5.2 高分子材料 同步练习（答案） -2024-2025高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第五章　第二节 高分子材料
A组·基础达标
1.(2024·湖南长沙宁乡第五高级中学期中)2024年春节，汕头文化旅游不断“出圈”，下列有关材料属于有机合成纤维的是 (　　)
A.东海岸风筝尼龙线 B.潮阳英歌舞木棍
C.汕头烟花表演邮轮金属外壳 D.无人机表演碳纤维机翼
2.(2024·河北卷)高分子材料在各个领域中得到广泛应用。下列说法错误的是 (　　)
A.聚乳酸可用于制造医用材料
B.聚丙烯酰胺可发生水解反应
C.聚丙烯可由丙烯通过缩聚反应合成
D.聚丙烯腈纤维可由丙烯腈通过加聚反应合成
3.用高分子塑料骨钉取代钛合金骨钉是医学上的一项新技术，这种塑料骨钉不仅具有相当强度，而且可在人体内水解，使骨科病人免遭拔钉的痛苦。合成这种塑料骨钉的原料能与强碱溶液反应，也能在浓硫酸条件下形成环酯。则合成这种塑料骨钉的原料可能是 (　　)
A.CH2CH—CH2Cl B.CH2CH—COOH
C.CH3—CH(OH)—COOH D.H2N—CH2—COOH
4.(2023·河南南阳方城第一高级中学段考)合成高分子材料用途广泛、性能优异，其功能与分子结构有密切的关系。下面是几种高分子材料的结构简式，有关说法不正确的是 (　　)
A.甲是天然橡胶的主要成分，易老化，能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.乙是由两种单体形成的网状高分子化合物，具有热塑性
C.丙与NaOH溶液在一定条件下反应，生成高吸水性树脂
D.丁是合成纤维中目前产量第一的聚酯纤维，可由两种单体缩聚合成
5.高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化，下列材料不属于功能高分子材料的是 (　　)
A.用于生产光盘等产品的光敏高分子材料
B.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C.用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D.用于导电的碘掺杂聚乙炔
6.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乙烯
C.聚氯乙烯在建筑材料、人造革、管材、食品包装膜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、聚苯乙烯等可减缓“白色污染”
7.(2024·贵州黔东南州二模)中国科学院大连化学物理研究所和西湖大学合作合成出一种新的高分子材料(如图所示，硫原子连接的波浪线代表键延长)。下列叙述错误的是 (　　)
A.X中的含氧官能团是酯基
B.X的水解产物之一是
C.Y是线型结构高分子材料，具有热塑性
D.Y在碱性介质中能降解
8.(2024·福建福州第一中学质检)高分子M广泛用于牙膏、牙科黏合剂等口腔护理产品，合成路线如图：
下列说法错误的是 (　　)
A.试剂a是甲醇，B分子中可能共平面的原子最多有8个
B.化合物B的核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为3∶2∶1
C.用于合成化合物C的原料丁烯二酸可以是顺丁烯二酸，也可以是反丁烯二酸
D.合成M的聚合反应是加聚反应
9.有机玻璃是一种重要的塑料，有机玻璃的单体A(C5H8O2)不溶于水，并可以发生以下变化：
已知：C分子中有2个甲基。
请回答：
(1)B分子中含有的官能团是____________。
(2)由B转化为C的反应属于________(填序号)。
①氧化反应　②还原反应　③加成反应　④取代反应
(3)C的一氯代物D有两种，C的结构简式是________________。
(4)由A生成B的化学方程式是___________________________________________。
(5)有机玻璃的结构简式是 。
B组·能力提升
10.(2024·浙江金丽衢十二校联考)维纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的商品名，可用于生产服装、绳索等，其合成路线如下。下列说法正确的是 (　　)
A.物质A中所有碳原子一定在同一平面
B.1 mol物质B完全水解需消耗1 molNaOH
C.物质C难溶于水
D.过程③经历了加成、取代两步反应
11.(2024·广东四校联考)W是一种高分子功能材料，在生产、生活中有广泛应用。一种合成W的路线如图。
已知：
请回答下列问题：
(1)D的名称是__________。G中官能团名称是__________。
(2)已知E的分子式为C8H8O2，F的结构简式为__________。
(3)G→W的反应类型为__________。
(4)M是G的同分异构体，同时满足下列条件的结构有__________种(不考虑立体异构)。
①遇氯化铁溶液能发生显色反应；②能与NaHCO3反应产生气体。
其中核磁共振氢谱上有5组峰且峰的面积比为1∶2∶2∶2∶1的结构简式为________。
(5)设计以2，3-二氯丁烷()、丙烯醛(CH2CHCHO)为原料合成苯甲醛的合成路线 (无机试剂任选)。
12.化学纤维是传统三大合成高分子材料之一，其中的涤纶和维尼纶至今仍在纺织业中作为重要的原料。涤纶、维尼纶的结构简式如下：
涤纶(分子链两端连接的H—、—O—CH2—CH2—OH是链的终止基团)：
维尼纶：(链的终止基团已被省略)
工业上用煤、石油等综合利用的产物生产涤纶和维尼纶，下面是合成所需基本原料的制备方法：
已知：A为碳单质，B、C、E、G、H通常情况下为气体。合成流程如下：
合成涤纶：M涤纶
