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文档简介

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

。知识梳理

1.高分子的结构特点

n恒二画里幽长&L理、

一「丁I

单体链节聚合度

⑴单体:能够进行聚合反应形成高分子的小分子化合物。

⑵链节:高分子中化学组成相同、可重复的量小结构单元。

⑶聚合度:高分子链中含有链节的数且。

m小题对点过

⑴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==CH2

②丙端和聚丙烯都能使漠水褪色

③高分子都没有固定的熔、沸点

④聚乙焕高分子能导电可用于制备高分子材料导体

⑵现有高聚物

-----CH,—ICH—CHI—CH—CH2I—CH-----

c=oc=oc=o

III

OCH$()C:H3

①其链节是,

②其单体是0

答案⑴③④

-CH,—CH

I

⑵①mH.

o

I

②CHLCH—C—()—CH.

2.合成高分子的两个基本反应

加聚反应缩聚反应

单体分子间通过缩合反应生成高分子的反

由不饱和单体加成聚合生成高分子的反

概念应,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

含有两个或两个以上的反应基团(如一OH、

单体

含有双键或三键的不饱和有机物一COOH、

特点

一NH2、一X等)

产物高聚物与单体具有相同的组成,生成物一生成高聚物和小分子,高聚物与单体有不同

特征般为线型结构的组成

0知能通关

1.写出下列单体发生加聚反应的化学方程式。

(1)C1CII==CII2:_________________________________________

CH2=C—CH=CH2

(3)CH2==CH2+CH3—CH=CH—CH3:________________________________________

(4)CH2==CH2+CH2==CH—CH==CH2:________________________________________

_______________________________________________o

-ECH—CH23n

一定条件I

答案(1)/7C1CH=CH2------->C1

nCFI,=C—<:H=(?H2-ECH—C=CH—CII,玉

II

•定条件L

⑵CILCH

-bCH2—CH2—CH—CHi

一定条件II

CHiCHj

(3)«CH2==CH2+/?CH3—CH==CH—CHs---------"

一定条件

(4)/?CH2==CH2+HCH2==CH—CH==CH2----------(H?CH?CH=CHCH

2.完成下列缩聚反应的化学方程式。

CH3—CH—COOH

⑴乳酸(OH)的缩聚:________________________________________

⑵乙二酸与乙二醇的缩聚;

⑶间苯二和间苯)的缩

聚:

()

||

wCH3—CH—COOHH-EO—CH—CiOH

催化剂.

()H

答案(1)CH?+(,z.l)H20

COOHCH,OH()()

催化剂.|||

(2)/7COOH+〃CH,OH'―△—H(>{-C—C(X'H,CH,()3»H+(2〃-l)H2。

COOHNIL

+〃+2〃-l)H?0

⑴加聚反应方程式的书写

①单辉煌型单体加聚时,“断开双键,键分两端,添上括号,右下写n\

②二辉煌型单体加聚时「单变双双变单,破两头,移中间,添上括号,右下写〃工

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,右下写武

⑵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

⑶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股为,,-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2〃-1。

3.写出下列高分子的单体。

•FCH—CH?玉

(1)C()OH:o

I

C

-ECH,—CH=CH—CH2—CH2—CH—CH2—CHi

1^).

答案(1)HOOCCH=CH2

(2)CH2==CH—CH3、

CH2=CH

⑶CH2==CH—CH==CH2>

4.找出下列高分子的单体,并按要求填空。

()

⑴锦纶(HFNH一(CHz-C+()H)的单体为,反应类型为

⑵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

()()

催化剂

⑵H()()C-H^J^-C()()H、HOCH2cH20HnH()—C-HQ>—C—OH

+〃HOCH2cH20H△

()()

H(>£C—C—()CHCH—(BrH

22+(2n-l)H2O

学习笔记

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。

⑴加聚产物的主链一般全为碳原子,按“凡双键,四个碳;无双键,两个碳叩勺规律画线断裂,然后半键闭

CH,—i—CH—CH.-lr

:|

合,单双键互换。如CN的单体为CH2==CH2和CH2=CHCN,

-£CH—CH-i-CH,—CH-CH—CHi

2*2

CH,的单体为CH2==CHCH3和CH2==CH—CH==CH2O

()()H9

iiii।4-L(>-

⑵缩聚产物的链节中不全为碳原子,一般有一C—(1、一C—N-等结构,在(:°或

()H

一C一厂”画线处断键,碳原子上连一OH,氧原子或氮原子上连一H,即得单体。

⑶特殊情况

OH

HE^Jj—CIliOH

①、R是苯酚和RCHO发生缩聚反应的产物。

-fCH2—CH—(>i()

