3.3 合成高分子化合物 第1课时（同步讲义）化学鲁科版选择性必修3

本讲义聚焦合成高分子化合物核心知识点，系统梳理高分子化合物的概念（单体、链节、聚合度）、分类，以及加聚反应和缩聚反应的原理，构建从基础概念到反应规律再到单体推断的递进学习支架。 资料通过对比表格明晰加聚与缩聚反应差异，结合“即学即练”和分层练习题，培养学生物质结构决定性质的化学观念与科学思维，课中辅助教师教学，课后帮助学生巩固提升，有效查漏补缺。

第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第3节 合成高分子化合物 第1课时 高分子化合物及其合成 教学目标 1.了解高聚物、单体、链节、聚合度的概念，知道高分子化合物的分类。 2.能对高分子化合物和单体进行相互推断。 3.能根据单体的官能团差异理解加聚反应和缩聚反应的原理，并能正确书写加聚反应、缩聚反应的化学方程式。 重点和难点 重点：加聚反应和缩聚反应。 难点：高分子化合物和单体进行相互推断。 ◆知识点一 高分子化合物概述 1．高分子化合物的概念 (1)一般是指由成千上万个原子以共价键连接形成的、相对分子质量很大(104～106甚至更大)的化合物(简称高分子)，又称大分子化合物(简称大分子)。 (2)由于高分子多是由小分子通过聚合反应生成的，也称为高聚物，常称为聚合物。 2．高分子化合物的结构 (1)单体：能用来合成高分子化合物的小分子化合物。 (2)链节：化学组成和结构均可以重复的最小单位称为重复结构单元。 (3)聚合度：在一个高分子化合物中，结构单元的总数表示形成该高分子化合物时反应掉的单体数。 (4)实例 3．高分子化合物的分类 即学即练 1．聚丙烯的单体的结构简式为__________，链节为________；聚合度为________，聚合物的平均相对分子质量为________。 【答案】CH3—CH==CH2　　n　42n 【解析】聚丙烯由丙烯聚合而成，所以其单体的结构简式为CH3—CH==CH2，其平均相对分子质量为42n。 ◆知识点二 高分子化合物的合成——聚合反应 1．加成聚合反应 (1)概念：单体通过加成的方式生成高分子化合物的聚合反应，简称加聚反应。 (2)特点：没有小分子化合物产生。 (3)实例 ①单烯自聚型 ， 。 ②二烯自聚型 ③乙炔加聚 ④共聚型 nCH2==CH2＋nCH2==CH—CH3(或)。 2．缩合聚合反应 (1)概念：由单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应，简称缩聚反应。 (2)特点：有小分子化合物(如水)产生。 (3)常见的缩聚反应类型 ①羟基酸缩聚 。 ②醇酸缩聚 nHOCH2CH2OH＋＋(2n－1)H2O。 ③氨基酸缩聚 ＋(2n－1)H2O。 ④胺酸缩聚 nH2N(CH2)6NH2＋nHOOC(CH2)4COOH。 ⑤酚醛缩聚 ＋nHCHO ＋(n－1)H2O。 即学即练 1.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(　　) A.①② B.②③ C.②④ D.①④ 【答案】B 【解析】①应为nCH2===CH—CN，应是加聚反应；②中有—COOH和—OH，为缩聚反应；③中仅有，为加聚反应。 一、加聚反应与缩聚反应 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 通过在不饱和键上的加成而连接 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) 聚合物的化学组成 所得的高聚物的化学组成跟单体的化学组成相同，其相对分子质量r＝Mr(单体)×n(聚合度) 所得的高聚物的化学组成跟单体的化学组成不同，其相对分子质量r<Mr(单体)×n(聚合度) 实践应用 1.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(　　) 【答案】B 【解析】乙烯分子间加聚可生成，丙烯分子间加聚可生成，乙烯分子与丙烯分子间加聚可生成或，故B项物质不可能得到。 二、聚合物单体的推断方法 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 。 (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 (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。 如单体：。 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 单体为。 2.缩聚产物推断单体 类型 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 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 实 例 高聚物 单体 HOOC—COOH HOCH2CH2OH H2NCH2COOH 实践应用 1．某聚合物可表示为，下列有关叙述不正确的是(　　) A．该聚合物是通过加聚反应生成的 B．合成该聚合物的单体有3种 C．1 mol该聚合物能与1 mol H2发生加成反应，生成不含的物质 D．该聚合物能被酸性KMnO4溶液氧化 【答案】C 【解析】合成该聚合物的单体有、CH3—CH==CH2、CH2==CH2 3种，它们通过加聚反应生成该聚合物，A、B项正确；1 mol该聚合物分子中含n mol碳碳双键，能与n mol H2发生加成反应生成不含碳碳双键的物质，C项错误；该聚合物中含有碳碳双键，能被酸性KMnO4溶液氧化，D项正确。 考点一 高分子化合物概述 【例1】下列材料中主要成分不属于有机高分子的是(　　) A．PVC(聚氯乙烯)制作的“冰墩墩”钥匙扣 B．BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)制成的冬奥纪念钞 C．颁奖礼服中的石墨烯发热内胆 D．“冰立方”的ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜结构 【答案】C 【解析】聚氯乙烯、双向拉伸聚丙烯薄膜、乙烯-四氟乙烯共聚物都属于有机高分子，石墨烯是碳单质，不属于有机物，故C符合题意。 【变式1-1】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 —CH2—CH2—CH2— 【答案】C 【解析】聚氯乙烯的链节为；聚苯乙烯的链节为；聚丙烯的链节为。 【变式1-2】下列叙述正确的是(　　) A．单体的质量之和等于所生成的高分子化合物的质量 B．单体为一种物质时，则单体发生加聚反应 C．缩聚反应的单体至少有两种物质 D．淀粉和纤维素的聚合度不同，二者不互为同分异构体 【答案】D 【解析】若为加聚反应，单体的质量之和等于所生成的高分子化合物的质量，若为缩聚反应，高分子化合物的质量小于单体的质量之和，A项错误；单体为一种物质时，单体可能发生加聚反应也可能发生缩聚反应，如乙烯通过加聚反应得到聚乙烯，乳酸()通过缩聚反应得到聚乳酸()和水，B项错误；缩聚反应的单体可以为一种或多种物质，如聚乳酸的单体就只有乳酸一种，C项错误；淀粉和纤维素分子式均为(C6H10O5)n，但聚合度n不同，则分子式实际是不同的，二者不互为同分异构体，D项正确。 考点二 加成聚合反应 【例2】乙烯和丙烯的混合物，发生加聚反应，不可能得到的是(　　) A．CH2—CH2 B．CH2—CH2—CH2—CH2—CH2 C． D． 【答案】B 【解析】加聚反应仅与小分子中的不饱和原子有关，原不饱和原子上的原子或原子团在高分子化合物中作支链。 【变式2-1】某有机高分子X的结构简式如图所示。下列说法正确的是(　　) A．X易溶于水 B．X由缩聚反应得到 C．合成X的单体有两种 D．合成X的单体都具有顺反异构 【答案】C 【解析】X中不含亲水基，难溶于水，A错误；X是由加聚反应得到的，B错误；根据题给结构简式可知，合成X的单体有两种，分别是苯乙烯和异戊二烯，C正确；苯乙烯和异戊二烯都不存在顺反异构体，D错误。 【变式2-2】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(　　) ①CH2==CH—CH==CH2　②CH3—C≡C—CH3 ③CH2==CH—CN　④CH3—CH==CH—CN ⑤CH3—CH==CH2　⑥CH3—CH==CH—CH3 A．③⑥ B．②③ C．①③ D．④⑤ 【答案】C 【解析】由丁腈橡胶的结构简式可知其为加聚物，根据加聚物单体的判断方法“见双键，四个碳”断键后，单双键互换，即得单体为CH2==CH—CN和CH2==CH—CH==CH2。 考点三 缩合聚合反应 【例3】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，下列有关PHB说法不正确的是(　　) A．PHB通过加聚反应制得 B．PHB的单体是 C．PHB在微生物作用下的降解产物可能有CO2和H2O D．PHB是一种聚酯 【答案】A 【解析】PHB通过缩聚反应制得，A项错误；PHB水解得到，在微生物作用下的降解产物可能有CO2和H2O，B、C项正确；PHB是由发生缩聚反应产生的物质，是一种聚酯，D项正确。 【变式3-1】合成导电高分子PPV的反应为 下列说法正确的是(　　) A．PPV是聚苯乙炔 B．该反应为缩聚反应 C．PPV与聚苯乙烯的最小结构单元相同 D．1 mol最多可与2 mol H2发生反应 【答案】B 【解析】聚苯乙炔的结构简式为，PPV不是聚苯乙炔，A错误；该反应除生成高分子化合物外，还有小分子化合物生成，属于缩聚反应，B正确；PPV与聚苯乙烯()的最小结构单元不相同，C错误；1个分子中含有2个碳碳双键和1个苯环，1 mol该物质最多可以与5 mol氢气发生加成反应，D错误。 【变式3-2】某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片段为 则生成该树脂的单体的种数和化学反应所属类型正确的是(　　) A．1种，加聚反应 B．2种，缩聚反应 C．3种，加聚反应 D．3种，缩聚反应 【答案】D 【解析】从分子的结构片段来看，该高分子化合物应是缩聚反应的产物，而且是由3种单体缩聚得到的，分别是、HCHO、。 基础达标 1．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 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一般高达104～106，所以油脂不是有机高分子化合物，A错；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；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，而是混合物，D错。 2．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—CH2—CH2—CH2— 【答案】C 【解析】A的链节为；B的链节为；D的链节为。 3．下列物质中，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(　　) 【答案】B 【解析】苯酚能发生加成反应(与H2)，还能发生缩聚反应(和甲醛)，但不能发生加聚反应，故A错；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。 4．缩聚反应是合成高分子材料的重要反应。下列属于缩聚反应的是(　　) A．乙烯生成聚乙烯 B．四氟乙烯生成聚四氟乙烯 C．乙烯和氯气生成1，2­二氯乙烷 D．对苯二甲酸和乙二醇生成聚酯和水 【答案】D 【解析】乙烯生成聚乙烯，发生加聚反应，故A错误；四氟乙烯生成聚四氟乙烯，发生加聚反应，故B错误；乙烯与氯气生成1，2­二氯乙烷，发生加成反应，故C错误；对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成聚酯和水，故D正确。 5.下列关于加聚反应和缩聚反应的说法中不正确的是(　　) A.加聚反应后有机化合物分子的不饱和度减小 B.加聚反应是一种特殊的加成反应，多数缩聚反应是一种复杂的取代反应 C.加聚反应和缩聚反应的原子利用率均为100% D.加聚反应和缩聚反应中均有官能团发生变化 【答案】C 【解析】加聚反应中有机化合物分子中的不饱和键断开，不饱和度减小，A正确；加聚反应是单体之间发生加成，缩聚反应是单体之间脱去小分子，可以看作取代反应，B正确；缩聚反应的产物有小分子，原子利用率不为100%，C错误；加聚反应中不饱和键发生加成，缩聚反应中官能团之间发生取代反应脱去小分子，均有官能团发生变化，D正确。 6.用丙醛(CH3CH2CHO)制取聚丙烯()的过程中发生的反应类型有(　　) ①取代反应　②消去反应　③加聚反应　④氧化反应　⑤还原反应 A.①②③ B.④②③ C.⑤②④ D.⑤②③ 【答案】D 【解析】首先丙醛与氢气发生加成反应(还原反应)生成丙醇；丙醇发生消去反应，生成丙烯；丙烯发生加聚反应得到聚丙烯，D正确。 7.链状高分子化合物的结构简式为，该有机物可由有机化工原料R和其他试剂通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到，则R是(　　) A.1－丁烯 B.2－丁烯 C.1，3－丁二烯 D.乙烯 【答案】D 【解析】由该高分子化合物的结构简式可知，合成该高分子化合物的单体是HOOCCOOH、HOCH2CH2OH。由此逆推可知，CH2==CH2与Br2发生加成反应生成BrCH2CH2Br，BrCH2CH2Br发生水解反应生成单体之一HOCH2CH2OH，HOCH2CH2OH再经过氧化反应生成另外一种单体HOOCCOOH，D项正确。 8．某高分子化合物的结构简式为，下列有关叙述正确的是(　　) A．其单体是CH2===CH2和HCOOC2H5 B．它是缩聚反应的产物 C．其链节是CH3CH2—COOC2H5 D．其单体是CH2===CH—COOC2H5 【答案】D 【解析】高分子化合物的链节是；其单体是CH2==CH—COOC2H5；它是加聚反应的产物。 9．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 D．可形成顺反异构体 【答案】D 【解析】由该聚合物的结构片断可知其单体为，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。 10.DAP是电表和仪表部件中常用的一种高分子化合物，其结构简式为 则可用于合成它的有机化合物可能有：①邻苯二甲酸；②丙烯醇()；③丙烯；④乙烯；⑤邻苯二甲酸甲酯。下列组合正确的是(　　) A.①② B.④⑤ C.①③ D.③④ 【答案】A 【解析】该高聚物的合成反应属于加聚反应，其单体的结构简式为，该物质属于酯类，可由 和通过酯化反应生成，故选①邻苯二甲酸、②丙烯醇。 综合应用 11.某高分子化合物的部分结构如下： 下列说法不正确的是(　　) A.该聚合物的链节是 B.该聚合物的分子式为(C2H2Cl2)n C.该聚合物的单体是 D.