合成材料与新型有机高分子材料

1、合成材料与新型有机高分子材料全局性掌控全局性掌控全局性掌控全局性掌控 在近几年的高考试题中，有关合成材料的命题大都在近几年的高考试题中，有关合成材料的命题大都以新材料为背景，和生活、生产实际相结合主要形式：以新材料为背景，和生活、生产实际相结合主要形式：一是由一种或几种单体加聚成高分子化合物或由加聚产一是由一种或几种单体加聚成高分子化合物或由加聚产物反推其单体；二是由一种或几种单体缩聚成高分子化物反推其单体；二是由一种或几种单体缩聚成高分子化合物或已知高分子的链节推知其单体题型以选择题和合物或已知高分子的链节推知其单体题型以选择题和有机综合题为主有机综合题为主.选项式诊断选项式诊断诊断诊断判断

2、正误，在诊断一栏内打判断正误，在诊断一栏内打“”“”或或“”1.石油裂解和油脂皂化都是由高分子生成小分子的石油裂解和油脂皂化都是由高分子生成小分子的 过程过程(2010广东高考广东高考T11D)2. 的结构中含有酯的结构的结构中含有酯的结构(2010北京高考北京高考T8A)选项式诊断选项式诊断诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打判断正误，在诊断一栏内打“”“”或或“”3.限制塑料制品使用违背了发展低碳经济限制塑料制品使用违背了发展低碳经济(2010天天 津高考津高考T1B)4.聚乙烯可发生加成反应聚乙烯可发生加成反应(2010福建高考福建高考T6A)5.人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子人

3、造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子 化合物化合物(2009山东高考山东高考T9B)一、有机高分子化合物一、有机高分子化合物1组成组成名称名称结构简式结构简式单体单体链节链节聚合聚合度度聚氯聚氯乙烯乙烯 CH2CHClCH2CHCln淀粉淀粉纤维素纤维素蛋白质蛋白质天然橡胶天然橡胶塑料塑料3结构与性质结构与性质有机高分子化合物按结构分为有机高分子化合物按结构分为 高分子和高分子和 高高分子，其性质如下：分子，其性质如下：线型线型体型体型线型高分子线型高分子体型体型(网状网状)高分子高分子溶解溶解性性能缓慢溶解于适当溶剂能缓慢溶解于适当溶剂很难溶解，但往往有一定很难溶解，但往往有一定程度的胀

4、大程度的胀大性能性能具有具有 性，无固定熔点性，无固定熔点 具有具有 性，受热不熔化性，受热不熔化特性特性强度大，可拉丝、吹薄膜，强度大，可拉丝、吹薄膜，绝缘性好，有可塑性绝缘性好，有可塑性强度大，绝缘性好强度大，绝缘性好热塑热塑热固热固1聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 属于线型结构，属于线型结构， 还是体型结构？还是体型结构？提示：聚甲基丙烯酸甲酯属于线型结构提示：聚甲基丙烯酸甲酯属于线型结构2常见的合成材料常见的合成材料(1)常见塑料常见塑料名称名称单体单体结构简式结构简式聚乙烯聚乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯(氯纶氯纶) CH2= CH2CHCl = CH2名称名称单体单体结构简式结构简式聚苯乙

5、烯聚苯乙烯聚甲基丙烯聚甲基丙烯酸甲酯酸甲酯(有机有机玻璃玻璃)酚醛塑料酚醛塑料(俗俗称电木称电木)(2)常见的合成纤维常见的合成纤维名称名称单体单体结构简式结构简式涤纶涤纶和和 腈纶腈纶CH2=CHCNHOCH2CH2OH(3)常见的合成橡胶常见的合成橡胶名称名称单体单体结构简式结构简式顺丁顺丁橡胶橡胶 丁苯丁苯橡胶橡胶CH2=CHCH=CH2和和氯丁氯丁橡胶橡胶CH2 = CHCCl = CH2CH2=CHCH=CH22如何由乙烯和如何由乙烯和 以及必要的无机试剂以及必要的无机试剂 合成涤纶合成涤纶( )? 提示：提示：机械性能机械性能特殊功能特殊功能2复合材料复合材料(1)概念：复合材料是

