA互为同分异构体
B. “芳纶1313”“芳纶1414”中的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—CONH—的水解有关
D. 以和为原料制备PPTA的反应为缩聚反应
11. 某高聚物的结构简式为,下列分析正确的是( )
A. 它是缩聚反应的产物
B. 其单体是CH2=CH2和HCOOCH3
C. 其单体为CH2=CHCOOCH3
D. 它燃烧后产生CO2和H2O的物质的量之比为1:1
12. 乙酸乙烯酯−乙烯共聚物乳液适用范围广、黏合力强、稳定性好,可用作木材、纸、纤维的胶黏剂及防水材料等,其结构为。下列说法不正确的是( )
A. 该共聚物为合成高分子材料B. 该共聚物的单体有(m+n)个
C. 该共聚物为纯净物且难溶于水D. 该共聚物为加聚产物
13. 凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维,军事上称其为“装甲卫士”,但长期浸渍在强酸或强碱溶液中强度有所下降,以下是凯夫拉的两种结构:
下列说法不正确的是( )
A. PMIA和PPTA互为同分异构体
B. “芳纶1313”“芳纶1414”中的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—CONH—的水解有关
D. 以和为原料制备PPTA的反应为缩聚反应
14. 某高聚物的结构简式如图所示。下列分析错误的是( )
A. 该高聚物是加聚反应的产物
B. 该高聚物完全燃烧后产生CO2和H2O的物质的量之比为4:3
C. 该高聚物的单体为CH2=CHCOOCH3
D. 该高聚物是乙酸乙酯的同系物
15. 某种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下所示,下列关于该高分子说法正确的是( )
A. 结构简式可以表示为B. 氢键对该高分子的性能没有影响
C. 合成该高分子的反应为缩聚反应D. 单体具有4种不同化学环境的氢原子
二、实验题
16. 实验室用以下改进装置快速制备乙炔气体:
回答下列问题:
(1)电石的主要成分的电子式为_______,与饱和食盐水发生反应的化学方程式为___________________。
(2)若要使反应停止,应_______(“向上”或“向下”)移动A管。
(3)制备的乙炔气体中往往混有少量的PH3和H2S,除去这两种杂质气体,应使混合气体通过盛有足量_______(填试剂名称)的洗气瓶。
(4)足量的乙炔通入含少量Br2的CCl4溶液中,观察到的现象是______________,该过程发生的主要反应的化学方程式为___________________________________;此反应的有机产物_______(填“能”或“不能”)发生加聚反应。
17. 己二酸是一种重要的有机二元酸,能够发生成盐反应、酯化反应、酰胺化反应等,并能与二元胺或二元醇缩聚成高分子聚合物等,是合成尼龙−66的原料,工业上环己醇用硝酸氧化可得到己二酸,是典型的氧化还原反应。
相关物理常数:
I.己二酸粗产品的制备
操作步骤:装置C中加入50mL中等浓度的硝酸(过量),投入沸石,并逐一安装装置A、装置B和温度计,磁力搅拌,将溶液混合均匀,并加热到80℃。用装置A滴加2滴环己醇,反应立即开始,温度随即上升到85∼90℃,从装置A中小心地逐滴加入环己醇,将混合物在85−90℃下加热2−3分钟,共加入1.000g环己醇。
请回答下列问题:
(1)反应需维持温度在85∼90℃,最好采取______控温;试分析维持温度在85∼90℃的原因:__________。
(2)装置右侧烧杯中的NaOH溶液的作用是: _______________。
II.己二酸粗产品的提纯及应用
操作流程:趁热倒出装置C中的产品,在冷水中降温冷却,析出的晶体在布氏漏斗上进行抽滤,将晶体进行重结晶,再分别用3mL冰水和乙醚洗涤己二酸晶体,继续抽滤,晶体再用3mL冰水洗涤一次,再抽滤。取出产品,干燥后称重,得干燥的己二酸0.860g。
请回答下列问题:
(3)相比于普通过滤,抽滤的优点在于: _________
(4)在抽滤过程中,用冰水洗涤析出的己二酸晶体的原因:___________。
(5)该实验的产率为: _______% (结果保留3位有效数字)
(6)工业上用己二酸与乙二醇反应形成链状高分子化合物,写出化学方程式:________。
18. 有机物1,3,5,7−辛四烯可用于制合成纤维、染料、药物等,其结构简式为。该物质的合成方法如下图所示:
(1)1,3,5,7−辛四烯的分子式为___________,有机物A所含含氧官能团有_______(填名称)。
(2)E的结构简式为________________。
