5.1 合成高分子的基本方法 讲义-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

本讲义聚焦合成高分子的基本方法这一核心知识点，先通过对比表格明确有机高分子与低分子化合物的区别，再系统梳理加聚反应和缩聚反应的概念、实例、特点及两者差异，构建从基础特征到合成方法的完整知识支架。 该资料通过对比分析（如加聚与缩聚反应比较）培养科学思维，结合具体实例（如氯乙烯加聚、羟基羧酸缩聚）落实科学探究与实践，强调结构决定性质的化学观念。课中辅助教师清晰讲解反应原理，课后作业助力学生巩固知识，有效查漏补缺。

5.1　合成高分子的基本方法 一、有机高分子 1．有机高分子与低分子有机化合物的区别 比较项目 有机高分子 低分子有机化合物 相对分 子质量 很大(通常在104以上) 1 000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 以低分子有机化合物为原料，经聚合反应得到有机高分子 2．相关概念 例如： 二、合成高分子的基本方法 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的反应。 (2)实例 ①氯乙烯的加聚反应： 。 ②1,3-丁二烯的加聚反应： nCH2==CH—CH==CH2CH2—CH＝CH—CH2。 ③乙炔的加聚反应： nCH≡CHCH＝CH。 (3)聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对分子质量×n。 (4)反应特点 ①单体分子中需有碳碳双键等不饱和键。 ②单体和聚合物组成相同。 ③反应只生成聚合物，没有副产物产生。 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。 【对点联系】CH3—CH==CH—CH3发生聚合反应生成的高聚物分子的结构简式是(　　) A． B． C． D．CH3CHCHCH3 【答案】B　 【解析】发生加聚反应时，只是碳碳双键打开，相互连接形成碳链，双键碳原子上所连接的基团(—CH3)并不在主链上，而是作为支链。 2．缩合聚合反应(缩聚反应) (1)概念 单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应。 (2)实例 ①二元酸与二元醇的缩聚反应： nHOCH2CH2OH＋nHOOC—COOH ＋(2n－1)H2O。 ②羟基羧酸缩聚反应：nHOCH2COOH＋(n－1)H2O。 ③氨基酸之间缩聚反应：＋―→ ＋(2n－1)H2O。 ④二元酸与二胺之间的缩聚反应： ＋nHOOC—COOH―→＋(2n－1)H2O。 【对点练习】缩聚反应是合成高分子材料的重要反应。下列属于缩聚反应的是(　　) A．乙烯生成聚乙烯 B．四氟乙烯生成聚四氟乙烯 C．乙二醇与乙二酸生成 D．对苯二甲酸和乙二醇生成对苯二甲酸乙二醇酯和水 【答案】C 【解析】乙烯生成聚乙烯，四氟乙烯生成聚四氟乙烯，是发生加聚反应，A、B错误；乙二醇与乙二酸反应生成和水，属于缩聚反应，C正确；对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应生成对苯二甲酸乙二醇酯和水，D错误。 （3）加聚反应和缩聚反应的比较 比较项目 加聚反应 缩聚反应 相同点 单体是相对分子质量小的有机化合物；产物为高分子 单体可相同，也可不同 不同点 产物中 无小分子 有小分子(如H2O等) 高分子与单体 组成相同 组成不同 高分子相对分子质量 是单体相对分子质量的整数倍 单体相对分子质量之和减去脱去小分子相对分子质量之和 反应特点 打开不饱和键，相互连成长碳链 官能团与官能团间脱去一个小分子，逐步缩合 (4)反应特点 ①缩聚反应的单体至少含有两个官能团。 ②单体和缩聚产物的组成不同。 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由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量为n－1，由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量为2n－1。 （5）由缩聚物推断单体的方法 类型 在聚酯中断开羰基与氧原子间共价键，羰基连羟基，氧原子连氢原子 在蛋白质中断开羰基与氮原子间共价键(肽键)，羰基连羟基，氮原子连氢原子 实 例 高聚物 单体 HOOC—COOH HOCH2CH2OH H2N—CH2COOH 【对点练习】 1．下列四种有机化合物在一定条件下不能作为合成高分子的单体的是(　　) A．丙烯酸：CH2＝CHCOOH B．乳酸：CH3CH(OH)COOH C．甘氨酸：NH2CH2COOH D．丙酸：CH3CH2COOH 【答案】D　 【解析】A项分子中含碳碳双键，可发生加聚反应；B项分子中含—OH、—COOH，可发生缩聚反应；C项分子中含—NH2、—COOH，可发生缩聚反应；D项分子中只含—COOH，不能作为合成高分子的单体。 2．下列合成高分子材料的反应方程式和反应类型均正确的是(　　) A．nCH2==CH—CNCH2—CH—CN　加聚反应 B．n＋nHCHO　加聚反应 C．　加聚反应 D．nCH2==CH2＋nCH3—CH==CH2　缩聚反应 【答案】C　 【解析】A项加聚产物应为；B项漏写了生成物中的小分子且该反应为缩聚反应；D项的反应为加聚反应。 3．下列化合物中： a． b． c. HO(CH2)2OH d. CH3CH==CH—COOCH3 e. HCHO f. HOOC(CH2)4COOH (1)同分子间可发生加聚反应的化合物是________(填字母)，加聚物的结构简式为_________________________。 (2)同分子间可发生缩聚反应的化合物是________(填字母)，缩聚物的结构简式为　　 　　　 　　。 (3)不同分子间可发生缩聚反应的化合物是__________和________(填字母)，缩聚物的结构简式为______________________________。 【答案】(1)bd　、 (2)a　 (3)c　f　HO(CH2)2OOC(CH2)4COOH 【解析】(1)b、d含碳碳双键，同分子间可发生加聚反应。 (2)a分子中含氨基、羧基，同分子间可发生缩聚反应。 (3)c分子中含两个羟基，f分子中含两个羧基，二者能发生缩聚反应。 【课后作业】 1．下列高分子材料的制备方法，正确的是(　　) A．聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备 B．聚四氟乙烯(CF2—CF2)由四氟乙烯经加聚反应制备 C．尼龙-66() 由己胺和己酸经缩聚反应制备 D．聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备 【答案】B　 【解析】聚乳酸由乳酸()经缩聚反应制备，A错误；聚四氟乙烯由四氟乙烯(CF2==CF2)经加聚反应制备，B正确；尼龙-66由己二胺[H2N—(CH2)6—NH2]和己二酸[HOOC—(CH2)4—COOH]经缩聚反应制备，C错误；聚乙烯醇由聚乙酸乙烯酯()经水解反应(或取代反应)制备，D错误。 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．CH2CH==CHCH2 C． D． 【答案】D　 【解析】A是由CH2==CH2和CH2==CHCN加聚而成的；B是 由CH2==CH—CH==CH2加聚而成的；C是由CH2==CH—CH==CH2和CH2==CHC6H5加聚而成的；只有D中含有官能团—COO—，故D是通过缩聚反应生成的。 3．某高分子的结构片段如图所示。关于该高分子的推断正确的是(　　) A．该高分子由单体通过加聚反应聚合而成 B．形成该高分子的单体只有2种 C．其中一种单体为 D．其中一种单体为1,5-二甲基苯酚 【答案】C　 【解析】由结构可知该高分子由甲醛、苯酚和苯胺3种单体通过缩聚反应聚合，A、B错误；其中一种单体为，C正确；其中的一种单体为苯酚，D错误。 4．某高聚物可表示为 下列有关叙述不正确的是(　　) A．该高聚物是通过加聚反应生成的 B．合成该高聚物的单体有三种 C．1 mol该物质能与1 mol H2加成，生成不含碳碳双键的物质 D．该高聚物能被酸性KMnO4溶液氧化 【答案】C 【解析】高聚物的单体有、CH2==CHCH3、CH2==CH2，它们通过加聚反应而生成该高聚物，A、B正确；1 mol高聚物分子结构中含n mol碳碳双键，能与n mol H2发生加成反应，C错误；该高聚物分子中含有碳碳双键，能被酸性KMnO4溶液氧化，D正确。 5．下列属于天然高分子的是(　　) A．聚乙烯 B．淀粉 C．丙纶 D．油脂 【答案】B　 【解析】淀粉是天然高分子，聚乙烯、丙纶是合成高分子。油脂是高级脂肪酸甘油酯，相对分子质量相对较小，故不是高分子。 6．有机高分子聚异丁烯(结构简式如图所示)是生产汽油清洁剂的中间产物，下列对聚异丁烯的描述错误的是(　　) A．聚异丁烯可以通过加聚反应制得 B．聚异丁烯的分子式为(C4H8)n C．聚异丁烯完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量相等 D．聚异丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【答案】D　 【解析】聚异丁烯中不含有碳碳双键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D错误。 7．下列物质中能发生加成反应、加聚反应和自身缩聚反应的有(　　) A． B． C．CH2==CH—COOH D．HOCH2CH==CH—CH2—OCH3 【答案】B　 【解析】有机化合物能发生加成反应和加聚反应，应含有不饱和键；有机化合物还能发生自身的缩聚反应，还应含有两个或两个以上的官能团(如—OH、—COOH、—NH2等)。 8．在国际环境问题中，一次性使用的聚苯乙烯材料的“白色污染”甚为突出，这种材料难以分解，处理麻烦。科学家研制出一种新型的材料能替代聚苯乙烯。它是由乳酸缩聚而成的，该材料可在乳酸菌作用下发生降解。下列关于聚乳酸的说法，不正确的是(　　) A．聚乳酸是一种混合物 B．其聚合方式与聚苯乙烯相似 C．其单体为 D．聚乳酸是一种线型高分子材料 【答案】B　 【解析】聚苯乙烯由苯乙烯加聚而成，B错误。 9．写出下列高分子的单体，并注明反应类型。 (1) 的单体为______________，反应类型为________。 (2) 的单体为______________________，反应类型为________。 (3) 的单体为__________，反应类型为________。 【答案】(1) 　加聚反应 (2)CH3CH==CH2、　加聚反应 (3) 　缩聚反应 10．0下列化合物中： a． b．CH2==CH—CN c． (1)可发生加聚反应的是________(填字母)，加聚物的结构简式为________________。 (2)同种分子间可发生缩聚反应的是　　　　(填字母)，缩聚物的结构简式为______________________________。 【答案】(1)b　 (2)a　 【解析】b分子结构中含有碳碳双键，可发生加聚反应；a分子结构中含有羟基和羧基，同一单体间可发生缩聚反应。 1/12 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1　合成高分子的基本方法 一、有机高分子 1．有机高分子与低分子有机化合物的区别 比较项目 有机高分子 低分子有机化合物 相对分 子质量 很大(通常在104以上) 1 000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 以低分子有机化合物为原料，经聚合反应得到有机高分子 2．相关概念 例如： 二、合成高分子的基本方法 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的反应。 (2)实例 ①氯乙烯的加聚反应： 。 ②1,3-丁二烯的加聚反应： nCH2==CH—CH==CH2CH2—CH＝CH—CH2。 ③乙炔的加聚反应： nCH≡CHCH＝CH。 (3)聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对分子质量×n。 (4)反应特点 ①单体分子中需有碳碳双键等不饱和键。 ②单体和聚合物组成相同。 ③反应只生成聚合物，没有副产物产生。 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。 【对点联系】CH3—CH==CH—CH3发生聚合反应生成的高聚物分子的结构简式是(　　) A． B． C． D．CH3CHCHCH3 2．缩合聚合反应(缩聚反应) (1)概念 单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应。 (2)实例 ①二元酸与二元醇的缩聚反应： nHOCH2CH2OH＋nHOOC—COOH ＋(2n－1)H2O。 ②羟基羧酸缩聚反应：nHOCH2COOH＋(n－1)H2O。 ③氨基酸之间缩聚反应：＋―→ ＋(2n－1)H2O。 ④二元酸与二胺之间的缩聚反应： ＋nHOOC—COOH―→＋(2n－1)H2O。 【对点练习】缩聚反应是合成高分子材料的重要反应。下列属于缩聚反应的是(　　) A．乙烯生成聚乙烯 B．四氟乙烯生成聚四氟乙烯 C．乙二醇与乙二酸生成 D．对苯二甲酸和乙二醇生成对苯二甲酸乙二醇酯和水 （3）加聚反应和缩聚反应的比较 比较项目 加聚反应 缩聚反应 相同点 单体是相对分子质量小的有机化合物；产物为高分子 单体可相同，也可不同 不同点 产物中 无小分子 有小分子(如H2O等) 高分子与单体 组成相同 组成不同 高分子相对分子质量 是单体相对分子质量的整数倍 单体相对分子质量之和减去脱去小分子相对分子质量之和 反应特点 打开不饱和键，相互连成长碳链 官能团与官能团间脱去一个小分子，逐步缩合 (4)反应特点 ①缩聚反应的单体至少含有两个官能团。 ②单体和缩聚产物的组成不同。 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由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量为n－1，由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量为2n－1。 （5）由缩聚物推断单体的方法 类型 在聚酯中断开羰基与氧原子间共价键，羰基连羟基，氧原子连氢原子 在蛋白质中断开羰基与氮原子间共价键(肽键)，羰基连羟基，氮原子连氢原子 实 例 高聚物 单体 HOOC—COOH HOCH2CH2OH H2N—CH2COOH 【对点练习】 1．下列四种有机化合物在一定条件下不能作为合成高分子的单体的是(　　) A．丙烯酸：CH2＝CHCOOH B．乳酸：CH3CH(OH)COOH C．甘氨酸：NH2CH2COOH D．丙酸：CH3CH2COOH 2．下列合成高分子材料的反应方程式和反应类型均正确的是(　　) A．nCH2==CH—CNCH2—CH—CN　加聚反应 B．n＋nHCHO　加聚反应 C．　加聚反应 D．nCH2==CH2＋nCH3—CH==CH2　缩聚反应 3．下列化合物中： a． b． c. HO(CH2)2OH d. CH3CH==CH—COOCH3 e. HCHO f. HOOC(CH2)4COOH (1)同分子间可发生加聚反应的化合物是________(填字母)，加聚物的结构简式为_________________________。 (2)同分子间可发生缩聚反应的化合物是________(填字母)，缩聚物的结构简式为　　 　　　 　　。 (3)不同分子间可发生缩聚反应的化合物是__________和________(填字母)，缩聚物的结构简式为______________________________。 【课后作业】 1．下列高分子材料的制备方法，正确的是(　　) A．聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备 B．聚四氟乙烯(CF2—CF2)由四氟乙烯经加聚反应制备 C．尼龙-66() 由己胺和己酸经缩聚反应制备 D．聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备 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．CH2CH==CHCH2 C． D． 3．某高分子的结构片段如图所示。关于该高分子的推断正确的是(　　) A．该高分子由单体通过加聚反应聚合而成 B．形成该高分子的单体只有2种 C．其中一种单体为 D．其中一种单体为1,5-二甲基苯酚 4．某高聚物可表示为 下列有关叙述不正确的是(　　) A．该高聚物是通过加聚反应生成的 B．合成该高聚物的单体有三种 C．1 mol该物质能与1 mol H2加成，生成不含碳碳双键的物质 D．该高聚物能被酸性KMnO4溶液氧化 5．下列属于天然高分子的是(　　) A．聚乙烯 B．淀粉 C．丙纶 D．油脂 6．有机高分子聚异丁烯(结构简式如图所示)是生产汽油清洁剂的中间产物，下列对聚异丁烯的描述错误的是(　　) A．聚异丁烯可以通过加聚反应制得 B．聚异丁烯的分子式为(C4H8)n C．聚异丁烯完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量相等 D．聚异丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色 7．下列物质中能发生加成反应、加聚反应和自身缩聚反应的有(　　) A． B． C．CH2==CH—COOH D．HOCH2CH==CH—CH2—OCH3 8．在国际环境问题中，一次性使用的聚苯乙烯材料的“白色污染”甚为突出，这种材料难以分解，处理麻烦。科学家研制出一种新型的材料能替代聚苯乙烯。它是由乳酸缩聚而成的，该材料可在乳酸菌作用下发生降解。下列关于聚乳酸的说法，不正确的是(　　) A．聚乳酸是一种混合物 B．其聚合方式与聚苯乙烯相似 C．其单体为 D．聚乳酸是一种线型高分子材料 9．写出下列高分子的单体，并注明反应类型。 (1) 的单体为______________，反应类型为________。 (2) 的单体为______________________，反应类型为________。 (3) 的单体为__________，反应类型为________。 10．下列化合物中： a． b．CH2==CH—CN c． (1)可发生加聚反应的是________(填字母)，加聚物的结构简式为________________。 (2)同种分子间可发生缩聚反应的是　　　　(填字母)，缩聚物的结构简式为______________________________。 1/12 学科网（北京）股份有限公司 $