专题10 合成高分子化合物（六大题型）-【举一反三】2024-2025学年高二化学同步讲与练（鲁科版2019选择性必修3）

专题10 合成高分子化合物 题型01 高分子化合物通性 题型02 加聚反应 题型03 缩聚反应 题型04 通用高分子材料 题型05 功能高分子材料 题型06 应用广泛的高分子材料 题型01 高分子化合物通性 知识积累 1．高分子的结构特点 （1）单体：能够进行聚合反应形成高分子的小分子化合物。 （2）链节：高分子中化学组成相同、可重复的最小结构单元。 （3）聚合度：高分子链中含有链节的数目。 2．高分子的分类及性质特点 其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 【典例1】下列有关高分子化合物的叙述正确的是 A．高分子化合物极难溶解 B．高分子化合物靠分子间作用力结合，材料强度较小 C．高分子均为长链状分子 D．高分子材料都是混合物 【变式1-1】下列对于有机高分子化合物的认识不正确的是 A．有机高分子化合物称为高聚物，因为它们大部分由小分子通过聚合反应制得 B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但结构并不复杂 C．对于一块高分子材料，n是一个正整数，因而它的相对分子质量是确定的 D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类 【变式1-2】高分子材料种类多，具有优异的性能。下列有关高分子的说法错误的是 A．聚丙烯酸钠树脂具有高吸水性 B．低密度聚乙烯支链少，软化温度较高 C．羊毛、天然橡胶属于天然高分子材料 D．高分子分离膜可用于海水淡化 【变式1-3】高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法不正确的是 A．体型酚醛树脂是热固性的 B．合成高分子的缩聚反应是理想的“原子经济性”反应 C．聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成，透明度高 D．淀粉在淀粉酶催化下水解生成麦芽糖，在酸催化下水解则生成葡萄糖 题型02 加聚反应 知识积累 1．概念 由不饱和单体加成聚合生成高分子的反应 2．单体特点 含有双键或三键的不饱和有机物 3．产物特征 高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构 4．加聚反应的书写方法 （2）单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。例如： nCH2==CH—CH3。 （2）二烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”。例如： nCH2==CH—CH==CH2CH2—CH==CH—CH2。 （3）含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”。例如： nCH2==CH2＋。 【典例2】新型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如图所示。其单体可能是下列6种中的几种，其中正确的组合是 A．②④⑤ B．③④⑥ C．①②⑤ D．①③⑥ 【变式2-1】高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品，合成路线如图： 下列说法正确的是 A．化合物B存在顺反异构体 B．化合物C分子中核磁共振氢谱有一组峰 C．合成M的聚合反应是缩聚反应 D．除醇类物质以外，B的同分异构体还有2种 【变式2-2】已知B和E分别是生产酚醛树脂和有机玻璃的重要原料。工业上生产B和E的一种途径是： ①A为苯的同系物，其一氯代物有5种； ②C、D、E的核磁共振氢谱图中峰的个数分别为1，2，3； ③等量的E分别与足量的Na和足量的溶液反应，在相同条件下，生成的气体气体相同。 回答下列问题： (1)C分子中所含官能团的名称是 。 (2)C→D的反应类型是 。 (3)A的含有苯环的同分异构体(除A外)有 种。 (4)糠醛()是一种重要的化工原料，如同甲醛与苯酚反应生成酚醛树脂，它也可与苯酚反应生成糠醛树脂(线型)，写出该反应的化学方程式 。 (5)E有多种脱水产物，其中F具有六元环状结构，G是一种聚酯高分子材料，写出F和G的结构简式，F： 、G： 。 【变式2-3】缓释布洛芬用于减轻中度疼痛，也可用于普通感冒或流行性感冒引起的发热。其可通过如图所示路线合成： 已知： ① ②R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH。 (1)C中官能团的名称是 ，F→G的反应类型是 。 (2)反应①的化学方程式是 。 (3)试剂F、H的结构简式分别 、 。 (4)反应②生成的产物中，摩尔质量较小的物质的结构简式是 。 (5)缓释布洛芬能缓慢水解释放出布洛芬(含苯环的羧酸)。 ①请将下列方程式补充完整： ②写出2种同时满足下列要求的布洛芬的同分异构体： 。 a.含有苯环和酯基； b.其核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为9：6：2：1。 题型03 缩聚反应 知识积累 1．概念 单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应，生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物(如水、氨、卤化氢等)的生成 2．单体特点 含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等) 3．产物特征 生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成 4．缩聚反应的书写方法 与加成聚合物结构简式写法有点不同，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，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。 【典例3】丁腈橡胶、合成纤维、制备古马隆树脂的原料的合成路线如下： 已知：i． ii．+ (1)中所含官能团的名称是 。 (2)和的结构简式依次是 、 。 (3)反应Ⅱ的化学方程式是 。 (4)1mol F完全转化成所消耗的的质量是 。 (5)反应Ⅲ的化学方程式是 。 (6)下列说法正确的是选填字母 。 a．反应Ⅰ是加聚反应                                             b．的分子式为 c．与甲基丁二烯互为同系物     d．的同分异构体中属于苯的同系物的有种 (7)烃的核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为，则反应Ⅳ的化学方程式是 。 【变式3-1】甲苯是一种重要的化工原料，用甲苯可以合成多种化工产品，下图是用甲苯合成对甲基苯酚苯甲醛树脂、食品防腐剂尼泊金酸乙酯的合成路线。 已知： ① ② 请回答下列问题： (1)A的结构简式是 。 (2)反应①～⑥中属于取代反应的有 个。 (3)B分子中含有的官能团是 ，分子中不同化学环境的氢原子有 种。 (4)写出上述合成路线中发生缩聚反应的化学方程式： 。 (5)下列有关E的说法正确的是 (填字母代号)。 a．分子式为C7H5O2Br b．在NaOH的醇溶液中可以发生消去反应 c．苯环上的一氯代物有两种    d．分子中所有原子可能在同一平面上 (6)尼泊金酸乙酯有多种同分异构体，写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式： 。 ①遇FeCl3溶液呈紫色；②为苯的对位二元取代物；③不能发生银镜反应，能发生水解反应。 (7)以甲苯为起始原料，也可制得医用麻醉药苄佐卡因()，设计一种制取苄佐卡因的合成路线(其他反应物自选) 。 【变式3-2】PLLA塑料不仅具有良好的机械性能，还具有良好的可降解性。它可由石油裂解气为原料合成。下列框图是以石油裂解气为原料来合成PLLA塑料的流程图（图中有部分产物及反应条件未列出）。 请回答下列问题： (1)属于取代反应的有 （填编号）。 (2)写出下列反应的化学方程式： 反应③： ； 反应⑤： 。 (3)已知E（C3H6O3)存在三种常见不同类别物质的异构体，请各举一例（E除外）并写出其结构简式： 、 、 。 (4)请写出一定条件下PLLA废弃塑料降解的化学方程式 。 (5)已知：，炔烃也有类似的性质，设计丙烯合成的合成路线 （合成路线常用的表示方法为：A B……目标产物） 【变式3-3】聚酰亚胺在航空、纳米、激光等领域应用广泛，有机物M是合成聚酰亚胺的中间体。下图是一种合成M的路线图： 已知：①G中只有一种官能团；②W中含有五元环。 (1)按照官能团分类，有机物A属于 类。 (2)X的结构简式为 。 (3)反应B→C的化学方程式为 。 (4)E→F的反应类型是 。 (5)G的核磁共振氢谱有 组峰。 (6)从苯为原料合成A： →中间体→C7H6O2。参照E→G的转化路线，则该中间体的名称为 。 (7)已知G与D也可发生反应生成M，但该路线中采用W与D反应生成M，是由于W在与D反应时具有更高的活性。通过比较官能团的结构特征，分析W比G活性更高的原因： 。 题型04 通用高分子材料 知识积累 1．塑料 （1）塑料的成分 （2）塑料的分类 ①热塑性塑料：可以反复加热熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。 ②热固性塑料：不能加热熔融，只能一次成型，如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。 （3）常见的塑料 ①聚乙烯 ②酚醛树脂 酚醛树脂是酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。具有网状结构的酚醛树脂受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。 2．合成纤维 （1）纤维的分类 （2）合成纤维的性能 ①优点：强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖。 ②缺点：吸湿性、透气性等方面不如天然纤维(除了维纶具有较好的吸湿性)。 ③改方法：将天然纤维和合成纤维混合纺织得到混纺纤维，实现了优势互补，性能更加优良。 （3）常见的合成纤维 ①聚酯纤维 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。 ②聚酰胺纤维 聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。 聚己二酰己二胺纤维又称锦纶66、尼龙66(两个数字6分别代表二胺和二酸分子中所含的碳原子的个数)。 3．合成橡胶 （1）橡胶的分类 （3）常见的橡胶——顺丁橡胶 ①合成原理： ②结构特点：呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。 ③改进措施：将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的双键打开，以二硫键(—S—S—)等把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶，这一加工过程称为橡胶的硫化。 a．优点：橡胶硫化后，具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。 b．注意：硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。 【典例4】世界杯精彩落幕，阿根廷不负众望。你想拥有一件梅西的球衣吗？一件带着独特光泽的涤纶球衣，一件高分子材料的传世之作。如图是合成涤纶(高分子化合物)的流程图： (1)写出下列反应的反应类型：② ；⑦ 。 (2)也能一步转化生成B，试剂可以用 。 (3)写出反应⑥的化学方程式 。写出反应⑦的化学方程式 。 (4)人工合成的丁腈橡胶( )也是一种高分子材料，具有优异的耐油性，写出它的两种单体结构简式 。 【变式4-1】丁苯橡胶和高分子生物降解材料PBS在生活和生产中有着重要的用途。以乙炔为原料，可制得丁苯橡胶和合成PBS的一种中间体，其合成路线如下： 已知：①； ②   ③B、C、D、E均只含一种官能团。 回答下列问题： (1)已知乙炔的燃烧热为，写出乙炔燃烧的热化学方程式： 。 (2)下列关于丁苯橡胶的说法正确的是_______(填字母)。 A．与苯互为同系物 B．1mol丁苯橡胶完全加成需消耗 C．丁苯橡胶受空气、日光作用会造成老化 D．丁苯橡胶属于高分子化合物 (3)A的结构简式为 ；E中所含官能团的名称为 (4)写出B生成D的化学方程式： (5)B有多种同分异构体，同时满足下列两个条件的同分异构体有 种(不包含B)。 a.与B具有相同官能团；b.两个官能团不能连在同一个碳原子上。 (6)参考题干合成路线，写出以丙炔()为原料制备正丁醛()的合成路线流程图： (其他有机、无机试剂任用)。 【变式4-2】阿司匹林（化合物L）是人们熟知的解热镇痛药物。一种长效、缓释阿司匹林（化合物P）的合成路线如图所示： 已知：①HCCH+RCOOHRCOOCH=CH2 ②RCOOR’+R”OHRCOOR”+R’OH （1）B中的官能团是 。 （2）C的结构简式是 。 （3）D→E的反应类型是 。 （4）E→G的化学方程式是 。 （5）已知：H是芳香族化合物。在一定条件下2B→K＋H2O，K的核磁共振氢谱只有一组峰。J→L的化学方程式是 。 （6）L在体内可较快转化为具有药效的J，而P与L相比，在体内能缓慢持续释放J。 ①血液中J浓度过高能使人中毒，可静脉滴注NaHCO3溶液解毒。请用化学方程式解释NaHCO3的作用： 。 ②下列说法正确的 （填字母）。 a.P中的酯基在体内可缓慢水解，逐渐释放出J b.P在体内的水解产物中没有高分子化合物 c.将小分子药物引入到高分子中可以实现药物的缓释功能 【变式4-3】高分子材料聚酯树脂和的合成路线如图： 已知：。 回答下列问题： (1)A的名称为 ，④的反应类型为 。 (2)C中含有的官能团名称为 。 (3)反应⑤的化学方程式为 。 (4)聚酯的结构简式为 。 (5)M是对苯二甲酸二甲酯()的同分异构体，满足下列条件的M的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。 ①苯环上有2个取代基； ②能够与反应。 其中核磁共振氢谱有2组峰，且峰面积之比为的结构简式为 。 (6)结合题示信息，设计以为原料合成的路线(无机试剂任选) 。 题型05 功能高分子材料 知识积累 1．功能高分子材料 概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 例如，高分子催化剂，各种滤膜，磁性高分子，形状记忆高分子，高吸水性材料，医用高分子材料，高分子药物等。 2．高吸水性树脂 （1）合成方法 ①改造淀粉或纤维素分子，接入强亲水基团。 a．常见的强亲水基团：羟基、羧基、醛基、氨基等。 b．改造后的树脂具有强大的吸水和保水能力，而且可生物降解。 ②合成新的带有强亲水基团的高分子。 如： 聚丙烯酸钠(网状结构) 合成的网状结构的树脂可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。 （2）应用 在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。 3．高分子分离膜 （1）分离原理 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 （2）分离膜的分类 ①根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 ②根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 （3）应用 高分子分离膜已广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。 【典例5】合成导电高分子的反应为 下列说法正确的是 A．是聚苯乙炔 B．该反应为缩聚反应 C．与聚苯乙烯的最小结构单元相同 D．1mol最多可与发生反应 【变式5-1】PMMA是一种高分子聚合物，又称作亚克力或有机玻璃，是经常使用的玻璃替代材料。以下是两种材料的合成路线： 已知： Ⅰ．RCOOR′＋R″OHRCOOR″＋R′OH(R′、R″是两种不同的烃基)； Ⅱ．(R、R′代表烃基)  请回答下列问题： (1)PMMA单体中所含官能团的名称 ，PET单体的结构简式 。 (2)反应②的条件为 ，反应⑦的反应类型 。 (3)反应⑥的化学方程式 。 (4)参照上述合成路线，设计以苯酚为原料合成的合成路线 (无机试剂任选)。 【变式5-2】高吸水性树脂聚丙烯酸钠(H)广泛应用于生产、生活中。以烃为原料合成聚丙烯酸钠的流程如下： 回答下列问题： (1)A的同分异构体的名称是 ；F中官能团有 (填名称)。 (2)C的结构简式为 ；E的空间结构为 。 (3)G→H的反应类型是 。 (4)D→F的化学方程式为 。 (5)B的分子式为 ，分别向溴的四氯化碳、溴水中通入B，二者现象的区别是前者 ，后者 。 (6)A的二氯代物有 种(不包括立体异构体)，其中，含手性碳原子的结构有 种。(提示：与四个互不相同的原子或原子团连接的碳原子叫手性碳原子) 【变式5-3】导电聚合物可用于军事上伪装隐身，还可以用于电磁屏蔽，由合成某导电高分子的路线如下： 回答下列问题： (1)写出A中所含官能团的名称 ，B的结构简式为 。 (2)比物质少2个原子的一种化合物，其化学名称为 ，的反应类型是 。 (3)写出的化学反应方程式 。 (4)有多种同分异构体，其中属于芳香族化合物，苯环上有三个支链且支链中不含结构的同分异构体有 种(不考虑立体异构)，其中核磁：共振氢谱有三组峰，峰面积比为1：2：3的结构简式为 。 (5)以、乙醇为原料合成(其它试剂任选)，设计其合成路线 。 题型06 应用广泛的高分子材料 知识积累 【典例6】聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料，其合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．聚乳酸的重复单元中有两种官能团 B．合成聚乳酸的反应是缩聚反应 C．乳酸与足量的反应生成 D．聚乳酸中存在手性碳原子 【变式6-1】合成高分子材料用途广泛、性能优异，其功能与分子结构有密切的关系。下面是几种高分子材料的结构简式，有关说法不正确的是 A．甲是天然橡胶的主要成分，易老化，能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．乙是由两种单体形成的网状高分子化合物，具有是热塑性 C．丙与NaOH溶液在一定条件下反应，生成高吸水性树脂 D．丁是合成纤维中目前产量第一的聚酯纤维，可由两种单体缩聚合成 【变式6-2】近年来，我国科学工作者成功研究出以为主要原料生产可降解高分子材料的技术，下面是利用稀土作催化剂，使二氧化碳和环氧丙烷生成可降解聚碳酸酯的反应原理： (1)A的名称为 ，B中所含官能团的名称为 。 (2)对于A，分析预测其可能的化学性质，完成下表。 序号 反应试剂、条件 生成新物质的结构简式 反应类型 ① (a) (b) ② 催化剂、加热 (c) 加聚反应 (3)D的分子式为 ，D的一种链状同分异构体F的核磁共振氢谱只有一组吸收峰，则F的结构简式为 。 (4)关于上述示意图中的相关物质及转化，下列说法正确的有_______(填字母序号)。 A．由化合物A到B的转化中，有π键的断裂与形成 B．化合物B、E分子中均含有手性碳原子 C．CO2属于含有非极性共价键的非极性分子 D．反应②中，存在碳原子杂化方式的改变 (5)化合物E还有一种合成工艺： ①CH2=CHCH3发生加成反应生成化合物G； ②化合物G水解生成二元醇H； ③由H与碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)缩合聚合生成E。 写出步骤①、②的化学方程式 。 【变式6-3】合成橡胶IR和合成树脂Q在生产、生活中有着广泛的应用。IR和Q的结构简式分别为：和工业上以石油化工产品为原料合成IR和Q的流程如下： 已知：I.同一个碳原子上有两个碳碳双键时分子不稳定。 II.R1CHO+R2CH2CHO+H2O III.H-C≡C-H+ (1)苯和R反应的原子利用率为100%，则R的官能团名称为 。 (2)X的核磁共振氢谱只有1个吸收峰，X生成Y的化学方程式为 ；Z生成E的反应类型为 。 (3)天然橡胶主要成分是IR的顺式结构，天然橡胶的结构简式为 。 (4)A和B在一定条件下反应的化学方程式为 。 (5)D的同分异构体有多种，其中符合下列条件的有 种。 ①苯环上有两个或三个取代基； ②取代基可能是“醛基、羧基、酯基或羟基”。 (6)请参照上述流程，设计以2-丙醇、乙炔为主要原料(其他无机试剂自选)合成2，5-二甲基-2，5-己二醇的路线 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 合成高分子化合物 题型01 高分子化合物通性 题型02 加聚反应 题型03 缩聚反应 题型04 通用高分子材料 题型05 功能高分子材料 题型06 应用广泛的高分子材料 题型01 高分子化合物通性 知识积累 1．高分子的结构特点 （1）单体：能够进行聚合反应形成高分子的小分子化合物。 （2）链节：高分子中化学组成相同、可重复的最小结构单元。 （3）聚合度：高分子链中含有链节的数目。 2．高分子的分类及性质特点 其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 【典例1】下列有关高分子化合物的叙述正确的是 A．高分子化合物极难溶解 B．高分子化合物靠分子间作用力结合，材料强度较小 C．高分子均为长链状分子 D．高分子材料都是混合物 【答案】D 【详解】A．线型高分子化合物可溶于某些有机溶剂，体型高分子化合物极难溶解，故A错误； B．线型高分子化合物链之间靠分子间作用力结合，分子内靠共价键结合，材料强度大，故B错误； C．高分子按结构可分为线型结构、支链型结构和网状(体型)结构，不是均为长链状分子，故C错误； D．高分子材料的聚合度n值为不确定值，是没有固定熔点的混合物，故D正确； 故选D。 【变式1-1】下列对于有机高分子化合物的认识不正确的是 A．有机高分子化合物称为高聚物，因为它们大部分由小分子通过聚合反应制得 B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但结构并不复杂 C．对于一块高分子材料，n是一个正整数，因而它的相对分子质量是确定的 D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类 【答案】C 【详解】A．有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物主要由加聚、缩聚两类反应制备，加聚和缩聚是聚合反应的两个类型，A正确； B．有机高分子一般是由小分子聚集而成，相对分子质量较大，强度也较大，但结构相对来说并不复杂，B正确； C．对于一块高分子材料来说，n是一个不确定数值，因而它的相对分子质量是不确定的，C错误； D．材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类，D正确； 故选C。 【变式1-2】高分子材料种类多，具有优异的性能。下列有关高分子的说法错误的是 A．聚丙烯酸钠树脂具有高吸水性 B．低密度聚乙烯支链少，软化温度较高 C．羊毛、天然橡胶属于天然高分子材料 D．高分子分离膜可用于海水淡化 【答案】B 【详解】A．聚丙烯酸钠是一种高分子化合物，具有很强的亲水性，能够与水分子形成氢键，具有高吸水性，A正确； B．低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构有碍于碳碳单键的旋转和链之间的接近，软化温度较低，B错误； C．羊毛是一种天然蛋白质纤维，而天然橡胶则是从橡胶树上采集的胶乳经过凝固、干燥等工序制成的弹性固状物，均属于天然高分子材料，C正确； D．高分子分离膜在海水淡化中的应用是通过膜的选择透过性，将海水中的盐分和其他杂质截留在膜的一侧，而淡水则通过膜进入另一侧，从而实现海水的淡化，D正确； 故选B。 【变式1-3】高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法不正确的是 A．体型酚醛树脂是热固性的 B．合成高分子的缩聚反应是理想的“原子经济性”反应 C．聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成，透明度高 D．淀粉在淀粉酶催化下水解生成麦芽糖，在酸催化下水解则生成葡萄糖 【答案】B 【详解】A．体型酚醛树脂为网状结构是热固性的，A正确； B．缩聚反应生成高分子和小分子，故不是理想的“原子经济性”反应，B错误； C．聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成，透明度高，C正确； D．淀粉是多糖在淀粉酶催化下水解生成麦芽糖，在酸催化下水解则生成葡萄糖，D正确； 故选B。 题型02 加聚反应 知识积累 1．概念 由不饱和单体加成聚合生成高分子的反应 2．单体特点 含有双键或三键的不饱和有机物 3．产物特征 高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构 4．加聚反应的书写方法 （2）单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。例如： nCH2==CH—CH3。 （2）二烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”。例如： nCH2==CH—CH==CH2CH2—CH==CH—CH2。 （3）含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”。例如： nCH2==CH2＋。 【典例2】新型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如图所示。其单体可能是下列6种中的几种，其中正确的组合是 A．②④⑤ B．③④⑥ C．①②⑤ D．