(3)I→J的反应类型为_____________________。
(4)在一定条件下可以发生加聚反应,合成无支链的链状有机高分子。写出该反应的化学方程式____________________________________________(可用键线式表示)。
(5)符合下列条件的G的同分异构体有________种。
①与碳酸氢钠溶液反应产生气体 ②不能使溴水褪色
(6)以CH3CHO、HCHO和为原料也可以合成1,3,5,7−辛四烯,试写出合成路线。(其他试剂任选)
已知:
三、简答题
19. 科学家把药物连接在高分子载体上,可制成长效缓释药剂。阿司匹林是一种清热解毒药物,可连接在高聚物上形成长效缓释药剂。阿司匹林和一种长效缓释药剂的结构简式如下:
(阿司匹林)
(长效缓释阿司匹林)
请回答下列问题。
(1)下列说法正确的是________。
A.长效缓释阿司匹林是高分子化合物
B.长效缓释阿司匹林在人体内慢慢释放出阿司匹林,延长药效时间
C.由阿司匹林制备长效缓释阿司匹林时,发生的是加聚反应
D.长效缓释阿司匹林的载体也有阿司匹林的药效
(2)服药后,长效缓释阿司匹林在人体内通过水解作用可缓释出阿司匹林,该反应的化学方程式为____________________________________。
(3)原高分子载体可由________物质发生加聚反应而得到。
20. Ⅰ.乳酸()、酒精、醋酸、淀粉等都是生活中常见的物质。
(1)在生活中,常选择上述物质中的________(填结构简式)清洗水壶里的水垢。
(2)生活中常选择________(填“75%”“95%”或“无水”)的酒精进行消毒。
(3)上述物质中,属于天然高分子化合物的是________(填名称)。
(4)乳酸可发生如下变化:
则所用的试剂a为________(写化学式)。
Ⅱ.苹果醋是一种常见的有机酸,其结构简式为。
(1)苹果醋的分子式为__________。
(2)1 ml苹果醋与足量金属钠反应,能生成标准状况下的氢气________L。
(3)苹果醋可能发生的反应是________(填字母)。
A.与NaOH溶液反应 B.与紫色石蕊溶液作用
C.与乙酸在一定条件下发生酯化反应 D.与乙醇在一定条件下发生酯化反应
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A.单体是一种物质时,也可以发生缩聚反应,如氨基酸发生的缩聚反应,故A错误;
B.乙烯、丙烯和聚乙烯树脂的混合物最简式为CH2,28g CH2中碳原子数=28g14g/ml×NAml−1=2NA,故B正确;
C.是HOCH2CH2OH和HOOC−COOH两种物质缩聚反应生成,故C错误;
D.该高聚物的形成过程属于加聚反应,加聚反应是由不饱和单体(如碳碳双键,碳碳叁键等)聚合高分子的反应,其产物只有一种高分子化合物,凡链节中主碳链为6个碳原子,其规律是“见双键,四个碳,无双键,两个碳”画线断开,然后将半键闭合,即将单双键互换,直接合成该高聚物的物质为:CH2=CH−CN、CH2=CH−CH=CH2、,工程塑料ABS树脂可由3种单体通过加聚反应制得,故D错误;
故选:B。
本题考查了高聚物的形成高效、单体分析判断,物质组成和结构特征等知识点,注意区分加聚反应和缩聚反应,题目难度不大。
2.【答案】C
【解析】聚合物中聚合度不同,属于混合物。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查有机物的结构和性质,侧重于考查根据聚合反应产物判断其单体的方法,题目难度中等,解题根据是明确高分子化合物为加聚反应还是缩聚反应产物,然后根据反应特点找出单体即可。
【解答】
① 为加聚反应产物,其单体为苯乙烯,单体为一种物质,故①错误;
②,为加聚反应产物,其单体为2−氯−1,3−丁二烯,单体为一种物质,故②错误;
③为缩聚反应产物,其单体为苯酚和甲醛两种物质,故③正确;
④ 为加聚反应产物,其单体为乙烯和丙烯两种物质,故④错误;
⑤为缩聚反应产物,其单体为乙二醇和对二苯甲酸,故⑤正确;
故选C。
4.【答案】C
【解析】高聚物…—CH2—CH2—CH2—…是含有双键的物质通过加聚反应形成的,该高聚物中没有支链,所以是由乙烯加聚得到的。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,把握有机物官能团与性质的关系为解答的关键,难度不大。
【解答】
A.由和Y反应制得,同时生成CH3OH,则Y的结构简式为,Y的分子结构中有2个酚羟基,故A正确;
B.Y的分子式为C15H16O2,故B错误;
C.CH3OH中有2种不同化学环境的H原子,故核磁共振氢谱有2个吸收峰,故C正确;
