第28讲 高分子化合物考纲定位选项示例1.了解高分子化合物的组成与结构特点，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.关注有机化合物的安全和科学使用，认识有机化合物在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响。1.化合物A是合成天然橡胶的单体，分子式为C5H8，写出A的结构简式和化学名称。(2012年海南高考T18)2写出有机物X(HOOCC6H4CH2OH)在浓硫酸作用下生成的聚合物的结构简式。(2010年山东高考)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(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CH2CH2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_等。天然高分子淀粉、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、黏合剂和密封材料合成高分子二、加聚反应、缩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、CC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键特征官能团相同不相同不饱和缩合考点1高分子有机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104106，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。高分子有机物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。(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，由链节可以知道高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。【例 1】聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。聚丙烯酸酯的结构简式为：它属于()。无机化合物有机化合物高分子化合物离子化合物共价化合物ACBD思路指导：本题考查有机物与无机物、共价化合物与离子化合物、高分子化合物与低分子化合物的含义。解析：聚丙烯酸酯类是由丙烯酸酯经加聚反应得到的：nCH2=CHCOOR 可见，聚丙烯酸酯类属于有机化合物、高分子化合物、共价化合物。答案：C催化剂考点2加聚反应和缩聚反应1加聚反应的特点(1)单体必须是含有双键、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链节相对分子质量的整数倍。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能会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标要一致外，也要注意生成小分子的物质的量。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。【例2】 (2011年上海高考)耐热型ABS树脂由丙烯腈(CH2=CHCN)、1,3-丁二烯和-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。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 n mol可以书写ABS树脂的结构简式。答案：【例3】下列塑料的合成，所发生的化学反应类型与另外不同的是()。A聚乙烯塑料C酚醛塑料B聚氯乙烯塑料D聚苯乙烯塑料解析：选项ABD中的聚合物都是通过加聚反应合成的，而选项C中的酚醛塑料是通过缩聚反应得到的。答案：C【例4】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：规律方法 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”，例如，(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。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。例如，的单体是(2-甲基丙烯酸甲酯)。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CH2=CH2和CH3CH=CH2两种。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。的单体为半键闭合即可。如：凡链节主链上只有碳原子，并存在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。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。【例5】(2012年安徽高考)PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料，可由马来酸酐等原料经下列路线合成：(1)AB的反应类型是_；B的结构简式是_。(2)C中含有的官能团名称是_；D的名称(系统命名)是_。(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体，分子中含1个环(四元碳环)和一个羟基，但不含OO键。半方酸结构简式是_。(4)由B和D合成PBS的化学方程式是：_。a能使酸性KMnO4溶液或Br2的CCl4溶液褪色b能与Na2CO3反应，但不与HBr反应c能与新制Cu(OH)2反应d1molA完全燃烧消耗5molO2解析：(1)由AB，是碳碳双键与H2发生加成反应，生成HOOC(CH2)2COOH。(2)由已知信息及D的结构简式可推知C的结构为HOCH2CCCH2OH，分子中含有碳碳叁键和羟基。D为二元醇，根据有机物的系统命名法可知，其名称为1,4-丁二醇。(3)已知4个碳原子全部在环上，含有一个OH，因此另(5)下列关于A的说法正确的是_(填序号)。两个氧原子只能与碳原子形成碳氧双键，根据不饱和度原则可知，分子中还必须有一个碳碳双键，结合碳的四价结构可写出半方酸的结构简式。(4)BHOOC(CH2)2COOH为二元羧酸，DHO(CH2)4OH为二元醇，两者发生缩聚反应生成 PBS聚酯。(5)A中含有碳碳双键，故能使酸性 KMnO4溶液或 Br2的CCl4溶液褪色，可与 HBr等加成；因分子中含有COOH，可与Cu(OH)2、Na2CO3等发生反应；1molA(分子式为C4H4O4)完全燃烧消耗 3molO2，故ac正确。答案：(1)加成反应(或还原反应)HOOCCH2CH2COOH(2)碳碳叁键、羟基1,4-丁二醇(3)或nHOOCCH2CH2COOHnHOCH2CH2CH2CH2OH(5)ac(4)nHOOCCH2CH2COOHnHOCH2CH2CH2CH2OH【例6】下面是一种线型高分子化合物的一部分：由此分析，这种高分子化合物的单体至少有_种，它们的结构简式分别为：_。答案：题组一 高分子化合物1下列有关新型高分子材料的说法中不正确的是()。A高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等。B复合材料一般是以一种材料为基体，另一种材料作为增强剂。C导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料D合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度。答案：D题组二 加聚反应和缩聚反应2绿色化学的一个原则是“原子经济”，最理想的“原子经济”是全部反应物的原子嵌入期望的产物中。在下列反应类型中，“原子经济”程度较低的是()。A化合反应C加成反应B取代反应D加聚反应解析：理论上化合反应、加成反应、加聚反应的原子利用率可达100%，全部反应物的原子都变为目标产物，而取代反应不仅生成目标产物，还生成副产物，其原子利用率低于100%，故选择B。答案：B3下列个物质能发生加成、加聚和缩聚反应的是()。AC6H5OHBCH2=CHCH(OH)CH2COOHCCH2=CHCOOHDHOCH2CH=CHCH2CH3解析：能发生加成反应和加聚反应的分子内应含有不饱和键，如B、C、D；能发生缩聚反应的分子内应含有多个官能团或活泼氢原子，如A、B，故选择B。答案：B4下列叙述正确的是()。A单体的质量之和等于所生成高聚物的质量B单体为一种物质时，则单体发生加聚反应C缩聚反应的单体至少有两种物质D淀粉和纤维素的链节都是C6H10O5，但聚合度不同，彼此不是同分异构体解析：加聚反应中单体的质量之和等于所生成高聚物的质量，而缩聚反应中单体的质量之和等于所生成高聚物的质量与小分子化合物的质量之和，故A错；一种单体可以发生加聚反应，也可能发生缩聚反应，故B错；缩聚反应的单体可以只有一种，如羟基羧酸、氨基酸等，故C错。答案：D题组三 高分子化合物(高聚物)与单体间的相互推断5(2012年海南高考)化合物A是合成天然橡胶的单体，分子式为C5H8，A的结构简式为_，化学名称是_。答案：2-甲基-1,3-丁二烯