第四单元高分子化合物

第四单元高分子化合物第一页，共四十三页，2022年，8月28日考纲定位选项示例1.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。2．了解加聚反应和缩聚反应的特点。3．了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用。4.了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。1.以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是乙烯聚合为聚乙烯高分子材料。(2007年广东高考T32—A)2．乙烯通过聚合反应可合成聚乙烯，聚乙烯塑料可用来制造多种包装材料。(2009年广东高考T67—D)第二页，共四十三页，2022年，8月28日一、高分子化合物

1．相关概念

(1)高分子化合物是由许多______分子化合物以______键结合成的相对分子质量很________(通常为________～________)的一类有机物，又称________或________，如聚乙烯。

(2)单体是能够发生_______________反应形成高分子化合物的______分子化合物，如____________是聚乙烯的单体等。低共价高

104106聚合物高聚物聚合(加聚或缩聚)低CH2==CH2

第三页，共四十三页，2022年，8月28日

(3)链节是高分子化合物中化学组成______、可重复的最小单位，也称为__________________，如—CH2—CH2—是________的链节。

(4)聚合度是高分子化合物里所含链节的__________，常用______表示，如

CH2CH2

中的n是聚乙烯的聚合度。

(5)高分子化合物相对分子质量的平均值＝链节的式量×________相同重复结构单元聚乙烯数目n聚合度第四页，共四十三页，2022年，8月28日2．分类

(1)按照高分子化合物的来源分类，可分为____________化合物和____________化合物。天然有机高分子化合物有______________________________________。(2)按照高分子化合物分子链分类，可分为______型高分子、________型高分子和______型高分子。(3)按照高分子化合物受热时的不同行为分类，可分为________性高分子和________性高分子。

(4)按照高分子化合物的工艺性质和使用分类，可分为____________________________________________。天然高分子合成高分子淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶线支链体热塑热固塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂和密封材料第五页，共四十三页，2022年，8月28日二、聚合反应、加聚反应

由相对分子质量小的低分子化合物相互结合为相对分子质量大的高分子化合物的反应称为________________。由不饱和的单体加成聚合为高分子化合物的反应称为______________，其实质是加成反应。单体间通过失去水分子或其他小分子以形成高分子化合物的反应称为____________。聚合反应加聚反应缩聚反应第六页，共四十三页，2022年，8月28日类型加聚反应缩聚反应反应原理________单体通过加成聚合生成高分子化合物单体间相互______生成高分子化合物，同时还有小分子化合物(如H2O、NH3等)单体特征含有______________，如C=C、C≡C等含有____________，如—OH、—COOH、—NH2等单体种类相同或不相同相同或不相同产物特征高聚物的组成与单体的组成________，链节上的碳原子数一般为偶数高聚物的组成与单体的组成________产物种类只有高聚物高聚物和小分子不饱和缩合不饱和键特征官能团相同不相同第七页，共四十三页，2022年，8月28日【基础导练】)。1．化学与人类生活密切相关。下列说法正确的是(A．苯酚有一定毒性，不能作消毒剂和防腐剂B．用聚氯乙烯塑料袋包装食品C．油脂皂化生成的高级脂肪酸钠是肥皂的有效成分D．用食醋去除水壶中的水垢时所发生的是水解反应C第八页，共四十三页，2022年，8月28日

2．新型膜材料ETFE为四氟乙烯与乙烯的共聚物，四氟乙烯也可与六氟丙烯共聚成聚全氟乙丙烯。下列说法错误的是()。

A．ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的连接方式

B．合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应

C．聚全氟乙丙烯分子结构简式可能为

D．四氟乙烯分子中既含有极性键又含有非极性键第九页，共四十三页，2022年，8月28日

解析：乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的结构简式分别为CH2==CH2、CF2==CF2、CF3—CF==CF2，ETFE的链节为—CH2—CH2—CF2—CF2—，故A、B、D均正确；C项中—CF3—违背了碳的四价原则。答案：C第十页，共四十三页，2022年，8月28日3．以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是()。A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料

B．甲烷与氯气制备一氯甲烷

C．以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜

D．用SiO2

制备高纯硅

解析：乙烯加成聚合反应原子利用率为100%，故A正确；取代反应有副产物生成，原子利用率小于100%，故B错；C、D两项都有副产物生成，原子利用率小于100%。A第十一页，共四十三页，2022年，8月28日4．(2009年广东高考)下列有关有机物的说法不正确的是()。

A．酒精中是否含有水，可用金属钠检验

B．有机酸和醇脱水合成的某些酯，可用作糖果、化妆品中的香料

C．蛋白质在一定条件下能发生水解反应，生成氨基酸

D．乙烯通过聚合反应可合成聚乙烯，聚乙烯塑料可用来制造多种包装材料

解析：Na与CH3CH2OH、H2O都能发生反应，都有气体生成，故A错。A第十二页，共四十三页，2022年，8月28日5．某高聚物的结构片段如下：下列分析正确的是()。A．它是缩聚反应的产物DB．其单体是CH2==CH2和HCOOCH3C．其链节是CH3CH2COOCH3D．其单体是CH2==CHCOOCH3第十三页，共四十三页，2022年，8月28日考点1有机高分子化合物与低分子有机物的区别

(1)它们最大的不同是相对分子质量的大小。有机高分子化合物的相对分子质量一般高达104～106，而低分子有机物的相对分子质量一般在1000以下。

(2)低分子有机物的相对分子质量都有一个明确的数值，而高分子化合物的相对分子质量只是一个平均值。它是以低分子有机物作原料，经聚合反应得到各种相对分子质量不等的组成结构类似的混合物，没有固定的熔沸点。第十四页，共四十三页，2022年，8月28日

(3)高分子化合物的基本结构与低分子有机物的单一结构不同，它由若干个链节组成，由链节可以知道低分子有机物的组成与结构。

(4)由于高分子化合物与低分子有机物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差别。第十五页，共四十三页，2022年，8月28日

【例1】(2010年上海高考)生活中使用的塑料食品盒、水杯等通常由聚苯乙烯制成，其结构简式如图4－28－1。下列说法正确的是()。

A．聚苯乙烯能使溴水褪色

B．聚苯乙烯是一种天然高分子化合物

C．聚苯乙烯可由苯乙烯通过化合反应制得

D．聚苯乙烯单体的分子式为CH2

图4－28－1第十六页，共四十三页，2022年，8月28日思路指导：根据聚苯乙烯的结构简式可以推断其链节、单体的结构，以及合成原理，结合选项进行判断。

解析：由题给聚苯乙烯的结构简式可知其不含碳碳双键，不能与Br2

发生加成反应，故A错；聚苯乙烯是一种人造高分子化合物，故B错；聚苯乙烯可由苯乙烯通过聚合或加聚反应制得，故C错；聚苯乙烯的单体为苯乙烯(C6H5CH==CH2)，分子式为C8H8，故D正确。答案：D第十七页，共四十三页，2022年，8月28日【变式训练】1．下列关于有机物的叙述正确的是()。

A．等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧生成的CO2和H2O质量相同

B．合成纤维、光导纤维都是有机高分子化合物

C．由CH2==CHCOOCH3合成的聚合物的结构简式为

CH2—CHCOOCH3

D．聚乙烯、聚氯乙烯、纤维素都是合成高分子化合物第十八页，共四十三页，2022年，8月28日

解析：加聚反应的单体和聚合物的组成相同，故A正确；光导纤维的主要成分是SiO2，是新型无机非金属材料，故B错；高分子化合物的链节中含有—CH3—时，违反了碳四价原则，故C错；纤维素是天然高分子化合物，故D错。答案：A第十九页，共四十三页，2022年，8月28日考点2加聚反应和缩聚反应1．加聚反应的特点(1)单体必须含有双键、三键等不饱和键的化合物，如烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的有机物。(2)加聚反应过程中没有副产物生成，原子利用率为100%。(3)聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同，聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。第二十页，共四十三页，2022年，8月28日2．缩聚反应的特点

(1)缩聚反应的单体是至少含有两个官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等)或多个官能团的低分子。(2)缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物(如H2O、NH3、HCl等)生成，原子利用率低于100%。

(3)所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。

(4)含两个官能团的单体缩聚后呈现线型结构，含有三个官能团的单体缩聚后可生成体型结构的聚合物。(5)写缩聚反应时，除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外，也要注意生成小分子的物质的量。第二十一页，共四十三页，2022年，8月28日3．常见加聚反应的类型(1)单聚反应：仅由一种单体发生的加聚反应，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等的合成。(2)共聚反应：由两种或两种以上单体发生的加聚反应。如：合成丁腈橡胶：4．缩聚反应的重要类型二酸与二醇共聚型、羟基酸自聚型、氨基酸自聚型、氨基酸共聚型和酚醛缩聚型。第二十二页，共四十三页，2022年，8月28日【典例】(2011年上海高考)耐热型ABS树脂由丙烯腈(CH2==CHCN)、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯()共聚生成，写出该树脂的结构简式：________________(不考虑单体比例)。

思路指导：根据三种不饱和单体的名称或结构书写其共聚产物的结构简式，这是单体发生加聚反应在新情景下的迁移应用，写好后可采用单双键断键的方法求出其单体进行检验。第二十三页，共四十三页，2022年，8月28日

解析：仿照CH2==CHCN加聚为聚丙烯腈的反应原理，不难书写三种单体共聚为ABS树脂的链节，假设共聚的上述单体的物质的量均为nmol可以书写ABS树脂的结构简式。答案：

第二十四页，共四十三页，2022年，8月28日【变式训练】2．(2010年山东高考)写出有机物

X()在浓硫酸作用下生成的聚合物的结构简式：_____________________________________________________。

解析：X含有羧基和羟基，能发生缩聚反应，生成高分子化合物。

答案：

第二十五页，共四十三页，2022年，8月28日聚合产物的判断及单体的反推

[考向分析]历届高考都注重对加聚反应和缩聚反应的考查，其中的命题热点在于：(1)根据单体的结构判断聚合产物；(2)由聚合物的结构推断单体的结构。具体要求如下：1．加聚产物的判断和反推单体(1)由单体推加聚物的方法是“拆双键法”。如：第二十六页，共四十三页，2022年，8月28日

(2)由加聚物推单体的方法是“收半键法”。即：高聚物→链节→半键还原，双键重现→正推验证。 ①凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其合成单体必为一种，将两个半键闭合即可。如：(2-甲基丙

烯酸甲酯)第二十七页，共四十三页，2022年，8月28日

②凡链节主链上有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的高聚物，其单体必为两种，在正中央划线断开，然后两个

的单体为

CH2==CH2和CH3—CH==CH2两种。半键闭合即可。如：第二十八页，共四十三页，2022年，8月28日③凡链节主链上只有碳原子，并存在结构的高聚物，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，即单双键互换。如：的单体是。第二十九页，共四十三页，2022年，8月28日2．由单体推缩聚物的方法将官能团书写在链端，酯化型缩聚是，去掉的－H和－OH结合成H2O，其余部分相连形成聚酯；氨基酸之间的缩聚是，去掉的－H和－OH结合成H2O，其余部分相连形成多肽化合物；酚醛缩合是酚羟基的两个邻位H与甲醛分子中的O结合成H2O，其余部分相连形成酚醛树脂。第三十页，共四十三页，2022年，8月28日3．由缩聚物推单体的方法

可采用“切割法”断开羰基与氧原子间的共价键或断开羰基与氮原子间的共价键，然后在羰基上连上羟基，在氧或氮原子上连上氢原子。若是酚醛缩合型的高聚物，则在酚羟基的邻位上“切割”，其链节中的—CH2—来自于甲醛。第三十一页，共四十三页，2022年，8月28日【典例】以下是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料已知：①A的相对分子质量小于110，其中碳的质量分数约为0.9；第三十二页，共四十三页，2022年，8月28日②同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定，易脱水生成醛或酮：③C可发生银镜反应。请根据以上信息回答下列问题：(1)A的分子式为____________________。(2)由A生成B的化学方程式为：_____________________，反应类型是________________。第三十三页，共四十三页，2022年，8月28日

(3)由B生成C的化学方程式为：_____________________，该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是_________。

(4)D的结构简式为______________，D的同分异构体中含有苯环且水解产物之一为乙酸的有____________________(写结构简式)。

考查要点：本题以高聚物合成为载体考查了烃和烃的衍生物的转化关系，以及有机物的结构简式、有机反应方程式、反应类型和同分异构体等知识点。

思路指导：根据合成高分子化合物逆推其单体，根据题给的新有机反应信息，推断合成路线的有机中间体、原料等，通常用逆推法的具体过程如下：第三十四页，共四十三页，2022年，8月28日逆推的第三步用到了题中所给陌生的有机反应信息。第三十五页，共四十三页，2022年，8月28日

解析：(1)根据合成目标产物的结构简式逆推可知，A为对二甲苯，其分子式为C8H10。(2)对二甲苯分子中的一个甲基与氯气在一定条件下发生取代反应生成—CH2Cl，另一个甲基氯气在一定条件下发生取代反应生成—CHCl2。(3)—CH2Cl在NaOH水溶液中水解生成—CH2OH，而—CHCl2

在NaOH水溶液中水解生成—CHO；根据题给陌生的有机反应信息可推断不稳定的中间产物。(4)由高分子化合物的结构可知D的结构简式，依题意可知其同分异构体一定为乙酸酯，所以苯环上连接的两个原子团分别为HO—、—OOCCH3，因此有邻、间、对三种同分异构体。第三十六页，共四十三页，2022年，8月28日答案：第三十七页，共四十三页，2022年，8月28日第三十八页，共四十三页，2022年，8月28日【突破训练】1．目前产量占第一位的聚酯纤维的结构简式为：

下列说法中不正确的是()。A