①③⑥ 【答案】B 【详解】 以聚合物主链的碳碳双键为中心的四个C原子断开，单键变双键，双键变单键；链节主链上有多个碳原子且含有碳碳双键，若采用“见双键四个碳”的断键方式，链节主链两边只剩下一个碳原子，无法构成双键单体时，则有可能是含有碳碳三键的化合物参与了加聚反应，故得到的单体是、、，即分别为③④⑥，故选B。 【变式2-1】高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品，合成路线如图： 下列说法正确的是 A．化合物B存在顺反异构体 B．化合物C分子中核磁共振氢谱有一组峰 C．合成M的聚合反应是缩聚反应 D．除醇类物质以外，B的同分异构体还有2种 【答案】B 【分析】 CH≡CH与试剂a发生加成反应生成B，HOOCCH=CHCOOH分子内脱水生成C，B和C聚合生成M，根据聚合物M的结构式可知，M的单体为CH2=CH-O-CH3和，由此可知B为CH2=CH-O-CH3，C为，则试剂a为CH3OH，据此分析解答。 【详解】A．碳碳双键上的每个碳原子连接的两个不同的原子或原子团时才能形成顺反异构，B为CH2=CH-O-CH3，其中一个双键碳上连接的两个原子相同，不存在顺反异构体，故A错误； B．化合物C为，其结构对称，只含有一种氢原子，则核磁共振氢谱有一组峰，故B正确； C．聚合物M是由CH2=CH-O-CH3和中的双键上发生加成聚合反应，不是缩聚反应，故C错误； D．B的分子式为C3H6O，除醇类物质以外的同分异构体有OHCCH2CH3、CH3COCH3、和环氧丙烷或甲基环氧乙烷，故D错误； 故答案选B。 【变式2-2】已知B和E分别是生产酚醛树脂和有机玻璃的重要原料。工业上生产B和E的一种途径是： ①A为苯的同系物，其一氯代物有5种； ②C、D、E的核磁共振氢谱图中峰的个数分别为1，2，3； ③等量的E分别与足量的Na和足量的溶液反应，在相同条件下，生成的气体气体相同。 回答下列问题： (1)C分子中所含官能团的名称是 。 (2)C→D的反应类型是 。 (3)A的含有苯环的同分异构体(除A外)有 种。 (4)糠醛()是一种重要的化工原料，如同甲醛与苯酚反应生成酚醛树脂，它也可与苯酚反应生成糠醛树脂(线型)，写出该反应的化学方程式 。 (5)E有多种脱水产物，其中F具有六元环状结构，G是一种聚酯高分子材料，写出F和G的结构简式，F： 、G： 。 【答案】(1)羰基 (2)加成反应 (3)7 (4) (5) 【分析】C的分子式为C3H6O，核磁共振氢谱图中峰的个数为1，则C的结构简式是；C与HCN反应生成D，D的核磁共振氢谱图中峰的个数为2， 则D的结构简式为，D在酸性环境转化为E，E的分子式是C4H8O3，其E是生产有机玻璃的重要原料，E的核磁共振氢谱图中峰的个数为3，则E的结构简式为；B的分子式是C6H6O，B是生产酚醛树脂的重要原料，则B的结构简式为；苯与丙烯在AlCl3环境反应得到A，分子式C9H12，A是苯的同系物，其一氯代物有5种，则A的结构简式是；在酸性环境下被氧化得到和。 【详解】（1）据分析，C分子的结构简式是，所含官能团的名称是羰基。 （2）据分析，C→D是与HCN加成得到，反应类型是加成反应。 （3）据分析，A的结构简式是，其含有苯环的同分异构体(除A外)有：、、、、、 、，共7种。 （4）甲醛与苯酚反应生成酚醛树脂是甲醛的碳氧双键打开与苯酚的邻位氢原子缩聚过程，故糠醛与苯酚反应生成糠醛树脂(线型)的化学方程式：。 （5）据分析，E的结构简式为，其有多种脱水产物，其中F具有六元环状结构，则F是由两分子的E发生二酯化得到，F的结构简式为，G是一种聚酯高分子材料，则G是n个E分子间酯化得到，G的结构简式为。 【变式2-3】缓释布洛芬用于减轻中度疼痛，也可用于普通感冒或流行性感冒引起的发热。其可通过如图所示路线合成： 已知： ① ②R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH。 (1)C中官能团的名称是 ，F→G的反应类型是 。 (2)反应①的化学方程式是 。 (3)试剂F、H的结构简式分别 、 。 (4)反应②生成的产物中，摩尔质量较小的物质的结构简式是 。 (5)缓释布洛芬能缓慢水解释放出布洛芬(含苯环的羧酸)。 ①请将下列方程式补充完整： ②写出2种同时满足下列要求的布洛芬的同分异构体： 。 a.含有苯环和酯基； b.其核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为9：6：2：1。 【答案】(1) 碳碳双键和羧基 加成反应 (2)+2NaOH+NaCl+2H2O (3) (4)CH3OH (5) n+nHOCH2CH2OH+ 、或或 【分析】由有机物的转化关系可知，与三氯化磷共热发生取代反应生成，则A为；在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成，则B为；酸化生成，则C为；在浓硫酸作用下与乙二醇共热发生酯化反应生成，则D为；与SOCl2发生取代反应生成，则E为；在催化剂作用下与苯发生取代反应生成，与Zn—Hg、盐酸反应发生还原反应生成，则F为；催化剂作用下与发生加成反应生成，则G为；在浓硫酸作用下发生消去反应生成，则H为；催化剂作用下与氢气发生加成反应生成，则I为；与发生取代反应生成，则J为一定条件下J发生加聚反应生成。 【详解】（1）由分析可知，C的结构简式为，官能团为碳碳双键和羧基；F→G的反应为催化剂作用下与发生加成反应生成，故答案为：碳碳双键和羧基；加成反应； （2）由分析可知，反应①为在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成、氯化钠和水，反应的化学方程式+2NaOH+NaCl+2H2O，故答案为：+2NaOH+NaCl+2H2O； （3）由分析可知，F、H的结构简式分别为、，故答案为：；； （4）由分析可知，反应②发生的反应为与发生取代反应生成和甲醇，则生成的产物中，摩尔质量较小的物质的结构简式为CH3OH，故答案为：CH3OH； （5）①由结构简式可知，一定条件发生水解反应生成、HOCH2CH2OH和，反应的化学方程式为+2nH2On+nHOCH2CH2OH+，故答案为：n+nHOCH2CH2OH+； ②由题意可知，布洛芬的同分异构体含有苯环和酯基，则核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为9：6：2：1的结构简式可能为、、、，故答案为：、或或。 题型03 缩聚反应 知识积累 1．概念 单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应，生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物(如水、氨、卤化氢等)的生成 2．单体特点 含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等) 3．产物特征 生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成 4．缩聚反应的书写方法 与加成聚合物结构简式写法有点不同，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，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。 【典例3】丁腈橡胶、合成纤维、制备古马隆树脂的原料的合成路线如下： 已知：i． ii．+ (1)中所含官能团的名称是 。 (2)和的结构简式依次是 、 。 (3)反应Ⅱ的化学方程式是 。 (4)1mol F完全转化成所消耗的的质量是 。 (5)反应Ⅲ的化学方程式是 。 (6)下列说法正确的是选填字母 。 a．反应Ⅰ是加聚反应                                             b．的分子式为 c．与甲基丁二烯互为同系物     d．的同分异构体中属于苯的同系物的有种 (7)烃的核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为，则反应Ⅳ的化学方程式是 。 【答案】(1)碳碳双键 (2) (3)→ (4)10 (5)n H2N(CH2)6NH2 +n HOOC(CH2)4COOH→+(2n−1)H2O (6) (7)+ 【分析】本题考查有机物的推断与合成，充分利用分子式与结构简式进行推断，侧重考查学生的分析推理能力，是对有机化学的综合考查，是高考常考题型。 由、分子式结合丁腈橡胶的结构简式推断知为为电解还有得到酸化得到，则为丁二烯与氯气发生加成反应生成与发生取代反应生成与氢气发生加成反应得到，结合的结构简式可知，为为与发生缩聚反应得到为，与烃发生加成反应生成，而的相对分子质量为，故K的相对分子质量为，则，则的分子式为，结合的结构可知为，为。 