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第十二单元　基本营养物质　合成高分子
(满分:100分)
一、选择题:本题包括14小题,每小题4分,共56分。每小题只有一个选项符合题意。
1.(2024·河北邯郸一模)如今高分子材料已经渗透到我们生活的方方面面,下列说法错误的是 (　　)
A.聚乙烯分子结构中只有σ键,故聚乙烯(PE)保鲜膜形变伴随σ键旋转
B.聚对苯二甲酰对苯二胺(芳纶1414)是通过加聚反应制得的,可用作防弹装甲
C.聚乳酸在人体内可降解,可用作手术缝合线
D.聚乙炔含有共轭大π键,可用作导电材料
2.(2024·山东淄博二模)化学与生产生活、科技密切相关。下列说法正确的是 (　　)
A.北京冬奥会的志愿者服装添加石墨烯是为了提高硬度
B.美缝剂-环氧彩砂中的石英砂与金刚砂属于同素异形体
C.高强度芳纶纤维(聚对苯二甲酰对苯二胺)可通过缩聚反应合成
D.冠醚(18-冠-6)通过离子键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征
3.(2024·山东泰安模拟预测)化学与生命科学息息相关。下列说法正确的是 (　　)
A.DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,每条链中的脱氧核糖与磷酸之间以及两条链上的碱基之间都通过氢键而连接
B.结构片段为的高聚物,是由单体苯酚和甲醛经加聚反应而得
C.葡萄糖有链状结构和环状结构,水溶液中的单糖主要以环状结构的形式存在
D.与都是α-氨基酸且互为同系物
4.(2024·黑龙江二模)下列有关物质制备的反应方程式错误的是 (　　)
A.实验室制NH3:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
B.冶炼金属铝的阴极反应式:Al3++3e-===Al
C.葡萄糖的银镜反应:CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4
+2Ag↓+3NH3+H2O
D.酚醛树脂的合成原理:n+nHCHO+(2n-1)H2O
5.(2023·山东聊城三模)下列关于有机物说法错误的是 (　　)
A.食用油中可加入微量叔丁基对苯二酚等抗氧化剂,以防止食用油氧化变质
B.核苷酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
C.很多单糖,以及寡糖和多糖中的单糖单元多以环状结构的形式存在
D.胰岛素是最先被确定氨基酸序列的蛋白质,胰岛素结构中含有二硫键
6.(2024·河北沧州三模)下列实验操作、现象、结论均正确的是 (　　)
选项 实验操作 现象 结论
A. 向2 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中加入6 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,出现白色沉淀后,继续滴入几滴FeCl3浓溶液,静置 出现红褐色沉淀 同温下, Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]
B. 分别向等物质的量浓度、等体积的KCl溶液和KI溶液中滴加2滴[Ag(NH3)2]OH稀溶液,充分振荡后静置 KCl溶液中无白色沉淀,KI溶液中有黄色沉淀 Ag+结合微粒的能力:I->NH3>Cl-
C. 向某溶液中先滴加氯水,后滴加KSCN溶液 溶液显红色 原溶液中一定含有Fe2+
D. 在淀粉溶液中滴入稀硫酸,加热一段时间,冷却后加入氢氧化钠溶液至溶液呈碱性,再滴加碘水 溶液未变蓝色 证明淀粉已水解完全
7.(2024·天津南开模拟预测)核酸是一类生物大分子,关于核酸的说法正确的是 (　　)
A.核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
B.DNA两条链上的碱基通过形成氢键进行互补配对
C.核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
D.腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子杂化方式完全相同
8.(2024·安徽模拟预测)我国科学研究团队研发的新型材料可以高效分离有机物,如利用新型材料IUPs的吸附作用分离乙烯和乙炔,利用新型材料ZU-609的孔径大小分离丙烷和丙烯。下列叙述错误的是 (　　)
A.新型材料IUPs对乙烯和乙炔的吸附作用具有选择性
B.新型材料ZU-609分离丙烷和丙烯,利用了二者物理性质的差异
C.利用新型材料ZU-609可以分离乙烯和乙炔
D.改变新型材料的组成和结构,可用于其他有机物的分离
9.(2024·安徽三模)盐酸帕罗西汀,一种新型的5-羟色胺再摄取阻滞剂类(SSRI)抗抑郁处方药(Rx),该药物选择性好、不良反应少、耐受性好,治疗指数高。下列有关该物质叙述不正确的是 (　　)
A.该结构中的官能团有氨基、碳氟键、醚键、碳碳双键
B.化学式是C19H20FNO3·HCl·H2O
C.是一种半水盐酸盐
D.可使酸性KMnO4溶液褪色
10.(2024·河北沧州三模)某有机物的结构如下图所示,关于该有机物的说法错误的是 (　　)
A.该有机物是缩聚反应产物,合成该有机物的单体是间羟甲基苯酚和甲醛
B.1 mol该有机物最多消耗NaOH的物质的量为2n mol
C.该有机物中O原子均采取sp3杂化,C原子的杂化方式有sp2、sp3两种
D.该有机物能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色
11.(2023·河北邯郸二模)植物光合作用提供的能量可使ADP与磷酸重新反应合成ATP。生物体内ATP-ADP循环示意图如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.ATP和ADP均可以和乙酸、乙醇发生酯化反应,还可以和盐酸、NaOH发生中和反应
B.ATP和ADP均属于高分子化合物
C.0.1 mol ATP与足量的金属钠反应最多可生成4.48 L H2(标准状况)
D.ATP转化为ADP,相对分子质量减小80
12.(2024·山西太原二模)双酚A型聚砜是一种性能优异的高分子材料,广泛应用于汽车和航空航天等领域。它由双酚A和4,4'-二氯二苯砜在碱性条件下反应,经酸化处理后得到。下列说法错误的是 (　　)
A.4,4'-二氯二苯砜的分子式为C12H8Cl2O2S
B.双酚A难溶于水,但可与饱和溴水发生取代反应
C.双酚A型聚砜可通过缩聚反应制备
D.基态原子的未成对电子数:S>C>Cl
13.(2024·安徽合肥三模)工业上可以用碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)与物质甲发生反应生产一种聚碳酸酯(结构简式如图所示),该物质透光性好,可制成车、船的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘等。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是 (　　)
A.该反应为缩聚反应,生成聚碳酸酯的同时还有甲醇生成
B.1 mol碳酸二甲酯中含有的σ键数为10NA
C.物质甲的结构简式为
D.该聚碳酸酯在一定条件下可以降解
14.(2024·北京丰台一模)我国科学家合成了一种咪唑基聚离子液体(PIL/AcO),该离子液体可用于制备离子导体。PIL/AcO的合成路线如下:
已知:高分子链之间形成氢键可显著提高材料的力学性能。
下列说法不正确的是 (　　)
A.L和M不是同系物
B.生成PIL/AcO时,参加反应的K和N的物质的量之比为x∶y
C.该反应的副产物不可能是网状结构的高分子
D.x与y的和一定时,改变x与y的比值可调控离子导体的力学性能
二、非选择题:本题共3小题,共44分。
15.(9分)(2023·广东一模)贝诺酯()具有解热、镇痛及抗炎作用。用阿司匹林()与扑热息痛()合成贝诺酯的路线如图:
根据所学知识回答下列问题:
(1)(3分)写出阿司匹林中所有官能团的名称　　　　　　。
(2)(6分)在催化剂(浓H2SO4)作用下,将阿司匹林与聚乙烯醇()熔融酯化可以制得抗炎性和解热止痛性更长久的高分子药物M,请写出M的结构简式:　　　　　　。
已知:聚乙烯醇的合成路线如下。
化合物N由化合物P经加聚反应获得,则化合物P的结构简式为　　　　　　。
16.(21分)(2024·江西一模)聚乳酸(PLA)是一种具有良好生物相容性和可生物降解的聚合物,已成为生物医用领域重要的材料之一。制备聚乳酸的反应原理和主要装置如图所示(加热及夹持装置已省略)。
反应原理:。
实验步骤:
步骤1:组装仪器,预先在油水分离器内加入一定量水;
步骤2:向仪器A中加入30.0 mL乳酸、60.0 mL甲苯、适量辛酸亚锡(催化剂)和沸石,控制温度在130 ℃,加热回流4 h,再升温至170 ℃,不断放出油水分离器下层的水,保持水层高度略低于支管口,直至反应基本完成;
步骤3:将制备的聚乳酸粗品溶解于丙酮中,并用水沉淀,过滤后在40 ℃左右真空器中干燥得到产品;
步骤4:测定聚乳酸的平均相对分子质量。
已知:甲苯的沸点为110.6 ℃,可与水形成共沸物,共沸物的沸点为85 ℃。
回答下列问题:
(1)(2分)仪器A的名称是　　　　　　。
(2)(4分)制备聚乳酸时,应采用　　　　　(填“水浴”或“油浴”)进行加热,冷凝水的进水口是　　　(填“a”或“b”)。
(3)(3分)乳酸能与NaOH溶液发生反应,写出反应的化学方程式:　　　　　　。
(4)(6分)实验过程中甲苯的作用是作溶剂、　　　　　 　　　　　　;
油水分离器中不断分离除去水的目的是　　　　　 　　　　　　。
判断反应已完成的标志是　　　　　 　　　　　　。
(5)(3分)回流过程中冷凝管内的气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的,若气雾上升过高,可采取的措施是
　　　　　 　　　　　　。
(6)(3分)实验测得聚乳酸的平均相对分子质量为12 338,平均聚合度约为　　　　　　。
17.(14分)(2025·福建福州阶段练)实验室探索利用地沟油(脂肪酸甘油酯)生产生物柴油(以脂肪酸甲酯计),其工艺流程如下:
“酯交换”过程发生的主要反应为
+3CH3OH+R1COOCH3+R2COOCH3+R3COOCH3
(1)(4分)“酯交换”过程中,保持其他条件不变,反应时间为9 h的情况下,不同温度对脂肪酸甲酯产率的影响如图所示:
则反应的最佳温度为　　　　　　,若温度过低,产率下降的原因可能是　　　　　　 　　　　　
　　　　　 　　　　　　。
(2)(2分)“蒸馏”时采用减压蒸馏的目的是　　　　　 　　　　 　　　　　 　　　　　　(任写一点)。
(3)(3分)为减少生物柴油中的游离脂肪酸(RCOOH)对内燃机的腐蚀,用金属盐(MSO4)将其除去,反应的化学方程式为　　　　　　。
(4)(2分)“回收”可以得到脂肪酸和一种可循环使用的物质,该物质的化学式为　　　　　　。
(5)(3分)生物柴油几乎不含硫,生物降解性好,已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用,下列说法正确的是　　　　　　(填标号)。
①生物柴油是可再生资源
②可减少二氧化硫的排放
③与普通柴油相比易降解
④与普通柴油制取方法相同
a.①②③ b.①②④
c.①③④ d.②③④
基本营养物质　合成高分子
1.答案　B
解析　A.由于在聚乙烯中只有σ键,故聚乙烯(PE)保鲜膜形变伴随σ键旋转,故A正确;B.聚对苯二甲酰对苯二胺(芳纶1414)是通过缩聚反应制得的,故B错误;C.聚乳酸属于聚酯类高分子,在人体内可以降解,可用作手术缝合线,故C正确;D.聚乙炔含有共轭大π键,电子在分子内可以自由移动,可以用作导电材料,故D正确。
2.答案　C
解析　A.北京冬奥会的志愿者服装添加的石墨烯是发热材料,用于保暖,不是为了提高硬度,故A错误;B.石英砂的主要成分是SiO2,金刚砂的成分是SiC,都是化合物,不是碳的单质,不属于同素异形体,故B错误;C.对苯二甲酸和对苯二胺发生反应生成聚对苯二甲酰对苯二胺和水,水是小分子,则该反应为缩聚反应,故C正确;D.K+提供空轨道,O原子提供孤电子对,则冠醚(18-冠-6)通过配位键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征,故D错误。
3.答案　C
解析　A.DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,每条链中的脱氧核糖与磷酸之间通过磷酸二酯键连接,两条链上的碱基之间都是通过氢键而连接,A错误;B.结构片段为的高聚物,是由单体苯酚和甲醛经缩聚反应而得,B错误;C.葡萄糖的醛基比较活泼,容易发生半缩醛反应成环,葡萄糖有链状和环状结构,水溶液中的单糖主要以环状结构存在,C正确;D.同系物指结构相似,组成上相差n个CH2的有机物,这两个有机物分子结构不相似,不互为同系物,D错误。
4.答案　D
解析　A.实验室使用氯化铵固体和熟石灰固体制备氨气,相应的方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,A正确;B.冶炼金属铝,阳极上,O2-失去电子生成O2,电极方程式为2O2--4e-===O2↑,阴极上,Al3+得到电子生成Al,电极方程式为Al3++3e-===Al,B正确;C.葡萄糖含有醛基,可以和银氨溶液发生银镜反应,反应方程式为CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O,C正确;D.苯酚和甲醛反应制备酚醛树脂,该反应的方程式为n+nHCHO+(n-1)H2O,D错误。
5.答案　B
解析　A.食用油中可加入微量叔丁基对苯二酚等抗氧化剂,以防止食用油氧化变质,A正确;B.核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,核苷酸是组成核酸的基本单元,不是生物大分子,B错误;C.很多单糖,以及寡糖和多糖中的单糖单元多以环状结构的形式存在,C正确;D.胰岛素是最先被确定氨基酸序列的蛋白质,胰岛素结构中含有二硫键,D正确。
6.答案　B
解析　A.向2 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中加入6 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,由于NaOH溶液过量,不能说明发生沉淀转化,故不能得出同温下Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]的结论,A错误;B.分别向等物质的量浓度、等体积的KCl溶液和KI溶液中滴加2滴[Ag(NH3)2]OH稀溶液,充分振荡后静置,KCl溶液中无白色沉淀,说明Ag+结合Cl-的能力小于NH3;KI溶液中有黄色沉淀,说明Ag+结合I-的能力大于NH3,故Ag+结合微粒的能力:I->NH3>Cl-,B正确;C.若某溶液不含有Fe2+,而含有Fe3+,则先滴加氯水,后滴加KSCN溶液,溶液也会显红色,正确的结论是原溶液中可能含有Fe2+,C错误;D.向淀粉水解液中加入氢氧化钠溶液至溶液呈碱性,再滴加碘水,I2与NaOH发生了反应,所以溶液未变蓝色,不能证明淀粉已水解完全,D错误。
7.答案　B
解析　A.核酸水解得到磷酸和核苷,核苷水解得到戊糖和碱基,其中戊糖有脱氧核糖和核糖,故A错误;B.DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,每条链中的脱氧核糖与磷酸之间通过磷酸二酯键连接,两条链上的碱基之间都是通过氢键而连接,故B正确;C.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,故C错误;D.腺嘌呤分子中六元环中的N原子为sp2杂化,—NH2中N原子为sp3杂化,C原子为双键的连接方式,因此只有sp2杂化的方式,故D错误。
8.答案　C
解析　A.“利用新型材料IUPs的吸附作用分离乙烯和乙炔”,说明新型材料IUPs对乙烯和乙炔的吸附作用不相同,具有选择性,A正确;B.“利用新型材料ZU-609的孔径大小分离丙烷和丙烯”,说明分离丙烷和丙烯利用的是分子大小不同,属于物理性质差异,B正确;C.新型材料ZU-609的孔径大小可以用于分离丙烷和丙烯,可能不适合用来分离乙烯和乙炔,C错误;D.改变新型材料的组成和结构可以改变新型材料的性质,可用于其他有机物的分离,D正确。
9.答案　A
解析　A.由图可知,化合物中含有的官能团为氨基、碳氟键、醚键,没有碳碳双键,故A错误;B.由图可知,化合物的化学式为C19H20 FNO3·HCl·H2O,故B正确;C.由图可知,化合物是一种带有结晶水的半水盐酸盐,故C正确;D.由图可知,化合物中苯环所连的碳上含有氢原子,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,故D正确。
10.答案　B
解析　A.该有机物可以由间羟甲基苯酚和甲醛经缩聚反应制得,合成该有机物的单体是间羟甲基苯酚和甲醛,A正确;B.酚类可以与NaOH发生中和反应,醇类与NaOH不能反应,因此1 mol该有机物最多消耗NaOH的物质的量为n mol,B错误;C.该有机物中O原子均连接2个σ键、并含有2对孤电子对,因此O原子均采取sp3杂化;苯环上C原子的杂化方式为sp2、侧链上碳原子的杂化方式为sp3,因此C原子的杂化方式有sp2、sp3两种,C正确;D.该有机物含有酚羟基,能与浓溴水发生取代反应,酚羟基和醇羟基能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此该有机物能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确。
11.答案　B
解析　A.化合物ATP和ADP均有可以表现碱性的氨基和可以表现酸性的磷酸基团,还有五碳糖上的羟基,故既能与酸反应又能与碱反应,还可以和乙酸、乙醇发生酯化反应,A项正确;B.高分子化合物的相对分子质量通常在104以上,故ATP和ADP均不属于高分子化合物,B项错误;C.1个ATP有4个—OH,故0.1 mol ATP与足量的金属钠反应最多可生成0.2 mol H2,标准状况下的体积为4.48 L,C项正确;D.1个ATP分子与1个ADP分子之间差了1个H、1个P、3个O,故相对分子质量相差80,D项正确。
12.答案　D
解析　A.由结构简式可知,4,4'-二氯二苯砜的分子式为C12H8Cl2O2S,故A正确;B.结合苯酚的性质可知双酚A不易溶于水,酚羟基的邻对位氢能与溴单质发生取代反应,故B正确;C.双酚A与4,4'-二氯二苯砜发生缩聚反应生成双酚A型聚砜和HCl,故C正确;D.S和C均有2个未成对电子,Cl有1个未成对电子,故D错误。
