高中化学第五章进入合成有机高分子化合物的时代1合成高分子化合物的基本方法同步检测含解析 人教版选修5 2 16页

第一节　合成高分子化合物的基本方法 记一记 合成高分子化合物的基本方法知识体系 探一探 一、加聚和缩聚的概念 ‎1．加聚反应的特点是什么？‎ ‎[提示]　‎ ‎(1)单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。‎ ‎(2)发生加聚反应的过程中，没有副产物产生，聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。‎ ‎2．缩聚反应的特点是什么？‎ ‎[提示]　‎ ‎(1)缩聚反应的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；‎ ‎(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；‎ ‎(3)所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同；‎ ‎(4)缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团(这与加聚物不同，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。)如：‎ 二、高聚物单体的判断方法 ‎1．如何判断加聚产物和缩聚产物？‎ ‎[提示]　链节主链上全部是碳原子的高聚物属于加聚产物；链节主链上有碳原子和其他原子的高聚物属于缩聚产物。‎ ‎2．加聚产物单体的判断方法 - 16 -‎ ‎(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其合成单体必为一种，将链节两端两个半键断开向内闭合即可。如的单体是________。‎ ‎(2)凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在链节两端及正中央划线断开，然后左右两个半键闭合即可。例如 的单体为________和________。‎ ‎(3)凡链节主链中只有碳原子，并存在“C===C”结构的聚合物，其规律是“有双键，四个碳；无双键，两个碳”从一端划线断开，隔—键断—键，然后将半键闭合即单双键互换。例如：的单体为________和________。‎ ‎[提示]‎ ‎(1)CH2===CH2‎ ‎(2)CH2===CH2　CH2===CHCH3‎ ‎(3)CH2===CH—CH===CH2　CH2===CH2‎ ‎3．缩聚产物单体的判断 ‎(1)若链节中含有以下结构，如HO—R—COOH、HNH—R—COOH其单体必为一种，如HO—CH2CH2—COOH的单体为________，方法是去掉中括号和n即为单体。‎ ‎(2)若链节中含有—COO—部分，则单体为羧酸和醇，将—COO—中C—O单键断开，去掉中括号和n，左边加羟基，右边加氢即可，如的单体为________和________。‎ ‎(3)若链节中含有—CO—NH—部分，则单体一般为氨基酸，将—CO—NH—中C—N单键断开，去掉中括号和n，左边加羟基，右边加氢即为单体，如 的单体为________和________。‎ ‎[提示]　‎ ‎(1)HOCH2CH2COOH ‎(2)HOOC—COOH　HOCH2CH2OH ‎(3)H2NCH2COOH　CH3CHNH2COOH ‎　‎ 判一判 判断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)‎ - 16 -‎ ‎(1)人工合成的高分子化合物为纯净物。(×)‎ 解析：高分子化合物均为混合物。‎ ‎(2)不含有不饱和键的有机物也能合成高分子化合物。(√)‎ ‎(3)高聚物的链节和单体可以组成不同、结构不同。(√)‎ ‎(4)缩聚反应生成的小分子的化学计量数为(n－1)。(×)‎ ‎(5)加聚反应单体有一种，而缩聚反应的单体应该有两种。(×)‎ ‎(6) 的单体有两种。(×)‎ 解析：单体为为一种。‎ 练一练 ‎1.下列对于有机高分子化合物的认识不正确的是(　　)‎ A．有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们全部是由小分子通过聚合反应而得到的 B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构并不复杂 C．对于某高分子材料来说，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的 D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类 解析：有机高分子化合物分天然高分子化合物和合成高分子化合物两部分，合成高分子化合物主要由加聚、缩聚两类反应制备，加聚和缩聚是聚合反应的两个类型，对于高分子化合物来说，尽管相对分子质量很大，没有一个准确的相对分子质量，只有一个范围，但它们的结构均是由若干链节组成的。‎ 答案：C ‎2．下列关于乙烯和聚乙烯的叙述中正确的是(　　)‎ A．二者都能使溴水褪色，性质相似 B．二者互为同系物 C．二者最简式相同 D．二者分子组成相同 解析：乙烯、聚乙烯的结构简式分别为CH2===CH2、CH2—CH2，可知二者分子组成不相同，结构不相似，不属于同系物；乙烯分子结构中含有碳碳双键，能使溴水褪色，但聚乙烯不能使溴水褪色；二者的最简式相同，均为CH2。‎ 答案：C - 16 -‎ ‎3．生成高聚物的单体有(　　)‎ A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 解析：该高聚物为加聚产物，单体为CH2===CH—CH===CH2和CH2===CH—CH3。‎ 答案：B ‎4．下列物质能够自身聚合成高分子化合物的是(　　)‎ 解析：通过脱水成酯可以自身形成高聚物。‎ 答案：C 知识点一 有机高分子化合物的结构 ‎1.下列关于合成材料的说法中，不正确的是(　　)‎ A．塑料、合成纤维和合成橡胶都属于合成材料 B．聚乙烯可制成薄膜、软管等，其单体是CH2===CH2‎ C．合成酚醛树脂()的单体是苯酚和甲醇 D．合成顺丁橡胶()的单体是CH2===CH—CH===CH2‎ 解析：合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶，A项正确；聚乙烯的单体是CH2===CH2，可制成薄膜、软管等，B项正确；酚醛树脂是由苯酚与甲醛缩聚而得，C项错误；的单体是CH2===CH－CH===CH2，D项正确；答案选C。‎ - 16 -‎ 答案：C ‎2．某聚合物，对此聚合物分析正确的是(　　)‎ A．其单体是CH2===CH2和HCOOC2H5‎ B．它是缩聚反应产物 C．其链节是CH3CH2—COOC2H5‎ D．其单体是CH2===CH—COOC2H5‎ 解析：由聚合物的结构分析可知其为加聚产物，其单体为CH2===CH－COOC2H5，链节是“”。‎ 答案：D 知识点二 加聚反应和缩聚反应的判断 ‎3.用尿素和甲醛可以合成电玉(脲醛树脂)，其结构如下：，则合成电玉的反应属于(　　)‎ A．化合反应 B．加聚反应 C．缩聚反应 D．分解反应 解析：由尿素()和甲醛()及电玉的结构，可以判断合成电玉的反应属于缩聚反应。‎ 答案：C ‎4．ABS合成树脂的结构可表示为 则生成该树脂的单体的种类和化学反应所属类型正确的是(　　)‎ A．1种　加聚反应 B．2种　缩聚反应 C．3种　加聚反应 D．3种　缩聚反应 解析：由ABS合成树脂的结构知长链上只有碳原子，没有其他原子或官能团，是加聚反应产物，且有一个碳碳双键，有一种单体为CH2===CH—CH===CH2‎ - 16 -‎ ‎，另外长链上每两个相邻的碳原子组成含碳碳双键的结构，另两种单体为CH2===CH—CN和。‎ 答案：C ‎5．下列高聚物必须由两种单体加聚而成的是(　　)‎ 解析：由高聚物的结构简式知，A、B、C属于加聚产物，D属于缩聚产物；A、B的单体都只有一个，分别是CH2===CHCH3和CH2===C(CH3)CH===CH2；C有两个单体，分别是CH2===CHCH3和CH2===CH—CH===CH2。‎ 答案：C 综合考查 高聚物与单体的互推 ‎6.某高分子材料的结构简式为 组成该化合物的单体可能为 ‎①　②CH2===CH2‎ ‎③　④CH2===CHCH3‎ ‎⑤CH2===CH—CH===CH2‎ 其中正确的组合是(　　)‎ A．①②③ B．①③④‎ C．③④⑤ D．②③⑤‎ - 16 -‎ 解析：使用“断键再接”法，从最左端断开，则依次出现单键变双键、单键断开、双键成三键的情况，具体表示为，得、CH3—CH===CH2、单体。‎ 答案：B ‎7．下列有机物或有机物组合，在现有条件下不能发生聚合反应的是(　　)‎ 解析：A项，两种分子分别含有羟基、羧基，可以发生缩聚反应；B项，分子中含有碳碳双键，可以发生加聚反应；C项，分子中同时含有羟基和羧基，可以发生缩聚反应；D项，分子中不含官能团，不能发生聚合反应。‎ 答案：D 基础达标 ‎1．下列对于有机高分子化合物的叙述错误的是(　　)‎ A．高分子化合物可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类 B．高分子化合物的特点之一是组成元素简单、结构复杂、相对分子质量大 C．高分子化合物均为混合物 D．