5.1 合成高分子的基本方法【能力必到】化学人教版选择性必修3

5.1 合成高分子的基本方法 考向01 高分子概述 · 掌握高分子的定义：相对分子质量很大（通常几万以上）的化合物，由小分子单体通过聚合反应（加聚或缩聚）得到，属于混合物（聚合度n为平均值）。能够区分天然高分子（如蛋白质、淀粉、纤维素）与合成高分子（如塑料、合成纤维、合成橡胶）。 · 理解高分子的基本特点：无固定熔沸点（一般为混合物），多数不溶于水，具有较好的力学性能和化学稳定性。 · 能够识别高分子的结构单元（链节），并判断聚合类型（加聚产物链节中无双键或保留双键？加聚产物链节主链通常为碳链，缩聚产物链节中常含酯基、酰胺基等）。 · 掌握高分子的降解方式：生物降解（如聚乳酸、聚羟基丁酸酯）在微生物作用下分解为CO₂和H₂O，降解过程可能涉及水解和氧化。 · 能够从高分子的结构简式推断其合成方法（加聚或缩聚），并指出单体的可能结构。 · 判断高分子是否为纯净物：高分子因聚合度n不同，属于混合物，无固定熔点。 · 判断聚合类型：链节中若只含碳原子且无双键（如聚乙烯）或含有碳碳双键（如聚1,3-丁二烯），通常为加聚产物；链节中含有酯基（-COO-）、酰胺基（-CONH-）等，则为缩聚产物。 · 水解降解分析：聚酯类高分子（如聚乳酸）可在水或酶作用下水解为单体，再进一步被氧化分解；降解过程需要水参与，不一定需要氧气（但后续氧化可能有氧）。 · 单体推断：对于加聚物，将链节中碳碳单键改为双键，遇碳原子超过四键时断开，可得单体；对于缩聚物，将酯基或酰胺键水解，可得单体。 · 高分子的相对分子质量比较：由于n值不确定，不能简单通过链节分子量倍数比较相对分子质量。 1．能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水，其结构简式如图所示，下列有关的说法中正确的是 A．是一种聚酯，有固定的熔点 B．合成的单体是 C．的降解过程不需要氧气参加 D．通过加聚反应可以制得 【答案】B 【解析】A．是高分子化合物，属于混合物，没有固定的熔点，A错误；B．根据的结构，将酯基水解后，得到合成的单体，其单体是，B正确；C．其降解过程是先水解生成2-羟基丁酸，然后被氧化为和，C错误；D．是聚酯类高分子化合物，通过缩聚反应制得，D项错误；故答案选B。 2．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 【答案】C 【解析】A．烯烃、炔烃等小分子可发生加聚反应生成高分子化合物，二元醇、二元羧酸或二元羧酸与二元胺类有机物或氨基酸类有机物等可发生缩聚反应生成高分子化合物，高分子化合物简称聚合物或高聚物，A正确；B．的链节为，酯基水解可得到单体是HOCH2CH2OH与，B正确；C．聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成，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；D．高分子化合物若由动植物体内合成，则为天然高分子化合物，若通过人工方法合成，则为合成高分子化合物，D正确；故选C。 3．下列对有机高分子化合物的认识不正确的是 A．有机高分子化合物俗称聚合物，是因为他们大部分是由小分子聚合而成的 B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，因而，其结构都很复杂 C．有机化合物的相对分子质量都很大，都是有机高分子化合物 D．蛋白质、淀粉等都属于有机高分子化合物 【答案】C 【解析】A．有机高分子一般是由小分子聚集而成，相对分子质量较大，A正确；B．有机高分子相对分子质量较大，结构相对来说复杂，B正确；C．而有机化合物不一定相对分子质量大，如甲烷，C错误；D．蛋白质、淀粉相对分子质量较大，属于有机高分子化合物，D正确；故选：C。 考向02 加聚反应原理与方程式书写 · 掌握加聚反应的定义：不饱和单体（含碳碳双键、碳碳三键或共轭双键）通过加成聚合生成高分子的反应，反应过程中无小分子生成。 · 能够根据单体的结构写出加聚反应的化学方程式，注意使用“催化剂”或“一定条件”，并在高分子链节两侧加“-”或“n”表示聚合度。 · 掌握常见单体的加聚：乙烯类（CH₂=CHX）→ 聚乙烯类；1,3-丁二烯类（CH₂=CH-CH=CH₂）→ 聚1,3-丁二烯（1,4-加聚，主链含双键）；乙炔类（HC≡CH）→ 聚乙炔（主链含双键）；混合单体共聚（如苯乙烯、丙烯腈、丁二烯共聚制ABS）。 · 能够正确书写共聚反应的方程式，注意单体的排列顺序通常随机，但方程式用“+”表示混合聚合。 · 理解加聚反应的类型：均聚（一种单体）和共聚（两种及以上单体）。 · 书写加聚反应方程式：将单体中的不饱和键打开，单体之间相互连接形成长链。对于单烯烃，链节为两个碳原子；对于共轭二烯烃，通常以1,4-加聚为主，链节中保留一个碳碳双键；对于乙炔，加聚后主链变为双键交替的共轭结构。 · 共聚方程式的书写：将不同单体的结构并排写出，用“+”连接，箭头右侧写出共聚物结构，注意链节中单体的顺序应与单体出现顺序一致（一般按书写顺序排列）。 · 判断单体类型：若高聚物链节中主链全部为碳原子，无双键或含双键但由二烯烃聚合，则为加聚产物；若链节中含其他原子（如O、N），且主链非全碳，则可能为缩聚产物。 · 注意加聚反应与缩聚反应的区别：加聚无小分子生成，缩聚有小分子（如水、氨等）生成。 4．聚乙炔能够导电，下列关于聚乙炔和聚合物A的说法中正确的是 A．两种聚合物的单体互为同系物 B．聚合物A不属于单双键交错的结构 C．聚合物A的相对分子质量是聚乙炔的两倍 D．两种聚合物的单体各1 mol，分别与Br2发生加成反应时最多消耗Br2的物质的量之比为2：1 【答案】B 【解析】  为加聚反应产物，先将中括号去掉，然后将两个碳原子上的半个键闭合即可得到该化合物单体：CH≡CH，该单体为乙炔，   将两半键闭合，中间双键打开得到单体：CH2=CH-CH=CH2。A．同系物必须组成上相似，分子组成上相差若干个CH2，两种聚合物的单体官能团种类不一样，不是同一类物质，不是同系物的关系，故A错误；B．由A的结构  可知A不属于单双键交错的结构，故B正确；C．聚合物是混合物，n值不确定，不能得出相对分子质量的关系，故C错误；D．CH≡CH和CH2=CH-CH=CH2物质的量为1mol时，分别与溴加成最多消耗溴的物质的量为1：1，故D错误；故选：B。 5．有4种有机物：①  ②  ③  ④，其中可用于合成结构简式为的高分子材料的正确组合为 A．②③④ B．①④ C．②④ D．①②③ 【答案】A 【解析】根据所给高聚物的结构简式和加聚反应原理可知，高聚物主链上的碳原子为单体中的不饱和碳原子，根据碳的4个价键规则可做如下的断键处理（断键用虚线表示）： ，断键后两半键闭合可得如下的单体：④CH3CH=CHCN、③苯乙炔和②苯乙烯；故选A。 6．加聚反应 （1）聚乙烯类(塑料纤维) ______(为、、、、等)。 （2）聚1，3-丁二烯类(橡胶) ______(为、、等)。 （3）混合加聚类：两种或两种以上的单体加聚如：______。 （4）聚乙炔类：______(为、、、、等)。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】（1）聚乙烯类(塑料纤维)的加聚反应为在催化剂的催化下碳碳双键打开，彼此互相连接，反应方程式为： (为、、、、等)； （2）聚1，3-丁二烯类(橡胶) 的加聚反应为在催化剂的催化下两个碳碳双键打开，在中间连成新的双键，彼此互相连接，反应方程式为： (为、、等)； （3）混合加聚类：两种或两种以上的单体加聚是指在催化剂的催化下碳碳双键打开，如：； （4）聚乙炔类的加聚反应是在催化剂的催化下碳碳三键打开一个，反应方程式为：(为、、、、等)。 7．完成下列方程式。 （1）_______。 （2）_______。 （3）_______。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）在催化剂条件下，发生聚合反应，方程式为，故答案为 。 （2）含有共轭二烯烃结构，在催化剂条件下发生聚合反应，方程式为；故答案为。 （3）由两种单体发生的聚合反应为缩聚反应，，故答案为 。 （1）①一种单体的加聚(烯烃或炔烃加聚) nCH2==CH2CH2—CH2； nCH≡CHCH==CH。 ②二烯烃加聚 nCH2==CH—CH==CH2CH2—CH==CH—CH2。 （2）混聚：由两种或两种以上单体发生的加聚反应 nCH2==CH2＋nCH2==CH—CH3或。 解题规律 考向03 加聚产物单体的判断 · 掌握由加聚产物结构简式逆向推断单体的方法：将中括号去掉，从链节一端开始，将碳碳单键改为双键，将碳碳双键改为单键，并按“隔二断一”原则断开（遇双键或三键时断开位置不同），最后将断开的半键闭合，得到单体。 · 能够区分不同结构（单烯烃加聚、共轭二烯烃加聚、乙炔加聚、共聚物）的单体判断方法。 · 理解共聚物中不同单体的识别：主链上每隔两个碳原子（或按不饱和键位置）断开，得到不同的烯烃或二烯烃单体。 · 能够根据高聚物中含有的特殊基团（如苯环、氰基、氯原子等）推断单体的结构。 · 能够写出多种单体组合形成的共聚物的单体结构简式，并指出各单体的种类。 · 单烯烃加聚产物：链节为两个碳原子，将两个碳原子之间的单键改为双键即得单体。例如 -CH₂-CH₂- 对应 CH₂=CH₂。 · 共轭二烯烃加聚产物：链节中含有碳碳双键，将链节中双键改为单键，并断开旁边单键，闭合半键得单体。例如 -CH₂-CH=CH-CH₂- 对应 CH₂=CH-CH=CH₂（1,3-丁二烯）。 · 乙炔加聚产物：链节为 -CH=CH-，将双键改为三键得 HC≡CH。 · 共聚物：对于主链含多个不同结构单元的共聚物，从链节一端开始，按“双键变单键，单键变双键，每两个碳原子后断键”的原则逐一拆分。若链节中出现四个碳原子连续且中间为双键，则可能是二烯烃单元。 · 注意：加聚物的单体必须是不饱和化合物（含双键或三键），不能是饱和分子。 8．工程塑料ABS树脂的结构简式如下，其合成时用了三种单体。