专题12第2讲合成有机高分子化合物.ppt

第2讲 合成有机高分子化合物,基础盘点,一、合成高分子化合物的基本方法 自我诊断 1. ABS合成树脂的结构可表示为 则生成该树脂的单体的种类和化学反应所属类型正 确的是 （ ） A.1种 加聚反应 B.2种 缩聚反应 C.3种 加聚反应 D.3种 缩聚反应,解析 可将该高分子链节作如下划分：,答案 C,2.聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为 它是制作软质隐 形眼镜的材料。请写出下列有关反应的化学方程式： （1）由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯； （2）由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯； （3）由乙烯制备乙二醇。,解析 甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为： 它是聚甲基丙烯 酸羟乙酯的单体，由它制备聚甲基丙烯酸羟乙酯的 反应属于加聚反应：,由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯应进行酯化反 应，对照反应物、产物的结构可确定要使用乙二醇：,答案,基础回归 1.有机高分子化合物 高分子化合物是相对小分子而言的，简称 。大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。 链节： 聚合度： 单体：,高分子,高分子化合物中的结构单元,链节的重复次数，符号为n,能够合成高分子化合物的小分子物质,2.合成高分子化合物的基本方法聚合反应,合成高分子的反应,加聚反应 缩聚反应,相同点是： 。 不同点是： 。,都由低分子化合物生成高分子化合物,加聚反应的单体和聚合物的链节的各元,素的组成相同，质量分数相同，没有小分子生成；,缩聚反应的单体和链节的元素组成不同，有小分子,生成,（1）加聚反应：写出下列物质合成高分子化合物的 化学方程式： nCH2 CHCl nCH2 CHCN nCH2 C（CH3）COOCH3 nCH2 CHCH CH2 nCH2 C（CH3）CH CH2,答案,（2）缩聚反应：写出下列物质合成高分子化合物的 化学方程式： nCH3CHCOOH nCH3CHCOOH nHOCH2CH2OH+nHOOCCOOH nHCHO+nC6H5OH,答案,二、高分子材料 自我诊断 3.橡胶树是热带植物，在我国海南已有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯,其结构为 试回答下列问题： （1）天然橡胶能溶于汽油的根本原因是因为 ， 天然橡胶加入适当硫进行硫化后，其结构由 变成 ，因而硫化橡胶 （填“能”或 “不能”）溶于汽油。,（2）天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液 体加入溴水中， （填“能”或“不能”）使溴 水褪色。 解析 （1）从天然橡胶成分的结构简式可知天然橡 胶为线型结构的高分子，能溶解于适当的溶剂。天 然橡胶硫化后，引入的硫原子间可形成共价键，从 而使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡 胶不能溶解于汽油。 （2）天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键能加成 Br2，使溴水褪色。 答案 （1）天然橡胶是线型结构 线型结构 网状结 构 不能 （2）能,基础回归 （一）三大合成材料 合成高分子材料中， 、 和 应用最广泛，被称为“三大合成材料”。 1.