第五章 合成高分子
第一节 合成高分子的基本方法
◆ 学习任务一 加成聚合反应(加聚反应)
1.某高聚物的结构式为,其单体的结构简式为 ( )
A.
B.
C.和CH3CHCH2
D.和CH2CH2
2.以乙烯和丙烯的混合物为单体,发生加聚反应,不可能得到的是 ( )
A.
B.
C.
D.
3.下列高聚物的单体相同的是 ( )
①
②
③
④
A.①③ B.③④ C.①② D.②④
◆ 学习任务二 缩合聚合反应(缩聚反应)
4.涤纶广泛应用于衣料和装饰材料。合成涤纶的反应如下:
+nHOCH2CH2OH涤纶+(2n-1)H2O。
下列说法正确的是 ( )
A.合成涤纶的反应为加聚反应
B.对苯二甲酸和苯甲酸互为同系物
C.1 mol涤纶与NaOH溶液反应,理论上最多可消耗2n mol NaOH
D.涤纶的结构简式为
5.分别用下列各组物质作为单体,在一定条件下,通过缩合聚合反应能合成高分子化合物的是 ( )
①乙烯、丙烯、苯乙烯 ②乙酸、乙二醇 ③1,6-己二酸、1,6-己二胺 ④对苯二甲酸、乙二醇 ⑤α-氨基乙酸、α-氨基丙酸
A.①③⑤ B.①②③④ C.③④⑤ D.①②③④⑤
6.下列高分子化合物是由一种单体缩聚制得的是 ( )
A.
B.
C.
D.
◆ 学习任务三 高分子单体的确定
7.某高分子的结构如下所示,可用于合成该聚合物的单体是 ( )
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.线型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如下:
其单体可能是 ( )
① ②
③CH2CH—CHCH2
④
⑤ ⑥
A.②③⑥ B.②③⑤
C.①②⑥ D.①④⑥
9.不饱和聚酯(UP)
是生产玻璃钢的基体材料。采用基础化工原料合成UP的流程如图所示:
下列说法错误的是 ( )
A.单体2可能是对苯二甲酸
B.丙可直接被酸性KMnO4溶液氧化生成单体1
C.单体1、2、3经缩聚反应制得UP
D.调节单体的投料比,控制m和n的比值,能获得性能不同的高分子材料
10.聚维酮碘的水溶液是一种常见的碘伏类缓释消毒剂。聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,聚维酮碘的一种合成路线如图所示(部分试剂及反应条件略)。
已知:+R3NH2(R1、R2、R3为H或烃基)
(1)L中官能团的名称为羟基、 。I只有一 种化学环境的碳原子,其结构简式为 。
(2)已知C中所有碳原子共线,B中碳原子的杂化方式为 。
(3)按系统命名法,D的名称为 。
(4)①E与新制的碱性Cu(OH)2悬浊液(NaOH过量)反应的化学方程式为
。
②E可发生消去反应,其有机产物R分子式为C4H6O。R及R的同分异构体同时满足含有碳氧双键和碳碳双键的有 个(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱只有一组峰的结构简式为 。
(5)F→G为氧化反应,则E→F的反应类型为 。
(6)G与J反应生成K的化学方程式为 。
(7)下列关于聚维酮和聚维酮碘的说法正确的是 (填序号)。
a.聚维酮在一定条件下能发生水解反应
b.聚维酮分子由(m+n)个单体聚合而成
c.M是聚维酮的单体,其结构简式为
d.聚维酮碘是一种水溶性的纯净物
第五章 合成高分子
第一节 合成高分子的基本方法
1.D [解析] 由高聚物的结构可知,链节中主链含有6个C原子,没有其他杂原子,其中含有1个碳碳双键,为二烯烃和烯烃的加聚反应产物,按如图所示断键,其中双键中1个C—C断裂,再恢复原来的双键,故单体为和CH2CH2,答案选D。
2.B [解析] 加聚反应仅与小分子中的不饱和碳原子有关,原不饱和碳原子上的原子或基团在高分子化合物中作支链,故高分子化合物链节主链上的原子数一定为偶数,不可能得到的是B。
3.C [解析] ①和②的单体都是CH2CH2和CH2CH—CH3,③的单体是CH2CH—CHCH—CH3和CH2CH2,④的单体是CH2CH—CHCH2和CH2CH—CH3,故C正确。
4.C [解析] 合成涤纶的反应为缩聚反应,A错误;结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物互称为同系物,对苯二甲酸和苯甲酸分子中官能团数目不同且分子组成相差一个CO2,不互为同系物,B错误;1 mol涤纶水解会产生2n mol羧基,与NaOH溶液反应,理论上最多可消耗2n mol NaOH,C正确;涤纶的结构简式应为,D错误。
5.C [解析] 常见的缩聚反应主要有羟基和羧基的缩聚(包括二元羧酸和二元醇的缩聚、羟基酸的缩聚)、酚和醛的缩聚以及氨基和羧基的缩聚(包括二元羧酸和二元胺的缩聚、氨基酸的缩聚)等。根据缩聚反应的特点,单体必须含有两个或两个以上的官能团,③中含有—COOH和—NH2;④中含有—COOH和—OH;⑤中含有—COOH和—NH2,③④⑤可以通过缩合聚合反应合成高分子化合物,C正确。
6.B [解析] A中物质的链节主链中含有4个碳原子,是由两种烯烃通过加聚反应得到的,分别为乙烯和丙烯,A错误;由B中高聚物的结构简式可知,单体有1种,其结构简式为, B正确;由C中高聚物的结构简式可知,单体有2种,分别为己二酸和乙二醇, C错误;由D中高聚物的结构简式可知,链节主链中含有2个碳原子,单体为乙烯,是通过加聚反应得到的, D错误。
7.D [解析] 该高分子中有肽键,水解可得到①③。
8.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。
9.B [解析] 由图示UP的结构可推知,其单体分别为HO—CH2CH2—OH、HOOC—CHCH—COOH、
。结合流程图可知单体1为HOOC—CHCH—COOH,甲为CH2CH—CHCH2,继而可推知乙为BrCH2CHCHCH2Br,乙发生水解反应生成丙(HOCH2CHCHCH2OH),丙与HBr发生加成反应生成HOCH2CH2CHBrCH2OH,HOCH2CH2CHBrCH2OH经过连续氧化生成丁,丁为HOOCCH2CHBrCOOH,丁发生消去反应再酸化后生成单体1(HOOCCHCHCOOH)。由上述分析可知,单体2可能是乙二醇或对苯二甲酸,A项正确;丙为HOCH2CHCHCH2OH,其分子中的碳碳双键和羟基均能被酸性KMnO4溶液氧化,故不能直接被氧化生成单体1,B项错误;HOOCCHCHCOOH、HOCH2CH2OH、
反应生成UP的同时还有水生成,所以发生的是缩聚反应,C项正确;HOOCCHCHCOOH、HOCH2CH2OH、之间可以有多种连接方式,所以调节单体的投料比,控制m和n的比值,能获得性能不同的高分子材料,D项正确。
10.(1)酰胺基 (2)sp2 (3)1,4-丁二醇
(4)①OHC—CH2—CH2—CH2OH+NaOH+2Cu(OH)2
NaOOC—CH2—CH2—CH2OH+Cu2O↓+3H2O
②6 (5)加成反应
(6)+HOCH2CH2NH2 (7)a
[解析] 由A的分子式为C2H2可知,A有2个不饱和度,A的结构简式为CH≡CH,D的结构简式为HO(CH2)4OH,C的分子式为C4H6O2,有2个不饱和度,A与B加成得到C,已知C中所有碳原子共线,应该是乙炔和甲醛加成,反应方程式为HC≡CH+2HCHOHO—CH2—C≡C—CH2—OH,则B为甲醛,C的结构简式为HO—CH2—C≡C—CH2—OH;D在氧气和铜加热条件下生成E,D的结构简式为HO(CH2)4OH,D到E是醇的催化氧化反应,其中E的分子式为C4H8O2,有1个不饱和度,E的结构简式为OHC—CH2—CH2—CH2OH,E→F中分子式相同,E发生加成反应生成F,F的结构简式为,H为CH2CH2,H→I的反应条件为Ag作催化剂的乙烯催化氧化,I只有一种化学环境的C原子,产物为环氧乙烷,即I为,由题中信息+R3NH2,则G+J:+HOCH2CH2NH2,即K的结构简式为,L脱水得到M,M的结构简式为。(1)根据L的结构简式可知L中除了含有羟基还含有酰胺基;I只有一种化学环境的C原子,I为。(2)C的分子式为C4H6O2,有2个不饱和度,所有碳原子共线则C为HO—CH2—C≡C—CH2—OH,B为甲醛,B中C的杂化方式为sp2。(3)D的结构简式为HO(CH2)4OH,名称为1,4-丁二醇。(4)①E为OHC—CH2—CH2—CH2OH,方程式为OHC—CH2—CH2—CH2OH+NaOH+2Cu(OH)2NaOOC—CH2—CH2—CH2OH+Cu2O↓+3H2O;②R的分子式为C4H6O,有2个不饱和度,R及R的同分异构体同时满足含有碳氧双键和碳碳双键,碳架为CC—C—C的有三种,碳架为C—CC—C的有一种,碳架为CC(C)2的有两种,一共有6种,其中核磁共振氢谱只有一组峰的结构简式为。(5)根据分析可知反应为加成反应。(6)根据分析可知G+J:+HOCH2CH2NH2。(7)聚维酮的结构中含有酰胺基,所以能在一定条件下发生水解,a项正确;聚维酮碘是由聚维酮和HI3通过氢键形成的,由聚维酮碘的结构可知,聚维酮分子由2m+n个单体加聚而成,b项错误;由聚维酮碘的结构可知,聚维酮的单体是,c项错误;聚维酮碘是聚合物,不是纯净物,d项错误。
