高中化学人教选修五同步辅导与检测合成高分子化合物基本方法

第一节合成高分子化合物的基本方法进入合成有机高分子化合物的时代课标展示基础梳理典例精析达标精练综合拓展第一节合成高分子化合物的基本方法1．理解和应用有关概念：单体、高聚物、聚合度、链节、加聚反应和缩聚反应等。2．由单体进行加聚或缩聚的原理要明确。3．熟练进行高聚物与单体间的相互推断。一、有机高分子与低分子有机物的区别1．相对分子质量的大小不同。有机高分子化合物的相对分子质量一般高达________，而且只有一个________值；而低分子有机物的相对分子质量在1000以下，有一个________的数值。2．结构不同。有机高分子是由若干个____________组成的，而低分子有机物是由________组成的。3．由于两者在相对分子质量和结构上的差异，它们在物理、化学性质上也有较大的差别。单一结构104～106平均明确重复结构单元二．加成聚合反应1．聚乙烯是一种生活中常用的塑料，请用化学方程式表示聚乙烯的合成方法_______________________________。2．有机高分子化合物的分子组成聚合反应以nCH2==CH2→为例单体_______________链节_______________________n聚合物的平均相对分子质量28n

—CH2—CH2—

CH2=CH2聚合度3.单体及聚合产物结构简式的对照单体名称单体结构简式聚合物结构简式乙烯CH2==CH2丙烯CH2==CHCH3______________氯乙烯CH2==CHCl丙烯腈CH2==CHCN______________丙烯酸CH2==CHCOOH单体名称单体结构简式聚合物结构简式乙酸乙烯酯CH3COOCH==CH2________________丁二烯CH2==CH—CH==CH2____________________乙炔HCCH________________三、缩合聚合反应1．写出下列反应的化学方程式(1)乙酸与乙醇酯化反应____________________________________________。CH3OH+H—OCH2CH3CH3C2H5＋H2O△浓H2SO4(2)乙酸和乙醇分别是一元酸和一元醇，如果用二元酸和二元醇发生酯化反应，就会得到连接成链的聚合物(简称聚酯)。试写出己二酸与乙二醇生成聚酯的方程式：______________________________________________。2．缩聚反应方程式书写时应注意的问题(1)缩聚物结构式要在________外侧写出链节余下的______________________________________。(2)单体物质的量与缩聚产物结构式的________要一致。下角标方括号端基原子或原子团(3)由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为________；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量为________。如：nHOOC(CH2)5OH____________________________________________。(n－1)(2n－1)

HO[C(CH2)5O]nH＋(n－1)H2O

合成高分子化合物的反应类型1．加聚反应的类型(1)单双键加聚。nCH2==CHCl

nCH2==CHCH3

(2)共轭双键的加聚。nCH2==CH—CH==CH2

(3)两种及两种以上单体的加聚。如：nCH2==CH2＋nCH2==CH—CH3

2．缩聚反应的类型(1)醇羟基和羧基的酯化缩聚。①二元酸和二元醇的缩聚。关键一点：(1)组成聚乙烯分子()的链节(—CH—CH2—)和单体(CH2===CH2)之间的化学组成的和相对质量相同，结构不同。(2)可从结构上区分加聚产物与缩聚产物。在缩聚产物中含有端基原子和原子团，而加聚产物中没有。

由高聚物推单体的方法1．判断聚合类型若链节主链上都是碳原子，一般是加聚反应得到的产物；若链节主链上含有、、等基团时，一般是缩聚反应的产物。—C——C—O——C—NH—2．加聚产物单体的判断

(1)凡链节主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物其单体必为一种，将两个半键闭合即可。如单体是。(2)凡链节主链只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的高聚物，其单体必为两种。在中央划线断开，然后将四个半键彼此闭合即可，如的单体是CH2==CH2和CH3—CH==CH2。(3)凡链节主链中只有碳原子并存在键的高聚物，其规律是“见双键，四个碳，无双键，两个碳”划线断开，然后将半键闭合，即将单双键互换。如的单体是。3．缩聚高聚物单体的判断(1)凡链节为结构的高聚物，其单体必为一种，在亚氨基上加氢，在羰基上加羟基，即得高聚物单体H2N—R—COOH。(2)凡链节中间(不在端上)含有肽键()结构的高聚物，从肽键中间断开，两侧为不对称性结构的，其单体必为两种，在亚氨基上加氢原子，羰基上加羟基即得高聚物单体。如

的单体是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。(3)凡链节中间(不在链端上)含有(酯基)结构的高聚物，其单体必为两种，从中间断开，羰基上的加羟基，氧原子上加氢原子即得高聚物单体。如的单体为HOOC—COOH和HOCH2—CH2OH。—C—O—关键一点：由缩聚物推断单体的步骤为：(1)去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”变为小分子。(2)断开分子中的酰胺键或酯基。(3)将断开的羰基碳上连接—OH；在氧或氮原子上连接—H，还原为单体小分子。

有机高分子化合物与低分子有机物(双选)下列物质中，属于高分子化合物的是(

)A．淀粉B．油脂C．棉花D．蔗糖解析：油脂是油和脂肪的总称，它是高级脂肪酸甘油酯，蔗糖是二糖，分子式为C12H22O11，油脂和蔗糖的相对分子质量均较小，两者均不属于高分子化合物；棉花的主要成分是纤维素，淀粉和纤维素都是天然高分子化合物。答案：AC名师点睛：高分子化合物的相对分子质量应大于10000，已学的高聚物有：聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树酯、蛋白质、聚异戊二烯等，且所有高分子化合物均是混合物(n为一定范围值)。变式应用1．下列有关高分子化合物的叙述中正确的是(

)A．高分子化合物的特点之一是组成元素简单、结构复杂、相对分子质量大B．高分子链之间靠分子间作用力结合，因此分子间作用力弱，高分子材料强度较小C．高分子均为长链状分子D．高分子材料均为混合物D2．下列化合物中，不属于高分子化合物的是(

)A．蛋白质B．塑料C．橡胶D．麦芽糖解析：麦芽糖的相对分子质量很小，它属于低分子有机物。答案：D

合成高分子化合物的基本方法

写出用下列化合物作为单体聚合生成的高分子化合物的结构简式：

(1)CH2=CH-C=CH2聚合得________(此处聚合物用作合成橡胶)。

(2)已知在虚线处开环聚合得(此聚合物用作表面活性剂)。则开环聚合得____________(此聚合物用作合成纤维)。Cl解析：本题测试有关高分子化合物加聚、缩聚、开环聚合等知识，考查信息迁移、模仿等自学能力。(1)发生加聚反应，其中双键变单键、单键变双键，可用弯箭头表示电子对转移，写出单体，将其通过键的转移，可立即写出聚合物：[CH2—CH==C(Cl)—CH2]n。(2)为开环聚合，在断键处开环即得链节。答案：(1)[CH2—CH==C(Cl)—CH2]n

(2)H[NHCH2CH2CH2CH2CH2CO]nOH名师点睛：电子对放在两个原子间就是价键，弯箭头将它转移，这个键就断裂；电子对转移到另两个原子间，就形成一个新键，此法很形象、直观，大家不妨一试。书写要规范，防止多碳、少碳、碳5价等等，而失分。变式应用3．乙烯和丙烯按1:1(物质的量)聚合时，生成聚合物乙丙树脂。该聚合物的结构简式可能是(

)解析：将丙烯中的甲基作支链，乙烯和丙烯中双键的四个碳连接，碳碳双键改单键即可得链节。答案：A4.（2012年重庆高考节选）农康酸M是制备高效除臭剂、粘合剂等多种精细化学品的重要原料，可经下列反应路线得到（部分反应条件略）。解析：根据有机合成的框图推断，A→B是C==C与Cl—Cl的加成反应，B→D是相邻C原子的Cl原子消除一个HCl分子的反应，位置在2号位的C原子上；D→E是—Cl被—CN取代的反应，E→G是—CH3的一个H被氯原子取代的反应，G→H是—Cl被—OH取代的反应和—CN水解变成—COONa的反应，H→J是—CH2OH被氧气氧化成—CHO的反应，J→L是—CHO被银氨溶液氧化成—COONH4的反应，L→M的反应是—COONH4与H+生成—COOH的反应。

由高聚物推单体

在国际环境问题中，一次性使用聚苯乙烯等材料带来的“白色污染”是极为严重的环境问题之一。最近研制的一种可降解塑料，代号为3HB，结构简式为具有良好的生物适应性，能在自然界降解。请回答下列问题：(1)该可降解塑料在自然界中可通过________反应降解为该聚合物的单体。A．加成B．消去C．水解D．氧化(2)该聚合物的单体的结构简式为________，该单体中具有的官能团的名称为________。(3)各取1mol该单体分别与钠和碳酸氢钠溶液完全反应时，分别消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为________。

解析：依据的结构先判断是加聚产物还是缩聚产物，然后运用逆向思维法逐步还原，推测其单体，再依据官能团确定其性质，写出反应方程式进行相关计算。

是缩聚产物，可依据官能团形成过程的链逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。

失去的小分子为H2O，拆为—H和—OH，其单体必为一种，为。含有两种官能团，有羟基(—OH)和羧基()，CH3—CH—COOH中—OH不能与NaHCO3溶液反应，但能与金属钠反应，—COOH既能与Na反应，又能与NaHCO3溶液反应。解析：(1)C(2)CH3—CH—COOH羟基、羧基

(3)2:1名师点睛：判断有机高分子化合物单体时，要先判断该物质是加聚产物还是缩聚产物。(1)若是加聚产物：①判断方法是：高聚物→链节→半键还原、双键重现→正推验证。②若半键还原无法形成完整双键可考虑再断裂单键构成完整双键(此时不是一种单体)或断裂双键构成完整双键(此时单体是二烯烃)。(2)若是缩聚产物，可依据官能团的形成过程的连链逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。变式应用5．Nomex纤维是一种新型阻燃性纤维。它可由间苯二甲酸和间苯二胺在一定条件下等物质的量缩聚而成。请把Nomex纤维结构简式写在下面的方框中。6．合成结构简式：其单体是(

)①苯乙烯②丁烯③丁二烯④丙炔⑤苯丙烯

A．①②B．④⑤

C．③⑤D．①③解析：本题考查学生是否能运用弯箭头法求有机高聚物的单体。从链节的一端开始，把键收回。由—CH2—CH—CH2—CH==CH—CH2—得CH==CH2和CH2==CH—CH==CH2。答案：D1．下列物质中有固定熔点的是(

)A．聚乙烯B．氯化钠C．淀粉D．聚1,3­丁二烯解析：A、C、D是高分子化合物