第5章　第1节　合成高分子的基本方法

第五章合成高分子第一节合成高分子的基本方法课后·训练提升基础巩固1.下列说法中正确的是()。A.油脂是高级脂肪酸甘油酯,其相对分子质量较大,所以是有机高分子B.聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的,所以聚乙烯和乙烯的化学性质相同C.聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的,但是聚乙烯的基本结构和乙烯的结构不同D.一块无色透明塑料的成分是聚乙烯,所以是纯净物,有固定的相对分子质量答案:C解析:油脂的相对分子质量只有几百,而有机高分子的相对分子质量一般高达104~106,所以油脂不是有机高分子,A项错误;乙烯在发生加聚反应时,碳碳双键打开,所以聚乙烯分子中没有碳碳双键,只含有单键,因此两者的结构和化学性质都不相同,B项错误、C项正确;塑料的组成成分是聚乙烯,由于合成聚乙烯所用的乙烯分子的数目不同,聚合度不同,所以塑料不是纯净物,而是混合物,D项错误。2.下列有机化合物自身,既能发生加聚反应,又能发生缩聚反应的是()。A.B.C.D.答案:B解析:能发生加聚反应的有机化合物应含有、—C≡C—等,能发生缩聚反应的有机化合物应含有—NH2与—COOH、—OH与—COOH或酚羟基与醛基等。3.某聚合物的结构简式如图:下列分析正确的是()。A.它是缩聚反应的产物B.其单体是CH2CH2和HCOOCH3C.其单体为CH2CHCOOCH3D.它燃烧后产生CO2和H2O的物质的量之比为1∶1答案:C解析:据该高分子的结构简式可知,它是加聚反应的产物,其单体是CH2CHCOOCH3,A、B项不正确,C项正确;它燃烧后产生CO2和H2O的物质的量之比为4∶3,D项不正确。4.下列说法正确的是()。A.氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃B.聚苯乙烯的结构简式为C.氯乙烯制取聚氯乙烯的反应为nCH2CHClD.乙烯和聚乙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色答案:C解析:聚乙烯分子中不含碳碳双键,A项错误;聚苯乙烯的结构简式为,B项错误;聚乙烯分子中不含碳碳不饱和键,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项错误。5.某聚合物可表示为,下列有关叙述不正确的是()。A.该聚合物是通过加聚反应生成的B.合成该聚合物的单体有三种C.1mol该物质能与1molH2加成,生成不含的物质D.该聚合物能被酸性高锰酸钾溶液氧化答案:C解析:合成该聚合物的单体有、CH3—CHCH2、CH2CH2,它们通过加聚反应而生成此聚合物,故A、B项正确;1mol聚合物分子结构中含nmol碳碳双键,能与nmolH2发生加成反应,故C项错误;聚合物中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故D项正确。6.下列反应方程式书写正确的是()。A.用对苯二甲酸与乙二醇合成涤纶,+n2nH2O+B.由丙烯合成聚丙烯:nCH2CHCH3CH2—CH2—CH2C.实验室用液溴和苯在催化剂作用下制溴苯:2+Br22D.用银氨溶液检验乙醛中的醛基:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COO-+NH4++3NH3+2Ag↓+H2答案:D解析:对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应合成涤纶的化学方程式为+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O,故A项错误;由丙烯合成聚丙烯反应的化学方程式为nCH2CHCH3,故B项错误;液溴与苯在催化作用下反应生成溴苯和HBr,反应的化学方程式为+Br2+HBr,故C项错误;银氨溶液与乙醛发生银镜反应,反应的离子方程式为CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COO-+NH4++3NH3+2Ag↓+H2O,故D项正确。7.合成高分子金属离子螯合剂的反应:下列说法不正确的是()。A.聚合物应避免与碱性物质(如NaOH)长期接触B.聚合物的合成反应为缩聚反应C.1mol聚合物与足量银氨溶液作用可析出2nmolAgD.通过质谱法测定其平均相对分子质量,可得其聚合度答案:C解析:聚合物结构中含有酚羟基,可与氢氧化钠反应,应避免与碱性物质(如NaOH)长期接触,故A项正确;该反应生成聚合物和小分子化合物H2O,为缩聚反应,故B项正确;聚合物分子结构中没有醛基,不能与银氨溶液反应析出银,故C项错误;通过质谱法,可测定聚合物相对分子质量,结合链节的相对分子质量,可计算聚合度,故D项正确。8.聚碳酸酯高分子材料PC的透光率好,可制作车、船、飞机的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘、唱片等,其合成反应为:++(2n-1)W下列说法不正确的是()。A.W是甲醇B.的分子式为C15H18O2C.的核磁共振氢谱有4组吸收峰D.合成PC的反应为缩聚反应答案:B解析:根据原子守恒知,W为CH3OH,A项正确;的分子式为C15H16O2,B项不正确;结构对称,有4种氢原子,所以核磁共振氢谱有4组吸收峰,C项正确;根据原子守恒知,W为CH3OH,合成PC的反应生成高分子化合物的同时还生成小分子化合物CH3OH,所以为缩聚反应,D项正确。9.氯丁橡胶E()的合成路线如下:已知是不稳定结构。(1)氯丁橡胶E中官能团的名称是,其链节的结构简式为。

