第15讲-合成高分子的基本方法(学生版)(人教2019选择性必修3).docx

第15讲 合成高分子的基本方法

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知识精讲

知识点一：一、有机高分子化合物
1．概念
有机高分子化合物是由许多______化合物以共价键结合成的，相对分子质量____(通常在104以上)的一类化合物。
2．与有机高分子化合物相关的概念
概念
定义
示例
单体
能够进行____反应形成高分子化合物的低分子化合物

链节
高分子化合物中________相同、可____的最小单位
聚合度
高分子链中含有链节的数目，通常用____表示
聚合物
由单体聚合形成的相对分子质量较大的化合物
【即学即练1】
1．下列关于有机高分子化合物的说法正确的是（    ）
A．高分子化合物有固定的熔点 B．聚乙烯的链节是乙烯
C．线型高分子的长链上可以带支链 D．电木具有热塑性
2．是一种通过加聚反应制备的工程塑料，具有类似金属的硬度和强度，下列有关的说法错误的是
A．单体为甲醛 B．不溶于水
C．属于高分子化合物 D．与环氧乙烷()互为同系物
3．2022年2月4日在北京举办的第24届冬季奥运会倡导“公平公正，纯洁体育”的价值观，希望举办一届“像冰雪一样纯洁、干净的冬奥会”。绿色冬奥、科技冬奥是北京冬奥会的重要理念，餐具由生物材料聚乳酸制作而成，可降解；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

A．PVC()的单体为氯乙烯
B．PC()中所有原子均可共平面
C．ABS的单体之一苯乙烯()能使溴水褪色
D．亚克力()可通过加聚反应制备
知识点二： 二、合成高分子化合物的基本反应
1．加成聚合反应
(1)概念
由含有________的化合物分子以________的形式结合成高分子化合物的反应，简称____反应。
(2)加聚反应方程式的书写
①乙烯的加聚：
________________________________________________________________________。
②1,3－丁二烯的加聚：
________________________________________________________________________。
(3)聚合物的平均相对分子质量＝______________×____。
(4)反应特点
①单体分子中需有____等不饱和键。
②单体和聚合物组成____。
③反应只生成______，没有副产物产生。
④加成聚合物(简称加聚物)结构式的书写：将链节写在______内，聚合度n在______的右下角。
2．缩合聚合反应
(1)概念
有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时产生____________的反应，简称____反应。
(2)类型
①羟基酸缩聚，如HOCH2COOH的缩聚：
________________________________________________________________________。
HOOC(CH2)5OH的缩聚：
________________________________________________________________________。
②醇与酸缩聚，如乙二酸与乙二醇的缩聚：
________________________________________________________________________。
己二酸与乙二醇的缩聚：
________________________________________________________________________。
(3)反应特点
①缩聚反应的单体至少含有两个______。
②单体和缩聚产物的组成____。
③反应除了生成聚合物外还生成______，如H2O、HX等。
④仅含两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈____结构，含三个或三个以上官能团的单体缩聚后的聚合物呈体型(网状)结构。
【即学即练2】
1．天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，其结构简式为，下列说法正确的是
A．单体是和
B．其链节为
C．聚异戊二烯、聚乙烯都不能使溴水褪色
D．聚异戊二烯存在顺反异构
2．某高分子材料的结构简式可表示为，则下列不属于合成该高分子材料的单体的是
A． B．
C． D．
3．关于下列三种常见高分子材料的说法中，正确的是

A．合成顺丁橡胶的单体是2-丁烯
B．顺丁橡胶是由其单体通过缩聚反应得到的
C．涤纶是由对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应制得的
D．合成酚醛树脂的单体不能发生银镜反应
易错精析

1．葡萄糖、油脂、淀粉属于高分子化合物。 (　　)
【细剖精析】
×。葡萄糖和油脂不属于高分子化合物。
2．按照分子链的形状可将高分子化合物分为热塑性高分子和热固性高分子两类。 (　　)
【细剖精析】
×。按照分子链的形状可将高分子化合物分为线型高分子、支链型高分子和体型高分子三类。而热塑性高分子和热固性高分子的分类标准为受热时的不同行为。
3．。
(1)合成聚乳酸的反应属于哪类聚合反应?
【细剖精析】
由乳酸通过聚合反应生成聚乳酸的同时,还生成水,因此属于缩聚反应。
(2)聚乳酸在自然界中是如何发生生物降解的?
【细剖精析】
聚乳酸属于聚酯类物质,在自然界中可以水解生成小分子乳酸,进一步被氧化生成CO2和水,不会对环境产生影响。
4．某有机物X是一种性能优异的高分子材料,其结构简式为,被广泛应用于声、热、光的传感等方面。已知它是由HC≡CH、(CN)2、CH3COOH三种单体通过适宜的反应形成的。
由单体合成X时都经历了哪些反应?
【细剖精析】
分别是加成反应和加聚反应。由X的结构简式可判断出它是加聚反应的产物,两种单体分别为NCCHCHCN和CH2CHOOCCH3,很显然前者是HC≡CH和(CN)2的加成产物,后者是HC≡CH和CH3COOH的加成产物。
5．某高分子化合物A的结构片段如下:

合成该高分子化合物的单体是什么?合成该高分子化合物的反应属于哪类反应?
【细剖精析】
由高分子化合物A的结构片段可以看出其链节为,则A的结构简式为,它应是通过加聚反应得到的高聚物,其单体是CH2CH—COOH。
6．怎样通过高聚物的结构区别这两种聚合反应?
【细剖精析】
缩聚产物一般链节主链上含有酯基、肽键等官能团或其残基,而加聚产物一般没有,但有时在链节侧链中会有以上基团。
7．聚丙烯酸酯有没有固定的熔沸点?
【细剖精析】
聚丙烯酸酯属于混合物,没有固定的熔沸点。
8．合成聚丙烯酸酯的反应属于加聚反应还是缩聚反应?
【细剖精析】
聚丙烯酸酯的单体为丙烯酸酯,结构简式为CH2CHCOOR,合成聚丙烯酸酯的反应属于加聚反应。
9．由高聚物推断单体的注意事项
由高聚物推断单体时,需要联系该高聚物的合成过程,若高聚物的主链上只有碳原子,没有其他的官能团,则是通过加成聚合得到的,用 “半键还原法”找出单体;若主链上有除了碳原子以外的“氧”原子“氮”原子或有其他的官能团,则是通过缩合聚合形成的。通过官能团找准断键位置,然后补上—H或—OH。
10．使用有机材料制成的薄膜,给环境造成的“白色污染”后果十分严重,我国研制成功的几种可降解塑料结构简式如下:
A.　 B.
C.
这几种塑料有良好的生物适应性和分解性,能自然腐烂分解。可降解塑料A、B、C对应的三种单体依次是什么?
【细剖精析】
可降解塑料A、B、C都是由各自单体通过缩聚反应生成的,对应的三种单体依次是、、。
11．通过聚合物的链节,可以看出聚合物的单体,你知道下面两种聚合物是由何种单体聚合成的吗?

【细剖精析】
CH3—CHCH2　CH2CH—COOCH3
能力拓展

一、高聚物单体的判断方法
1．加聚产物单体的判断方法
类型
分子中无双键，以两个碳原子为一组，断开共价键，分别将两个半键闭合形成双键
分子中有双键，一般以四个碳原子为一组(特殊情况除外)，将双键打开，在原链节双键两侧生成新的双键
实
例
高聚
物

单体
CH2===CH2、
CH3—CH===CH2

口诀
单键两两断，双键四个碳；
单键变双键，双键变单键

2.缩聚产物单体的判断方法

实
例
高聚
物

单体
HOOC—COOH、
HOCH2CH2OH

　二、加聚反应和缩聚反应的比较
类别
加聚反应
缩聚反应
单体
特征
含不饱和键
(如)
至少含两个特征官能团
(如—OH、、—NH2)
单体种类
含碳碳双键或碳碳三键的有机物等
酚和醛，二元醇、二元酸、氨基酸
聚合方式
通过不饱和键加成
通过缩合脱去小分子而连接
聚合物
特征
高聚物与单体具有相同的组成
高聚物和单体具有不同的组成
产物
只产生高聚物
高聚物和小分子
聚合物与聚合反应方程式的书写方法
1．加聚反应聚合物的书写：加聚反应实质是发生加成反应，因此在书写聚合物时要把单键上的原子或原子团“折向主链一边”，写在垂直的位置上。

2．缩聚产物聚合物的书写
书写缩聚物的结构简式时，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．书写缩聚反应的方程式时，单体的物质的量与缩聚物结构简式的小角标要一致；要注意小分子的物质的量。一般由一种单体进行的缩聚反应，生成小分子的物质的量为(n－1)；由两种单体进行的缩聚反应，生成小分子的物质的量为(2n－1)。

分层提分

题组A 基础过关练
1．下列关于合成高分子化合物的说法正确的是
A．聚乙烯是由高分子化合物组成的物质，有固定的熔沸点
B．冬奥会速滑竞赛服采用的聚氨酯材料是一种有机高分子材料
C．缩聚反应的产物只有高分子
D．塑料、合成树脂和合成橡胶被称为“三大合成材料”
2．下列物质属于高分子化合物的是
A． B．油脂 C．淀粉 D．蔗糖
3．高分子材料在生产、生活中应用广泛。下列说法错误的是
A．纤维素可用于制造黏胶纤维
B．聚氯乙烯通过加聚反应制得，可用作食品包装材料
C．纤维素是天然高分子
D．聚乳酸是一种可降解材料
4．已知某有机物的结构如下图所示，下列分析正确的是

