2025年人教版高二化学选择性必修3同步练习：合成高分子的基本方法

基础课时20合成高分子的基本方法

学习目标1.了解聚合物的组成与结构特点，认识单体和重复结构单元（链节）及其与聚合物结构的关系。2.了解

加聚反应和缩聚反应的特点，能写出典型的加聚反应和缩聚反应的反应式。

一、加成聚合反应

（一）知识梳理

L高分子的特点

⑴高分子的合成是利用有机物相互反应的性能,得到相对分子质量较大的高分子的过程。

⑵高分子的特点

①高分子的相对分子质量比一般有机物大得多,通常在104以上。

②高分子的相对分子质量是一个壬均值，聚合反应得到的是分子长短不一的混合物。

⑶合成高分子的基本方法

合成高分子的基本方法包括加成聚合反应和缩合聚合反应，前者一般是含有双键的烯类单体发生的聚合

反应,后者一般是含有两个（或两个以上）宣能团的单体之间发生的聚合反应。

2.加成聚合反应

由单体分子间通过加成反应生成高分子的反应

概念称为加成聚合反应，简称加聚反应。反应生成

的聚合物称为加成聚食物,简称加聚物。

已知聚氯乙烯的结构简式为

ECH?—CH玉

C1O

①单体:能合成超迂的小分子物质称为单

组成与结体。由此可知聚氯乙烯的单体是CH2=CHCI。

构（以聚②链节:高分子链中可重复的最小结构称为链

氯乙烯节,又称重复结构单元。聚氯乙烯的链节是二

为例）CH?—CHCI—0

③聚合度:高分子链中含有的链苣数目称为聚

合度,通常用工表示。

④加聚物的平均相对分子质量:加聚物的平均

相对分子质量=链节的相对质量X"。

（-）问题探究

ECH-CH玉

问题1已知聚苯乙烯的结构为△，则该聚苯乙烯的链节和单体分别是什么？

—CH,—CH—

提小链节是D，单体是=2O

问题2一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如图所示：

CH3CH3CH3

-----CH.>------C------CH.>------C------CH.)------C——

_I-I_I

O(H,C),OOCO(H.,C),OOCO(H.,C),OOC

/,-/•一/•'

H•H•H•

，口H,H

COO(CH,),O//COO(CH,),bZCOO(CH,),dZ

III

-----CH2—C--------CH2---C-------CH2—c—

CHSCH3CH3…表示氢键

写出该聚合物以及单体的结构简式。

CH

LI3

"GCHJ—C9nCH,o

IIII

提示聚合物的结构简式：(XCOCHzCHOH单体的结构简式：CH,=C—CO(CH2)2()H。

问题3写出下列聚合反应的化学方程式。

nCH2=C—CH=CH2

一定条件

=

(2)nCH2^CH2+nCH2CH—CH3一

-ECH—C=CH—CH,i

2I

提示⑴CH,

-9CH2—CH2—CH,—CH3n

【探究归纳】

1.巧记加聚反应产物的书写方法

⑴单烯加聚双改单，链节主链两个碳，其他部分连原碳，写成支链不改变。

⑵共辗双键（两个双键之间间隔一个碳碳单键）要加聚，链节四碳要牢记，两端双键变单键,中间单键变双

键，其他部分连原碳，写成支链不改变。

⑶共聚链节灵活写，规律总结两方面，开环加聚成长链，断开之处前后连，链节再加方括号,聚合度n跟后

面。

2.由加聚物推断单体的方法

⑴凡链节的主链只有两个碳原子（无其他原子）的聚合物,其合成单体必为一种，将链节两端两个半键向内

闭合即可。

CH:j

^CH,—C玉

如COOCH,,

CH,

I

其单体是CH2=C-CO（K'H3o

⑵凡链节主链上只有四个碳原子，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种,在链节两端及正中央划线断

-£iCH2—CH2-i-CH—CH2QS

开，然后左右两个半键闭合即可。如CH;t的单体为CH2=CH2和CH3—CH=CH2。

（3^=（3

⑶凡链节主链中只有碳原子，并存在/\结构的聚合物，其规律是“见双键，四个碳;无双键，两个碳”。

从一端划线断开,隔一键断一键，然后将半键闭合，即单双键互换。

-EicH2—CH=j=CH—CH24CH2—CHHT

如d的单体是CH2=CH—CH=CH2和CH-=CH-^O。由加聚物推断

单体的方法可简要总结为“两两一组,组间断1键,组内加1键。”

I对点训练

1.EPR是一种对氧化剂具有较好抗耐性的合成材料,应用极为广泛，其结构简式可以表示如下，下列有关说

法正确的是（）

-ECH2—CH—CH2—CH25f

CH3

A.该材料的单体为CH,

B.可用滨水鉴别该材料和其单体

C.该材料为高分子化合物，也为纯净物

D.该材料能使酸性高镒酸钾和滨水褪色，且原理相同

答案B

解析该材料由2种单体加聚得到,单体为

CH=CH—CH3、错误;该材料只含单键，不与溪水反应,其单体含有碳碳双键，能与溪单质发生加

2CH2CH2,A

成反应，从而使溪水褪色，能鉴别,B正确;该材料为高分子化合物,聚合度n不确定，属于混合物,C错误;该材料

只含单键，均不能使酸性高镒酸钾和溪水褪色,D错误。

^CH2-CH=C-CH2-CH-CH2-CH2-CH2i

2.（2024.江苏盐城高二期中）某高聚物可表示为CH3，下列有关

叙述错误的是（）

A.该高聚物是通过加聚反应制得的

B.合成该高聚物的单体有4种

C.该物质能被酸性高镒酸钾溶液氧化

D.lmol该物质最多可与nmol也发生反应

答案B

解析该高聚物是由CH2~C（CH3）CH=CH2、CH3—CH=CH2、CH2=CH2这3种单体经加聚反应制得,A正

确,B错误;该高聚物中含有碳碳双键,能被酸性高镒酸钾溶液氧化而使溶液紫色褪去,C正确;该高聚物中由许

多链节，聚合度是〃，每个链节中含有的1个碳碳双键可以与出发生加成反应，则1mol该物质中含有nmol

碳碳双键,故可与nmolH2发生加成反应,D正确。

3.写出下列单体发生加聚反应的化学方程式。

=

（l）CICHCH2：□

CH2=C—CH=CH2

⑵CH:。

⑶CH2=CH2+CH3—CH=CH—CH3：。

£CH—CH?玉

一宗条件

答案⑴nCICHqCH2--------jO

nCH2=C—CH=CH2-ECH2—C=CH—CH,3n

-tCH,—CH2—CH—CHi

一定条件I।

CHCH

(3)nCH2^CH2+nCH3—CH^CH—CH3--------------^^

二、缩合聚合反应

(一)知识梳理

1.缩聚反应的概念和特点

由单体分子间通过缅食反应生成高分子的反应称为

概念缩合聚合反应，简称缩聚反应。反应生成的聚合物

称为缩合聚合物,简称缩聚物。

①在生产缩聚物的同时，还伴有小允子的副产物(如

H0等)的生成。

反应2

②大多缩聚反应是亘逆反应，为提高产率，并得到具

特点

有较高聚合度的缩聚物，需要及时移除反应产生的

小分子副产物。

2.缩聚物和缩聚反应方程式的书写

⑴书写缩聚物的结构简式时，要注明端基原子或原

子团。

()O

IIII、

H(>EC(CH)C—O(CH)2OiH

注意242

端基原子团端基原子

事项⑵书写缩聚反应化学方程式时要两个“注明”，一是

注明二是注明生成小分子的个数，若由一种单

体缩聚小分子数一般为生1,两种单体缩聚，小分子数

一般为2n-lo

()()

IIII

己二酸［HOC(CH2)4COH］与乙二醇

(HOCH2cH20H)发生缩聚反应的方程式为

()()

实例催化剂

"H(£(CH2)|C()H+T?H(X?HCH2OH-

O0

IIII

H()£C(CH2(C-OCH/CHN-O^H

+(2n-l)H2C)

(二)问题探究

问题1下列有机物中，可发生加聚反应的化合物是哪几个?请写出其中一种加聚物的结构简式。可发

生缩聚反应的化合物是哪几个？

（）

II

a.HC）（CH2）3C—O—H

CH2=C—CH=CH2

I

b.CH，

C.HO（CH2）2OHd,CH3CH=CH—CN

CH3CH2CH—COOH

CH

e.<f,HOOC（CH2）4COOH

-tCH2—C=CH—CH,玉

I

CH

提示可发生加聚反应的化合物有b、d,b加聚反应的产物为30能发生缩聚反应

的化合物有a、c、f0

问题2完成下列缩聚反应的化学方程式。

CH—CH—COOH

I

⑴乳酸（°H）的缩聚。

COOHNH,

⑵间苯二甲酸（dLcOOH）和间苯二胺（）的缩聚。

（）

II

nCH3—CH—COOHH《O—CH—C玉OH

Iu催化剂।

提示⑴°H---------"CH,+（n-l）H2O

剂

催化

+（2n-l）H2O

问题3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—感光性高分子也称为“光敏性高分

-E-CH,—CH5r

II

子，，，其结构简式为（），试分析该高聚物的链节、单体及原料。

—CH2—CH—

（>—C—CH=CH-^^>CHLCH—o—C—CH—CHY^

提示该高聚物的链节为（），单体为。，

O

_II

CH=CH—C—OH

单体是由CH2-CHOH和M发生酯化反应得到的。

【探究归纳】

1.常见的缩聚反应类型

能够发生缩聚反应的物质含有双官能团或多官能团（如一0H、一COOH、一NH2等），常见的缩聚反应类

型主要有如下几种：

⑴二元酸与二元醇缩聚

以醇羟基中的氢原子和竣酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应，生成水分子的物质的量一

般为2/7-1。

OOO()

IIII催化剂、rIIIr

"HO—CT—C—OHc,,'~X-HOECT”C—OCH,2CH,2(BrH「

\=/+nHOCH2cH20H△\=/+(2n-l)H2O

⑵氨基酸缩聚

以氨基中的氢原子和竣基中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。

»R—CH—COOH()R

一定条件Il।一

NH2-----------*HO-EC—CH—NH玉H+(n-l)H20

O0

IIII

CH,H-EHr^CH,—C—NH—CH—ciOH

一宗条■件।

CH

nH2N—CH2—COOH+加什CH—CO°H-------s+(2n-

1)H2O

⑶羟基酸缩聚

0

«CH—CH—COOHH-Eo—CH—C玉()H

3|催化剂、

()HCH

△-a+(/I-1)H20

⑷酚醛树脂型缩聚

以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。

+(n-l)H2O

2.由缩聚物推断单体的方法

OO

⑴若聚合物为H~EO—R—C+OH或H^NH-R-CiOH，其单体必为一种，去掉中括号和。即可。

()C)

I

如HEO—CH<H2c玉OH的单体为H(XH,CHCOH.

2I

HOHO

III

H^N-CH-CH-CiOH的单体是H—N—CH2—CH,—C—OH

()H。

IIII

⑵当链节中含有一C一O一或——结构时，其单体至少是两种，此时常用“切割法”，去掉中括号

和n后，断开堤基与氧原子或氮原子间的共价键，然后在堤基碳上连上羟基，在氧原子或氮原子上连上氢

原子。如图所示：

00

rII..