(2)②的反应条件和无机试剂是。

(3)若A为反式结构,用结构简式表示A的结构是。(4)④的化学方程式是。

(5)B的同分异构体有多种,写出属于酯类且能发生银镜反应的所有同分异构体的结构简式:。

答案:(1)碳氯键、碳碳双键—CH2C(Cl)CHCH2—(2)加热、NaOH水溶液(3)(4)HOCH2CHClCH2CH2OHCH2CCl—CHCH2+2H2O(5)HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2解析:1,3-丁二烯与氯气发生取代反应生成A,A发生卤代烃的水解反应生成B为HOCH2CHCHCH2OH,由氯丁橡胶的结构可知D为CH2CCl—CHCH2,从B到D,引入了一个氯原子,且碳碳双键由一个增加到两个,因是不稳定结构,故可以先使B与HCl发生加成反应生成C,再通过醇的消去反应生成D,所以C的结构简式是CH2OHCHClCH2CH2OH。(1)根据氯丁橡胶的结构简式可知其官能团为碳氯键、碳碳双键;链节的结构简式为—CH2C(Cl)CHCH2—。(2)反应②为卤代烃的水解反应,反应条件为加热,需要用NaOH水溶液。(3)两个相同的原子或原子团排列在双键的两侧称为反式异构,所以A的反式结构简式为。(4)C为HOCH2CHClCH2CH2OH,D为CH2CCl—CHCH2,所以反应④为消去反应,化学方程式为HOCH2CHClCH2CH2OHCH2CCl—CHCH2+2H2O。(5)B为HOCH2CHCHCH2OH,其同分异构体属于酯类且能发生银镜反应的同分异构体应为甲酸形成的酯类,结构简式为HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2。10.工业中很多重要的原料都是来源于石油化工,回答下列问题。(1)丙烯酸中含氧官能团的名称为,反应①~⑥中属于取代反应的是。

(2)写出下列反应的化学方程式。反应①的化学方程式;反应类型。

反应④的化学方程式;反应类型。

(3)若用90gC和138gB在一定条件下反应生成80g乙酸乙酯,则乙酸乙酯的产率为(用百分数表示,保留一位小数)。

(4)下列关于CH2CH—COOH的说法正确的是。

①与CH3CHCHCOOH互为同系物②可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体③在一定条件下可以发生取代、加成、氧化反应④与HCl加成只能生成一种物质答案:(1)羧基①⑤⑥(2)+HO—NO2+H2O取代反应nCH2CHCOOH加聚反应(3)60.6%(4)①②③解析:(1)由图中可知丙烯酸的结构简式为CH2CHCOOH,故其中含氧官能团的名称为羧基。反应①为+HO—NO2+H2O,属于取代反应;反应②为CH2CH2+H2OCH3CH2OH,属于加成反应;反应③为乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,属于氧化反应;反应④为nCH2CHCOOH,属于加成聚合反应;反应⑤为CH2CHCOOH+CH3CH2OHCH2CHCOOCH2CH3+H2O,属于酯化反应(取代反应);反应⑥为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O,属于酯化反应(取代反应),故反应①~⑥属于取代反应的是①⑤⑥。(3)根据B和C的反应进行计算,CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O60 46 88 1890g 138g x解得x=132g,实际生成80g乙酸乙酯,则乙酸乙酯的产率为80g132g(4)①CH2CH—COOH与CH3CHCHCOOH两者均含有一个碳碳双键和一个羧基,故结构相似,组成上相差一个—CH2—原子团,故互为同系物,①正确;②CH2CH—COOH中含有羧基,故可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体,②正确;③CH2CH—COOH中含有羧基,在一定条件下可以发生酯化反应,即取代反应,又含有碳碳双键,在一定条件下可以发生加成、氧化反应,③正确;④CH2CH—COOH与HCl加成可生成ClCH2CH2COOH和CH3CHClCOOH两种产物,④错误。能力提升1.标准医用口罩的中间过滤层一般使用聚丙烯纤维制成的熔喷布。下列说法正确的是()。A.废弃口罩直接丢弃,不会造成环境污染B.聚丙烯能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色C.等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧,消耗O2的量相等D.聚丙烯纤维和光导纤维都属于有机高分子答案:C解析:废弃口罩直接丢弃会造成环境污染。首先废弃口罩上可能有细菌和病毒,其次口罩中含有聚丙烯纤维等高分子材料,在自然界中难以降解,因此会造成环境污染,A项错误;聚丙烯中不含碳碳双键,因此不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,B项错误;丙烯和聚丙烯最简式相同,均为CH2,因此等质量的丙烯和聚丙烯中C和H的物质的量相等,故完全燃烧时消耗O2的量相等,C项正确;聚丙烯纤维属于有机高分子,但光导纤维是SiO2,属于无机非金属材料,D项错误。2.线型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如下:其单体可能是()。①②③CH2CH—CHCH2④⑤⑥A.②③⑥B.②③⑤C.①②⑥D.①④⑥答案:B解析:分析其链节可知,链节中主碳链为8个碳原子,含有一个碳碳双键结构时,其单体为一种二烯烃,两种单烯烃;按如图方式断键(只画出碳骨架),可得其单体为、CH2CH—CHCH2和,尤其是找第3种单体时,注意—CH3与—CHCH2在环上相对“N”的位置。即单体为②③⑤。3.为扩大现有资源的使用效率,常在一些油品中加入降凝制剂J,以降低油料的凝固点,扩大燃料油的使用范围。已知J是一种高分子:下列有关说法正确的是()。A.J是由2种单体缩聚而成的B.J是由2种单体加聚而成的C.J没有可燃性D.J属于纯净物答案:B解析:由高分子J可推出其单体为、,故J是由2种单体加聚而成的,A项错误、B项正确;J有可燃性,C项错误;高分子都是混合物,D项错误。4.PET(,M链节=192g·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:以酚酞作指示剂,用amol·L-1NaOH醇溶液滴定bgPET端基中的羧基至终点(现象与水溶液相同),消耗NaOH醇溶液cmL。下列说法不正确的是()。A.PET塑料是一种可降解高分子材料B.滴定终点时,溶液变为浅红色C.合成PET的一种单体是乙醇的同系物D.PET的平均聚合度n≈1答案:C解析:PET塑料是聚酯类高分子,可发生水解反应生成HOCH2CH2OH和,故A项正确;用NaOH醇溶液滴定PET端基中的羧基,恰好反应完时生成羧酸钠,显弱碱性,使酚酞溶液显浅红色,B项正确;的单体为HOCH2CH2OH和,乙二醇中有两个羟基,在组成上与乙醇也没有相差—CH2—的整数倍,故乙二醇与乙醇不是同系物,故C项错误;NaOH醇溶液只与PET端基中的羧基反应,n(NaOH)=ac×10-3mol,则PET的物质的量也等于ac×10-3mol,则PET的平均摩尔质量=bgac×10-3mol=1000macg·5.PMMA是一种具有较好的透明性、化学稳定性、易染色、易加工、外观优美的塑料,在建筑业中有着广泛应用,分子式是(C5H8O2)n。一种从原料X(C4H8)合成PMMA的路线如图所示:请回答:(1)原料X的结构简式为。

(2)②的反应类型是。F中含有的官能团名称是。

(3)写出④的化学方程式。

(4)D的同分异构体中,能发生银镜反应、水解反应和酯化反应的同分异构体有种。(5)已知(其中R、R'均代表烃基)。若以丙烯为原料,利用上述信息设计合成中间体D,在得到D的同时也得到了另一种有机副产物M,则M可能的结构简式是。

答案:(1)CH2C(CH3)2(2)取代反应或水解反应酯基、碳碳双键(3)(CH3)2C(OH)CHO+2[Ag(NH3)2]OH(CH3)2C(OH)COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O(4)5(5)CH3CH2CH(OH)COOH解析:(1)根据F与G的分子式可知,F发生加聚反应生成G,F为G的单体,结合合成路线中的信息可知,F中含有碳碳双键,由E与甲醇在浓硫酸催化下发生酯化反应生成F,根据分子式可知,E的分子式为C4H6O2,D在浓硫酸催化下发生消去反应生成E,根据逆推法可知,D为(CH3)2C(OH)COOH,E为CH2C(CH3)COOH,F为CH2C(CH3)COOCH3,则C为(CH3)2C(OH)CHO,B为(CH3)2C(OH)CH2OH,A为(CH3)2CBrCH2Br,X的分子式为C4H8,能与溴的四氯化碳发生反应,则X为烯烃,X为CH2C(CH3)2。(2)②是(CH3)2CBrCH2Br在氢氧化钠的水溶液中发生水解反应,也属于取代反应,生成(CH3)2C(OH)CH2OH、溴化钠和水,反应类型是取代反应或水解反应;F为CH2C(CH3)COOCH3,含有的官能团名称是酯基和碳碳双键。(3)反应④是(CH3)2C(OH)CHO在银氨溶液中反应生成(CH3)2C(OH)COONH4、银、氨气和水,反应的化学方程式为(CH3)2C(OH)CHO+2[Ag(NH3)2]OH(CH3)2C(OH)COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。(4)D为(CH3)2C(OH)COOH,其同分异构体中,能发生银镜反应、水解反应和酯化反应的同分异构体有HCOOCH(OH)CH2CH3、HCOOCH2CH(OH)CH3、HCOOCH2CH2CH2OH、HCOOCH(OH)(CH3)2、HCOOCH(CH3)CH2OH共5种。(5)以丙烯为原料,与HBr加成,最终制得有机物D()的反应步骤为丙烯与HBr加成得到2-溴丙烷,然后依次发生水解、催化氧化得到丙酮,丙酮再与HCN反应,最后在H+/H2O的作用下得到D;但丙烯与HBr加成时还有另一产物:1-溴丙烷,1-溴丙烷发生水解、催化氧化时得到丙醛,丙醛再与HCN反应,最后在H+/H2O的作用下可得到副产物M,其结构简式应为CH3CH2CH(OH)COOH。过关检测一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分)1.下列物质中,不属于合成材料的是()。A.合成纤维 B.天然橡胶C.塑料 D.合成橡胶答案:B解析:有机合成材料是指人工利用有机高分子化合物制成的材料,主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶等。天然橡胶属于天然材料,故B项符合题意。2.手术缝合线、人造器官等人体用的功能高分子要求无毒且与人体有较好的相容性。根据有关化合物的性质及生物学知识可知,下列高分子不宜用作手术缝合线或人造器官材料的是()。A.聚乳酸 B.聚氨酯C.氯纶 D.聚乙烯醇答案:C解析:氯纶的分子中含有大量的氯原子,所以在使用过程中会逐渐释放出含氯的有毒物质,对人体有害,不能作手术缝合线或人造器官材料,C项不符合。3.不粘锅的内壁有一薄层为聚四氟乙烯的涂层,用不粘锅烹烧饭菜时不易粘锅、烧焦。下列关于聚四氟乙烯的说法正确的是()。A.聚四氟乙烯的化学活动性很强B.聚四氟乙烯分子中含有双键C.聚四氟乙烯的单体是不饱和烃D.聚四氟乙烯中氟的质量分数是76%答案:D解析:聚四氟乙烯分子中为碳碳单键,比较稳定,所以四氟乙烯化学活动性较弱,可用作不粘锅的涂层,故A项、B项错误;聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯,含有氟元素,不是烃类,故C项错误;聚四氟乙烯中氟的质量分数为4×19n4.下列对合成材料的认识不正确的是()。A.有机高分子化合物称为聚合物或高聚物,是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的B.的单体是HOCH2OH与C.聚乙烯()是由乙烯加聚生成的高分子化合物D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类答案:B解析:高分子化合物主要由小分子通过加聚、缩聚两类反应制得,A项正确;链节中含有酯基结构,从酯基中间断开,在酮羰基上加羟基,在氧原子上加氢原子得到其相应的单体羧酸和醇:与,B项错误;聚乙烯属于合成高分子化合物,C项正确;高分子材料按来源一般分为天然高分子材料和合成高分子材料,D项正确。5.预防疾病时,医学专家告诉我们对公共场所要进行消毒,毛巾、被褥等要放在太阳光下曝晒。这样做的目的主要是利用()。A.多糖水解B.蛋白质变性C.油脂水解D.氨基酸变性答案:B解析:太阳光中的紫外线能使蛋白质变性,能杀死毛巾、被褥等物品中的微生物。6.工业上合成有机化合物M的反应如下(反应条件已略去):n下列有关说法错误的是()。A.M的两种单体都属于烃B.M不能使溴水褪色C.上述反应的原子利用率为100%D.M属于高分子化合物答案:B解析:苯乙烯、1,3-丁二烯都是仅含碳、氢两种元素的化合物,属于烃,A项正确;M分子中含有碳碳双键,能够与Br2发生加成反应而使溴水褪色,B项错误;题述反应中,反应物原子全部转化为生成物,原子利用率为100%,C项正确;M属于高分子化合物,D项正确。7.科学家研制的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()与水的混合物,使其与沙粒结合,既能阻止地下的盐分上升,又能起到拦截、蓄积雨水的作用。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是()。①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2CHCOOR②聚丙烯酸酯没有固定的熔点、沸点③聚丙烯酸酯能发生加成反应④合成聚丙烯酸酯的反应属于缩聚反应A.③④B.①②C.①②③D.①②③④答案:B解析:①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2CHCOOR,①正确。②聚丙烯酸酯属于混合物,没有固定的熔点、沸点,②正确。③聚丙烯酸酯分子中没有碳碳双键,不能发生加成反应,③不正确。④合成聚丙烯酸酯的反应属于加聚反应,④不正确。8.某高分子材料的结构为。以下与此高分子材料相关的说法正确的是()。A.合成该高分子材料的反应是缩聚反应B.该高分子材料是由三种单体聚合而成的C.合成该高分子材料的部分单体不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色D.该高分子材料是网状结构高分子,具有热固性答案:B解析:根据该高分子化合物的结构简式可判断,该高分子化合物是加聚产物,根据碳碳单键变碳碳双键,碳碳双键变碳碳单键可知,自左向右的单体分别是CH2CHCN、CH2CHCHCH2、C6H5CHCH2,所以A项不正确,B项正确;单体分子中含有碳碳双键,能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,C项不正确;该高分子材料是线型结构高分子,具有热塑性,D项不正确。9.合成导电高分子化合物PPV的反应为n+n+(2n-1)HI下列说法正确的是()。A.PPV是聚苯乙烯B.该反应为加聚反应C.属于芳香烃D.1mol最多可与5molH2发生反应答案:D解析:聚苯乙烯的结构简式为,故A项错误;加聚反应的反应物完全转化为高分子化合物,没有小分子物质产生,该反应属于缩聚反应,故B项错误;含碘元素,不属于芳香烃,故C项错误;分子中含1个苯环、2个碳碳双键,故1mol该物质最多可与5molH2发生加成反应,故D项正确。10.工业上制备PVC(聚氯乙烯)的一种合成路线如下,下列说法错误的是()。A.X的球棍模型为B.Y有1种结构C.反应②为缩聚反应D.PVC的结构简式为答案:C解析:根据X的分子式C2H2可知X为乙炔,故其球棍模型为,A项正确;根据题干流程图可知,Y为氯乙烯,其结构只有1种,B项正确;根据题干流程图可知,反应②为nCH2CHCl,该反应属于加聚反应,C项错误;根据C的分析可知,PVC的结构简式为,D项正确。11.科学家偶然发现米虫吃塑料,受此启发进行了系列实验,证实黄粉虫的肠道微生物可降解聚苯乙烯(PS),蜡虫可降解聚乙烯(PE)。