【详解】（1）为中所含官能团的名称是碳碳双键，故答案为：碳碳双键； （2）和的结构简式依次是、，故答案为：、； （3）反应Ⅱ的化学方程式是：，故答案为：； （4）为，碳碳双键、均与氢气发生加成反应生成完全转化成所消耗的为，消耗氢气质量是，故答案为：； （5）反应Ⅲ的化学方程式是：nH2N(CH2)6NH2＋nHOOC(CH2)4COOH→＋(2n－1)H2O，故答案为nH2N(CH2)6NH2＋nHOOC(CH2)4COOH→＋(2n－1)H2O。 （6）反应Ⅰ是加聚反应，故正确； 由的结构可知，的分子式为，故错误； 与甲基丁二烯均含有个碳碳双键，二者互为同系物，故正确； 为，的同分异构体中属于苯的同系物，侧链为正丙基、异丙基，或侧链为甲基、乙基，有邻、间、对种，或者含有个甲基，有连、偏、均种，故共有种，故正确， 故选：； （7）反应Ⅳ的化学方程式是：＋，故答案为：＋。 【变式3-1】甲苯是一种重要的化工原料，用甲苯可以合成多种化工产品，下图是用甲苯合成对甲基苯酚苯甲醛树脂、食品防腐剂尼泊金酸乙酯的合成路线。 已知： ① ② 请回答下列问题： (1)A的结构简式是 。 (2)反应①～⑥中属于取代反应的有 个。 (3)B分子中含有的官能团是 ，分子中不同化学环境的氢原子有 种。 (4)写出上述合成路线中发生缩聚反应的化学方程式： 。 (5)下列有关E的说法正确的是 (填字母代号)。 a．分子式为C7H5O2Br b．在NaOH的醇溶液中可以发生消去反应 c．苯环上的一氯代物有两种    d．分子中所有原子可能在同一平面上 (6)尼泊金酸乙酯有多种同分异构体，写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式： 。 ①遇FeCl3溶液呈紫色；②为苯的对位二元取代物；③不能发生银镜反应，能发生水解反应。 (7)以甲苯为起始原料，也可制得医用麻醉药苄佐卡因()，设计一种制取苄佐卡因的合成路线(其他反应物自选) 。 【答案】 5 羟基 5 n+n acd 、、 【分析】根据流程图可知，甲苯在光照的条件下与氯气发生取代反应生成A，则A的结构简式为，A在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应生成B，B在Cu作催化剂加热条件下与氧气发生氧化反应生成苯甲醛，则B为苯甲醇，结构简式为；甲苯在溴化铁作催化剂的条件下与Br2发生取代反应生成，被酸性高锰酸钾溶液氧化为E，E在碱性条件下氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应，再进行酸化生成，则E的结构简式为；在浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化反应生成尼泊金酸乙酯，在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应生成，与发生缩聚反应生成甲基苯酚苯甲醛树脂，据此分析解答。 【详解】(1)A是由甲苯和氯气在光照的条件下发生取代反应制得的，结构简式是； (2) 根据流程图转化关系，反应①为甲苯在光照的条件下与氯气发生取代反应生成A；反应②为A在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应生成B，卤代烃的水解反应属于取代反应类型；反应③为B在Cu作催化剂加热条件下与氧气发生氧化反应生成苯甲醛，反应④为甲苯在溴化铁作催化剂的条件下与Br2发生取代反应生成；反应⑤为在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应，卤代烃的水解反应属于取代反应类型；反应⑥为在浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化反应生成尼泊金酸乙酯，酯化反应属于取代反应类型，则属于取代反应的有5个； (3) B为苯甲醇，结构简式为，分子中含有的官能团是羟基，分子中不同化学环境的氢原子有5种； (4) 与发生缩聚反应生成甲基苯酚苯甲醛树脂，发生缩聚反应的化学方程式：n +n； (5) E的结构简式为； a．根据E的结构简式可知，分子式为C7H5O2Br，故a正确； b．消去反应发生后将会形成双键，根据E的结构简式，溴原子相邻的碳原子上有一个氢原子，不能再形成双键，故b错误； c．E的苯环上有两种不同环境的氢原子，则一氯代物有两种，故c正确； d．根据E的结构简式，苯环和C=O处于平面结构，与苯环直接相连的所有原子共面，与C=O双键直接相连的所有原子都处于同一平面，则分子中所有原子可能在同一平面上，故d正确； 答案选acd； (6)尼泊金酸乙酯的结构简式为，有多种同分异构体，其中遇FeCl3溶液呈紫色，说明该同分异构体具有苯酚的性质，分子结构中含有苯环和酚羟基；为苯的对位二元取代物，不能发生银镜反应，能发生水解反应，说明苯环上羟基的对位含有一个支链，该支链不含有醛基，但含有酯基，符合条件的结构简式分别为、、，共3种； (7)以甲苯为起始原料，也可制得医用麻醉药苄佐卡因()，首先在加热条件下与浓硝酸、浓硫酸发生硝化反应生成 ，再被KMnO4(H+)氧化为，在浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化反应生成，发生已知信息②的反应生成，合成路线为：。 【变式3-2】PLLA塑料不仅具有良好的机械性能，还具有良好的可降解性。它可由石油裂解气为原料合成。下列框图是以石油裂解气为原料来合成PLLA塑料的流程图（图中有部分产物及反应条件未列出）。 请回答下列问题： (1)属于取代反应的有 （填编号）。 (2)写出下列反应的化学方程式： 反应③： ； 反应⑤： 。 (3)已知E（C3H6O3)存在三种常见不同类别物质的异构体，请各举一例（E除外）并写出其结构简式： 、 、 。 (4)请写出一定条件下PLLA废弃塑料降解的化学方程式 。 (5)已知：，炔烃也有类似的性质，设计丙烯合成的合成路线 （合成路线常用的表示方法为：A B……目标产物） 【答案】 ③⑧ +2NaOH +2NaBr +2Cu(OH)2CH3COCOOH+Cu2O+2H2O CH3COOCH2OH +nH2O 【分析】根据PLLA的结构简式可知E的结构简式为：，两分子通过反应⑧酯化反应生成F；D与氢气通过反应⑥生成E，则D的结构简式为：CH3COCOOH；C通过反应生成D，则C为；B通过反应④加热氧化成C，则B为 ；A通过反应③生成B，丙烯通过与溴发生加成反应生成A，则A为；反应①为丁烷分解生成甲烷和丙烯，据此进行解答。 【详解】根据PLLA的结构简式可知E的结构简式为：，两分子通过反应⑧酯化反应生成F；D与氢气通过反应⑥生成E，则D的结构简式为：CH3COCOOH；C通过反应生成D，则C为；B通过反应④加热氧化成C，则B为；A通过反应③生成B，丙烯通过与溴发生加成反应生成A，则A为； (1)反应①为分解反应，反应②为加成反应，反应③为取代反应，反应④⑤为氧化反应，反应⑥为加成反应，反应⑦缩聚反应，反应⑧为酯化反应，也属于取代反应，所以属于取代反应为③⑧； (2)过反应③的化学方程式为：； 反应⑤的化学方程式为：； (3)E的结构简式为，E存在三种常见不同类别物质的异构体有：、、； (4)PLLA废弃塑料降解生成，反应的化学方程式为：； (5)根据逆合成法可知，可以通过丙炔通过信息反应合成，丙炔可以用丙烯分别通过加聚反应、水解反应、消去反应获得，所以合成路线为：。 【变式3-3】聚酰亚胺在航空、纳米、激光等领域应用广泛，有机物M是合成聚酰亚胺的中间体。下图是一种合成M的路线图： 已知：①G中只有一种官能团；②W中含有五元环。 (1)按照官能团分类，有机物A属于 类。 (2)X的结构简式为 。 (3)反应B→C的化学方程式为 。 (4)E→F的反应类型是 。 (5)G的核磁共振氢谱有 组峰。 (6)从苯为原料合成A： →中间体→C7H6O2。参照E→G的转化路线，则该中间体的名称为 。 (7)已知G与D也可发生反应生成M，但该路线中采用W与D反应生成M，是由于W在与D反应时具有更高的活性。通过比较官能团的结构特征，分析W比G活性更高的原因： 。 【答案】(1)羧酸 (2)CH3CH2OH (3)+2HNO3 +2H2O (4)取代反应 (5)2 (6)甲苯 (7)酸酐中C-O键受到相邻羰基的吸电子信用，相比羧基中的C-O键极性更强，反应中易断裂 【分析】 根据反应条件及A的分子式、C的结构简式知，A为，A和X发生酯化反应生成B，B和浓硝酸发生取代反应生成C，则B为，X为CH3CH2OH；与铁、盐酸发生还原反应生成；在催化剂作用下与一氯甲烷发生取代反应生成，在催化剂作用下与氧气发生氧化反应生成G为，一定条件下发生脱水反应生成W为；在催化剂作用下与发生反应生成。 【详解】（1） A为，按照官能团分类，有机物A属于羧酸类， 故答案为：羧酸； （2）X的结构简式为CH3CH2OH。故答案为：CH3CH2OH； （3） 反应B→C的化学方程式为+2HNO3 +2H2O，故答案为：+2HNO3 +2H2O； （4）E→F的反应类型是取代反应。