Ho-Ec—2―C-r-O(CH2)4—OiH

①也二［赴二H」的单体为和HO(CH2)4OH。

oo

「II，IL

H-ENH—CH2—C-t-NH—CH—CiOH

/I

/'、CH,

②L补二0且i川二百J去掉中括号和"再水解的单体为KNCKCOOH和

CH3—CH—COOH

I

NH2。

I对点训练

4.合成高分子已经广泛应用于人们的日常生活中，下列有关合成高分子的说法正确的是（）

PC（H[A

A.卜。人JOH是通过加聚反应得到的

CH:j

《CH2—c玉

B.亚克力（C°OCH）的单体有顺反异构

（）（）

__II/=\II

C.聚酯纤维涤纶（HE（元旦一CH—玉。H）含有三种含氧官能团

OH

HOECH2飞C旦一N玉H

D.电绝缘树脂（3）的单体是邻羟基苯甲醛和苯胺

答案C

CH=C—CO（X：H

2I3

解析PC存在端基原子和原子团,所以是通过缩聚反应得到,A错误;亚克力的单体是CH,,

没有顺反异构,B错误;聚酯纤维涤纶中含有竣基、酯基、羟基三种含氧官能团,C正确;电绝缘树脂是由

OHNH2

、HCHO、缩聚而成,D错误。

5.找出下列高分子的单体，并按要求填空。

O

「II

⑴锦纶（H^NH—（CHz）5-C玉OH）的单体为,

反应类型为o

()—CH—CH—(BfH)的单体为

⑵涤纶（22

制备涤纶的化学方程式为____________________________________________

答案（1）H2N（CH2）5COOH缩聚反应

()()

,、HOOCTf^WSOOH»H()—OH催化剂

(2)\=/、HOCH2cH20H+r7HoeH2cH20H

O()

H(正C-<^C—()CHCHL0H出。

课后巩固训练

A级合格过关练

选择题只有1个选项符合题意

（一）加聚反应

1.聚氯乙烯塑料又称PVC,广泛应用于生产生活中，下列关于聚氯乙烯的说法正确是（）

A.可用于食品包装

B.乙烯是聚氯乙烯的单体

C.能使澳的四氯化碳溶液褪色

D.乙烘是制备聚氯乙烯的原料

答案D

解析聚氯乙烯中的增塑剂有毒,不能用来包装食品,A错误;聚氯乙烯的单体是氯乙烯,B错误;聚氯乙烯中没

有双键，不能使浪的四氯化碳溶液褪色,C错误;乙快和氯化氢加成生成氯乙烯,可用来制备聚氯乙烯，则乙快是

制备聚氯乙烯的原料,D正确。

2.EPR是一种对氧化剂具有较好抗耐性的合成材料，应用极为广泛,其结构简式可以表示

"ECHj—CH—CH—CH,玉

I2

CH，，合成EPR所用的单体为（）

CH2=C—CH=CH2

A.CH,

CH3—C=CH—CH3

B.CH,

=

C.CH2=CH2和CH2CH—CH3

CH,=C—CH

I3

D.CH,和CH4

答案C

解析此聚合物链节中无双键,则两个碳原子为一组，取链节断开中间的单键后加双键即得高聚物的单体,C

正确。

£CH2—CHi

I

3.聚丙烯酸（PAA）广泛用于除去水中重金属离子，提高水质。PAA的结构简式为C°°H。下列叙述

错误的是（）

A.PAA能使酸性KMnCU溶液褪色

B.CH2匚CHCOOH发生加聚反应合成PAA

C.PAA的单体能发生取代、氧化和加成反应

D.若PAA的相对分子质量为36000,则“=500

答案A

解析PAA中没有碳碳双键，不能使酸性KMnO4溶液褪色,A错误;CH2=CHCOOH是PAA的单体，通过发生加

聚反应合成PAA,B正确;CH2=CHCOOH是PAA的单体，有碳碳双键能发生加成和氧化反应，有竣基能发生取

代反应,C正确;CH2-CHCOOH是PAA的单体，相对分子质量为72,若PAA的相对分子质量为36000,则

36000LCCr-

n=--------=500,D正确。

72

4.一种有机硼聚合物作为检测F的荧光探针，被广泛使用，其合成路线如图所示。检测过程中，有机硼聚合物中

B原子的空轨道会与F进行配位。下列说法不正确的是（）

A.该反应为加聚反应

B.该有机硼聚合物存在顺反异构

C.可用酸性高镒酸钾溶液检验有机硼聚合物中是否含有碳碳双键

D.「不易形成配位键，对F-的检测没有影响，可能因为「的半径大于F的半径

答案C

解析通过观察方程式可知，该反应为加聚反应,A正确;有机硼聚合物双键两边或者一^B）都

连有相同的氢原子，及不同的原子团，所以可以形成顺反异构,B正确;有机硼聚合物中苯环上连有甲基,苯环上

的甲基也能使酸性高镒酸钾褪色,C错误;因为「的半径大于F的半径，「不易形成配位键，对F的检测没有影

响,D正确。

5.按要求回答下列问题。

£CH,—CHi

⑴聚苯乙烯的结构简式为&o

①聚苯乙烯的链节是，单体是»

②实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量（平均值）为52000,则该高聚物的聚合度n为。

⑵完成下列反应的化学方程式,并指出其反应类型。

①由乙烯制取聚乙烯:；

②由丙烯制取聚丙烯:;

—CH2—CH—

答案⑴①△

②500

催化剂

加聚反应

（2）@nCH2=CH2-------->CH2—CH2

-FCH,—CHi

催化剂।

②nCHs—CH=CH2-------->加聚反应

—CH2—CH—

CH=CHz

解析⑴①聚苯乙烯的链节是白，单体是C^

:②聚苯乙烯的相对分子质量为

104〃,则该高聚物的聚合度〃=*=500。

104

⑵乙烯制取聚乙烯和丙烯制取聚丙烯的反应都是加聚反应。

（二）缩聚反应

()

6.(2024•安徽亳州高二月考)版醛树脂HEHN—C—NH—CH?+()H的合成与酚醛树脂类似,下列说法正确

的是()

A.合成胭醛树脂的单体是尿素与乙醛

B.生成胭醛树脂的反应类型是加聚反应

C.配醛树脂合成过程中没有小分子生成

D.通过质谱法测定线型胭醛树脂的平均相对分子质量，可得其聚合度的平均值

答案D

()

II

解析由题干信息可知，该眠醛树脂的合成原理为"修叶C—NH,+〃HCHO-f

()

HEHN—C—NH—CH?玉()H+(〃；)出0,该反应类型属于缩聚反应。该合成眠醛树脂的单体是尿素与甲

醛,A错误;生成服醛树脂的反应类型是缩聚反应,B错误;眠醛树脂合成过程中有小分子H2O生成,C错误;质谱

法可以测定线型眠醛树脂的平均相对分子质量，通过链节以及相对原子质量,可以计算出聚合度,D正确。

7.光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如图反应制备。

厂q0

人°」一

异山梨醇碳酸二甲酯

H-Q人+(2n-l)X

o—ioT«

聚碳酸异山梨醇酯

下列说法不正确的是()

A.异山梨醇有2种官能团

B.化合物X为H20

C.异山梨醇分子中有4个手性碳

D.该反应为缩聚反应

答案B

解析异山梨醇有2种官能团,醒键和羟基,A正确;由原子守恒可知,X为CH3OH,B错误;异山梨醇分子中有4

HOZ^YOH

个手性碳，位置如图：,c正确;该反应产物除高聚物分子外，还有小分子生成,为缩聚反应,D正

确。

8.有机小分子X通过选择性催化聚合可分别得到聚合物Y和Z,下列说法正确的是()

O

ECH2—C玉■<—C5H-HOEC—C—CH2—CH2—03sH

°CH2

YXZ

A.Y和Z互为同系物

占。

B.X的结构可表示为

C.Y和Z均能使酸性高镒酸钾溶液褪色

D.Y和Z均能在NaOH溶液中降解为小分子

答案B

解析Y与Z相比，碳链的两端缺少一OH、一H,且聚合度不同，二者的分子式不相同，不互为同系物,A不正确；

采用弯箭头法，由Y的高聚物确定链节，然后再确定单体,或者采用同样方法由Z确定单体，都可确定X的结构

简式可表示为,B正确;Z分子中含有碳碳双键，能使酸性高镒酸钾溶液褪色，但Y分子中不含有碳碳不

饱和键等，不能使酸性高镒酸钾溶液褪色,C不正确;Z能在NaOH溶液中降解为小分子，但Y不能在NaOH溶液

中发生降解,D不正确。

B级素养培优练

选择题有1个或2个选项符合题意

9.绿色冬奥、科技冬奥是北京冬奥会的重要理念，顶流“冰墩墩”“雪容融”，由PVC、PC、ABS和亚克力等环保

材料制作而成。关于“冰墩墩”“雪容融”的制作材料，下列说法不正确的是（）

-ECH2—CHi

I

A.PVC（C1）的单体为氯乙烯

0

B.PC（lo人J区）中所有原子均可共平面

C.ABS的单体之一苯乙烯（3、）能使漠水褪色

（）

II

C-OCH；

I

《CH?—C9n

D.亚克力（CH3）可通过加聚反应制备

答案B

解析氯乙烯（C&-CH。）加聚可以得到聚氯乙烯,PVC为聚合物，其单体为氯乙烯,A正确;饱和碳原子具有甲

烷结构特点，甲烷为四面体结构，所以该分子中所有原子一定不共平面,B错误;苯乙烯中碳碳双键能和浸发生

加成反应而使溪水褪色,C正确;该物质是加聚产物，甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应可以得到该高分子化合物,D

正确。

CH:i

I

-tCH—CH—CH=C—CH2—CHi

cnAA

10.高分子材料MM由三种单体聚合而成。下列说法正确的是（）

CH,

I

A.有一种单体为CHz=C—CN,该单体可以发生加成反应

B.有一种单体为CH?—CH—CH—CN,该单体中同一平面上的原子数最多有8个

C.有一种单体为,该单体不可能所有原子在同一平面上

D.有一种单体为，该单体位于同一直线上的原子有6个

答案BD

解析由该高分子材料可推知，合成该高分子材料的三种单体为CKCH—CHCN、

。根据分析，该高分子材料的单体没有CH?=C—CN,A项错误;有一

种单体为CH3CH=CHCN,与碳碳双键碳原子直接相连的原子和碳碳双键碳原子一定共平面，与碳氮三键直接

相连的原子共直线，结合单键可以旋转，该单体中同一平面上的原子数最多8个,B项正确;根据分析，有一种单

体为,与苯环直接相连的原子和苯环碳原子一定共平面，与碳碳双键碳原子直接相连的原

子和碳碳双键碳原子一定共平面，结合单键可以旋转，该单体中所有原子可能在同一平面上,C错误;有一种单

体为C^gCH

，该单体中处于同一直线上的原子有6个，如图•框中6个原子,D正

确。

11.我国科学家采用新技术实现绿色高效回收聚酯，过程如图所示。

下列说法正确的是)

/—0H

A.乙二醇（H（1）难溶于水

B.BHET能发生水解、加成反应

C.lmolPET最多能消耗（2n-l）molNaOH

D.用酸性KMnO4溶液可鉴别乙二醇和BHET

答案B

解析乙二醇分子中含有亲水基羟基，易溶于水,A错误;BHET分子中含有的酯基能发生水解反应，含有的苯环

一定条件下能与氢气发生加成反应,B正确;PET分子中含有的酯基能与氢氧化钠溶液反应，则1molPET最多

能消耗2nmol氢氧化钠,C错误;乙二醇和BHET分子中都含有羟基，都能与酸性高镒酸钾溶液反应使溶液褪

色,则用酸性高镒酸钾溶液不能鉴别乙二醇和BHET,D错误。

12.（2024•云南宣威市第三中学高二月考）如图是合成涤纶（高分子化合物）的流程图：

CH3CH2OHCHO