聚苯乙烯在虫肠内降解的示意图如下。下列说法正确的是()。A.在虫肠内微生物作用下,聚苯乙烯断裂碳碳双键B.在虫肠内微生物作用下,聚苯乙烯直接降解为CO2分子C.在虫肠内微生物作用下,聚苯乙烯发生降解,相对分子质量降低D.聚乙烯与聚苯乙烯是同系物,具有烯烃的性质答案:C解析:聚苯乙烯分子结构中已经不存在碳碳双键,无法断裂碳碳双键,A项错误;根据图示可知,聚苯乙烯先降解为低分子中间产物,最后降解为CO2分子,B项错误;聚苯乙烯是高分子,发生降解后,变为小分子的物质,相对分子质量变小,C项正确;聚乙烯与聚苯乙烯两者结构不相似,不是同系物,且两者中已经没有碳碳双键,不再具备烯烃的性质,D项错误。12.某高分子化合物R的结构简式为,下列有关R的说法正确的是()。A.R的单体之一的分子式为C9H10O2B.R完全水解后生成物均为小分子有机物C.通过加聚反应和缩聚反应可以生成RD.碱性条件下,1molR完全水解消耗NaOH的物质的量为2mol答案:C解析:A项,根据R的结构可推断出其单体的结构简式及分子式分别为、HOCH2CH2OH(C2H6O2)、(C9H10O3);B项,R完全水解后的产物为1种高聚物、乙二醇和;C项,通过R的结构可知左边的片段是由碳碳双键发生加聚反应生成的,右边的片段通过缩聚形成酯基;D项,R为聚合物,1molR含有的酯基数大于2mol。13.合成腈纶的单体是丙烯腈,它可由以下两种方法制备:方法一:CaCO3CaOCaC2CH≡CHCH2CH—CN方法二:2CH2CH—CH3+2NH3+3O22CH2CH—CN+6H2O对以上两种方法有如下分析:①方法二比方法一能源消耗低,成本低;②方法二比方法一工艺简单;③方法二比方法一降低了有毒性气体的使用,减少了污染;④方法二原子利用率为100%。其中正确的分析有()。A.1个B.2个C.3个D.4个答案:C解析:①根据反应原理可知,方法二比方法一反应步骤少,能源消耗低,成本低,故①正确;②方法二比方法一原料丰富,且生产工艺简单,故②正确;③方法一中使用了有毒的HCN,而方法二比方法一降低了有毒气体的使用,减少了污染,故③正确;④方法二中有H2O生成,原子利用率小于100%,故④错误。14.以纤维素为原料合成PEF塑料路线如图。下列有关说法错误的是()。A.纤维素是天然高分子化合物B.葡萄糖和果糖互为同分异构体C.可用酸性KMnO4溶液直接将5-HMF氧化为FDCAD.PEF可由FDCA和乙二醇缩聚而得答案:C解析:纤维素是由单糖聚合而成的高分子化合物,在自然界中广泛存在,属于天然高分子化合物,A项正确;葡萄糖和果糖的分子式均为C6H12O6,但两者结构不同,葡萄糖属于多羟基醛,果糖属于多羟基酮,互为同分异构体,B项正确;5-HMF中含有碳碳双键,酸性高锰酸钾溶液可将碳碳双键氧化,故不能使用酸性KMnO4溶液直接将5-HMF氧化为FDCA,C项错误;通过PEF的结构可知,PEF是由FDCA和乙二醇经过缩合反应制得的,D项正确。15.凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维,军事上称为“装甲卫士”,但长期浸渍在强酸或强碱中强度有所下降。下表中是凯夫拉的两种结构:名称芳纶1313(PMTA)芳纶1414(PPTA)结构简式以下说法不正确的是()。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“”的水解有关D.以和为原料制备PPTA的反应为缩聚反应答案:A解析:PMTA和PPTA都是高分子化合物,属于混合物,所以它们不是同分异构体,故A项错误;“芳纶1313”指的是苯环上1、3位置被取代,“芳纶1414”指的是苯环上1、4位置被取代,所以1313、1414表示苯环上取代基的位置,故B项正确;肽键可以水解成—COOH、—NH2,在强酸或强碱中水解程度加大,所以芳纶纤维在强酸或强碱中强度有所下降,故C项正确;和反应生成和HX,属于缩聚反应,故D项正确。二、非选择题(本题包括5小题,共55分)16.(10分)已知:Ⅰ.R—X+H2OR—OH+HX(X为卤素原子);Ⅱ.与结构相似的醇不能被氧化成醛或酸。“智能型”大分子在生物工程中有广泛的应用前景,PMAA就是一种“智能型”大分子,可用于生物制药中大分子与小分子的分离。下图是以烃A为起始反应物合成PMAA的路线图:ABCDEPMAA根据上述过程回答下列问题:(1)写出对应物质的结构简式:A,PMAA。

(2)写出上述过程中所发生反应的反应类型:①,②,③,④。

(3)写出反应③的化学方程式:。

(4)E在浓硫酸存在并加热的条件下反应还可能生成一种六元环状产物,该六元环状产物的结构简式为。

(5)下列有关PMAA的说法正确的是(填字母)。

A.能够发生加成反应B.能够发生酯化反应C.不能燃烧D.能够使酸性KMnO4溶液褪色答案:(1)(2)加成反应取代反应消去反应加聚反应(3)(4)(5)B解析:F含有碳碳双键,发生加聚反应生成高分子化合物PMAA,故PMAA为;烃A与氯气反应得到B,结合信息Ⅰ知B发生卤代烃的水解反应生成C,C发生连续氧化反应生成E,E在浓硫酸、加热条件下反应生成F,EF发生的是消去反应,故E中含有—OH、—COOH,且—OH连接的碳原子上没有氢原子,故E为,逆推可知D为,C为,B为,反应①为烯烃的加成反应,故A为。(2)反应①是与氯气发生加成反应,反应②是卤代烃的水解反应,属于取代反应,反应③是醇的消去反应,反应④是碳碳双键发生加聚反应。(3)反应③为醇的消去,化学方程式为。(4)E()在浓硫酸存在并加热的条件下,—COOH和-OH能发生酯化反应生成环酯,该环状产物的结构简式是。(5)PMAA为,据此分析:该物质不含能发生加成反应的官能团,A项错误;有羧基,可发生酯化反应,B项正确;含C、H、O三种元素,可以燃烧,C项错误;不含碳碳双键、碳碳三键、醛基、羟基等能使酸性高锰酸钾溶液褪色的官能团,D项错误。17.(10分)聚芳酯(PAR)是分子主链上带有苯环和酯基的特种工程塑料,在航空航天等领域具有广泛应用。下图是利用乙酰丙酸()合成聚芳酯E的路线:已知:①+SOCl2+SO2+HCl;②+R'OH+HCl(R、R'表示烃基)。(1)乙酰丙酸中含有的官能团是酮羰基和(填官能团名称)。

(2)D的结构简式为。

(3)下列关于有机物B的说法正确的是(填字母)。

A.能发生取代反应B.能与浓溴水反应C.能发生消去反应D.能与H2发生加成反应(4)AB的化学方程式为。

(5)C的分子式为,符合下列条件的C的同分异构体有种。①能发生银镜反应;②能与NaHCO3溶液反应;③分子中有苯环,分子中无结构。在上述同分异构体中,有一种苯环上有两个取代基且核磁共振氢谱图有4组峰的物质,写出该物质与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式:。

