第2讲　合成高分子

第2讲合成高分子课时要求1.了解高分子的组成与结构特点,能依据简单高分子的结构分析其链节和单体;2.了解加聚反应和缩聚反应的含义;3.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面的贡献。考点一合成高分子的基本方法1.高分子的结构特点(1)单体:能够进行聚合反应形成高分子的小分子化合物。(2)链节:高分子中化学组成相同、可重复的最小结构单元。(3)聚合度:高分子链中含有链节的数目。小题对点过(1)下列说法正确的是。

①链节是高分子中重复出现的结构单元,如聚乙烯的链节是CH2==CH2②丙烯和聚丙烯都能使溴水褪色③高分子都没有固定的熔、沸点④聚乙炔高分子能导电,可用于制备高分子材料导体(2)现有高聚物①其链节是。

②其单体是。

答案(1)③④(2)①②2.合成高分子的两个基本反应加聚反应缩聚反应概念由不饱和单体加成聚合生成高分子的反应单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应,生成缩聚物的同时,还伴有小分子的副产物(如水、氨、卤化氢等)的生成单体特点含有双键或三键的不饱和有机物含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)产物特征高聚物与单体具有相同的组成,生成物一般为线型结构生成高聚物和小分子,高聚物与单体有不同的组成1.写出下列单体发生加聚反应的化学方程式。(1)ClCH==CH2:。

(2):。

(3)CH2==CH2+CH3—CH==CH—CH3:

。

(4)CH2==CH2+CH2==CH—CH==CH2:

。

答案(1)nClCH==CH2(2)(3)nCH2==CH2+nCH3—CH==CH—CH3(4)nCH2==CH2+nCH2==CH—CH==CH22.完成下列缩聚反应的化学方程式。(1)乳酸()的缩聚:

。

(2)乙二酸与乙二醇的缩聚:。

(3)间苯二甲酸()和间苯二胺()的缩聚:

。

答案(1)+(n-1)H2O(2)n+n+(2n-1)H2O(3)n+n+(2n-1)H2O(1)加聚反应方程式的书写①单烯烃型单体加聚时,“断开双键,键分两端,添上括号,右下写n”。②二烯烃型单体加聚时,“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下写n”。③含有一个双键的两种单体聚合时,“双键打开,中间相连,添上括号,右下写n”。(2)缩聚物结构简式的书写书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构简式时,与加成聚合物(简称加聚物)结构简式写法有点不同,缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团,而加聚物的端基不确定,通常用横线“—”表示。(3)缩聚反应方程式的书写①各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致。②注意生成的小分子的物质的量:由一种单体进行缩聚反应,生成的小分子物质的量一般为n-1;由两种单体进行缩聚反应,生成的小分子物质的量一般为2n-1。3.写出下列高分子的单体。(1):。

(2):。

(3):。

答案(1)HOOCCH==CH2(2)CH2==CH—CH3、(3)、CH2==CH—CH==CH2、4.找出下列高分子的单体,并按要求填空。(1)锦纶()的单体为,反应类型为。

(2)涤纶()的单体为,制备涤纶的化学方程式为

。

答案(1)H2N(CH2)5COOH缩聚反应(2)、HOCH2CH2OH+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O高聚物单体的推断方法推断单体时,一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物,并找准分离处。(1)加聚产物的主链一般全为碳原子,按“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”的规律画线断裂,然后半键闭合,单双键互换。如的单体为CH2==CH2和CH2==CHCN,的单体为CH2==CHCH3和CH2==CH—CH==CH2。(2)缩聚产物的链节中不全为碳原子,一般有、等结构,在或画线处断键,碳原子上连—OH,氧原子或氮原子上连—H,即得单体。(3)特殊情况①是苯酚和RCHO发生缩聚反应的产物。②是环氧乙烷型物质开环聚合的产物,其单体应为。5.下列化合物中:A.HO(CH2)3COOHB.C.CH3CH==CH—CND.E.HOOC(CH2)4COOH(1)可发生加聚反应的化合物是(填字母),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(填字母),缩聚物的结构简式为。

(3)B和E反应生成缩聚物的化学方程式为

。

答案(1)C(2)A(3)+nHOOC(CH2)4COOH+(2n-1)H2O解析C分子结构中含有碳碳双键,所以可发生加聚反应;A分子结构中含有羟基和羧基,所以单体间可发生缩聚反应。考点二有机高分子高分子的分类及性质特点小题对点过(1)下列说法正确的是。

①天然橡胶是高聚物,不能使溴水褪色②酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料③聚乙烯可包装食品,而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品④橡胶的老化实质上发生的是酯化反应⑤的结构中含有酯基⑥单体与由该单体形成的高聚物具有相同的性质(2)现有一种为婴儿特制的新型尿布——“尿不湿”,这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保水的物质,根据你的推测,这种特殊物质的结构不可能是。

A. B.C. D.答案(1)③⑤(2)ABD1.(2025·八省联考内蒙古卷)聚乙烯醇(PVA)广泛应用于建筑、医药、纺织、造纸、包装等诸多领域,可用如下方法制备。下列说法错误的是()A.①为加成反应B.②③分别为缩聚反应、水解反应C.PVA能与水形成氢键D.PVA可用作高吸水性材料答案B解析A.①为乙酸中羟基氢氧键断裂后加成在乙炔碳碳三键上,A正确;B.合成PVA时,先碳碳双键上发生加聚反应,再水解反应,B错误;C.PVA含有羟基,能与水形成氢键,C正确;D.PVA中含有大量的羟基,可用作高吸水性材料,D正确。2.下列对有机高分子的认识正确的是()A.有机高分子被称为聚合物或高聚物,是因为它们大部分是由高分子通过聚合反应得到的B.有机高分子的相对分子质量很大,因而其结构很复杂C.对于一块高分子材料来说,n是一个整数值,因而它的相对分子质量是确定的D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类答案D解析高分子主要是由小分子通过聚合反应制得的,故A错误;有机高分子的相对分子质量很大,但与结构无关,有的简单,有的复杂,故B错误;对于一块高分子材料,n是一个整数值,由于n不确定,所以它的相对分子质量也不确定,故C错误。3.N95口罩是用聚丙烯制作,能过滤95%微细颗粒的5层口罩。下列说法不正确的是()A.聚丙烯的单体是CH2==CH—CH3B.聚丙烯是混合物C.聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.聚丙烯的最简式为CH2答案C解析聚丙烯是丙烯聚合后的生成物,没有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误。本讲感悟疑点:

盲点:

1.(2024·全国甲卷)我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如图所示。下列叙述错误的是()A.PLA在碱性条件下可发生降解反应B.MP的化学名称是丙酸甲酯C.MP的同分异构体中含羧基的有3种D.MMA可加聚生成高分子答案C解析PLA中含有酯基,故碱性条件下可被降解,A正确;MP由丙酸与甲醇发生酯化反应生成,故按酯类命名规则,其名称为丙酸甲酯,B正确;MP的分子式为C4H8O2,其同分异构体中含羧基的有2种,分别为、CH3CH2CH2COOH,C错误;MMA中碳碳双键能发生加聚反应,故可生成,D正确。2.(2024·江西卷)一种可用于海水淡化的新型网状高分子材料,其制备原理如图(反应方程式未配平)。下列说法正确的是()A.亲水性:Z>聚乙烯B.反应属于缩聚反应C.Z的重复结构单元中,nN∶nS=1∶2D.反应的原子利用率<100%答案A解析Z中含有多个羟基,能与水分子形成氢键,因此亲水性:Z>聚乙烯,A项正确;反应中碳碳双键变为碳碳单键,为加聚反应,B项错误;1个X连接3个Y,一个Y连接2个X,则Z的重复结构单元中,nN∶nS=1∶1,C项错误;该反应为加聚反应,原子利用率为100%,D项错误。3.(2023·河北卷)高分子材料在各个领域中得到广泛应用。下列说法错误的是()A.聚乳酸可用于制造医用材料B.聚丙烯酰胺可发生水解反应C.聚丙烯可由丙烯缩聚反应合成D.聚丙烯腈纤维可由丙烯腈加聚反应合成答案C解析A项,聚乳酸由乳酸()通过缩聚反应合成,是一种可降解高分子,且具有良好的生物相容性和生物可吸收性,可用于制造医用材料,正确;B项,聚丙烯酰胺由丙烯酰胺()通过加聚反应合成,分子中含有的酰胺基可发生水解反应,正确;C项,聚丙烯由丙烯通过加聚反应合成,错误;D项,聚丙烯腈由丙烯腈(CH2==CH—CN)通过加聚反应合成,正确。4.(2023·北京卷)一种聚合物PHA的结构简式如下,下列说法不正确的是()A.PHA的重复单元中有两种官能团B.PHA可通过单体缩聚合成C.PHA在碱性条件下可发生降解D.PHA中存在手性碳原子答案A解析A.PHA的重复单元中只含有酯基一种官能团,A项错误;B.由PHA的结构可知其为聚酯,由单体缩聚合成,B项正确;C.PHA为聚酯,碱性条件下可发生降解,C项正确;D.PHA的重复单元中只连有1个甲基的碳原子为手性碳原子,D项正确。高考热点总结

基础落实选择题只有1个选项符合题意1.材料的发展是人类文明的里程碑。下列说法正确的是()A.生活中使用的材料都是有机高分子B.人造丝和头发丝的主要成分相同C.塑料、橡胶等材料均为人工合成D.乙二酸与乙二醇可合成高分子材料答案D解析材料分为有机材料、无机非金属材料和金属材料等,A项错误;人造丝的主要成分是聚酯,而头发丝的主要成分是蛋白质,B项错误;橡胶包括天然橡胶和合成橡胶,C项错误;乙二酸与乙二醇可制备聚乙二酸乙二酯,D项正确。2.某同学在收到的信封上发现有收藏价值的邮票,便将邮票剪下来浸入水中,以去掉邮票背面的黏合剂。该黏合剂的成分可能是()A. B.C. D.答案B解析由于该黏合剂易溶于水,其结构中应含亲水基团,各选项中只有B项含亲水基团—OH。3.DAP是电表和仪表部件中常用的一种高分子,其结构简式为则合成它的单体可能有:①邻苯二甲酸②丙烯醇(CH2==CH—CH2—OH)③丙烯④乙烯⑤邻苯二甲酸甲酯。下列选项正确的是()A.①② B.④⑤C.①③ D.③④答案A解析该高聚物的形成过程属于加聚反应,直接合成该高聚物的物质为,该物质属于酯类,由CH2==CH—CH2OH和通过酯化反应生成。4.科学家设想利用乙二醇和CO2生产可降解塑料聚碳酸酯(结构如图),下列有关说法不正确的是()A.乙二醇可作汽车抗冻剂B.氨基乙酸、乙醛、乙烯、乙二醇均可发生缩聚反应C.该塑料是一种有机高分子材料D.链节上酯基的水解有利于降解发生答案B解析一定浓度的乙二醇的水溶液凝固点很低,可作汽车发动机的抗冻剂,A正确;乙烯中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,不能发生缩聚反应,B错误;题述物质为高聚物,是有机高分子材料,C正确;链节上的酯基在酸性或碱性环境中都能发生水解,有利于降解成小分子,D正确。5.如图是合成可降解聚合物G的某流程的最后一步,以下说法不正确的是()A.已知反应F+X――→G的原子利用率为100%,则X为CO2B.F属于芳香族化合物,但不属于芳香烃C.(C9H8O3)n既是高分子G的化学式也是其链节的化学式D.已知环氧乙烷经水解生成乙二醇,则F、G在一定条件下水解都能生成答案C解析反应F+X――→G的原子利用率是100%,根据原子守恒可推断出X是CO2,A项正确;F的分子结构中含有苯环和醚键,属于芳香族化合物,但不属于芳香烃,B项正确;链节是高分子中的重复结构单元,G的链节的化学式为C9H8O3,C项错误;F水解生成,G的分子结构中含有酯基,水解生成和碳酸,D项正确。6.合成导电高分子材料PPV的反应:+――→+(2n-1)HI下列说法正确的是()A.合成PPV的反应为加聚反应B.PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元C.和苯乙烯互为同系物D.通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量,可得其聚合度答案D解析A项,根据化学方程式可知,该反应中有小分子HI生成,因此属于缩聚反应,错误;B项,聚苯乙烯()是苯乙烯通过加聚反应生成的,其链节为,因此两者重复结构单元是不同的,错误;C项,分子中含有2个碳碳双键,而苯乙烯分子中只有一个碳碳双键,二者不互为同系物,错误;D项,利用质谱法可测定其平均相对分子质量,然后再通过链节的相对质量,即可求得其聚合度,正确。7.聚氯乙烯是制作装修材料的最常用原料,失火时聚氯乙烯在不同的温度下,发生一系列复杂的化学变化,产生大量有害气体,其过程大体如下:下列说法不正确的是()A.在火灾现场,可以用湿毛巾捂住口鼻,并尽快远离现场B.上述反应中①属于消去反应,④属于氧化反应C.火灾中由聚氯乙烯产生的有害气体中含HCl、CO、C6H6等D.聚氯乙烯的单体可由乙烯与HCl加成而得答案D解析反应①生成碳碳不饱和键的同时脱去HCl小分子是消去反应,反应④是失氢的氧化反应,B正确;根据题目所给合成路线,HCl、苯等均有生成,有机物不完全燃烧可以产生CO,C正确;氯乙烯是由乙炔与氯化氢按一比一加成得到,D错误。8.聚醚砜是一种性能优异的高分子材料。它由对苯二酚和4,4'-二氯二苯砜在碱性条件下反应,经酸化处理后得到。下列说法正确的是()A.聚醚砜易溶于水B.聚醚砜可通过缩聚反应制备C.对苯二酚的核磁共振氢谱有3组峰D.对苯二酚不能与FeCl3溶液发生显色反应答案B解析聚醚砜是通过缩聚反应得到的高分子,不溶于水,A项错误,B项正确;对苯二酚为对称结构,含有2种类型的氢原子,核磁共振氢谱有2组峰,C项错误;对苯二酚含有酚羟基,遇氯化铁溶液显紫色,D项错误。9.合成高分子材料用途广泛、性能优异,其性能与分子结构有密切的关系。下面是几种高分子材料的结构简式:(1)A是天然橡胶的主要成分,易老化,A中含有的官能团的名称是。