若n为聚合度，则该聚合物的平均相对分子质量为97n 【答案】A 【解析】因碳碳单键可以旋转，则可判断题给聚合物的重复结构单元(即链节)为，A项错误；该聚合物的结构简式为，分子式为(C2H2Cl2)n，B项正确；该聚合物的单体是，C项正确；该聚合物的平均相对分子质量为97n，D项正确。 12.下列对聚合物及其单体的认识正确的是(　　) 【答案】B 【解析】的单体是，A项错误；是由三种单体加聚得到的，即由1，3－丁二烯、邻甲基苯乙烯、苯乙烯加聚得到的，B项正确；聚苯乙烯的单体为，C项错误；的单体是苯酚和甲醛，其中甲醛能发生银镜反应，D项错误。 13.X是一种性能优异的高分子材料，其结构简式为已被广泛应用于声、热、光的传感等方面。它是由HC≡CH、(CN)2、CH3COOH三种物质通过下列可能的反应生成的： ①加成反应　②取代反应　③缩聚反应　④加聚反应　⑤酯化反应 由X的结构简式分析，合成X的过程中发生反应的类型有(　　) A.①④⑤ B.①④ C.①②④ D.①②③ 【答案】B 【解析】由X的结构简式可判断出它是加聚反应的产物，两种单体分别为NCCH===CHCN和CH3COOCH===CH2，显然前者是HC≡CH和(CN)2的加成产物，后者是HC≡CH和CH3COOH的加成产物，因此选项B正确。 14.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(　　) 【答案】C 【解析】A错，根据加聚反应规律，可以知道丙烯腈聚合应该生成；B错，乙二酸与乙二醇发生缩聚反应得到聚乙二酸乙二醇酯，还应有小分子水生成；C对，两种单烯烃发生加聚反应，双键打开连接成高分子化合物；D错，苯酚与甲醛发生缩聚反应还应有水生成。 15.下列高分子化合物的单体只有一种的是(　　) 【答案】A 【解析】A为加聚产物，单体为；B为加聚产物，单体为 ；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。 16.如下所示是以烃A为原料生产人造羊毛的合成路线。 下列说法正确的是(　　) A.合成人造羊毛的反应属于缩聚反应 B.A生成C的反应属于加成反应 C.A生成D的反应属于取代反应 D.烃A的结构简式为CH2==CH2 【答案】B 【解析】从链节的结构来看，该聚合物为加聚产物，不是缩聚产物(一般情况下，O、N等杂原子参与高分子的主链构成)，故该反应为加聚反应，A错误；A为，它和HCN反应生成，该反应为加成反应，B正确；A为，它和HOOCCH3在一定条件下反应生成，该反应为加成反应，C错误；A为，D错误。 17．“冰墩墩”“雪容融”由PVC、PC、ABS和亚克力等环保材料制成。下列说法正确的是(　　) A．PVC()的相对分子质量为62.5 B．PC()是加聚反应生成的高聚物 C．苯乙烯是合成ABS的原料之一，其分子中的所有原子可能共面 D．亚克力()含有两种官能团 【答案】C 【解析】PVC的相对分子质量为62.5n，A错误；PC属于聚酯，是缩聚反应生成的高聚物，B错误；苯环和碳碳双键均为平面结构，则苯乙烯分子中的所有原子可能共面，C正确；亚克力只含有酯基，含有一种官能团，D错误。 18．不饱和聚酯(UP) 是生产玻璃钢的基体材料。采用基础化工原料合成UP的流程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．单体2可能是对苯二甲酸 B．丙可直接被酸性KMnO4溶液氧化生成单体1 C．单体1、2、3经缩聚反应制得UP D．调节单体的投料比，控制m和n的比值，能获得性能不同的高分子材料 【答案】B 【解析】由图示UP的结构可推知，其单体分别为HO—CH2CH2—OH、、HOOC—CH==CH—COOH。结合流程图可知单体1为HOOC—CH==CH—COOH，甲为CH2==CH—CH==CH2，继而可推知乙为CH2BrCH==CHCH2Br，乙发生水解反应生成丙(HOCH2CH==CHCH2OH)，丙与HBr发生加成反应生成HOCH2CH2CHBrCH2OH，HOCH2CH2CHBrCH2OH经过连续氧化生成丁，丁为HOOCCH2CHBrCOOH，丁发生消去反应再酸化后生成单体1，单体1的结构简式为HOOCCH==CHCOOH。由上述分析可知，单体2可能是乙二醇或对苯二甲酸，A项正确；丙为HOCH2CH==CHCH2OH，其分子中的碳碳双键和羟基均能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故不能直接被氧化生成单体1，B项错误；HOOCCH==CHCOOH、HOCH2CH2OH、反应生成UP的同时还有水生成，所以发生的是缩聚反应，C项正确；三种单体之间可以有多种连接方式，所以调节单体的投料比，控制m和n的比值，能获得性能不同的高分子材料，D项正确。 19．水凝胶材料要求具有较高的含水率，以提高其透氧性能，在生物医学上有广泛应用。由N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)合成水凝胶材料高聚物A的路线如图： 下列说法正确的是(　　) A．NVP有顺反异构 B．1 mol高聚物A与足量Na反应，生成0.5 mol H2 C．HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A D．HEMA可由2-甲基丙烯酸和乙二醇通过酯化反应制得 【答案】D 【解析】NVP结构中碳碳双键的其中一个不饱和碳原子连接2个氢原子，没有顺反异构，故A错误；高聚物A含有n个羟基，1 mol高聚物A与足量Na反应，生成0.5n mol H2，故B错误；高聚物A是由碳碳双键之间发生加聚反应生成的，故C错误；HEMA中含有酯基，可水解生成2-甲基丙烯酸和乙二醇，故HEMA可由2-甲基丙烯酸和乙二醇通过酯化反应制得，故D正确。 20.下列关于合成材料的说法中，不正确的是(　　) 【答案】C 【解析】塑料、合成纤维和合成橡胶都属于合成材料，A正确；聚氯乙烯由氯乙烯通过加聚反应生成，其单体是，可制成薄膜、软管等，B正确；合成酚醛树脂 的单体是苯酚和甲醛，C错误；合成顺丁橡胶的单体是，D正确。 拓展培优 21.有下列化合物： (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E反应生成的缩聚物的结构简式为____________________。 【答案】(1)C　 【解析】C分子结构中含有碳碳双键，所以可发生加聚反应；A分子结构中含有两种不同的官能团，所以单体间可发生缩聚反应。 22．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，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：________________________________________________________________。 (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 C．1 mol E与足量金属钠反应可以生成22.4 L氢气(标准状况) D．高分子G属于酯类 【答案】(1)CH3CH==CH2＋Br2―→ nCH3CH==CH2 (2) (3)＋H2O (4)AB 【解析】(2)由反应流程可推知，B的结构简式为，则C为，D为，D经加氢还原生成E。 (4)丙烯与环丙烷互为同分异构体，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，B项错误。 23．PBS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：RC≡CH＋ (1)A→B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—O—O—。半方酸的结构简式是________________。 (4)由B和D合成PBS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悬浊液反应 d．1 mol A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)nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH ＋(2n－1)H2O　(5)ac 【解析】(1)依据烯烃的性质知，A→B的反应是HOOCCH==CHCOOH与氢气发生的加成反应，故B的结构简式为HOOCCH2CH2COOH。(2)利用已知信息和合成路线可知，C的结构简式为HOCH2—C≡C—CH2OH，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的反应为缩聚反应。(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悬浊液发生中和反应，c项正确；1 mol A完全燃烧消耗3 mol O2，d项错误。 24.环己烯常用于有机合成。现通过下列流程，以环己烯为原料合成环醚、聚酯、橡胶，其中F可以作内燃机的抗冻剂，J分子中无饱和碳原子。 已知：R1—CH===CH—R2R1—CHO＋R2—CHO (1)③的反应条件是__________________________________________。 (2)H的名称是____________________________________________________。 (3)有机物B和I的关系为________(填字母)。 A.同系物 B.同分异构体 C.都属于醇类 D.都属于烃 (4)写出下列反应的化学方程式并注明反应类型： 反应②____________________________________________________，___________________； 反应⑧__________________________________________________________，___________________； 反应⑨___________________________________________________________，___________________； 反应⑩_________________________________________________________，___________________。 (5)写出两种D的属于酯类的链状同分异构体的结构简式：____________________________________________________________。 【答案】(1)NaOH醇溶液、加热 (2)聚乙二酸乙二酯 (3)C 取代反应 【解析】根据题中信息结合已学知识可知流程图中的各步反应为 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 第3节 合成高分子化合物 第1课时 高分子化合物及其合成 教学目标 1.了解高聚物、单体、链节、聚合度的概念，知道高分子化合物的分类。 2.能对高分子化合物和单体进行相互推断。 3.能根据单体的官能团差异理解加聚反应和缩聚反应的原理，并能正确书写加聚反应、缩聚反应的化学方程式。 重点和难点 重点：加聚反应和缩聚反应。 难点：高分子化合物和单体进行相互推断。 ◆知识点一 高分子化合物概述 1．高分子化合物的概念 (1)一般是指由成千上万个原子以 连接形成的、相对分子质量很大(104～106甚至更大)的化合物(简称高分子)，又称大分子化合物(简称大分子)。 (2)由于高分子多是由小分子通过 生成的，也称为 ，常称为聚合物。 2．高分子化合物的结构 (1)单体：能用来合成高分子化合物的 化合物。 (2)链节：化学组成和结构均可以重复的最小单位称为 。 (3)聚合度：在一个高分子化合物中，结构单元的总数表示形成该高分子化合物时反应掉的单体数。 (4)实例 3．高分子化合物的分类 即学即练 1．聚丙烯的单体的结构简式为__________，链节为________；聚合度为________，聚合物的平均相对分子质量为________。 ◆知识点二 高分子化合物的合成——聚合反应 1．加成聚合反应 (1)概念：单体通过加成的方式生成 的聚合反应，简称加聚反应。 (2)特点：没有 化合物产生。 (3)实例 ①单烯自聚型 ， 。 ②二烯自聚型 ③乙炔加聚 ④共聚型 nCH2==CH2＋nCH2==CH—CH3(或)。 2．缩合聚合反应 (1)概念：由单体通过分子间的 而生成高分子化合物的聚合反应，简称缩聚反应。 (2)特点：有 化合物(如水)产生。 (3)常见的缩聚反应类型 ①羟基酸缩聚 。 ②醇酸缩聚 nHOCH2CH2OH＋＋(2n－1)H2O。 ③氨基酸缩聚 ＋(2n－1)H2O。 ④胺酸缩聚 nH2N(CH2)6NH2＋nHOOC(CH2)4COOH。 ⑤酚醛缩聚 ＋nHCHO ＋(n－1)H2O。 即学即练 1.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(　　) A.①② B.②③ C.②④ D.①④ 一、加聚反应与缩聚反应 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 通过在不饱和键上的加成而连接 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) 聚合物的化学组成 所得的高聚物的化学组成跟单体的化学组成相同，其相对分子质量r＝Mr(单体)×n(聚合度) 所得的高聚物的化学组成跟单体的化学组成不同，其相对分子质量r<Mr(单体)×n(聚合度) 实践应用 1.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(　　) 二、聚合物单体的推断方法 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 。 (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 (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。 如单体：。 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 单体为。 2.缩聚产物推断单体 类型 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 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 实 例 高聚物 单体 HOOC—COOH HOCH2CH2OH H2NCH2COOH 实践应用 1．某聚合物可表示为，下列有关叙述不正确的是(　　) A．该聚合物是通过加聚反应生成的 B．合成该聚合物的单体有3种 C．1 mol该聚合物能与1 mol H2发生加成反应，生成不含的物质 D．该聚合物能被酸性KMnO4溶液氧化 考点一 高分子化合物概述 【例1】下列材料中主要成分不属于有机高分子的是(　　) A．PVC(聚氯乙烯)制作的“冰墩墩”钥匙扣 B．BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)制成的冬奥纪念钞 C．颁奖礼服中的石墨烯发热内胆 D．“冰立方”的ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜结构 【变式1-1】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 —CH2—CH2—CH2— 【变式1-2】下列叙述正确的是(　　) A．单体的质量之和等于所生成的高分子化合物的质量 B．单体为一种物质时，则单体发生加聚反应 C．缩聚反应的单体至少有两种物质 D．淀粉和纤维素的聚合度不同，二者不互为同分异构体 考点二 加成聚合反应 【例2】乙烯和丙烯的混合物，发生加聚反应，不可能得到的是(　　) A．CH2—CH2 B．CH2—CH2—CH2—CH2—CH2 C． D． 【变式2-1】某有机高分子X的结构简式如图所示。下列说法正确的是(　　) A．X易溶于水 B．X由缩聚反应得到 C．合成X的单体有两种 D．合成X的单体都具有顺反异构 【变式2-2】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(　　) ①CH2==CH—CH==CH2　②CH3—C≡C—CH3 ③CH2==CH—CN　④CH3—CH==CH—CN ⑤CH3—CH==CH2　⑥CH3—CH==CH—CH3 A．③⑥ B．②③ C．①③ D．④⑤ 考点三 缩合聚合反应 【例3】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，下列有关PHB说法不正确的是(　　) A．PHB通过加聚反应制得 B．PHB的单体是 C．PHB在微生物作用下的降解产物可能有CO2和H2O D．PHB是一种聚酯 【变式3-1】合成导电高分子PPV的反应为 下列说法正确的是(　　) A．PPV是聚苯乙炔 B．该反应为缩聚反应 C．PPV与聚苯乙烯的最小结构单元相同 D．1 mol最多可与2 mol H2发生反应 【变式3-2】某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片段为 则生成该树脂的单体的种数和化学反应所属类型正确的是(　　) A．1种，加聚反应 B．2种，缩聚反应 C．3种，加聚反应 D．3种，缩聚反应 基础达标 1．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 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 2．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—CH2—CH2—CH2— 3．下列物质中，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(　　) 4．缩聚反应是合成高分子材料的重要反应。下列属于缩聚反应的是(　　) A．乙烯生成聚乙烯 B．四氟乙烯生成聚四氟乙烯 C．乙烯和氯气生成1，2­二氯乙烷 D．对苯二甲酸和乙二醇生成聚酯和水 5.下列关于加聚反应和缩聚反应的说法中不正确的是(　　) A.加聚反应后有机化合物分子的不饱和度减小 B.加聚反应是一种特殊的加成反应，多数缩聚反应是一种复杂的取代反应 C.加聚反应和缩聚反应的原子利用率均为100% D.加聚反应和缩聚反应中均有官能团发生变化 6.用丙醛(CH3CH2CHO)制取聚丙烯()的过程中发生的反应类型有(　　) ①取代反应　②消去反应　③加聚反应　④氧化反应　⑤还原反应 A.①②③ B.④②③ C.⑤②④ D.⑤②③ 7.链状高分子化合物的结构简式为，该有机物可由有机化工原料R和其他试剂通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到，则R是(　　) A.1－丁烯 B.2－丁烯 C.1，3－丁二烯 D.乙烯 8．某高分子化合物的结构简式为，下列有关叙述正确的是(　　) A．其单体是CH2===CH2和HCOOC2H5 B．它是缩聚反应的产物 C．其链节是CH3CH2—COOC2H5 D．其单体是CH2===CH—COOC2H5 9．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 D．可形成顺反异构体 10.DAP是电表和仪表部件中常用的一种高分子化合物，其结构简式为 则可用于合成它的有机化合物可能有：①邻苯二甲酸；②丙烯醇()；③丙烯；④乙烯；⑤邻苯二甲酸甲酯。下列组合正确的是(　　) A.①② B.④⑤ C.①③ D.③④ 综合应用11.某高分子化合物的部分结构如下： 下列说法不正确的是(　　) A.该聚合物的链节是 B.该聚合物的分子式为(C2H2Cl2)n C.该聚合物的单体是 D.若n为聚合度，则该聚合物的平均相对分子质量为97n 12.下列对聚合物及其单体的认识正确的是(　　) 13.X是一种性能优异的高分子材料，其结构简式为已被广泛应用于声、热、光的传感等方面。它是由HC≡CH、(CN)2、CH3COOH三种物质通过下列可能的反应生成的： ①加成反应　②取代反应　③缩聚反应　④加聚反应　⑤酯化反应 由X的结构简式分析，合成X的过程中发生反应的类型有(　　) A.①④⑤ B.①④ C.①②④ D.①②③ 14.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(　　) 15.下列高分子化合物的单体只有一种的是(　　) 16.如下所示是以烃A为原料生产人造羊毛的合成路线。 下列说法正确的是(　　) A.合成人造羊毛的反应属于缩聚反应 B.A生成C的反应属于加成反应 C.A生成D的反应属于取代反应 D.烃A的结构简式为CH2==CH2 17．“冰墩墩”“雪容融”由PVC、PC、ABS和亚克力等环保材料制成。下列说法正确的是(　　) A．PVC()的相对分子质量为62.5 B．PC()是加聚反应生成的高聚物 C．苯乙烯是合成ABS的原料之一，其分子中的所有原子可能共面 D．亚克力()含有两种官能团 18．不饱和聚酯(UP) 是生产玻璃钢的基体材料。采用基础化工原料合成UP的流程如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．单体2可能是对苯二甲酸 B．丙可直接被酸性KMnO4溶液氧化生成单体1 C．单体1、2、3经缩聚反应制得UP D．调节单体的投料比，控制m和n的比值，能获得性能不同的高分子材料 19．水凝胶材料要求具有较高的含水率，以提高其透氧性能，在生物医学上有广泛应用。由N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)合成水凝胶材料高聚物A的路线如图： 下列说法正确的是(　　) A．NVP有顺反异构 B．1 mol高聚物A与足量Na反应，生成0.5 mol H2 C．HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A D．HEMA可由2-甲基丙烯酸和乙二醇通过酯化反应制得 20.下列关于合成材料的说法中，不正确的是(　　) 拓展培优 21.有下列化合物： (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E反应生成的缩聚物的结构简式为____________________。 22．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，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：________________________________________________________________。 (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 C．1 mol E与足量金属钠反应可以生成22.4 L氢气(标准状况) D．高分子G属于酯类 23．PBS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：RC≡CH＋ (1)A→B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—O—O—。半方酸的结构简式是________________。 (4)由B和D合成PBS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悬浊液反应 d．1 mol A完全燃烧消耗5 mol O2 24.环己烯常用于有机合成。现通过下列流程，以环己烯为原料合成环醚、聚酯、橡胶，其中F可以作内燃机的抗冻剂，J分子中无饱和碳原子。 已知：R1—CH===CH—R2R1—CHO＋R2—CHO (1)③的反应条件是__________________________________________。 (2)H的名称是____________________________________________________。 (3)有机物B和I的关系为________(填字母)。 A.同系物 B.同分异构体 C.都属于醇类 D.都属于烃 (4)写出下列反应的化学方程式并注明反应类型： 反应②____________________________________________________，___________________； 反应⑧__________________________________________________________，___________________； 反应⑨___________________________________________________________，___________________； 反应⑩_________________________________________________________，___________________。 (5)写出两种D的属于酯类的链状同分异构体的结构简式：____________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $