资源简介

第25课 合成高分子的基本方法
1．了解合成高分子的组成与结构特点，能依据简单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，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简式。
一、有机高分子化合物
1．概念
有机高分子化合物是由许多不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．与有机高分子化合物相关的概念
概念 定义 示例
单体 能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物
链节 高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位
聚合度 高分子链中含有链节的数目，通常用n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
【易错提醒】(1)高分子的合成是利用有机物相互反应的性能，得到相对分子质量较大的高分子的过程。
(2)聚合反应得到的是分子长短不一的混合物，所以有机高分子没有固定的熔、沸点。
(3)因为聚合物是混合物，所以没有固定的相对分子质量。聚合物的平均相对分子质量=链节的相对式量×聚合度(n)。
3．高分子有机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 很大(通常104～106) 1000以下
相对分子质量的数值 平均值 有明确的数值
分子的基本结构 由若干个重复结构单元组成 单一分子结构
性质 在物理、化学性质上有较大差异
联系 以低分子有机物为原料，经聚合反应得到各种相对分子质量不等的同系物组成的混合物，也称为聚合物
4．有机高分子化合物的分类
(1)按来源分：天然高分子、合成高分子。
(2)按结构分：线型高分子、体型高分子、支链型高分子。
(3)按性质分：热塑性高分子、热固性高分子。
(4)按用途分：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂等。
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，简称加聚反应。
(2)加聚反应方程式的书写
①乙烯的加聚：
nCH2=CH2
②1,3－丁二烯的加聚：。
(3)聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对分子质量×聚合度(n)。
(4)反应特点
①单体分子中需有双键、叁键等不饱和键，如烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物，加聚反应只发生在不饱和键上。
②单体和聚合物组成相同，聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
③反应只生成高聚物，没有副产物产生，原子利用率为100%。
④加成聚合物(简称加聚物)结构式的书写：将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。
(5)巧断加聚物的单体：已知加聚物的结构简式，可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体，其步骤是：
(1)首先去掉加聚物两端的“”、“”。
(2)再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键，碳碳双键改为碳碳单键。
(3)再从左到右检查高分子链节中各碳原子的价键，把碳原子的价键超过4价的碳原子找出来。用“△”符号标示出来。
(4)去掉不符合4价的碳原子间的价键（一般为双键），即得合成该加聚物的单体。
【易错提醒】某些环状化合物开环后可以相互结合，生成聚合物，如环氧乙烷的开环聚合该反应也属于加聚反应。
2．缩合聚合反应
(1)概念
由一种或一种以上的单体相互结合生成聚合物，同时有小分子生成的反应，简称缩聚反应。得到的高分子称为缩聚物。
(2)类型
①羟基酸缩聚，如HOCH2COOH的缩聚：。
HOOC(CH2)5OH的缩聚：。
②二元醇与二元酸缩聚，如乙二酸与乙二醇的缩聚：
。
己二酸与乙二醇的缩聚：
。
③氨基酸缩聚：
④二元酸与二胺缩聚：
⑤苯酚与甲醛的缩聚(酚醛树脂)：
3)反应特点
①缩聚反应的单体至少含有两个官能团（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等）或多官能团的小分子。
②所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。
③反应除了生成聚合物外还生成小分子副产物，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线型结构，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。
4)缩聚物单体的判断方法
步骤 第一步 第二步 第三步
方法 采用“切割法”去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”,变为小分子 断开分子中的肽键或酯基 在断开的羰基碳原子上连接—OH,在氧或氮原子上连接—H,还原为单体小分子
实例
3.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或环状有机物等 酚和醛，二元醇、二元酸、氨基酸
聚合方式 通过不饱和键、破环加成 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
4.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方法：
(1)仅由一种单体发生的加聚：断双(三)键，伸两边，添括号，写n。加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。
(2)共轭二烯烃加聚：双变单，单变双，破两头，移中间，添括号，写n。
nCH2=CH-CH=CH2
(3)混聚：由两种或两种以上单体发生的加聚反应：断双键，连中间，添括号，写n。
nCH2=CH2+ nCH2=CH-CH3
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。 。
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)。
5.单体判断规律
1.若链节中含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛。
2.链节中含有、其单体必为一种。
3.链节中含有酯基，单体一般为酸和醇。将断开，去掉中括号和n,左边加羟基，右边加氢即可。
4.链节中含有，单体为氨基酸。将断开，去掉中括号和n, 左边加羟基，右边加氢即可。
问题一 加聚反应和缩聚反应
【典例1】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： 加聚反应
C．合成酚醛树脂： 缩聚反应
D．合成HT纤维：nH2NCH2(CH2)4CH2NH2＋nHOOC(CH2)4COOH＋(n-1)H2O 缩聚反应
【答案】C
【解析】A．合成有机玻璃： ，该反应是加聚反应，故A错误；B．合成橡胶的产物的结构简式应该是 ，故B错误；C．合成酚醛树脂：，该反应是缩聚反应，故C正确；D．H2O的化学计量数应为(2n-1)，故D错误；故选C。
【解题必备】1．加聚反应和缩聚反应的比较
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的官能团（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 通过不饱和键上的加成连接 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）
聚合物组成 所得高聚物的化学组成跟单体的化学组成相同 所得高聚物的化学组成跟单体的化学组成不同
2．加聚反应的常见类型
（1）单烯自聚型：“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”
①合成聚乙烯：n CH2＝CH2CH2－CH2n
②合成聚氯乙烯：n CH2＝CH－ClCH2－n
③合成聚丙烯腈：nCH2＝CH－CNCH2－n
（2）二烯自聚型：“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”
①合成顺丁橡胶：nCH2＝CH－CH＝CH2CH2－CH＝CH－CH2n
②合成天然橡胶：nCH2＝CH－CH2CH2－CH－CH2n
③合成氯丁橡胶：nCH2＝－CH＝CH2CH2－CH－CH2n
（3）多单烯共聚型：“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”
①nCH2＝CH2+nCH3－CH＝CH2CH2－CH2－CH2n
②n CH2＝CHCl+nCH＝CH2CH2－－CH2n
③nCF3－CF＝CF2+nCF2＝CF2CF2－CF2－CF2n
（4）单烯二烯烃共聚型：“双键打开，中间相连，单键变双键，添上括号，右下写n”
①n CH2＝CH－CH2+nCH2＝CH2CH2－CH－CH2－CH2－CH2n
②n CH2＝CH－CH＝CH2+n CH2＝CHCHOCH2－CH＝CH－CH2－n
（5）单炔烃自聚型：“叁键打开，变成双键，中间相连，添上括号，右下写n”
①nCH≡CHCH＝CHn
②n CH3C≡CCH3n
3．缩聚反应的常见类型
（1）二元酸与二元醇缩聚：以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚
nHO－－－OH+nHOCH2CH2OHHO－－OCH2CH2OnH+（2n－1）H2O
（2）氨基酸缩聚：以氨基中的氢原子和羧基中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚
nH2N－CH2－COOHHNH－CH2－nOH+（n－1）H2O
（3）羟基酸缩聚：以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚
nHO－CH2－COOHHO－CH2－nOH+（n－1）H2O
（4）酚醛缩聚：以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应
n+nHCHO+（n－1）H2O
【特别提醒】缩聚反应的特点
（1）缩聚反应的单体通常是具有双官能团（如－OH、－COOH、－NH2、－X及活泼氢原子等）或多官能团的小分子有机物。
（2）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。
（3）缩聚反应一般多为可逆反应，为提高产率，得到具有较高聚合度的缩聚物，需要及时移除反应产生的小分子副产物。
【变式1-1】下列高分子材料制备方法正确的是（ ）。
A．聚乳酸（HO－nOH）由乳酸经加聚反应制备
B．聚四乙烯（CF2－CF2n）由四氟乙烯经加聚反应制备
C．尼龙－66（HO－（CH2）4－－NH（CH2）6NHnH）由己胺和己酸经缩聚反应制备
D．聚乙烯醇（CH2－n）由聚乙酸乙烯酯（）经消去反应制备
【答案】B
【解析】聚乳酸（HO－nOH）是由乳酸［HOCH（CH3）COOH］分子间脱水缩聚而得，即发生缩聚反应，A错误；聚四氟乙烯（CF2－CF2n）是由四氟乙烯（CF2＝CF2）经加聚反应制备，B正确；尼龙－66（HO－（CH2）4－－NH（CH2）6NHnH）是由己二胺（H2N（CH2）6NH2）和己二酸（HOOC（CH2）4COOH）经过缩聚反应制得，C错误；聚乙烯醇（CH2－n）由聚乙酸乙烯醇酯（）发生水解反应制得，D错误。
【变式1-2】高分子M和N的合成路线如下：
下列说法不正确的是
A．物质A中含有酯基
B．试剂B为
C．反应①为加聚反应，反应②为缩聚反应
D．用甘油(丙三醇)代替试剂B，可得到网状结构的高分子
【答案】A
【解析】A．由M的结构简式，可知HOOC CH＝CH COOH脱水生成A为，A中不含酯基，A项错误；B．由N的结构简式可知，HOOC CH＝CH COOH与HOCH2CH2OH发生缩聚反应生成N，故B的结构简式为HOCH2CH2OH，B项正确；C．反应①是碳碳双键发生加聚反应生成高聚物M，反应②除生成高聚物外还有小分子物质水生成，该反应类型为缩聚反应，C项正确；D．用甘油（丙三醇）代替试剂乙二醇，甘油中3个羟基都可以发生酯化反应，可得到网状结构的高分子，D项正确；答案选A。
问题二 聚合物单体的推断方法
【典例2】下列4种有机物：①CH2＝CN；②CH＝CH2；③C≡CH；④CH3－CH＝CH－CN，其中可用于合成结构简式为的高分子材料的正确组合为（ ）。
A．①③④ B．①②③ C．①②④ D．②③④
【答案】D
【解析】根据所给高聚物的结构简式和加聚反应原理可知主链上碳原子为不饱和碳原子，根据碳的4个价键规则可作如下的断键处理（断键处用虚线表示），断键后两半键闭合可得由高聚物的单体为CH3－CH＝CH－CN、C≡CH和CH＝CH2。
【解题必备】1．加聚产物推断单体－－半键还原法：每隔2个碳断一个键，再把两个半键还原为一个共价键。
（1）凡链节的碳链为两个碳原子的，其合成的单体为一种，如单体为CH＝CH2。
（2）凡链节中无碳碳双键的，则链节中必为每2个碳原子分为一组，作为一个单体，如
单体为CH2＝CH2和CH3CH＝CH2。
（3）链节中存在碳碳双键结构。
①主链节为四个碳原子且双键在中间的，其单体必为一种，将链节的单键和双键互换即得高聚物的单体。
如CH2－CH－CH2n单体为：CH2＝CH－CH2。
②若双键不在四个碳原子的中心，可能为烯烃和炔烃的共聚产物。如CH2－CH＝CHn单体为CH3－CH＝CH2和CH≡CH。
2．缩聚产物推断单体
（1）在聚酯中断开羰基与氧原子间的共价键，羰基连羟基，氧原子连氢原子
如高聚物的单体为：HOOC－COOH和HOCH2CH2OH
（2）在蛋白质中断开羰基与氮原子间的共价键，羰基连羟基，氮原子连氢原子
如高聚物的单体为：CH3－COOH和H2NCH2COOH
【特别警示】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。
【变式2-1】丁苯橡胶是重要的石油化工产品，其化学组成为，其单体一定有
A．1，丁二烯 B．丁炔 C．乙苯 D．乙烯
【答案】A
【解析】的单体为：和，故选A。
【变式2-2】某高分子化合物的结构如下所示，可用于合成该聚合物的单体是：①甘氨酸；②丙氨酸；③苯丙氨酸；④谷氨酸（ ）。
A．①② B．③④ C．②③ D．①③
【答案】D
【解析】分子中有酰胺基，则该高分子化合物水解即可得到α－氨基乙酸（即甘氨酸）和苯丙氨酸，因此①、③正确。
1．下列高分子化合物的单体为一种的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】A为加聚产物，单体为 ；B为加聚产物，单体为CH2=CHCl和CH2=CH2；C为缩聚产物，单体为 和HOCH2CH2OH；D为缩聚产物，单体为H2N(CH2)6NH2和HOOC(CH2)4COOH。
2．交联聚合物P的结构片段如图所示(图中表示链延长，R为-(CH2)n-)。
下列说法不正确的是
A．聚合物P难溶于水，但有高吸水性
B．合成聚合物P的反应为加聚反应
C．聚合物P的单体中之一存在顺反异构现象
D．1，5 己二烯与丙烯共聚也可形成类似聚合物P骨架的交联结构
【答案】C
【解析】A．聚合物P中虽然含有-COONa结构，但由于碳原子数较多，所以难溶于水，但由于-COONa有强极性，所以聚合物P有高吸水性，故A正确；B．聚合物P高分子链全部为碳原子，所以合成聚合物P的反应为加聚反应，故B正确；C．根据聚合物P的结构可知，合成聚合物P的单体为CH2=CH-R-CH=CH2和CH2=CH-COONa，不存在顺反异构，故C错误；D．1，5-己二烯与丙烯与聚合物P的单体结构相似，能形成类似交联结构，故D正确；故答案为：C。
3．高分子材料是当代生产生活的重要物质基础。下列高分子材料通过加聚反应得到的是
A．顺丁橡胶 B．聚酯纤维 C．酚醛树脂 D．聚酰胺纤维
【答案】A
【解析】A．顺丁橡胶单体为1，3-丁二烯，是通过加聚反应得到　，A正确；B．聚酯纤维是有机二元酸和二元醇缩聚而成，B错误；C．酚醛树脂单体为苯酚和甲醛通过缩聚反应得到，C错误；D．聚酰胺纤维通过缩聚反应得到，D错误；故选A。
4．多肽—多肽缀合物和多肽—药物缀合物的合成方法在有机合成中有广泛应用。下列叙述错误的是
已知：氨基、巯基()都具有还原性；甲和丁都属于高分子化合物。
A．甲、乙、丁都能使酸性溶液褪色 B．上述反应属于加聚反应
C．丙中只有一种官能团 D．丁能发生酯化、加成反应
【答案】B
【解析】A．甲中含有氨基，具有还原性，可以使酸性溶液褪色，乙中含有巯基()、羟基，具有还原性，可以使酸性溶液褪色，丁中含有羟基，具有还原性，可以使酸性溶液褪色，A正确；B．该反应中反应物甲为高分子化合物，且有水生成，故不属于加聚反应，属于取代反应，B错误；C．丙中只含有醛基官能团，C正确；D．丁结构中含有羟基能发生酯化反应、含有碳碳双键能发生加成反应，D正确；答案选B。
5．“复兴号”动车组行李架使用的“轻芯钢”材料其主要成分是以酚醛树脂为原料的深加工产品，已知酚醛树脂可由如下反应制备：
下列有关酚醛树脂的说法错误的是
A．易水解 B．单体为苯酚和甲醛
C．该反应类型为缩聚反应 D．碳原子的杂化方式为、
【答案】A
【解析】A．酚醛树脂分子中不含酯基等易水解的基团，不易水解，A错误；B．由图可知，反应的单体为苯酚和甲醛，B正确；C．该聚合反应中生成了高分子化合物的同时得到小分子物质，为缩聚反应，C正确；D．苯环碳为sp2杂化、-CH2-中碳为sp3杂化，D正确；故选A。
6．EPR是一种对氧化剂具有较好抗耐性的合成材料，应用极为广泛，其结构简式可以表示，合成EPR所用的单体为
A． B．
C．和 D．和
【答案】C
【解析】此聚合物链节中无双键，则两个碳原子为一组，取链节断开中间的单键后加双键即得高聚物的单体，故C项正确。
7．高分子化合物在人类生产生活中有着重要用途。下列说法正确的是
A．酚醛树脂通常由苯酚和甲醛通过缩聚反应合成
B．淀粉和纤维素均表示为(C6H10O5)n，二者互为同分异构体
C．塑料、橡胶、合成纤维均为合成高分子材料
D．医用口罩主要原料是聚丙烯，与聚乙烯互为同系物
【答案】A
【解析】A．苯酚和甲醛发生羟醛缩合反应生成酚醛树脂，此反应属于缩聚反应，A正确；B．淀粉和纤维素的分子式均为[(C6H10O5)n]，二者聚合度n值不同，不是同分异构体，B错误；C．橡胶存在天然橡胶和合成橡胶，不一定属于合成高分子材料，C错误；D．结构相似、在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物间互为同系物，而聚丙烯与聚乙烯都是混合物，不是化合物，故不是同系物，D错误；故答案为：A。
8．回答下列问题：
(1)某PC的结构简式为 合成该聚合物的单体为双酚A( )和 (写结构简式)。合成PC时，通过蒸出 (写结构简式)来提高产率。
(2)ABS树脂的结构如图所示：
写出ABS树脂对应单体的结构简式：CH2=CH－CN、 、 。
【答案】(1) CH3OH
(2)
【解析】（1）由PC的结构简式 可知，合成该聚合物的单体为双酚A( )和 。合成PC时同时生成甲醇，通过蒸出CH3OH促进平衡正向移动，从而提高产率。
（2）由ABS树脂结构可知，对应单体的结构简式除CH2=CH－CN外，还有1,3-丁二烯和苯乙烯，故为 、 。
1．一种聚合物PHA的结构简式如下。下列说法不正确的是
A．PHA可通过缩聚反应合成
B．PHA中有两种官能团
C．PHA中存在手性碳原子
D．PHA在碱性条件下水解方程式为：+nNaOH+H2O
【答案】B
【解析】A．PHA通过单体中的羧基与羟基缩聚合成，故A正确；B．PHA有三种官能团，分别为羟基，羧基和缩聚形成的酯基，故B错误；C．PHA的重复单元中只连有1个甲基的碳原子为手性碳原子，故C正确；D．PHA为聚酯，可以在碱性条件下水解，水解产物中的羧基可以与氢氧化钠反应，故D正确；故选B。
2．一种自修复高分子材料在外力破坏后能够复原，其结构简式和修复原理分别如图1和图2所示。下列说法正确的是
A．该高分子材料难溶于水 B．该高分子可通过缩聚反应制得
C．该材料通过形成氢键完成自修复 D．该高分子材料耐酸碱腐蚀
【答案】A
【解析】A．该有机物分子中含有酯基，且无其他亲水基团，因此不溶于水，选项A正确；B．通过分析高分子结构可知其应该是加聚高分子，选项B错误；C．由图2可知，该高分子不能形成氢键，因此不是通过氢键完成修复，选项C错误；D．该高分子含有酯基，酯基与酸、碱均可反应，因此不耐酸碱腐蚀，选项D错误；答案选A。
3．一种脱卤一偶联反应合成高分子材料的原理如图。下列叙述错误的是
已知：(不稳定)→+H2O
A．上述反应属于缩聚反应
B．N属于线形高分子材料，具有热塑性
C．M在碱性条件下完全水解生成对苯二甲醛
D．工业上一般用水吸收尾气中的T
【答案】D
【解析】A．该反应由一种单体相互缩合生成高分子，属于缩聚反应，故A正确；B．N属于线形高分子材料，可以重复加热融化，具有热塑性，故B正确；C．M中碳溴键在碱性条件下完全水解生成醇羟基，根据已知连接在同一个碳上的羟基不稳定，生成对苯二甲醛，故C正确；D．根据原子守恒，T的分子式为Br2，应用NaOH溶液吸收，故D错误；故选D。
4．高分子材料在各个领域中有广泛应用。下列说法错误的是
A．聚氯乙烯(PVC)生产的塑料制品常用于食品包装
B．聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是通过缩聚反应制备的高分子纤维
C．有机坡璃(PMMA)可由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得
D．聚四氟乙烯(PTFE)常用作不粘锅内壁涂层
【答案】A
【解析】A．聚乙烯塑料制品可用于食品包装，聚氯乙烯塑料制品在使用过程中会释放出有毒物质，故其不可用于食品包装，A错误；B．聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是通过缩聚反应制备的高分子纤维，B正确；C．甲基丙烯酸甲酯中含有碳碳双键，则有机玻璃(PMMA)可由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得，C正确；D．聚四氟乙烯性质稳定，(PTFE)常用作不粘锅内壁涂层，D正确；故选A。
5．PHB塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料，其结构简式为，有关PHB塑料的说法错误的是
A．PHB塑料属于聚酯类
B．PHB塑料通过缩聚反应制得
C．PHB塑料在微生物降解下的产物可能有和
D．合成PHB塑料的单体是
【答案】D
【解析】A．由PHB的结构简式可知，PHB塑料属于聚酯类，故A正确；B．PHB塑料属于聚酯类，可以通过缩聚反应制得，故B正确；C．塑料含有碳、氢、氧三种元素，所以其降解产物可能有CO2和H2O，故C正确；D．把链节中两个半键相连得到酯，然后在链节的羰基上增加羟基，在链节的氧原子上增加氢原子，这样就可得到单体，所以该塑料的单体是CH3CH2CH(OH)COOH，故D错误；故选D。
6．有机物K是一种合成纤维，具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀等优良性能。K的合成路线中有如下反应。下列说法错误的是
A．F中碳原子的杂化方式为 B．该反应为缩聚反应
C．K是高分子化合物，也是纯净物 D．最多能与反应
【答案】C
【解析】A．F中碳原子为羧基碳原子，采取杂化，A正确；B．该反应为羧酸和醇之间的缩聚反应，B正确；C．是高分子化合物，但高分子化合物都是混合物，C错误；D．分子中含有2个羟基，最多能与即反应，D正确；故答案选C。
7．涤纶的结构简式为，下列说法不正确的是
A．制备涤纶的反应为缩聚反应 B．制备涤纶的单体是对苯二甲酸和乙醇
C．涤纶属于合成纤维 D．涤纶可发生水解反应和氧化反应
【答案】B
【解析】A．由题干涤纶的结构简式可知，是由对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应制备涤纶，A正确；B．由题干涤纶的结构简式可知，制备涤纶的单体是对苯二甲酸和乙二醇，B错误；C．涤纶、腈纶、氯纶等六大纶均属于合成纤维，C正确；D．由题干涤纶的结构简式可知，涤纶分子中含有酯基，故涤纶可发生水解反应，同时含有羟基故可发生氧化反应，以及涤纶燃烧发生氧化反应，D正确；故答案为：B。
8．有机化学学习应重视有机物结构分析和官能团的转化，回答下列问题：
(1)合成橡胶是由两种单体共聚而成，这两种单体结构简式分别为 、 。
(2)阿司匹林可治疗感冒、发热，还能抑制血小板聚集等，其制备的一种途径如下：
生成物A的结构简式为 ，1mol阿司匹林最多能与 molNaOH发生反应。
(3)聚碳酸酯的透光率良好，常用于制作风支璃眼镜镜片等，它是由碳酸二甲酯与二酚类物质A缩合聚合而成。碳酸二甲酯的结构简式为 ，A的结构简式为 。
(4)某有机化合物A对氢气的相对密度为29，5.8gA完全燃烧只生成CO2和H2O，生成CO2在标准状况下的体积为4.48L，则A的分子式为 。A能发生银镜反应，则A与足量银氨溶液充分反应后所得有机产物的结构简式为 。
【答案】(1)CH2=CH-CH=CH2 CH2=CHCN
(2)CH3COOH 3
(3)
(4)C2H2O2 NH4OOCCOONH4
【解析】（1）合成橡胶的两种单体的结构简式分别为：CH2=CH-CH=CH2、CH2=CHCN；
（2）根据原子守恒，A的结构简式为CH3COOH；1mol阿司匹林含1mol羧基和1mol酚酯基，最多消耗3molNaOH；
（3）碳酸二甲酯的结构简式为：；A为二酚类物质，结构简式为：；（4）有机化合物A对氢气的相对密度为29，其摩尔质量为58g/mol，5.8gA的物质的量为0.1mol，完全燃烧生成CO2的物质的量为0.2mol，根据碳元素守恒，该分子中含2个碳原子，A能发生银镜反应说明含醛基，摩尔质量为58g/mol，为OHCCHO，分子式为C2H2O2；A与足量银氨溶液充分反应后所得有机产物为乙二酸铵，结构简式为：NH4OOCCOONH4。第25课 合成高分子的基本方法
1．了解合成高分子的组成与结构特点，能依据简单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，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简式。
一、有机高分子化合物
1．概念
有机高分子化合物是由许多不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．与有机高分子化合物相关的概念
概念 定义 示例
单体 能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物
链节 高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位
聚合度 高分子链中含有链节的数目，通常用n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
【易错提醒】(1)高分子的合成是利用有机物相互反应的性能，得到相对分子质量较大的高分子的过程。
(2)聚合反应得到的是分子长短不一的混合物，所以有机高分子没有固定的熔、沸点。
(3)因为聚合物是混合物，所以没有固定的相对分子质量。聚合物的平均相对分子质量=链节的相对式量×聚合度(n)。
3．高分子有机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 很大(通常104～106) 1000以下
相对分子质量的数值 平均值 有明确的数值
分子的基本结构 由若干个重复结构单元组成 单一分子结构
性质 在物理、化学性质上有较大差异
联系 以低分子有机物为原料，经聚合反应得到各种相对分子质量不等的同系物组成的混合物，也称为聚合物
4．有机高分子化合物的分类
(1)按来源分：天然高分子、合成高分子。
(2)按结构分：线型高分子、体型高分子、支链型高分子。
(3)按性质分：热塑性高分子、热固性高分子。
(4)按用途分：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂等。
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，简称加聚反应。
(2)加聚反应方程式的书写
①乙烯的加聚：
nCH2=CH2
②1,3－丁二烯的加聚：。
(3)聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对分子质量×聚合度(n)。
(4)反应特点
①单体分子中需有双键、叁键等不饱和键，如烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物，加聚反应只发生在不饱和键上。
②单体和聚合物组成相同，聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
③反应只生成高聚物，没有副产物产生，原子利用率为100%。
④加成聚合物(简称加聚物)结构式的书写：将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。
(5)巧断加聚物的单体：已知加聚物的结构简式，可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体，其步骤是：
(1)首先去掉加聚物两端的“”、“”。
(2)再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键，碳碳双键改为碳碳单键。
(3)再从左到右检查高分子链节中各碳原子的价键，把碳原子的价键超过4价的碳原子找出来。用“△”符号标示出来。
(4)去掉不符合4价的碳原子间的价键（一般为双键），即得合成该加聚物的单体。
【易错提醒】某些环状化合物开环后可以相互结合，生成聚合物，如环氧乙烷的开环聚合该反应也属于加聚反应。
2．缩合聚合反应
(1)概念
由一种或一种以上的单体相互结合生成聚合物，同时有小分子生成的反应，简称缩聚反应。得到的高分子称为缩聚物。
(2)类型
①羟基酸缩聚，如HOCH2COOH的缩聚：。
HOOC(CH2)5OH的缩聚：。
②二元醇与二元酸缩聚，如乙二酸与乙二醇的缩聚：
。
己二酸与乙二醇的缩聚：
。
③氨基酸缩聚：
④二元酸与二胺缩聚：
⑤苯酚与甲醛的缩聚(酚醛树脂)：
3)反应特点
①缩聚反应的单体至少含有两个官能团（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等）或多官能团的小分子。
②所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。
③反应除了生成聚合物外还生成小分子副产物，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线型结构，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。
4)缩聚物单体的判断方法
步骤 第一步 第二步 第三步
方法 采用“切割法”去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”,变为小分子 断开分子中的肽键或酯基 在断开的羰基碳原子上连接—OH,在氧或氮原子上连接—H,还原为单体小分子
实例
3.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或环状有机物等 酚和醛，二元醇、二元酸、氨基酸
聚合方式 通过不饱和键、破环加成 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
4.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方法：
(1)仅由一种单体发生的加聚：断双(三)键，伸两边，添括号，写n。加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。
(2)共轭二烯烃加聚：双变单，单变双，破两头，移中间，添括号，写n。
nCH2=CH-CH=CH2
(3)混聚：由两种或两种以上单体发生的加聚反应：断双键，连中间，添括号，写n。
nCH2=CH2+ nCH2=CH-CH3
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。 。
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)。
5.单体判断规律
1.若链节中含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛。
2.链节中含有、其单体必为一种。
3.链节中含有酯基，单体一般为酸和醇。将断开，去掉中括号和n,左边加羟基，右边加氢即可。
4.链节中含有，单体为氨基酸。将断开，去掉中括号和n, 左边加羟基，右边加氢即可。
问题一 加聚反应和缩聚反应
【典例1】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： 加聚反应
C．合成酚醛树脂： 缩聚反应
D．合成HT纤维：nH2NCH2(CH2)4CH2NH2＋nHOOC(CH2)4COOH＋(n-1)H2O 缩聚反应
【变式1-1】下列高分子材料制备方法正确的是（ ）。
A．聚乳酸（HO－nOH）由乳酸经加聚反应制备
B．聚四乙烯（CF2－CF2n）由四氟乙烯经加聚反应制备
C．尼龙－66（HO－（CH2）4－－NH（CH2）6NHnH）由己胺和己酸经缩聚反应制备
D．聚乙烯醇（CH2－n）由聚乙酸乙烯酯（）经消去反应制备
【变式1-2】高分子M和N的合成路线如下：
下列说法不正确的是
A．物质A中含有酯基
B．试剂B为
C．反应①为加聚反应，反应②为缩聚反应
D．用甘油(丙三醇)代替试剂B，可得到网状结构的高分子
问题二 聚合物单体的推断方法
【典例2】下列4种有机物：①CH2＝CN；②CH＝CH2；③C≡CH；④CH3－CH＝CH－CN，其中可用于合成结构简式为的高分子材料的正确组合为（ ）。
A．①③④ B．①②③ C．①②④ D．②③④
【变式2-1】丁苯橡胶是重要的石油化工产品，其化学组成为，其单体一定有
A．1，丁二烯 B．丁炔 C．乙苯 D．乙烯
【变式2-2】某高分子化合物的结构如下所示，可用于合成该聚合物的单体是：①甘氨酸；②丙氨酸；③苯丙氨酸；④谷氨酸（ ）。
A．①② B．③④ C．②③ D．①③
1．下列高分子化合物的单体为一种的是
A． B．
C． D．
2．交联聚合物P的结构片段如图所示(图中表示链延长，R为-(CH2)n-)。
下列说法不正确的是
A．聚合物P难溶于水，但有高吸水性
B．合成聚合物P的反应为加聚反应
C．聚合物P的单体中之一存在顺反异构现象
D．1，5 己二烯与丙烯共聚也可形成类似聚合物P骨架的交联结构
3．高分子材料是当代生产生活的重要物质基础。下列高分子材料通过加聚反应得到的是
A．顺丁橡胶 B．聚酯纤维 C．酚醛树脂 D．聚酰胺纤维
4．多肽—多肽缀合物和多肽—药物缀合物的合成方法在有机合成中有广泛应用。下列叙述错误的是
已知：氨基、巯基()都具有还原性；甲和丁都属于高分子化合物。
A．甲、乙、丁都能使酸性溶液褪色 B．上述反应属于加聚反应
C．丙中只有一种官能团 D．丁能发生酯化、加成反应
5．“复兴号”动车组行李架使用的“轻芯钢”材料其主要成分是以酚醛树脂为原料的深加工产品，已知酚醛树脂可由如下反应制备：
下列有关酚醛树脂的说法错误的是
A．易水解 B．单体为苯酚和甲醛
C．该反应类型为缩聚反应 D．碳原子的杂化方式为、
6．EPR是一种对氧化剂具有较好抗耐性的合成材料，应用极为广泛，其结构简式可以表示，合成EPR所用的单体为
A． B．
C．和 D．和
7．高分子化合物在人类生产生活中有着重要用途。下列说法正确的是
A．酚醛树脂通常由苯酚和甲醛通过缩聚反应合成
B．淀粉和纤维素均表示为(C6H10O5)n，二者互为同分异构体
C．塑料、橡胶、合成纤维均为合成高分子材料
D．医用口罩主要原料是聚丙烯，与聚乙烯互为同系物
8．回答下列问题：
(1)某PC的结构简式为 合成该聚合物的单体为双酚A( )和 (写结构简式)。合成PC时，通过蒸出 (写结构简式)来提高产率。
(2)ABS树脂的结构如图所示：
写出ABS树脂对应单体的结构简式：CH2=CH－CN、 、 。
1．一种聚合物PHA的结构简式如下。下列说法不正确的是
A．PHA可通过缩聚反应合成
B．PHA中有两种官能团
C．PHA中存在手性碳原子
D．PHA在碱性条件下水解方程式为：+nNaOH+H2O
2．一种自修复高分子材料在外力破坏后能够复原，其结构简式和修复原理分别如图1和图2所示。下列说法正确的是
A．该高分子材料难溶于水 B．该高分子可通过缩聚反应制得
C．该材料通过形成氢键完成自修复 D．该高分子材料耐酸碱腐蚀
3．一种脱卤一偶联反应合成高分子材料的原理如图。下列叙述错误的是
已知：(不稳定)→+H2O
A．上述反应属于缩聚反应
B．N属于线形高分子材料，具有热塑性
C．M在碱性条件下完全水解生成对苯二甲醛
D．工业上一般用水吸收尾气中的T
4．高分子材料在各个领域中有广泛应用。下列说法错误的是
A．聚氯乙烯(PVC)生产的塑料制品常用于食品包装
B．聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是通过缩聚反应制备的高分子纤维
C．有机坡璃(PMMA)可由甲基丙烯酸甲酯通过加聚反应制得
D．聚四氟乙烯(PTFE)常用作不粘锅内壁涂层
5．PHB塑料是一种可在微生物作用下降解的环保型塑料，其结构简式为，有关PHB塑料的说法错误的是
A．PHB塑料属于聚酯类
B．PHB塑料通过缩聚反应制得
C．PHB塑料在微生物降解下的产物可能有和
D．合成PHB塑料的单体是
6．有机物K是一种合成纤维，具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀等优良性能。K的合成路线中有如下反应。下列说法错误的是
A．F中碳原子的杂化方式为 B．该反应为缩聚反应
C．K是高分子化合物，也是纯净物 D．最多能与反应
7．涤纶的结构简式为，下列说法不正确的是
A．制备涤纶的反应为缩聚反应 B．制备涤纶的单体是对苯二甲酸和乙醇
C．涤纶属于合成纤维 D．涤纶可发生水解反应和氧化反应
8．有机化学学习应重视有机物结构分析和官能团的转化，回答下列问题：
(1)合成橡胶是由两种单体共聚而成，这两种单体结构简式分别为 、 。
(2)阿司匹林可治疗感冒、发热，还能抑制血小板聚集等，其制备的一种途径如下：
生成物A的结构简式为 ，1mol阿司匹林最多能与 molNaOH发生反应。
(3)聚碳酸酯的透光率良好，常用于制作风支璃眼镜镜片等，它是由碳酸二甲酯与二酚类物质A缩合聚合而成。碳酸二甲酯的结构简式为 ，A的结构简式为 。
(4)某有机化合物A对氢气的相对密度为29，5.8gA完全燃烧只生成CO2和H2O，生成CO2在标准状况下的体积为4.48L，则A的分子式为 。A能发生银镜反应，则A与足量银氨溶液充分反应后所得有机产物的结构简式为 。

展开更多......

收起↑