6、指两种或两种以上材料组合成的一种新概念：复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新 型材料，其中一种材料作为型材料，其中一种材料作为 ，另一种作为，另一种作为 (2)主要性能：强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀主要性能：强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀(3)应用领域：主要应用于宇宙航空工业应用领域：主要应用于宇宙航空工业基体基体增强体增强体1下列物质一定不是天然高分子化合物的是下列物质一定不是天然高分子化合物的是 ()A橡胶橡胶 B蛋白质蛋白质C尼龙尼龙 D纤维素纤维素解析：橡胶、蛋白质、纤维素均可能为天然高分子化合解析：橡胶、蛋白质、纤维素均可能为天然高分子化合物，尼龙是人工合成的高分子化合物物

7、，尼龙是人工合成的高分子化合物答案：答案：C解析：医用高分子材料一般具有优异的生物相容性，较少受解析：医用高分子材料一般具有优异的生物相容性，较少受到排斥，可以满足人工器官对材料的苛刻要求到排斥，可以满足人工器官对材料的苛刻要求答案：答案：C解析：由结构可以看出，重复单元是解析：由结构可以看出，重复单元是 即即链节，单体是链节，单体是CH2 = CHCOOC2H5，应是加聚反应的产物，应是加聚反应的产物答案：答案：D4ABS合成树脂的结构可表示为合成树脂的结构可表示为 ，则生成该树脂的单，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体的种类和化学反应所属类型正确的是 ()A1种加聚反应种

8、加聚反应B2种缩聚反应种缩聚反应C3种加聚反应种加聚反应 D3种缩聚反应种缩聚反应解析：此高分子链节中均为解析：此高分子链节中均为C原子，应是加聚反应而得，又原子，应是加聚反应而得，又据加聚反应特点，得据加聚反应特点，得3种单体：种单体：CH2 = = CHCN、CH2 = = CHCH = = CH2、CH2 = = CHC6H5.答案：答案：C5(2010浙江高考浙江高考)物质的性质和功能与分子结构间有着密切物质的性质和功能与分子结构间有着密切的关系以下问题涉及高分子材料、日用化学品及药品的关系以下问题涉及高分子材料、日用化学品及药品几种常用高分子材料的结构几种常用高分子材料的结构(或结构

9、片段或结构片段)如下：如下：(1)属于热塑性塑料且可溶于氯仿的是属于热塑性塑料且可溶于氯仿的是_；(2)热固性塑料是热固性塑料是_；(3)属于合成纤维，俗称属于合成纤维，俗称“涤纶涤纶”的是的是_，废弃的涤纶织，废弃的涤纶织物经处理后可回收利用写出涤纶水解后生成的两种物质的物经处理后可回收利用写出涤纶水解后生成的两种物质的结构简式结构简式_解析：解析：(1)线型分子具有热塑性，可以重加工，能溶于有机线型分子具有热塑性，可以重加工，能溶于有机溶剂，溶剂，A属于线型分子属于线型分子(2)体型分子具有热固性，体型分子具有热固性，E属于体型分子属于体型分子(3)涤纶的成分为聚对苯二甲酸乙二酯，分子内有

10、涤纶的成分为聚对苯二甲酸乙二酯，分子内有答案：答案：(1)A(2)E(3)D6 6感光性高分子也称为感光性高分子也称为“光敏性高分子光敏性高分子”，是一种在彩电，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料其结构简式为：材料其结构简式为：回答下列问题：回答下列问题：(1)已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简式单体的结构简式_、_.(2)写出在写出在(1)中由两种单体合成聚合物的化学方程式：中由两种单体合成聚合物的化学方程式：_、_.解析：解析：(1)由

11、聚合物的结构简式可知，它是由由聚合物的结构简式可知，它是由 聚合而成的，该物质是聚合而成的，该物质是由由CH2 = = CHOH和和 发生酯化反发生酯化反应制得的应制得的(2)先写出先写出CH2 = = CHOH和和 发生发生酯化反应的化学方程式，再写出生成物发生加聚反应的化酯化反应的化学方程式，再写出生成物发生加聚反应的化学方程式学方程式(3)由聚合物的结构简式可以看出，该高分子材料中含有由聚合物的结构简式可以看出，该高分子材料中含有碳碳双键和碳碳双键和 结构，具有烯烃和酯类物质的性质结构，具有烯烃和酯类物质的性质答案：答案：(3)BD1判断聚合类型判断聚合类型若链节上都是碳原子，一般是经加

12、聚反应得到的产物，但若链节上都是碳原子，一般是经加聚反应得到的产物，但 是甲醛加聚的产物；若链节上含有是甲醛加聚的产物；若链节上含有 等，一般是缩聚反应的产物等，一般是缩聚反应的产物2加聚型的高分子化合物加聚型的高分子化合物(1)凡链节的主链中只有两个碳原子凡链节的主链中只有两个碳原子(无其他原子无其他原子)的高聚物，的高聚物， 其单体必为一种，将两个半键闭合即可其单体必为一种，将两个半键闭合即可(2)凡链节主链只有四个碳原子凡链节主链只有四个碳原子(无其他原子无其他原子)且链节无双键的且链节无双键的 高聚物，其单体必为两种在正中央划线断开后将四个半高聚物，其单体必为两种在正中央划线断开后将四

13、个半 键闭合即可键闭合即可(3)凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键的高聚物，其凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键的高聚物，其 规律是规律是“见双键，四个碳，无双键，两个碳见双键，四个碳，无双键，两个碳”，划线断开，划线断开， 然后将半键闭合，即将单、双键互换然后将半键闭合，即将单、双键互换3缩聚型的高分子化合物缩聚型的高分子化合物(1)凡链节为凡链节为 或或 结构的高结构的高聚物，其单体必为一种在聚物，其单体必为一种在 上加羟基，在上加羟基，在NH或或O上加氢即得高聚物单体，如上加氢即得高聚物单体，如 O的单体为的单体为 .(2)凡链节中间凡链节中间(不在端上不在端上)含有含有 结构的

14、高聚物，结构的高聚物，其单体必为两种，从其单体必为两种，从 划线处断开，划线处断开， 上加羟基，上加羟基，O上加氢，即得高聚物单体上加氢，即得高聚物单体例例1环氧树脂是一类重要的热固性塑料可以利用双酚环氧树脂是一类重要的热固性塑料可以利用双酚M与环氧氯丙烷按下式反应制得环氧树脂与环氧氯丙烷按下式反应制得环氧树脂(1)上述反应属于上述反应属于_(填反应类型填反应类型)(2)双酚双酚M是内分泌干扰素，可扰乱人体激素的分泌双酚是内分泌干扰素，可扰乱人体激素的分泌双酚M的的分子式为分子式为_，分子中一定处于同一平面的原子有，分子中一定处于同一平面的原子有_个个(3)通常条件下，双酚通常条件下，双酚M能

15、与浓溴水发生反应，则能与浓溴水发生反应，则1 mol 双酚双酚M可消耗可消耗_ mol Br2.(4)环氧氯丙烷易燃，有毒性，是致癌物质环氧氯丙烷有如环氧氯丙烷易燃，有毒性，是致癌物质环氧氯丙烷有如下转化关系：下转化关系：A是一种常见烃，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，是一种常见烃，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A的结构简的结构简式为式为_C具有左右对称结构，具有左右对称结构，C甘油的化学反应方程式为甘油的化学反应方程式为_，BC的化学反应方程式为的化学反应方程式为_生成生成D的反应与制环氧树脂的反应类似，的反应与制环氧树脂的反应类似，D的结构简式为的结构简式为_.C的同类同分异构体共有的同类同分异构体

16、共有_种种(包括包括C本身，已知本身，已知“ ”“ ”不稳定不稳定)名师精析名师精析(2)双酚双酚M分子中两苯环所连的碳为烷碳，即呈四分子中两苯环所连的碳为烷碳，即呈四面体结构，故分子中的两个苯平面可能处于同一平面，也可面体结构，故分子中的两个苯平面可能处于同一平面，也可能不在同一平面，故一定共面的原子为能不在同一平面，故一定共面的原子为12个个(4)A能使酸性高能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明锰酸钾溶液褪色，说明A为不饱和烃；为不饱和烃；A与氯气发生取代反应与氯气发生取代反应生成生成C3H5Cl，引入一个氯原子，引入一个氯原子，B比等碳烷烃少比等碳烷烃少2个氢原子个氢原子(一一个个Cl相当于一

17、个相当于一个H)，则，则B中含有一个双键，则中含有一个双键，则A为丙烯，为丙烯，B为为 ；B与次氯酸反应生成与次氯酸反应生成C3H6OCl2，C刚好比刚好比B多多一个一个“HClO”，说明，说明BC发生的是加成反应，结合发生的是加成反应，结合C的结构左右的结构左右对称，可推得对称，可推得C为为 .双酚双酚M与环氧氯丙烷与环氧氯丙烷发生反应时断键情况如图所示：发生反应时断键情况如图所示： ，模仿该反应可推出环氧氯丙烷与乙二醇反应的产物模仿该反应可推出环氧氯丙烷与乙二醇反应的产物 C的同类同分异构体有：的同类同分异构体有：答案答案(1)缩聚反应缩聚反应(2)C15H16O212(3)4(4)CH2

18、 = = CHCH3加聚反应和缩聚反应的比较加聚反应和缩聚反应的比较加聚反应加聚反应缩聚反应缩聚反应反应物特征反应物特征含含 等不饱和键等不饱和键含双官能团：含双官能团：羟基、羧基、羟基、羧基、氨基等氨基等反应物种类反应物种类相同或不同的单体产物的相同或不同的单体产物的相同或不同的相同或不同的单体单体加聚反应加聚反应缩聚反应缩聚反应产物的特征产物的特征链中只有链中只有C原子，原子，与单体组成相同与单体组成相同链中有链中有“O”或或“ ”或或“ ”，与单体组，与单体组 成不同成不同产物种类产物种类只有高聚物只有高聚物小分子与高聚物小分子与高聚物1能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱现有一种能源

19、、信息、材料是新科技革命的三大支柱现有一种叫叫HEMA的材料，是用来制备软质隐形眼镜的，其结构简的材料，是用来制备软质隐形眼镜的，其结构简式为式为 ，则合成它的单体为，则合成它的单体为 () ACH3CH = = CHCOOHCH3CH2OH解析：该高聚物为加聚反应的产物，其链节为解析：该高聚物为加聚反应的产物，其链节为 ，是由对应的单体，是由对应的单体和和 先发生酯化反应，再发生加聚反应而生先发生酯化反应，再发生加聚反应而生成的成的答案：答案：B2一次性使用的聚苯乙烯一次性使用的聚苯乙烯( )材料易造成材料易造成“ 白色污染白色污染”，其，其替代物聚乳酸替代物聚乳酸( )是由是由 乳酸乳酸

20、( )聚合而成的，聚乳酸可在聚合而成的，聚乳酸可在 乳酸菌的作用下降解下列说法正确的是乳酸菌的作用下降解下列说法正确的是 ()A聚苯乙烯的单体为聚苯乙烯的单体为 B聚苯乙烯与聚乳酸的聚合方式相似聚苯乙烯与聚乳酸的聚合方式相似C聚苯乙烯和聚乳酸均为纯净物聚苯乙烯和聚乳酸均为纯净物D乳酸可发生消去反应乳酸可发生消去反应解析：聚苯乙烯的单体为苯乙烯，解析：聚苯乙烯的单体为苯乙烯，A错误；苯乙烯经加错误；苯乙烯经加聚反应生成聚苯乙烯；乳酸经缩聚反应生成聚乳酸，聚反应生成聚苯乙烯；乳酸经缩聚反应生成聚乳酸，B错误；高分子聚合物为混合物，错误；高分子聚合物为混合物，C错误；乳酸错误；乳酸 ( )能发生消去

21、反应，能发生消去反应，D正确正确答案：答案：D1官能团的引入官能团的引入(1)引入引入 或或 ：卤代烃或醇的消去等：卤代烃或醇的消去等(2)苯环上官能团的引入苯环上官能团的引入(3)引入引入X：在饱和碳原子上与在饱和碳原子上与X2(光照光照)取代；取代；在不饱和在不饱和 碳原子上与碳原子上与X2或或HX加成；加成；醇羟基与醇羟基与HX取代等取代等(4)引入引入OH：卤代烃水解；卤代烃水解；醛加氢还原；醛加氢还原； 与与H2O加成等加成等(5)引入引入CHO：醇的催化氧化等：醇的催化氧化等(6)引入引入COOH：醛基氧化；醛基氧化；CN水化；水化；羧酸酯水解等羧酸酯水解等(7)引入引入COOR：

22、醇与羧酸的酯化等：醇与羧酸的酯化等2官能团的消除官能团的消除(1)通过加成反应可以消除通过加成反应可以消除 或或 如如CH2CH2在催化剂作用下与在催化剂作用下与H2发生加成反应发生加成反应(2)通过消去或氧化反应可消除通过消去或氧化反应可消除OH 如如CH3CH2OH消去生成消去生成CH2 = = CH2，CH3CH2OH氧化生成氧化生成 CH3CHO.(3)通过加成或氧化反应可消除通过加成或氧化反应可消除CHO 如如CH3CHO氧化生成氧化生成CH3COOH，CH3CHO加加H还原生成还原生成 CH3CH2OH.(4)通过水解反应可消除通过水解反应可消除 如如CH3COOC2H5在酸性条件

23、下的水解在酸性条件下的水解3官能团数目的改变官能团数目的改变例例2(2010上海高考上海高考)粘合剂粘合剂M的合成路线如下图所示：的合成路线如下图所示：完成下列填空：完成下列填空：(1)写出写出A和和B的结构简式：的结构简式：A_，B_.(2)写出反应类型：反应写出反应类型：反应_，反应，反应_.(3)写出反应条件：反应写出反应条件：反应_，反应，反应_.(4)反应反应和和的目的是的目的是_(5)C的具有相同官能团的同分异构体共有的具有相同官能团的同分异构体共有_种种(6)写出写出D在碱性条件下水解的反应方程式在碱性条件下水解的反应方程式_名师精析名师精析本题可采取正推和逆推相结合的方法推导由

24、合本题可采取正推和逆推相结合的方法推导由合成路线图可推知成路线图可推知C3H6的结构简式是的结构简式是CH2 = = CHCH3，结合反应，结合反应后的产物可知后的产物可知B为为CH2ClCH = = CH2或或CH2BrCH = = CH2，反应，反应为卤代烃的水解反应，生成醇从为卤代烃的水解反应，生成醇从CH2 = = CHCH2OHC3H4O2应是醇氧化为酸的过程，考虑到碳碳双键也易被氧应是醇氧化为酸的过程，考虑到碳碳双键也易被氧化，需对其进行保护，先进行化，需对其进行保护，先进行反应，可与反应，可与HX加成，再进行加成，再进行的消去反应，则的消去反应，则C3H4O2为为CH2 = =

25、CHCOOH.M是加聚反是加聚反应的产物，逆推两种单体为应的产物，逆推两种单体为CH2CHCONH2和和 ；则则C应为应为CH2 = = CHCOOCH3，故反应，故反应为酯化反应，则为酯化反应，则D为为 .与与C具有相同官能团的同分异构体有：具有相同官能团的同分异构体有：答案答案(1)CH3CHCH2CH2CHCH2Cl(或或CH2CHCH2Br)(2)酯化反应加聚反应酯化反应加聚反应(3)NaOH/H2O，加热，加热NaOH/C2H5OH，加热，加热(4)保护碳碳双键保护碳碳双键(5)4有机合成中官能团的保护有机合成中官能团的保护 在有机合成中，某些不希望起反应的官能团，在反应在有机合成中

26、，某些不希望起反应的官能团，在反应试剂或反应条件的影响下发生副反应，这样就不能达到预计试剂或反应条件的影响下发生副反应，这样就不能达到预计的合成目标，因此，必须采取措施保护某些官能团，待完成的合成目标，因此，必须采取措施保护某些官能团，待完成反应后再除去保护基，使其复原如反应后再除去保护基，使其复原如为了防止为了防止OH被氧化可先将其酯化；被氧化可先将其酯化；为保护为保护 不被氧化可先将其与不被氧化可先将其与HBr加成或与水加成；加成或与水加成；为保护酚羟基，可先用为保护酚羟基，可先用NaOH溶液使溶液使 转化成转化成ONa，再通入再通入 使其复原使其复原3由由CH3CH2CH2OH制备制备

27、，所发生的化学反，所发生的化学反应至少有：应至少有：取代反应，取代反应，消去反应，消去反应，加聚反应，加聚反应，酯化反应，酯化反应，还原反应，还原反应，水解反应等当中的水解反应等当中的 ()ABC D解析：可采用逆向合成分析法解析：可采用逆向合成分析法 CH2= = CHCH3CH3CH2CH2OH，故应先消去后加聚，故应先消去后加聚答案：答案：B4(2011苏北四市模拟苏北四市模拟)高分子材料高分子材料M在光聚合物和金属涂料在光聚合物和金属涂料 方面有重要用途方面有重要用途 已知：已知：磷酸的结构式为磷酸的结构式为 M的结构简式为的结构简式为 M可以用丙烯作原料，通过下图所示的路线合成：可以

28、用丙烯作原料，通过下图所示的路线合成：回答下列问题：回答下列问题：(1)写出写出E中两种官能团的结构：中两种官能团的结构：_.(2)C甲基丙烯酸的反应类型为：甲基丙烯酸的反应类型为：_.(3)符合下列条件的甲基丙烯酸的链状同分异构体数目为符合下列条件的甲基丙烯酸的链状同分异构体数目为_(含甲基丙烯酸含甲基丙烯酸)能与溴水反应褪色；能与溴水反应褪色；与与Na2CO3溶液反应放出溶液反应放出CO2气体气体(4)AB的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的结构简式为结构简式为_解析：解析：(1)根据合成路线中的转化关系，可以推断根据合成路线中的转化关系

29、，可以推断E为为M的单体，的单体，含有碳碳双键和含有碳碳双键和 .(2)C为为 ，而甲基丙烯酸的结构简式为，而甲基丙烯酸的结构简式为 ，因此该反应为消去反应，因此该反应为消去反应(3)甲基丙烯酸的链状同分异构体还有甲基丙烯酸的链状同分异构体还有CH3CH = = CHCOOH、CH2 = = CHCH2COOH，因此共有，因此共有3种种(4)A为为CH2 = = CHCH2OH，AB的反应中碳碳双键的两个碳的反应中碳碳双键的两个碳原子分别加上原子分别加上H、Br，共有两种方式，其产物分别为，共有两种方式，其产物分别为CH3CHBrCH2OH、CH2BrCH2CH2OH，因此副产物为，因此副产物

30、为CH2BrCH2CH2OH.答案：答案：(1) (2)消去反应消去反应(3)3(4)BrCHCH2CH2OH 废旧塑料的回收与利用废旧塑料的回收与利用 废旧塑料回收和利用是减轻废旧塑料回收和利用是减轻“白色污染白色污染”、实现资源再利、实现资源再利用的有效途径之一某兴趣小组进行如下探究：用的有效途径之一某兴趣小组进行如下探究： 实验课题实验课题废旧聚丙烯塑料热分解主要产物的探究废旧聚丙烯塑料热分解主要产物的探究 查阅资料查阅资料石蜡热分解的产物为常温下的气态烃和石蜡热分解的产物为常温下的气态烃和液态烃液态烃 CuO能将烃氧化成能将烃氧化成CO2和和H2O 苯甲酸能溶于苯苯甲酸能溶于苯实验设计实验设计 实验记录实验记录 B装置试管中有液态物质生成；装置试管中有液态物质生成；C中溴水的颜色变中溴水的颜色变 浅；浅；E装置中黑色氧化铜变红；装置中黑色氧化铜变