高考化学一轮复习 专题12.3 有机高分子化合物(讲)(含解析)

1、专题12.3 有机高分子化合物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、 了解常见高分子材料的合成反应及重要用途。掌握有机合成与推断的基本方法。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。一、有机高分子化合物的基本概念和基本性质1、高分子化合物的概念高分子化合物是相对小分子而言的，相对分子质量达几万到几百万甚至几千万，通常称为高分子化合物，简称高分子。大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。2、高分子化合物的结构特点（1）高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单

2、的结构单元重复连接而成。如聚乙烯中：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位教链节。如聚乙烯的结构单元(或链节)为CH2CH2。n表示每个高分子化合物中链节重复的次数，叫聚合度。n越大，相对分子质量越大。能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。叫单体。如乙烯是聚乙烯的单体。（2）根据结构中链节连接方式分类，可以有线型结构和体型结构。聚乙烯、聚氯乙烯中以CC单键连接成长链。淀粉、纤维素中以CC键和CO键连接成长链。(这些长链结构相互缠绕使分子间接触的地方增多，分子间的作用就大大增加)硫化橡胶中，长链与长链之间又形成键，产生网状结构而交联在一起。3、高分子化合物的基本性质（1）溶解性线

3、型结构高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的有机溶剂里，但溶解速率比小分子缓慢。体型结构高分子(如橡胶)则不易溶解，只有一定程度的胀大(溶胀)。（2）热塑性和热固性加热到一定温度范围，开始软化，然后再熔化成可以流动的液体，冷却后又成为固体热塑性(如聚乙烯)。加工成型后受热不再熔化，就叫热固性(如电木)。（3）强度高分子材料强度一般比较大。（4）电绝缘性通常高分子材料的电绝缘性良好，广泛用于电器工业上。（5）特性有些高分子材料具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等特性，用于某些特殊需要的领域；有些高分子材料易老化、不耐高温、易燃烧、废弃后不易分解等。4、高分子材料的分类【典型例题1】【2017届

4、海南省国兴中学高三上学期第一次月考】下列物质中属于高分子化合物的是 （ ）淀粉纤维素 氨基酸油脂 蔗糖 酚醛树脂 聚乙烯蛋白质A B C D 【答案】B【解析】【考点定位】考查有机高分子化合物的结构和性质【点评】本题考查了高分子化合物，旨在考查学生对基础知识的识记，注意基础知识的积累掌握。高分子化合物是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物大多数高分子都是由一种或几种单体聚合而成。【迁移训练1】下列说法不正确的是 （ ）A高吸水性树脂属于功能高分子材料B食品包装袋、食物保鲜膜等材料的主要成份是聚乙烯C人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物D高分子化

5、合物的结构大致可以分为线型结构、支链型结构和网状结构三类【答案】C【解析】试题分析：A、高吸水性树脂属于功能高分子材料，故说法正确；B、食品包装袋、食物保鲜膜的成分是聚乙烯，无毒，故说法正确；C、光导纤维成分是SiO2，属于无机物，故说法错误；D、高分子化合物的结构大致可以分为线型结构、支链型结构和网状结构三类，故说法正确。考点：考查高分子化合物等知识。二、合成有机高分子的基本方法1、加聚反应（1）概念：不饱和单体通过加成反应生成高分子化合物的反应。（2）产物特征：高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构。（3）常见的加聚形式聚乙烯类(塑料纤维)聚二烯类(橡胶)R可为H、Cl、CH3等

6、。混聚：两种或两种以上单体加聚nCH2=CHCH=CH2nCH2=CHCN聚乙炔类nCHCHCH=CH【特别提醒】加聚反应的特点单体往往是带有双键或三键的不饱和有机物(如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、异戊二烯等)；高分子链节与单体的化学组成相同；(3)生成物只有高分子化合物，一般形成线形结构。2、缩聚反应（1）概念指由两种或两种以上单体相互结合成聚合物，同时有小分子生成的反应。如：（2）特点缩聚反应单体往往是具有双官能团(如OH、COOH、NH2、X及活泼氢原子等)或多官能团的小分子。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。所得聚合物链节的化学组成与单体的化学

7、组成不同。（3）常见缩聚反应聚酯类：OH与COOH间的缩聚nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH聚氨基酸类：NH2与COOH间的缩聚酚醛树脂类3、应用广泛的合成高分子材料（1）塑料工业生产聚氯乙烯的化学方程式为nCH2=CHClCH2CHCl，反应类型：加聚反应。（2）合成纤维合成涤纶的化学方程式为，反应类型：缩聚反应。（3）合成橡胶合成顺丁橡胶的化学方程式为nCH2=CHCH=CH2CH2CH=CHCH2，反应类型：加聚反应。【典型例题2】合成导电高分子化合物PPV的反应为：下列说法正确的是 （ ）APPV是聚苯乙炔B该反应为缩聚反应CPPV与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同D1mol最多可

8、与2molH2发生反应【答案】B【考点定位】考查有机物的结构和性质【点评】高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握有机物的结构尤其时高聚物的结构，由反应方程式可知PPV由对二碘苯与发生缩聚反应生成，与苯乙炔、苯乙烯的加聚产物不同，以此解答该题。【迁移训练2】下列说法正确的是 （ ）A氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃B聚苯乙烯的结构简式为C氯乙烯制取聚氯乙烯的反应为nCH2=CHCl CH2CHCl nD乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应【答案】C【解析】试题分析：A、聚乙烯不含碳碳双键，只含碳碳单键，故错误；B、含有碳碳双键，发生加聚反应，根据碳碳双键有关，与其他键无关，故错误；C

9、、氯乙烯含有碳碳双键，发生加聚反应，故正确；D、聚乙烯中不含有不饱和键，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，故错误。考点：考查有机物的性质、碳碳双键等知识。三、糖类1、糖类的组成与分类 （1）糖类的组成元素为C、H、O。 （2）分类：类别单糖双糖多糖特点不能再水解成更简单的糖一分子双糖能水解成两分子单糖能水解成多分子单糖示例葡萄糖、果糖麦芽糖、蔗糖淀粉、纤维素分子式C6H12O6C12H22O11(C6H10O5)n相互关系同分异构体同分异构体2、糖类的性质 （1）葡萄糖CH2OH(CHOH)4CHO 有甜味，易溶于水。 与新制Cu(OH)2反应，生成砖红色沉淀。 与银氨溶液反应析出银。 在酒化酶催化

10、作用下，转化成乙醇C2H5OH。 在人体内缓慢氧化或燃烧。 （2）淀粉和纤维素 在酸或酶的催化下水解，生成葡萄糖。 淀粉遇单质碘变蓝色，可用于检验淀粉的存在。【糖的水解】取1 mL 20%蔗糖溶液，加入35滴稀硫酸。水浴加热5 min后取少量溶液，加氢氧化钠溶液调pH至碱性，再加少量新制备的Cu(OH)2悬浊液，加热35 min，观察实验现象：有红色沉淀生成结论：蔗糖水解生成了具有还原性的葡萄糖，化学方程式：C12H22O11(蔗糖)+H2O C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6(果糖)CH2OH(CHOH)4CHO+Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O+H2O注意

11、：检验水解产物之前，一定要加碱中和所用的酸，并将溶液调至碱性。麦芽糖、淀粉、纤维素在稀酸存在下，最终水解产物都为葡萄糖。【淀粉水解程度的判断】淀粉在酸性条件下水解，最终生成葡萄糖。淀粉遇碘变蓝色，不能发生银镜反应；而产物葡萄糖遇碘不变蓝色，能发生银镜反应。依据这两种物质的性质联合起来，可用银氨溶液和碘水来检验淀粉是否水解或水解的程度。实验步骤如下：实验现象与结论：现象A现象B结论未出现银镜溶液显蓝色淀粉未水解出现银镜溶液显蓝色淀粉部分水解出现银镜溶液不显蓝色淀粉完全水解3、糖类的用途（1）糖类物质可给动物提供能量。（2）葡萄糖是重要的工业原料，主要用于食品加工、医疗输液、合成药物等。（3）淀粉

12、可做食物，用于生产葡萄糖和酒精。（4）纤维素可用于造纸，制造纤维素酯、黏胶纤维等。 【小结】常见的单糖、二糖和多糖之间的相互转化关系：四、蛋白质1、蛋白质的组成 蛋白质由C、H、O、N等元素组成，蛋白质分子是由氨基酸分子连接成的高分子化合物。2、氨基酸的性质 天然蛋白质水解得到的氨基酸均为-氨基酸, 其结构通式为 常见的氨基酸：CH2COOHNH2CH2CHCOOHNH2CH3CHCOOHNH2 甘氨酸 苯丙氨酸 丙氨酸氨基酸一般能溶于水，难溶于乙醇和乙醚。动物的毛发和皮、蚕丝、动物胶、病毒、细菌、激素、酶等都属于蛋白质。1961年我国人工合成了结晶牛胰岛素。3、氨基酸分子中既含有氨基，又含有

13、羧基，因此氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐。4、两个氨基酸分子在酸或碱存在下加热，可以脱去一分子水，缩合成含有肽键（）的化合物，称为二肽。如：CH2COOHNH2CH3CHCOOH +NH2CH2COOH+H2OCH3CHCONHNH25、蛋白质与氨基酸一样也是两性分子，既能与酸反应，也能与碱反应。蛋白质除了在酸、碱或酶的作用下水解得到各种氨基酸外，还有如下性质：（1）盐析：少量盐（如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl）能够促进蛋白质的溶解，浓的上述盐溶液可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液析出。蛋白质的盐析是可逆的，可用于分离和提纯。（2）变性：在某些物理因素和化学因素的影响下，

14、蛋白质的理化性质和生理功能发生改变。该过程是不可逆过程。能使蛋白质变性的物理因素有加热、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等，化学因素有强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。（3）颜色反应：含有苯环的蛋白质加入浓硝酸会有白色沉淀产生，加热变成黄色。（4）蛋白质的灼烧：蛋白质易燃烧。可以通过蛋白质烧焦时的特殊气味鉴别羊毛和化纤织物。【蛋白质盐析和变性的比较】盐析变性变化条件 某些浓的轻金属盐或铵盐 受热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐、某些有机化合物 变化实质 物理变化（溶解度降低） 化学变化(蛋白质性质改变)变化过程可逆 不可逆 用途 分离、提纯蛋白质 杀菌、消毒 蛋白质溶液与盐溶液

15、作用时，盐溶液的浓稀程度、轻金属盐（或铵盐）溶液和重金属盐溶液对蛋白质的影响是不同的，可总结如下：浓的轻金属盐（或铵盐）溶液能使蛋白质盐析，蛋白质凝聚而从溶液中析出，析出来的蛋白质仍保持原有的性质和生理活性，盐析是物理过程，也是可逆的。重金属盐溶液，不论是浓溶液还是稀溶液，均能使蛋白质变性，变性后的蛋白质不再具有原有的可溶6、酶是一种特殊的蛋白质，对生物体内的化学反应的催化作用的特点有条件温和，不需加热；具有高度性和生理活性，变性过程是化学过程，是不可逆的。的专一性；具有高效的催化作用。【典型例题3】关于氨基酸的下列叙述中，不正确的是 （ ）A天然氨基酸都是晶体，一般都能溶于水B氨基酸都不能发

16、生水解反应C氨基酸是两性化合物，能与酸、碱反应生成盐D天然蛋白质水解最终可以得到氨基酸、氨基酸等多种氨基酸【答案】D【点评】氨基酸中有COOH，显酸性，能发生中和反应，酯化反应，另外其还含有NH2，显碱性，可发生缩聚反应，注意天然蛋白质水解所得氨基酸的结构特点。【迁移训练3】【2017届浙江省名校协作体高三上学期联考】下列说法正确的是 （ ）A糖类在一定条件下都可以水解生成乙醇和二氧化碳B检验淀粉在稀硫酸催化条件下水解产物的方法：取适量水解液于试管中，加入少量新制Cu(OH)2悬浊液，加热，观察是否出现砖红色沉淀C煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径D. 蛋白质在紫外线、CuSO

17、4溶液、福尔马林作用下均会发生变性【答案】D【解析】试题分析：A葡萄糖在一定条件下分解成乙酸和二氧化碳，但是不可以水解，A错误；B检验葡萄糖应该在碱性条件下，加酸水解后，应加碱至碱性再加入少量新制Cu(OH)2悬浊液，加热，观察是否出现砖红色沉淀，B错误；C煤制煤气生成CO和氢气，是化学变化，C错误；D蛋白质在紫外线、CuSO4溶液、福尔马林作用下均会发生变性，且不可逆，D错误，答案选D。考点：考查有机物的结构和性质考点：高分子化合物单体的判断1加聚产物单体的判断方法（1）凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其单体为一种，将两个半键闭合即可。如：，单体是。（2）凡链节主链有四个碳

18、原子(无其他原子)，且链节无双键的高聚物，其单体为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。如：的单体为CH2=CH2、CH3CH=CH2。（3）凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键结构的高聚物，其规律是“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将两个半键闭合，即单双键互换。如：的单体是CH2CHCHCH2和。2缩聚产物单体的判断方法（1）凡链节为 NHRCO 结构的高聚物，其合成单体必为一种。在亚氨基(NH)上加氢，在羰基碳上加羟基，即得高聚物的单体。如： NHRCO 单体为H2NCH2COOH。（2）凡链节中间(不在端上)含有肽键的高聚物，从肽键中间断开，两侧为不对称结构的，其单体为两种；在亚氨基上加氢，羰基碳原子上加羟基，即得高聚物单体。如：的单体是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。（3）凡链节中间(不在端上)含有 (酯基)结构的高聚物，其合成单体为两种，从中间断开，羰基碳原子上加羟基，氧原子上加氢原子，即得高聚物单体。如：单体为HOOCCOOH和HOCH2CH2OH。（4）高聚物其链节中的CH2来自甲醛，单体为和HCHO。【典型例题4】某高分子化合物R的结构简式为：，下列有关R的说法正确的是 （ ）A. R的单体之一的分子式为C9H10O