式中-C6H5是苯基。下列四个选项中，不属于这三种单体的结构简式的是        A．   B．CH2=CH-CN C．CH≡CH D．CH2=CH-CH=CH2 【答案】C 【解析】由ABS树脂结构可知，对应单体的结构简式为：CH2=CH－CN、和 ；故选C。 9．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： ①CH2=CHCH2CH=CH2    ②CH2=CH-CH=CH2 ③    ④CH3CH2CH=CH2 ⑤    ⑥CH2=CHCH3 正确的组合是 A．③④⑥ B．②③⑤ C．①②⑤ D．①④⑥ 【答案】B 【解析】根据丁苯吡橡胶的结构特点可知，其为加聚反应的产物。从高分子链一侧(左、右均可以)按“单键变双键，双键变单键，两个单键后键断”进行拆分，得到相应的单体是，，，即②③⑤，由此作答。故选B。 10．ABS树脂()具有耐热、耐腐蚀、强度高等特点，可用作3D打印的材料。制备ABS树脂的单体有 A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 【答案】C 【解析】丙烯腈、1，3-丁二烯和苯乙烯即：CH2=CHCN、CH2=CH-CH=CH2、三种单体在一定条件下聚合而成，故选C。 11．某高聚物的结构简式如图： 其单体的结构简式为 A． B． C． D．和 【答案】D 【解析】由高聚物的结构可知，主链含有6个C原子，其中含有1个C=C双键，依据加聚产物逆推规律按如图所示断键，再单键变双键，双键变单键可得单体为二烯烃和烯烃，故单体为：和，故答案选D。 12．写出下列高聚物的单体。 （1）  ：_______。 （2）  ：_______。 （3）  ：_______。 （4）  ：_______。 （5）  ：_______。 【答案】（1）   （2）CH2=CH2和CH2=CH－CH3 （3）   （4）CH2=CH－CH=CH2和CH2=CHCH3 （5）  和CH≡CH 加聚物单体的判断方法 （1）凡链节主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体。 如的单体为CH2==CH—CH3。 （2）凡链节主链中无碳碳双键的聚合物，以两个碳原子为一个单元划线断开，然后分别将两个半键闭合即得对应单体。 如的单体为和CH2==CH2。 （3）凡链节主链上只有碳原子且存在碳碳双键的聚合物，其断键规律是“有双键，四个碳；无双键，两个碳”，划线断开，然后将单键变双键，双键变单键即得对应单体。 如的单体是CH2==CH—CH==CH2和。 解题规律 考向04 缩聚反应原理与方程式书写 · 掌握缩聚反应的定义：单体通过官能团之间的缩合反应生成高分子，同时析出小分子（如水、氨、醇等）。常见的缩聚类型：羟基酸缩聚（生成聚酯）、二元醇与二元羧酸缩聚（生成聚酯）、二元胺与二元羧酸缩聚（生成聚酰胺）、酚与醛缩聚（生成酚醛树脂）、氨基酸缩聚（生成蛋白质）。 · 能够根据单体的结构写出缩聚反应的化学方程式，注意配平原子数，并在高分子链节两侧标出n，同时写出小分子的化学计量数（通常为n-1或2n-1等）。 · 理解缩聚反应中小分子生成量的计算：每生成一个酯键（或酰胺键）脱去一分子水；对于二元酸与二元醇（或二元胺）的缩聚，每生成一个链节脱去2分子水（n个单体生成n-1个链节时脱去n-1分子水，但需考虑端基）。 · 能够识别常见的缩聚反应类型（如聚酯、聚酰胺、酚醛树脂）及其单体特征。 · 理解缩聚反应与加聚反应的本质区别（是否有小分子生成）。 · 书写羟基酸（HO-R-COOH）的缩聚方程式：n HO-R-COOH → H-[O-R-CO]-n-OH + (n-1) H₂O。 · 书写二元醇（HO-R-OH）与二元羧酸（HOOC-R'-COOH）的缩聚方程式：n HO-R-OH + n HOOC-R'-COOH → H-[O-R-O-CO-R'-CO]-n-OH + (2n-1) H₂O。 · 书写二元胺（H₂N-R-NH₂）与二元羧酸（HOOC-R'-COOH）的缩聚方程式：n H₂N-R-NH₂ + n HOOC-R'-COOH → H-[NH-R-NH-CO-R'-CO]-n-OH + (2n-1) H₂O。 · 书写氨基酸（H₂N-CHR-COOH）的缩聚方程式：n H₂N-CHR-COOH → H-[NH-CHR-CO]-n-OH + (n-1) H₂O。 · 书写苯酚与甲醛的缩聚方程式：在酸或碱催化下，苯酚的邻对位氢与甲醛缩合，生成线型或体型酚醛树脂，通常用结构简式表示，注意小分子为水。 · 注意缩聚反应的条件（通常需催化剂、加热），反应可逆，聚合度受小分子移除影响。 13．L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，它由三种单体聚合而成，每个单体的分子中均含有一个官能团。 下列相关说法正确的是 A．L的单体为、和HCHO B．三种单体的物质的量之比为 C．制备的反应是缩聚反应 D．三种单体不能生成网状结构的高分子化合物 【答案】C 【解析】的链节为，在竖线处断键，并连接=O和-H，从而得出三种单体分别为HCHO、、；据此分析作答。A．根据分析，单体为HCHO、、，A错误；B．根据L的结构可知，参加反应的三种单体HCHO、、的物质的量之比为2：1：1，B错误；C．根据分析，三种单体分别为HCHO、、，聚合过程有小分子水生成，所以制备L的反应是缩聚反应，C正确；D．苯酚上邻对位上的H、苯胺上的邻对位上的H均能和甲醛发生缩聚反应，生成网状结构的高分子化合物，D错误；故选C。 14．不饱和聚酯可用于制备玻璃钢，其合成路线如下，下列说法错误的是 A．高分子最多可消耗 B．反应物B与乙二醇是同系物 C．与足量氢气反应的产物有2个手性碳原子 D．理论上，生成所需原料的物质的量投料比 【答案】C 【解析】B为1,2-丙二醇，E是C与B反应的产物，其结构为，据此解答。A．高分子F的每个重复单元中含4个酯基，每个酯基水解消耗，因此最多消耗，A正确；B．B（1,2-丙二醇）和乙二醇均为饱和二元醇，结构相似，组成相差1个CH2，互为同系物，B正确；C．E与足量氢气加成反应后苯环变为环己烷，手性碳原子（连4个不同基团的碳）共3个，分别为环己烷上两个连不同取代基的碳、侧链连羟基的碳，C错误；D．缩聚反应中总羧基物质的量等于总羟基物质的量即可，1mol A提供2mol羧基，1mol C提供2mol羧基，总羧基为4mol，2mol B提供羟基4mol，羧基与羟基物质的量相等，投料比正确，D正确；故选C。 15．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。 16．示例：完成下列物质发生缩聚反应的化学方程式。 （1）n_______ （2）n+___________。 （3）n+n_______ 【答案】（1）＋(n-1)H2O （2）+(2n-1)H2O （3）+(2n-1)H2O 【解析】（1）单体中含羧基和羟基，可发生缩聚反应，其反应的方程式为n＋(n-1)H2O； （2）每个对苯二甲酸分子中的末端含两个羧基，每个1,4-丁二醇分子的末端含2个羟基，所以可发生缩聚反应，其方程式为：n++(2n-1)H2O； （3）单体丙氨酸中含羧基和氨基，可发生分子间脱水缩合，生成聚合物，其化学方程式为：n+n+(2n-1)H2O。 17．完成下列方程式。 （1）_______； _______。 （2）_______； _______。 （3）_______。 【答案】 （1） （2） （3） 【解析】（1）乙二醇和乙二酸可发生缩聚反应，羟基和羧基生成酯基，；3-羟基丙酸含有羟基和羧基，羟基和羧基生成酯基，可发生聚合反应，方程式为；故答案为 ； 。 （2）中的氨基和羧基可反应生成酰胺键，由发生的聚合反应方程式为；同理， 发生聚合的方程式为；故答案为 ； 。 （3）苯酚与甲醛的缩聚反应方程式为 ；故答案为 。 （1）一种单体缩聚 ①羟基酸缩聚 ＋(n－1)H2O。 　 6-羟基己酸 　 聚-6-羟基己酸酯 ②氨基酸缩聚 nH2N—CH2—COOH＋(n－1)H2O。 （2）两种单体缩聚 ①二元酸与二元醇缩聚 ＋ 　　　对苯二甲酸 (2n－1)H2O。 　　　聚对苯二甲酸丁二酯 ②二元酸与二胺缩聚 　　　己二酸 ＋(2n－1)H2O。 解题规律 考向05 缩聚产物单体的判断 · 掌握由缩聚产物结构简式逆向推断单体的方法：将高分子链中的酯键（-COO-）或酰胺键（-CONH-）水解断裂，在羰基碳上加羟基（-OH），在氧（或氮）上加氢（-H），从而得到单体。 · 能够处理复杂缩聚物（如聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、酚醛树脂）的单体判断。 · 理解多元酸与多元醇（或胺）缩聚时，单体可能不止一种，需根据链节中的重复单元逐一水解。 · 能够识别缩聚物链节中的隐含单体信息（如苯环、亚甲基、醚键等），并准确写出单体的结构简式。 · 能够根据绿色化学原则，推断替代有毒单体（如光气）的新型单体结构。 · 聚酯类缩聚物的单体判断：将链节中的酯基（-COO-）水解，酯键断开，羰基碳上连接-OH形成羧酸，氧原子上连接-H形成醇（或酚）。若酯基两侧连接的是不同的结构单元，则得到两种单体（二元羧酸和二元醇/酚）。 · 聚酰胺类缩聚物的单体判断：将酰胺键（-CONH-）水解，羰基碳上连接-OH形成羧酸，氮原子上连接-H形成胺。同样得到二元羧酸和二元胺（或氨基酸对应得到单一氨基酸）。 · 聚碳酸酯的单体判断：聚碳酸酯链节中含有碳酸酯键（-O-CO-O-），水解后得到碳酸（分解为CO₂和H₂O）和二元醇（或二元酚）。例如，双酚A型聚碳酸酯的单体为双酚A和光气（或碳酸二甲酯）。 · 酚醛树脂的单体判断：酚醛树脂的链节通常表示为 -[C₆H₃(OH)-CH₂]- 或带有亚甲基桥连的结构，其水解不易直接进行，但根据合成原理可知单体为苯酚和甲醛。 · 复杂共缩聚物（如多种二醇和二酸共聚）：将链节中所有酯键水解，每个酯键断开后分别生成对应的羧酸和醇，通过统计重复单元中出现的羧酸和醇片段，确定单体的种类和比例。 · 注意：缩聚物链节中可能含有多个不同的单体单元，需反复水解直至所有键断裂，得到的小分子即为单体。 18．高分子化合物在生产生活中有重要用途，下列判断错误的是 A．的单体是 B．聚合物可由乙二酸和乙二醇通过缩聚反应生成 C．可由单体和通过加聚反应生成 D．重复结构单元为的高分子化合物，其单体是1，3-丁二烯 【答案】D 【解析】A．通过缩聚反应生成，故A正确；B．乙二酸和乙二醇发生缩聚反应生成 ，故B正确；C．该高聚物的形成过程属于加聚反应，其产物只有一种高分子化合物，链节中主碳链为6个碳原子，其规律是“见双键，四个碳，无双键，两个碳”画线断开，然后将半键闭合，即将单双键互换，直接合成该高聚物的物质为：CH2=CH-CN、CH2=CH-CH=CH2、，故C正确；D．重复结构单元为的高分子化合物，其单体是，故D错误；答案选D。 19．某种聚碳酸酯的透光性好，可制成车、船的挡风玻璃，以及眼镜镜片、光盘等。其结构可表示为： 原来合成聚碳酸酯的一种原料是有毒的光气(COCl2，又称碳酰氯)。为贯彻绿色化学理念 可以改用碳酸二甲酯( )与有机物 M 缩合聚合生产聚碳酸酯。则M 的结构简式为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由结构简式可知，碳酸二甲酯一定条件下能与发生缩聚反应生成聚碳酸酯，故选B。 20．完成下列问题 （1）工程塑料ABS树脂的结构简式如图所示： 合成时用了3种单体，这3种单体的结构简式分别是___________、___________、___________。 （2）如图是一种线型高分子结构的一部分： 由此分析，这种高分子的单体至少有_______种，它们的结构简式分别为___________。 【答案】（1） CH2=CHCN CH2=CHCH=CH2 （2） 5 HOCH2CH2OH、HOOCCOOH、、、HOOCCH2COOH 【解析】（1）ABS中没有发生缩聚反应的基团，如羧基与羟基、氨基与羧基等，应该属于加聚反应的产物，去掉方括号：，闭合左边单键，从1处断键，得出1种单体：，闭合右边单键，从3处断键，得出另一种单体：，打开2处双键变为单键，分别向左右两边闭合，原断裂的单键（1、3处）也闭合得到另一种单体：；这3种单体的结构简式分别是、、。 （2）由线型高分子的片段可知，在该结构中有酯基重复出现，因而可推断该物质由含有羧基和羟基的物质缩聚而成，找出结构中酯基，将酯基中碳氧单键断裂，碳原子上加羟基，氧原子上加氢原子，即得该有机物的单体，从左到右依次为：、HOOC-COOH、、、、，其中第三个和第五个是相同的，故组成该有机物的单体分别为、HOOC-COOH、、、，共5种。 21．根据所学高分子化合物知识回答下列问题。 聚丙烯酸钠 涤纶 酚醛树脂 （1）合成聚丙烯酸钠的单体的结构简式是___________，反应类型是___________。 （2）合成涤纶有两种单体，其中能与反应的单体的结构简式是___________，其核磁共振氢谱的峰面积比是___________。 （3）①合成酚醛树脂需要两种单体，与这两种单体均可以发生反应的试剂是___________(填字母)。 a．    b．    c．    d．溴水 ②和乙醛在酸性条件下也可以发生类似于制备酚醛树脂的反应，此反应的化学方程式为___________，反应类型是___________。 【答案】（1） CH2=CHCOONa 加聚反应 （2） 1∶2（或2∶1） （3） ad 缩聚反应 【解析】（1）合成聚丙烯酸钠的单体为丙烯酸钠，结构简式是CH2=CHCOONa，该反应是加聚反应。 （2）涤纶是由对苯二甲酸和乙二醇缩聚而成；能和NaHCO3反应，对苯二甲酸中含有2中环境的H原子，且个数比为1∶2，核磁共振氢谱的峰面积比是1∶2（或2∶1）。 （3）①合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛，苯酚和甲醛能与氢气发生加成反应，溴水与甲醛能够发生氧化还原反应，与苯酚能够发生取代反应，故答案为ad； ②和乙醛在酸性条件下发生的类似于制备酚醛树脂的反应，化学方程式是：，反应类型是缩聚反应。 缩聚物单体的判断方法 （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。 解题规律 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1 合成高分子的基本方法 考向01 高分子概述 · 掌握高分子的定义：相对分子质量很大（通常几万以上）的化合物，由小分子单体通过聚合反应（加聚或缩聚）得到，属于混合物（聚合度n为平均值）。能够区分天然高分子（如蛋白质、淀粉、纤维素）与合成高分子（如塑料、合成纤维、合成橡胶）。 · 理解高分子的基本特点：无固定熔沸点（一般为混合物），多数不溶于水，具有较好的力学性能和化学稳定性。 · 能够识别高分子的结构单元（链节），并判断聚合类型（加聚产物链节中无双键或保留双键？加聚产物链节主链通常为碳链，缩聚产物链节中常含酯基、酰胺基等）。 · 掌握高分子的降解方式：生物降解（如聚乳酸、聚羟基丁酸酯）在微生物作用下分解为CO₂和H₂O，降解过程可能涉及水解和氧化。 · 能够从高分子的结构简式推断其合成方法（加聚或缩聚），并指出单体的可能结构。 · 判断高分子是否为纯净物：高分子因聚合度n不同，属于混合物，无固定熔点。 · 判断聚合类型：链节中若只含碳原子且无双键（如聚乙烯）或含有碳碳双键（如聚1,3-丁二烯），通常为加聚产物；链节中含有酯基（-COO-）、酰胺基（-CONH-）等，则为缩聚产物。 · 水解降解分析：聚酯类高分子（如聚乳酸）可在水或酶作用下水解为单体，再进一步被氧化分解；降解过程需要水参与，不一定需要氧气（但后续氧化可能有氧）。 · 单体推断：对于加聚物，将链节中碳碳单键改为双键，遇碳原子超过四键时断开，可得单体；对于缩聚物，将酯基或酰胺键水解，可得单体。 · 高分子的相对分子质量比较：由于n值不确定，不能简单通过链节分子量倍数比较相对分子质量。 1．能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水，其结构简式如图所示，下列有关的说法中正确的是 A．是一种聚酯，有固定的熔点 B．合成的单体是 C．的降解过程不需要氧气参加 D．通过加聚反应可以制得 2．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 3．下列对有机高分子化合物的认识不正确的是 A．有机高分子化合物俗称聚合物，是因为他们大部分是由小分子聚合而成的 B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，因而，其结构都很复杂 C．有机化合物的相对分子质量都很大，都是有机高分子化合物 D．蛋白质、淀粉等都属于有机高分子化合物 考向02 加聚反应原理与方程式书写 · 掌握加聚反应的定义：不饱和单体（含碳碳双键、碳碳三键或共轭双键）通过加成聚合生成高分子的反应，反应过程中无小分子生成。 · 能够根据单体的结构写出加聚反应的化学方程式，注意使用“催化剂”或“一定条件”，并在高分子链节两侧加“-”或“n”表示聚合度。 · 掌握常见单体的加聚：乙烯类（CH₂=CHX）→ 聚乙烯类；1,3-丁二烯类（CH₂=CH-CH=CH₂）→ 聚1,3-丁二烯（1,4-加聚，主链含双键）；乙炔类（HC≡CH）→ 聚乙炔（主链含双键）；混合单体共聚（如苯乙烯、丙烯腈、丁二烯共聚制ABS）。 · 能够正确书写共聚反应的方程式，注意单体的排列顺序通常随机，但方程式用“+”表示混合聚合。 · 理解加聚反应的类型：均聚（一种单体）和共聚（两种及以上单体）。 · 书写加聚反应方程式：将单体中的不饱和键打开，单体之间相互连接形成长链。对于单烯烃，链节为两个碳原子；对于共轭二烯烃，通常以1,4-加聚为主，链节中保留一个碳碳双键；对于乙炔，加聚后主链变为双键交替的共轭结构。 · 共聚方程式的书写：将不同单体的结构并排写出，用“+”连接，箭头右侧写出共聚物结构，注意链节中单体的顺序应与单体出现顺序一致（一般按书写顺序排列）。 · 判断单体类型：若高聚物链节中主链全部为碳原子，无双键或含双键但由二烯烃聚合，则为加聚产物；若链节中含其他原子（如O、N），且主链非全碳，则可能为缩聚产物。 · 注意加聚反应与缩聚反应的区别：加聚无小分子生成，缩聚有小分子（如水、氨等）生成。 4．聚乙炔能够导电，下列关于聚乙炔和聚合物A的说法中正确的是 A．两种聚合物的单体互为同系物 B．聚合物A不属于单双键交错的结构 C．聚合物A的相对分子质量是聚乙炔的两倍 D．两种聚合物的单体各1 mol，分别与Br2发生加成反应时最多消耗Br2的物质的量之比为2：1 5．有4种有机物：①  ②  ③  ④，其中可用于合成结构简式为的高分子材料的正确组合为 A．②③④ B．①④ C．②④ D．①②③ 6．加聚反应 （1）聚乙烯类(塑料纤维) ______(为、、、、等)。 （2）聚1，3-丁二烯类(橡胶) ______(为、、等)。 （3）混合加聚类：两种或两种以上的单体加聚如：______。 （4）聚乙炔类：______(为、、、、等)。 7．完成下列方程式。 （1）_______。 （2）_______。 （3）_______。 （1）①一种单体的加聚(烯烃或炔烃加聚) nCH2==CH2CH2—CH2； nCH≡CHCH==CH。 ②二烯烃加聚 nCH2==CH—CH==CH2CH2—CH==CH—CH2。 （2）混聚：由两种或两种以上单体发生的加聚反应 nCH2==CH2＋nCH2==CH—CH3或。 解题规律 考向03 加聚产物单体的判断 · 掌握由加聚产物结构简式逆向推断单体的方法：将中括号去掉，从链节一端开始，将碳碳单键改为双键，将碳碳双键改为单键，并按“隔二断一”原则断开（遇双键或三键时断开位置不同），最后将断开的半键闭合，得到单体。 · 能够区分不同结构（单烯烃加聚、共轭二烯烃加聚、乙炔加聚、共聚物）的单体判断方法。 · 理解共聚物中不同单体的识别：主链上每隔两个碳原子（或按不饱和键位置）断开，得到不同的烯烃或二烯烃单体。 · 能够根据高聚物中含有的特殊基团（如苯环、氰基、氯原子等）推断单体的结构。 · 能够写出多种单体组合形成的共聚物的单体结构简式，并指出各单体的种类。 · 单烯烃加聚产物：链节为两个碳原子，将两个碳原子之间的单键改为双键即得单体。例如 -CH₂-CH₂- 对应 CH₂=CH₂。 · 共轭二烯烃加聚产物：链节中含有碳碳双键，将链节中双键改为单键，并断开旁边单键，闭合半键得单体。例如 -CH₂-CH=CH-CH₂- 对应 CH₂=CH-CH=CH₂（1,3-丁二烯）。 · 乙炔加聚产物：链节为 -CH=CH-，将双键改为三键得 HC≡CH。 · 共聚物：对于主链含多个不同结构单元的共聚物，从链节一端开始，按“双键变单键，单键变双键，每两个碳原子后断键”的原则逐一拆分。若链节中出现四个碳原子连续且中间为双键，则可能是二烯烃单元。 · 注意：加聚物的单体必须是不饱和化合物（含双键或三键），不能是饱和分子。 8．工程塑料ABS树脂的结构简式如下，其合成时用了三种单体。式中-C6H5是苯基。下列四个选项中，不属于这三种单体的结构简式的是        A．   B．CH2=CH-CN C．CH≡CH D．CH2=CH-CH=CH2 9．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： ①CH2=CHCH2CH=CH2    ②CH2=CH-CH=CH2 ③    ④CH3CH2CH=CH2 ⑤    ⑥CH2=CHCH3 正确的组合是 A．③④⑥ B．②③⑤ C．①②⑤ D．①④⑥ 10．ABS树脂()具有耐热、耐腐蚀、强度高等特点，可用作3D打印的材料。制备ABS树脂的单体有 A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 11．某高聚物的结构简式如图： 其单体的结构简式为 A． B． C． D．和 12．写出下列高聚物的单体。 （1）  ：_______。 （2）  ：_______。 （3）  ：_______。 （4）  ：_______。 （5）  ：_______。 加聚物单体的判断方法 （1）凡链节主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体。 如的单体为CH2==CH—CH3。 （2）凡链节主链中无碳碳双键的聚合物，以两个碳原子为一个单元划线断开，然后分别将两个半键闭合即得对应单体。 如的单体为和CH2==CH2。 （3）凡链节主链上只有碳原子且存在碳碳双键的聚合物，其断键规律是“有双键，四个碳；无双键，两个碳”，划线断开，然后将单键变双键，双键变单键即得对应单体。 如的单体是CH2==CH—CH==CH2和。 解题规律 考向04 缩聚反应原理与方程式书写 · 掌握缩聚反应的定义：单体通过官能团之间的缩合反应生成高分子，同时析出小分子（如水、氨、醇等）。常见的缩聚类型：羟基酸缩聚（生成聚酯）、二元醇与二元羧酸缩聚（生成聚酯）、二元胺与二元羧酸缩聚（生成聚酰胺）、酚与醛缩聚（生成酚醛树脂）、氨基酸缩聚（生成蛋白质）。 · 能够根据单体的结构写出缩聚反应的化学方程式，注意配平原子数，并在高分子链节两侧标出n，同时写出小分子的化学计量数（通常为n-1或2n-1等）。 · 理解缩聚反应中小分子生成量的计算：每生成一个酯键（或酰胺键）脱去一分子水；对于二元酸与二元醇（或二元胺）的缩聚，每生成一个链节脱去2分子水（n个单体生成n-1个链节时脱去n-1分子水，但需考虑端基）。 · 能够识别常见的缩聚反应类型（如聚酯、聚酰胺、酚醛树脂）及其单体特征。 · 理解缩聚反应与加聚反应的本质区别（是否有小分子生成）。 · 书写羟基酸（HO-R-COOH）的缩聚方程式：n HO-R-COOH → H-[O-R-CO]-n-OH + (n-1) H₂O。 · 书写二元醇（HO-R-OH）与二元羧酸（HOOC-R'-COOH）的缩聚方程式：n HO-R-OH + n HOOC-R'-COOH → H-[O-R-O-CO-R'-CO]-n-OH + (2n-1) H₂O。 · 书写二元胺（H₂N-R-NH₂）与二元羧酸（HOOC-R'-COOH）的缩聚方程式：n H₂N-R-NH₂ + n HOOC-R'-COOH → H-[NH-R-NH-CO-R'-CO]-n-OH + (2n-1) H₂O。 · 书写氨基酸（H₂N-CHR-COOH）的缩聚方程式：n H₂N-CHR-COOH → H-[NH-CHR-CO]-n-OH + (n-1) H₂O。 · 书写苯酚与甲醛的缩聚方程式：在酸或碱催化下，苯酚的邻对位氢与甲醛缩合，生成线型或体型酚醛树脂，通常用结构简式表示，注意小分子为水。 · 注意缩聚反应的条件（通常需催化剂、加热），反应可逆，聚合度受小分子移除影响。 13．L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，它由三种单体聚合而成，每个单体的分子中均含有一个官能团。 下列相关说法正确的是 A．L的单体为、和HCHO B．三种单体的物质的量之比为 C．制备的反应是缩聚反应 D．三种单体不能生成网状结构的高分子化合物 14．不饱和聚酯可用于制备玻璃钢，其合成路线如下，下列说法错误的是 A．高分子最多可消耗 B．反应物B与乙二醇是同系物 C．与足量氢气反应的产物有2个手性碳原子 D．理论上，生成所需原料的物质的量投料比 15．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 16．示例：完成下列物质发生缩聚反应的化学方程式。 （1）n_______ （2）n+___________。 （3）n+n_______ 17．完成下列方程式。 （1）_______； _______。 （2）_______； _______。 （3）_______。 （1）一种单体缩聚 ①羟基酸缩聚 ＋(n－1)H2O。 　 6-羟基己酸 　 聚-6-羟基己酸酯 ②氨基酸缩聚 nH2N—CH2—COOH＋(n－1)H2O。 （2）两种单体缩聚 ①二元酸与二元醇缩聚 ＋ 　　　对苯二甲酸 (2n－1)H2O。 　　　聚对苯二甲酸丁二酯 ②二元酸与二胺缩聚 　　　己二酸 ＋(2n－1)H2O。 解题规律 考向05 缩聚产物单体的判断 · 掌握由缩聚产物结构简式逆向推断单体的方法：将高分子链中的酯键（-COO-）或酰胺键（-CONH-）水解断裂，在羰基碳上加羟基（-OH），在氧（或氮）上加氢（-H），从而得到单体。 · 能够处理复杂缩聚物（如聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、酚醛树脂）的单体判断。 · 理解多元酸与多元醇（或胺）缩聚时，单体可能不止一种，需根据链节中的重复单元逐一水解。 · 能够识别缩聚物链节中的隐含单体信息（如苯环、亚甲基、醚键等），并准确写出单体的结构简式。 · 能够根据绿色化学原则，推断替代有毒单体（如光气）的新型单体结构。 · 聚酯类缩聚物的单体判断：将链节中的酯基（-COO-）水解，酯键断开，羰基碳上连接-OH形成羧酸，氧原子上连接-H形成醇（或酚）。若酯基两侧连接的是不同的结构单元，则得到两种单体（二元羧酸和二元醇/酚）。 · 聚酰胺类缩聚物的单体判断：将酰胺键（-CONH-）水解，羰基碳上连接-OH形成羧酸，氮原子上连接-H形成胺。同样得到二元羧酸和二元胺（或氨基酸对应得到单一氨基酸）。 · 聚碳酸酯的单体判断：聚碳酸酯链节中含有碳酸酯键（-O-CO-O-），水解后得到碳酸（分解为CO₂和H₂O）和二元醇（或二元酚）。例如，双酚A型聚碳酸酯的单体为双酚A和光气（或碳酸二甲酯）。 · 酚醛树脂的单体判断：酚醛树脂的链节通常表示为 -[C₆H₃(OH)-CH₂]- 或带有亚甲基桥连的结构，其水解不易直接进行，但根据合成原理可知单体为苯酚和甲醛。 · 复杂共缩聚物（如多种二醇和二酸共聚）：将链节中所有酯键水解，每个酯键断开后分别生成对应的羧酸和醇，通过统计重复单元中出现的羧酸和醇片段，确定单体的种类和比例。 · 注意：缩聚物链节中可能含有多个不同的单体单元，需反复水解直至所有键断裂，得到的小分子即为单体。 18．高分子化合物在生产生活中有重要用途，下列判断错误的是 A．的单体是 B．聚合物可由乙二酸和乙二醇通过缩聚反应生成 C．可由单体和通过加聚反应生成 D．重复结构单元为的高分子化合物，其单体是1，3-丁二烯 19．某种聚碳酸酯的透光性好，可制成车、船的挡风玻璃，以及眼镜镜片、光盘等。其结构可表示为： 原来合成聚碳酸酯的一种原料是有毒的光气(COCl2，又称碳酰氯)。为贯彻绿色化学理念 可以改用碳酸二甲酯( )与有机物 M 缩合聚合生产聚碳酸酯。则M 的结构简式为 A． B． C． D． 20．完成下列问题 （1）工程塑料ABS树脂的结构简式如图所示： 合成时用了3种单体，这3种单体的结构简式分别是___________、___________、___________。 （2）如图是一种线型高分子结构的一部分： 由此分析，这种高分子的单体至少有_______种，它们的结构简式分别为___________。 21．根据所学高分子化合物知识回答下列问题。 聚丙烯酸钠 涤纶 酚醛树脂 （1）合成聚丙烯酸钠的单体的结构简式是___________，反应类型是___________。 （2）合成涤纶有两种单体，其中能与反应的单体的结构简式是___________，其核磁共振氢谱的峰面积比是___________。 （3）①合成酚醛树脂需要两种单体，与这两种单体均可以发生反应的试剂是___________(填字母)。 a．    b．    c．    d．溴水 ②和乙醛在酸性条件下也可以发生类似于制备酚醛树脂的反应，此反应的化学方程式为___________，反应类型是___________。 缩聚物单体的判断方法 （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。 解题规律 学科网（北京）股份有限公司 $