2017-2018学年高中化学 第五章 进入合成有机高分子化合物的时代 第一节 合成高分子化合物的基本方法精选新题 新人教版选修5.doc

第一节合成高分子化合物的基本方法1.了解合成高分子化合物的组成与结构特点，能依据简单合成高分子化合物的结构分析其链节和单体。2了解加聚反应和缩聚反应的特点。3.能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构简式。4从有机高分子化合物的结构特点出发，掌握合成有机高分子化合物的基本方法。有机高分子化合物及加成聚合反应学生用书P681有机高分子化合物(1)合成(2)与低分子有机物的区别有机高分子化合物低分子有机物相对分子质量只是一个平均值，一般高达104106都有一个明确的数值，一般在1 000以下结构由若干个重复结构单元组成具有单一结构性质在物理、化学性质上有较大差异(3)有关概念(1)有机高分子化合物都是混合物，无固定的熔、沸点。(2)聚合物是混合物，没有固定的相对分子质量。2.加成聚合反应(1)概念：由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的形式生成高分子化合物的反应，简称加聚反应。(2)常见的加聚反应乙烯的加聚nCH2=CH2。丙烯的加聚。1,3-丁二烯的加聚nCH2=CHCH=CH2。乙烯和丙烯的加聚1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)油脂、淀粉和纤维素的相对分子质量都较大，它们都属于高分子化合物。()(2)加聚反应的产物为混合物。()(3)加聚反应的原子利用率为100%。()(4)加聚反应聚合物的链节和单体的化学组成相同。()(5)加聚反应的产物没有固定的熔、沸点。()(6)能发生加聚反应的单体，必须有碳碳双键或碳碳三键等不饱和键。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.由丙烯(CH3CH=CH2)合成聚丙烯的结构简式为_，链节为_；聚合度为_，聚合物的平均相对分子质量为_。解析：聚丙烯的结构简式为，其平均相对分子质量为42n。答案：n42n1.加聚反应的特点2加聚产物和单体的相互推断(1)由单体推断加聚产物单体由官能团(一般是碳碳双键和碳碳三键)和非官能团两部分组成。单体中含有不饱和键(碳碳双键或碳碳三键)的碳链单独列成一行，断开不饱和键，展放在中括号()内，其他非官能团部分作为支链纵列。例如：单体将不饱和键的碳链单独列出加聚物CH2=CH2CH2=CH2CH2CH2CH2=CHCH3CH2=CHCNCH2CHCOOCH3(2)由加聚产物推断单体方法实例加聚物方法单体CH2CH2变为双键CH2CH2CH2=CH2 CH2CHCH3和CH2=CH2另外，从每组碳原子外侧向组内画出成对的弯箭头，箭头指向处增加一条键，箭头出发处断一条键，也可迅速找出单体。例如：可得到如下单体：(2017高考北京卷)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，其结构表示如下： (图中虚线表示氢键)下列说法不正确的是()A聚维酮的单体是 B聚维酮分子由(mn)个单体聚合而成C聚维酮碘是一种水溶性物质D聚维酮在一定条件下能发生水解反应解析 由聚维酮碘的分子结构知，聚维酮由加聚反应制得，其单体为，A项正确；由聚维酮碘的分子结构知，聚维酮分子中左侧链节由2个单体构成，因此，聚维酮分子由(2mn)个单体聚合而成，B项错误；由题干信息“聚维酮碘的水溶液”知，聚维酮碘溶于水，C项正确；聚维酮分子中含有肽键，因此在一定条件下能够发生水解反应，D项正确。答案B有机高分子化合物1下列对于有机高分子化合物的叙述错误的是()A有机高分子化合物可分为天然有机高分子化合物和合成有机高分子化合物两大类B有机高分子化合物的特点之一是组成元素简单、结构复杂、相对分子质量大C有机高分子化合物均为混合物D合成的有机高分子化合物大部分是由低分子有机化合物通过聚合反应而制得的解析：选B。淀粉和纤维素都属于天然有机高分子化合物，而塑料、合成橡胶等属于合成有机高分子化合物，故A正确；可用举例法判断，如聚乙烯的结构并不复杂，故B错误；合成有机高分子化合物主要是通过聚合反应而制得的，均为混合物，故C、D正确。 2下列说法中正确的是()A油脂是高级脂肪酸甘油三酯，其相对分子质量较大，所以是有机高分子化合物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一块无色透明的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解析：选C。油脂的相对分子质量远达不到高分子化合物的标准，仍属于低分子化合物，A错；乙烯加聚之后，双键断开，聚乙烯中不存在双键，故二者化学性质不同，B错；聚合物是混合物，无固定的相对分子质量，D错。加聚反应3下列单体能在一定条件下发生加聚反应生成的是()A丙烯B2甲基1，3丁二烯C乙烯和丙烯 D2甲基2丁烯解析：选B。根据链节上的碳原子数目和键的类型可判断其单体是二烯烃。4丁腈橡胶的结构简式为，具有优良的耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是()CH2=CHCH=CH2 CH3CCCH3CH2=CHCN CH3CH=CHCNCH3CH=CH2 CH3CH=CHCH3A BC D解析：选C。由丁腈橡胶的结构简式可知为加聚产物，根据加聚产物单体的判断方法“见双键，四个碳”，断键后，单双键互换，即得单体为CH2=CHCN和CH2=CHCH=CH2。缩合聚合反应学生用书P701概念有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时产生小分子化合物的反应，简称缩聚反应。2类型(1)羟基酸缩聚如HOCH2COOH的缩聚：nHOCH2COOH。(2)醇与酸缩聚1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)缩聚反应的条件是单体必须具有两个或两个以上的官能团。()(2)高分子化合物的链节与单体的组成或相对分子质量不一定相同。()(3)有机高分子化合物的相对分子质量等于单体相对分子质量的n倍。()(4)缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子物质生成，如H2O、NH3、HCl等。()(5)既能发生加聚反应，也能发生缩聚反应。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2聚合物 (结构片段)可被人体吸收，常作为外科缝合手术的材料，该物质由下列哪种物质聚合而成()ACH3CH(OH)COOHBHCOOCH2OHCHOCH2CH2COOHDHOCH(CH3)COOCH(CH3)CH2OH解析：选A。由题干中给出的高聚物的部分结构可知，该高聚物中含有酯基，是某单体通过缩聚反应制得，单体是CH3CH(OH)COOH。缩聚产物单体的判断1产物中含有酚羟基结构，单体一般为酚和醛。如的单体是和HCHO。2链节中含有以下结构：HOROH、，其单体必为一种，去掉中括号和n即为单体。3链节中含有结构，将中CO键断裂，去掉中括号和n，碳原子上补羟基，氧原子上补氢原子，单体为羧酸和醇，如的单体为HOOCCOOH和HOCH2CH2OH。4链节中含有结构，将中CN键断裂，去掉中括号和n，碳原子上补羟基，氮原子上补氢原子，单体为氨基酸，如的单体为H2NCH2COOH和。(1)下列有机化合物，既能发生加成反应，又能发生加聚反应，还能发生缩聚反应的是()(2)已知涤纶树脂的结构简式为，它是由_和_(填单体的结构简式)通过_反应制得的，反应的化学方程式为_。解析(1)苯酚能发生加成反应(与H2)，还能发生缩聚反应(和甲醛)，但不能发生加聚反应，故A错；B、C、D中的碳碳双键都能发生加成、加聚反应，但C、D中都只含有羧基，不能发生缩聚反应，而B中含有羟基和羧基，可以发生缩聚反应。(2)由该高聚物的结构简式分析，此高聚物属于高聚酯，因而属于酯化型缩聚反应。联想酯化反应的特征即可推出酸和醇的结构片段：和OCH2CH2O，再连接上OH 或H即得到单体的结构简式。答案(1)B(2) HOCH2CH2OH缩合聚合(或缩聚)nHOCH2CH2OH(2n1)H2O(1)加聚产物与缩聚产物在结构简式上有什么区别？(2)由一种单体生成的缩聚产物与由两种单体生成的缩聚产物在结构简式上有什么区别？答案：(1)缩聚产物的结构简式中含有端基原子或原子团，而加聚产物则没有。缩聚产物一般链节中含有酯基、醚键、肽键等官能团或其残基，而加聚产物一般没有，有时在链节中会有碳碳双键。(2)由一种单体生成的缩聚产物的结构简式的“”内没有完整的或等；由两种单体生成的缩聚产物的结构简式的“”内含有完整的或等。缩聚反应1链状高分子化合物可由有机化工原料R和其他有机试剂，通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到，则R是()A1丁烯B2丁烯C1，3丁二烯 D乙烯解析：选D。该链状有机物结构简式为，分析可知该高分子化合物合成时所用的单体为和HOCH2CH2OH，R经过加成、水解可生成HOCH2CH2OH，再经过氧化生成，则R为乙烯。2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_。合成该高分子化合物的反应类型是_。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，其余部分加氢原子，从左到右得出的单体结构简式依次为其中和结构相同，则合成这种高分子化合物的单体至少有5种，即。重难易错提炼1.高分子化合物(1)特点相对分子质量很大，都是混合物；分子中含有重复的结构单元。(2)几个重要概念：单体；链节；聚合度。2.合成高分子化合物的方法(1)加聚反应单体含有碳碳双键、碳碳三键等不饱和键；没有小分子生成；一般链节主链只含碳原子。(2)缩聚反应单体含有两个或两个以上的官能团，如羧基、羟基或氨基；一定有小分子生成；一般链节主链含酯基或肽键。课后达标检测学生用书P121(单独成册)基础巩固1下列属于天然高分子化合物的是()A聚乙烯B淀粉C硝化纤维 D油脂解析：选B。淀粉是天然高分子化合物。聚乙烯是合成高分子化合物。硝化纤维是天然高分子化合物与硝酸发生酯化反应的产物，在与硝酸反应中，纤维素的高分子链未被破坏，因而仍是高分子化合物。油脂是高级脂肪酸甘油酯，相对分子质量相对较小，且在其结构中没有出现重复的结构单元和聚合度，故不是高分子化合物。2下列叙述中正确的是( )A单体的质量之和等于所生成的高分子化合物的质量B单体为一种物质时，则单体发生加聚反应C缩聚反应的单体至少有两种物质D淀粉和纤维素的聚合度不同，不互为同分异构体解析：选D。若为加聚反应，单体的质量之和等于所生成高分子化合物的质量；若为缩聚反应，高分子化合物的质量小于单体的质量之和，所以A项错误。单体为一种物质时，可能发生加聚反应也可能发生缩聚反应，如乙烯通过加聚反应得到聚乙烯，乳酸()通过缩聚反应得到聚乳酸()和H2O，所以B、C项错误。淀粉和纤维素虽然分子式都为(C6H10O5)n，但聚合度n不同，则二者分子式实际是不同的，不符合同分异构体的定义，所以二者不互为同分异构体，所以D项正确。3某高聚物的结构简式为。下列分析正确的是()A它是缩聚反应的产物B其单体是CH2=CH2和HCOOCH3C其单体为CH2=CHCOOCH3D它燃烧后产生CO2和H2O的物质的量之比为11解析：选C。据该高分子化合物的结构简式可知，它是加聚反应的产物，其单体是CH2=CHCOOCH3，A、B不正确，C正确；它燃烧后产生CO2和H2O的物质的量之比为43，D不正确。4人造象牙主要成分是CH2O，它是通过加聚反应制得的，则合成此高聚物的单体是()解析：选B。人造象牙由加聚反应制得，加聚产物的元素种类及原子数目与单体一样，可以判断其单体为HCHO。5下列关于加聚反应和缩聚反应的说法中不正确的是()A加聚反应发生后有机分子的不饱和度减小B加聚反应是一种特殊的加成反应，多数缩聚反应是一种复杂的取代反应C加聚反应和缩聚反应均属于有机高分子参与的化学反应D加聚反应和缩聚反应中官能团均发生了变化解析：选C。从反应原理来看，加聚反应属于加成反应，故加聚反应中不饱和键被破坏，不饱和度减小；加聚反应和缩聚反应均属于合成有机高分子的反应，而不是有机高分子参与的化学反应；加聚反应中不饱和键作为官能团被破坏，缩聚反应由于官能团相互作用失去小分子而使官能团发生变化。6CH3CH=CHCH3发生聚合反应生成的高聚物分子的结构简式正确的是()解析：选B。发生加聚反应时，只是碳碳双键打开，连接形成碳链的过程，双键碳原子上所连接的基团并不在主链上，而是作为支链。7下列合成有机高分子材料的化学方程式和反应类型都正确的是()AnCH2=CHCNCH2CHCN加聚反应BnHOCH2CH2OH(2n1)H2O加聚 反应CnCH2=CH2nCH2=CHCH3加聚反应DnCHCHCH2CH2加聚反应解析：选C。A项应为nCH2=CHCN；B项中有COOH和OH，为缩聚反应；C项中仅有，为加聚反应；D项应为nCHCHCH=CH，为加聚反应。8下列高分子化合物是由一种单体缩聚而成的是()解析：选C。A项是由乙烯和丙烯通过加聚反应生成的；B项的两种单体为HOOC(CH2)4COOH和HOCH2CH2OH；C项的单体只有一种，即羟基酸；D项的两种单体为H2N(CH2)6NH2和HOOC(CH2)4COOH。9下列化合物中：a. bHO(CH2)2OHcCH3CH=CHCNdeHOOC(CH2)4COOH(1)可发生加聚反应的化合物是_(填字母，下同)，加聚物的结构简式为_。(2)同种分子间可发生缩聚反应生成酯基的化合物是_，缩聚物的结构简式为_。(3)两种分子间可发生缩聚反应的化合物是_和_，缩聚物的结构简式为_。解析：c分子结构中含有碳碳双键，可以发生加聚反应；发生缩聚反应的单体分子中必须至少含有2个能相互发生反应的官能团。答案：(1)c(2)a(3)be10按要求完成下列问题。(1)聚苯乙烯的结构为。聚苯乙烯的链节是_，单体是_。实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的聚合度n为_。(2)完成下列反应的化学方程式，并指出其反应类型。由乙烯制取聚乙烯：_，_。由丙烯制取聚丙烯：_，_。由对苯二甲酸()与乙二醇发生反应生成高分子化合物：_，_。解析：(1)聚苯乙烯的链节是，单体是，n500。(2)乙烯制取聚乙烯，丙烯制取聚丙烯的反应是加聚反应，对苯二甲酸与乙二醇发生的是缩聚反应。答案：(1)500(2)nCH2=CH2 CH2CH2加聚反应加聚反应11(1)1 mol丙酮酸()在镍的催化下与1 mol氢气发生加成反应转变成乳酸，则乳酸的结构简式为_。(2)在酸性条件下，与乳酸具有相同官能团的乳酸的同分异构体A发生消去反应生成B，则由A生成B的化学方程式为_。(3)B与甲醇生成的酯可以聚合，则该聚合物的结构简式为_。解析：丙酮酸中含有和COOH两种官能团，能与H2加成生成CH(OH)，而COOH不能与H2发生加成反应，从而得出乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH，与其具有相同官能团的同分异构体只有HOCH2CH2COOH一种。在酸性条件下，A加热脱水可生成丙烯酸或环酯。但(2)中指出发生消去反应，(3)中指出B与甲醇生成的酯可以聚合，暗示B中含有羧基(能生成酯)，说明B为丙烯酸，而不是环酯。答案：(1)CH3CH(OH)COOH(2)HOCH2CH2COOHCH2=CHCOOHH2O(3) 能力提升12某软质隐形眼镜材料为如图所示的聚合物，下列有关说法错误的是()A生成该聚合物的反应属于加聚反应B该聚合物的单体是丙酸乙酯C聚合物分子中存在大量的OH，所以具有较好的亲水性D该聚合物的结构简式为解析：选B。由该高聚物的部分结构单元可知链节为，则单体为，命名为甲基丙烯酸乙二酯。13DAP是电器和仪表部件中常用的一种高分子化合物，其结构简式为。合成它的单体可能有()邻苯二甲酸 丙烯醇丙烯 乙烯邻苯二甲酸甲酯A仅 B仅C仅 D仅解析：选A。通过分析分子结构，可看出DAP是加聚产物，同时又有酯的结构。先把酯基打开还原，再把高分子还原成单体，得到邻苯二甲酸和丙烯醇。可见该物质可以看成是由邻苯二甲酸和丙烯醇酯化后，再加聚而成。14现有烃的含氧衍生物A，还原A时形成醇B，氧化A时形成C，由B、C反应可生成高分子化合物，以下叙述错误的是()AA属于醛类BA的相对分子质量是58CA分子中有6个原子，含碳40%D1 mol A与足量银氨溶液反应能还原出4 mol银解析