第四單元高分子化合物

第四單元高分子化合物第1頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二考綱定位選項(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(jiǎn)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T32—A)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T67—D)第2頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二一、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(duì)分子質(zhì)量很________(通常為________～________)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

第3頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

(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—CH2—CH2—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(duì)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聚合度第4頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2．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、黏合劑和密封材料第5頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二二、聚合反應(yīng)、加聚反應(yīng)

由相對(duì)分子質(zhì)量小的低分子化合物相互結(jié)合為相對(duì)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)第6頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二類型加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)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、C≡C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)相同不相同第7頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二【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)C第8頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

2．新型膜材料ETFE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()。

A．ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”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(jiǎn)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第9頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

解析：乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為CH2==CH2、CF2==CF2、CF3—CF==CF2，ETFE的鏈節(jié)為—CH2—CH2—CF2—CF2—，故A、B、D均正確；C項(xiàng)中—CF3—違背了碳的四價(jià)原則。答案：C第10頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3．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%。A第11頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二4．(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)。A第12頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二5．某高聚物的結(jié)構(gòu)片段如下：下列分析正確的是()。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第13頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二考點(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(duì)分子質(zhì)量的大小。有機(jī)高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量一般高達(dá)104～106，而低分子有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量一般在1000以下。

(2)低分子有機(jī)物的相對(duì)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(duì)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(duì)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)。第14頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

(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(duì)分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)上的差異，它們?cè)谖锢?、化學(xué)性質(zhì)上也有較大差別。第15頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

【例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(jiǎn)式如圖4－28－1。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4－28－1第16頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二思路指導(dǎo)：根據(jù)聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)式可知其不含碳碳雙鍵，不能與Br2

發(fā)生加成反應(yīng)，故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第17頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二【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(jiǎn)式為

CH2—CHCOOCH3

D．聚乙烯、聚氯乙烯、纖維素都是合成高分子化合物第18頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

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第19頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二考點(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(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍。第20頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2．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H2O、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。第21頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3．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。第22頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二【典例】(2011年上海高考)耐熱型ABS樹脂由丙烯腈(CH2==CHCN)、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯()共聚生成，寫出該樹脂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)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)。第23頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

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nmol可以書寫ABS樹脂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。答案：

第24頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二【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(jiǎn)式：_____________________________________________________。

解析：X含有羧基和羥基，能發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成高分子化合物。

答案：

第25頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二聚合產(chǎn)物的判斷及單體的反推

[考向分析]歷屆高考都注重對(duì)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：第26頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

(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。 ①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)第27頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

②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，在正中央劃線斷開，然后兩個(gè)

的單體為

CH2==CH2和CH3—CH==CH2兩種。半鍵閉合即可。如：第28頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二③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。第29頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二2．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。第30頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二3．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。第31頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二【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：①A的相對(duì)分子質(zhì)量小于110，其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.9；第32頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二②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：③C可發(fā)生銀鏡反應(yīng)。請(qǐng)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________________。第33頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

(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(jiǎn)式應(yīng)是_________。

(4)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________，D的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)且水解產(chǎn)物之一為乙酸的有____________________(寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)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：第34頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二逆推的第三步用到了題中所給陌生的有機(jī)反應(yīng)信息。第35頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二

解析：(1)根據(jù)合成目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式逆推可知，A為對(duì)二甲苯，其分子式為C8H10。(2)對(duì)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—CH2OH，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(jiǎn)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(duì)三種同分異構(gòu)體。第36頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二答案：第37頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第38頁(yè)，共43頁(yè)，2023年，2月20日，星期二【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(jiǎn)式為：

下列說法中不正確的是()。A