13.答案　B
解析　由聚碳酸酯的结构可知,该物质是由碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)与发生缩聚反应所得,此过程中脱去小分子甲醇,由于存在酯基因此可以在一定条件下发生降解。A.由聚碳酸酯的结构可知,该物质是由碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)与发生缩聚反应所得,此过程中脱去小分子甲醇,A正确;B.单键一定是σ键,双键有且仅有一根σ键,故1 mol碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)中含有的σ键数应该为11NA,B错误;C.由分析,物质甲的结构简式为,C正确;D.由于该物质存在酯基因此可以在一定条件下发生降解,D正确。
14.答案　C
解析　A.同系物是结构相似,分子组成相差若干个CH2的有机物,L、M中所含有的醛基个数不同,分子组成也不是相差若干个CH2,不是同系物,A正确;B.由聚合物PIL/AcO的结构式可知,含有K的结构单元聚合度为x,含有N的结构单元聚合度为y,故参加反应的K和N的物质的量之比为x∶y,B正确;C.聚合度为y的结构单元中还有羟基,可以与其他高分子链中的羟基发生脱水从而连接形成网状结构,C错误;D.x与y的和一定时,改变x与y的比值,y的变化将导致高分子链中羟基数目发生改变,而羟基参与形成高分子链之间的氢键,根据已知信息可知,氢键数目可调控离子导体的力学性能,D正确。
15.(1)酯基、羧基　(2)　
解析　(1)根据阿司匹林的结构式可知,含有的官能团有羧基和酯基;(2)阿司匹林与发生酯化反应生成酯类化合物,所以化合物M的结构简式为;根据化合物N水解过程
,化合物N由化合物P经加聚反应获得,所以化合物P的结构简式为。
16.答案　(1)三颈烧瓶　(2)油浴　a　(3)CH3CH(OH)COOH+NaOH→CH3CH(OH)COONa+H2O
(4)与水形成沸点更低的共沸物,及时将水带出　移走部分产物,使反应向着有利于生成物生成的方向进行,提高聚乳酸产率　油水分离器中水层高度保持不变
(5)降低油浴温度(或隔断式加热、撤走热源)　(6)171
解析　(1)仪器A的名称是三颈烧瓶。(2)制备聚乳酸时,温度高于100 ℃,应采用油浴进行加热;从冷凝管下部进水,提高水的冷凝效果,则冷凝水的进水口是a。(3)羟基不能与氢氧化钠反应,羧基能与氢氧化钠反应,则乳酸与NaOH反应的化学方程式为CH3CH(OH)COOH+NaOH→CH3CH(OH)COONa+H2O。(4)由已知可知,甲苯的作用是作溶剂,甲苯可与水形成沸点更低的共沸物,及时将水带出;油水分离器中不断分离除去水的目的是移走部分产物,使反应向着有利于生成物生成的方向进行,提高聚乳酸产率;判断反应已完成的标志是油水分离器中水层高度保持不变。(5)回流过程中冷凝管内的气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的,若气雾上升过高,说明温度过高,产生气雾,可以通过降温的方式解决,可采取的措施是降低油浴温度(或隔断式加热、撤走热源)。(6)聚乳酸链节的式量为72,72n+18=12 338,解得:n≈171。
17.答案　(1)70 ℃　低于70 ℃,酯交换反应速率减小,转化率低
(2)减小压强,降低沸点;较低温度下蒸馏出产品,可以避免产品分解;不需要高温加热装置,节省能源;不需要耐高温容器,成本降低　(3)MSO4+2RCOOH→M(RCOO)2↓+H2SO4
(4)MSO4　(5)a
解析　(1)根据图像可知70 ℃时产率最高,则反应的最佳温度为70 ℃,由于低于70 ℃,酯交换反应速率减小,转化率低, 若温度过低,产率下降。(2)减压蒸馏可以减小压强,降低沸点;较低温度下蒸馏出产品,可以避免产品分解;不需要高温加热装置,节省能源;不需要耐高温容器,成本降低。(3)为减少生物柴油中的游离脂肪酸(RCOOH)对内燃机的腐蚀,用金属盐(MSO4)将其除去,反应的化学方程式为MSO4+2RCOOH→M(RCOO)2↓+H2SO4。(4)酸化的同时得到脂肪酸和MSO4,因此可循环使用的物质的化学式为MSO4。(5)①利用地沟油可以得到生成物柴油,因此生物柴油是可再生资源,正确;②生物柴油几乎不含硫,使用生物柴油可减少二氧化硫的排放,正确;③生物柴油的生物降解性好,与普通柴油相比易降解,正确;④与普通柴油制取方法不相同,普通柴油是利用石油的分馏得到,错误;答案选a。

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