答案:(1)羧基(2)(3)ABD(4)+CH3CH2OH+H2O(5)C8H6O413+3NaOH+NaOOCH+2H2O解析:由聚芳香酯结构简式结合A的分子式知,反应①为加成反应,且为酚羟基的对位加成,则A为;反应②为酯化反应,则B为;反应③为氧化反应,则C为间二苯甲酸;反应④为取代反应,则D为;反应⑤为缩聚反应,生成E。(1)根据乙酰丙酸的结构简式可知分子中含有的官能团是酮羰基和羧基。(2)间二甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成间二苯甲酸,即C是间二苯甲酸,根据已知信息①可知D的结构简式为。(3)B为,B中含有酯基、酚羟基、苯环,具有酯、酚和苯的性质,则含有酚羟基、酯基,所以能发生取代反应,A项正确;含有酚羟基,所以能与浓溴水发生取代反应,B项正确;不含醇羟基且不含卤原子,所以不能发生消去反应,C项错误;含有苯环,所以能与氢气发生加成反应,D项正确。(4)根据以上分析可知AB的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O。(5)C为间二苯甲酸,分子式为C8H6O4。①能发生银镜反应说明含有醛基,②能与NaHCO3溶液反应说明含有羧基,③分子中有苯环,分子中无,其同分异构体中含—CHO、—COOH、—OH及苯环,移动取代基的位置,有4+4+2=10种,若含HCOO—和—COOH,存在邻、间、对3种,共有10+3=13种。在上述同分异构体中,有一种苯环上有两个取代基且核磁共振氢谱图有4组峰的物质,则符合条件的有机物结构简式为,该物质与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式为+3NaOH+NaOOCH+2H2O。18.(12分)以某有机物X为原料可合成塑料G,X的相对分子质量小于100,1mol有机物X完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,同时消耗标准状况下的O2112L,且X分子中含有酮羰基和羟基。X能发生如图所示的转化:已知:在HIO4、加热条件下生成RCHO和R'CHO。回答下列问题:(1)X的结构简式为。

(2)EF的反应条件是。

(3)写出FG的化学方程式:,该反应的反应类型为。

(4)AD的化学方程式为,该反应的反应类型为。

(5)Y是X的同分异构体,1molY与足量的Na反应可生成1molH2且Y不能使溴的CCl4溶液褪色,Y分子中的官能团连在相邻的碳原子上。Y的核磁共振氢谱图中有3组峰,峰面积之比为2∶1∶1。PBS是一种新型塑料,其结构简式为。请设计合理方案以Y为原料(无机试剂自选)合成PBS。(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)答案:(1)(2)NaOH醇溶液、加热(3)n加聚反应(4)+nHOOC—COOH+(2n-1)H2O缩聚反应(5)—解析:有机物X完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,说明该有机物中碳原子个数与氢原子个数比为1∶2,1molX完全燃烧消耗标准状况下5molO2,设X的分子式为CaH2aOb,则其燃烧方程式为CaH2aOb+5O2aCO2+aH2O,由氧原子守恒得:b+10=2a+a,b=3a-10,又因X的相对分子质量小于100,故14a+16b<100,两式综合得:14a+16b=14a+16(3a-10)<100,解得:a<4.2,即a=4(a=1、2或3时b=3a-10<0,不合题意),则b=2,故X的分子式为C4H8O2。C为CH3COOH,则B为CH3CHO,A为CH3CH(OH)CH(OH)CH3,X为CH3COCH(OH)CH3。(1)根据分析可知X为。(2)E为CH3COCHBrCH3,在NaOH醇溶液中、加热条件下发生消去反应生成F()。(3)含有碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应生成G(),方程式为n。(4)CH3CH(OH)CH(OH)CH3与HOOC—COOH发生缩聚反应生成D(),方程式为+nHOOC—COOH+(2n-1)H2O。(5)1molY能与Na反应生成1molH2,则Y中含有2个—OH,Y不能使溴的CCl4溶液褪色,说明Y中不含碳碳双键。由于Y分子中的氢原子没有达到饱和状态,所以只能是环状有机物,其结构简式可能为或,因核磁共振氢谱图中有3组峰,峰面积之比为2∶1∶1,所以只能是;由PBS的结构简式可知其单体为HOCH2CH2CH2CH2OH和HOOCCH2CH2COOH,所以Y合成PBS可先在HIO4、加热条件下反应生成丁二醛,再还原得到二醇,氧化得到二酸,最后发生缩聚反应即可。19.(12分)化合物F是合成吲哚-2-酮类药物的一种中间体,其合成路线如下:ABCDEF(C10H9NO2)已知:Ⅰ.;Ⅱ.;Ⅲ.Ar—X+。Ar为芳基;X=Cl,Br;Z或Z'=COR,CONHR,COOR等。回答下列问题:(1)实验室制备A的化学方程式为,提高A产率的方法是;A的某