第5章 第1节 合成高分子的基本方法（教用Word）-【优学精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修3（人教版）

本讲义聚焦合成高分子的基本方法，系统梳理加成聚合反应和缩合聚合反应两大核心知识点。先阐述高分子特点，再分别讲解加聚反应（单体含不饱和键、无小分子生成）和缩聚反应（单体含双官能团、有小分子生成），通过概念辨析、实例分析及单体推断方法构建学习支架。 该资料通过“思考问题”引导主动探究，如丙烯加聚反应书写，“归纳总结”提炼单体推断规律，体现科学思维的模型建构与证据推理。练习题涵盖判断、选择及方程式书写，结合聚乳酸合成等实例强化应用，课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺，巩固知识体系。

第一节　合成高分子的基本方法 学习目标 1.了解聚合物的组成与结构特点，认识单体和重复结构单元（链节）及其与聚合物结构的关系。 2.了解加聚反应和缩聚反应的特点，能写出典型的加聚反应和缩聚反应的化学方程式。 知识点一　加成聚合反应 1.高分子的特点 （1）高分子的合成是利用有机化合物相互　反应　的性能，得到相对分子质量较大的高分子的过程。 （2）高分子的特点 ①高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多，通常在104以上。 ②高分子的相对分子质量是一个　平均　值，聚合反应得到的是分子长短不一的混合物。 （3）合成高分子的基本方法 合成高分子的基本方法包括加成聚合反应和缩合聚合反应，前者一般是含有　双键　的烯类单体发生的聚合反应，后者一般是含有两个（或两个以上）　官能团　的单体之间发生的聚合反应。 2.加成聚合反应 （1）相关概念：由单体分子间通过　加成　反应生成高分子的反应称为加成聚合反应，简称　加聚　反应。反应生成的聚合物称为　加成聚合物　，简称加聚物。 （2）示例 已知聚氯乙烯的结构简式为。 ①单体：　合成高分子　的小分子物质称为单体。由此可知聚氯乙烯的单体是　CH2CHCl　。 ②链节：高分子链中可重复的最小　结构　称为链节，又称重复结构单元。聚氯乙烯的链节是　—CH2—CHCl—　 。 ③聚合度：高分子链中含有的　链节　数目称为聚合度，通常用　n　表示。 ④加聚物的平均相对分子质量＝　链节的相对质量×n　。 【思考1】　写出丙烯（CH2CH—CH3）发生加聚反应的化学方程式。 提示：。 【思考2】　写出聚合物的单体的结构简式。 提示：CH2CH2和CHRCHR。主链有四个碳原子且无碳碳双键，其单体为两种，在链节正中央划线断开，然后半键闭合即可。 1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）加聚反应的产物为混合物，且没有固定的熔、沸点。（　√　） （2）加聚反应的原子利用率为100％。（　√　） （3）加聚反应聚合物的链节和单体的化学组成不同。（　×　） （4）具有碳碳双键或碳碳三键等不饱和键的单体，能发生加聚反应。（　√　） 2.某高聚物（M）可以表示为 。下列说法错误的是（　　） A.M的链节为 B.M可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.高分子材料由CH≡CH、（CN）2、CH3COOCHCH2三种单体在一定条件下加聚得到 D.M可由三种单体经加聚反应合成 解析：C　由高分子结构可知其由苯乙烯、苯乙炔和CH3CHCH—CHO三种单体加聚得到，因此M的链节为，A、D正确；M中含有碳碳双键，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应而使其褪色，B正确； C项中高分子材料由CH3COOCHCH2和2种单体在一定条件下加聚得到，C错误。 归纳总结 由加聚物推断单体的方法 （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，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。 如的单体为CH2CH2和。 （3）凡链节主链中只有碳原子，并存在结构的聚合物，其规律是“见双键，四个碳；无双键，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CH2CH—CHCH2和。 由加聚物推断单体的方法可简要总结为“两两一组，组间断1键，组内加1键。” 3.写出下列单体发生加聚反应的化学方程式。 （1）：。 （2）CH2CH2＋CH3—CHCH—CH3：nCH2CH2＋nCH3—CHCH—CH3　。 归纳总结 巧记加聚反应产物的书写方法 （1）单烯加聚双改单，链节主链两个碳，其他部分连原碳，写成支链不改变。 （2）共轭双键（两个双键之间间隔一个碳碳单键）要加聚，链节四碳要牢记，两端双键变单键，中间单键变双键，其他部分连原碳，写成支链不改变。 （3）共聚链节灵活写，规律总结两方面，开环加聚成长链，断开之处前后连，链节再加方括号，聚合度n跟后面。 知识点二　缩合聚合反应 1.缩聚反应的概念和特点 概念 由单体分子间通过　缩合　反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应，简称　缩聚　反应。反应生成的聚合物称为　缩合聚合物　，简称缩聚物 反应 特点 ①在生成缩聚物的同时，还伴有　小分子　的副产物（如H2O等）的生成。 ②大多数缩聚反应是　可逆　反应，为提高产率，并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　 【思考1】　能发生缩聚反应的有机物一般具有哪些特点？下列物质中，能发生缩聚反应的有哪些？ a.　b. c.HO（CH2）2OH　d.CH3CHCH—CN e.　f.HOOC（CH2）4COOH 提示：能够发生缩聚反应的有机物一般含有双官能团或多官能团（如—OH、—COOH、—NH2等）。其中能发生缩聚反应的化合物有a、c、f。 2.书写缩聚物和缩聚反应化学方程式的注意事项 （1）书写缩聚物的结构简式时，要注明端基原子或原子团。 （2）书写缩聚反应化学方程式时两个“注明” ①各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致，即要注明“n”。 ②注明生成小分子的个数，若由一种单体缩聚，小分子数一般为　n－1　，若由两种单体缩聚，小分子数一般为　2n－1　。 （3）实例 己二酸［］与乙二醇（HOCH2CH2OH）发生缩聚反应的方程式为　＋nHOCH2CH2OH＋（2n－1）H2O　。 【思考2】　的链节是什么？该高分子（缩聚物）的平均相对分子质量是不是链节相对质量的n倍？ 提示：，不是。缩聚物有端基原子或端基原子团，故缩聚物的平均相对分子质量大于链节相对质量的n倍。 【思考3】　写出发生缩聚反应的化学方程式。 提示：＋（n－1）H2O。 1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）高分子化合物的链节与单体的组成或相对分子质量不一定相同。（　√　） （2）有机高分子化合物的相对分子质量等于单体相对分子质量的n倍。（　×　） （3）缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子物质生成，如H2O、NH3、HCl等。（　√　） （4）既能发生加聚反应，也能发生缩聚反应。（　√　） 2.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. B.􀰷CH2CHCHCH2􀰻 C. D. 解析：D　A项是由CH2CH2和CH2CHCN通过加聚反应制得的；B项是由CH2CH—CHCH2通过加聚反应制得的；C项是由CH2CH—CHCH2和CH2CHC6H5通过加聚反应制得的；D项中含有官能团，说明此高聚物是通过缩聚反应制得的，单体为乙二醇与对苯二甲酸，D符合题意。 3.找出下列高分子的单体，并按要求填空。 （1）锦纶（ ）的单体为　H2N（CH2）5COOH，反应类型为　缩聚反应　。 （2）涤纶 （ ）的单体为　、HOCH2CH2OH　，制备涤纶的化学方程式为＋nHOCH2CH2OH＋（2n－1）H2O。 归纳总结 由缩聚物推断单体的方法 （1）若聚合物为或，其单体必为一种，去掉中括号和n即可。如的单体为；的单体是。 （2）当链节中含有或结构时，其单体至少是两种，此时常用“切割法”，去掉中括号和n后，断开羰基与氧原子或氮原子间的共价键，然后在羰基碳上连上羟基，在氧原子或氮原子上连上氢原子。如图所示： ①的单体为和HO（CH2）4OH。 ②去掉中括号和n再水解的单体为H2NCH2COOH和。 1.（人教版习题）可降解塑料聚羟基丁酸酯（PHB）可由3-羟基丁酸生成。下列说法正确的是（　　） A.合成PHB的反应属于加聚反应 B.合成PHB的反应属于缩聚反应 C.PHB的结构简式为 D.PHB的结构简式为 解析：B　3-羟基丁酸[CH3CH（OH）CH2COOH]在一定条件下发生缩聚反应生成PHB（ ）和水，B正确。 2.（鲁科版习题）下列对合成材料的认识中，不正确的是（　　） A.高分子化合物又称聚合物或高聚物，大多由小分子通过聚合反应制得 B.的单体是HOCH2CH2OH与 C.聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成的纯净物 D.高分子化合物按照来源可分为天然高分子和合成高分子 解析：C　聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成的，因为聚乙烯由多条碳原子数不同的链构成，所以聚乙烯属于混合物，C不正确。 3.某种合成橡胶的结构可表示为。该聚合物的单体是　　。 答案：CH2CH—CHCH2和CH2CH—CN。 4.（苏教版习题）写出下列反应的化学方程式。 （1）2分子甘氨酸（H2N—CH2COOH）脱去2分子水2＋2H2O。 （2）苯丙氨酸（）经缩聚反应生成链状高分子化合物n＋（n－1）H2O　。 5.（鲁科版习题）是一种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物（树脂），它是由三种单体在一定条件下聚合而成的（同时还生成水）。这三种单体分别是　HCHO　、　和　　（写结构简式），它们的物质的量之比为　2∶1∶1　（按以上回答单体的顺序写比例式）。 解析：该高分子化合物的链节为，在竖线处断键，并连接氧原子和氢原子，从而得出三种单体分别为HCHO、、，它们的物质的量之比为2∶1∶1。 题组一　加成聚合反应 1.某有机物的结构简式如图所示，下列叙述不正确的是（　　） A.1 mol该有机物与NaOH溶液完全反应时，消耗1 mol NaOH B.该有机物水解所得的产物不能发生加成反应 C.该有机物可通过加聚反应生成 D.该有机物分子中含有双键 解析：A　该有机物为加聚物，1 mol该有机物与NaOH溶液完全反应时，消耗n mol NaOH，A不正确；该有机物的水解产物均不含有能发生加成反应的碳碳不饱和键，则不能发生加成反应，B正确；该有机物对应的单体为CH2CHOOCCH3，发生加聚反应生成，C正确；该有机物分子中含有CO双键，D正确。 2.聚丙烯酸（PAA）广泛用于除去水中重金属离子，提高水质。PAA的结构简式为。下列叙述错误的是（　　） A.PAA能使酸性KMnO4溶液褪色 B.CH2CHCOOH发生加聚反应合成PAA C.PAA的单体能发生取代、氧化和加成反应 D.若PAA的相对分子质量为36 000，则n＝500 解析：A　PAA中没有碳碳双键，不能使酸性KMnO4溶液褪色，A错误；CH2CHCOOH是PAA的单体，通过发生加聚反应合成PAA，B正确；CH2CHCOOH是PAA的单体，含有碳碳双键，能发生加成和氧化反应，含有羧基，能发生取代反应，C正确；CH2CHCOOH是PAA的单体，相对分子质量为72，若PAA的相对分子质量为36 000，则n＝＝500，D正确。 题组二　缩合聚合反应 3.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：􀰷CH2—CH2—CH2—CH2—CH2􀰻　加聚反应 C.合成聚乳酸：＋（n－1）H2O　缩聚反应 D.合成HT纤维：nH2NCH2（CH2）4CH2NH2＋nHOOC（CH2）4COOH＋（n－1）H2O　缩聚反应 解析：C　合成有机玻璃的反应是加聚反应，A错误；合成橡胶的结构简式应该是，B错误；合成聚乳酸的反应有小分子H2O生成，属于缩聚反应，C正确；合成HT纤维的单体有2种，生成H2O的化学计量数应为（2n－1），D错误。 4.下列合成高分子的单体种数、反应类型均正确的是（　　） 选项 高分子 单体种数 反应类型 A 1 加聚 B 2 缩聚 C 2 缩聚 D 2 缩聚 解析：C　A项，该高分子是由丙烯和乙烯两种单体通过加聚反应得到的，错误；B项，该高分子是由1种单体通过缩聚反应得到的，错误；C项，该高分子是由HO（CH2）2OH和HOOC（CH2）4COOH 2种单体通过缩聚反应得到的，正确；D项，该高分子是由1种单体通过加聚反应得到的，错误。 5.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（　　） HOOC— A.F中碳原子的杂化方式为sp2 B.该反应为缩聚反应 C.K是高分子，也是纯净物 D.1 mol K最多能与2n mol NaOH反应 解析：C　F中碳原子为羧基碳原子，采取sp2杂化，A正确；该反应为羧酸和醇之间的缩聚反应，B正确；K是高分子，但高分子都是混合物，C错误；K分子中含有（2n－1）个酯基、1个羧基，1 mol K最多能与2n mol NaOH反应，D正确。 6.（2025·江苏徐州高二期中）有机小分子X通过选择性催化聚合可分别得到聚合物Y和Z，下列说法不正确的是（　　） A.X的结构简式为 B.Z中含有的官能团为酯基和碳碳双键 C.由X生成Z的反应为缩聚反应 D.Z能在NaOH溶液中降解为小分子而Y不能 解析：C　X发生加聚反应生成Y，从Y的结构简式逆推，可知X的结构简式为，A正确；从Z的结构简式可知，Z中含有的官能团为酯基和碳碳双键，B正确；X为，发生酯基C—O键断裂形成Z的链节，没有小分子生成，不是缩聚反应，C错误；Z中含有酯基，且酯基在主链中，能在NaOH溶液中降解为，Y中也含有酯基，而酯基在支链中，Y在NaOH溶液中水解生成，D正确。 7.一种利用脱氢聚合技术制备聚酰胺的反应原理如图所示，该方法条件温和，副产物只有H2，具有很好的应用前景。 下列说法正确的是（　　） A.反应过程断开O—H、C—H、N—H，形成C—C B.x为2n C.若将M、N分别换成和，可生成 D.若仅以乙二醇为反应物也可发生脱氢聚合，产物可能是 解析：D　反应过程中，M中的O—H、C—H断裂，N中的N—H断裂，形成C—N和CO双键，A错误；根据分析，形成一个链节，M少6个H原子，N少2个H原子，根据H原子守恒，6n＋2n＝2x，则x为4n，B错误；由上述反应知，O—H断裂，与羟基相连的C上2个C—H断裂，生成C—N和CO双键，中与羟基相连的C上只有一个H，故形成CO双键，无法形成C—N，C错误；由于O—H与N—H一样，极性都很强，故仅以乙二醇为反应物也可发生脱氢聚合，产物可能是，D正确。 8.已知：—NH2＋HCHO—NHCH2OH。有机化合物三聚氰胺a（C3N6H6）和HCHO在一定条件下发生反应生成高分子b，b的结构如下。下列说法不正确的是（　　） A.a中6个N在一个平面内 B.生成高分子b的反应为缩聚反应 C.a可以与HCHO反应生成网状结构的高分子 D.（CH3）2NH与HCHO也能发生类似反应生成高分子 解析：D　三聚氰胺的结构类似于苯环，则a中环上的N原子采用sp2杂化，a中直接与环相连的N原子与环共面，则a中6个N在同一平面内，A正确；生成的高分子存在端基原子和原子团，同时生成小分子，说明该反应为缩聚反应，B正确；根据反应原理可知，每个氨基均可与甲醛发生缩聚，从而形成网状结构的高分子，C正确；（CH3）2NH是二甲胺，它与甲醛反应生成的是N，N-二甲基甲醇胺[（CH3）2NCH2OH]，这种反应不会形成高分子化合物，D错误。 9.利用常见有机物A（CH3OH）合成吸水材料与聚酯纤维的合成路线如下： 已知：①； ②RCOOR'＋R″OHRCOOR″＋R'OH（R、R'、R″代表烃基）。 回答下列问题： （1）B中含氧官能团的名称是　酯基　。D和E的结构简式分别是　　CH3Br、　。 （2）C的结构简式是　　， D→E的反应类型是　取代反应　。 （3）F＋AG的化学方程式是＋2CH3OH＋2H2O。 （4）CH3COOH＋CH≡CHB的化学方程式是CH3COOH＋CH≡CH。 （5）G→聚酯纤维的化学方程式是n＋n＋（2n－1）CH3OH。 解析：由C→＋CH3COOH可知C为，则B为CH2CH—OOCCH3；由G（ ）和A（CH3OH）可知F为，结合已知①可知，E为。 9 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $