2022届高中化学新教材同步选择性必修第三册 第5章 第一节 合成高分子的基本方法.docx

1、2022 高中化学新教材同步讲义资料 第一节第一节合成高分子的基本方法合成高分子的基本方法 核心素养发展目标1.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据合成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特点。3.能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构 式。4.从有机高分子的结构特点出发，掌握合成有机高分子的基本方法，培养推理、概括能力。 一、有机高分子化合物 1概念 由许多低分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很大(通常在 104以上)的一类化合物。 2基本概念 单体 能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物 聚合 高聚物 由单体聚合而成的相对分子质量较大的

2、化合物 单元 链节 高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元 数目 聚合度 高分子链中含有链节的数目，通常用 n 表示 例如： (1)链节是高分子化合物中重复出现的结构单元，如聚乙烯的链节是 CH2=CH2() (2)丙烯和聚丙烯都能使溴水褪色() (3)高分子化合物都没有固定的熔、沸点() (4)油脂属于高分子化合物() (5)高分子化合物分子中只含 C、H、O 三种元素() 答案(1)(2)(3)(4)(5) 2022 高中化学新教材同步讲义资料 聚丙烯的单体结构简式为_，链节为_；聚合度为_，聚合物 的平均相对分子质量为_。 答案CH3CH=CH2n42n 解析聚丙

3、烯由丙烯聚合而成，所以其单体结构简式为 CH3CH=CH2，其平均相对分子质量为 42n。 有机高分子化合物与低分子有机物的区别 有机高分子化合物 低分子有 机物 相对分子质量高达 10 000 以上1 000 以下 相对分子质量的 数值 平均值明确数值 分子的基本结构若干重复结构单元组成 单一分子 结构 性质物理、化学性质有较大差别 二、合成高分子化合物的基本反应类型 1加成聚合反应(加聚反应) (1)概念 由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应。 (2)加聚反应的特点 单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物(例如：烯、二烯、炔、醛等)。 反应只生成高聚物，没

4、有副产物产生。 聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。 聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。 (3)常见的加聚反应 丙烯的加聚： nCH2=CHCH3 催化剂 。 1,3-丁二烯的加聚：nCH2=CHCH=CH2 催化剂 CH2CH=CHCH2。 2缩合聚合反应(缩聚反应) (1)概念 2022 高中化学新教材同步讲义资料 有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时生成小分子化合物的反应。 (2)缩聚反应的特点 单体分子中至少含有两个官能团(如OH、COOH、NH2、X 等)。 缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物(如 H2O、NH3、HCl 等)生成。 所得聚合物链节的化

5、学组成与单体的化学组成不同。 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。如： (3)常见的缩聚反应 羟基酸缩聚 如 HOCH2COOH 的缩聚： nHOCH2COOH 催化剂 (n1)H2O。 HOOC(CH2)5OH 的缩聚： nHOOC(CH2)5OH 催化剂 (n1)H2O。 醇与酸缩聚 如乙二酸与乙二醇的缩聚： nHOCH2CH2OH 催化剂 (2n1)H2O。 己二酸与乙二醇的缩聚：nHOOC(CH2)4COOH nHO(CH2)2OH 催化剂 (2n1)H2O。 氨基酸的缩聚 如氨基乙酸的缩聚： nH2NCH2COOH 催化剂 (n1)H2O。 胺与酸的缩聚 如己

6、二胺与己二酸的缩聚： nH2NCH2(CH2)4CH2NH2nHOOC(CH2)4COOH 催化剂 (2n1)H2O。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (1)有机高分子化合物都是由小分子通过加聚反应合成的() (2)加聚反应的原子利用率为 100%() (3)缩聚反应生成高分子化合物的同时，还有 H2O 等小分子物质生成() (4)将缩聚高分子化合物的中括号去掉，即得到单体() (5)缩聚反应聚合物的链节和单体的化学组成不相同() 答案(1)(2)(3)(4)(5) 请将合成下列高分子材料所用的单体、反应类型填入相应横线上。 (1)聚氯乙烯的单体为_，反应类型为_。 (2)的单体为_，反

7、应类型为_。 (3)丁苯吡橡胶 的单体为_，反应类型为_。 (4)天然橡胶的单体为_，反应类型为_。 (5)锦纶的单体为_，反应类型为_。 (6)涤纶的单体为_，反应类型为 _，制备涤纶的化学方程式为_。 (7)的单体为_，反应类型为_，由单体合成该物质 反应的化学方程式为_。 答案(1)CH2=CHCl加聚反应 (2)CH2=CHCH3、加聚反应 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (3)CH2=CHCH=CH2、 加聚反应 (4)加聚反应 (5)H2N(CH2)5COOH缩聚反应 (6)、HOCH2CH2OH缩聚反应 nHOCH2CH2OH 催化剂 (2n1)H2O (7)缩聚反应 催化

8、剂 (n1)H2O 1加聚反应和缩聚反应的对比 加聚反应缩聚反应 单体 结构 单体必须是含有双键等不饱和键 的化合物(如乙烯、 氯乙烯、 丙烯腈等) 单体为含有两个或两个以上官能 团(如OH、COOH、NH2、X 等)的化合物 反应 机理 反应发生在不饱和键上反应发生在官能团之间 聚合 方式 通过在双键上的加成而连接通过缩合脱去小分子而连接 反应 特点 只生成高聚物，没有副产物产生 生成高聚物的同时，还有小分子 副产物生成(如 H2O、NH3、HCl 等) 聚合所得高聚物的化学组成跟单体的所得的高聚物的化学组成跟单体 2022 高中化学新教材同步讲义资料 物的化学 组成 最简式相同，其相对分子

9、质量 M r Mr(单体)n(聚合度) 的化学组成不同，其相对分子质量 M r Mr(单体)n(聚合度) 2加聚产物单体的推断 (1)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 断开向内闭合即可。 如，其单体是。 (2)凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在链节两端 及正中央划线断开，然后左右两个半键闭合即可。 如的单体是 CH2=CH2和 CH3CH=CH2。 (3)凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键()结构的聚合物，双键前后各两个碳原子划线 断开，形成间二烯烃结构，其规律是“见双键，四个碳；无双键，

10、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。 如的单体是 CH2=CHCH=CH2和。 (4)若给出较长的结构片段，则应首先找出重复的链节，再加以判断，但应注意重复的链节有时不止一 种形式，可去掉一端的一个碳原子(可能属于前一个链节)后再考虑。 3缩聚产物单体的推断 (1)若链节中含有酚羟基的结构， 单体一般为酚和醛。 如的单体是和 HCHO。 (2)若链节中含有以下结构，HOROH、，其单体 必为一种，如 HOCH2CH2OH 的单体为 HOCH2CH2OH，的单体为 。方法是去中括号和 n 即为单体。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (3)若链节中含有部分，

11、 则单体为羧酸和醇， 将中 CO 单键断开， 去掉括号和 n， 左边加羟基，右边加氢即可，如的单体为 HOOCCOOH 和 HOCH2CH2OH。 (4)若链节中含有部分，则单体一般为氨基酸，将中 CN 单键断开，去掉中 括号和 n，左边加羟基，右边加氢即为单体，如的单体为 H2NCH2COOH 和 。 1下列说法正确的是() A高分子化合物是指相对分子质量很大的物质，如 B对于一块高分子材料来说，n 是一个整数值，则它的相对分子质量是确定的 C乙烯和聚乙烯的最简式相同 D聚氯乙烯是天然有机高分子化合物 答案C 解析是硬脂酸甘油酯， 不属于高分子化合物， A 项错误； 对于一块高分子材料来说，

12、 它是由许多聚合度相同或不同的高分子化合物组成的，n 是一个平均值，即它的相对分子质量只能是一个 平均值，B 项错误；乙烯和聚乙烯的最简式均为 CH2，C 项正确；聚氯乙烯是合成有机高分子化合物，D 项错误。 2某聚合物具有如下结构片段：，下列关于其单体的说法不正确的是 () A能使酸性 KMnO4溶液褪色 B与 NaOH 溶液共热可生一种钠盐 C能催化加氢生成 2-甲基丙酸甲酯 2022 高中化学新教材同步讲义资料 D可形成顺反异构体 答案D 解析由该聚合物的结构片段可知其单体为，分子中含有碳碳双键和酯基。由于 含有碳碳双键可使酸性 KMnO4溶液褪色，可与 H2发生加成反应生成(2-甲基丙

13、酸甲 酯)，A、C 项正确；含有酯基可在碱性条件下水解生成钠盐，B 项正确；由于单体中其中一个双键碳上有 两个氢原子，不可能形成顺反异构体，D 项错误。 3下列高聚物中，由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是() A BCH2CH=CHCH2 C D 答案D 解析A 项是由 CH2=CH2和 CH2=CHCN 加聚而成的； B 项是由 CH2=CHCH=CH2加聚而成的； C 项是由 CH2=CHCH=CH2和 CH2=CHC6H5加聚而成的；只有 D 项中含有官能团COO，故 D 项 是通过缩聚反应生成的。 4聚乳酸可在乳酸菌作用下降解，下列有关聚乳酸的说法正确的是() A聚乳酸是一种纯净物

14、B聚乳酸是一种酸性高分子材料 C聚乳酸的单体为 D聚乳酸是由单体之间通过加聚反应合成的 答案C 解析高分子化合物是混合物，A 错；由聚乳酸的结构可知，该物质是由乳酸的羟基和羧基脱水而生 成的，属于缩聚反应，C 对、D 错；乳酸显酸性，但聚乳酸不显酸性，B 错。 5下列化合物中： AHO(CH2)3COOH BHO(CH2)2OH CCH3CH=CHCN 2022 高中化学新教材同步讲义资料 D EHOOC(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

15、E 反应生成的缩聚物的结构简式为_。 答案(1)C (2)A (3) 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。 题组一有机高分子化合物 1下列有关高聚物的叙述中，正确的是() A相对分子质量都很大，结构都很复杂 B相对分子质量很大，结构往往并不复杂 C相对分子质量很少上千，但结构比较复杂 D高聚物都是通过聚合反应制得的 答案B 解析高聚物虽然相对分子质量很大，但在通常情况下，结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重 复连接而成的。 2下列说法中正确的是() A油脂是高级脂肪酸甘油三酯，其相对分子质量较大，所以是有机高分子化合物

16、 B聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，所以聚乙烯和乙烯的化学性质相同 C聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，但是聚乙烯的基本结构和乙烯的结构不同 D一块无色透明的塑料的成分是聚乙烯，所以是纯净物，有固定的相对分子质量 答案C 解析油脂的相对分子质量只有几百，而有机高分子化合物的相对分子质量通常 104以上，所以，油 2022 高中化学新教材同步讲义资料 脂不是有机高分子化合物，A 错误；乙烯在发生加聚反应时，碳碳双键打开，所以聚乙烯中没有碳碳双键， 因此二者结构和化学性质都不相同，B 错误，C 正确；塑料的组成成分是聚乙烯，但是合成聚乙烯所用的 乙烯分子的数目不同，聚合度不同，所以塑料不是纯净物，而

17、是混合物，D 错误。 3下列高分子化合物对应的链节正确的是() A聚氯乙烯 B聚苯乙烯 C聚异戊二烯 D聚丙烯 CH2CH2CH2 答案C 解析A 的链节为；B 的链节为；D 的链节为。 题组二加聚反应和缩聚反应 4下列合成有机高分子材料的化学方程式和反应类型都正确的是() nCH2=CHCNCH2CHCN加聚反应 nHOCH2CH2OH 催化剂 (2n1)H2O缩 聚反应 nCH2=CH2nCH2=CHCH3 催化剂 加聚反应 nHCHOCH2O缩聚反应 ABCD 答案B 解析为 nCH2=CHCN；为，应是加聚反应； 中有 COOH 和OH，为缩聚反应；中仅有，为加聚反应。 5下列物质中，

18、既能发生加成反应，又能发生加聚反应，还能发生缩聚反应的是() A 2022 高中化学新教材同步讲义资料 B CCH2=CHCOOH D 答案B 解析苯酚能发生加成反应(与 H2)，不能发生缩聚反应和加聚反应，故 A 错误；B、C、D 中的碳碳 双键都能发生加成、加聚反应，但 C、D 中都只含有羧基，不能发生缩聚反应，而 B 中含有羟基和羧基， 可以发生缩聚反应。 6下列聚合物在合成时，所发生的化学反应类型与另外三种不同的是() A聚丙烯 B聚甲基丙烯酸甲酯 C聚苯乙烯 D聚己二酸乙二醇酯 答案D 解析判断一种聚合物是加聚物还是缩聚物， 通常的方法是写出聚合物的链节与单体， 将其进行比较， 若链

19、节和单体的化学组成相同，则为加聚物，若链节和单体的化学组成不同，则为缩聚物。 7下列合成高分子化合物的反应及类型均正确的是() A合成有机玻璃：缩聚反应 B合成橡胶：CH2CH2CH2CH2CH2加聚反应 C合成酚醛树脂：nnHCHO(n1)H2O缩聚反应 D合成 HT 纤维： nn(n1)HCl缩聚 反应 答案C 解析A 项，反应类型判断错误，应该是加聚反应；B 项，产物的结构简式书写错误，应该是 2022 高中化学新教材同步讲义资料 ；D 项，HCl 的化学计量数应为(2n1)。 题组三高聚物与单体的相互推断 8下列单体能在一定条件下发生加聚反应生成的是() A丙烯B2-甲基-1,3-丁二

20、烯 C乙烯和丙烯D2-甲基-2-丁烯 答案B 解析根据链节上的碳原子数目和键的类型可判断其单体是二烯烃。 9以乙烯和丙烯的混合物为单体，发生加聚反应，不可能得到的是() ACH2CH2 BCH2CH2CH2CH2CH2 C D 答案B 解析加聚反应仅与小分子中的不饱和碳原子有关，原不饱和碳原子上的原子或基团在高分子化合物 中作支链，故高分子化合物主链上的原子数一定为偶数。 10丁腈橡胶的结构简式为，具有优良的耐油，耐高温性 能，合成丁腈橡胶的原料是() CH2=CHCH=CH2CH3CCCH3CH2=CHCNCH3CH=CHCN CH3CH=CH2CH3CH=CHCH3 AB CD 答案C 解

21、析由丁腈橡胶的结构简式可知为加聚产物，根据加聚产物单体的判断方法“见双键，四个碳”， 断键后，单双键互换，即得单体为 CH2=CHCN 和 CH2=CHCH=CH2。 11(2020南京高二期末)下列高分子化合物是由一种单体缩聚制得的是() 2022 高中化学新教材同步讲义资料 DCH2CH2 答案B 解析A 中物质的链节主链中含有 4 个碳原子，是由两种烯烃通过加聚反应得到的，分别为乙烯和丙 烯，A 错误；由 B 中高聚物的结构简式可知，链节主链中含有酯基，为酯化反应进行的缩聚反应生成高聚 物，单体的结构简式为, B 正确；由 C 中高聚物的结构简式可知，链节主链中含有两个 酯基，为酯化反应

22、进行的缩聚反应生成高聚物，单体有 2 种，分别为己二酸和乙二醇， C 错误；由 D 中 高聚物的结构简式可知，链节主链中含有 2 个碳原子，单体为乙烯，是通过加聚反应得到的， D 错误。 12下列高聚物的单体相同的是() AB CD 答案C 解析和的单体都是 CH2=CH2和 CH2=CHCH3，的单体是 CH2=CHCH=CH CH3和 CH2=CH2，的单体是 CH2=CHCH=CH2和 CH2=CHCH3，故 C 正确。 13(2020合肥一中高二期末)下列对聚合物及其单体的认识中，正确的是() A的单体属于二烯烃 B是由三种单体加聚得到的 2022 高中化学新教材同步讲义资料 C锦纶是

23、由一种单体缩聚得到的 D的单体都不能发生银镜反应 答案B 解 析的 单 体 是 CH2=CF2、 CF2=CFCF3， 故 A 错 误 ； 是由三种单体加聚得到的，即 1,3-丁二烯、邻甲基苯乙烯、苯乙烯， 故 B 正确；锦纶是由两种单体缩聚得到的，即 H2N(CH2)6NH2、 HOOC(CH2)4COOH，故 C 错误；的单体是苯酚和甲醛，其中甲醛能发生银镜反应， 故 D 错误。 14丙烯和乙烯都是重要的化工原料。由丙烯经过下列反应可得到 F、G 两种高分子化合物，它们都 是常用的塑料。 (1)丙烯生成 A 和 F 的化学方程式分别为_ _、 _。 (2)D 生成 E 的反应是原子利用率

24、100%的反应，且 D 不能使溴的四氯化碳溶液褪色，则 D 的结构简式 为_ _。 (3)一定条件下， 两分子 E 之间脱去一分子水生成一种具有芳香气味的物质。 请写出反应的化学方程式： _ 2022 高中化学新教材同步讲义资料 _。 (4)下列说法不正确的是_(填字母)。 A丙烯没有同分异构体 B聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C1 mol E 与足量金属钠反应可以生成 22.4 L 氢气(标准状况) D化合物 G 属于酯类 答案(1)CH3CH=CH2Br2 nCH3CH=CH2 催化剂 (2) (3) 一定条件 H2O (4)AB 解 析(2) 由 题 意 ， B 的 结 构 简 式 为

25、， 则 C 为， D 为 ，D 经加氢还原生成 E。 (4)丙烯与环丙烷是同分异构体，A 项错误；丙烯加聚后不再含有碳碳双键，不能使酸性高锰酸钾溶液 褪色，故 B 项错误。 15PBS 是一种可降解的聚酯类高分子材料，可由马来酸酐等原料经如图所示路线合成。 (已知：RCCH 一定条件 ) (1)AB 的反应类型是_；B 的结构简式是_。 (2)C 中含有的官能团名称是_； D 的名称(系统命名)是_。 (3)半方酸是马来酸酐的同分异构体，分子中含 1 个环(四元碳环)和 1 个羟基，但不含OO。半方 酸的结构简式是_。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (4)由 B 和 D 合成 PBS

26、的化学方程式是_。 (5)下列关于 A 的说法正确的是_(填字母)。 a能使酸性 KMnO4溶液或溴的 CCl4溶液褪色 b能与 Na2CO3反应，但不与 HBr 反应 c能与新制的 Cu(OH)2反应 d1 molA 完全燃烧消耗 5 mol O2 答案(1)加成反应HOOCCH2CH2COOH (2)碳碳三键、羟基1,4-丁二醇 (3) (4)nHOOCCH2CH2COOHnHOCH2CH2CH2CH2OH 一定条件 (2n1)H2O (5)ac 解析(1)依据烯烃的性质知，AB 的反应是 HOOCCH=CHCOOH 与氢气发生的加成反应，故 B 的 结 构 简 式 为 HOOCCH2CH

27、2COOH 。 (2) 利 用 已 知 信 息 和 合 成 路 线 可 知 ， C 的 结 构 简 式 为 HOCH2CCCH2OH，其中所含官能团的名称为碳碳三键、羟基；D 的碳链上 1、4 号碳原子连有羟基， 故 D 的名称为 1,4-丁二醇。(3)根据马来酸酐的分子式(C4H2O3)和半方酸的结构特点可写出其结构简式。(4) 根据 B、 D 的结构简式可知合成 PBS 为缩聚反应。 (5)物质 A 中含有碳碳双键， 能使酸性 KMnO4溶液褪色， 能与溴的 CCl4溶液发生加成反应使其褪色，a 项正确；物质 A 可与 HBr 发生加成反应，b 项错误；物质 A 含有羧基，可与新制的 Cu(OH)2发生中和反应，c 项正确；1 molA 完全燃烧消耗 3 mol O2，d 项错误。