高中化學人教選修五同步輔導與檢測合成高分子化合物基本方法

第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法進入合成有機高分子化合物的時代課標展示基礎梳理典例精析達標精練綜合拓展第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法1．理解和應用有關概念：單體、高聚物、聚合度、鏈節(jié)、加聚反應和縮聚反應等。2．由單體進行加聚或縮聚的原理要明確。3．熟練進行高聚物與單體間的相互推斷。一、有機高分子與低分子有機物的區(qū)別1．相對分子質量的大小不同。有機高分子化合物的相對分子質量一般高達________，而且只有一個________值；而低分子有機物的相對分子質量在1000以下，有一個________的數(shù)值。2．結構不同。有機高分子是由若干個____________組成的，而低分子有機物是由________組成的。3．由于兩者在相對分子質量和結構上的差異，它們在物理、化學性質上也有較大的差別。單一結構104～106平均明確重復結構單元二．加成聚合反應1．聚乙烯是一種生活中常用的塑料，請用化學方程式表示聚乙烯的合成方法_______________________________。2．有機高分子化合物的分子組成聚合反應以nCH2==CH2→為例單體_______________鏈節(jié)_______________________n聚合物的平均相對分子質量28n

—CH2—CH2—

CH2=CH2聚合度3.單體及聚合產(chǎn)物結構簡式的對照單體名稱單體結構簡式聚合物結構簡式乙烯CH2==CH2丙烯CH2==CHCH3______________氯乙烯CH2==CHCl丙烯腈CH2==CHCN______________丙烯酸CH2==CHCOOH單體名稱單體結構簡式聚合物結構簡式乙酸乙烯酯CH3COOCH==CH2________________丁二烯CH2==CH—CH==CH2____________________乙炔HCCH________________三、縮合聚合反應1．寫出下列反應的化學方程式(1)乙酸與乙醇酯化反應____________________________________________。CH3OH+H—OCH2CH3CH3C2H5＋H2O△濃H2SO4(2)乙酸和乙醇分別是一元酸和一元醇，如果用二元酸和二元醇發(fā)生酯化反應，就會得到連接成鏈的聚合物(簡稱聚酯)。試寫出己二酸與乙二醇生成聚酯的方程式：______________________________________________。2．縮聚反應方程式書寫時應注意的問題(1)縮聚物結構式要在________外側寫出鏈節(jié)余下的______________________________________。(2)單體物質的量與縮聚產(chǎn)物結構式的________要一致。下角標方括號端基原子或原子團(3)由一種單體進行縮聚反應，生成小分子的物質的量為________；由兩種單體進行縮聚反應，生成小分子物質的量為________。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應類型1．加聚反應的類型(1)單雙鍵加聚。nCH2==CHCl

nCH2==CHCH3

(2)共軛雙鍵的加聚。nCH2==CH—CH==CH2

(3)兩種及兩種以上單體的加聚。如：nCH2==CH2＋nCH2==CH—CH3

2．縮聚反應的類型(1)醇羥基和羧基的酯化縮聚。①二元酸和二元醇的縮聚。關鍵一點：(1)組成聚乙烯分子()的鏈節(jié)(—CH—CH2—)和單體(CH2===CH2)之間的化學組成的和相對質量相同，結構不同。(2)可從結構上區(qū)分加聚產(chǎn)物與縮聚產(chǎn)物。在縮聚產(chǎn)物中含有端基原子和原子團，而加聚產(chǎn)物中沒有。

由高聚物推單體的方法1．判斷聚合類型若鏈節(jié)主鏈上都是碳原子，一般是加聚反應得到的產(chǎn)物；若鏈節(jié)主鏈上含有、、等基團時，一般是縮聚反應的產(chǎn)物?！狢——C—O——C—NH—2．加聚產(chǎn)物單體的判斷

