内容正文:
第五章 合成高分子
第一节 合成高分子的基本方法
要点 1 高分子简介
1.高分子概念
高分子通常是以相对分子质量较小的有机化合物为原料,经聚合反应得到的由各种相对分子质量较大的化合物组成的混合物,又称为聚合物或高聚物。
2.特点
(1)相对分子质量很大,由于高分子都是混合物,其相对分子质量只是一个平均值。
(2)合成原料都是低分子化合物。
(3)每个高分子都是由若干个重复结构单元组成的。
3.分类
高分子与低分子有机化合物的区别与联系
物质类别
高分子
低分子有机化合物
相对分子质量
104以上,取平均值表示
1000以下,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别
联系
高分子通常是以低分子有机化合物为原料经聚合反应得到的
要点 2 加成聚合反应
1.含义
由含有不饱和键的相对分子质量较小的化合物分子以加成反应的方式互相结合成相对分子质量很大的高分子的反应叫加成聚合反应,简称加聚反应。
2.特点
(1)单体一般是含有双键、三键等不饱和键的化合物,例如单烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。
(2)发生加聚反应的位置是不饱和键。
(3)发生加聚反应的过程中没有副产物(小分子化合物)产生,原子利用率为100%,只生成高聚物。
(4)聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同,聚合物的平均相对分子质量为单体的相对分子质量的整数倍。
聚合反应的相关概念
概念
含义
示例
链节
高分子中重复的结构单元
聚合度
高分子中链节的数目n
单体
能合成高分子的小分子物质
聚合物
由单体聚合形成的相对分子质量很大的物质
3.常见类型
(1)单烯烃的加聚反应
①合成聚乙烯:nCH2=CH2
②合成聚丙烯:nCH2==CH—CH3
③合成聚苯乙烯:
(2)共轭二烯烃的加聚
①合成聚丁二烯:
②合成顺式聚异戊二烯(天然橡胶):
共轭二烯烃形成高聚物时,反应的本质和单烯烃一样,不同点在于共轭二烯烃两边的碳碳双键断裂后,中间两个碳原子间又重新形成了一个新的碳碳双键。
(3)不同烯烃单体的加聚(共聚)反应
nCH2==CH2+nCH2==CH—CH3或
(4)烯烃和二烯烃的加聚(共聚)反应
(5)炔烃的加聚反应
乙炔的加聚反应:
(6)碳氧双键的加聚反应
(7)某些环状有机物也可开环发生加聚反应
加聚反应化学方程式的书写口诀
(1)单烯自聚型:断双键,分两端,添括号,右下n;
(2)二烯自聚型:单变双,双变单,破两头,移中间,添括号,右下n:
(3)多烯共聚型:断双键,中间连,添括号,右下n;
(4)单烯二烯共聚型:断双键,中间连,单变双,添括号,右下n;
(5)单快自聚型:断三键,变双键,中间连,添括号,右下n;
(6)开环自聚型:环打开,变单键,添括号,右下n。
要点 3 缩聚反应
1.含义
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。
2.特点
(1)缩聚反应的单体通常是含有两个或多个官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的小分子。
(2)缩聚反应生成聚合物的同时,还有小分子副产物(如H2O等)生成。
(3)所得聚合物的链节的化学组成与单体的化学组成不同。
缩聚反应中生成小分子副产物的量
(1)由n mol的一种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量一般为(n-1)mol;
(2)由物质的量均为n mol的两种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量一般为(2n-1)mol。
3.常见类型
(1)羟基酸缩聚
+(n-1)H2O。
6-羟基己酸 聚-6-羟基己酸酯
(2)二元醇与二元酸缩聚
(3)二元酸与二胺缩聚
(4)氨基酸缩聚
nH2N—CH2—COOH+(n-1)H2O。
(5)酚醛缩聚
如苯酚与甲醛反应形成高分子:
总反应可表示为
4.缩聚物结构简式的书写
缩聚物结构简式与加聚物结构简式的写法略有不同。缩聚物的结构简式一般要在方括号外侧写出端基原子或原子团,而加聚物的端基不确定,一般不必写出。如
缩聚物中大多含(酯基)、(酰胺基或肽键)或结构。
命题点 1 高分子化合物的分类和表示方法
典例1(25-26高三上·福建宁德·阶段检测)中国芯片已进入快车道,光刻胶是一个技术门槛颇高的行业。某光刻胶a在EUV照射下分解为和很多低分子量片段(如图,未配平)。下列有关说法正确的是
A.1个a分子中含有6个氧原子 B.b能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.1 mol c与钠反应最多放出 D.物质a、b、c均属于纯净物
【答案】B
【详解】A.a分子为高分子化合物,1个a分子中含有6n个氧原子,A错误;
B.b中含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液反应使之褪色,B正确;
C.1 mol c含2 mol ,与钠反应最多放出,C错误;
D.a分子为高分子化合物,是混合物,D错误;
故答案选B。
变式1(24-25高三下·山西·开学考试)聚苯胺可通过苯胺制得,聚苯胺因分子具有大的线性共轭π电子体系,而成为具有代表性的有机半导体,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.聚苯胺由苯胺通过加聚反应制得 B.苯胺分子最多有14个原子共平面
C.聚苯胺的y值越小,其导电性越强 D.苯胺分子的一氯取代产物有3种
【答案】C
【详解】A.由图知,苯胺在形成聚苯胺时会脱去H原子,故不属于加聚反应,A项错误;
B.苯胺分子中的N形成三个单键,不可能所有原子均共面,最多有13个原子共平面(除去氨基中的一个H),B项错误;
C.聚苯胺的y值越小,则的值就越大,双键占比就越高,其导电性就越强,C项正确;
D.苯胺分子中有4种H(苯环上3种,氨基中1种),则其一氯取代产物有4种,D项错误;
故选C。
变式2.(24-25高二下·内蒙古包头·期中)聚乙烯醇(PVA)广泛应用于建筑、医药、纺织、造纸、包装等诸多领域,可用如下方法制备PVA。下列说法错误的是
A.PVA属于混合物
B.CH3COOH中无手性碳原子
C.H2C=CH2分子间的作用力为共价键
D.酸性:CH3CH2COOH<CH3COOH
【答案】C
【详解】A.PVA中n值不确定,属于混合物,故A正确;
B.第一个碳原子(即甲基碳)连接了三个氢原子(H)和一个碳原子(C),因此它不是手性碳原子,第二个碳原子(即羧基碳)连接了一个氧原子(O)形成双键,一个氧原子(O)形成单键,一个氢原子(H)和一个甲基(CH₃),因此它也不是手性碳原子,CH3COOH中无手性碳原子,故B正确;
C.H2C=CH2分子间的作用力为范德华力,故C错误;
D.烷基是推电子基,乙基比甲基多一个碳,使丙酸羧基中羟基极性减弱,酸性:CH3CH2COOH<CH3COOH,故D正确;
故选C。
命题点 2 加聚物的单体,链节及聚合度的确定
典例2(25-26高二下·河南信阳·期中)下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A.聚丙烯的链节为
B.分子中最多有7个碳原子共线
C.通过X射线衍射实验,可以确定乙酸中的键长与键角
D.仅用水就能鉴别乙醇、苯和四氯化碳
【答案】A
【详解】
A.聚丙烯由丙烯发生加聚反应得到,加聚时碳碳双键打开,链节为,主链只有2个碳原子,且带甲基支链,A错误;
B.该分子中碳碳三键为直线形结构,苯环对位碳原子天然共线,共线的碳原子为:碳碳三键的2个C、左侧苯环对位2个C、右侧苯环对位2个C,与右侧苯环直接相连的亚甲基的C,共7个,B正确;
C.X射线衍射实验可以测定晶体结构,能够确定乙酸分子的键长、键角,C正确;
D.乙醇与水互溶不分层;苯不溶于水、密度比水小,分层后有机层在上层;四氯化碳不溶于水、密度比水大,分层后有机层在下层,三种现象不同,可以用水鉴别,D正确;
答案选A。
变式1(2026·四川攀枝花·二模)某含氟高分子Q的合成路线如下图。下列说法中错误的是
A.X是顺式结构,它具有反式结构的异构体
B.X与试剂a反应时,每生成1 mol Y的同时还生成1 mol
C.M遇溶液发生显色反应,也能与溴水发生取代反应
D.将Z替换成对二乙烯基苯,发生上述反应时可能生成网状高分子
【答案】B
【分析】X和试剂a发生脱水反应生成Y,结合高分子Q,a为,Y为,Y、Z、M发生加聚反应生成Q。
【详解】A.X中较大基团(羧基),在同侧故为顺式结构,存在反式结构的异构体,A正确;
B.X与试剂a反应时,X中两个羧基都会与氨基脱水,故每生成1 mol Y的同时还生成2 mol ,B错误;
C.M中含有酚羟基,所以可以和氯化铁溶液发生显色反应,且酚羟基的邻对位有未被取代的氢原子,所以可以和溴水发生取代反应,C正确;
D.将Z替换成对二乙烯基苯,由于对二乙烯基苯()的对位也可以发生同样的加聚反应,故可得到网状高分子,D正确;
故选B。
变式2.(2026·北京丰台·二模)有机化合物Q的合成方法如下所示。
下列说法不正确的是
A.P的核磁共振氢谱有4组峰
B.P生成Q的反应类型为加成反应
C.P与H2完全加成后的产物中含4个手性碳原子
D.P按上述原理反应时,形成高分子的结构简式为
【答案】D
【详解】A.P的结构中,四氟苯上无氢原子,等效氢共4种:乙炔基端基H(1种)、对位取代苯环的2种等效H、的双键碳上H(1种),共4种,核磁共振氢谱有4组峰,A正确;
B.2分子P中,1分子的端炔键和另一分子的叠氮基()发生环加成反应生成五元含氮环,没有小分子脱去,反应类型属于加成反应,B正确;
C.P与完全加成后,两个苯环均变为环己烷,左侧环己烷不存在手性碳,右侧环己烷中与F原子相连的碳是手性碳,共4个手性碳,C正确;
D.根据题干反应原理,每个P分子含1个端炔和1个叠氮基,聚合时,端炔和叠氮发生加聚反应得到高分子,结构简式为,D错误;
答案选D。
命题点 3 加聚反应的相关计算
典例3(2026·江西宜春·一模)我国在丙烯腈()电解法制备己二腈领域历经多年攻关,达成了多项技术突破,成功打破国外技术垄断,其反应式为:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.18 g重水()中含有的中子数为10
B.该反应中,消耗1 mol丙烯腈,转移电子数目为
C.标准状态下,22.4 L己二腈中含有的键数目为4
D.丙烯腈聚合生成聚丙烯腈时,每消耗1 mol单体,断裂的键数目为2
【答案】B
【详解】A.的摩尔质量为,18 g重水的物质的量为,1个分子含10个中子,故中子数为,A错误;
B.反应中O元素从-2价升高到0价,生成时转移电子,对应消耗丙烯腈,故消耗丙烯腈转移电子数为,B正确;
C.标准状况下己二腈不是气体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定键数目,C错误;
D.丙烯腈发生加聚反应时,仅碳碳双键中的1个键断裂,氰基中的键不断裂,故每消耗单体断裂键数目为,D错误;
故选B。
变式1(25-26高三上·湖北·开学考试)对临潼秦始皇陵兵马俑彩绘的保护是考古发现的重大课题之一(左图)。水溶性小分子物质可透过颜料,依靠其极性基团与陶土表面牢固结合。水溶性分子(甲基丙烯酸羟乙酯)单体聚合方程式原理如右图所示。
下列说法错误的是
A.反应中单体通过加聚形成高分子
B.单体可发生加成、水解、酯化反应
C.聚合物的平均相对分子质量为118n
D.高分子中的羟基可与陶土表面结合
【答案】C
【详解】A.单体(甲基丙烯酸羟乙酯)含有碳碳双键(C=C),加聚反应的本质是不饱和键的加成聚合,因此该反应通过加聚反应形成高分子,A正确;
B.单体的结构中含以下官能团:碳碳双键(C=C),可发生加成反应(如与H2、卤素等加成);酯基(-COO-),可发生水解反应;羟基(-OH),可与羧酸发生酯化反应。因此单体可发生加成、水解、酯化反应,B正确;
C.甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH, 相对分子质量为130。加聚反应无小分子生成,聚合物的平均相对分子质量=单体相对分子质量×n = 130n,而非118n,C错误;
D.题目明确指出“水溶性小分子物质依靠其极性基团与陶土表面牢固结合”,高分子中含羟基(-OH,极性基团),因此可与陶土表面结合,D正确;
故答案选C。
变式2(2026·北京昌平·一模)L是一种长效、缓释阿司匹林,其结构如图。
下列说法不正确的是
A.L的单体不存在顺反异构
B.L中碳原子的杂化类型是、
C.L能发生取代、氧化反应,不能发生加成反应
D.1 mol L最多消耗3n mol NaOH
【答案】C
【详解】
A.L是通过加聚反应得到的聚合物,其单体为,该物质中碳碳双键左侧碳原子连2个相同的H原子,故不存在顺反异构,A正确;
B.L中苯环碳和羰基碳均为杂化,甲基碳与聚合物链上的碳均为杂化,B正确;
C.L中苯环和甲基的C-H键能与卤素发生取代反应,L可以燃烧(氧化反应),而且苯环可以与发生加成反应,C错误;
D.L的链节中存在2个酯基,其中酚羟基形成的酯基能消耗2个NaOH,苯甲酸酯基能消耗1个NaOH,故1 mol L最多消耗3n mol NaOH,D正确;
故答案选C。
命题点 4 断缩聚物的单体,链节及聚合度的确定
典例4(25-26高二下·全国·期末)下列关于有机物的说法正确的是
A.纤维素的水解和油脂的皂化反应都是由高分子生成小分子的过程
B.构成如图结构片段蛋白质的氨基酸的种类为2种
C.可由通过缩聚反应制取
D.一种预防动脉硬化的药物结构简式为,其一个分子中含有13个甲基
【答案】C
【详解】A.油脂的相对分子质量小于一万,属于小分子化合物,不是高分子化合物。故A错误;
B.由图可知,构成如图结构片段蛋白质的氨基酸有2-氨基乙酸、2-氨基丙酸、2-氨基丁酸,共有3种,故B错误;
C.2-羟基丙酸分子()中含有羟基和羧基,一定条件下能发生缩聚反应生成聚2-羟基丙酸(),故C正确;
D.由的结构简式可知,苯环上有1个甲基,2个甲氧基上共有2个甲基,重复单元中共10个甲基,重复单元末端含一个甲基,故一个有机物分子中含有14个甲基,故D错误。
故选C。
变式1(2026·北京石景山·二模)一种高分子A转化为高分子B的示意图如下。
下列说法不正确的是
A.有机化合物C是乙醇
B.有机化合物D中有手性碳原子
C.F聚合生成高分子B的过程中,存在C-O键的断裂与形成
D.高分子A生成高分子B的总反应可表示为: + n + n C2H5OH
【答案】D
【详解】
A.高分子A的结构为聚酯类聚合物,在反应中发生酯交换反应,断裂的是高分子链中的酯基,生成D ,从D的结构()可知,其左端为乙氧基,因此C为乙醇,A正确;
B.观察化合物D的结构,右侧第一个C原子同时连接了四个不同的基团,如图,因此有机化合物D中有手性碳原子,B正确;
C.F为环状酯,开环聚合生成高分子B时,酯基中的键断裂,同时形成新的键连接成高分子链,过程存在键的断裂与形成,C正确;
D.根据原子守恒,n个单元的A与n个E反应,只生成1分子乙醇,而非n分子,因此总反应书写错误,D错误;
故答案为D。
变式2.(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期中)结构简式为的聚合物是一种医用高分子,可用于隐形眼镜材料。下列说法错误的是
A.该聚合物含2种官能团
B.该聚合物可以与乙酸发生取代反应
C.该聚合物的单体为
D.1 mol该聚合物含有1 mol π键
【答案】D
【详解】A.该聚合物的官能团为酯基、羟基,共2种,A说法正确;
B.该聚合物含有羟基,能与乙酸发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,B说法正确;
C.该聚合物为加聚产物,双键打开加成得到聚合物,逆推可得单体就是选项给出的甲基丙烯酸羟乙酯,C说法正确;
D. 该聚合物的聚合度为,每个重复单元(链节)的酯基的碳氧双键中含1个键,因此该聚合物含有键,D说法错误;
故选D。
命题点 5 加聚反应和缩聚反应的比较
典例5(25-26高二下·山东·课前预习)下列合成高分子材料的化学方程式和反应类型均正确的是
A. 加聚反应
B.
C. 加聚反应
D. 加聚反应
E. 缩聚反应
【答案】C
【详解】
A.加聚反应产物结构简式应为,A错误;
B.苯酚与甲醛反应生成酚醛树脂属于缩聚反应,B错误;
C.中的碳碳双键打开,发生加聚反应得到,C正确;
D.乙烯与丙烯反应生成高分子化合物属于加聚反应,D错误;
故答案选C。
变式1(25-26高三上·四川成都·月考)近年来,科研人员开发出一种新型可降解塑料-聚乳酸(PLA),它以玉米淀粉等可再生资源为原料制得。PLA在堆肥条件下可被微生物分解成二氧化碳和水,被认为是缓解白色污染的有效途径。下面关于聚乳酸的说法,正确的是
A.聚乳酸的合成属于加成聚合反应
B.聚乳酸的分解产物会破坏臭氧层
C.聚乳酸属于可再生资源,使用后可实现碳循环
D.聚乳酸的主要成分是石油衍生物
【答案】C
【详解】A.聚乳酸由乳酸缩聚而成,有小分子水生成,属于缩聚反应,A错误;
B.聚乳酸的分解产物为CO2和H2O,不会破坏臭氧层,B错误;
C.聚乳酸原料为可再生玉米淀粉,分解后CO2可被植物吸收,重新参与碳循环,C正确;
D.聚乳酸原料为玉米淀粉,并不能从石油中获得,因此不是石油衍生物,D错误;
故答案选C。
变式2.(25-26高二上·江苏徐州·月考)已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4 L己烷中含己烷分子数目为
B.制备聚苯乙烯和制备酚醛树脂的反应均属于加聚反应
C.甲基()中含有的电子总数为
D.有机物和的谱图中吸收峰的数目均为4组
【答案】C
【详解】A.标准状况下己烷为液态,不能用气体摩尔体积22.4 L/mol计算其物质的量,A错误;
B.聚苯乙烯由苯乙烯加聚生成,而酚醛树脂由苯酚与甲醛缩聚生成(伴随小分子水生成),并不都属于加聚反应,B错误;
C.1个甲基(-CH3)中含电子数为6+1×3=9,1 mol甲基含电子总数为9 NA,C正确;
D.第一个有机物为中心对称结构,等效氢种类为4种,分别为;第二个有机物为轴对称结构,等效氢种类为5种,分别为,二者的谱图中吸收峰的数目并不都为4组,D错误;
故答案选C。
点拨 1 加聚产物单体的判断方法
1.凡链节的主链为两个碳原子,其单体必为一种,将链节的两个半键闭合即为单体。
如,单体为CH3CH==CHCH3;,单体为;
,单体为CH2==CHCN。
2.凡链节中主链为4个碳原子,无碳碳双键结构,其单体必为两种,从主链中间断开后,再分别将两个半键闭合即得单体。
如,单体为CH2==CH2和CH3CH==CH2。
3.凡链节中主链为4个碳原子,含有碳碳双键,单体为一种,属二烯烃。
如,单体为。
4.凡链节中主链为6个碳原子,含有碳碳双键,单体为两种(单烯烃和二烯烃)。
如,单体为和CH2==CH—CH==CH2。
5.凡链节中主链为8个碳原子,含有一个碳碳双键,其单体可为一种二烯烃,两种单烯烃。
如工程塑料ABS,单体为CH2==CH—CN、CH2==CH—CH==CH2和。
点拨 2 缩聚产物单体的判断方法
1.首先判断缩聚产物的类别,是属于聚酯、醚类还是多肽等。根据这些物质的生成原理,从什么位置形成共价键的,书写单体时就从什么位置断键还原,规律是断键,补原子,即找到断键点,断键后再根据碳四价、氧二价、氮三价的原则在相应部位加上氧原子、氢原子或羟基。所以,若是缩聚产物,其单体的确定方法可用“切割法”:羰、氧断,羰基连羟基,氧原子、氮原子都连氢原子。如尼龙的结构为—NH—(CH2)6—NH—CO—(CH2)4—CO—确定单体时:先从羰基与氮原子处断开成为两部分,然后在羰基碳原子上连上羟基,氧原子或氮原子上连上氢原子,这样就得到聚合物单体的结构简式:H2N—(CH2)6—NH2和
2.如果链节中不含“—COO—”或“—CO—NH—”,只是在端点含有“—CO—”、“—O—”或“—NH—”,则说明该聚合物只是由一种单体缩聚成的,书写单体时只需依照上述方法在羰基上连上“—OH”,“—O—”或“—NH—”上直接连上“—H”就行了。
如:,对于这种情况,就是加—OH,—NH—上加氢原子,即得到单体H2N(CH2)5COOH。
3.如果主链链节中碳原子不连续,含有苯环和羟基结构。规律是在苯环和侧链连接处断键,改写成酚和醛。如的单体为和HCHO。
4.若链节中含“—O—CH2—CH2—”结构,其单体可能为环氧物质,也可能为多羟基醇。
◆能力强化练
1.(2026·河南开封·模拟预测)上海交大学者以大宗工业原料1,3-丁二烯、CO、二醇为起始原料,通过高效的催化羰基化反应,直接合成聚己二酸酯,合成路线如图所示。下列说法错误的是
A.步骤i反应的原子利用率为100% B.E、G均能使酸性溶液褪色
C.步骤ⅱ除生成P外,还生成小分子H2O D.碱性条件下,高分子P能水解
【答案】C
【详解】A.步骤i是一个典型的加成反应,所有反应物的原子都进入了目标产物M中,没有副产物,所以原子利用率为100%,A正确;
B.E中含有碳碳双键,能被强氧化剂酸性氧化,使其褪色,G 中末端的羟基可以被酸性氧化成羧基(-COOH),从而使溶液褪色,B正确;
C.步骤 ii 是羰基化聚合反应,M 分子中的碳碳双键在催化剂作用下与 CO 发生加成聚合,生成高分子 P,反应过程中没有小分子(如H2O)生成,C错误;
D.高分子P是一种聚酯,其分子链中含有大量的酯基,酯基在碱性条件下会发生水解反应,生成相应的醇和羧酸盐,D正确;
故选C。
2.(25-26高二下·福建莆田·期中)下列化学反应方程式书写正确的是
A.Cu在参与下与浓氨水反应:
B.向[溶液中加入少量硝酸银溶液:
C.用苯乙烯合成聚苯乙烯:
D.苯的硝化反应:
【答案】D
【详解】A.Cu在参与下被氧化为+2价铜,在浓氨水作用下生成四氨合铜离子,其离子方程式为:,A错误;
B.1mol外界中含2mol氯离子,内界中氯离子与中心离子Co3+形成配位键,不与银离子反应,所以向[溶液中加入少量硝酸银溶液的离子方程式为:,B错误;
C.用苯乙烯发生加聚反应可合成聚苯乙烯,其化学方程式为:nC6H5CH=CH2,C错误;
D.苯在浓硫酸、水浴加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯和水,其化学方程式为:,D正确;
故选D。
3.(25-26高一·山东·暑假作业)油脂在人体内的变化过程如图所示。下列说法不正确的是
A.油脂不属于高分子
B.甘油分子中含有羟基,其结构简式为
C.酶催化下1 mol油脂完全水解的产物是1 mol甘油和3 mol高级脂肪酸
D.反应②是人体内脂肪酸的氧化反应,为人体提供能量
【答案】B
【详解】A.相对分子质量在一万以上的是高分子化合物,故油脂不是高分子化合物,故A正确;
B.甘油分子中含有3个,其结构简式为,故B错误;
C.油脂是高级脂肪酸的甘油三酯,故1 mol油脂完全水解生成1 mol甘油和3 mol高级脂肪酸,故C正确;
D.高级脂肪酸在人体内经氧化分解生成二氧化碳和水,且反应放热,为人体提供能量,故D正确。
4.(2026·安徽合肥·三模)盘尼西林是一种抗生素,结构简式如图所示。下列有关盘尼西林的说法正确的是
A.能发生缩聚反应 B.含有4个手性碳原子
C.水解时可生成苯乙酸 D.能使溴的CCl4溶液褪色
【答案】C
【详解】A.缩聚反应需要分子中同时含有两个及以上可发生缩合的官能团(如同时含羧基和氨基或羟基),该分子仅含有1个羧基,氨基都已形成酰胺键,无法发生缩聚反应,A错误;
B.手性碳原子是指连有4种不同基团的饱和碳原子。对该分子计数: 只有3个手性碳原子(分别是四元环上的2个饱和碳、五元环中连羧基的饱和碳),连两个甲基的饱和碳,不是手性碳,因此共3个手性碳,B错误;
C.该分子水解时断开2个酰胺基的键,生成、,含有苯乙酸,C正确;
D.该分子中无碳碳双键和碳碳三键这类能和溴发生加成反应的不饱和键,苯环、羰基都不能和溴的溶液加成,因此不能使溶液褪色,D错误;
答案选C。
5.(2026·重庆·三模)Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如图所示。下列说法错误的是
A.E的分子式为 B.F和G生成X时,原子利用率为100%
C.Y水解可得到E和G D.F中的手性碳有2个
【答案】C
【详解】A.根据E的结构,E分子式为,A正确;
B.F和G合成X是内酰胺开环聚合,反应过程没有小分子生成,所有原子都进入产物X,原子利用率为100%,B正确;
C.Y是多肽,分子中含酰胺键(肽键),水解时所有酰胺键断裂,得到开链的氨基酸,无法得到环状内酰胺结构的E和G,C错误;
D.手性碳原子是连有4个不同基团的饱和碳原子,该有机物共2个手性碳原子,位置如图:,D正确;
故选C。
6.(2026·北京房山·二模)一种可降解的柔性显示材料T的合成路线如下:
已知:
下列说法不正确的是
A.该反应类型为缩聚反应
B.反应中,参与聚合的A、B、D的物质的量之比是
C.有机物A的核磁共振氢谱只有一组吸收峰
D.该高分子可以降解的原因是由于C-N键断裂
【答案】C
【详解】A.该反应由酸酐与氨基生成酰亚胺键,同时伴随开环过程,属于缩聚反应,A正确;
B.根据聚合物T的结构片段分析:重复单元中,含醚键的二胺(B)对应系数为(1-x),不含醚键的二胺(D)对应系数为x,二酐A提供两个酰亚胺结构单元,其系数为1,故物质的量之比为n(A):n(B):n(D)=1: (1-x):x,B正确;
C.有机物A分子结构左右对称,其苯环上的3种化学环境不相同的氢原子,核磁共振氢谱有3组吸收峰,C错误;
D.高分子T主链中含有大量酰亚胺键,在酸碱或酶催化下易发生水解断裂,导致降解,D正确;
故答案选C。
7.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)下列化学或离子方程式书写正确的是
A.工业制备漂白粉:
B.硝酸工业中NH3的氧化反应:
C.工业上以对苯二甲酸与乙二醇制备涤纶:n +nHO-CH2-CH2-OH +2nH2O
D.用惰性电极电解氯化镁溶液:
【答案】A
【详解】A.漂白粉的有效成分是次氯酸钙,离子方程式为:,A 正确;
B.实际硝酸工业中氨氧化生成的是一氧化氮(NO),而不是氮气 N2,正确方程式为:,B错误;
C.工业上以对苯二甲酸与乙二醇制备涤纶化学方程式为:n +nHO-CH2-CH2-OH +(2n-1)H2O,C错误;
D.惰性电极电解氯化镁溶液生成氢氧化镁沉淀、氢气、氯气,反应的离子方程式是:,D错误;
故选A。
8.(2026·山西太原·二模)下列化学用语或表述错误的是
A.HF的形成过程可表示为
B.基态砷原子的价层电子轨道表示式为
C.和有相同的VSEPR模型和空间结构
D.由乳酸(2-羟基丙酸)聚合得到聚乳酸的结构简式为
【答案】B
【详解】A.HF为共价化合物,形成H-F共价键,A正确;
B.基态砷原子的价层电子排布式为4s24p3,其轨道表示式为,B错误;
C.NH3分子中N原子的价层电子对数为,孤对电子数为1,为三角锥形结构,VSEPR模型为四面体形;的中心原子S原子的价层电子对数为,孤对电子数为1,所以为三角锥形结构,VSEPR模型为四面体形;C正确;
D.乳酸(2-羟基丙酸)分子中含羟基和羧基,能发生聚合得到聚乳酸,聚乳酸结构简式为,D正确;
故选B。
9.(25-26高二下·福建厦门·期中)现有下列5种有机物:①②③④⑤。请回答:
(1)属于烃类的是______(填序号,下同),互为同系物的是______,互为同分异构体的是______。
(2)用系统命名法给⑤命名,其名称为______。
(3)写出⑤在一定条件下生成高聚物的化学反应方程式______。
(4)分子式为的醇有多种同分异构体的说法正确的是______ (不考虑立体异构)。
A.共有6种 B.共有7种 C.共有8种 D.共有9种
(5)酚酞是常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示:
①酚酞的分子式为______,分子中含氧官能团为______(填名称)。
②从结构上看,酚酞可以看作______(填序号)。
A.烯烃 B.芳香化合物 C.醇类物质
D.酚类物质 E.醚类物质 F.酯类物质
(6)键线式表示的有机物的结构简式______分子式为______。
(7)①某烷烃的结构简式为含甲基的个数:______。
②2-丁烯与酸性高锰酸钾溶液反应得到的氧化产物结构简式:______。
(8)与反应生成的一种可用作局部麻醉剂油状物,易被空气氧化,产生剧毒气体——光气,反应的化学方程式为,X的俗名为______。该反应______(填“属于”或“不属于”)取代反应。
(9)三氮唑()的沸点显著高于吡啶()的主要原因是______。
(10)现将0.2mol某烃完全燃烧生成的气体全部依次通过浓硫酸和氢氧化钠溶液,经测定,前者增重21.6g,后者增重44g(假定气体全部吸收),试通过计算推断该烃的分子式______。
【答案】(1) ①②⑤ ①⑤ ③④
(2)2-甲基-2-丁烯
(3)
(4)C
(5) (酚)羟基、酯基 BDF
(6)
(7) 5
(8) 氯仿 不属于
(9)三氮唑分子中有亚氨基,可以在分子之间形成氢键;吡啶分子中没有带正电性很强的氢原子,不能形成分子间氢键。
(10)
【详解】【小题1】只含有碳氢两种元素的有机化合物,称为烃类。所以答案为:①②⑤
组成结构相似,分子组成上相差一个或若干个“”原子团的化合物,互称为同系物。也就是官能团种类和个数都相同,但碳原子数不等的化合物。①和⑤都属于单烯烃,且碳原子数分别为2和5,所以答案为①⑤。
分子式相同,组成结构不同的化合物互称为同分异构体。③和④分子式相同,但结构不同,③属于醇类,④属于醚类。所以答案为:③④
【小题2】物质⑤中官能团是碳碳双键,含有碳碳双键的最长碳链上共有4个碳原子,碳碳双键的两个碳原子分别在第2、3号位,所以属于2-丁烯;且在第二号碳上有一个甲基,所以名称为2-甲基-2-丁烯。
【小题3】
单体含有碳碳双键的单烯烃,所以这是加聚反应。方程式为:
【小题4】
分子式为的醇有多种,都可以写成“”,而戊基共有8种,分别是:
所以属于醇的物质共有8种。
【小题5】①酚酞的一个分子中:含有氧原子4个,碳原子, 结构中有3个苯环、1个羰基和1个五元环,不饱和度为,则氢原子个数为,分子式为:。
含氧官能团为(酚)羟基、酯基。
②从结构上看:含有苯环。可以看作B芳香化合物;含有(酚)羟基,可以看作D酚类物质;含有酯基,可以看作F酯类物质。
【小题6】键线式端点和拐折处没有特别标识就是碳原子,不够四键的,用氢原子补齐,非碳氢原子要写出。所以该有机物的结构简式为:。分子式为:
【小题7】①有机物中共有“”5个。
②2-丁烯左右对称,所以它与酸性高锰酸钾溶液反应得到的氧化产物只有一种,其结构简式为:
【小题8】
方程式中,根据质量守恒定律可推知:X 的分子式为:,名称是三氯甲烷,俗名是氯仿。
该反应是加氧去氢去氯的氧化反应,不属于取代反应。
【小题9】三氮唑分子中有亚氨基,可以在分子之间形成氢键;吡啶分子中没有带正电性很强的氢原子,不能形成分子间氢键。
【小题10】设该烃的分子式为:,则 ,根据解得,所以该烃分子式为。
10.(25-26高二下·海南儋州·期中)有机物P()常用于合成橡胶。
已知:;
回答下列问题
(1)P是否存在顺反异构___________(填“是”或“否”)。
(2)P发生1,4-加聚反应得到___________(填结构简式)。
(3)P与酸性溶液反应生成的有机产物为___________(填结构简式)。
(4)有机物P与等物质的量溴水发生反应生成的产物结构简式为___________。
【答案】(1)否
(2)
(3)
(4)或
【详解】(1)
若有机物结构中形成碳碳双键的每个碳原子均连接两个不同的原子或原子团,则双键碳上的4个原子或原子团在空间上产生顺反异构,从P的结构式可以看出,分子中1号和4号碳原子均连接了2个H原子,因此不能产生顺反异构;
(2)
有机物P分子中含有2个双键,发生1,4-加成反应时,2号和3号碳原子之间形成新的碳碳双键,加聚产物结构为;
(3)
根据已知条件,P与酸性溶液反应过程中,2个双键均断裂,生成HCOOH和;
(4)
有机物P中含有两个双键,可以与等物质的量溴水发生1,2-加成和1,4-加成反应,产物分别为和。
◆综合拔高练
(2026·山东潍坊·二模)阅读材料,低聚物瓜环在药物载体方面应用广泛,合成路线如图1.瓜环结构卷曲成空腔,不同空腔尺寸可识别且“装进”不同分子形成超分子,如瓜环[6]可以识别MBZ并自组装体。瓜环[6]及MBZ的结构如图2,MBZ中环上的原子共面。完成问题。
11.下列说法正确的是
A.X与、均反应 B.可用质谱法测定瓜环的聚合度
C.Y→瓜环为加聚反应 D.瓜环存在3种不同环境的H
12.下列说法错误的是
A.Y→瓜环[6]过程中,C的杂化方式发生变化
B.MBZ与完全加成产物不具有旋光性
C.MBZ中1号N的碱性强于2号N
D.瓜环[6]与MBZ通过分子间氢键和范德华力形成超分子
【答案】26.B 27.C
【详解】26.A.X中含有氨基,显碱性,只能和反应,A错误;
B.质谱法可以测定高聚物的相对分子质量,进而计算得到聚合度,B正确;
C.Y与合成瓜环[n]过程中脱去小分子水,属于缩聚反应,不是加聚反应,C错误;
D.瓜环[6]结构高度对称,存在甘脲环亚甲基和端口桥连亚甲基,共2种不同化学环境的H,D错误;
故选B。
27.A.中C为杂化,反应后变为亚甲基的杂化,杂化方式发生改变,A正确;
B.和完全加成后得到的产物结构简式为,属于内消旋体,不具有旋光性,B错误;
C.1号N()的孤对电子参与环的共轭体系,不易结合;2号N(双键N)的孤对电子不参与共轭,易结合,故1号N碱性弱于2号N,C错误;
D.瓜环[6]与MBZ形成超分子,分子间存在氢键和范德华力,D正确;
故选C。
13.(2026·四川广元·三模)下列化学用语或图示正确的是
A.的晶胞: B.结构为:
C.聚丙炔的链节: D.的名称:N,N-二甲基苯甲酰胺
【答案】D
【详解】A.的晶胞是面心立方结构,和分布在顶点、面心、棱心、体心多个位置,图示仅顶点有离子,不是的晶胞,A错误;
B.溶剂合电子中,中心电子带负电,中带部分正电、带部分负电,根据静电吸引,应该是正电性的朝向中心电子,负电性的朝向外侧。图示中靠近中心电子,结构错误,B错误;
C.丙炔结构为,加聚时三键打开一个键形成聚合物,正确链节为,题给链节结构错误,C错误;
D.该有机物母体为苯甲酰胺,氮原子上连接2个甲基取代基,按照酰胺命名规则,氮上的取代基需标注,因此名称为二甲基苯甲酰胺,命名正确,D正确;
答案选D。
14.(25-26高三·广东·三轮复习)下列关于医疗相关材料的说法错误的是
A.纯碱可用于治疗胃酸过多
B.医疗上所用“钡餐”的主要成分为硫酸钡
C.手术缝合线材料尼龙66是由己二胺与己二酸发生缩聚反应制得
D.医药中常用75%酒精来消毒,75%酒精能够使细菌蛋白发生变性
【答案】A
【详解】A.纯碱是碳酸钠,碱性过强,对胃部刺激强,不能用于治疗胃酸过多,临床常用弱碱性的小苏打治疗胃酸过多,A错误;
B.医疗上“钡餐”的主要成分是硫酸钡,B正确;
C.尼龙66是己二胺与己二酸发生缩聚反应制得,C正确;
D.医药中常用75%酒精消毒,75%酒精的渗透压适宜,能够渗入细菌体内,使细菌的蛋白质发生变性失活,从而起到消毒作用,D正确;
故答案选A。
15.(2026·湖北黄冈·模拟预测)下列方程式的书写正确的是
A.邻羟甲基苯酚分子间脱水缩合制酚醛树脂:
B.使酸性溶液褪色:
C.向苯酚的溶液中通入少量的:
D.向足量的溶液中通入少量的:
【答案】A
【详解】A.邻羟甲基苯酚在酸性加热条件下发生缩聚反应,个单体脱去分子水生成酚醛树脂,产物端基、原子守恒均符合反应规律,A正确;
B.该反应得失电子不守恒,每个得,2个共得,每个由中-1价O氧化生成,失,生成3个仅失,电子不守恒,正确反应为,B错误;
C.酸性顺序:苯酚,苯酚钠与反应无论用量多少,都只能生成,不能生成,正确方程式为:,C错误;
D.足量,反应生成的会与过量的结合为,不会有剩余,正确离子方程式为,D错误;
故答案选A。
16.(2026·北京海淀·二模)Se是人体必需的微量元素,科研人员利用植物乳杆菌高效制备有机硒——硒代蛋氨酸(),硒代蛋氨酸与蛋氨酸()结构相似,二者的结构简式如下图。下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.Se的最高价氧化物的化学式为
C.硒代蛋氨酸和蛋氨酸互为同系物
D.硒代蛋氨酸不能发生缩聚反应
【答案】A
【详解】A.同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,Se和S同主族且Se位于S的下方,故第一电离能,A正确;
B.Se属于第ⅥA族元素,最高正价为+6价,最高价氧化物的化学式为,B错误;
C.同系物要求结构相似、分子组成相差若干个原子团,硒代蛋氨酸和蛋氨酸是S和Se原子的替换,组成不相差,不互为同系物,C错误;
D.硒代蛋氨酸含有氨基和羧基,两种官能团可以发生缩聚反应生成多肽类物质,D错误;
故选A。
◆高考真题练
17.(2025·江西·高考真题)一种聚四方酰胺高分子材料,其制备原理如图,下列说法错误的是
A.X中所有氧原子不共平面 B.反应为缩聚反应
C.Z的高分子链之间存在氢键 D.M为乙醇
【答案】A
【详解】A.X环内碳碳双键两侧连的C、O原子共平面,且双键两侧碳原子均为羰基碳原子,与羰基氧原子共平面,故四个氧原子共平面,A错误;
B.该反应中n个X与n个Y反应生成高分子Z和2n个小分子M,符合缩聚反应会产生小分子的特征,B正确;
C.Z的高分子链中含有N-H键,N上的H可与另一链中羰基O形成氢键,故高分子链之间存在氢键,C正确;
D.对比X、Y、Z结构可知Y上氨基取代了X上的乙氧基(),与氨基的氢原子结合生成乙醇,D正确;
故答案为:A。
18.(2025·四川·高考真题)聚合物Z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.X能与水溶液反应,不能与水溶液反应
B.Y中所有原子共平面
C.x的值为,该反应不属于缩聚反应
D.若反应体系中有少量水,则酚钠盐水解,影响聚合度
【答案】D
【详解】
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S中心原子价层电子对数,采用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,x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;
故选D。
(2025·江苏·高考真题)阅读材料,完成下列小题:
中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分:、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合,突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素;采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(,含)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。
19.下列说法正确的是
A.硫黄有等多种同素异形体
B.高温下青蒿素分子结构稳定
C.分子中键角大于分子中键角
D.题图所示的碱基鸟嘌呤与胞嘧啶通过氢键互补配对
20.下列化学反应表示正确的是
A.黑火药爆炸:
B.电解饱和溶液制:
C.重油裂解获得的丙烯制聚丙烯:
D.向饱和氨盐水中通入过量:
21.下列物质组成或性质与分离提纯方法对应关系正确的是
A.蛋白质能水解,可用饱和溶液提纯蛋白质
B.乙醚与青蒿素组成元素相同,可用乙醚提取青蒿素
C.难溶于水、比水易溶解,可用萃取碘水中的
D.不同的烃密度不同,可通过分馏从石油中获得汽油、柴油
【答案】34.D 35.D 36.C
【解析】34.A.同素异形体是同种元素形成的不同单质间的互称,是离子不是单质,A错误;
B.根据信息可知青蒿素中含有—O—O—,类比双氧水的分子结构可知其不稳定,高温条件下易分解,B错误;
C.中心原子N原子价层电子对数为,采用杂化,孤电子对数为1,中心原子C原子价层电子对数为,采用杂化,孤电子对数为0,中心原子杂化方式相同时,孤电子对数越多,孤电子对对成键电子对的排斥力越大,键角越小,则分子中H—N—H键角小于分子中H—C—H键角,C错误;
D.鸟嘌呤、胞嘧啶中含有、、O原子、N原子,可形成氢键,从而实现互补配对,如图所示:,D正确。
故选D。
35.A.黑火药爆炸时,、C和S反应生成和,该反应的化学方程式为,A错误;
B.电解饱和NaCl溶液生成和NaOH,该反应的离子方程式为,B错误;
C.丙烯生成聚丙烯的反应为,C错误;
D.向饱和氨盐水中通入过量生成和溶解度较小的,结晶析出,D正确。
故选D。
36.A.蛋白质在饱和溶液中会发生盐析,故可用饱和溶液分离提纯蛋白质,与蛋白质能发生水解反应无关,A错误;
B.青蒿素在乙醚中的溶解度较大,故可用乙醚提取青蒿素,与二者的组成元素无关,B错误;
C.在中的溶解度大于在水中的溶解度,且与水不互溶,故可用萃取碘水中的,C正确;
D.不同烃的沸点不同,故可用分馏法从石油中获得汽油、柴油,与烃的密度无关,D错误。
故选C。
21.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)一种强力胶的黏合原理如下图所示。下列说法正确的是
A.Ⅰ有2种官能团 B.Ⅱ可遇水溶解使黏合物分离
C.常温下Ⅱ为固态 D.该反应为缩聚反应
【答案】C
【详解】A.由Ⅰ的结构可知,其含有碳碳双键,酯基,氰基三种官能团,A错误;
B.Ⅱ为高分子聚合物,含有酯基和氰基,氰基遇水不会水解,需要再一定条件下才能水解,所以遇水不会溶解,B错误;
C.Ⅱ为高分子聚合物,相对分子质量较高,导致熔点较高,常温下为固态,C正确;
D.根据Ⅰ转化为Ⅱ的结构分析,双键断开,且没有小分子生成,发生加聚反应,D错误;
故选C。
22.(2025·浙江·高考真题)抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。
下列说法不正确的是
A.可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸 B.抗坏血酸可发生缩聚反应
C.脱氢抗坏血酸不能与溶液反应 D.1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子
【答案】C
【详解】A.已知质谱法可以测量有机物的相对分子质量,抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的相对分子质量不同,故可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸,A正确;
B.由题干抗坏血酸的结构简式可知,抗坏血酸中含有4个羟基,故抗坏血酸可发生缩聚反应,B正确;
C.由题干脱氢抗坏血酸的结构简式可知,脱氢抗坏血酸中含有酯基,故能与溶液反应,C错误;
D.由题干脱氢抗坏血酸的结构简式可知,1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子,如图所示:,D正确;
故答案为:C。
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第五章 合成高分子
第一节 合成高分子的基本方法
要点 1 高分子简介
1.高分子概念
高分子通常是以相对分子质量较小的有机化合物为原料,经聚合反应得到的由各种相对分子质量较大的化合物组成的混合物,又称为聚合物或高聚物。
2.特点
(1)相对分子质量很大,由于高分子都是混合物,其相对分子质量只是一个平均值。
(2)合成原料都是低分子化合物。
(3)每个高分子都是由若干个重复结构单元组成的。
3.分类
高分子与低分子有机化合物的区别与联系
物质类别
高分子
低分子有机化合物
相对分子质量
104以上,取平均值表示
1000以下,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别
联系
高分子通常是以低分子有机化合物为原料经聚合反应得到的
要点 2 加成聚合反应
1.含义
由含有不饱和键的相对分子质量较小的化合物分子以加成反应的方式互相结合成相对分子质量很大的高分子的反应叫加成聚合反应,简称加聚反应。
2.特点
(1)单体一般是含有双键、三键等不饱和键的化合物,例如单烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。
(2)发生加聚反应的位置是不饱和键。
(3)发生加聚反应的过程中没有副产物(小分子化合物)产生,原子利用率为100%,只生成高聚物。
(4)聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同,聚合物的平均相对分子质量为单体的相对分子质量的整数倍。
聚合反应的相关概念
概念
含义
示例
链节
高分子中重复的结构单元
聚合度
高分子中链节的数目n
单体
能合成高分子的小分子物质
聚合物
由单体聚合形成的相对分子质量很大的物质
3.常见类型
(1)单烯烃的加聚反应
①合成聚乙烯:nCH2=CH2
②合成聚丙烯:nCH2==CH—CH3
③合成聚苯乙烯:
(2)共轭二烯烃的加聚
①合成聚丁二烯:
②合成顺式聚异戊二烯(天然橡胶):
共轭二烯烃形成高聚物时,反应的本质和单烯烃一样,不同点在于共轭二烯烃两边的碳碳双键断裂后,中间两个碳原子间又重新形成了一个新的碳碳双键。
(3)不同烯烃单体的加聚(共聚)反应
nCH2==CH2+nCH2==CH—CH3或
(4)烯烃和二烯烃的加聚(共聚)反应
(5)炔烃的加聚反应
乙炔的加聚反应:
(6)碳氧双键的加聚反应
(7)某些环状有机物也可开环发生加聚反应
加聚反应化学方程式的书写口诀
(1)单烯自聚型:断双键,分两端,添括号,右下n;
(2)二烯自聚型:单变双,双变单,破两头,移中间,添括号,右下n:
(3)多烯共聚型:断双键,中间连,添括号,右下n;
(4)单烯二烯共聚型:断双键,中间连,单变双,添括号,右下n;
(5)单快自聚型:断三键,变双键,中间连,添括号,右下n;
(6)开环自聚型:环打开,变单键,添括号,右下n。
要点 3 缩聚反应
1.含义
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。
2.特点
(1)缩聚反应的单体通常是含有两个或多个官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的小分子。
(2)缩聚反应生成聚合物的同时,还有小分子副产物(如H2O等)生成。
(3)所得聚合物的链节的化学组成与单体的化学组成不同。
缩聚反应中生成小分子副产物的量
(1)由n mol的一种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量一般为(n-1)mol;
(2)由物质的量均为n mol的两种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量一般为(2n-1)mol。
3.常见类型
(1)羟基酸缩聚
+(n-1)H2O。
6-羟基己酸 聚-6-羟基己酸酯
(2)二元醇与二元酸缩聚
(3)二元酸与二胺缩聚
(4)氨基酸缩聚
nH2N—CH2—COOH+(n-1)H2O。
(5)酚醛缩聚
如苯酚与甲醛反应形成高分子:
总反应可表示为
4.缩聚物结构简式的书写
缩聚物结构简式与加聚物结构简式的写法略有不同。缩聚物的结构简式一般要在方括号外侧写出端基原子或原子团,而加聚物的端基不确定,一般不必写出。如
缩聚物中大多含(酯基)、(酰胺基或肽键)或结构。
命题点 1 高分子化合物的分类和表示方法
典例1(25-26高三上·福建宁德·阶段检测)中国芯片已进入快车道,光刻胶是一个技术门槛颇高的行业。某光刻胶a在EUV照射下分解为和很多低分子量片段(如图,未配平)。下列有关说法正确的是
A.1个a分子中含有6个氧原子 B.b能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.1 mol c与钠反应最多放出 D.物质a、b、c均属于纯净物
变式1(24-25高三下·山西·开学考试)聚苯胺可通过苯胺制得,聚苯胺因分子具有大的线性共轭π电子体系,而成为具有代表性的有机半导体,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.聚苯胺由苯胺通过加聚反应制得 B.苯胺分子最多有14个原子共平面
C.聚苯胺的y值越小,其导电性越强 D.苯胺分子的一氯取代产物有3种
变式2.(24-25高二下·内蒙古包头·期中)聚乙烯醇(PVA)广泛应用于建筑、医药、纺织、造纸、包装等诸多领域,可用如下方法制备PVA。下列说法错误的是
A.PVA属于混合物
B.CH3COOH中无手性碳原子
C.H2C=CH2分子间的作用力为共价键
D.酸性:CH3CH2COOH<CH3COOH
命题点 2 加聚物的单体,链节及聚合度的确定
典例2(25-26高二下·河南信阳·期中)下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A.聚丙烯的链节为
B.分子中最多有7个碳原子共线
C.通过X射线衍射实验,可以确定乙酸中的键长与键角
D.仅用水就能鉴别乙醇、苯和四氯化碳
变式1(2026·四川攀枝花·二模)某含氟高分子Q的合成路线如下图。下列说法中错误的是
A.X是顺式结构,它具有反式结构的异构体
B.X与试剂a反应时,每生成1 mol Y的同时还生成1 mol
C.M遇溶液发生显色反应,也能与溴水发生取代反应
D.将Z替换成对二乙烯基苯,发生上述反应时可能生成网状高分子
变式2.(2026·北京丰台·二模)有机化合物Q的合成方法如下所示。
下列说法不正确的是
A.P的核磁共振氢谱有4组峰
B.P生成Q的反应类型为加成反应
C.P与H2完全加成后的产物中含4个手性碳原子
D.P按上述原理反应时,形成高分子的结构简式为
命题点 3 加聚反应的相关计算
典例3(2026·江西宜春·一模)我国在丙烯腈()电解法制备己二腈领域历经多年攻关,达成了多项技术突破,成功打破国外技术垄断,其反应式为:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.18 g重水()中含有的中子数为10
B.该反应中,消耗1 mol丙烯腈,转移电子数目为
C.标准状态下,22.4 L己二腈中含有的键数目为4
变式1(25-26高三上·湖北·开学考试)对临潼秦始皇陵兵马俑彩绘的保护是考古发现的重大课题之一(左图)。水溶性小分子物质可透过颜料,依靠其极性基团与陶土表面牢固结合。水溶性分子(甲基丙烯酸羟乙酯)单体聚合方程式原理如右图所示。
下列说法错误的是
A.反应中单体通过加聚形成高分子
B.单体可发生加成、水解、酯化反应
C.聚合物的平均相对分子质量为118n
D.高分子中的羟基可与陶土表面结合
变式2(2026·北京昌平·一模)L是一种长效、缓释阿司匹林,其结构如图。
下列说法不正确的是
A.L的单体不存在顺反异构
B.L中碳原子的杂化类型是、
C.L能发生取代、氧化反应,不能发生加成反应
D.1 mol L最多消耗3n mol NaOH
命题点 4 断缩聚物的单体,链节及聚合度的确定
典例4(25-26高二下·全国·期末)下列关于有机物的说法正确的是
A.纤维素的水解和油脂的皂化反应都是由高分子生成小分子的过程
B.构成如图结构片段蛋白质的氨基酸的种类为2种
C.可由通过缩聚反应制取
D.一种预防动脉硬化的药物结构简式为,其一个分子中含有13个甲基
变式1(2026·北京石景山·二模)一种高分子A转化为高分子B的示意图如下。
下列说法不正确的是
A.有机化合物C是乙醇
B.有机化合物D中有手性碳原子
C.F聚合生成高分子B的过程中,存在C-O键的断裂与形成
D.高分子A生成高分子B的总反应可表示为: + n + n C2H5OH
变式2.(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期中)结构简式为的聚合物是一种医用高分子,可用于隐形眼镜材料。下列说法错误的是
A.该聚合物含2种官能团
B.该聚合物可以与乙酸发生取代反应
C.该聚合物的单体为
D.1 mol该聚合物含有1 mol π键
命题点 5 加聚反应和缩聚反应的比较
典例5(25-26高二下·山东·课前预习)下列合成高分子材料的化学方程式和反应类型均正确的是
A. 加聚反应
B.
C. 加聚反应
D. 加聚反应
E. 缩聚反应
变式1(25-26高三上·四川成都·月考)近年来,科研人员开发出一种新型可降解塑料-聚乳酸(PLA),它以玉米淀粉等可再生资源为原料制得。PLA在堆肥条件下可被微生物分解成二氧化碳和水,被认为是缓解白色污染的有效途径。下面关于聚乳酸的说法,正确的是
A.聚乳酸的合成属于加成聚合反应
B.聚乳酸的分解产物会破坏臭氧层
C.聚乳酸属于可再生资源,使用后可实现碳循环
D.聚乳酸的主要成分是石油衍生物
变式2.(25-26高二上·江苏徐州·月考)已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,22.4 L己烷中含己烷分子数目为
B.制备聚苯乙烯和制备酚醛树脂的反应均属于加聚反应
C.甲基()中含有的电子总数为
D.有机物和的谱图中吸收峰的数目均为4组
点拨 1 加聚产物单体的判断方法
1.凡链节的主链为两个碳原子,其单体必为一种,将链节的两个半键闭合即为单体。
如,单体为CH3CH==CHCH3;,单体为;
,单体为CH2==CHCN。
2.凡链节中主链为4个碳原子,无碳碳双键结构,其单体必为两种,从主链中间断开后,再分别将两个半键闭合即得单体。
如,单体为CH2==CH2和CH3CH==CH2。
3.凡链节中主链为4个碳原子,含有碳碳双键,单体为一种,属二烯烃。
如,单体为。
4.凡链节中主链为6个碳原子,含有碳碳双键,单体为两种(单烯烃和二烯烃)。
如,单体为和CH2==CH—CH==CH2。
5.凡链节中主链为8个碳原子,含有一个碳碳双键,其单体可为一种二烯烃,两种单烯烃。
如工程塑料ABS,单体为CH2==CH—CN、CH2==CH—CH==CH2和。
点拨 2 缩聚产物单体的判断方法
1.首先判断缩聚产物的类别,是属于聚酯、醚类还是多肽等。根据这些物质的生成原理,从什么位置形成共价键的,书写单体时就从什么位置断键还原,规律是断键,补原子,即找到断键点,断键后再根据碳四价、氧二价、氮三价的原则在相应部位加上氧原子、氢原子或羟基。所以,若是缩聚产物,其单体的确定方法可用“切割法”:羰、氧断,羰基连羟基,氧原子、氮原子都连氢原子。如尼龙的结构为—NH—(CH2)6—NH—CO—(CH2)4—CO—确定单体时:先从羰基与氮原子处断开成为两部分,然后在羰基碳原子上连上羟基,氧原子或氮原子上连上氢原子,这样就得到聚合物单体的结构简式:H2N—(CH2)6—NH2和
2.如果链节中不含“—COO—”或“—CO—NH—”,只是在端点含有“—CO—”、“—O—”或“—NH—”,则说明该聚合物只是由一种单体缩聚成的,书写单体时只需依照上述方法在羰基上连上“—OH”,“—O—”或“—NH—”上直接连上“—H”就行了。
如:,对于这种情况,就是加—OH,—NH—上加氢原子,即得到单体H2N(CH2)5COOH。
3.如果主链链节中碳原子不连续,含有苯环和羟基结构。规律是在苯环和侧链连接处断键,改写成酚和醛。如的单体为和HCHO。
4.若链节中含“—O—CH2—CH2—”结构,其单体可能为环氧物质,也可能为多羟基醇。
◆能力强化练
1.(2026·河南开封·模拟预测)上海交大学者以大宗工业原料1,3-丁二烯、CO、二醇为起始原料,通过高效的催化羰基化反应,直接合成聚己二酸酯,合成路线如图所示。下列说法错误的是
A.步骤i反应的原子利用率为100% B.E、G均能使酸性溶液褪色
C.步骤ⅱ除生成P外,还生成小分子H2O D.碱性条件下,高分子P能水解
2.(25-26高二下·福建莆田·期中)下列化学反应方程式书写正确的是
A.Cu在参与下与浓氨水反应:
B.向[溶液中加入少量硝酸银溶液:
C.用苯乙烯合成聚苯乙烯:
D.苯的硝化反应:
3.(25-26高一·山东·暑假作业)油脂在人体内的变化过程如图所示。下列说法不正确的是
A.油脂不属于高分子
B.甘油分子中含有羟基,其结构简式为
C.酶催化下1 mol油脂完全水解的产物是1 mol甘油和3 mol高级脂肪酸
D.反应②是人体内脂肪酸的氧化反应,为人体提供能量
4.(2026·安徽合肥·三模)盘尼西林是一种抗生素,结构简式如图所示。下列有关盘尼西林的说法正确的是
A.能发生缩聚反应 B.含有4个手性碳原子
C.水解时可生成苯乙酸 D.能使溴的CCl4溶液褪色
5.(2026·重庆·三模)Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如图所示。下列说法错误的是
A.E的分子式为 B.F和G生成X时,原子利用率为100%
C.Y水解可得到E和G D.F中的手性碳有2个
6.(2026·北京房山·二模)一种可降解的柔性显示材料T的合成路线如下:
已知:
下列说法不正确的是
A.该反应类型为缩聚反应
B.反应中,参与聚合的A、B、D的物质的量之比是
C.有机物A的核磁共振氢谱只有一组吸收峰
D.该高分子可以降解的原因是由于C-N键断裂
7.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)下列化学或离子方程式书写正确的是
A.工业制备漂白粉:
B.硝酸工业中NH3的氧化反应:
C.工业上以对苯二甲酸与乙二醇制备涤纶:n +nHO-CH2-CH2-OH +2nH2O
D.用惰性电极电解氯化镁溶液:
8.(2026·山西太原·二模)下列化学用语或表述错误的是
A.HF的形成过程可表示为
B.基态砷原子的价层电子轨道表示式为
C.和有相同的VSEPR模型和空间结构
D.由乳酸(2-羟基丙酸)聚合得到聚乳酸的结构简式为
9.(25-26高二下·福建厦门·期中)现有下列5种有机物:①②③④⑤。请回答:
(1)属于烃类的是______(填序号,下同),互为同系物的是______,互为同分异构体的是______。
(2)用系统命名法给⑤命名,其名称为______。
(3)写出⑤在一定条件下生成高聚物的化学反应方程式______。
(4)分子式为的醇有多种同分异构体的说法正确的是______ (不考虑立体异构)。
A.共有6种 B.共有7种 C.共有8种 D.共有9种
(5)酚酞是常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示:
①酚酞的分子式为______,分子中含氧官能团为______(填名称)。
②从结构上看,酚酞可以看作______(填序号)。
A.烯烃 B.芳香化合物 C.醇类物质
D.酚类物质 E.醚类物质 F.酯类物质
(6)键线式表示的有机物的结构简式______分子式为______。
(7)①某烷烃的结构简式为含甲基的个数:______。
②2-丁烯与酸性高锰酸钾溶液反应得到的氧化产物结构简式:______。
(8)与反应生成的一种可用作局部麻醉剂油状物,易被空气氧化,产生剧毒气体——光气,反应的化学方程式为,X的俗名为______。该反应______(填“属于”或“不属于”)取代反应。
(9)三氮唑()的沸点显著高于吡啶()的主要原因是______。
(10)现将0.2mol某烃完全燃烧生成的气体全部依次通过浓硫酸和氢氧化钠溶液,经测定,前者增重21.6g,后者增重44g(假定气体全部吸收),试通过计算推断该烃的分子式______。
10.(25-26高二下·海南儋州·期中)有机物P()常用于合成橡胶。
已知:;
回答下列问题
(1)P是否存在顺反异构___________(填“是”或“否”)。
(2)P发生1,4-加聚反应得到___________(填结构简式)。
(3)P与酸性溶液反应生成的有机产物为___________(填结构简式)。
(4)有机物P与等物质的量溴水发生反应生成的产物结构简式为___________。
◆综合拔高练
(2026·山东潍坊·二模)阅读材料,低聚物瓜环在药物载体方面应用广泛,合成路线如图1.瓜环结构卷曲成空腔,不同空腔尺寸可识别且“装进”不同分子形成超分子,如瓜环[6]可以识别MBZ并自组装体。瓜环[6]及MBZ的结构如图2,MBZ中环上的原子共面。完成问题。
11.下列说法正确的是
A.X与、均反应 B.可用质谱法测定瓜环的聚合度
C.Y→瓜环为加聚反应 D.瓜环存在3种不同环境的H
12.下列说法错误的是
A.Y→瓜环[6]过程中,C的杂化方式发生变化
B.MBZ与完全加成产物不具有旋光性
C.MBZ中1号N的碱性强于2号N
D.瓜环[6]与MBZ通过分子间氢键和范德华力形成超分子
13.(2026·四川广元·三模)下列化学用语或图示正确的是
A.的晶胞: B.结构为:
C.聚丙炔的链节: D.的名称:N,N-二甲基苯甲酰胺
14.(25-26高三·广东·三轮复习)下列关于医疗相关材料的说法错误的是
A.纯碱可用于治疗胃酸过多
B.医疗上所用“钡餐”的主要成分为硫酸钡
C.手术缝合线材料尼龙66是由己二胺与己二酸发生缩聚反应制得
D.医药中常用75%酒精来消毒,75%酒精能够使细菌蛋白发生变性
15.(2026·湖北黄冈·模拟预测)下列方程式的书写正确的是
A.邻羟甲基苯酚分子间脱水缩合制酚醛树脂:
B.使酸性溶液褪色:
C.向苯酚的溶液中通入少量的:
D.向足量的溶液中通入少量的:
16.(2026·北京海淀·二模)Se是人体必需的微量元素,科研人员利用植物乳杆菌高效制备有机硒——硒代蛋氨酸(),硒代蛋氨酸与蛋氨酸()结构相似,二者的结构简式如下图。下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.Se的最高价氧化物的化学式为
C.硒代蛋氨酸和蛋氨酸互为同系物
D.硒代蛋氨酸不能发生缩聚反应
◆高考真题练
17.(2025·江西·高考真题)一种聚四方酰胺高分子材料,其制备原理如图,下列说法错误的是
A.X中所有氧原子不共平面 B.反应为缩聚反应
C.Z的高分子链之间存在氢键 D.M为乙醇
18.(2025·四川·高考真题)聚合物Z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.X能与水溶液反应,不能与水溶液反应
B.Y中所有原子共平面
C.x的值为,该反应不属于缩聚反应
D.若反应体系中有少量水,则酚钠盐水解,影响聚合度
(2025·江苏·高考真题)阅读材料,完成下列小题:
中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分:、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合,突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素;采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(,含)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。
19.下列说法正确的是
A.硫黄有等多种同素异形体
B.高温下青蒿素分子结构稳定
C.分子中键角大于分子中键角
D.题图所示的碱基鸟嘌呤与胞嘧啶通过氢键互补配对
20.下列化学反应表示正确的是
A.黑火药爆炸:
B.电解饱和溶液制:
C.重油裂解获得的丙烯制聚丙烯:
D.向饱和氨盐水中通入过量:
21.下列物质组成或性质与分离提纯方法对应关系正确的是
A.蛋白质能水解,可用饱和溶液提纯蛋白质
B.乙醚与青蒿素组成元素相同,可用乙醚提取青蒿素
C.难溶于水、比水易溶解,可用萃取碘水中的
D.不同的烃密度不同,可通过分馏从石油中获得汽油、柴油
21.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)一种强力胶的黏合原理如下图所示。下列说法正确的是
A.Ⅰ有2种官能团 B.Ⅱ可遇水溶解使黏合物分离
C.常温下Ⅱ为固态 D.该反应为缩聚反应
22.(2025·浙江·高考真题)抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。
下列说法不正确的是
A.可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸 B.抗坏血酸可发生缩聚反应
C.脱氢抗坏血酸不能与溶液反应 D.1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子
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