②口是环氧乙烷型物质开环聚合的产物,其单体应为CH-CH-R。

5.下列化合物中:

A.HO(CH2)3COOH

BH()H2C—()H

C.CH?CH==CH—CN

CH3CHL.CH—COOH

D.CH,

E.HOOC(CH2)4COOH

⑴可发生加聚反应的化合物是(填字母),加聚物的结构简式为O

⑵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O

(3)B和E反应生成缩聚物的化学方程式为________________________________________

-ECH—CHi

答案(1)CCH.CN

()

⑵AH-E()(CHJ.—C3n()H

催化剂

7/H()HC—OH

⑶2+//HOOC(CH2)4COOH△

()

()H

+(2/?-l)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竣基,所以单体间

可发生缩聚反应。

考点二有机高分子

国知识梳理

高分子的分类及性质特点

-天然高分子,如:淀粉、纤维素、蛋门质

厂线型结构;H■行热塑性,如

据低压法聚乙烯

来根据

子—支链型结构:具有热塑性.

如高压法聚乙烯

合成—网状结构:具有热固性,如

高分一酚醛树脂

塑料:聚乙烯、

酚醛树脂等

通用高合成纤维:聚

分子材一一脂纤维、聚酰

料胺纤维等

按用

合成橡胶:顺

丁橡胶等

性能

功能高分了材料:离吸水

性树脂、高分子分离膜等

II小题对点过

⑴下列说法正确的是o

①天然橡胶是高聚物,不能使溪水褪色

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,而聚氯乙炜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

o

⑤H^O-Q-UOH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

⑵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O

-ECH.CHi

(>-C—CH3£CH2CHi

F

A.B.

+CH.,CHi

OHD.:CCl,CCl2i

答案⑴③⑤(2)ABD

囱知能通关

1.(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。

OH

()()

II卜吆卜[||_-ECH—CHi

CH3C()H①CH3C()CH=CH2②③PVA

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焕碳碳三键上,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;CPVA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.有叽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,〃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,”是一个整数值,由于〃不确定,所以

它的用对分子质量也不确定,故C错误。

-ECH—CH,3n

3.N95口罩是用聚丙烯CH,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—CH3

B.聚丙烯是混合物

C.聚内烯能使酸性高铳酸钾溶液褪色

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,不能使酸性高镒酸钾溶液褪色,c错误。

本讲感悟

疑点:________________________________________

盲点:________________________________________

-体验真题

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。

H4A>OHCHQHHCHO

T。TJ"a-Moc'JCs-La/SO^J

PLAMPMMA

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的同分异构体中含竣基的有3种

CH3

-ECH,—C3M

D.MMA可加聚生成高分子COOCH,

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C4H8。2,其同分异构体中含粉基的有2种,

COOH

分别为CH;—CHCH;、CH3cH2cH2coOH,C错误;MMA中碳碳双键能发生加聚反应,故可生成

CH

-ECH2-C玉

C()(»H,q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,〃N:ns=\:2

D.反应的原子利用率<1()0%

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,〃N:

〃s=l:LC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。卜列说法错误的是()

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.聚丙烯睛纤维可由丙烯月青加聚反应合成

答案C

HO—C—CH—OH

I

解析A项,聚乳酸由乳酸(CH.)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

(CHLCHNH)通过加聚反应合成分子中含有的酰按基可发生水解反应,正确;c项,聚丙烯由

丙烯通过加聚反应合成,错误;D项,聚丙烯睛由丙烯睛(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()

HO^OP

PHA

A.PHA的重复单元中有两种官能团

B.PHA可通过单体HO"OH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

O

体H。入COH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________________________________________

-分层训练提升等级

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()

-£CH2—CHi

A.-FCH2—CH2iB.OH

-FCH2—CH3n-ECH2—CH3n

C.ClD.CH.

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项含亲水基团一0H。

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

-tCH2—CHi-ECH,—CHjn

CH,

则合成它的单体可能有:①邻苯二甲酸②丙烯醇(CH2=二CH—CH2—0H)③丙烯④乙烯⑤邻

苯二甲酸甲酣。下列选项正确的是()

A.①②B.④⑤

C.①③D.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

0()

IIII

CH2=CH—CH,—(7—CC—o—CH2—CH=<?H2

3,该物质属于酯类,由CH2==CH—CH2OH和

0()

11

H—(>—CC—O—H

通过酯化反应生成。

4.科学家设想利用乙二醇和C02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

()

()

H()-Ec—OC'H2CH2(>3fH

A.乙二醇可作汽车抗冻剂

B.氨基乙酸、乙醛、乙烯、乙一醇均可发生缩聚反应

C.该塑料是一种有机高分子材料

D.链节上帽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;乙炜中含有碳碳

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()

()

-E(>—CHCH2—()—ci

CH—CH,

()6

FG

A.已知反应F+X——G的原子利用率为1()()%,则X为CO2

B.F属于芳香族化合物,但不属于芳香烽

C.(C9H8。3)〃既是高分子G的化学式也是其链节的化学式

CH,

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()H0H

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

结构中含有苯环和醛键,属于芳香族化合物,但不属于芳香粒,B项正确;链节是高分子中的重复结构

CH—CH,

单元,G的链节的化学式为C9H8O3,C项错误;F水解生成()H()H©的分子结构中含有酯基,

CH—CH,

水解生成OH和碳酸,D项正确。

6.合成导电高分子材料PPV的反应:

=PPV+⑵*)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.CHLCH_HQ^CH=CHZ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

9-CH,-—CTH

烯(七CH’一CH土)是苯乙烯通过加聚反应生成的,其链节为O,因此两者重复结构单

元是不同的,错误;C项,CH-CHV^-CH-CH2分子中含有2个碳碳双键,而苯乙病分子中只有

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:

RCH,CH,CH,RCH,CHCH.

\/\ZWV①、/W\/\②

CHCHCHR-7--CHCHCHR

III-HCIII-HC,

ClClClClCl

父,。一…

RRRRRR

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HC1、CO、C6H6等

D.聚氯乙烯的单体可由乙烯与HC1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HC1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,HC1、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

乙快与氯化氢按一比一加成得到,D错误。

8.聚醛飒是一种性能优异的高分子材料它由对苯二酚和4,4:二氯二苯飒在碱性条件下反应,经酸

化处理后得到。下列说法正确的是()

_o_

HOH^OH

o

A.聚酸碉易溶于水

B.聚酸飒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FeCE溶液发生显色反应

答案B

解析聚酸飒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,遇氧化铁溶液显紫色,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:

CH

(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o

(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。

⑶C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⑴碳碳双键⑵HCHO域甲醛)

CH3

I

-ECH,—C3n

⑶L)()Na⑷H()()C^Qn_C()()H、HOCH2cH20H

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

CH(

I

~Eci12—,玉

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

H()()CTQ^C()()H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

HOOH

N(/)在一定条件下反应得到,P的结构片段如下:

的单体由M(H)和W

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CH30H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一0H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

单键产生的一OCH3结合生成CH3OH,B错误,C正确;聚合物P存在多个亲水基团一OH,具有较好的

水溶性,D正确。

()

II

11.尿素(H/NCNH,)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服醛树脂,再通

过交联形成网状结构,网状结构片段如下图所示(图中一表示链延长)。下列说法不正确的是()

0O

IIII

~HN—C—NH—CH2—N—C—NH—CH2—NH-

A.形成线型结构的过程发生了缩聚反应

B.网状腺醛树脂在自然界中不可能发生降解

()

C.线型腺醛树脂的结构简式可能是HENH—C—、H—CH:8°H

D.线型麻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;网状版醛树脂中含酰胺基,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,甲醛可以和线型服醛树脂中的亚氨

基继续发生加成反应生成网状结构的眠醛树脂,D正确。

12.聚维酮碘的水溶液

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