A．1 mol该有机物中含有1 mol碳溴键
B．该有机物能发生加成、取代、消去反应
C．1 mol该有机物的单体最多可消耗2mol NaOH
D．该有机物分子中不存在手性碳原子
5．线型PAA（）具有高吸水性，网状PAA在抗压性、吸水性等方面优于线型PAA。网状PAA的制备方法是：将丙烯酸用NaOH中和，加入少量交联剂a，再引发聚合。其部分结构片段如图，下列说法错误的是（    ）

A．线型PAA的单体可以使溴水褪色
B．形成网状结构的过程发生了加聚反应
C．交联剂a的结构简式是
D．PAA的高吸水性与-COONa有关
6．某吸水性高分子化合物(Z)的一种合成路线如下：

下列说法不正确的是
A．X、Y、Z均为纯净物
B．Y中至少有7个碳原子共面
C．X、Y、Z均能发生酯化反应
D．一定条件下，X、Y、Z都能与H2发生加成反应
7．橡胶树是热带植物，在我国海南有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构简式为。天然橡胶经过硫化后变为硫化橡胶，如下图所示。下列叙述中不正确的是

A．硫化橡胶和天然橡胶的高分子结构型式都属于体型结构
B．天然橡胶变为硫化橡胶发生了化学变化
C．硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大
D．硫化橡胶比天然橡胶强度大
8．近年来，由于石油价格不断上涨，以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。下图是以烃A为原料生产人造羊毛的合成路线：

下列说法正确的是
A．合成人造羊毛的反应属于缩聚反应
B．A生成C的反应属于加成反应
C．A生成D的反应属于取代反应
D．烃A的结构简式为
9．维纶(聚乙烯醇缩甲醛纤维)可用于生产服装、绳索等。其合成路线如图所示(反应条件已略去)：

下列说法正确的是
A．反应①是加聚反应
B．高分子A的链节中含有两种官能团
C．通过质谱法测定高分子B的平均相对分子质量，可得其聚合度
D．反应③的化学方程式为 +nHCHO
10．下列说法中，不正确的是
A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩果汁、乳制品加工等
B．高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤
C．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料
D．合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度
11．请写出下列高分子化合物的单体或由单体生成的高聚物的结构简式：
(1)：____。
(2)：____。
(3)CH3COOCH=CHCl：____。
题组B 能力提升练
1．下列对于有机高分子的叙述错误的是
A．高分子可分为天然高分子和合成高分子两大类
B．高分子的特点是组成元素简单、结构非常复杂、相对分子质量大
C．高分子均为混合物
D．合成高分子大部分是由小分子化合物通过聚合反应而制得的
2．下列生活用品的主要成分不属于高分子化合物的是
A．蚕丝被 B．塑料袋(聚乙烯) C．花生油 D．面巾纸
3．下列说法正确的是
A．油脂、纤维素、蛋白质都属于天然高分子形成的混合物
B．向蔗糖水解后的溶液中，先加入NaOH溶液至溶液呈碱性，再加入新制Cu(OH)2悬浊液煮沸会析出砖红色沉淀
C．纤维素、淀粉都可用(C6H10O5)n表示，它们互为同分异构体
D．纤维素属于糖类，可作为人体的供能物质食用
4．利用聚偏氟乙烯(PVDF)和葡萄糖制备纳米碳材料，PVDF的结构简式如图所示。下列说法正确的是

A．用酸性溶液可检验葡萄糖中醛基
B．和PVDF中碳原子杂化类型不同
C．常温下，葡萄糖与乙酸发生酯化反应
D．聚合度越大，PVDF熔点越低
5．下列高聚物经简单处理可以由线型结构变成体型结构的是
①②③④
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
6．PBT是最坚韧的工程热塑性塑料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性，其结构简式为，下列叙述错误的是
A．PBT可以反复加热熔融加工
B．PBT的单体是对苯二甲酸和1，4-丁二醇
C．由单体合成PBT的反应属于缩聚反应
D．1mol PBT与NaOH 溶液反应时，最多可消耗2mol NaOH溶液
7．下列合成高分子材料的化学方程式和反应类型均正确的是
① 加聚反应
②缩聚反应
③加聚反应
④ 缩聚反应
A．①② B．②③ C．②④ D．①④
8．生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水，从而减少废弃塑料对环境的污染。PHB就属于这种塑料，其结构简式为，下列有关PHB的说法中正确的是
A．PHB是一种聚酯，有固定的熔点
B．合成PHB的单体难溶于水
C．合成PHB的单体是
D．通过加聚反应可以制得PHB
9．PHB( )是一种生物可降解塑料，可由化合物A制备。

(1)写出-OH的电子式_______，-COOH的名称_______。
(2)A也可经两步反应制备高聚物C，已知B能使溴水褪色，且结构中含有甲基，请写出反应③的化学方程式_______。
(3)判断下列正误。
①PHB有固定熔沸点_______。
②PHB与高聚物C互为同分异构体_______。
(4)D是A的具有相同官能团的同分异构体，两分子D在浓硫酸加热条件下，可生成六元环酯F(C8H12O4)，符合该条件的D有_______种。