(2)B的单体是苯酚和,这两种单体在碱催化作用下可生成网状高分子,俗称电木,是热固性塑料。

(3)C与NaOH溶液在一定条件下反应,生成高吸水性树脂,该树脂的结构简式是。

(4)D是合成纤维中目前产量占第一位的涤纶,可由两种单体在一定条件下合成,这两种单体的结构简式分别是

。

答案(1)碳碳双键(2)HCHO(或甲醛)(3)(4)、HOCH2CH2OH解析(1)由A的结构简式可知,A中含有的官能团的名称是碳碳双键。(2)B是苯酚与甲醛发生缩聚反应的产物,其单体是苯酚和甲醛。(3)C是聚甲基丙烯酸甲酯,与NaOH溶液在一定条件下发生酯的水解反应,生成高吸水性树脂聚甲基丙烯酸钠,该树脂的结构简式是。(4)D是涤纶,可由对苯二甲酸与乙二醇在一定条件下发生缩聚反应合成,故它的两种单体是和HOCH2CH2OH。能力提升10.水溶性荧光超支化聚合物P在生物、医药及组织工程和生物成像等领域都有较好的应用,合成P的单体由M()和W()在一定条件下反应得到,P的结构片段如下:下列说法不正确的是()A.W不存在顺反异构B.聚合物P的单体由M与W通过取代反应得到C.M与W形成的单体通过缩聚反应制得聚合物P,同时有CH3OH生成D.聚合物P具有较好的水溶性可能与存在多个亲水基团—OH有关答案B解析W中碳碳双键上左端碳原子连有两个相同的原子,不存在顺反异构,A正确;由结构简式可知,聚合物P的单体由M加成到W的碳碳双键后形成的单体缩聚得到,羟基中的H和酯基断裂C—O单键产生的—OCH3结合生成CH3OH,B错误,C正确;聚合物P存在多个亲水基团—OH,具有较好的水溶性,D正确。11.尿素()和甲醛在一定条件下发生类似苯酚和甲醛的反应得到线型脲醛树脂,再通过交联形成网状结构,网状结构片段如下图所示(图中表示链延长)。下列说法不正确的是()A.形成线型结构的过程发生了缩聚反应B.网状脲醛树脂在自然界中不可能发生降解C.线型脲醛树脂的结构简式可能是D.线型脲醛树脂能通过甲醛交联形成网状结构答案B解析该高分子可由尿素和甲醛通过缩聚反应得到,A正确;网状脲醛树脂中含酰胺基,可以发生水解反应,即该物质在自然界中可以降解,B错误;由图示结构可知,甲醛可以和线型脲醛树脂中的亚氨基继续发生加成反应生成网状结构的脲醛树脂,D正确。12.聚维酮碘的水溶液是一种常用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