D.X()的同分异构体能与NaHCO3溶液反应产生气体,说明含有羧基,符合条件的结构简式是、CH3CH(OH)COOH、CH3OCH2COOH、CH3CH2OCOOH,共有4种,故D正确。
6.【答案】C
【解析】A错,聚氨酯分子里每个链节都有2个肽键,整个分子里有2n个肽键;
B错,HOCH2CH2OH分子有—OH,聚氨酯分子长链的“OCH2CH2O”端也有—OH;
C对,合成聚氨酯的化学反应可看作“H—O”与“N=C”的加成反应,属于加聚反应;
D错,聚氨酯中有sp3原子轨道杂化的原子是“NH”中的N和“CH2”中的C。
7.【答案】C
【解析】由X的链节结构知,其为线型高分子化合物,是缩聚产物,且高分子化合物均是混合物,故A、B、D项错误。
8.【答案】D
【解析】PET由对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成,其名称为聚对苯二甲酸乙二酯,A、B正确;
PET由对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成,则PET含有羧基、羟基和酯基,其单体为对苯二甲酸、乙二醇,不含芳香烃,C正确,D错误。
9.【答案】A
【解析】A错,PBT为线型高分子,具有热塑性,受热能熔化。
B、C对,PBT主链上有端基原子或原子团,说明它是缩聚反应的产物,将主链酯基中的碳氧单键断开,分别加上羟基和氢原子,得高聚物的单体为对苯二甲酸和丁二醇。
D对,1ml PBT水解得和n ml HO—CH24—OH,能与2nml NaOH发生中和反应。
10.【答案】A
【解析】A错,PMTA分子和PPTA分子的聚合度n与m不同,分子式不同,不属于同分异构体。B对,苯环上的两个取代基处于间位的为“1313”、处于对位的为“1414”。C对,—CONH—在强酸或强碱条件下可发生水解反应。D对,前者的—NH2脱H、后者脱—X,发生缩聚反应生成PPTA。
11.【答案】C
【解析】根据该高分子化合物的结构简式可知,它是加聚反应的产物,其单体是CH2=CHCOOCH3,A、B不正确,C正确;它燃烧后产生CO2和H2O的物质的量之比为4:3,D不正确。
12.【答案】C
【解析】略
13.【答案】A
【解析】A错,PMIA分子和PPTA分子的链节不同,聚合度n与m不同,故分子式不同,不属于同分异构体。
B对,苯环上的两个取代基处于间位的为“1313”、处于对位的为“1414”,则“芳纶1313”“芳纶1414”中的数字表示苯环上取代基的位置。
C对,—CONH—(肽键)在强酸或强碱条件下可发生水解反应。
D对,前者的—HH2脱H、后者脱—X发生缩聚反应生成PPTA.
14.【答案】D
【解析】A对,该高聚物为在一定条件下发生加聚反应生成的。B对,由结构简式可知,高聚物的分子式表示为C4nH6nO2n,1 ml高聚物在氧气中完全燃烧生成4n ml二氧化碳和3n ml水。C对,该高聚物的单体为。D错,该高聚物和乙酸乙酯结构不相似,不互为同系物。
15.【答案】A
【解析】由聚合物片段可知,该物质由多个形成,所以聚合物的结构简式可以表示为,故A正确;氢键影响高分子的物理性质,如溶解性、熔点、沸点等,故B错误;发生加聚反应生成,故C错误;形成该聚合物的单体为,有5种不同化学环境的氢原子,故D错误。
16.【答案】(1);CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
(2)向下
(3)硫酸铜溶液
(4)溶液褪色; CH≡CH+Br2→CHBr=CHBr;能
【解析】
【分析】
本题考查乙炔的制备实验,难度一般,理解制备原理、装置作用是解题关键。
【解答】
(1)电石的主要成分为CaC2,其电子式为,其与饱和食盐水反应生成乙炔和氢氧化钙,化学方程式为:CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2。
(2)根据连通器原理,向上提拉A管, A管液面下降,右侧管内液面上升,与电石接触发生反应;向下移动A管,A管中液面上升,右侧管内液面下降,饱和食盐水与电石不再接触,反应停止。
(3)H2S、PH3等具有还原性,会影响乙炔的检验,可以利用硫酸铜溶液除去。
(4)乙炔和Br2发生加成反应使Br2的CCl4溶液褪色,少量溴单质与足量乙炔反应,发生不完全的加成反应,发生的主要反应的化学方程式为CH≡CH+Br2→CHBr=CHBr,产物1,2−二溴乙烯含有碳碳双键,可以发生加聚反应。
17.【答案】(1)水浴; 维持反应速率,并减少HNO3的挥发及分解,减少副反应的发生;
(2)吸收HNO3被还原生成的氮氧化物,防止污染空气;
(3)加快过滤速度,减少过滤过程中产品的变质,得到较干燥的产品;
(4)除去残留的HNO3,减小己二酸的损失;
(5)58.9;
