5.1合成高分子的基本方法高二化学教学讲义（人教版2019选修第三册）（原卷版）

第一节合成高分子的基本方法知识解读·必须会知识解读·必须会知识点一高分子简介1.高分子（1）高分子的概念高分子是以相对分子质量小的有机化合物作原料，经聚合反应得到各种相对分子质量不等的化合物组成的混合物。高分子的相对分子质量很大（通常在104以上），因此又称为聚合物或高聚物。（2）高分子的分类=1\*GB3①天然高分子：淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶=2\*GB3②合成高分子：塑料、合成纤维、合成橡胶（3）高分子的命名=1\*GB3①天然高分子习惯用专有名称，如纤维素、淀粉、蛋白质等。②合成高分子的名称一般是在单体名称前加上“聚”，如聚乙烯、聚丙烯腈等。如果由两种单体形成的高聚物，一般有两种命名方法，一是在两种单体前加“聚”，如聚对苯二甲酸乙二酯，二是在两种单体名称后加上“树脂”，如酚醛树脂（这里的树脂指未加工处理的聚合物）。③合成橡胶的名称通常是在单体名称后加上“橡胶”，如顺丁（二烯）橡胶。④合成纤维的名称常用“纶”，如涤纶、晴纶、丙纶、氯纶、锦纶、维纶等。2.高分子结构的相关概念①单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如CHCl＝CH2；②链节：高分子化合物中的最小重复单元，如—CHCl—CH2—；③聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚氯乙烯中的n；④聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×n。知识点二加成聚合反应1.加成聚合反应的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形式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.加聚反应的特点（1）单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物，例如单烯烃、二烯烃、炔烃、醛等含不饱和键的有机化合物。（2）加聚反应发生的位置是不饱和键。（3）发生加聚反应的过程中没有副产物（小分子化合物）产生，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，聚合物的相对分子质量为单体的相对分子质量的整数倍。3.加聚反应的常见类型（1）烯烃的加聚反应①合成聚乙烯：②合成聚丙烯：③合成聚苯乙烯：（2）二烯烃的加聚反应①合成聚1,3丁二烯：②合成顺式聚异戊二烯（天然橡胶）：（3）不同烯烃单体的加聚反应（4）烯烃和二烯烃的加聚反应（5）炔烃的加聚反应（6）碳氧双键的加聚知识点三缩合聚合反应1.缩合聚合反应的定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）。缩聚反应也是一类重要的聚合反应。2.缩合聚合反应的特点（1）发生缩聚反应的单体至少含有两个官能团。（2）单体和聚合物链节的组成不同。（3）在生成缩合聚合物（简称缩聚物）的同时，还伴有小分子的副产物的生成（如H2O等），这是缩聚反应与加聚反应的重要不同之处。（4）一般的缩聚反应多为可逆反应，为提高产率，并得到具有较高聚合度的缩聚物，需要及时移除反应产生的小分子副产物。（5）含有两个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物呈线型结构。3.缩聚物结构简式的书写缩聚物结构简式的写法与加聚物结构简式的写法略有不同。缩聚物的结构简式要在方括号外侧写端基原子或原子团，而加聚物的端基不确定，一般不必写出。如：4.缩聚反应的反应类型（1）二元醇与二元羧酸的缩聚反应此类反应可用通式表示为（R、R1为烃基）如获得聚对苯二甲酸乙二酯（2）羟基酸的缩聚反应①若只有一种单体②若有两种或两种以上单体（3）氨基酸的缩聚反应①若只有一种单体②若有两种或两种以上单体（4）酚醛缩聚如苯酚与甲醛反应形成高分子：总反应可以表示为（5）醇缩聚热点题型·学解题热点题型·学解题【例1】下列物质不属于天然高分子化合物的是A．淀粉 B．纤维素 C．蛋白质 D．聚氯乙烯【变式11】生活中有着众多有机物，下列说法不正确的是A．天然气、沼气和煤层气的主要成分是甲烷B．乙烯是一种植物生长调节剂，可用于催熟果实C．聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)和涤纶都是缩聚反应制得D．淀粉、纤维素都是天然有机高分子化合物，油脂不是【例2】丁腈橡胶(如图)具有优良的耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是①CH2=CHCH=CH2②CH3C≡CCH3③CH2=CHCN④CH3CH=CHCN⑤CH3CH=CH2⑥CH3CH=CHCH3A．③⑥ B．②③ C．①③ D．④⑤【变式21】下列高分子化合物是由一种单体缩聚制得的是A． B．C． D．【例3】关于有机反应类型，下列判断不正确的是A．2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(氧化反应)B．n+nCO2

(缩聚反应)C．CH3CH2OH+HNO3CH3CH2ONO2+H2O

(酯化反应)D．CH3CH(Br)CH3+KOHCH2=CHCH3+KBr+H2O(消去反应)【变式31】下列合成高分子化合物的反应及类型均正确的是A．合成有机玻璃：缩聚反应B．合成橡胶：加聚反应C．合成酚醛树脂：n+nHCHO→+(n1)H2O

缩聚反应D．合成HT纤维：→+(n1)HCl缩聚反应【例4】某有机物的结构简式为下列叙述正确的是A．1mol该有机物与NaOH溶液完全反应时，消耗1molNaOHB．该有机物可通过加聚反应生成C．该有机物水解所得的产物能发生加成反应D．该有机物分子的单体为两种【变式41】合成高分子金属离子螯合剂的反应：下列说法不正确的是A．该聚合物应避免与碱性物质(如NaOH)长期接触B．该聚合物的合成反应为缩聚反应C．1mol聚合物与足量银氨溶液作用可析出2nmolAgD．通过质谱法测定其平均相对分子质量，可得其聚合度【例5】某高聚物的结构简式如图所示。下列分析错误的是A．该高聚物是加聚反应的产物B．该高聚物完全燃烧后产生CO2和H2O的物质的量之比为4:3C．该高聚物的单体为CH2=CHCOOCH3D．该高聚物是乙酸乙酯的同系物【变式51】工业用合成，下列有关分析正确的是A．X的名称为1，1二甲基乙烯B．若Y的相对分子质量(平均值)为19600，则C．Y的链节为D．Y能使溴的溶液褪色【例6】有机物A()是制取导电高分子PPV()的原料之一，下列说法正确的是A．PPV是聚苯乙炔B．通常条件下1molA最多可与5molBr2发生反应C．lmolPPV最多可与4nmolH2加成D．PPV与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同【变式61】N95口罩是用聚丙烯制作成的能过滤95%微细颗粒的5层口罩。下列说法正确的是A．聚丙烯的单体是B．聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．聚丙烯是一种纯净物D．丙烯分子中所有原子不可能在同一平面上【例7】某有机高分子X的结构简式如下图所示。下列说法正确的是A．X易溶于水 B．X由缩聚反应合成得到C．合成X的单体有两种 D．合成X的单体都具有顺反异构【变式71】顺1，4聚异戊二烯，又称“天然橡胶”。合成顺式聚异戊二烯的部分流程如图。下列说法正确的是N顺式聚异戊二烯A．N是顺式异戊二烯B．M存在顺反异构体C．N分子中最多有10个原子共平面D．顺式聚异戊二烯的结构简式为，故D正确；【例8】乳酸的结构简式为，在一定条件下，得到聚乳酸(PLA)，下列说法不正确的是A．1mol乳酸分子与Na充分反应，可产生1molH2B．PLA的链节为C．PLA可以被微生物降解为CO2和H2O，是公认的环保材料D．PLA通常是在乳酸杆菌作用下由淀粉发酵转化为乳酸，再将乳酸加聚制得【变式81】可生物降解高分子材料PET的结构片段如下：~~~XYXY~~~(~~~表示链延长)X为，Y为－OCH2CH2O－，下列有关PET的说法不正确的是A．PET分子中含有酯基，能发生水解反应B．PET的结构简式可写为C．可以通过缩聚反应制备PETD．若PET结构中的Y用替代，可形成网状结构【例9】维纶(聚乙烯醇缩甲醛纤维)可用于生产服装、绳索等。其合成路线如下：下列说法正确的是A．反应①是加聚反应B．高分子A的链节中含有两种官能团C．通过质谱法测定高分子B的平均相对分子质量，可得其聚合度D．反应③的化学方程式为：

【变式91】某线型高分子化合物的结构简式如图所示：下列有关说法正确的是A．该高分子化合物是由5种单体通过缩聚反应得到的B．形成该高分子化合物的几种羧酸单体互为同系物C．形成该高分子化合物的单体中的乙二醇可被催化氧化生成草酸D．该高分子化合物有固定的熔、沸点，1mol该高分子化合物完全水解需要氢氧化钠的物质的量为【例10】下图是合成高分子材料Ⅰ和部分物质转化的过程示意。已知：G、H和I均含有酯基，下列说法正确的是A．H2C=CHCOOH存在顺反异构B．G合成高分子材料I是缩聚反应C．F是CH3CH2COOHD．G发生氧化反应生成H【变式101】硅橡胶是一种兼具有机物和无机物性质、热稳定性好的高分子材料。两种硅橡胶L和M的结构如下图(图中~表示链延长)。已知：的性质与C相似，L可由，在酸催化下水解、聚合制得。下列关于硅橡胶的说法不正确的是A．L、M的热稳定性好与键键能大有关B．由制得L的过程中，有产生C．M可通过加成反应实现交联，得到网状结构D．硅橡胶的抗氧化性：课后提升·练到位课后提升·练到位1.科学佩戴口罩对防控新冠病毒疫情有重要作用，生产一次性医用口罩的主要原料为聚丙烯。下列说法正确的是A．聚丙烯结构简式为B．由丙烯合成聚丙烯的反应类型为缩聚反应C．聚丙烯能使溴水因反应褪色D．聚丙烯在自然环境中不容易降解2.下列说法正确的是A．淀粉和纤维素互为同分异构体B．油脂和蛋白质都属于高分子化合物C．油脂皂化反应得到高级脂肪酸与甘油D．聚合物可由单体CH3CH=CH2和CH2=CH2加聚制得3.下列有关物质的表达式不正确的是A．1，3丁二烯的分子式：C4H6 B．乙炔的电子式：C．甲醛的结构简式：HCHO D．聚氯乙烯的单体：CHCl=CHCl4.对有机物的化学性质叙述错误的是A．既能发生氧化反应又能发生还原反应B．与足量H2发生加成反应，可消耗2molH2C．能发生加聚反应生成高聚物D．能使Br2的水溶液褪色，1mol该物质恰好与1molBr2反应5.下列关于加聚反应和缩聚反应的说法中不正确的是A．加聚反应后有机化合物分子的不饱和度减小B．加聚反应是一种特殊的加成反应，多数缩聚反应是一种复杂的取代反应C．加聚反应和缩聚反应的原子利用率均为100%D．加聚反应和缩聚反应中均有官能团发生变化6.某聚合物X的结构简式如图所示，下列说法错误的是A．X可通过缩聚反应合成B．1molX最多可消耗C．X完全水解的产物之一可用作化妆品中的保湿剂D．邻苯二甲酸是合成X的单体之一7.已知聚乳酸可在乳酸菌作用下分解，下列有关聚乳酸的说法正确的是A．聚乳酸是一种纯净物B．聚乳酸的单体是C．聚乳酸是由单体之间通过缩聚反应生成的D．聚乳酸是一种高分子材料8.（双选）下列说法正确的是A．酚醛树脂是通过缩聚反应得到的B．合成的单体是丙烯和1，3丁二烯C．己二酸与乙醇可缩聚形成高分子化合物D．由合成的加聚产物为9.下列反应方程式书写错误的是A．B．+NaHCO3→+CO2↑+H2OC．nCH2=CH2+nCH3CH=CHClD．+Cl2+HCl10.用丙醛制取聚丙烯()的过程中发生的反应类型有①取代反应

②消去反应

③加聚反应

④氧化反应

⑤还原反应A．①②③ B．④②③ C．⑤②④ D．⑤②③11.丁腈橡胶(如图)具有优良的耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶的原料是①CH2=CHCH=CH2②CH3C≡CCH3③CH2=CHCN④CH3CH=CHCN⑤CH3CH=CH2⑥CH3CH=CHCH3A．③⑥ B．②③ C．①③ D．④⑤12.（双选）下列对聚合物及其单体的认识中，正确的是A．的单体属于二烯烃B．是由三种单体加聚得到的C．锦纶是由两种单体缩聚得到的D．的单体不能发生银镜反应13.某高分子化合物的部分结构如图所示：，其聚合度为，下列说法正确的是A．该聚合物的链节为 B．该聚合物的分子式为C．合成该聚合物的单体为 D．其平均相对分子质量为14.聚碳酸酯(L)是滑雪镜镜片的主要材料，透明性好、强度高、不易碎，能够给运动员提供足够的保护，其结构简式如图。已知：2R＇OH++2R＂OH。L可由两种链状单体经这反应制备。下列关于L的说法不正确的是A．制备L的反应是缩聚反应B．制备L的每个单体分子中均含两个苯环C．L中的官能团是酯基和醚键D．通过蒸馏出苯酚可促进L的合成15.高聚物A在生物医学上有广泛应用。以N—乙烯基吡咯烷酮(NVP)和甲基丙烯酸β—羟乙酯(HEMA)为原料合成路线如图：下列说法正确的是A．HEMA具有顺反异构B．1mol高聚物A可以与2molNaOH反应C．NVP分子式为C6H9NOD．HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A16.（双选）聚脲具有防腐、防水、耐磨等特性，合成方法如下：n+n下列说法正确的是A．M和N通过缩聚反应形成聚脲B．M分子中碳原子的杂化方式有3种C．N苯环上的一氯代物有2种D．一定条件下聚脲能发生水解生成M和N17.请写出下列高分子化合物的单体或由单体生成的高聚物的结构简式：①：_______；②：_______；③：_______。18.甘蔗渣可综合利用，回答下列问题。I．甘蔗渣可生成一种常见单糖A，A在乳酸菌的作用下生成有机物B，B经过缩聚反应生成可降解塑料，其结构简式为：。(1)A的分子式是___________。(2)下列有关B的叙述正确的是___________(填序号)；a．B的分子式为C3H6O3b．1molB可与2molNaOH反应c．1molB与足量的Na反应可生成1molH2(3)B在一定条件下可生成C，C能使溴的四氯化碳溶液褪色。B生成C的化学方程式是___________。II．甘蔗渣还可生产一种重要的化工原料D，D的相对分子质量为90，1molD与足量NaHCO3反应放出标准状况下44.8LCO2。(4)D的官能团名称是___________。(5)等物质的量的D与乙二醇在催化剂作用下可生成链状高分子化合物，其化学方程式是___________。19.二烯烃是有机化工中的重要物质，分子中存在单双键交替出现的结构称为共轭结构，含共轭结构的多烯烃称为共轭烯烃。完成下列填空。(1)下列物质中含有共轭结构的是____。(填编号)a.CH3CH2CH=CH2b.c.d.(2)耐热型ABS树脂由