第四單元 第28講 高分子化合物

1、第 28 講 高分子化合物考綱定位選項(xiàng)示例1.了解合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能依據(jù)簡單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。2了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)。3了解新型高分子材料的性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。4.了解合成高分子化合物在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高生活質(zhì)量方面的貢獻(xiàn)。1.以下反應(yīng)最符合綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性要求的是乙烯聚合為聚乙烯高分子材料。(2007年廣東高考T32A)2乙烯通過聚合反應(yīng)可合成聚乙烯，聚乙烯塑料可用來制造多種包裝材料。(2009年廣東高考T67D)一、高分子化合物1相關(guān)概念(1) 高分子化合物是由許多_分子化合物以_鍵結(jié) 合 成 的 相 對 分 子 質(zhì) 量 很 _( 通 常 為

2、_)的一類有機(jī)物，又稱_或_，如聚乙烯。(2) 單體是能夠發(fā)生_ 反應(yīng)形成高分子化合物的_分子化合物，如_是聚乙烯的單體等。低共價(jià)高104106聚合物高聚物聚合(加聚或縮聚)低CH2=CH2(3)鏈節(jié)是高分子化合物中化學(xué)組成_、可重復(fù)的最小單 位 ， 也 稱 為 _ ， 如 CH2CH2是_的鏈節(jié)。 (4)聚合度是高分子化合物里所含鏈節(jié)的_，常用_表示，如 CH2CH2 中的 n 是聚乙烯的聚合度。(5) 高分子化合物相對分子質(zhì)量的平均值鏈節(jié)的式量_相同重復(fù)結(jié)構(gòu)單元聚乙烯數(shù)目n聚合度2分類(1)按照高分子化合物的來源分類，可分為_化合 物 和 _ 化 合 物 。 天 然 有機(jī)高分子化 合 物

3、有_。(2)按照高分子化合物分子鏈分類，可分為_型高分子、_型高分子和_型高分子。(3) 按照高分子化合物受熱時(shí)的不同行為分類，可分為_性高分子和_性高分子。(4) 按照高分子化合物的工藝性質(zhì)和使用分類，可分為_。天然高分子合成高分子淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、天然橡膠線支鏈體熱塑熱固塑料、橡膠、纖維、涂料、黏合劑和密封材料二、聚合反應(yīng)、加聚反應(yīng)由相對分子質(zhì)量小的低分子化合物相互結(jié)合為相對分子質(zhì)量大的高分子化合物的反應(yīng)稱為_。由不飽和的單體加成聚合為高分子化合物的反應(yīng)稱為_，其實(shí)質(zhì)是加成反應(yīng)。單體間通過失去水分子或其他小分子以形成高分子化合物的反應(yīng)稱為_。聚合反應(yīng)加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)類型加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)

4、反應(yīng)原理_單體通過加成聚合生成高分子化合物單體間相互_生成高分子化合物，同時(shí)還有小分子化合物(如H2O、NH3等)單體特征含有_，如C=C、CC等含有_，如OH、COOH、NH2等單體種類相同或不相同相同或不相同產(chǎn)物特征高聚物的組成與單體的組成_，鏈節(jié)上的碳原子數(shù)一般為偶數(shù)高聚物的組成與單體的組成_產(chǎn)物種類只有高聚物高聚物和小分子不飽和縮合不飽和鍵特征官能團(tuán)相同不相同【基礎(chǔ)導(dǎo)練】)。1化學(xué)與人類生活密切相關(guān)。下列說法正確的是(A苯酚有一定毒性，不能作消毒劑和防腐劑B用聚氯乙烯塑料袋包裝食品C油脂皂化生成的高級(jí)脂肪酸鈉是肥皂的有效成分D用食醋去除水壺中的水垢時(shí)所發(fā)生的是水解反應(yīng)C2新型膜材料 E

5、TFE 為四氟乙烯與乙烯的共聚物，四氟乙烯也可與六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列說法錯(cuò)誤的是()。AETFE 分子中可能存在“CH2CH2CF2CF2”的連接方式B合成 ETFE 及合成聚全氟乙丙烯的反應(yīng)均為加聚反應(yīng)C聚全氟乙丙烯分子結(jié)構(gòu)簡式可能為 D四氟乙烯分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵解析：乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的結(jié)構(gòu)簡式分別為CH2=CH2、CF2=CF2、CF3CF=CF2，ETFE 的鏈節(jié)為CH2CH2CF2CF2，故A、B、D均正確；C項(xiàng)中CF3違背了碳的四價(jià)原則。答案：C3以下反應(yīng)最符合綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性要求的是()。A乙烯聚合為聚乙烯高分子材料B甲烷與氯氣制備一氯甲烷C以銅

6、和濃硝酸為原料生產(chǎn)硝酸銅D用 SiO2 制備高純硅解析：乙烯加成聚合反應(yīng)原子利用率為 100%，故 A 正確；取代反應(yīng)有副產(chǎn)物生成，原子利用率小于 100%，故 B 錯(cuò)；C、D 兩項(xiàng)都有副產(chǎn)物生成，原子利用率小于 100%。A4(2009 年廣東高考)下列有關(guān)有機(jī)物的說法不正確的是()。A酒精中是否含有水，可用金屬鈉檢驗(yàn)B有機(jī)酸和醇脫水合成的某些酯，可用作糖果、化妝品中的香料C蛋白質(zhì)在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)，生成氨基酸D乙烯通過聚合反應(yīng)可合成聚乙烯，聚乙烯塑料可用來制造多種包裝材料解析：Na與CH3CH2OH、H2O都能發(fā)生反應(yīng)，都有氣體生成，故 A 錯(cuò)。A5某高聚物的結(jié)構(gòu)片段如下：下列分析

7、正確的是()。A它是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物DB其單體是CH2=CH2和HCOOCH3C其鏈節(jié)是CH3CH2COOCH3D其單體是CH2=CHCOOCH3考點(diǎn) 1 有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)物的區(qū)別(1)它們最大的不同是相對分子質(zhì)量的大小。有機(jī)高分子化合物的相對分子質(zhì)量一般高達(dá) 104106，而低分子有機(jī)物的相對分子質(zhì)量一般在 1 000 以下。(2)低分子有機(jī)物的相對分子質(zhì)量都有一個(gè)明確的數(shù)值，而高分子化合物的相對分子質(zhì)量只是一個(gè)平均值。它是以低分子有機(jī)物作原料，經(jīng)聚合反應(yīng)得到各種相對分子質(zhì)量不等的組成結(jié)構(gòu)類似的混合物，沒有固定的熔沸點(diǎn)。(3)高分子化合物的基本結(jié)構(gòu)與低分子有機(jī)物的單一結(jié)構(gòu)不同，它由

8、若干個(gè)鏈節(jié)組成，由鏈節(jié)可以知道低分子有機(jī)物的組成與結(jié)構(gòu)。(4)由于高分子化合物與低分子有機(jī)物在相對分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)上的差異，它們在物理、化學(xué)性質(zhì)上也有較大差別?！纠?1】(2010 年上海高考)生活中使用的塑料食品盒、水杯等通常由聚苯乙烯制成，其結(jié)構(gòu)簡式如圖 4281。下列說法正確的是()。A聚苯乙烯能使溴水褪色B聚苯乙烯是一種天然高分子化合物C聚苯乙烯可由苯乙烯通過化合反應(yīng)制得D聚苯乙烯單體的分子式為 CH2 圖 4281思路指導(dǎo)：根據(jù)聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)簡式可以推斷其鏈節(jié)、單體的結(jié)構(gòu)，以及合成原理，結(jié)合選項(xiàng)進(jìn)行判斷。解析：由題給聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)簡式可知其不含碳碳雙鍵，不能與 Br2 發(fā)生加成反應(yīng)，故

9、 A 錯(cuò)；聚苯乙烯是一種人造高分子化合物，故 B 錯(cuò)；聚苯乙烯可由苯乙烯通過聚合或加聚反應(yīng)制得，故 C 錯(cuò)；聚苯乙烯的單體為苯乙烯(C6H5CH=CH2)，分子式為 C8H8，故 D 正確。答案：D【變式訓(xùn)練】1下列關(guān)于有機(jī)物的敘述正確的是()。A等質(zhì)量的乙烯和聚乙烯完全燃燒生成的 CO2和H2O質(zhì)量相同B合成纖維、光導(dǎo)纖維都是有機(jī)高分子化合物C由 CH2=CHCOOCH3合成的聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為 CH2CHCOOCH3 D聚乙烯、聚氯乙烯、纖維素都是合成高分子化合物解析：加聚反應(yīng)的單體和聚合物的組成相同，故 A 正確；光導(dǎo)纖維的主要成分是 SiO2，是新型無機(jī)非金屬材料，故 B 錯(cuò)；高分子化

10、合物的鏈節(jié)中含有CH3時(shí)，違反了碳四價(jià)原則，故 C 錯(cuò)；纖維素是天然高分子化合物，故 D 錯(cuò)。答案：A考點(diǎn) 2 加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)1加聚反應(yīng)的特點(diǎn)(1)單體必須含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物，如烯、二烯、炔、醛等含不飽和鍵的有機(jī)物。(2)加聚反應(yīng)過程中沒有副產(chǎn)物生成，原子利用率為 100%。(3)聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成相同，聚合物的相對分子質(zhì)量為單體相對分子質(zhì)量的整數(shù)倍。2縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)(1) 縮 聚 反 應(yīng) 的 單 體 是至少含有兩個(gè) 官能 團(tuán) ( 如 OH 、COOH、NH2、X及活潑氫原子等)或多個(gè)官能團(tuán)的低分子。(2) 縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時(shí)，還有小分子副產(chǎn)物( 如H

11、2O、NH3、HCl 等)生成，原子利用率低于 100%。(3)所得聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同。(4)含兩個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后呈現(xiàn)線型結(jié)構(gòu)，含有三個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后可生成體型結(jié)構(gòu)的聚合物。(5)寫縮聚反應(yīng)時(shí)，除單體物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)式的下角標(biāo)要一致外，也要注意生成小分子的物質(zhì)的量。3常見加聚反應(yīng)的類型(1)單聚反應(yīng)：僅由一種單體發(fā)生的加聚反應(yīng)，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等的合成。(2)共聚反應(yīng)：由兩種或兩種以上單體發(fā)生的加聚反應(yīng)。如：合成丁腈橡膠：4縮聚反應(yīng)的重要類型二酸與二醇共聚型、羥基酸自聚型、氨基酸自聚型、氨基酸共聚型和酚醛縮聚型?！镜淅?2011 年上海高

12、考 ) 耐熱型 ABS 樹脂由丙烯腈(CH2=CHCN)、1,3-丁二烯和-甲基苯乙烯()共聚生成，寫出該樹脂的結(jié)構(gòu)簡式：_(不考慮單體比例)。思路指導(dǎo)：根據(jù)三種不飽和單體的名稱或結(jié)構(gòu)書寫其共聚產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式，這是單體發(fā)生加聚反應(yīng)在新情景下的遷移應(yīng)用，寫好后可采用單雙鍵斷鍵的方法求出其單體進(jìn)行檢驗(yàn)。解析：仿照 CH2=CHCN加聚為聚丙烯腈的反應(yīng)原理，不難書寫三種單體共聚為 ABS 樹脂的鏈節(jié)，假設(shè)共聚的上述單體的物質(zhì)的量均為 n mol 可以書寫 ABS 樹脂的結(jié)構(gòu)簡式。答案： 【變式訓(xùn)練】2(2010 年山東高考)寫出有機(jī)物 X()在濃硫酸作用下生成的聚合物的結(jié)構(gòu)簡式：_。解析：X 含有羧

13、基和羥基，能發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成高分子化合物。答案： 聚合產(chǎn)物的判斷及單體的反推 考向分析 歷屆高考都注重對加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的考查，其中的命題熱點(diǎn)在于：(1)根據(jù)單體的結(jié)構(gòu)判斷聚合產(chǎn)物；(2)由聚合物的結(jié)構(gòu)推斷單體的結(jié)構(gòu)。具體要求如下：1加聚產(chǎn)物的判斷和反推單體(1)由單體推加聚物的方法是“拆雙鍵法”。如：(2)由加聚物推單體的方法是“收半鍵法”。即：高聚物鏈節(jié)半鍵還原，雙鍵重現(xiàn)正推驗(yàn)證。凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個(gè)碳原子(無其他原子)的高聚物，其合成單體必為一種，將兩個(gè)半鍵閉合即可。如：(2- 甲基丙 烯酸甲酯)凡鏈節(jié)主鏈上有四個(gè)碳原子(無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體必為兩種，在正中央劃

14、線斷開，然后兩個(gè) 的單體為 CH2=CH2和CH3CH=CH2兩種。半鍵閉合即可。如：凡鏈節(jié)主鏈上只有碳原子，并存在結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是：“見雙鍵，四個(gè)碳；無雙鍵，兩個(gè)碳”劃線斷開，然后將半鍵閉合，即單雙鍵互換。如：的單體是。2由單體推縮聚物的方法將官能團(tuán)書寫在鏈端，酯化型縮聚是，去掉的H 和OH 結(jié)合成 H2O，其余部分相連形成聚酯；氨基酸之間的縮聚是，去掉的H 和OH 結(jié)合成H2O，其余部分相連形成多肽化合物；酚醛縮合是酚羥基的兩個(gè)鄰位 H 與甲醛分子中的 O 結(jié)合成 H2O，其余部分相連形成酚醛樹脂。3由縮聚物推單體的方法可采用“切割法”斷開羰基與氧原子間的共價(jià)鍵或斷開羰基與氮原子間的

15、共價(jià)鍵，然后在羰基上連上羥基，在氧或氮原子上連上氫原子。若是酚醛縮合型的高聚物，則在酚羥基的鄰位上“切割”，其鏈節(jié)中的CH2來自于甲醛。【典例】以下是某課題組設(shè)計(jì)的合成聚酯類高分子材料已知：A 的相對分子質(zhì)量小于 110，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 0.9；同一碳原子上連兩個(gè)羥基時(shí)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易脫水生成醛或酮：C 可發(fā)生銀鏡反應(yīng)。請根據(jù)以上信息回答下列問題：(1)A 的分子式為_。(2)由 A 生成 B 的化學(xué)方程式為：_，反應(yīng)類型是_。(3)由 B 生成 C 的化學(xué)方程式為：_，該反應(yīng)過程中生成的不穩(wěn)定中間體的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)是_。(4)D 的結(jié)構(gòu)簡式為_，D 的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)且水解產(chǎn)物之一為乙酸

16、的有_( 寫結(jié)構(gòu)簡式)。考查要點(diǎn)：本題以高聚物合成為載體考查了烴和烴的衍生物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，以及有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式、有機(jī)反應(yīng)方程式、反應(yīng)類型和同分異構(gòu)體等知識(shí)點(diǎn)。思路指導(dǎo)：根據(jù)合成高分子化合物逆推其單體，根據(jù)題給的新有機(jī)反應(yīng)信息，推斷合成路線的有機(jī)中間體、原料等，通常用逆推法的具體過程如下：逆推的第三步用到了題中所給陌生的有機(jī)反應(yīng)信息。解析：(1)根據(jù)合成目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式逆推可知，A 為對二甲苯，其分子式為 C8H10。(2)對二甲苯分子中的一個(gè)甲基與氯氣在一定條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成CH2Cl，另一個(gè)甲基氯氣在一定條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成CHCl2。(3)CH2Cl 在 NaOH水溶液中水解生成CH

17、2OH，而CHCl2 在 NaOH 水溶液中水解生成CHO；根據(jù)題給陌生的有機(jī)反應(yīng)信息可推斷不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物。(4)由高分子化合物的結(jié)構(gòu)可知 D 的結(jié)構(gòu)簡式，依題意可知其同分異構(gòu)體一定為乙酸酯，所以苯環(huán)上連接的兩個(gè)原子團(tuán)分別為 HO、OOCCH3，因此有鄰、間、對三種同分異構(gòu)體。答案：【突破訓(xùn)練】1目前產(chǎn)量占第一位的聚酯纖維的結(jié)構(gòu)簡式為： 下列說法中不正確的是()。A羊毛與聚酯纖維的化學(xué)成分不相同B聚酯纖維和羊毛都屬于天然高分子材料C該聚酯纖維的單體為對苯二甲酸和乙二醇D聚酯纖維和羊毛在一定條件下均能水解解析：羊毛主要成分是蛋白質(zhì)，屬于天然高分子化合物，聚酯屬于合成高分子化合物，故 A 正確，

18、B 錯(cuò)；由聚酯的結(jié)構(gòu)可推斷其單體為對苯二甲酸和乙二醇，故 C 正確；聚酯含有酯基，蛋白質(zhì)含有肽鍵，故 D 正確。答案：B題組一 高分子化合物1聚丙烯酸酯類涂料是目前市場上流行的墻面涂料之一，它具有彈性好、不易老化、耐擦洗、色澤亮麗等優(yōu)點(diǎn)。聚丙烯)。 酸酯的結(jié)構(gòu)簡式如圖 4282，它屬于(無機(jī)化合物；有機(jī)化合物；高分子化合物；離子化合物；共價(jià)化合物。ABC D圖 4282解析：丙烯酸酯經(jīng)加聚反應(yīng)可得到聚丙烯酸酯：所以聚丙烯酸酯屬于有機(jī)化合物、高分子化合物、共價(jià)化合物。答案：C題組二 加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)2綠色化學(xué)的一個(gè)原則是“原子經(jīng)濟(jì)”，最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”是全部反應(yīng)物的原子嵌入期望的產(chǎn)物中。在下列反應(yīng)類型中，“原子經(jīng)濟(jì)”程度較低的是()。A化合反應(yīng) B取代反應(yīng)C加成反應(yīng) D加聚