5.1～5.2 合成高分子的基本方法 高分子材料（培优竞赛训练）化学人教版选择性必修3

第一、二节 合成高分子的基本方法 高分子材料 内容概览 01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼 02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚 03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练 04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训 竞赛技巧1 有机高分子化合物的概念及其分类 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。 竞赛技巧2 合成高分子化合物的基本反应 1．加成聚合反应（加聚反应） （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（缩聚反应） （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。 竞赛技巧3 高分子材料 1、塑料 1）塑料的成分：主要成分是合成树脂，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等；辅助成分是改善塑料性能的加工助剂：为提高柔韧性加入增塑剂，为提高耐热性加入热稳定剂，为赋予它各种漂亮的颜色加入着色剂。 【名师提醒】合成树脂和塑料的关系 1.树脂是指未加工处理的聚合物，没有添加各种加工助剂，而塑料是由合成树脂及各种加工助剂组成的，塑料的主要成分是合成树脂。这两个名词有时也混用，因为有些塑料基本上是由合成树脂组成的，不含或含少量其他加工助剂，如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。 2.塑料的基本性能主要取决于树脂的性质，但加工助剂也起着重要作用。 2）塑料的分类 (按树脂受热时的特征) （1）热塑性塑料：为线型结构，可以反复加热熔融加工，可以多次成型，多次使用，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。 （2）热固性塑料：为体型结构，不能加热熔融，只能一次成型，但加工成型后就不会受热熔化，如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。 （3）判断方法； ①根据溶解性判断：能溶于适当溶剂的高分子材料一般为线型结构，如聚乙烯、聚氯乙烯等；在溶剂中难溶解的高分子材料一般为体型结构，如酚醛塑料等。 ②根据热塑性、热固性判断：具有热塑性，受热能熔化的高分子材料具有线型结构；具有热固性，受热不熔化的高分子材料具有体型结构。 3）常见的塑料 （1）聚乙烯 高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的对比 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 聚合反应条件 150 MPa～300 MPa，200 ℃左右，使用引发剂 0.1 MPa～2 MPa，60～100 ℃，使用催化剂 高分子链的结构 含有较多支链 支链较少 密度/ (g·cm－3) 0.91～0.93(较低) 0.94～0.97(较高) 类别 低密度聚乙烯(LDPE) 高密度聚乙烯(HDPE) 软化温度/℃ 105～120 120～140 主要性能 无毒，较柔软 无毒，较硬 高分子链 较短 较长 相对分子质量 较低 较高 用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等 【名师提醒】①高压法聚乙烯的密度和熔点均低于低压法聚乙烯的原因为高压法聚乙烯的主链有较多的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比低压法聚乙烯的小，熔点和密度也就较低。 ②聚乙烯(一般高分子化合物)具有一定弹性的原因是聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，常温下聚乙烯分子链上的碳碳单键可以发生旋转，使分子链不可能呈一条直线，只能呈不规则的卷曲状态。大量聚乙烯分子纠缠在一起，好像一团乱麻。当有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直，除去外力又恢复卷曲状态。 ③两种聚乙烯塑料均有热塑性，加热均可熔融。 （2）酚醛树脂 ①含义：是用酚类(如苯酚或甲苯酚)和醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。 ②合成 酸催化 碱催化 实验 操作 a． a． b．待混合物接近沸腾时，取出试管并用玻璃棒搅拌反应物，观察现象； c．试管冷却至室温后，向试管中加入适量乙醇，观察现象； d．再把试管放在热水浴中加热，观察现象 实验 现象 混合溶液变浑浊，有黏稠的粉红色物质生成；加入乙醇，不溶解；再加热，黏稠物质溶解 混合溶液变浑浊，有黏稠的乳黄色物质生成；加入乙醇，不溶解；再加热，黏稠物质仍不溶解 结论 在酸催化下，生成的线型结构的酚醛树脂具有热塑性 在碱催化下，生成的网状结构的酚醛树脂具有热固性 a．在酸(浓盐酸)催化下，等物质的量苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构的高分子 b．在碱(浓氨水)催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三强甲基苯酚等，继续反应就可以生成网状结构的酚醛树脂 ③制备和结构 ④结构特点：具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。 ⑤用途：酚醛树脂主要用作绝缘（开关、灯头）、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。可用于烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。 （3）脲醛树脂：可以用尿素(H2NCONH2)与甲醛缩聚反应合成 4）线型高分子与网状结构高分子性质比较 线型高分子 网状结构高分子 溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大 性能 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化 特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好，无可塑性 2、合成纤维 1）纤维的定义：指凡具备或可以保持长度大于本身直径100倍的均匀线条或丝状的线型高分子材料。 2）纤维的分类 （1）天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝和麻等是大自然赋予人们的天然纤维，天然纤维又分为植物纤维和动物纤维。植物纤维是富含多糖纤维素，只含C、H、O三种元素(如：棉花、麻等)，动物纤维主要成分是蛋白质，蛋白质在蛋白酶的作用下可水解(如：羊毛和蚕丝等) （2）化学纤维：化学纤维指的是用天然或人工合成的高分子物质经化学、机械加工而制得的纤维，包括再生纤维和合成纤维 （3）再生纤维：以木材、秸秆等农副产品为原料，经过加工处理得到的纤维 （4）合成纤维：以石油、天然气、煤和农副产品等为原料加工制得的单体，再经过聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。 ①合成纤维的性能：合成纤维的优点是强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等，但在吸湿性、透气性等方面不如天然纤维。合成纤维中维纶具有较好的吸湿性，被称为“人造棉花” ②合成纤维的“六大纶”是指涤纶(的确良)、锦纶(尼龙)、腈纶(人造羊毛)、丙纶、维纶和氯纶 常见“六纶”的结构简式、单体和性能 名称 结构简式 单体 性能 用途 涤纶 抗皱性好、强度高、耐酸腐蚀、耐磨、吸湿性差 衣料、室内装修材料、电绝缘材料、绳索、渔网等 锦纶 H2N(CH2)5COOH 耐磨、强度高、耐光、耐碱、有弹性 衣料、绳索、渔网等 腈纶 CH2==CH—CN 弹性高、保温性能好、耐光、耐酸但不耐碱 衣料、毛毯、幕布、工业用布等 丙纶 CH2==CH—CH3 机械强度高、电绝缘性好、耐化学腐蚀、质轻、耐油性差 可制成薄膜、日常用品、管道、包装材料等 维纶 CH3COOCH==CH2 和HCHO 吸湿性优良，有“人造棉花”之称 可与棉花混纺，作维棉混纺织物，制成滤布、帆布、传送带等 氯纶 CH2==CH—Cl 难燃，耐酸、碱， 吸湿性差 可编织窗纱、筛网、网袋与绳子，制成毛线、毛毯、棉絮、滤布等 3）常见的合成纤维 （1）聚酯纤维——涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维) ①合成纤维中目前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。其合成反应为 ②涤纶性能：强度大，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透气性和吸湿性差，可以与天然纤维混纺获得改进。 ③涤纶用途：是应用最广泛的合成纤维品种，大量用于服装与床上用品(如运动服、被套、睡袋等)、各种装饰布料、国防军工特殊织物(航天服、降落伞)，以及工业用纤维制品(过滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线、传送带)等。 （2）聚酰胺纤维——锦纶66或尼龙66(聚己二酰己二胺纤维) ①聚己二酰己二胺纤维不溶于普通溶剂，耐磨，强度高，是由H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH合成的，其合成反应如下： ②尼龙66性能：不溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃，拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽，耐磨性和强度较大。 ③尼龙66用途：生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等。 （3）高强度芳纶纤维合成 4）合成纤维的性能 ①优点:具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等； ②缺点：吸湿性和透气性明显不及天然纤维。 3、合成橡胶 1）橡胶的概念 橡胶是一类具有弹性的物质，在外力作用下，橡胶的形状发生改变，去除外力后又能恢复原来的形状 2）橡胶的分类 3）天然橡胶 （1）单体：异戊二烯即2­甲基­1,3­丁二烯 （2）合成反应方程式为： 【思考与讨论】p145参考答案：。 4）合成橡胶 （1）原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体，聚合而成 （2）性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油性、耐高温或耐低温等性能 （3）顺丁橡胶合成：顺丁橡胶是以1,3-丁二烯为原料，在催化剂作用下，通过加聚反应，得到以顺式结构为主的聚1,3-丁二烯 （4）橡胶的硫化 将线型结构的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。 【名师提醒】绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶不能用橡胶塞。 （5）顺丁橡胶的用途：顺丁橡胶具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。 （6）几种常见的合成橡胶 名称 单体 结构简式 顺丁橡胶 CH2==CH—CH==CH2 丁苯橡胶 (SBR) 氯丁橡胶 (CR) 4、胶粘剂——环氧树脂 （1）胶粘剂：凡是分子中含有二个以上的环氧基的物质，都可作为环氧树脂胶粘剂，环氧树脂俗称万能胶。 （2）制备：通用环氧树脂胶粘剂是由2，2 – (4，4’–二羟基二苯基)丙烷（俗称双酚A）和环氧氯丙烷缩聚反应制得。 （3）结构及其性质：作为胶粘剂的环氧树脂是亮黄色的的粘稠物质，是线型分子，相对分子质量并不大，n在0 ~ 19之间，在粘接物体时需要有机胺、酸酐等固化剂固化。未经固化的环氧树脂相对分子质量较小，没有强度，而固化以后相对分子质量成倍提高，最后形成不溶不熔的体型网状结构，具有很强的粘接强度。 竞赛技巧4 高分子化合物的结构与性质 1.有机高分子的结构及其性能 (高分子化合物有线型、支链型和体型结构) 基本类型 结构特点 性质特点 常见物质 线型结构 分子中的原子以共价键相互连接，构成一条很长的卷曲状态的“链” 在适当的溶剂中能缓慢溶解，加热能熔融，硬度和脆度较小，具有热塑性，无固定熔点，强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 低压聚乙烯、、聚氯乙烯、天然橡胶 支链型结构 支链型结构与线型结构类似，是由许多链节相互连成一条长链的高聚物，但是在链节的主链上存在支链 熔点、密度比线型结构的更低 高压聚乙烯 体型结构 (网状结构) 分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构 不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆度较大；不能反复熔化，只能一次加工成型(热固性)，强度大、绝缘性好 碱作催化剂时制备的酚醛树脂 2.有机高分子化合物的性质，主要有四个方面 （1）一般线型的高分子化合物可溶于有机溶剂，网状的一般难溶于有机溶剂，有的只有一定程度的溶胀 （2）线型的具有热塑性，体型的具有热固性 （3）它们一般不导电 （4）它们往往易燃烧，线型高分子化合物一般不耐高温 3.有机高分子化学反应的特点 （1）与结构的关系：结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应 （2）常见的有机高分子化学反应 ①降解：在一定条件下，高分子材料降解为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有：生物降解、化学降解、光降解等 ②橡胶硫化：天然橡胶()经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型结构变为体型(网状)结构 ③催化裂化：塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃气体等。 竞赛技巧5 功能高分子材料 1、功能高分子材料的概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。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、分类 功能高分子材料 3、高吸水性树脂 （1）结构特点 ①含有强亲水性原子团(如羧基、羟基、酰氨基等)的支链 ②具有网状结构 （2）性能：不溶于水，也不溶于有机溶剂，与水接触后在很短的时间内溶胀，可吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍的水，同时保水能力要强，还能耐一定的挤压作用 （3）改进思路：一是改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团；二是合成新的带有强亲水基团的高分子 （4）合成方法 ①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性。在淀粉或纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链，可以提高它们的吸水能力。如淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生反应，生成以淀粉为主链的接枝共聚物。为防止此共聚物溶于水，还需在交联剂作用下生成网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂 ②用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物。如在丙烯酸钠中加入少量交联剂，再在一定条件下发生聚合，可得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。聚丙烯酸钠的结构简式为 这两种方法有一个共同特点，都要在反应中加入少量交联剂，让线型结构变为网状结构 （5）应用：可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤；可用于婴幼儿使用的纸尿裤 4、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，其余物质被截留在膜的另一侧，称为浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 （2）特点：让某些物质有选择地通过，而把另外一些物分离掉。 （3）分类：分离膜根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 （4）制作材料：主要是有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 （5）应用：高分子分离膜已广泛用于海水淡化和饮用水的制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。 5、功能高分子材料的比较 常见功能高分子材料 主要功能 主要应用 高分子膜 高分子分离膜 选择性地允许某些物质 通过 ①废水处理 ②海水淡化 ③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等 高分子传感膜 把化学能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池 高分子热电膜 把热能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池 医用高分子材料 ①具有优异的生物相容性 ②具有某些特殊功能 人造器官 竞赛技巧1 考查合成高分子化合物的基本反应 1.（2017高二·河南·竞赛）甲、乙、丙三种物质是某抗生素合成过程中的中间产物，下列说法正确的是 A．甲、乙、丙三种有机化合物均可跟NaOH溶液反应 B．甲、乙、丙三种有机化合物均可发生消去反应 C．可用FeCl3溶液区别甲、丙两种有机化合物 D．丙水解的有机产物在一定条件下可以发生缩聚反应 【答案】CD 【解析】A．甲中无基团能与氢氧化钠溶液反应，乙中碳氯键可与氢氧化钠溶液发生水解反应，丙中酚羟基、羧基均可与氢氧化钠溶液反应，A选项错误；B．甲中羟基的β-C上无氢原子，无法发生消去反应，乙、丙与甲一样，无β-H无法发生消去反应，B选项错误；C．  丙中含有酚羟基，可与三氯化铁溶液发生显色反应，甲中不含酚羟基，无法发生显色反应，C选项正确；D．丙水解得到兼有羧基和醇羟基的有机物，在一定条件下可脱水发生缩聚反应，D选项正确；故选CD。 2.（2023高二下·安徽·竞赛）化学和生活、社会发展息息相关。下列说法错误的是 A．核酸检测时用到的“拭子”由尼龙纤维制成，属于有吸附性的合成有机高分子材料 B．“水滴石穿”过程中发生化学变化 C．有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”，丝绸的主要成分是蛋白质，属于天然高分子化合物 D．冬奥会吉祥物“冰墩墩”以聚氯乙烯为原材料，氯乙烯通过缩聚反应可转化为聚氯乙烯 【答案】D 【解析】A．尼龙纤维是聚酯胺类合成纤维，属于合成有机高分子材料，故A正确；B．“水滴石穿”过程是水滴在下降过程中与空气中的结合形成碳酸，接触石头时与之反应，逐渐将石头“击穿”，过程中发生了化学变化，B正确；C．丝绸的主要成分是蛋白质，是天然高分子化合物，故C正确；D．氯乙烯通过加聚反应可转化为聚氯乙烯，故D错误；故选D。 竞赛技巧2 考查高分子材料 3.（2024高二下·重庆·竞赛）新材料的发明与制造，推动着人类社会的进步和发展。下列属于有机高分子材料的是 A．制作航天服的聚酯纤维 B．制作导电材料的石墨烯 C．制作半导体材料的砷化镓 D．制作深潜器的特种钛合金 【答案】A 【解析】A．聚酯纤维是一种有机聚合物材料，属于有机高分子材料，它具有广泛的应用范围，包括在航天服的制作中，A选；B．石墨烯是无机非金属材料，B不选；C．砷化镓是无机非金属材料，C不选；D．钛合金属于金属材料，不属于有机高分子材料，D不选；故选A。 4.（2023高一下·广东汕尾·竞赛）2022年12月，中国全面疫情解封，标志着我国疫情防控又进入了新的阶段。疫情以来，越来越多的物品走进了人们的生活中，下列物品不含高分子材料的是 A．  N95型口罩 B．  75%消毒酒精 C．  医用防护服 D．  一次性橡胶手套 【答案】B 【解析】N95型口罩、医用防护服和一次性橡胶手套均由高分子材料（如聚丙烯或天然橡胶等）制成；而75%消毒酒精的主要成分是乙醇溶液，不含高分子材料。故答案选B。 竞赛技巧3 考查高分子化合物的结构与性质 5.（2011高二·河北·竞赛）食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是 A．等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗的氧气相等 B．PVC保鲜膜属于链状聚合物，在加热时易熔化 C．PE和PVC都是有机高分子化合物 D．PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得 【答案】D 【解析】A．聚乙烯和乙烯的最简式相同，均为CH2，所以等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗的，氧气相等，A选项正确；B． 聚氯乙烯为链状结构，熔点较低，属于热塑性塑料，加热时易融化，B选项正确；C．聚乙烯和聚氯乙烯相对分子质量很大，均属于高分子化合物，C选项正确；D．聚乙烯的单体为乙烯，乙烯与氯化氢加成的产物为氯乙烷，无法得到聚氯乙烯的单体氯乙烯，D选项错误；故选D。 6.（2019高二·上海·竞赛）国庆70周年群众游行中，上海彩车城市天际线的造型十分多人眼球。彩车车体使用了上下层为铝合金，中间为聚乙烯芯的铝塑复合材料，这种材料 A．具有轻便、坚固的特点 B．具有很高的熔沸点 C．具有很好的绝缘性能 D．在潮湿环境下易锈蚀 【答案】A 【解析】A．该材料又叫“铝塑”，用于车体，具有质轻、抗震性等特性，故A正确；B．铝和聚乙烯的熔沸点都较低，复合材料的熔沸点低，故B错误；C．该材料表面是金属铝，能导电，不能作为绝缘体，故C错误；D．该铝塑复合材料上下层是铝合金，在潮湿环境下铝能生成致密的氧化膜，阻止了腐蚀的进一步进行，不易锈蚀，故D错误；答案选A。 竞赛技巧4 考查功能高分子材料 7.（2023高一下·广东汕尾·竞赛）下列聚合物能导电的是 A． B．C．D． 【答案】B 【解析】聚乙炔形成了大的离域π键共轭体系，π电子可以自由移动而导电，其他聚合物没有共轭结构，不能导电，答案选B。 8.（2024高二下·广东佛山·竞赛）材料的合成条件、组成和结构发生变化，其性能也会发生变化，对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列叙述不合理的是 选项 原料 反应条件、组成或结构改变 效果 A 蔗糖 三个氯原子取代蔗糖分子中的三个羟基 分子结构修饰后得到蔗糖素 B 高分子聚合物 增加强亲水基团 产生高吸水性树脂 C 头发 二硫键的断裂与形成 定型成需要的形状 D 苯酚、甲醛 碱性条件下，主要生成2，4，6-三羟甲基苯酚中间体 得到线型结构酚醛树脂 【答案】D 【解析】A．三个氯原子取代蔗糖分子中的三个羟基，分子结构修饰后得到蔗糖素，三氯蔗糖是一种人造甜味剂，不会被人体吸收，可供糖尿病患者食用，故A正确；B．在高分子聚合物中增加强亲水基团，如加强亲水基团羧酸根，可制成高吸水性树脂，故B正确；C．头发烫染时通过二硫键的断裂与形成，可将头发定型成需要的形状，故C正确；D．将苯酚、甲醛控制反应条件，碱性条件下，主要生成2,4,6-三羟甲基苯酚中间体，得到体型结构的酚醛树脂，故D错误；故选D。 1.（25-26高二上·甘肃·期中）下列塑料只能一次性使用，不能热修补的是 A．聚氯乙烯 B．聚乙烯 C．酚醛树脂 D．聚苯乙烯 【答案】C 【解析】酚醛树脂是热固性塑料，经一次固化后，内部形成交联结构，受热不再熔化，因此不能热修补。聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯是热塑性塑料，受热可软化，可重复加工。故正确答案为C。 2.（25-26高二上·浙江·期中）下列说法正确的是 A．塑料中加入一些增塑剂可防止塑料老化 B．在橡胶中加入一定的硫可形成更好强度的硫化橡胶 C．农林产品中的纤维素加工成的黏胶纤维属于合成纤维 D．草莓中含有乙酸乙酯和乙酸异戊酯，这些高级酯具有挥发性 【答案】B 【解析】A．增塑剂的作用是增加塑料的柔韧性，而非防止老化，防老化需添加抗氧化剂等，A项错误；B．橡胶硫化时，硫形成交联结构，增强强度、弹性和耐久性，B项正确；C．黏胶纤维由天然纤维素加工而成，属于人造纤维而非合成纤维，C项错误；D．乙酸乙酯和乙酸异戊酯分子量较小，属于低级酯，具有挥发性，D项错误；答案选B。 3.（24-25高二下·江西萍乡·期末）PET塑料是目前化工领域最主要的合成原材料，一种合成PET的方法如图所示。下列说法正确的是 A．该反应为加聚反应 B．PET可用于长时间保存强酸、强碱性物质 C．EG为 D．BHET能发生水解反应和消去反应 【答案】D 【解析】A．根据题目生成高分子化合物后还存在端基原子和原子团可知该反应为缩聚反应，A错误；B．PET含有酯基，在强酸、强碱性环境中会水解，因此PET不能用于长时间保存强酸、强碱性物质，B错误；C．根据质量守恒定律或端基原子和原子团结合可知EG为，C错误；D．BHET含有酯基，能发生水解反应，与羟基相连的碳的相邻碳上有氢原子，能发生消去反应，D正确；故答案为：D。 4.（25-26高二上·浙江宁波·期中）二氧化碳基聚碳酸酯是通过环氧化物和二氧化碳共聚得到的一种绿色高分子材料，一种聚碳酸酯M的合成方法如下。下列说法错误的是 A．依据M的合成原理，可推测合成M的过程中会产生含六元环的副产物 B．生成1mol M参加反应的CO2的物质的量为(m+n) mol C．该材料性能优良，但不耐强酸和强碱 D．K和M中均含有手性碳原子 【答案】A 【解析】A．由图可知，K分子、L分子中的碳氧环断裂与二氧化碳发生加聚反应生成M，所以合成M的过程中会产生含五元环的副产物，即：，A错误；B．根据反应可知，分子、分子与发生加聚反应生成，理论上消耗，B正确；C．由图可知，分子中含有酯基，在强酸或强碱溶液中会发生水解反应，所以使用该材料时应避免接触强酸或强碱，C正确；D．由图可知，K分子中手性碳原子位置为：，M分子中的手性碳原子位置为：，D正确；故选A。 5.（24-25高二下·浙江杭州·期中）维纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的商品名，可用于生产服装、绳索等，其合成路线如下。下列说法正确的是 A．物质A中所有原子一定在同一平面 B．1mol物质B完全水解需消耗1mol NaOH C．物质C一定难溶于水 D．过程③经历了加成、取代两步反应 【答案】D 【解析】A．A中存在甲基，所有原子不可能在同一平面，A错误；B．1mol物质B完全水解需消耗n mol NaOH，B错误；C．C物质结构中存在亲水基羟基，能溶于水，C错误；D．过程③是C与甲醛先发生醛基上的加成反应，再脱水取代形成醚键，D正确；答案选D。 6.（24-25高二下·北京·期中）聚合物N可用于制备锂离子全固态电解质材料，其合成方法如图： 下列说法正确的是 A．K中所有碳、氧原子在同一平面内 B．K到M中参与反应的K与分子个数比为x： C．由M合成N的过程中发生了加聚反应 D．聚合物N中含有两种含氧官能团 【答案】B 【解析】A．K中所有碳、氧原子均采用杂化，故K中所有碳、氧原子不可能在同一平面内，A错误；B．根据M的结构简式可知，K到M过程中参与反应的K与分子个数比为x：，B正确；C．由M合成N的过程中发生了加成反应，不是加聚反应，C错误；D．聚合物N的重复单元中含氧官能团为：酯基、醚键和羧基，共三种含氧官能团，D错误；故选B。 7.（24-25高二下·四川成都·期中）我国科学家成功制得新型的可化学循环的高分子材料，其合成路线如下(部分试剂和反应条件略去)。 下列说法不正确的是 A．反应①中，标记*的碳原子被还原 B．反应②和反应④都发生了键的断裂 C．可用银氨溶液检验化合物Ⅲ中的官能团 D．聚合物IV可以通过水解反应降解为小分子 【答案】D 【解析】A．标记的碳原子上从连接溴原子变成连接ZnBr，根据溴的化合价为-1，锌的化合价为+2分析，碳原子的化合价降低，被还原，A正确；B．反应②为醛基上发生加成、反应④为碳碳双键发生加聚反应，反应②和反应④都为双键变成单键，即发生了π键的断裂，B正确；C．化合物Ⅲ中有醛基，醛基能用银氨溶液检验，C正确；D．聚合物Ⅳ是通过加聚反应生成的，水解后生成的仍为高分子化合物，不是小分子，D错误；故选D。 8.（24-25高二下·江苏宿迁·期中）聚3-羟基丁酸是一种良好的可降解塑料，其一种合成方法如图。下列说法正确的是 A．a中所有原子共平面 B．a、b、c都属于烃 C．c极易溶于水 D．可以用红外光谱法鉴别 【答案】D 【解析】A．a中存在饱和碳原子，饱和碳原子类似于甲烷的结构，中心碳原子最多与两个原子共平面，甲烷中所有原子一定不能共平面，因此存在饱和碳原子结构的a中所有原子一定不能共平面，故A错误；B．只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃，因此a、b、c都不属于烃，故B错误；C．c为高分子化合物，难溶于水，故C错误；D．红外光谱可以鉴定分子的化学键和官能团，a和b的官能团和化学键不完全相同，因此可以用红外光谱法鉴别，故D正确；故答案选D。 9.（24-25高二下·北京·期中）有一种功能性的聚合物P，合成路线如下： 已知：R1—N3 下列说法不正确的是 A．E的分子式为C12H12N6O4 B．F的结构简式是 C．E和F发生加聚反应生成P D．聚合物P可以在强酸、强碱环境中使用 【答案】D 【解析】A．由题干中E的结构简式可知，E的分子式为C12H12N6O4，A正确；B．由题干中E和P的结构简式可推知，F的结构简式是，B正确；C．由题干中E、F、P的结构简式可知，E和F发生加聚反应生成P，C正确；D．由题干信息可知，聚合物P中含有酯基，酯基在强酸和强碱性环境中均发生水解，故P不可以在强酸、强碱环境中使用，D错误；故答案为：D。 10．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）PHEMA(聚甲基丙烯酸羟乙酯)可用来制软性隐形眼镜，其一种合成原理如下图。下列有关说法正确的是 A．合成PHEMA的单体分子式为 B．合成PHEMA的反应类型为缩聚反应 C．1 mol PHEMA最多能与1 mol NaOH反应 D．PHEMA可能是一种亲水性聚合物 【答案】D 【解析】A．单体为甲基丙烯酸羟乙酯，由图可知，分子式为，A错误；B．该反应是碳碳双键打开聚合得到高分子，无小分子副产物生成，属于加聚反应，B错误；C．是高分子聚合物，中含有酯基，水解后生成的羧基可与反应，因此最多消耗，C错误；D．的重复单元中含有大量亲水基团羟基，因此属于亲水性聚合物，D正确；故选D。 11．（25-26高二上·浙江杭州·期末）聚合物可用于制造用途广泛的工程塑料，其合成反应如下。下列说法正确的是 A．能与水溶液反应，不能与水溶液反应 B．中所有原子共平面 C．的值为，该反应不属于缩聚反应 D．若反应体系中有少量水，则可能会影响聚合度 【答案】D 【解析】A．为酚钠盐，酸性：碳酸>酚羟基，利用强酸制弱酸，故X能与水溶液反应，苯酚与的显色反应实质是苯酚基与形成紫色配合物，因X中含有，故能与水溶液发生显色反应，A错误；B．中，中心S原子与2个C原子和2个O原子形成4个键，无孤对电子，价层电子对数为4，故S原子为sp3杂化，所有原子不可能共平面，B错误；C．缩聚反应是指一种或多种单体相互缩合生成高分子和小分子的反应，的值为，该反应属于缩聚反应，C错误；D．若反应体系中有少量水，则酚钠盐水解生成酚类和氢氧化钠，消耗缩聚用的酚氧负离子，导致有效单体浓度下降，抑制缩聚反应‌，影响聚合度，D正确；故答案选D。 12．（25-26高二下·山东·期末）下列合成高分子材料的反应式和反应类型均正确的是 A． 加聚反应 B．  加聚反应 C．  加聚反应 D． 缩聚反应 【答案】C 【解析】A．聚氯乙烯的结构简式为，所以正确的反应方程式为，A错误；B．苯酚与甲醛生成酚醛树脂是缩聚反应，B错误；C．，该反应为加聚反应，C正确；D．乙烯与丙烯生成高分子属于加聚反应，D错误；故答案选C。 13．（25-26高二下·山东·期末）医用外科口罩的结构示意图如下图所示，其中过滤层所用的材料是聚丙烯，具有阻隔部分病毒和细菌的作用。 下列关于医用外科口罩的说法不正确的是 A．防水层具有阻隔飞沫进入口鼻的作用 B．聚丙烯属于合成高分子材料 C．聚丙烯难溶于水 D．用完后应投入有可回收物标志的垃圾箱 【答案】D 【解析】A．由医用外科口罩的结构示意图可知防水层具有阻隔飞沫进入口鼻的作用，A正确；B．聚丙烯由丙烯通过加聚反应制得，属于合成高分子材料，B正确；C．聚丙烯无亲水基，难溶于水，C正确；D．医用外科口罩不能回收，用完后不能投入有可回收物标志的垃圾箱，D不正确；故选D。 14．（24-25高二下·山东东营·期末）聚2，5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF)是一种具有优异阻隔性能的生物基聚酯材料，可由下图方法合成： 下列说法正确的是 A．MEG分子存在顺反异构 B．由RPO聚合法生成PEF时，若，则聚合度为100 C．寡聚体中所有原子共面 D．发生降解最多消耗 【答案】B 【解析】A．根据题干信息，MEG分子为乙二醇：，结构中无碳碳双键结构，不存在顺反异构，A错误；B．由RPO聚合法生成PEF时，可以看成由二元羧酸和二元醇通过二元酯化缩聚而成，当n=200时，由于链节中乙二醇与2，5-呋喃二甲酸的物质的量比为1:1，因此聚合度为n的一半，即100，B正确；C．寡聚体中还存在烷烃基的四面体结构，所以不可能所有原子都共面，C错误；D．发生降解时可得到，FDCA属于二元羧酸，则最多可以消耗，D错误；故答案为：B。 15．（24-25高二上·上海·期末）橡胶高分子链中由于含有不饱和结构，弹性、强度、耐热和抗氧化性均较差，“硫化”可将橡胶链中的不饱和结构通过硫键（）打开彼此相连形成网状结构，以改善其性能。现有某橡胶硫化后的部分结构如图所示。 （1）从结构看，合成这种橡胶的单体至少有（用结构简式表示）___________。橡胶硫化后，发生______（填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）投入市场的橡胶多为硫化后橡胶，试从结构角度分析橡胶硫化的作用__________。 【答案】（1）CH2=CH-CCl=CH2、CH2=CH-CH=CH2、CH2=CHCH3 化学变化 （2）“硫化”可将橡胶链中的不饱和结构通过硫键（-Sx-）打开彼此相连形成网状结构，橡胶的结构由线状结构转化为更稳定的网状结构 【解析】（1）根据“硫化”可将橡胶链中的不饱和结构通过硫键（-Sx-）打开彼此相连形成网状结构可知碳原子与硫原子相连的地方应为双键，单体有3种：CH2=CH-CCl=CH2、CH2=CH-CH=CH2、CH2=CHCH3，故答案为：CH2=CH-CCl=CH2、CH2=CH-CH=CH2、CH2=CHCH3；橡胶硫化后有旧键断开和新键生成，生成了新物质，属于化学变化； （2）橡胶通过“硫化”，可将橡胶链中的不饱和结构通过硫键（-Sx-）打开彼此相连形成网状结构，橡胶的结构由线状结构转化为更稳定的网状结构。 1．（2024高二下·北京·竞赛）巴里·夏普莱斯等人因“点击化学”获得2022年诺贝尔化学奖。“点击化学”利用化学卡扣(如炔-叠氮化物)快速、高产率地将分子片段拼接在一起，可以高效合成链状或环状大分子。利用该方法合成环状聚碳酸酯的过程如下。 下列说法不正确的是 A．反应①参加反应的1和2的总物质的量与1，4-丁二醇的物质的量之比为n:1 B．反应③的过程中，也可能得到更长链的线性聚合产物 C．为了得到环状聚碳酸酯，最后一步反应，需要在较稀浓度下进行 D．环状聚碳酸酯孔径相同 【答案】D 【解析】A．从反应①的化学过程可知，1和2发生聚合反应，每生成1个聚合链段，需要1个1、1个2和1个1，4-丁二醇，根据聚合反应的原理，生成聚合物时，反应①参加反应的1和2的总物质的量与1，4-丁二醇的物质的量之比为{[(1-x)+x]×}×2:×2=n:1，A正确；B．反应③的过程中，由于分子之间的反应具有一定的随机性，除了形成环状结构外，，也有可能继续进行链增长反应，从而得到碳链更长的线性聚合产物，B正确；C．在较稀溶液中，分子之间碰撞的机会相对较少，有利于分子内反应的进行，从而更易形成环状结构，避免分子间反应形成长链线性结构，所以为了得到环状聚碳酸酯，最后一步反应需要在较稀浓度下进行，C正确；D．由图可知，环状聚碳酸酯中，x值不同，n的取值范围不同，所以它们的聚合度不同，孔径不同，D不正确；故选D。 2．（2022高二上·安徽阜阳·竞赛）去年7月，他们一同出征奥运；时隔一年，奥运健儿再次亮相世界赛场。世界田径锦标赛、WTT欧洲夏季系列赛相继开赛，苏炳添、巩立姣、马龙、孙颖莎、王曼昱等中国健儿登场。当中国健儿们站上领奖台时，五星红旗总会在《义勇军进行曲》中冉冉升起。下列关于五星红旗的说法，不正确的是 A．北京冬奥会使用的国旗材料为“涤丝绸”，属于涤纶，民间俗称“的确良”。 B．天安门上升起的国旗使用的材料为“春亚纺”，属于涤纶，具有不易虫蛀等优良性能。 C．嫦娥五号月面着陆后插下的国旗材料属于芳纶和锦纶，他们都属于合成纤维。 D．国庆阅兵式上的阅兵红旗使用的材料属于芳纶，其缺点为耐磨性较差。 【答案】D 【解析】A．“涤丝绸”，属于涤纶，民间俗称“的确良”为合成材料，A正确；B．“春亚纺”，属于涤纶，为有机合成材料，具有不易虫蛀等优良性能，B正确；C．芳纶和锦纶为有机合成材料，他们都属于合成纤维，C正确；D．芳纶属于合成纤维，耐磨，缺点为透气性较差，D错误；故选D。 3．（2021高二上·吉林白山·竞赛）电视纪录片《辉煌中国》让“厉害了，我的国”成了人们的口头禅，其展示的我国在科技领域取得的许多伟大成就都与化学密切相关。下列有关说法错误的是 A．“蛟龙”号载人潜水器的外壳使用的耐超高压的钛合金，属于金属材料 B．“中国天眼”FAST传输信息用的光导纤维的主要成分是硅酸盐 C．高铁“复兴号”车厢连接关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于高分子材料 D．港珠澳大桥水下钢柱镶铝块防腐的方法为“牺牲阳极的阴极保护法” 【答案】B 【解析】A．耐超高压的钛合金属于金属材料，A项正确；B．光导纤维的主要成分是二氧化硅，B项错误；C．聚四氟乙烯板属于高分子材料，C项正确；D．钢柱、铝块、海水构成的原电池中，较活泼的铝被氧化，可看作阳极，钢柱被保护，故此防腐的方法为牺牲阳极的阴极保护法，D项正确；答案选B。 4．（2018高二·广东·竞赛）20世纪，化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高做出了巨大贡献。下列各组物质中，全部由化学合成得到的是 A．玻璃、纤维素、青蒿素 B．尿素、食盐、聚乙烯 C．涤纶、尼龙、阿司匹林 D．石英、橡胶、磷化铟 【答案】C 【解析】A．玻璃是化学合成的，工业制备玻璃的主要反应为：++，纤维素有天然存在的，青蒿素是天然存在的，故A不符合题意；B．尿素、聚乙烯是化学合成的，食盐是天然存在的，故B不符合题意；C．涤沦、尼龙、阿司匹林全部由化学合成得到的，故C符合题意；D．石英是天然存在的，天然橡胶是天然存在的，合成橡胶由化学合成，磷化铟是化学合成的，故D不符合题意；答案选C。 5．（2019高二·湖北·竞赛）下列各组物质全部由化学合成得到、自然界原本不存在的一组是 A．玻璃  纤维素  橡胶 B．涤纶  聚氯乙烯  阿司匹林 C．尿素  青蒿素  维生素C D．石英  甘氨酸  磷化铟 【答案】B 【解析】A.玻璃：人工合成，自然界无天然玻璃（火山玻璃为特殊天然玻璃，通常化学语境中玻璃指人工硅酸盐玻璃）；纤维素：自然界大量存在（如植物细胞壁、棉花、木材），并非仅合成得到；橡胶：有天然橡胶（橡胶树汁液提取）和合成橡胶，天然橡胶自然界存在，A不符合要求；B.涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯）：完全人工合成的高分子纤维，自然界不存在；聚氯乙烯（PVC）：人工合成的高分子材料，自然界不存在；阿司匹林（乙酰水杨酸）：人工合成的药物，自然界不存在（水杨酸天然存在，但乙酰水杨酸为合成产物）。三种物质均为化学合成、自然界原本不存在，A符合要求；C.尿素：可人工合成，也天然存在于尿液中；青蒿素：从黄花蒿中提取的天然产物，自然界存在；维生素 C：天然存在于新鲜果蔬中，可人工合成但非仅合成，C不符合要求；D.石英（SiO2）：自然界大量存在（如水晶、沙子）； 甘氨酸：最简单的氨基酸，天然存在于生物体内；磷化铟：人工合成的半导体材料，自然界不存在，D不符合要求，答案选B。 6．（2024高二下·北京·竞赛）我国科学家研究成果“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”取得重要进展，其中一步核心反应如下图所示。 下列说法错误的是 A．反应①中每消耗，转移电子 B．反应③中的催化剂，实验室中可用 C．与的混合物中含有 D．淀粉与纤维素，不互为同分异构体 【答案】C 【解析】A．CO2中碳的化合价为+4，CH3OH中碳的化合价为-2，44gCO2为1mol，则反应①中每消耗44gCO2转移6mol，A正确；B．反应③的催化剂与H2O2的分解有关，实验室中常用MnO2作为H2O2分解的催化剂，则实验室可用MnO2代替，B正确；C．与的混合物中含有HCHO（甲醛）与DHA的最简式均为CH2O，混合物中碳的质量分数相同，但30g混合物只含有1molO，C错误；D．淀粉和纤维素的分子式均为(C6H10O5)n，但结构单元的n值不同，则分子式不同，不互为同分异构体，D正确；答案选C。 7．（2019高二·湖北·竞赛）某梯状聚合物BBL的结构简式为，可由A()、B( )两种物质缩聚而成。下列说法错误的是 A．BBL平均每个链节中有7个环 B．A分子式为C14H4O6 C．1molA最多可与2molNaOH反应 D．B中所有原子共平面 【答案】CD 【解析】A．由图可知BBL是平面型聚合物分子，根据其链节结构，可知平均每个链节中有7个环，A正确；B．A分子式为C14H4O6，B正确；C．1 mol A水解生成4mol羧基，所以1molA最多可以与4mol NaOH反应，C错误；D．B中氨基上的两个H没有与苯环共平面，所以不是所有原子都共平面，D错误；故选CD。 8．（2023高二下·北京·竞赛）塑料的发明为现代生活提供了极大的便利，但同时带来了白色污染等诸多环境问题。为了解决可回收问题，研究人员尝试将各种动态共价键作为高分子的交联剂，致力于发展“绿色”的可循环高分子经济。例如，烷基取代的三嗪衍生物中的C-O键，可被作为“休眠”的共价键交联点用于制备完全可回收的热固性聚合物。反应物A在TBD(一种胺，可作为反应的催化剂)存在下与甲醇会发生反应： （1）通过气相色谱-质谱联用表征，检测得知反应混合物中有四个化合物，其m/z值分别为171.1，185.1，199.1和213.1。画出所得产物的结构___________。 （2）研究该反应的动力学，研究人员将反应物A与氘代甲醇在TBD存在下发生反应，其中氘代甲醇同时起到溶剂的作用，其密度为0.888g/mL。表征结果如图所示。确定该反应条件下的反应级数。计算至少2个温度下的反应速率常数并计算反应的活化能________。 （3）参照上述反应思路，研究人员设计了一种合成可回收的热固性聚合物的方法： 完成上述反应方程式___________。请提出一种可能的降解回收方式___________。 【答案】（1） （2）； （3） 在碱的作用下和过量小分子醇反应(如甲醇、乙醇等) 【解析】（1）反应本质：反应物A为2,4,6-三乙氧基-1,3,5-三嗪，TBD催化下与甲醇发生连续的亲核取代反应(SnAr),乙氧基(一OEt)逐步被甲氧基(一OMe)取代。 产物系列：反应混合物含四种产物，对应乙氧基被取代0~3个的全取代中间体：一取代产物(m/z=185.1):1个乙氧基被甲氧基取代，结构为；二取代产物(m/z=199.1):2个乙氧基被甲氧基取代，结构为；三取代产物(m/z=213.1):3个乙氧基全被甲氧基取代，结构为；未取代原料(m/z=171.1):即反应物A本身，，故质谱对应：取代基从-OEt(分子量57)变为-OMe(分子量31),每取代1个质量减少57-31=26。原料m/z=171,每取代1个增加26,依次得到185、199、213，对应结构为。 （2）反应级数判断：由p=0.88g/mL可知甲醇为溶剂(过量),其浓度视为常数，反应表现为准一级反应。作图验证：以ln(cA)对时间t作图，若为直线则证明是一级反应(或通过半衰期法验证)。速率常数与活化能：速率常数k:对不同温度(35°℃、40°℃、45°℃、50°℃)的线性拟合，斜率绝对值即为对应温度下的准一级速率常数k。例如50°℃时k≈4.5×10-4s-¹(具体值以图中斜率为准)。活化能Ea:根据阿伦尼乌斯公式!In k=-B+InA,以ln k对作图，斜率为一。计算得Ea≈60～65kJ/mol(文献参考值约62.5kJ/mol)。 （3）反应方程式：该反应为SNAr反应，三嗪环上的乙氧基被二醇端羟基取代，生成可回收热固性聚合物与乙醇，m+3m+3mEtOH；利用SNAr反应的可逆性，在温和条件下打断 C-O 键：醇解/醇解催化法：将聚合物置于乙醇（EtOH）中，加入碳酸钾（K2CO3）作为催化剂，加热回流。乙醇作为亲核试剂，在碱催化下重新取代三嗪环上的烷氧基，将聚合物解聚为单体2,4,6 - 三乙氧基 - 1,3,5 - 三嗪和原始二醇。 回收：通过萃取、蒸馏分离回收单体，实现闭环循环。 9．（2023高二上·江苏·竞赛）尿素在一定条件下会失去氨而缩合，如两分子尿素失去一分子氨形成二聚物： 一定压强下100molCO(NH2)2在熔融状态发生缩合反应且反应完全，失去70molNH3，生成二聚物和三聚物。 （1）已知三聚物有两种(其中之一为环状)，写出对应的失氨缩合反应方程式_______。 （2）已知二聚物的物质的量分数约为0.4，则三种缩合产物的物质的量分别为_______(答案为整数)？ 【答案】（1）、 （2）二聚物14mol，链状三聚物16mol，环状三聚物8mol 【解析】（1）尿素在缩合反应中形成两种三聚物：一种是链状三聚物，另一种是环状三聚物。根据题目描述，两分子尿素失去一分子氨形成二聚物，则三分子尿素失去两分子氨可得到链状三聚物，失去三分子氨可得到环状三聚物，故方程式为、；（2）已知初始尿素为100 mol，反应完全后失去70 mol NH3，生成一种二聚物和两种三聚物。二聚物的总物质的量分数约为0.4；设：为二聚物的物质的量；为链状三聚物的物质的量；为环状三聚物的物质的量；根据反应化学计量： 线性二聚物：每形成 1 mol，消耗 2 mol 尿素，产生 1 mol NH3；链状三聚物：每形成 1 mol，消耗 3 mol 尿素，产生 2 mol NH3；环状三聚物：每形成 1 mol，消耗 3 mol 尿素，产生 3 mol NH3；尿素守恒：；NH3 守恒：；二聚物总物质的量分数约为 0.4：，联立方程式，最终解为：，取整数，满足上述三个方程组，故二聚物14mol，链状三聚物16mol，环状三聚物8mol。 10．（2014高二·广东·竞赛）碳酸二甲酯是一个毒性很低的绿色化学品，用途广泛。请回答下列问题(反应均在一定条件下进行)： （1）光气甲醇法是碳酸二甲酯的最早工业化生产方法。先由光气制得氯甲酸甲酯，然后再将氯甲酸甲酯与甲醇反应，其反应式如下： +CH3OH ①上述反应的类型是___________。 ②在此工艺中保持过量的原料是___________。 ③该工艺中需加入Na2CO3，其目的是___________。 ④该工艺的缺点是___________(写出2 点)。 （2）碳酸亚乙(丙)酯法是1992年开发成功的生产碳酸二甲酯的另一种方法， 其以CO2、环氧乙烷和甲醇为原料，如反应①和②所示。 +I ①反应①中反应物比例是1:1， 其原子利用率是100%。化合物I的结构简式是___________。 ②该工艺得到的副产品是___________。 ③如果以为原料，该工艺得到的副产品是___________。 （3）以碳酸二甲酯为原料可制得聚碳酸酯。聚碳酸酯是热塑性材料，结构通式可表示为。如下所示用碳酸二甲酯先生成碳酸二苯酯，碳酸二苯酯再和双酚A聚合得到双酚A型聚碳酸酯Ⅱ．Ⅱ 的结构简式是___________。 【答案】（1）取代反应 MeOH，或CH3OH，或甲醇 中和副产物氯化氢 光气有毒；副产氯化氢气体，消耗大量碱产生附加值不高的氯化钠；腐蚀严重，污染环境 （2） 乙二醇 1，2-丙二醇 （3） 【解析】（1）反应中甲醇中-OCH3取代了-COCl中Cl，生成，同时产生HCl，为取代反应，该反应应保持甲醇过量，提高氯甲酸甲酯的利用率，工艺中需加入Na2CO3，中和副产物氯化氢，该工艺有明显缺点例如：原料光气有毒、副产氯化氢气体消耗大量碱产生附加值不高的氯化钠、腐蚀严重、污染环境，答案：取代反应；MeOH，或CH3OH，或甲醇；中和副产物氯化氢；光气有毒；副产氯化氢气体，消耗大量碱产生附加值不高的氯化钠；腐蚀严重，污染环境； （2）根据信息和CO2比例1：1发应， 其原子利用率是100%，发生加成反应，产物化合物I的结构简式是，该工艺得到的副产品是乙二醇，如果以为原料，该工艺得到的副产品是1，2-丙二醇，答案：；乙二醇；1，2-丙二醇； （3）碳酸二苯酯和双酚A聚合得到双酚A型聚碳酸酯和苯酚，答案：。 11．（2007高二上·全国·竞赛）据统计，40%的飞机失事时机舱内壁和座椅的塑料会着火冒烟，导致舱内人员窒息致死。为此，寻找装修机舱的阻燃聚合物是化学研究的热点之一、最近，有人合成了一种叫PHA的聚酰胺类高分子，即主链内有“酰胺键”(—CO—NH一)。温度达180~200℃时，PHA就会释放水变成PBO(结构式如下图所示)，后者着火点高达600℃，使舱内人员逃离机舱的时间比通常增大10倍。该发明创造的巧妙之处还在于，PHA是热塑性的(加热后可任意成型)，而PBO却十分坚硬，是热固性的(加热不能改变形状)。 （1）写出PHA的结构式________。 （2）根据高分子结构来解释，为什么PHA有热塑性而PBO却是热固性的_______。 【答案】（1） （2）PHA高分子键的共轭较差，加热容易发生键的旋转，是柔性骨架，所以PHA具有热塑性，而PBO高分子键的共轭程度高，加热不容易发生键的旋转，所以PBO是热固性的。 【解析】（1）题目明确说明，PHA在180~200℃时释放水(H2O)转化为PBO,因此PHA是PBO的水合前体，需在PBO结构中补回脱去的水分子，还原出酰胺键(-CO-NH-)。PBO的重复单元中，两个苯并恶唑环(含-O-C=N-结构)是PHA脱水环化的产物：每个-0-C=N-环对应PHA中1个酰胺键(-CO-NH-)+1个酚羟基(-OH),脱水时-COOH(或-CO-)与-NH2(或-NH-)、-OH发生环化，脱去1分子H2O。因此，将PBO中每个-0-C=N-环打开，补回H2O,得到PHA的重复单元：主链为对苯二甲酰胺结构，两侧苯环上连有酚羟基(-OH),即：。 （2）热塑性：高分子为线型/支链型结构，分子间仅靠范德华力/氢键结合，无化学键交联，加热时分子间作用力减弱，可熔融流动、重新成型，冷却后定型；热固性：高分子为体型(网状)交联结构，分子间通过共价键形成三维网络，加热时无法破坏交联键，因此不能熔融、不能重新成型，PHA的热塑性：PHA是线型聚酰胺，主链仅为线型的酰胺键(-CO-NH-),分子间仅通过氢键相互作用，无共价交联。加热时，分子间氢键被破坏，高分子链可自由移动，因此具有热塑性，可加热成型；PBO的热固性：PHA脱水后，分子内的-COOH(或-CO-)与-NH-、-OH发生环化反应，形成苯并恶唑环，同时分子链间形成共价交联的三维网状结构(体型结构)。加热时，共价键无法被破坏，分子链不能自由移动，因此PBO为热固性，加热不能改变形状。 12．（2014高二·全国·竞赛）2014年6月18日，发明开夫拉(Kevlar)的波兰裔美国女化学家StephanieKwolek谢世，享年90岁。开夫拉的强度比钢丝高5倍，用于制防弹衣，也用于制从飞机、装甲车、帆船到手机的多种部件。开夫拉可由对苯二胺和对苯二甲酸缩合而成。 （1）写出用结构简式表达的生成链状高分子的反应式_______。 （2）写出开夫拉高分子链间存在的3种主要分子间作用力_______。 【答案】（1）n+n→+2nH2O （2）氢键，范德华力，芳环间相互作用 【解析】（1）开夫拉是由对苯二胺和对苯二甲酸缩合而成，用结构简式表达的生成链状高分子的反应式：n+n→+2nH2O，故答案为：n+n→+2nH2O。 （2）开夫拉高分子链间存在的3种主要分子间作用力：氢键，范德华力，芳环间相互作用，故答案为：氢键，范德华力，芳环间相互作用。 13．（2023高二上·浙江宁波·竞赛）F是一种皮革处理剂，一种合成F的流程如下图： 请回答： （1）E所含官能团名称是___________。 （2）下列化学键在有机物B中存在，且极性最强的是___________(填序号)。 A．C−C B．C−H C．C−O D．O−H （3）有机物F的结构简式为___________。 （4）写出C→D的化学方程式___________。 【答案】（1）碳碳双键、酯基 （2）D （3） （4） 【分析】根据E的结构简式可知：E水解生成丙烯酸CH2=CHCOOH和CH3CH2OH，根据碳原子守恒知，B为CH3CH2OH，X为H2O；D为CH2=CHCOOH，E发生加聚反应生成F为 。 【解析】（1）E物质结构简式是CH2=CH-COOCH2CH3，E所含官能团名称是：碳碳双键和酯基。 （2）B是CH3CH2OH，该物质是由分子构成的物质，在物质分子中存在的化学键有C-C键、C-H键、C-O键和O-H键。同种元素的原子之间形成非极性键，不同种元素的原子之间形成极性键，元素的非金属性差别越大，形成的共价键的极性就越强。元素的非金属性：O＞C＞H，故在上述元素形成的共价键中，极性最强的共价键是O-H键，因此合理选项是D。 （3）根据上述分析可知有机物F结构简式为。 （4）C是CH3CH=CH2，该物质与O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生D：CH2=CH-COOH和H2O，该反应的化学方程式为：。 14．（2020高三·全国·竞赛）（1）画出小分子C3F4的Lewis结构，标出三个碳原子成键时所采用的杂化轨道______。 （2）现有铝镁合金样品一份，称取2.56 g样品溶于HCl，产生2.80 L H2(101.325kPa，0℃)，通过计算，确定此合金组成______。 （3）构筑可循环再生的聚合物材料是解决目前白色污染的有效途径之一。 ①通常单官能度的单体无法参与聚合反应中的链增长，但单体A可以与B发生反应形成聚合物。画出该聚合物的结构式______。 ②单体A、C、D按物质的量比例6∶3∶2进行共聚合，得到的聚合物不能进行热加工和循环利用；但若在共聚合时加入一定量(~10%)的B，得到的聚合物又具备了可热加工和循环利用的性能。简述原因______。 【答案】（1）、 （2）ω (Al)=53%，ω(Mg)=47% （3）① ②ACD 以题目比例聚合时，亲电基团与亲核基团比例为 12：12，反应完全为稳定的结构，同时分子链之间有较强的氢键；加入少量的 B 后，亲核基团氨基数目过剩，加热后可以发生酰胺交换反应，释放出 D 中氨基，破坏原先的体状结构变为链状结构，B 的加入也使得链状分子内部的氢键数目增加，减少链间氢键作用，因此有热加工性能，高温下氢键断裂解除交联，以达到回收利用目的 【解析】（1） 小分子C3F4的结构可能为F2C=C=CF2和FC≡CCF3，F2C=C=CF2的Lewis结构为，分子中两头碳原子的杂化发生为sp2杂化，中间连有两个双键的碳原子为sp杂化，FC≡CCF3的Lewis结构为，分子中含有单键碳原子和三键碳原子，单键碳原子的杂化发生为sp3杂化，三键碳原子的杂化发生为sp杂化，故答案为：、；（2）镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl2+3H2↑，101.325kPa，0℃条件下，2.80L氢气的物质的量为=0.125 mol，设铝的物质的量为 x mol，镁的物质的量为 y mol，由合金的质量可得27x+24y=2.56①，由方程式可得1.5x+y=0.125 mol②，解联立方程式可得x=y=0.05，则镁的质量分数为×100%≈47%，的质量分数为×100%≈53%，故答案为：ω (Al)=53%，ω(Mg)=47%；（3） ①单体A与单体B发生如图所示的加聚反应生成高聚物，间通过氢键形成结构更复杂的，故答案为：；②单体A、C、D按物质的量比例6∶3∶2进行共聚合时，亲电基团与亲核基团比例为 12∶12，反应完全为稳定的结构，同时分子链之间有较强的氢键；加入少量的 B 后，亲核基团氨基数目过剩，加热后可以发生酰胺交换反应，释放出 D 中氨基，破坏原先的体状结构变为链状结构，B 的加入也使得链状分子内部的氢键数目增加，减少链间氢键作用，因此有热加工性能，高温下氢键断裂解除交联，以达到回收利用目的，故答案为：ACD 以题目比例聚合时，亲电基团与亲核基团比例为 12∶12，反应完全为稳定的结构，同时分子链之间有较强的氢键；加入少量的 B 后，亲核基团氨基数目过剩，加热后可以发生酰胺交换反应，释放出 D 中氨基，破坏原先的体状结构变为链状结构，B 的加入也使得链状分子内部的氢键数目增加，减少链间氢键作用，因此有热加工性能，高温下氢键断裂解除交联，以达到回收利用目的。 15．（2020高三·全国·竞赛）A和B(如图所示)，可由同一种氨基酸(羟脯氨酸)制得，通过这类单体的链式开环聚合，有望得到可降解的聚酯或聚硫酯(R=叔丁基)。 （1）比较A与B开环聚合时热力学驱动力的大小。简述原因______。 （2）在有机弱碱的催化作用下，苄硫醇作为引发剂，B在室温下可发生活性开环聚合，形成聚合产物，画出产物的结构式______。 （3）聚合(B’n-1→B’n)过程中，ΔHθ=-15.6kJ/mol、ΔSθ=-40.4Jmol-1K-1。计算室温(298K)下反应的平衡常数K=______。设反应达平衡时单体浓度[B]eq/cθ等于1/K，若起始单体浓度为2.00mol/L，引发剂浓度为0.0100mol/L，计算达平衡时产物的平均聚合度n______。 （4）提高单体B开环聚合转化率的方法有______。 a.升高温度      b.降低温度      c.增加B的起始浓度      d.延长反应时间 【答案】（1）A驱动力更大。A中O的半径小于S，因此普通酯张力大，更易于开环 （2） （3）4.36 177 （4）bcd 【解析】（1）开环聚合的热力学驱动力A大于B。开环聚合的热力学驱动力主要来自环张力，因为C-O键比C-S键短（或者C-S键比C-O键长，S原子半径比O大），A比B环张力大； （2）B开环聚合产物的结构式：； （3），，平衡单体浓度：[B]=1/4.2mol/L=0.24mol/L，平均聚合度n：n=（2.00-0.24）mol/L/0.0100mol/L=177； （4）该反应是放热反应，降低温度、增加B的起始浓度、延长反应时间都能提高单体B开环聚合转化率，故选：bcd。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一、二节 合成高分子的基本方法 高分子材料 内容概览 01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼 02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚 03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练 04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训 竞赛技巧1 有机高分子化合物的概念及其分类 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。 竞赛技巧2 合成高分子化合物的基本反应 1．加成聚合反应（加聚反应） （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（缩聚反应） （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。 竞赛技巧3 高分子材料 1、塑料 1）塑料的成分：主要成分是合成树脂，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等；辅助成分是改善塑料性能的加工助剂：为提高柔韧性加入增塑剂，为提高耐热性加入热稳定剂，为赋予它各种漂亮的颜色加入着色剂。 【名师提醒】合成树脂和塑料的关系 1.树脂是指未加工处理的聚合物，没有添加各种加工助剂，而塑料是由合成树脂及各种加工助剂组成的，塑料的主要成分是合成树脂。这两个名词有时也混用，因为有些塑料基本上是由合成树脂组成的，不含或含少量其他加工助剂，如有机玻璃、聚乙烯、聚苯乙烯等。 2.塑料的基本性能主要取决于树脂的性质，但加工助剂也起着重要作用。 2）塑料的分类 (按树脂受热时的特征) （1）热塑性塑料：为线型结构，可以反复加热熔融加工，可以多次成型，多次使用，如聚乙烯、聚氯乙烯等制成的塑料。 （2）热固性塑料：为体型结构，不能加热熔融，只能一次成型，但加工成型后就不会受热熔化，如用具有不同结构的酚醛树脂等制成的塑料。 （3）判断方法； ①根据溶解性判断：能溶于适当溶剂的高分子材料一般为线型结构，如聚乙烯、聚氯乙烯等；在溶剂中难溶解的高分子材料一般为体型结构，如酚醛塑料等。 ②根据热塑性、热固性判断：具有热塑性，受热能熔化的高分子材料具有线型结构；具有热固性，受热不熔化的高分子材料具有体型结构。 3）常见的塑料 （1）聚乙烯 高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的对比 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 聚合反应条件 150 MPa～300 MPa，200 ℃左右，使用引发剂 0.1 MPa～2 MPa，60～100 ℃，使用催化剂 高分子链的结构 含有较多支链 支链较少 密度/ (g·cm－3) 0.91～0.93(较低) 0.94～0.97(较高) 类别 低密度聚乙烯(LDPE) 高密度聚乙烯(HDPE) 软化温度/℃ 105～120 120～140 主要性能 无毒，较柔软 无毒，较硬 高分子链 较短 较长 相对分子质量 较低 较高 用途 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 生产瓶、桶、板、管等 【名师提醒】①高压法聚乙烯的密度和熔点均低于低压法聚乙烯的原因为高压法聚乙烯的主链有较多的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就比低压法聚乙烯的小，熔点和密度也就较低。 ②聚乙烯(一般高分子化合物)具有一定弹性的原因是聚乙烯分子链上的碳原子完全由碳碳单键相连，常温下聚乙烯分子链上的碳碳单键可以发生旋转，使分子链不可能呈一条直线，只能呈不规则的卷曲状态。大量聚乙烯分子纠缠在一起，好像一团乱麻。当有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直，除去外力又恢复卷曲状态。 ③两种聚乙烯塑料均有热塑性，加热均可熔融。 （2）酚醛树脂 ①含义：是用酚类(如苯酚或甲苯酚)和醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。 ②合成 酸催化 碱催化 实验 操作 a． a． b．待混合物接近沸腾时，取出试管并用玻璃棒搅拌反应物，观察现象； c．试管冷却至室温后，向试管中加入适量乙醇，观察现象； d．再把试管放在热水浴中加热，观察现象 实验 现象 混合溶液变浑浊，有黏稠的粉红色物质生成；加入乙醇，不溶解；再加热，黏稠物质溶解 混合溶液变浑浊，有黏稠的乳黄色物质生成；加入乙醇，不溶解；再加热，黏稠物质仍不溶解 结论 在酸催化下，生成的线型结构的酚醛树脂具有热塑性 在碱催化下，生成的网状结构的酚醛树脂具有热固性 a．在酸(浓盐酸)催化下，等物质的量苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构的高分子 b．在碱(浓氨水)催化下，苯酚与过量的甲醛反应，生成羟甲基苯酚的同时，还生成二羟甲基苯酚、三强甲基苯酚等，继续反应就可以生成网状结构的酚醛树脂 ③制备和结构 ④结构特点：具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。 ⑤用途：酚醛树脂主要用作绝缘（开关、灯头）、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。可用于烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。 （3）脲醛树脂：可以用尿素(H2NCONH2)与甲醛缩聚反应合成 4）线型高分子与网状结构高分子性质比较 线型高分子 网状结构高分子 溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大 性能 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化 特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好，无可塑性 2、合成纤维 1）纤维的定义：指凡具备或可以保持长度大于本身直径100倍的均匀线条或丝状的线型高分子材料。 2）纤维的分类 （1）天然纤维：棉花、羊毛、蚕丝和麻等是大自然赋予人们的天然纤维，天然纤维又分为植物纤维和动物纤维。植物纤维是富含多糖纤维素，只含C、H、O三种元素(如：棉花、麻等)，动物纤维主要成分是蛋白质，蛋白质在蛋白酶的作用下可水解(如：羊毛和蚕丝等) （2）化学纤维：化学纤维指的是用天然或人工合成的高分子物质经化学、机械加工而制得的纤维，包括再生纤维和合成纤维 （3）再生纤维：以木材、秸秆等农副产品为原料，经过加工处理得到的纤维 （4）合成纤维：以石油、天然气、煤和农副产品等为原料加工制得的单体，再经过聚合反应而制得的纤维。其原料本身不是纤维。 ①合成纤维的性能：合成纤维的优点是强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等，但在吸湿性、透气性等方面不如天然纤维。合成纤维中维纶具有较好的吸湿性，被称为“人造棉花” ②合成纤维的“六大纶”是指涤纶(的确良)、锦纶(尼龙)、腈纶(人造羊毛)、丙纶、维纶和氯纶 常见“六纶”的结构简式、单体和性能 名称 结构简式 单体 性能 用途 涤纶 抗皱性好、强度高、耐酸腐蚀、耐磨、吸湿性差 衣料、室内装修材料、电绝缘材料、绳索、渔网等 锦纶 H2N(CH2)5COOH 耐磨、强度高、耐光、耐碱、有弹性 衣料、绳索、渔网等 腈纶 CH2==CH—CN 弹性高、保温性能好、耐光、耐酸但不耐碱 衣料、毛毯、幕布、工业用布等 丙纶 CH2==CH—CH3 机械强度高、电绝缘性好、耐化学腐蚀、质轻、耐油性差 可制成薄膜、日常用品、管道、包装材料等 维纶 CH3COOCH==CH2 和HCHO 吸湿性优良，有“人造棉花”之称 可与棉花混纺，作维棉混纺织物，制成滤布、帆布、传送带等 氯纶 CH2==CH—Cl 难燃，耐酸、碱， 吸湿性差 可编织窗纱、筛网、网袋与绳子，制成毛线、毛毯、棉絮、滤布等 3）常见的合成纤维 （1）聚酯纤维——涤纶(聚对苯二甲酸乙二酯纤维) ①合成纤维中目前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。其合成反应为 ②涤纶性能：强度大，耐磨，易洗，快干，保形性好，但透气性和吸湿性差，可以与天然纤维混纺获得改进。 ③涤纶用途：是应用最广泛的合成纤维品种，大量用于服装与床上用品(如运动服、被套、睡袋等)、各种装饰布料、国防军工特殊织物(航天服、降落伞)，以及工业用纤维制品(过滤材料、绝缘材料、轮胎帘子线、传送带)等。 （2）聚酰胺纤维——锦纶66或尼龙66(聚己二酰己二胺纤维) ①聚己二酰己二胺纤维不溶于普通溶剂，耐磨，强度高，是由H2N—(CH2)6—NH2和HOOC(CH2)4COOH合成的，其合成反应如下： ②尼龙66性能：不溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃，拉制的纤维具有天然丝的外观和光泽，耐磨性和强度较大。 ③尼龙66用途：生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等。 （3）高强度芳纶纤维合成 4）合成纤维的性能 ①优点:具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等； ②缺点：吸湿性和透气性明显不及天然纤维。 3、合成橡胶 1）橡胶的概念 橡胶是一类具有弹性的物质，在外力作用下，橡胶的形状发生改变，去除外力后又能恢复原来的形状 2）橡胶的分类 3）天然橡胶 （1）单体：异戊二烯即2­甲基­1,3­丁二烯 （2）合成反应方程式为： 【思考与讨论】p145参考答案：。 4）合成橡胶 （1）原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体，聚合而成 （2）性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油性、耐高温或耐低温等性能 （3）顺丁橡胶合成：顺丁橡胶是以1,3-丁二烯为原料，在催化剂作用下，通过加聚反应，得到以顺式结构为主的聚1,3-丁二烯 （4）橡胶的硫化 将线型结构的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。 【名师提醒】绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶不能用橡胶塞。 （5）顺丁橡胶的用途：顺丁橡胶具有很好的弹性，耐磨、耐寒性好，主要用于制造轮胎。 （6）几种常见的合成橡胶 名称 单体 结构简式 顺丁橡胶 CH2==CH—CH==CH2 丁苯橡胶 (SBR) 氯丁橡胶 (CR) 4、胶粘剂——环氧树脂 （1）胶粘剂：凡是分子中含有二个以上的环氧基的物质，都可作为环氧树脂胶粘剂，环氧树脂俗称万能胶。 （2）制备：通用环氧树脂胶粘剂是由2，2 – (4，4’–二羟基二苯基)丙烷（俗称双酚A）和环氧氯丙烷缩聚反应制得。 （3）结构及其性质：作为胶粘剂的环氧树脂是亮黄色的的粘稠物质，是线型分子，相对分子质量并不大，n在0 ~ 19之间，在粘接物体时需要有机胺、酸酐等固化剂固化。未经固化的环氧树脂相对分子质量较小，没有强度，而固化以后相对分子质量成倍提高，最后形成不溶不熔的体型网状结构，具有很强的粘接强度。 竞赛技巧4 高分子化合物的结构与性质 1.有机高分子的结构及其性能 (高分子化合物有线型、支链型和体型结构) 基本类型 结构特点 性质特点 常见物质 线型结构 分子中的原子以共价键相互连接，构成一条很长的卷曲状态的“链” 在适当的溶剂中能缓慢溶解，加热能熔融，硬度和脆度较小，具有热塑性，无固定熔点，强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 低压聚乙烯、、聚氯乙烯、天然橡胶 支链型结构 支链型结构与线型结构类似，是由许多链节相互连成一条长链的高聚物，但是在链节的主链上存在支链 熔点、密度比线型结构的更低 高压聚乙烯 体型结构 (网状结构) 分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构 不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆度较大；不能反复熔化，只能一次加工成型(热固性)，强度大、绝缘性好 碱作催化剂时制备的酚醛树脂 2.有机高分子化合物的性质，主要有四个方面 （1）一般线型的高分子化合物可溶于有机溶剂，网状的一般难溶于有机溶剂，有的只有一定程度的溶胀 （2）线型的具有热塑性，体型的具有热固性 （3）它们一般不导电 （4）它们往往易燃烧，线型高分子化合物一般不耐高温 3.有机高分子化学反应的特点 （1）与结构的关系：结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应 （2）常见的有机高分子化学反应 ①降解：在一定条件下，高分子材料降解为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有：生物降解、化学降解、光降解等 ②橡胶硫化：天然橡胶()经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型结构变为体型(网状)结构 ③催化裂化：塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃气体等。 竞赛技巧5 功能高分子材料 1、功能高分子材料的概念：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。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、分类 功能高分子材料 3、高吸水性树脂 （1）结构特点 ①含有强亲水性原子团(如羧基、羟基、酰氨基等)的支链 ②具有网状结构 （2）性能：不溶于水，也不溶于有机溶剂，与水接触后在很短的时间内溶胀，可吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍的水，同时保水能力要强，还能耐一定的挤压作用 （3）改进思路：一是改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团；二是合成新的带有强亲水基团的高分子 （4）合成方法 ①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性。在淀粉或纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链，可以提高它们的吸水能力。如淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生反应，生成以淀粉为主链的接枝共聚物。为防止此共聚物溶于水，还需在交联剂作用下生成网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂 ②用带有强亲水基团的烯类单体进行聚合，得到含亲水基团的高聚物。如在丙烯酸钠中加入少量交联剂，再在一定条件下发生聚合，可得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。聚丙烯酸钠的结构简式为 这两种方法有一个共同特点，都要在反应中加入少量交联剂，让线型结构变为网状结构 （5）应用：可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水，改良土壤；可用于婴幼儿使用的纸尿裤 4、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，其余物质被截留在膜的另一侧，称为浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 （2）特点：让某些物质有选择地通过，而把另外一些物分离掉。 （3）分类：分离膜根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 （4）制作材料：主要是有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 （5）应用：高分子分离膜已广泛用于海水淡化和饮用水的制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。 5、功能高分子材料的比较 常见功能高分子材料 主要功能 主要应用 高分子膜 高分子分离膜 选择性地允许某些物质 通过 ①废水处理 ②海水淡化 ③浓缩果汁、乳制品加工、酿酒等 高分子传感膜 把化学能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池 高分子热电膜 把热能转换成电能 ①发电 ②开发新型电池 医用高分子材料 ①具有优异的生物相容性 ②具有某些特殊功能 人造器官 竞赛技巧1 考查合成高分子化合物的基本反应 1.（2017高二·河南·竞赛）甲、乙、丙三种物质是某抗生素合成过程中的中间产物，下列说法正确的是 A．甲、乙、丙三种有机化合物均可跟NaOH溶液反应 B．甲、乙、丙三种有机化合物均可发生消去反应 C．可用FeCl3溶液区别甲、丙两种有机化合物 D．丙水解的有机产物在一定条件下可以发生缩聚反应 2.（2023高二下·安徽·竞赛）化学和生活、社会发展息息相关。下列说法错误的是 A．核酸检测时用到的“拭子”由尼龙纤维制成，属于有吸附性的合成有机高分子材料 B．“水滴石穿”过程中发生化学变化 C．有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”，丝绸的主要成分是蛋白质，属于天然高分子化合物 D．冬奥会吉祥物“冰墩墩”以聚氯乙烯为原材料，氯乙烯通过缩聚反应可转化为聚氯乙烯 竞赛技巧2 考查高分子材料 3.（2024高二下·重庆·竞赛）新材料的发明与制造，推动着人类社会的进步和发展。下列属于有机高分子材料的是 A．制作航天服的聚酯纤维 B．制作导电材料的石墨烯 C．制作半导体材料的砷化镓 D．制作深潜器的特种钛合金 4.（2023高一下·广东汕尾·竞赛）2022年12月，中国全面疫情解封，标志着我国疫情防控又进入了新的阶段。疫情以来，越来越多的物品走进了人们的生活中，下列物品不含高分子材料的是 A．  N95型口罩 B．  75%消毒酒精 C．  医用防护服 D．  一次性橡胶手套 竞赛技巧3 考查高分子化合物的结构与性质 5.（2011高二·河北·竞赛）食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是 A．等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗的氧气相等 B．PVC保鲜膜属于链状聚合物，在加热时易熔化 C．PE和PVC都是有机高分子化合物 D．PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得 6.（2019高二·上海·竞赛）国庆70周年群众游行中，上海彩车城市天际线的造型十分多人眼球。彩车车体使用了上下层为铝合金，中间为聚乙烯芯的铝塑复合材料，这种材料 A．具有轻便、坚固的特点 B．具有很高的熔沸点 C．具有很好的绝缘性能 D．在潮湿环境下易锈蚀 竞赛技巧4 考查功能高分子材料 7.（2023高一下·广东汕尾·竞赛）下列聚合物能导电的是 A． B．C．D． 8.（2024高二下·广东佛山·竞赛）材料的合成条件、组成和结构发生变化，其性能也会发生变化，对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列叙述不合理的是 选项 原料 反应条件、组成或结构改变 效果 A 蔗糖 三个氯原子取代蔗糖分子中的三个羟基 分子结构修饰后得到蔗糖素 B 高分子聚合物 增加强亲水基团 产生高吸水性树脂 C 头发 二硫键的断裂与形成 定型成需要的形状 D 苯酚、甲醛 碱性条件下，主要生成2，4，6-三羟甲基苯酚中间体 得到线型结构酚醛树脂 1.（25-26高二上·甘肃·期中）下列塑料只能一次性使用，不能热修补的是 A．聚氯乙烯 B．聚乙烯 C．酚醛树脂 D．聚苯乙烯 2.（25-26高二上·浙江·期中）下列说法正确的是 A．塑料中加入一些增塑剂可防止塑料老化 B．在橡胶中加入一定的硫可形成更好强度的硫化橡胶 C．农林产品中的纤维素加工成的黏胶纤维属于合成纤维 D．草莓中含有乙酸乙酯和乙酸异戊酯，这些高级酯具有挥发性 3.（24-25高二下·江西萍乡·期末）PET塑料是目前化工领域最主要的合成原材料，一种合成PET的方法如图所示。下列说法正确的是 A．该反应为加聚反应 B．PET可用于长时间保存强酸、强碱性物质 C．EG为 D．BHET能发生水解反应和消去反应 4.（25-26高二上·浙江宁波·期中）二氧化碳基聚碳酸酯是通过环氧化物和二氧化碳共聚得到的一种绿色高分子材料，一种聚碳酸酯M的合成方法如下。下列说法错误的是 A．依据M的合成原理，可推测合成M的过程中会产生含六元环的副产物 B．生成1mol M参加反应的CO2的物质的量为(m+n) mol C．该材料性能优良，但不耐强酸和强碱 D．K和M中均含有手性碳原子 5.（24-25高二下·浙江杭州·期中）维纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的商品名，可用于生产服装、绳索等，其合成路线如下。下列说法正确的是 A．物质A中所有原子一定在同一平面 B．1mol物质B完全水解需消耗1mol NaOH C．物质C一定难溶于水 D．过程③经历了加成、取代两步反应 6.（24-25高二下·北京·期中）聚合物N可用于制备锂离子全固态电解质材料，其合成方法如图： 下列说法正确的是 A．K中所有碳、氧原子在同一平面内 B．K到M中参与反应的K与分子个数比为x： C．由M合成N的过程中发生了加聚反应 D．聚合物N中含有两种含氧官能团 7.（24-25高二下·四川成都·期中）我国科学家成功制得新型的可化学循环的高分子材料，其合成路线如下(部分试剂和反应条件略去)。 下列说法不正确的是 A．反应①中，标记*的碳原子被还原 B．反应②和反应④都发生了键的断裂 C．可用银氨溶液检验化合物Ⅲ中的官能团 D．聚合物IV可以通过水解反应降解为小分子 8.（24-25高二下·江苏宿迁·期中）聚3-羟基丁酸是一种良好的可降解塑料，其一种合成方法如图。下列说法正确的是 A．a中所有原子共平面 B．a、b、c都属于烃 C．c极易溶于水 D．可以用红外光谱法鉴别 9.（24-25高二下·北京·期中）有一种功能性的聚合物P，合成路线如下： 已知：R1—N3 下列说法不正确的是 A．E的分子式为C12H12N6O4 B．F的结构简式是 C．E和F发生加聚反应生成P D．聚合物P可以在强酸、强碱环境中使用 10．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）PHEMA(聚甲基丙烯酸羟乙酯)可用来制软性隐形眼镜，其一种合成原理如下图。下列有关说法正确的是 A．合成PHEMA的单体分子式为 B．合成PHEMA的反应类型为缩聚反应 C．1 mol PHEMA最多能与1 mol NaOH反应 D．PHEMA可能是一种亲水性聚合物 11．（25-26高二上·浙江杭州·期末）聚合物可用于制造用途广泛的工程塑料，其合成反应如下。下列说法正确的是 A．能与水溶液反应，不能与水溶液反应 B．中所有原子共平面 C．的值为，该反应不属于缩聚反应 D．若反应体系中有少量水，则可能会影响聚合度 12．（25-26高二下·山东·期末）下列合成高分子材料的反应式和反应类型均正确的是 A． 加聚反应 B．  加聚反应 C．  加聚反应 D． 缩聚反应 13．（25-26高二下·山东·期末）医用外科口罩的结构示意图如下图所示，其中过滤层所用的材料是聚丙烯，具有阻隔部分病毒和细菌的作用。 下列关于医用外科口罩的说法不正确的是 A．防水层具有阻隔飞沫进入口鼻的作用 B．聚丙烯属于合成高分子材料 C．聚丙烯难溶于水 D．用完后应投入有可回收物标志的垃圾箱 14．（24-25高二下·山东东营·期末）聚2，5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF)是一种具有优异阻隔性能的生物基聚酯材料，可由下图方法合成： 下列说法正确的是 A．MEG分子存在顺反异构 B．由RPO聚合法生成PEF时，若，则聚合度为100 C．寡聚体中所有原子共面 D．发生降解最多消耗 15．（24-25高二上·上海·期末）橡胶高分子链中由于含有不饱和结构，弹性、强度、耐热和抗氧化性均较差，“硫化”可将橡胶链中的不饱和结构通过硫键（）打开彼此相连形成网状结构，以改善其性能。现有某橡胶硫化后的部分结构如图所示。 （1）从结构看，合成这种橡胶的单体至少有（用结构简式表示）___________。橡胶硫化后，发生______（填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）投入市场的橡胶多为硫化后橡胶，试从结构角度分析橡胶硫化的作用__________。 1．（2024高二下·北京·竞赛）巴里·夏普莱斯等人因“点击化学”获得2022年诺贝尔化学奖。“点击化学”利用化学卡扣(如炔-叠氮化物)快速、高产率地将分子片段拼接在一起，可以高效合成链状或环状大分子。利用该方法合成环状聚碳酸酯的过程如下。 下列说法不正确的是 A．反应①参加反应的1和2的总物质的量与1，4-丁二醇的物质的量之比为n:1 B．反应③的过程中，也可能得到更长链的线性聚合产物 C．为了得到环状聚碳酸酯，最后一步反应，需要在较稀浓度下进行 D．环状聚碳酸酯孔径相同 2．（2022高二上·安徽阜阳·竞赛）去年7月，他们一同出征奥运；时隔一年，奥运健儿再次亮相世界赛场。世界田径锦标赛、WTT欧洲夏季系列赛相继开赛，苏炳添、巩立姣、马龙、孙颖莎、王曼昱等中国健儿登场。当中国健儿们站上领奖台时，五星红旗总会在《义勇军进行曲》中冉冉升起。下列关于五星红旗的说法，不正确的是 A．北京冬奥会使用的国旗材料为“涤丝绸”，属于涤纶，民间俗称“的确良”。 B．天安门上升起的国旗使用的材料为“春亚纺”，属于涤纶，具有不易虫蛀等优良性能。 C．嫦娥五号月面着陆后插下的国旗材料属于芳纶和锦纶，他们都属于合成纤维。 D．国庆阅兵式上的阅兵红旗使用的材料属于芳纶，其缺点为耐磨性较差。 3．（2021高二上·吉林白山·竞赛）电视纪录片《辉煌中国》让“厉害了，我的国”成了人们的口头禅，其展示的我国在科技领域取得的许多伟大成就都与化学密切相关。下列有关说法错误的是 A．“蛟龙”号载人潜水器的外壳使用的耐超高压的钛合金，属于金属材料 B．“中国天眼”FAST传输信息用的光导纤维的主要成分是硅酸盐 C．高铁“复兴号”车厢连接关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于高分子材料 D．港珠澳大桥水下钢柱镶铝块防腐的方法为“牺牲阳极的阴极保护法” 4．（2018高二·广东·竞赛）20世纪，化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高做出了巨大贡献。下列各组物质中，全部由化学合成得到的是 A．玻璃、纤维素、青蒿素 B．尿素、食盐、聚乙烯 C．涤纶、尼龙、阿司匹林 D．石英、橡胶、磷化铟 5．（2019高二·湖北·竞赛）下列各组物质全部由化学合成得到、自然界原本不存在的一组是 A．玻璃  纤维素  橡胶 B．涤纶  聚氯乙烯  阿司匹林 C．尿素  青蒿素  维生素C D．石英  甘氨酸  磷化铟 6．（2024高二下·北京·竞赛）我国科学家研究成果“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”取得重要进展，其中一步核心反应如下图所示。 下列说法错误的是 A．反应①中每消耗，转移电子 B．反应③中的催化剂，实验室中可用 C．与的混合物中含有 D．淀粉与纤维素，不互为同分异构体 7．（2019高二·湖北·竞赛）某梯状聚合物BBL的结构简式为，可由A()、B( )两种物质缩聚而成。下列说法错误的是 A．BBL平均每个链节中有7个环 B．A分子式为C14H4O6 C．1molA最多可与2molNaOH反应 D．B中所有原子共平面 8．（2023高二下·北京·竞赛）塑料的发明为现代生活提供了极大的便利，但同时带来了白色污染等诸多环境问题。为了解决可回收问题，研究人员尝试将各种动态共价键作为高分子的交联剂，致力于发展“绿色”的可循环高分子经济。例如，烷基取代的三嗪衍生物中的C-O键，可被作为“休眠”的共价键交联点用于制备完全可回收的热固性聚合物。反应物A在TBD(一种胺，可作为反应的催化剂)存在下与甲醇会发生反应： （1）通过气相色谱-质谱联用表征，检测得知反应混合物中有四个化合物，其m/z值分别为171.1，185.1，199.1和213.1。画出所得产物的结构___________。 （2）研究该反应的动力学，研究人员将反应物A与氘代甲醇在TBD存在下发生反应，其中氘代甲醇同时起到溶剂的作用，其密度为0.888g/mL。表征结果如图所示。确定该反应条件下的反应级数。计算至少2个温度下的反应速率常数并计算反应的活化能________。 （3）参照上述反应思路，研究人员设计了一种合成可回收的热固性聚合物的方法： 完成上述反应方程式___________。请提出一种可能的降解回收方式___________。 9．（2023高二上·江苏·竞赛）尿素在一定条件下会失去氨而缩合，如两分子尿素失去一分子氨形成二聚物： 一定压强下100molCO(NH2)2在熔融状态发生缩合反应且反应完全，失去70molNH3，生成二聚物和三聚物。 （1）已知三聚物有两种(其中之一为环状)，写出对应的失氨缩合反应方程式_______。 （2）已知二聚物的物质的量分数约为0.4，则三种缩合产物的物质的量分别为_______(答案为整数)？ 10．（2014高二·广东·竞赛）碳酸二甲酯是一个毒性很低的绿色化学品，用途广泛。请回答下列问题(反应均在一定条件下进行)： （1）光气甲醇法是碳酸二甲酯的最早工业化生产方法。先由光气制得氯甲酸甲酯，然后再将氯甲酸甲酯与甲醇反应，其反应式如下： +CH3OH ①上述反应的类型是___________。 ②在此工艺中保持过量的原料是___________。 ③该工艺中需加入Na2CO3，其目的是___________。 ④该工艺的缺点是___________(写出2 点)。 （2）碳酸亚乙(丙)酯法是1992年开发成功的生产碳酸二甲酯的另一种方法， 其以CO2、环氧乙烷和甲醇为原料，如反应①和②所示。 +I ①反应①中反应物比例是1:1， 其原子利用率是100%。化合物I的结构简式是___________。 ②该工艺得到的副产品是___________。 ③如果以为原料，该工艺得到的副产品是___________。 （3）以碳酸二甲酯为原料可制得聚碳酸酯。聚碳酸酯是热塑性材料，结构通式可表示为。如下所示用碳酸二甲酯先生成碳酸二苯酯，碳酸二苯酯再和双酚A聚合得到双酚A型聚碳酸酯Ⅱ．Ⅱ 的结构简式是___________。 11．（2007高二上·全国·竞赛）据统计，40%的飞机失事时机舱内壁和座椅的塑料会着火冒烟，导致舱内人员窒息致死。为此，寻找装修机舱的阻燃聚合物是化学研究的热点之一、最近，有人合成了一种叫PHA的聚酰胺类高分子，即主链内有“酰胺键”(—CO—NH一)。温度达180~200℃时，PHA就会释放水变成PBO(结构式如下图所示)，后者着火点高达600℃，使舱内人员逃离机舱的时间比通常增大10倍。该发明创造的巧妙之处还在于，PHA是热塑性的(加热后可任意成型)，而PBO却十分坚硬，是热固性的(加热不能改变形状)。 （1）写出PHA的结构式________。 （2）根据高分子结构来解释，为什么PHA有热塑性而PBO却是热固性的_______。 12．（2014高二·全国·竞赛）2014年6月18日，发明开夫拉(Kevlar)的波兰裔美国女化学家StephanieKwolek谢世，享年90岁。开夫拉的强度比钢丝高5倍，用于制防弹衣，也用于制从飞机、装甲车、帆船到手机的多种部件。开夫拉可由对苯二胺和对苯二甲酸缩合而成。 （1）写出用结构简式表达的生成链状高分子的反应式_______。 （2）写出开夫拉高分子链间存在的3种主要分子间作用力_______。 13．（2023高二上·浙江宁波·竞赛）F是一种皮革处理剂，一种合成F的流程如下图： 请回答： （1）E所含官能团名称是___________。 （2）下列化学键在有机物B中存在，且极性最强的是___________(填序号)。 A．C−C B．C−H C．C−O D．O−H （3）有机物F的结构简式为___________。 （4）写出C→D的化学方程式___________。 14．（2020高三·全国·竞赛）（1）画出小分子C3F4的Lewis结构，标出三个碳原子成键时所采用的杂化轨道______。 （2）现有铝镁合金样品一份，称取2.56 g样品溶于HCl，产生2.80 L H2(101.325kPa，0℃)，通过计算，确定此合金组成______。 （3）构筑可循环再生的聚合物材料是解决目前白色污染的有效途径之一。 ①通常单官能度的单体无法参与聚合反应中的链增长，但单体A可以与B发生反应形成聚合物。画出该聚合物的结构式______。 ②单体A、C、D按物质的量比例6∶3∶2进行共聚合，得到的聚合物不能进行热加工和循环利用；但若在共聚合时加入一定量(~10%)的B，得到的聚合物又具备了可热加工和循环利用的性能。简述原因______。 15．（2020高三·全国·竞赛）A和B(如图所示)，可由同一种氨基酸(羟脯氨酸)制得，通过这类单体的链式开环聚合，有望得到可降解的聚酯或聚硫酯(R=叔丁基)。 （1）比较A与B开环聚合时热力学驱动力的大小。简述原因______。 （2）在有机弱碱的催化作用下，苄硫醇作为引发剂，B在室温下可发生活性开环聚合，形成聚合产物，画出产物的结构式______。 （3）聚合(B’n-1→B’n)过程中，ΔHθ=-15.6kJ/mol、ΔSθ=-40.4Jmol-1K-1。计算室温(298K)下反应的平衡常数K=______。设反应达平衡时单体浓度[B]eq/cθ等于1/K，若起始单体浓度为2.00mol/L，引发剂浓度为0.0100mol/L，计算达平衡时产物的平均聚合度n______。 （4）提高单体B开环聚合转化率的方法有______。 a.升高温度      b.降低温度      c.增加B的起始浓度      d.延长反应时间 / 学科网（北京）股份有限公司 $