故答案为：取代反应； （5） G为，含有2种氢原子，则G的核磁共振氢谱有2组峰。故答案为：2； （6） 苯和CH3Cl发生取代反应生成中间体，中间体名称为甲苯，中间体发生催化氧化反应生成A。故答案为：甲苯； （7） G为，W为，酸酐中C-O键受到相邻羰基的吸电子信用，相比羧基中的C-O键极性更强，反应中易断裂，故答案为：酸酐中C-O键受到相邻羰基的吸电子信用，相比羧基中的C-O键极性更强，反应中易断裂。 题型04 通用高分子材料 知识积累 1．塑料 （1）塑料的成分 （2）塑料的分类 ①热塑性塑料：可以反复加热熔融加工，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。 ②热固性塑料：不能加热熔融，只能一次成型，如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。 （3）常见的塑料 ①聚乙烯 ②酚醛树脂 酚醛树脂是酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。具有网状结构的酚醛树脂受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。 2．合成纤维 （1）纤维的分类 （2）合成纤维的性能 ①优点：强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖。 ②缺点：吸湿性、透气性等方面不如天然纤维(除了维纶具有较好的吸湿性)。 ③改方法：将天然纤维和合成纤维混合纺织得到混纺纤维，实现了优势互补，性能更加优良。 （3）常见的合成纤维 ①聚酯纤维 合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称。 ②聚酰胺纤维 聚酰胺纤维中的锦纶是较早面世的合成纤维之一。 聚己二酰己二胺纤维又称锦纶66、尼龙66(两个数字6分别代表二胺和二酸分子中所含的碳原子的个数)。 3．合成橡胶 （1）橡胶的分类 （3）常见的橡胶——顺丁橡胶 ①合成原理： ②结构特点：呈线型结构，分子链较柔软，性能较差。 ③改进措施：将顺丁橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的双键打开，以二硫键(—S—S—)等把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶，这一加工过程称为橡胶的硫化。 a．优点：橡胶硫化后，具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。 b．注意：硫化交联的程度不宜过大，否则会使橡胶失去弹性。 【典例4】世界杯精彩落幕，阿根廷不负众望。你想拥有一件梅西的球衣吗？一件带着独特光泽的涤纶球衣，一件高分子材料的传世之作。如图是合成涤纶(高分子化合物)的流程图： (1)写出下列反应的反应类型：② ；⑦ 。 (2)也能一步转化生成B，试剂可以用 。 (3)写出反应⑥的化学方程式 。写出反应⑦的化学方程式 。 (4)人工合成的丁腈橡胶( )也是一种高分子材料，具有优异的耐油性，写出它的两种单体结构简式 。 【答案】(1) 取代反应 缩聚反应 (2)酸性高锰酸钾溶液 (3) CH2BrCH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr n +nHOCH2CH2OH +(2n-1)H2O (4)CH2=CHCH=CH2、CH2=CHCN 【分析】对二甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生成A，结合对苯二甲醇结构可知，A为，A在氢氧化钠水溶液加热条件下可以发生水解反应生成对苯二甲醇，对苯二甲醇在铜作催化剂加热条件下与氧气发生催化氧化反应生成对苯二甲醛，对苯二甲醛被氧气继续催化氧化生成B对苯二甲酸；乙烯与溴水加成生成1，2-二溴乙烷，1，2-二溴乙烷在氢氧化钠水溶液加热条件下可以发生水解反应生成乙二醇C：HOCH2CH2OH；B与C发生缩聚反应生成涤纶； 【详解】（1）由分析可知，②为在氢氧化钠水溶液加热条件下水解反应生成对苯二甲醇，为取代反应；⑦为B与C发生缩聚反应生成涤纶，属于缩聚反应； （2）对二甲苯也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化生成对苯二甲酸，故该试剂是酸性高锰酸钾溶液； （3）反应⑥为1，2-二溴乙烷在氢氧化钠水溶液加热条件下可以发生水解反应生成乙二醇，反应为CH2BrCH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr； B中含有2个羧基、C中含有2个羟基，反应⑦为B与C发生缩聚反应生成涤纶：n +nHOCH2CH2OH +(2n-1)H2O； （4）逆推可知，合成，把左侧第4、5碳原子之间键断开，分析可得单体为：CH2=CHCH=CH2、CH2=CHCN。 【变式4-1】丁苯橡胶和高分子生物降解材料PBS在生活和生产中有着重要的用途。以乙炔为原料，可制得丁苯橡胶和合成PBS的一种中间体，其合成路线如下： 已知：①； ②   ③B、C、D、E均只含一种官能团。 回答下列问题： (1)已知乙炔的燃烧热为，写出乙炔燃烧的热化学方程式： 。 (2)下列关于丁苯橡胶的说法正确的是_______(填字母)。 A．与苯互为同系物 B．1mol丁苯橡胶完全加成需消耗 C．丁苯橡胶受空气、日光作用会造成老化 D．丁苯橡胶属于高分子化合物 (3)A的结构简式为 ；E中所含官能团的名称为 (4)写出B生成D的化学方程式： (5)B有多种同分异构体，同时满足下列两个条件的同分异构体有 种(不包含B)。 a.与B具有相同官能团；b.两个官能团不能连在同一个碳原子上。 (6)参考题干合成路线，写出以丙炔()为原料制备正丁醛()的合成路线流程图： (其他有机、无机试剂任用)。 【答案】(1)   (2)CD (3) 羧基 (4) (5)5 (6) 【分析】由丁苯橡胶结构可知其属于加聚产物，因此合成丁苯橡胶的单体为苯乙烯和1,3-丁二烯，故C为1,3-丁二烯，由此可知乙炔和两分子甲醛发生加成反应得到A，则A为，A和氢气发生加成反应得到B，则B为，B发生消去反应得到C，则C为，B发生催化氧化反应得到D，则D为，D发生氧化反应得到，以此解答。 【详解】（1）根据燃烧热定义可知，乙炔燃烧的热化学方程式  。 （2）A．丁苯橡胶是聚合物和苯不是同一类物质，不互为同系物，故A错误； B．丁苯橡胶中含有双键和苯环，均能与发生加成反应，1mol需要加成，故B错误； C．丁苯橡胶中含有双键，能被氧气缓慢氧化，故C正确； D．由结构式可知，丁苯橡胶属于高分子化合物，故D正确； 答案为CD。 （3）A的结构简式为；E的结构简式为，所含官能团的名称为羧基。 （4）B生成D为醇的催化氧化，化学方程式为。 （5）B为，满足以下两个条件的同分异构体有、、、、共5种。 （6）由丙炔制备，合成过程中碳链需增长，可通过丙炔和甲醛发生加成反应实现，醛基由羟基催化氧化制得，因此合成流程为。 【变式4-2】阿司匹林（化合物L）是人们熟知的解热镇痛药物。一种长效、缓释阿司匹林（化合物P）的合成路线如图所示： 已知：①HCCH+RCOOHRCOOCH=CH2 ②RCOOR’+R”OHRCOOR”+R’OH （1）B中的官能团是 。 （2）C的结构简式是 。 （3）D→E的反应类型是 。 （4）E→G的化学方程式是 。 （5）已知：H是芳香族化合物。在一定条件下2B→K＋H2O，K的核磁共振氢谱只有一组峰。J→L的化学方程式是 。 （6）L在体内可较快转化为具有药效的J，而P与L相比，在体内能缓慢持续释放J。 ①血液中J浓度过高能使人中毒，可静脉滴注NaHCO3溶液解毒。请用化学方程式解释NaHCO3的作用： 。 ②下列说法正确的 （填字母）。 a.P中的酯基在体内可缓慢水解，逐渐释放出J b.P在体内的水解产物中没有高分子化合物 c.将小分子药物引入到高分子中可以实现药物的缓释功能 【答案】 羧基 HC☰CH 加聚反应 +nC2H5OH+n ++CH3COOH +NaHCO3+CO2+H2O ac 【分析】A为乙醇，经过连续氧化后得到B，B一定为乙酸。由题干中提示的反应①，推测B(乙酸)与C的反应即羧酸和炔烃的反应，那么D的结构中含有碳碳双键，所以由D生成E即碳碳双键的加聚反应。结合E的分子式可知，单体D中含有共计4个碳原子，那么C即为乙炔，E的结构确定为。由题干中提示的反应②可知，E与乙醇反应后生成G(聚乙烯醇)和乙酸乙酯。G(聚乙烯醇)和L酯化可以得到P，由P的结构逆推出L即为乙酰水杨酸。J与K反应生成乙酰水杨酸的同时，也生成了乙酸；再结合题干中的信息可知，K即为乙酸酐，那么J为水杨酸。由J的结构最终可以推出H即为苯酚。 【详解】(1)通过分析可知，B为乙酸，官能团名称为羧基； (2)通过分析可知，C即为乙炔，结构简式为HC☰CH； (3)D生成E的反应即CH3COOCH=CH2生成的加聚反应； (4)E生成G的反应即与乙醇生成乙酸乙酯和聚乙烯醇的反应； (5)通过分析可知J→L的反应，即水杨酸与乙酸酐反应生成乙酰水杨酸和乙酸的反应； (6)①J 为水杨酸，含有酚羟基和羧基，其中能与NaHCO3反应的仅为羧基，酚羟基无法与NaHCO3反应； ②a．P中含有两个酯基，均发生水解后即可得到水杨酸，a正确； b．P在人体内水解后可以得到聚乙烯醇这种高分子化合物，b错误； c．通过将小分子药物引入到高分子中，可以起到药物缓释的作用，c正确； 答案选ac。 【变式4-3】高分子材料聚酯树脂和的合成路线如图： 已知：。 回答下列问题： (1)A的名称为 ，④的反应类型为 。 (2)C中含有的官能团名称为 。 (3)反应⑤的化学方程式为 。 (4)聚酯的结构简式为 。 (5)M是对苯二甲酸二甲酯()的同分异构体，满足下列条件的M的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。 ①苯环上有2个取代基； ②能够与反应。 其中核磁共振氢谱有2组峰，且峰面积之比为的结构简式为 。 (6)结合题示信息，设计以为原料合成的路线(无机试剂任选) 。 【答案】(1) 2-丙醇 水解（取代）反应 (2)羟基、羧基 (3)+2+2CH3OH (4) (5) 6 (6) 【分析】 由PMMA的结构，可知PMMA单体为CH2=C(CH3)COOCH3，根据酯化反应机理可知，D为CH2=C(CH3)COOH则G为CH3OH；乙烯和溴发生加成反应生成E为，E在NaOH水溶液、加热条件下发生水解反应生成F为，根据PET单体分子式，可知PET单体为，PET单体发生取代反应进行缩聚反应生成PET树脂，所以其结构简式为；B发生反应得到C，C在浓硫酸作用下发生消去反应生成D，则C为，故B为 ，A为，据此解答。 【详解】（1）据分析，A的结构为，其名称为2-丙醇，④是E在NaOH水溶液、加热条件下发生水解反应生成F为； （2）C的结构为，其官能团为羟基、羧基； （3）反应⑤为和发生取代反应生成和CH3OH，方程式为+2+2CH3OH； （4）PET单体发生取代反应进行缩聚反应生成PET树脂，所以其结构简式为； （5）M是对苯二甲酸二甲酯的同分异构体，能够与反应则M一定为酚酯，苯环上有2个取代基，则当取代基为HCOO-和CH3CH2COO-时有3种结构满足条件，当取代基为2个CH3COO-时有3种结构满足条件，因此满足条件的结构有3+3=6种；其中核磁共振氢谱有2组峰，且峰面积之比为的结构简式为； （6）根据A→B→C流程可知由可以得到，再得到，发生缩聚反应即可得到，流程为。 题型05 功能高分子材料 知识积累 1．功能高分子材料 概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。 例如，高分子催化剂，各种滤膜，磁性高分子，形状记忆高分子，高吸水性材料，医用高分子材料，高分子药物等。 2．高吸水性树脂 （1）合成方法 ①改造淀粉或纤维素分子，接入强亲水基团。 a．常见的强亲水基团：羟基、羧基、醛基、氨基等。 b．改造后的树脂具有强大的吸水和保水能力，而且可生物降解。 ②合成新的带有强亲水基团的高分子。 如： 聚丙烯酸钠(网状结构) 合成的网状结构的树脂可吸收几百至几千倍于自身质量的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。 （2）应用 在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤，还可用于婴儿纸尿裤等。 3．高分子分离膜 （1）分离原理 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 （2）分离膜的分类 ①根据膜孔大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 ②根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 （3）应用 高分子分离膜已广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。 【典例5】合成导电高分子的反应为 下列说法正确的是 A．是聚苯乙炔 B．该反应为缩聚反应 C．与聚苯乙烯的最小结构单元相同 D．1mol最多可与发生反应 【答案】B 【详解】 A．聚苯乙炔的结构简式为，PPV不是聚苯乙炔，A错误； B．该反应除生成有机高分子外，还有小分子化合物生成，属于缩聚反应，B正确； C．PPV与聚苯乙烯()的最小结构单元不相同，C错误； D．1个分子中含有2个碳碳双键和1个苯环，碳碳双键和苯环在一定条件下都可以与氢气发生加成反应，该物质最多可以与氢气发生加成反应，D错误； 故答案为：B。 【变式5-1】PMMA是一种高分子聚合物，又称作亚克力或有机玻璃，是经常使用的玻璃替代材料。以下是两种材料的合成路线： 已知： Ⅰ．RCOOR′＋R″OHRCOOR″＋R′OH(R′、R″是两种不同的烃基)； Ⅱ．(R、R′代表烃基)  请回答下列问题： (1)PMMA单体中所含官能团的名称 ，PET单体的结构简式 。 (2)反应②的条件为 ，反应⑦的反应类型 。 (3)反应⑥的化学方程式 。 (4)参照上述合成路线，设计以苯酚为原料合成的合成路线 (无机试剂任选)。 【答案】(1) 碳碳双键和酯基 (2) 氢氧化钠水溶液 酯化反应（取代反应） (3)(CH3)2COHCOOHCH2=C(CH3)COOH+H2O (4) 【分析】 乙烯和溴发生加成反应生成A为CH2BrCH2Br，A发生水解反应生成B为HOCH2CH2OH，B发生第一个信息的反应生成PET单体为，D为CH3OH，PET为；根据已知反应，F为CH3COCH3，E能被催化氧化生成F，则E为CH3CHOHCH3，根据第二个信息知，G为(CH3)2COHCOOH；根据PMMA结构简式知，PMMA单体为CH2=C(CH3)COOCH3，J和D发生酯化反应生成PMMA单体，则J为CH2=C(CH3)COOH，所以G发生消去反应生成J，据此解答。 【详解】（1）PMMA单体为CH2=C(CH3)COOCH3，所含官能团的名称为：碳碳双键和酯基； PET单体的结构简式为。 （2）A为CH2BrCH2Br，反应②为A发生水解反应生成B为HOCH2CH2OH，条件为氢氧化钠水溶液； 反应⑦为J和D发生酯化反应（取代反应）生成PMMA单体。 （3）反应⑥为G发生消去反应生成CH2=C(CH3)COOH，化学方程式为：(CH3)2COHCOOHCH2=C(CH3)COOH+H2O。 （4）用苯酚为主要原料合成，可由发生酯化反应得到，可由发生第二个信息的反应得到，环己醇发生催化氧化生成环己酮，苯酚发生苯环加成反应生成环己醇，其合成路线为。 【变式5-2】高吸水性树脂聚丙烯酸钠(H)广泛应用于生产、生活中。以烃为原料合成聚丙烯酸钠的流程如下： 回答下列问题： (1)A的同分异构体的名称是 ；F中官能团有 (填名称)。 (2)C的结构简式为 ；E的空间结构为 。 (3)G→H的反应类型是 。 (4)D→F的化学方程式为 。 (5)B的分子式为 ，分别向溴的四氯化碳、溴水中通入B，二者现象的区别是前者 ，后者 。 (6)A的二氯代物有 种(不包括立体异构体)，其中，含手性碳原子的结构有 种。(提示：与四个互不相同的原子或原子团连接的碳原子叫手性碳原子) 【答案】(1) 异丁烷或2-甲基丙烷 碳碳双键和羧基 (2) CH3CH3 正四面体形 (3)加聚反应 (4)2+3O22+2H2O (5) C2H4 前者溶液褪色，不分层 溴水褪色，分层，下层有无色油状液体 (6) 6 3 【分析】A为，发生裂化反应生成CH4(E)和，与氧气发生催化氧化生成F，F为，与氢氧化钠生成，再发生加聚反应生成H；A的另一种裂化方式生成C和B，B在标况下密度为1.25g/L，则B的相对分子质量为28，即为乙烯，则C为乙烷，结构简式为CH3CH3。 【详解】（1）A为，即正丁烷，其同分异构体为异丁烷或2-甲基丙烷；F的结构为，含有的官能团为碳碳双键和羧基； （2）C的结构简式为CH3CH3，E为甲烷，空间结构为正四面体形； （3）G到H发生的是加聚反应； （4）与氧气发生催化氧化生成F，F为，化学方程式为2+3O22+2H2O； （5）B为乙烯，分子式为C2H4，分别向溴的四氯化碳、溴水中通入B，二者现象的区别是前者溶液褪色，不分层；后者溴水褪色，分层，下层有无色油状液体； （6）A为，其二氯代物有6种，分别为、；其中含有手性碳的有3种。 【变式5-3】导电聚合物可用于军事上伪装隐身，还可以用于电磁屏蔽，由合成某导电高分子的路线如下： 回答下列问题： (1)写出A中所含官能团的名称 ，B的结构简式为 。 (2)比物质少2个原子的一种化合物，其化学名称为 ，的反应类型是 。 (3)写出的化学反应方程式 。 (4)有多种同分异构体，其中属于芳香族化合物，苯环上有三个支链且支链中不含结构的同分异构体有 种(不考虑立体异构)，其中核磁：共振氢谱有三组峰，峰面积比为1：2：3的结构简式为 。 (5)以、乙醇为原料合成(其它试剂任选)，设计其合成路线 。 【答案】(1) 羧基、羰基(或酮基) (2) 苯甲酸正戊酯 加聚反应 (3)+2 (4) 23 (5) 【分析】 根据已知条件及路线图可知B为，D为，据此进行分析； 【详解】（1） 根据图中结构简式可知，A中所含官能团名称为羧基、羰基；B的结构简式为；的名称为：苯甲酸正戊酯；由流程图可知的反应类型是加聚反应； （2） D到E发生消去反应，其反应条件为浓硫酸、170°C，的化学反应方程式为：+2； （3） E为，符合要求的同分异构体中含有，剩余6个碳原子形成三个支链，且不含结构，形成3个支链碳原子有两种分配方式：①1，2，3，在苯环上有10种连接方式；②2，2，2，在苯环上有3种连接方式；情况①中的3个碳原子有2种碳链异构：、，与另外的甲基和乙基在苯环上共有10×2=20种；故E符合条件的同分异构体共有20+3=23种；其中共振氢谱有三组峰，峰面积比为1：2：3的结构简式为； （4） 根据题中路线及已知信息，以、乙醇为原料合成，其合成路线为。 题型06 应用广泛的高分子材料 知识积累 【典例6】聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料，其合成路线如下： 下列说法不正确的是 A．聚乳酸的重复单元中有两种官能团 B．合成聚乳酸的反应是缩聚反应 C．乳酸与足量的反应生成 D．聚乳酸中存在手性碳原子 【答案】A 【详解】A．由聚乳酸的结构可知，重复单元中官能团是酯基，只有一种，A错误； B．乳酸聚合生成大分子聚乳酸，同时脱下n-1个水，属于缩聚反应，B正确； C．乳酸中能与金属钠反应的官能团是羟基和羧基，每个聚乳酸分子中只有链端由1个羟基和1个羧基，因此1mol乳酸应与2molNa反应，生成1mol氢气，C正确； D．聚乳酸分子中箭头所指的C（）连有4个不同的基团，是手性碳，D正确； 故选A。 【变式6-1】合成高分子材料用途广泛、性能优异，其功能与分子结构有密切的关系。下面是几种高分子材料的结构简式，有关说法不正确的是 A．甲是天然橡胶的主要成分，易老化，能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．乙是由两种单体形成的网状高分子化合物，具有是热塑性 C．丙与NaOH溶液在一定条件下反应，生成高吸水性树脂 D．丁是合成纤维中目前产量第一的聚酯纤维，可由两种单体缩聚合成 【答案】B 【详解】A．甲是天然橡胶的主要成分，甲中含有碳碳双键，易老化，能使酸性高锰酸钾褪色，故A项正确； B．乙是酚醛树脂，是苯酚和甲醛在酸催化下发生缩聚反应生成的，该高分子化合物具有线型结构，从而具有热塑性，B项错误； C．丙中含有酯基，丙与氢氧化钠溶液反应生成和CH3OH，是高吸水性树脂，C项正确； D．D是涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯），涤纶中含酯基，是合成纤维中目前产量第一的聚酯纤维，是由对苯二甲酸和乙二醇缩聚生成的，D项正确； 答案为B。 【变式6-2】近年来，我国科学工作者成功研究出以为主要原料生产可降解高分子材料的技术，下面是利用稀土作催化剂，使二氧化碳和环氧丙烷生成可降解聚碳酸酯的反应原理： (1)A的名称为 ，B中所含官能团的名称为 。 (2)对于A，分析预测其可能的化学性质，完成下表。 序号 反应试剂、条件 生成新物质的结构简式 反应类型 ① (a) (b) ② 催化剂、加热 (c) 加聚反应 (3)D的分子式为 ，D的一种链状同分异构体F的核磁共振氢谱只有一组吸收峰，则F的结构简式为 。 (4)关于上述示意图中的相关物质及转化，下列说法正确的有_______(填字母序号)。 A．由化合物A到B的转化中，有π键的断裂与形成 B．化合物B、E分子中均含有手性碳原子 C．CO2属于含有非极性共价键的非极性分子 D．反应②中，存在碳原子杂化方式的改变 (5)化合物E还有一种合成工艺： ①CH2=CHCH3发生加成反应生成化合物G； ②化合物G水解生成二元醇H； ③由H与碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)缩合聚合生成E。 写出步骤①、②的化学方程式 。 【答案】(1)丙烯 醚键 (2)Cl2、光照 取代反应 (3)C4H6O3 (4)BD (5)CH2=CHCH3+ Br2→CH2BrCHBrCH3、CH2BrCHBrCH3+2NaOH+2NaBr 【分析】 CH2=CH-CH3发生氧化反应生成，与CO2发生加成反应生成，发生缩聚反应生成聚碳酸酯。 【详解】（1）A：CH2=CH-CH3的名称为丙烯，B中的官能团名称为醚键； （2）A：CH2=CH-CH3与氯气在光照的条件下可以发生取代反应生成；CH2=CH-CH3含有碳碳双键在催化剂、加热的条件下能发生加聚反应生成聚丙烯； （3）D结构简式为，分子式为C4H6O3；D的一种链状同分异构体F的核磁共振氢谱只有一组吸收峰，结构对称，则F的结构简式为； （4）A．由化合物A到B的转化中，丙烯中C=C和氧气中O=O中的π键的断裂，没有π键的形成，A错误； B．手性碳原子是指四个键均连接不同原子或原子团的碳原子，化合物B、E分子中均含有手性碳原子，如图所示标注为手性碳原子、，B正确； C．二氧化碳只含C=O键，故CO2属于不含有非极性共价键的非极性分子，C错误； D．反应②中与CO2发生加成反应生成，反应前后碳原子杂化方式由与CO2中的变为中的，故反应②中，存在碳原子杂化方式的改变，D正确； 答案选BD。 （5）化合物E还有一种合成工艺： ①CH2=CHCH3与Br2发生加成反应生成化合物CH2BrCHBrCH3； ②化合物CH2BrCHBrCH3水解生成二元醇； ③由与碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)缩合聚合生成。 步骤①的化学方程式为：CH2=CHCH3+ Br2→CH2BrCHBrCH3； 步骤②的化学方程式为：CH2BrCHBrCH3+2NaOH+2NaBr。 【变式6-3】合成橡胶IR和合成树脂Q在生产、生活中有着广泛的应用。IR和Q的结构简式分别为：和工业上以石油化工产品为原料合成IR和Q的流程如下： 已知：I.同一个碳原子上有两个碳碳双键时分子不稳定。 II.R1CHO+R2CH2CHO+H2O III.H-C≡C-H+ (1)苯和R反应的原子利用率为100%，则R的官能团名称为 。 (2)X的核磁共振氢谱只有1个吸收峰，X生成Y的化学方程式为 ；Z生成E的反应类型为 。 (3)天然橡胶主要成分是IR的顺式结构，天然橡胶的结构简式为 。 (4)A和B在一定条件下反应的化学方程式为 。 (5)D的同分异构体有多种，其中符合下列条件的有 种。 ①苯环上有两个或三个取代基； ②取代基可能是“醛基、羧基、酯基或羟基”。 (6)请参照上述流程，设计以2-丙醇、乙炔为主要原料(其他无机试剂自选)合成2，5-二甲基-2，5-己二醇的路线 。 【答案】(1)碳碳双键 (2) +HC≡CH 消去反应 (3) (4)n+n+(n-1)H2O (5)12 (6) 【分析】苯和R反应生成，反应中原子利用率为100%，应是发生加成反应，则R为CH2=CHCH3，发生氧化反应生成X和A，A的分子式为C6H6O，X和乙炔发生信息IV的反应生成Y，结合X分子式，可知X为，则Y为，Y和氢气发生加成反应生成Z，Z发生消去反应生成E，结合IR的结构简式知，Z为，E为；B和乙醛发生信息III的反应生成C，C和银氨溶液发生氧化反应，然后酸化生成，所以C为，B的结构简式为：，B和A发生缩聚反应反应生成Q为，则A的结构简式为：。 【详解】（1）苯和R反应的原子利用率为100%，则R为CH2=CHCH3，官能团名称为碳碳双键； （2）X的核磁共振氢谱只有1个吸收峰，X为，由分析可知Y为，则X生成Y的化学方程式为+HC≡CH；Z为，E为，Z发生消去反应生成E，反应类型为消去反应； （3）天然橡胶主要成分是IR的顺式结构，即相同的基团位于碳碳双键的同一侧，天然橡胶的结构简式为； （4）A为、B为，A和B在一定条件下发生发生缩聚反应生成Q，反应的化学方程式为n+n+(n-1)H2O； （5）苯环上有两个或三个取代基、②取代基可能是“醛基、羧基、酯基、羟基”的的同分异构体中，当取代基为一个羧基一个羟基时有邻、间、对三种结构，当取代基为一个酯基一个羟基时有邻、间、对3种结构，当取代基为一个醛基两个羟基时有：当两个羟基相邻时有2种结构，当两个羟基间位时有3种结构，当两个羟基对位时有1种结构，所以共有12种同分异构体，故答案为：12； （6）(CH3)2CHOH发生催化氧化反应生成，和乙炔发生加成反应生成，碳碳三键发生加成反应生成，合成路线流程图为：。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $$