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- 2021-07-02 发布
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第五章 水平测试
(建议用时:90分钟)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分)
1.合成材料的应用与发展,极大地方便了我们的生活。但合成材料废弃物的急剧增加却引发了“白色污染”问题。下列有利于“白色污染”减轻的是 ( )
①填埋 ②焚烧 ③倾倒入江河湖海之中 ④加强环保宣传,提高公民意识 ⑤回收再利用 ⑥改进配方及生产工艺,研制易降解的新型塑料 ⑦不允许生产和使用塑料制品 ⑧加入特殊物质处理还原为小分子
A.①②③ B.④⑤⑥⑧
C.⑦ D.②④⑤
答案 B
解析 塑料制品因其优异性能给人们生产、生活带来了方便,禁止生产和使用不符合当前社会现实,故⑦不正确;塑料不易腐烂,填埋会破坏土壤结构;焚烧塑料会产生二英等剧毒物;倾入水中会危及水生生物生存等,故①②③均不正确。
2.合成导电高分子材料PPV的反应:
下列说法正确的是( )
A.合成PPV的反应为加聚反应
B.PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元
C.和苯乙烯互为同系物
D.通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量,可得其聚合度
答案 D
解析 生成PPV的同时还有小分子生成,该反应为缩聚反应,A项错误;聚苯乙烯中不含碳碳双键,B项错误;两种有机物中碳碳双键的数目不同,C项错误。
3.某物质分子式与苯丙氨酸相同,且同时符合下列两个条件:①苯环上有两个取代基;②有一个硝基直接连在苯环上。则其同分异构体有( )
A.3种 B.5种 C.6种 D.10种
答案 C
解析 苯环上一个取代基是硝基,另一取代基是
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,两个取代基又有邻、间、对三种情况。
4.婴儿用的一次性纸尿片中有一层能吸水保水的物质,下列高分子中有可能被采用的是( )
答案 B
解析 A、C两项中有F、Cl元素,有一定的毒性,不适合给婴儿使用;D项在水中水解生成乙酸,有刺激性;B项中有吸水性基团羟基,符合要求。
5.一般情况下塑料是不导电的,而现在科学家们却合成了有机物导体,通过研究发现,具有单双键交替长链的高分子经过特殊改造之后,制得的塑料能够像金属一样,具有导电性。下列高分子中不可能成为导电塑料的是( )
A.聚丙炔 B.聚乙炔
C.聚氯乙炔 D.聚苯乙烯
答案 D
解析 选项中四种分子的结构,只有聚苯乙烯不是单双键交替的结构,因此聚苯乙烯不能成为导电塑料。
6.玉米塑料——“聚乳酸”(PLA)被视为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的第四类新材料。其生产过程主要是以玉米等为原料,经生物发酵生产出乳酸,再由乳酸经特殊聚合反应而制得。它具有良好的生物相容性和可降解性。下列有关说法中不正确的是( )
A.玉米塑料生产中所用的原料是可再生资源
B.玉米塑料的广泛使用可减轻“白色污染”
C.PLA的整个生产过程都是生物催化或者通过化学聚合,是一种耗能少、污染低的绿色生产工艺
D.玉米塑料有着广泛的用途,能完全取代金属材料和无机材料
答案 D
解析 A项中玉米塑料是以玉米为原料生产,原料是可再生资源,故A正确;B项普通塑料不能降解,玉米塑料具有良好的生物相容性和可降解性,广泛使用可有效地减轻“白色污染”,故B正确;C项玉米塑料是以玉米等谷物为原料,经生物发酵生产出乳酸,再由乳酸经特殊聚合反应而制得,整个过程都是生物催化,或者通过化学聚合,是一种耗能少、污染低的绿色生产工艺,故C正确。
7.利用烯烃、炔烃和二烯烃的混合物在一定条件下发生共聚反应,可合成多种具有不同性能的高分子材料,某高分子材料A的结构简式为
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在其单体中相对分子质量最大的是( )
A.96 B.104 C.135 D.149
答案 B
解析 首先注意高聚物有两个位置存在碳碳双键,先考虑如果是二烯烃,可在碳碳双键的两端再各找一个碳原子共四个碳原子断开,看剩下的碳原子个数是否都为偶数,如果不是偶数,说明所在的双键可能由炔烃聚合而成,如果是偶数,说明该双键由二烯烃聚合而成。因此可知A中左边的双键由炔烃聚合而成,右边的双键由二烯烃聚合而成,故可将A的链节断成四段,得四种单体分别是
,因此相对分子质量最大的为104。
8.PHB塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料,其结构简式为,下面有关PHB的说法不正确的是( )
A.PHB通过加聚反应制得
B.PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOH
C.PHB在微生物作用下的降解产物可能有CO2和H2O
D.PHB是一种聚酯
答案 A
解析 由PHB的结构简式知其是由单体CH3CH2CH(OH)COOH通过缩聚反应形成的聚酯,A错误,B、D正确;该塑料只含C、H、O三种元素,其降解产物可能为CO2和H2O,C正确。
9.由于吸水、透气性较好,高分子化合物“维纶”常用于生产内衣、桌布、窗帘等,其结构简式为,它是由聚乙烯醇与另一单体经缩合反应得到的。若已知缩合过程中有H2O生成,则与聚乙烯醇缩合的单体可能是( )
A.CH3OH B.HO—CH2CH2—OH
C.HCHO D.HCOOH
答案 C
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解析注意维纶是由聚乙烯醇与另一单体缩合形成的,再结合“缩合过程中有H2O生成”,不难确定另一单体为HCHO。
10.氯乙烯是合成高聚物聚氯乙烯的单体,工业制氯乙烯需要发生以下反应:①乙炔与氯化氢制氯乙烯;②高温煅烧石灰石;③电解饱和食盐水;④制乙炔;⑤制乙烯;⑥合成氯化氢;⑦制水煤气;⑧制盐酸;⑨制电石。
下列关于制氯乙烯的正确操作顺序是 ( )
答案 C
解析 →CH2===CHCl。
11.下列几种橡胶中,最不稳定,长期见光与空气作用就会被氧化而变硬变脆的是( )
D.硫化橡胶(天然橡胶中加硫黄,使断裂,使其由线型结构变成体型结构)
答案 A
解析 天然橡胶中含有,易被氧化,而其他的高聚物中无,性质稳定。
12.HEMA是制备软质隐形眼镜的材料,其名称为聚甲基丙烯酸羟乙酯,则合成它的单体为 ( )
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D.CH3—CH===CH—COOH CH3CH2OH
答案 C
解析 从HEMA的名称可知其结构简式为,所以合成它的单体为和HOCH2CH2OH。
13.制作某种航天服的材料以氨纶和尼龙为主。其中尼龙-1010的结构简式为
HNH—(CH2)10—NH—CO—(CH2)8—COOH
下列有关尼龙-1010的说法正确的是( )
A.尼龙-1010是通过加聚反应制成的
B.尼龙-1010的单体是
H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH
C.尼龙-1010是通过缩聚反应制成的
D.制作舱外航天服的材料要质轻,方便航天员在舱外行走
答案 C
解析 尼龙-1010分子结构中含有肽键,因此它是通过缩聚反应制成的,A项错误,C项正确;合成尼龙-1010的单体是H2N(CH2)10NH2和HOOC(CH2)8COOH,B项错误;由于舱外航天服是在太空失重的情况下穿的,不需要考虑选轻质材料,D项错误。
14.在一定条件下,乳酸经一步反应能够生成的物质是( )
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A.①②④⑤ B.①②③⑦
C.③⑤⑥ D.④⑥⑦
答案 A
解析 乳酸分子中含有羟基和羧基,发生消去反应生成①,发生氧化反应生成②,发生酯化反应生成④,发生缩聚反应生成⑤。
二、非选择题(本题共5小题,共58分)
15.(10分)根据系统命名法,天然橡胶应称为聚2甲基1,3丁二烯,其结构简式为,单体为2甲基1,3丁二烯,该加聚反应的化学方程式为
,合成橡胶就是根据以上原理生产的。
(1)以为单体生产氯丁橡胶,试写出该反应的化学方程式:___________________________________________________。
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(2)1,3丁二烯和苯乙烯按物质的量之比为1∶1加聚,可生产丁苯橡胶,试写出丁苯橡胶的结构简式_________________________________________________________________。
(3)丁腈橡胶的结构简式为:
形成该橡胶的单体为_______、______。
答案
解析 根据信息,合成橡胶是利用加聚反应原理生产的。
(1) 的加聚与二烯烃的加聚类似。
(2)1,3丁二烯和苯乙烯加聚时,单烯烃打开双键,二烯烃的两个双键也同时打开,彼此相互连接,而二烯烃又形成一个新双键。
16.(11分)高分子化合物H可用于制造以玻璃纤维为填料的增强塑料(俗称玻璃钢)。以下为合成该化合物的过程。
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回答下列问题:
(1)写出下列反应的反应类型:
②____________________;⑤____________________。
(2)写出下列物质的结构简式:
E____________________;F____________________。
(3)反应③是与HCl加成,④是氧化,在③→⑤中,设计③这一步的目的是____
______________________________________________________________。
(4)写出反应⑤的化学方程式:_____________________________________。
答案 (1)水解反应(或取代反应) 消去反应
(2)BrCH2—CH2Br HO—CH2—CH2—OH
(3)防止A分子中的碳碳双键被氧化
(4)HOOC—CH2—CHCl—COOH+3NaOH
NaOOC—CH===CH—COONa+NaCl+3H2O
解析 (1)由反应物和反应条件可知反应②为卤代烃水解反应,反应⑤为卤代烃消去反应。
(2)乙烯与Br2发生加成反应生成BrCH2—CH2Br,BrCH2—CH2Br在NaOH水溶液中发生水解反应生成HO—CH2—CH2—OH。
(3)由聚合物知单体为HO —CH2—CH2—OH和
HOOC—CH===CH—COOH,
则G为HOOC—CH===CH—COOH,逆推可知
C为HOOC—CH2—CHCl—COOH,由反应②知
A为HO—CH2—CH===CH—CH2—OH,
B为HOCH2—CH2—CHCl—CH2OH,
由于碳碳双键容易被氧化,所以在把羟基氧化为羧基时碳碳双键也会被氧化,设计③这一步的目的是防止A分子中的碳碳双键被氧化。
(4)HOOC—CH2
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—CHCl—COOH在NaOH醇溶液中发生消去反应时,羧基也与NaOH发生中和反应。
17.(12分)W、Q是在生活中用途广泛的功能高分子材料。其合成路线如下(部分条件和产物省略):
请回答下列问题:
(1)X的结构简式是________________;M中含有的官能团名称是________。
(2)写出反应Ⅳ的化学方程式:_________________________________。
(3)写出同时满足下列条件的Y的所有同分异构体的结构简式:__________。
①芳香化合物
②1 mol有机物与钠反应最多能产生22.4 L H2(标准状况)
③在核磁共振氢谱上峰的面积比为3∶2∶2∶2∶3
(4)T可由一氯代烃G通过_____________(填反应类型)制备。G所有可能的结构简式为__________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填序号)。
A.Z与乙醛互为同系物
B.R是某高分子化合物的单体
C.Ⅳ和Ⅷ的反应类型相同
D.上述流程中有机物组成元素相同
答案
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(5)B
解析 (1)根据Y的结构简式逆推,结合反应Ⅰ的条件知,X的结构简式为,T的结构简式为。由Y的结构简式及反应Ⅲ、反应Ⅴ的条件知,Z的结构简式为,M的结构简式为,M中含有羟基和羧基。
(2)M发生缩聚反应生成
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。
(3)Y的同分异构体应含有2个羟基和1个苯环,分子中有5种氢原子,符合题述条件的有2种。
(5)Z中含有羟基、苯环,不可能与乙醛互为同系物,A项错误;由M的结构简式推知R的结构简式为,其含有碳碳双键,能发生加聚反应生成高分子化合物,B项正确;反应Ⅳ是缩聚反应,反应Ⅷ是加聚反应,二者反应类型不同,C项错误;T属于烃类,只含碳、氢元素,X含碳、氢、溴元素,其他有机物不含溴元素,D项错误。
18.(13分)PCT是一种新型聚酯材料,下图是某研究小组合成PCT的路线。
请回答下列问题:
(1)由A生成D的化学方程式为_____________________________________。
(2)由B生成C的反应类型是_________________________________________,
C的化学名称为___________________________________________________。
(3)由E生成F的化学方程式为_______________________________________,
该反应的类型为___________________________________________________。
(4)D的同分异构体中为单取代芳香化合物的有_________________________
____________________________(写结构简式)。
(5)B的同分异构体中,能发生水解反应,且苯环上一氯代产物只有一种的是________________________(写结构简式)。
答案
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解析 由PCT的结构可判断A中应含有苯环,且苯环上的两个取代基在对位,再根据A的分子式可得A的结构简式为;D由A生成,则D中含有氯原子,D在NaOH水溶液作用下生成E,由E的分子式可判断D生成E的反应为取代反应,E中应含有两个羟基,所以D中应含有两个氯原子,则D的结构简式为,E的结构简式为;E催化加氢可得F,则F的结构简式为,E生成F的反应类型为加成反应。
19.(12分)塑料H的生物相容性和可降解性性能优良,机械性能及物理性能也很好,适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。可以采用来源广泛且价格便宜的农副产品为原料合成塑料H,也可用甲烷为主要原料合成塑料H。以甲烷为主要原料合成常用塑料H的线路如图所示:
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已知:CH3CH2XCH3CH2C≡CCH3
回答下列问题:
(1)反应①应控制的条件是_________________________________________,
反应④的反应类型是__________。
(2)写出下列反应的化学方程式:反应②______________________________,反应⑥________________________________。
(3)有机物C的同分异构体有________种(包括C)。
(4)根据你所学的知识,评价用甲烷合成常用塑料H的缺点_______________、______________(写出两点即可)。
答案 (1)在Ni的催化作用下与H2发生1∶1加成 氧化反应
(3)4
(4)合成步骤多,原料利用率低且价格昂贵 利用了Cl2、Br2等有毒物质,对环境影响大 反应条件控制多等(任选两条)
解析 CH4与Cl2在光照下发生取代反应生成CH3Cl,根据题目信息,CH3Cl与CH≡CNa发生取代反应生成CH3C≡CH,CH3C≡CH在Ni的催化作用下与H2发生1∶1加成得到CH2===CH—CH3,它与Br2加成得到的CH3CHBr—CH2Br在NaOH的水溶液中发生取代反应生成D(CH3—CHOH—CH2OH),D被催化氧化生成E(),E再被氧化得到F(),F与H2发生加成反应生成G(),G发生缩聚反应生成塑料H()。
根据C的结构简式CH3CHBr—CH2Br,移动碳链上的溴原子还可写出如下三种异构体:BrCH2CH2CH2Br、CH3CBr2CH3、CH3CH2CHBr2。
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