(1)凡鏈節(jié)主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的高聚物其單體必為一種，將兩個半鍵閉合即可。如單體是。(2)凡鏈節(jié)主鏈只有四個碳原子(無其他原子)且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體必為兩種。在中央劃線斷開，然后將四個半鍵彼此閉合即可，如的單體是CH2==CH2和CH3—CH==CH2。(3)凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子并存在鍵的高聚物，其規(guī)律是“見雙鍵，四個碳，無雙鍵，兩個碳”劃線斷開，然后將半鍵閉合，即將單雙鍵互換。如的單體是。3．縮聚高聚物單體的判斷(1)凡鏈節(jié)為結構的高聚物，其單體必為一種，在亞氨基上加氫，在羰基上加羥基，即得高聚物單體H2N—R—COOH。(2)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵()結構的高聚物，從肽鍵中間斷開，兩側為不對稱性結構的，其單體必為兩種，在亞氨基上加氫原子，羰基上加羥基即得高聚物單體。如

的單體是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。(3)凡鏈節(jié)中間(不在鏈端上)含有(酯基)結構的高聚物，其單體必為兩種，從中間斷開，羰基上的加羥基，氧原子上加氫原子即得高聚物單體。如的單體為HOOC—COOH和HOCH2—CH2OH?！狢—O—關鍵一點：由縮聚物推斷單體的步驟為：(1)去掉縮聚物結構簡式中的方括號與“n”變?yōu)樾》肿印?2)斷開分子中的酰胺鍵或酯基。(3)將斷開的羰基碳上連接—OH；在氧或氮原子上連接—H，還原為單體小分子。

有機高分子化合物與低分子有機物(雙選)下列物質中，屬于高分子化合物的是(

)A．淀粉B．油脂C．棉花D．蔗糖解析：油脂是油和脂肪的總稱，它是高級脂肪酸甘油酯，蔗糖是二糖，分子式為C12H22O11，油脂和蔗糖的相對分子質量均較小，兩者均不屬于高分子化合物；棉花的主要成分是纖維素，淀粉和纖維素都是天然高分子化合物。答案：AC名師點睛：高分子化合物的相對分子質量應大于10000，已學的高聚物有：聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹酯、蛋白質、聚異戊二烯等，且所有高分子化合物均是混合物(n為一定范圍值)。變式應用1．下列有關高分子化合物的敘述中正確的是(

)A．高分子化合物的特點之一是組成元素簡單、結構復雜、相對分子質量大B．高分子鏈之間靠分子間作用力結合，因此分子間作用力弱，高分子材料強度較小C．高分子均為長鏈狀分子D．高分子材料均為混合物D2．下列化合物中，不屬于高分子化合物的是(

)A．蛋白質B．塑料C．橡膠D．麥芽糖解析：麥芽糖的相對分子質量很小，它屬于低分子有機物。答案：D

合成高分子化合物的基本方法

寫出用下列化合物作為單體聚合生成的高分子化合物的結構簡式：

(1)CH2=CH-C=CH2聚合得________(此處聚合物用作合成橡膠)。

(2)已知在虛線處開環(huán)聚合得(此聚合物用作表面活性劑)。則開環(huán)聚合得____________(此聚合物用作合成纖維)。Cl解析：本題測試有關高分子化合物加聚、縮聚、開環(huán)聚合等知識，考查信息遷移、模仿等自學能力。(1)發(fā)生加聚反應，其中雙鍵變單鍵、單鍵變雙鍵，可用彎箭頭表示電子對轉移，寫出單體，將其通過鍵的轉移，可立即寫出聚合物：[CH2—CH==C(Cl)—CH2]n。(2)為開環(huán)聚合，在斷鍵處開環(huán)即得鏈節(jié)。答案：(1)[CH2—CH==C(Cl)—CH2]n

(2)H[NHCH2CH2CH2CH2CH2CO]nOH名師點睛：電子對放在兩個原子間就是價鍵，彎箭頭將它轉移，這個鍵就斷裂；電子對轉移到另兩個原子間，就形成一個新鍵，此法很形象、直觀，大家不妨一試。書寫要規(guī)范，防止多碳、少碳、碳5價等等，而失分。變式應用3．乙烯和丙烯按1:1(物質的量)聚合時，生成聚合物乙丙樹脂。該聚合物的結構簡式可能是(

)解析：將丙烯中的甲基作支鏈，乙烯和丙烯中雙鍵的四個碳連接，碳碳雙鍵改單鍵即可得鏈節(jié)。答案：A4.（2012年重慶高考節(jié)選）農康酸M是制備高效除臭劑、粘合劑等多種精細化學品的重要原料，可經(jīng)下列反應路線得到（部分反應條件略）。解析：根據(jù)有機合成的框圖推斷，A→B是C==C與Cl—Cl的加成反應，B→D是相鄰C原子的Cl原子消除一個HCl分子的反應，位置在2號位的C原子上；D→E是—Cl被—CN取代的反應，E→G是—CH3的一個H被氯原子取代的反應，G→H是—Cl被—OH取代的反應和—CN水解變成—COONa的反應，H→J是—CH2OH被氧氣氧化成—CHO的反應，J→L是—CHO被銀氨溶液氧化成—COONH4的反應，L→M的反應是—COONH4與H+生成—COOH的反應。

由高聚物推單體

在國際環(huán)境問題中，一次性使用聚苯乙烯等材料帶來的“白色污染”是極為嚴重的環(huán)境問題之一。最近研制的一種可降解塑料，代號為3HB，結構簡式為具有良好的生物適應性，能在自然界降解。請回答下列問題：(1)該可降解塑料在自然界中可通過________反應降解為該聚合物的單體。A．加成B．消去C．水解D．氧化(2)該聚合物的單體的結構簡式為________，該單體中具有的官能團的名稱為________。(3)各取1mol該單體分別與鈉和碳酸氫鈉溶液完全反應時，分別消耗鈉和碳酸氫鈉的物質的量之比為________。

解析：依據(jù)的結構先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物，然后運用逆向思維法逐步還原，推測其單體，再依據(jù)官能團確定其性質，寫出反應方程式進行相關計算。

是縮聚產(chǎn)物，可依據(jù)官能團形成過程的鏈逆向推出單體，把失去的小分子物質分拆后加在相應位置。

失去的小分子為H2O，拆為—H和—OH，其單體必為一種，為。含有兩種官能團，有羥基(—OH)和羧基()，CH3—CH—COOH中—OH不能與NaHCO3溶液反應，但能與金屬鈉反應，—COOH既能與Na反應，又能與NaHCO3溶液反應。解析：(1)C(2)CH3—CH—COOH羥基、羧基

(3)2:1名師點睛：判斷有機高分子化合物單體時，要先判斷該物質是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。(1)若是加聚產(chǎn)物：①判斷方法是：高聚物→鏈節(jié)→半鍵還原、雙鍵重現(xiàn)→正推驗證。②若半鍵還原無法形成完整雙鍵可考慮再斷裂單鍵構成完整雙鍵(此時不是一種單體)或斷裂雙鍵構成完整雙鍵(此時單體是二烯烴)。(2)若是縮聚產(chǎn)物，可依據(jù)官能團的形成過程的連鏈逆向推出單體，把失去的小分子物質分拆后加在相應位置。變式應用5．Nomex纖維是一種新型阻燃性纖維。它可由間苯二甲酸和間苯二胺在一定條件下等物質的量縮聚而成。請把Nomex纖維結構簡式寫在下面的方框中。6．合成結構簡式：其單體是(

)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：本題考查學生是否能運用彎箭頭法求有機高聚物的單體。從鏈節(jié)的一端開始，把鍵收回。由—CH2—CH—CH2—CH==CH—CH2—得CH==CH2和CH2==CH—CH==CH2。答案：D1．下列物質中有固定熔點的是(

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