塑料 塑料的主要成分是 ，含有少量使其具有特定性能的加工助剂，如增塑剂，防老化剂，其分类如下：,塑料,合成纤维,合成橡胶,合成树脂,塑料,塑料：可反复加工多次使用 塑料：加工成型后不会受热熔化,热塑性,热固性,（1）聚乙烯,聚乙烯,低压聚乙烯 高压聚乙烯,（2）酚醛树脂,酚类（如苯酚） +醛类（如甲醛）,线型结构高分子 体型（网状）结构高分子,（2）人造纤维：利用 为原料如芦苇、甘蔗 渣、短棉、木材等经化学加工和纺织而制成的纤维。 它是利用原料本身所含的纤维素而制得的纤维。,（1）合成纤维：利用 为原料制得单体，再经聚合反应而制成的纤维，其 原料本身不是纤维。,石油、天然气、煤和农副产品,天然纤维,2.合成纤维,（3）合成纤维中，维纶具有较好的吸湿性，被称为 “ ”；涤纶目前产量占第一位，它是用对苯二 甲酸与乙二醇在催化剂作用下产生的，反应的化学 方程式为：,尼龙,3.合成橡胶 （1）橡胶的分类,橡胶,橡胶,橡胶,橡胶,橡胶,丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶,聚硫橡胶：有耐油性 硅橡胶：有耐热、耐寒性,天然,合成,通用,特种,（2）合成橡胶 原料：以石油、天然气为原料，以 和 等为单体，聚合而成。 性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐 高温或耐低温等性能。,二烯烃,烯烃,（3）几种常见的合成橡胶,（二）功能高分子材料 1.功能高分子的含义 在天然或合成高分子的 上引入某种功能原子团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能的高分子。 2.复合材料 （1）含义 指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种材料作为 ，其他材料作为 。 （2）复合材料的性能 具有 、 、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。,主链或支链,基体,增强剂,弹度高,质量轻,要点一 加聚反应和缩聚反应 1.加聚反应与缩聚反应的比较,）,）,要点精讲,2.加聚反应和缩聚反应类型精析 （1）加聚反应 聚单烯类（塑料纤维）,聚二烯类（橡胶）,R可为H、Cl、CH3等。,混聚类：两种或两种以上单体加聚： nCH2 CHCH CH2+nCH2 CHCN 聚乙炔类：nCHCH （2）缩聚反应 聚酯类：OH与COOH间的缩聚 nHOCH2CH2OH+nHOOCCOOH OCH2CH2OOC +2nH2O nHOCH2CH2COOH,聚氨基酸类：NH2与COOH间的缩聚,酚醛树脂类,【典例导析1】光刻胶是大规模集成电路、印刷电路板和激光制版技术中的关键材料。某一肉桂酸型光刻胶的主要成分A经光照固化转变为B。,（1）请指出A中含有的官能团 （填两种）。 （2）A经光照固化转变为B，发生了 反应（填反 应类型）。 （3）写出A与NaOH溶液反应的化学方程式 。 （4）写出B在酸性条件下水解得到的芳香族化合物的 分子式： 解析 （1）由A的结构简式可以看出，它的分子中会 有酯基、碳碳双键。 （2）由A到B的转化关系不难看出是由A分子中的双 键通过加聚而生成B；,（3）因含有酯基（ ）因此A与NaOH反 应实际是酯在碱性条件下的水解生成相应盐 （ ）; （4）B在酸性条件下也是发生了酯的水解反应将 变为 从而得到答案。,答案 （1）酯基、碳碳双键 （2）加成,迁移应用1 科学家把药物连在高分子载体E上制成缓释长效药剂。阿司匹林（ ）可连接在某高分子聚合物上，形成缓释长效药剂，其中一种结构简式为：,试回答下列问题： （1）载体结构简式为： 。 （2）缓释反应的化学方程式为 。 （3）阿司匹林在碱性条件下（NaOH）发生水解反 应的化学方程式为： 。 （4）这种高分子载体是由单体发生聚合反应得到 的，写出单体的结构简式： 。,解析 解题的关键是判断官能团的断键位置，观察长 效药剂的结构：,似乎、两键都可以断裂，但考查阿司匹林的结 构发现，分子只有从断裂才有意义。所以载体的 结构简式为：,阿司匹林在NaOH溶液中水解应生成钠盐和水。当主 链只有碳碳单键而无双键时，主碳链每两个碳原子 断裂闭合成为一种单体，上述分子仅由一种单体聚 合而成，应为,答案,要点二 高分子化合物单体的判断,1.由加聚聚合物推单体的方法,2.由缩聚物推单体的方法,【典例导析2】（1）做装饰板的贴画，常用氨基树脂，它的结构片段如下图所示：,它可以看作是两种单体的缩水产物，这两种单体的结构简式是 、 。,的3种单体的结构简式分别是 、 、,（3）新型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如下：,其单体为 。,解析 由高聚物找单体是有关高分子化合物考查中的常用题型，重点抓住教材中涉及的不饱和键的加成，以及COOH与OH、COOH与NH2、OH与OH、 与苯酚之间的缩合。,答案,迁移应用2 下列高聚物中，由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是 （ ）,解析 分析题中四个选项：A项是由CH2 CH2和 CH2 CHCN加聚而成的；B项是由CH2 CHCH CH2加聚而成的；C项是由CH2 CHCH CH2 和CH2 CHC6H5加聚而成的。只有D项中含有官能 团COO，故D项是通过缩聚反应生成的。 答案 D,迁移应用3,正确组合为 （ ） A. B. C. D. 解析 从高分子材料的结构简式上看，主链前两个碳 原子应来自于，中间两个碳原子应来自于,最后 的两个碳原子应来自于。 若参与形成高分子材料，则其中有这样的结构,答案 D,要点三 有机高分子材料 一、合成材料的类型 1.塑料的分类 热塑性：树脂为线型结构，有 热塑性。如聚乙烯、 聚氯乙烯、聚丙烯 热固性：树脂为体型结构，有热 固性。如酚醛树脂(电木),塑料,【典例导析3】 下列说法正确的是 （ ） A.利用石油作原料制得的纤维是人造纤维 B.天然纤维是不能再被加工处理的 C.合成纤维、人造纤维和天然纤维统称为化 学纤维 D.煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维 解析 纤维可分为天然纤维和化学纤维，化 学纤维可再分为人造纤维和合成纤维。人造 纤维是以纤维素为原料，而合成纤维以石油、 煤的化工产品为原料。,D,迁移应用4 橡胶属于重要的工业原料。它是一种 有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度 较差。为了增加某些橡胶制品的强度，加工时 往往需进行硫化处理。即将橡胶原料与硫磺在 一定条件下反应，橡胶制品硫化程度越高，强 度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时 硫化程度最高的是 （ ） A.橡皮筋 B.汽车外胎 C.普通气球 D.医用乳胶手套,解析 本题考结构与性质的关系。根据题目信息 可知，硫化程度较高的橡胶强度大，弹性差，选 项中汽车外胎强度最大，弹性最差，故选B。 答案 B,迁移应用5 随着社会的发展,复合材料是一类新 型的有前途的发展材料，目前，复合材料最主 要的应用领域是 ( ) A.高分子分离膜 B.人类的人工器官 C.宇宙航空工业 D.新型药物 解析 复合材料一般具有强度高、质量轻、耐 高温、耐腐蚀等优异性能，所以主要应用于航 空工业。,C,题组一 高分子化合物单体的判断 1.某高聚物的结构片断如下： 正确的是 （ ） A.它是缩聚反应的产物 B.其单体是CH2 CH2和HCOOCH3,对点训练,，下列分析,2.有机物A与NaOH的醇溶液混合加热，得产物C和溶液D。C与乙烯混合在催化剂作用下可反应生成 的高聚物，而在溶液D中先加入HNO3酸化，后加AgNO3溶液有白色沉淀生成，则A的结构简式为 （ ）,C.其链节是CH3CH2COOCH3 D.其单体是CH2 CHCOOCH3 答案 D,答案 C,3.下面是一种线型高分子的一部分：,由此分析，这种高分子化合物的单体至少有 种， 它们的结构简式为 。,解析 从本题所示的高分子化合物的长链结构中可 以看出多次出现类似酯结构的 结构单元，所以这种高分子化合物是由酸与醇缩聚而成的聚酯。据长链可以得知结合处为 ，则断裂处亦为 ，断裂后部分加羟基，其余部分加氢，从左到右可依次得出它们的结构简式。,答案,题组二 高分子化合物的合成 4.聚四氟乙烯的耐热性和化学稳定性超过其他塑料，被称为“塑料王”。其合成路线如下： 三氯甲烷 二氟一氯甲烷 四氟乙烯 聚 聚四氟乙烯 下列说法中，不正确的是 （ ） A.“塑料王”不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.三氯甲烷（CHCl3）可以用甲烷与氯气的取代反 应来制取 C.四氟乙烯 （CF2 CF2）中所有的原子都在同一个平面上,D.二氟一氯甲烷 （CHClF2）中所有原子最外层都达到了8电子稳定结构 答案 D 5.PMAA是一种“智能型”有机高分子化合物，可应用于生物制药中大分子和小分子的分离。可以用下面的设计方案合成：,已知： 中羟基不能被氧化成相应的醛基或羧基。（R1、R2、R3是相同或不同的烃基） 请填写下列空白： （1）写出A、G的结构简式：A ，G 。 （2）反应中属于取代反应的有 （3）写出CD的化学方程式： （4）C与F在浓硫酸存在和加热条件下能够充分反应, 此反应的反应类型是 ，1 mol C最多能与 （填物质的量）F完全反应。,答案,（4）酯化反应 2 mol,定时检测 一、选择题（本题包括10小题,每小题5分,共50分） 1.（2009广东，4改编）下列叙述不正确的是（ ） A.天然气和沼气的主要成分是甲烷 B.等物质的量的乙醇和乙酸完全燃烧时所需氧气的 质量相等 C.油脂和蛋白质在一定条件下都能水解 D.葡萄糖和蔗糖都含有C、H、O三种元素，但不 是同系物,解析 甲烷是天然气和沼气的主要成分，A正确；乙 醇和乙酸物质的量相同时耗氧量不同，B错误；油脂 和蛋白质在一定条件下都可水解，C正确；葡萄糖和 蔗糖的分子组成相差不是若干个CH2，不互为同系物。 答案 B,2.（2009福建理综，9）下列关于常见有机物的说法不正确的是（ ） A.乙烯和苯都能与溴水反应 B.乙酸和油脂都能与氢氧化钠溶液反应 C.糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质 D.乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别 解析 乙烯能与溴水发生加成反应而使其褪色，但苯使溴水褪色是萃取，属于物理变化，A错误；乙酸具有酸性，能与NaOH溶液发生中和反应，油脂能在NaOH溶液中水解，B正确；糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质，C说法正确；乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不可以，D说法正确。,A,3.（2009天津理综，1）化学与生活密切相关，下 列有关说法正确的是 （ ） A.维生素C具有还原性，在人体内起抗氧化作用 B.糖类、蛋白质、油脂属于天然高分子化合物 C.煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁 能源 D.制作航天服的聚酯纤维和用于光缆通信的光导纤 维都是新型无机非金属材料,解析 糖类中的单糖及二糖等不属于高分子化合物，油脂相对分子质量大约在800900左右，也不属于高分子化合物，所以B项错误；煤的气化和液化是化学变化，C项错；D项中聚酯纤维是有机高分子材料，不属于新型无机非金属材料，D项错误；由于维生素C的结构中含有多个 ，所 以具有还原性，可起抗氧化作用。 答案 A,4.（2009广东理基，31）下列说法不正确的是（ ） A.苯和乙烯都能与H2发生加成反应 B.蔗糖在人体内水解的产物只有葡萄糖 C.食醋中含有乙酸，乙酸可由乙醇氧化得到 D.煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成 分为CO和H2 解析 苯可以在催化剂作用下与H2发生加成反应，乙烯中含有碳碳双键，故可以与H2加成，A项正确；蔗糖最终水解生成葡萄糖和果糖，B项错；乙醇可 以催化氧化得乙醛，乙醛继续氧化可得乙酸，C项正 确；水煤气的制取方程式为：C+H2O（g） CO+H2 ，D项正确。,B,5.（2008广东理基，23）有关天然产物水解的叙述不正确的是（ ） A.油脂水解可得到丙三醇 B.可用碘检验淀粉水解是否完全 C.蛋白质水解的最终产物均为氨基酸 D.纤维素水解与淀粉水解得到的最终产物不同 解析 天然油脂水解产物在酸性条件下为丙三醇和高级脂肪酸，在碱性条件下为丙三醇和高级脂肪酸盐；因为碘遇淀粉变蓝，所以用碘来检验淀粉是否水解完全；天然蛋白质水解最终产物为-氨基酸；纤维素和淀粉水解的最终产物皆为葡萄糖，因此A、B、C正确，D错误。,D,6.（2008山东理综，9）下列叙述合理的是（ ） A.金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体 B.棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成 CO2和H2O C.水电站把机械能转化成电能，而核电站把化学能 转化成电能 D.我国规定自2008年6月1日起，商家不得无偿提供 塑料袋，目的是减少“白色污染”,解析 金属材料和非金属材料中都有一部分是半导 体，A错；丝、毛属于蛋白质，含有氮元素，燃烧产 物中还有N2，B错；核电站是把核能转化成电能，C 错；应选D；考生在解题时常犯的错误是没有弄清概 念应用的对象、前提条件、表达方法和与其他概念 的关系。 答案 D,7. 已知有一过程如下：,根据上图，a、b、c可分别表示 （ ） A.淀粉、酶、葡萄糖 B.蔗糖、酶、果糖 C.纤维素、酶、葡萄糖 D.麦芽糖、酶、葡萄糖 解析 麦芽糖是二糖，水解后生成2分子葡萄糖。,D,8.某精细化工厂将棉花加工成很细的颗粒结构，然后把它添加到食品中去，可改变食品的口感，使食品易加工成型，降低人体获得的热量等，这是因为纤维素 （ ） A.是人体重要的营养物质 B.在人体中可水解成葡萄糖 C.不能被所有动物吸收 D.不能被人体吸收，但可以促进消化,D,9.下面4位同学对“化学与健康”这一话题发表 的见解中，正确的是 （ ） 解析 食用海产品可补充碘，在规定范围 内使用食品添加剂，对人体是无害的。,B,10.食品保鲜膜按材质分为聚乙烯（PE）、聚氯乙烯 （PVC）、聚偏二氯乙烯（PVDC）等。PVC广泛用 于食品、蔬菜外包装，对人体有潜在危害。下列有关 叙述不正确的是 （ ） A.PVC保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化， 能溶于酒精 B.PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得 C.PVC的化学式为CH2CHCl，PVDC的化学 式为CH2CCl2 D.等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气的质 量相等,解析 聚氯乙烯（PVC）的结构简式为：CH2 CHCl,属于链状聚合物，在高温时易熔化，并且易 溶于有机溶剂苯、酒精等，所以A项叙述正确；聚氯 乙烯（PVC）的单体是CH2 CHCl,不能由聚乙烯 （PE）的单体CH2 CH2和HCl加成制得，所以B项 叙述错误；聚偏二氯乙烯（PVDC）的结构式为： CH2CCl2，所以C选项正确；乙烯和聚乙烯的 含碳量和含氢量均相同，所以等质量的乙烯和聚乙烯 燃烧时，消耗的氧气的质量相等，所以D项叙述正确。 答案 B,二、非选择题（本题包括4小题，共50分） 11.（14分）（2009重庆理综，28）星形聚合物SPLA可经下列反应路线得到（部分反应条件未 注明）。,已知：SPLA的结构简式为,（1）淀粉是 糖（填“单”或“多”）；A的名称是 。 （2）乙醛由不饱和烃制备的方法之一是 （用化学方程式表示，可多步）。 （3）DE的化学反应类型属于 反应；D结构 中有3个相同的基团，且1molD能与2mol Ag （NH3）2OH 反应，则D的结构简式是 ；D与银氨溶液反应的化学方程式为 。 （4）B的直链同分异构体G的分子中不含甲基，G既 不能与NaHCO3溶液反应，又不能与新制Cu（OH）2 反应，且1 mol G与足量Na反应生成1 mol H2，则G的 结构简式为 。,（5）B有多种脱水产物，其中两种产物的结构简式 为 和 。,解析 由框图可知：A为葡萄糖，B为乳酸 CH3CHCOOH，由D（C5H10O4）E（C5H12O4） 的分子式变化可知，此反应为加氢过程，是加成反 应，也是还原反应，D（C5H10O4）的不饱和度说明 D分子中仅1个-CHO,其他三个氧原子均为醇羟基， 所以D为,答案 （1）多 葡萄糖 （2）CH2 CH2+H2O CH3CH2OH， 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 或CH2 CH2+HBr CH3CH2Br， CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr 或CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr， 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O,（3）加成（或还原） C（CH2OH）3CHO C（CH2OH）3CHO+2Ag（NH3）2OH C（CH2OH）3COONH4+2Ag+3NH3+H2O （4）HOCH2CCH2OH （5）CH2 CHCOOH,12.（14分）丰富多彩的化学物质不断改变着人 类的生活，它所产生的作用与其分子结构密 切相关。 （1）请根据以下化合物的分子结构，回答下 列问题：,1）上述化合物可能的应用是 。 A.化合物（）可作为制造聚四氟乙烯塑料的 原料；化合物（）可用来合成人造纤维 B.两者均可作为食品添加剂 C.两者均可作为表面活性剂，起到乳化、增 溶、消泡等作用 D.两者均可用作中和胃酸的药物 2）上述两个化合物进入环境后，更难被降解 的是 。 （2）有三种高分子材料，结构单元如下：,请回答下列问题： 1）根据上述高分子结构，能够作为高吸水性树 脂的是 ,其可能的理由是 ；可作 为弹性橡胶的是 ，理由是 。 2）有关上述高分子材料的下列说法正确的是 （可多选）。 A.高分子（）的单体有4种 B.高分子（）焚烧后产生的废气毒性最小 C.都能作为食品包装材料 D.它们的废弃物都能回收利用,解析 （1）分析（）和（）两个化合物的结 构式，（）为全氟代烷基磺酸钠，（）为十 二烷基磺酸钠。二者的共同点是均有磺酸根离子 和烷基，其中烷基为憎水基，磺酸根离子为亲水 基，具备这类结构的分子憎水基易溶于有机物 中，而亲水基易溶于水中，故二者均可作为表面 活性剂，起乳化、增溶、消泡的作用。故C正确。 这两种化合物进入环境后，（）更难被降解， 因为CF比CH结合更牢固。,（2）分子（）中含有COONa，具备这种结构 的高分子化合物有较强的吸水性，可以作为高吸 水性树脂。分子（）中含有SS经过 硫化的橡胶弹性增强，抗老化和腐蚀能力都显著 提升。分子（ ）为链状高分子化合物，由单体,加聚生成，故高分子（）的单体有3种，A错； 高分子（）仅含C、H、O、Na四种元素，燃烧 不会产生SO2、氮氧化物，二 英等有毒大气 污染物，B正确；食品包装材料要求无毒性，不 溶于水且易密封，（）、()、（）三种分 子均不合适，C错；高分子合成材料的废弃物须回 收利用，可以用来提炼汽油等，在自然界中不易 降解，带来白色污染。,答案 （1）C （2） 结构单元中含有COONa 线型分子同含有二硫键（SS） BD,13.（10分）（2008上海综合能力测试，47）燃料 乙醇的生产过程可由下图表示： 玉米粉碎水解发酵过滤a乙醇 （1）粉碎玉米的目的是 。 （2）生产过程中为了检验淀粉水解是否完全，可使用的试剂是 。 （3）步骤a的操作是 。 A.蒸发 B.萃取 C.蒸馏 D.分液,