(6)nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH→或一定条件催化剂+(2n−1)H2O。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是有机物的制备、提纯和应用,意在考查学生的实验分析能力、评价能力和知识应用能力,题目涉及己二酸的制备实验装置分析判断,实验基本操作,产率的计算、缩聚反应方程式书写,解题的关键是根据实验装置特点和题干信息理解实验的原理。
【解答】
(1)反应需维持温度在85∼90℃,最好采取水浴加热控温,环己醇用硝酸氧化可得到已二酸,硝酸易挥发,所以控制反应温度为85℃~90℃可以既保持有较高的反应速率并减少HNO3的挥发及分解,
故答案为: 水浴;维持反应速率,并减少HNO3的挥发及分解,减少副反应的发生;
(2)装置右侧烧杯中的NaOH 溶液的作用是:吸收HNO3被还原生成的氮氧化物,防止污染空气 ,
故答案为:吸收HNO3被还原生成的氮氧化物,防止污染空气;
(3)相比于普通过滤,抽滤的优点在于: 加快过滤速度,减少过滤过程中产品的杂质,得到较干燥的产品,
故答案为: 加快过滤速度,减少过滤过程中产品的变质,得到较干燥的产品;
(4)产品己二酸中含有硝酸等杂质,己二酸在水中的溶解度随温度降低而减小,可用冰水洗涤,除去硝酸,减小己二酸的损失,
故答案为:除去残留的HNO3,减小己二酸的损失;
(5)设理论上生成己二酸的质量为x,
100 146
1.000g x
1001.000g=146x,解得,x=1.460g,
所有己二酸的产率为×100%=58.9%,
故答案为:58.9;
(6) 工业上用己二酸与乙二醇反应形成链状高分子化合物,反应的化学方程式为nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH→或一定条件催化剂+(2n−1)H2O,
故答案为:nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH→或一定条件催化剂+(2n−1)H2O。
18.【答案】(1)C8H10 ;醛基、醚键
(2)
(3)消去反应
(4)n →一定条件 CH2−CH=CH−CH=CH−CH=CH−CH2
(5)4
(6)
【解析】
【分析】
本题考查有机合成与推断,涉及有机物的分子式、官能团、同分异构的书写、合成路线的设计等,难度一般,掌握有机物的结构和性质为解题关键。
【解答】
(1)根据结构简式可知,1,3,5,7−辛四烯的分子式为C8H10;根据A的结构简式可知,A所含含氧官能团有醛基、醚键。
(2)从图中各物质之间的转化关系可知,D到E发生取代反应,乙醇中的−OCH2CH3取代D中的与O相邻的碳原子上的溴原子,所以E的结构简式为。
(3)对比反应前后物质的结构简式可知,I→J的反应为醇羟基的消去反应。
(4)在一定条件下可以发生加聚反应,合成无支链的链状有机高分子,反应的化学方程式为:n →一定条件
CH2−CH=CH−CH=CH−CH=CH−CH2。
(5)G的分子式为C5H8O2,G的同分异构体与碳酸氢钠溶液反应产生气体,说明含有−COOH,不能使溴水褪色,说明没有碳碳双键,则符合条件的同分异构体有:
、、、,共4种。
(6)利用信息中的反应及H→I可增长碳链知,CH3CHO与HCHO反应生成CH2=CHCHO,然后再与乙醛反应生成,再与反应生成,最后发生消去反应生成目标产物,合成路线为。
19.【答案】(1)AB
(2)
(3)
【解析】(1)A项,由题给长效缓释阿司匹林的结构简式可知,该物质为高分子化合物,正确;
B项,长效缓释阿司匹林属于酯类,发生水解反应释放出阿司匹林,起到延长药效的作用,正确;
C项,两者发生的是酯化反应,错误;
D项,载体与阿司匹林的结构不同,因此无阿司匹林的药效,错误。
(2)该反应为水解反应,。
(3)是载体,可由发生加聚反应生成。
20.【答案】Ⅰ.(1)CH3COOH (2)75% (3)淀粉 (4)Na
Ⅱ.(1)C4H6O5 (2)33.6 (3)ABCD
【解析】略
名称
芳纶1313(PMTA)
芳纶1414(PPTA)
结构简式
名称
芳纶1313(PMIA)
芳纶1414(PPTA)
结构简式
名称
相对分子质量
密度(20℃)
g/cm3
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解度S(g100g溶剂)
水
乙醇
乙醚
环己醇
100
0.96
25.2
161
微溶
可溶
易溶
己二酸
146
1.36
151
265
可溶(S随温度
降低而减小)
易溶
微溶
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