合成维尼纶：GNO维尼纶
又知CH3COOCH2CH3＋CH3OHCH3COOCH3＋CH3CH2OH
回答下列问题：
(1)G与L反应生成N的反应类型是__________________。
(2)合成涤纶的流程中，可以重复利用的物质的名称是____________。
(3)高分子O______(填“能”或“不能”)溶于水，原因是____________________。
(4)写出O与E反应生成维尼纶的化学方程式：____________________。
参考答案
【A组——基础达标】
1．【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】C　【解析】原料能发生酯化反应形成环酯，说明分子中含有—OH、—COOH，C正确。
4.【答案】B　【解析】甲是天然橡胶的主要成分，甲中含有碳碳双键，易老化，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；乙是酚醛树脂，是苯酚和甲醛在酸催化下发生缩聚反应生成的，该高分子化合物具有线型结构，从而具有热塑性，B错误；丙中含有酯基，丙与氢氧化钠溶液反应生成和CH3OH，是高吸水性树脂，C正确；丁是涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯)，涤纶中含酯基，是合成纤维中目前产量第一的聚酯纤维，是由对苯二甲酸和乙二醇缩聚生成的，D正确。
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】C　【解析】由题干有机物X的结构简式可知，X中的含氧官能团是酯基—COO—，A正确；由题干有机物X的结构简式可知，X分子中的3个酯基完全水解之后的水解产物之一是，B正确；由题干有机物Y的结构简式可知，Y是体型结构即空间网状结构的高分子材料，不具有热塑性，而具有热固性，C错误；由题干有机物Y的结构简式可知，Y中含有酯基，故Y在碱性介质中能降解，生成小分子物质，D正确。
8.【答案】C　【解析】CH≡CH与试剂a发生加成反应生成B，HOOCCHCHCOOH分子内脱水生成C，B和C发生聚合反应生成M，根据高分子M的结构简式可知，M的单体为CH2CH—O—CH3和，由此可知B为CH2CH—O—CH3，C为，则试剂a为CH3OH，名称是甲醇，化合物B为CH2CH—O—CH3，可能共平面的原子最多有8个，A正确；物质B的结构简式是CH2CHOCH3，核磁共振氢谱有三组峰，峰面积比为3∶2∶1，B正确；丁烯二酸存在、顺反异构，但反丁烯二酸不容易失水形成酸酐，主要是因为其两个羧基在空间上处于异侧的位置，这种空间位置关系导致其不易脱水成酐，相比之下，顺丁烯二酸的两个羧基在空间上处于同侧的位置，因此很容易分子间脱水形成酸酐，应该用顺丁烯二酸为原料，C错误；聚合物M是由CH2CH—O—CH3和中的双键上发生加成聚合反应得到的，D正确。
9.【答案】(1)碳碳双键、羧基　(2)②③
(3)(CH3)2CHCOOH
(4)CH2C(CH3)COOCH3＋H2OCH3OH＋CH2C(CH3)COOH
(5)
【B级——能力提升】
10.【答案】D　【解析】物质A中存在碳碳双键结构，除碳碳双键外剩余的碳都是以单键的形式相连，可以旋转到同一个平面，也可以不在一个平面，则物质A中所有碳原子不一定在同一平面，A错误；1 mol物质B中含n mol酯基，完全水解需消耗n mol NaOH，B错误；物质C中含羟基，羟基为亲水基团，则物质C可溶于水，C错误；过程③醛基发生了加成反应，同时通过取代反应形成了醚键，D正确。
11.【答案】(1)对甲基苯甲醛(或4-甲基苯甲醛)　羟基、羧基
(2)　(3)缩聚反应
(4)13　
(5)
【解析】A和B发生已知反应生成C，C发生氧化反应生成D，比较D与G的结构简式，结合反应条件，可确定F为，E为，则W为。
(1)D的名称是对甲基苯甲醛(或4-甲基苯甲醛)；G为，官能团名称是羟基、羧基。(2)E的分子式为C8H8O2，E为，由分析可得出，E中甲基上的一个H被Cl取代生成F，则F的结构简式为。(3)G中羟基和羧基发生缩聚反应，生成W和水，G→W的反应类型为缩聚反应。(4)M是G的同分异构体，同时满足条件：“①遇氯化铁溶液能发生显色反应；②能与NaHCO3反应产生气体”则同分异构体分子中可能含有—OH和—CH2COOH，两取代基可能位于邻、间、对位，共3种；可能含有—OH、—CH3、—COOH三种取代基，其可能结构为、、、、、、、、、，共10种，所以共有同分异构体13种，其中核磁共振氢谱上有5组峰且峰的面积比为1∶2∶2∶2∶1的结构简式为。(5)需利用题给信息，将转化为，再与CH2CHCHO加成，最后脱氢形成苯环，合成路线：
。
12.【答案】(1)加成反应　(2)甲醇　(3)能　分子链中有许多亲水基(—OH)
(4)＋nHCHO
nH2O＋
【解析】 因为涤纶结构中存在酯基，故它属于通过缩聚反应形成的高分子酯类物质，其单体是二元醇与二元酸，结合其组成知，最终合成涤纶的两种单体是乙二醇和对苯二甲酸；维尼纶结构中没有特征的官能团，它属于加聚产物。
根据题目中原料生产流程图中信息知：单质A在高温下能够与水蒸气和氧化钙反应，故F为CaC2，G为乙炔；B、C为CO和氢气中的一种，二者反应的产物能够在铜、氧气作用下反应，且D能够与羧酸发生酯化反应，所以D为甲醇，E为甲醛。对苯二甲酸和甲醇反应的产物M应是对苯二甲酸二甲酯，根据涤纶的结构简式可知J为乙二醇，它和M发生酯交换反应生成了涤纶，J由H合成，由此可知H为乙烯，I为1，2-二溴乙烷，K为乙醇，L为乙酸。
由反推N为CH2CHOOCCH3；在NaOH溶液中发生水解反应生成CH3COOH与物质O(结构简式为)，由碳原子守恒知2分子物质O与1分子甲醛发生反应就可得到维尼纶(结合氢、氧原子守恒知还有水生成)。