合成的有机高分子化合物大部分是由小分子化合物通过聚合反应而制得的 解析：淀粉和纤维素都属于天然高分子化合物，而塑料、合成橡胶等属于合成高分子化合物，故A项正确；B项，可用排除法判断，如聚乙烯的结构并不复杂，故B项错误；合成高分子化合物主要是通过聚合反应而制得的，均为混合物，故C、D两项正确。‎ 答案：B ‎2．下列化学方程式书写正确的是(　　)‎ - 16 -‎ 答案：B ‎3．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均属于有机高分子参与的化学反应 D．加聚反应和缩聚反应中均有官能团发生变化 解析：从反应原理来看，加聚反应属于加成反应，故加聚反应中不饱和键被破坏，不饱和度减小；加聚反应和缩聚反应均属于合成有机高分子的反应，而不是有机高分子参与的化学反应；加聚反应中不饱和键作为官能团被破坏，缩聚反应由于官能团相互作用失去小分子而使官能团发生变化。‎ 答案：C - 16 -‎ ‎4．合成人造羊毛的单体正确的是(　　)‎ A．‎ B．CH3—CN C．CH2===CHCN D．CH2===CH2和HCN 解析：此高分子化合物是通过加聚反应产生的，其单体为CH2===CH—CN，故C项正确。‎ 答案：C ‎5．下列有机化合物，既能发生加成反应，又能发生加聚反应，还能发生缩聚反应的是(　　)‎ A．‎ B．‎ C．CH2===CH—COOH D．‎ 解析：能发生加成反应的含有、—C≡C—或—CHO等；能发生加聚反应的含有、—C≡C—等；能发生缩聚反应的含有—NH2与—COOH、—OH与—COOH或酚羟基与醛基等。‎ 答案：B ‎6．某高聚物的结构片断如下：‎ 下列分析正确的是(　　)‎ A．它是缩聚反应的产物 B．其单体是CH2===CH2和HCOOCH3‎ - 16 -‎ C．其链节是CH3CH2COOCH3‎ D．其单体是CH2===CHCOOCH3‎ 解析：主碳链只有C—C单键，因此其单体是CH2===CHCOOCH3。链节是该高聚物最小的重复单位，应为 答案：D ‎7．乙烯和丙烯按物质的量比1:1聚合时，生成聚合物乙丙树脂，该聚合物的结构简式可能是(　　)‎ 解析：乙烯变成链节为—CH2—CH2—的高分子化合物，丙烯变成链节为的高分子化合物，二者连接即得。‎ 答案：A ‎8．下列单体能在一定条件下发生加聚反应生成的是(　　)‎ A．丙烯 ‎ B．2甲基1,3丁二烯 C．乙烯和丙烯 ‎ D．2甲基2丁烯 解析：根据链节上的碳原子数目和键的类型可判断其单体是二烯烃。‎ - 16 -‎ 答案：B ‎9．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 D．淀粉和纤维素都可用(C6H10O5)n表示，但聚合度不同，彼此不是同分异构体 解析：若是加聚反应，单体的质量之和等于所生成高聚物的质量，但对于缩聚反应而言，单体的质量之和不等于所生成高聚物的质量，故A项错误；如果某单体同时具有两个能够相互反应的官能团，则其自身就能发生缩聚反应，故B、C两项错误。‎ 答案：D ‎10．某高分子化合物的结构简式为 ‎1 mol该物质与足量的NaOH溶液反应，消耗NaOH的物质的量为(　　)‎ A．3 mol B．4 mol C．3n mol D．4n mol 解析：1 mol该高分子化合物中含有3n mol酯基，水解后的产物中含有3n mol羧基、n mol酚羟基和2n mol醇羟基，因此，共消耗4n mol NaOH。‎ 答案：D ‎11．科学家把药物连接在高分子载体上可制成缓释长效药剂。阿司匹林的结构式为，它可以接在一种高聚物载体上，形成缓释长效药剂，其中一种的结构式为 试完成：‎ - 16 -‎ ‎(1)缓释长效阿司匹林的载体的结构简式为________________________________。‎ ‎(2)服药后，在人体内通过水解作用，可以缓慢地放出阿司匹林，写出这个水解反应的化学方程式：________________________________________________。‎ ‎(3)这种高分子载体是由单体发生聚合反应而得出的，写出单体的结构简式：________________________________________。‎ 解析：阿司匹林中存在—COOH，与载体通过连在一起，即形成了酯。可知，载体应为一种醇，断键方式为 即载体结构为 是由聚合而形成的。‎ 答案：‎ ‎(1)‎ ‎(2)‎ - 16 -‎ ‎(3) ‎ ‎12．某有机物A的结构简式为，请回答下列问题。‎ ‎(1)A中所含官能团的名称是________、________。‎ ‎(2)A可能发生的反应有________(填序号)。‎ ‎①取代反应　②消去反应　③水解反应　④酯化反应 ‎(3)将A与氢氧化钠的乙醇溶液混合并加热，再让得到的主要产物发生加聚反应，生成了某聚合物，该聚合物的结构简式是________。‎ 解析：‎ ‎(1)根据结构简式可知A中所含官能团的名称是羧基、溴原子。‎ ‎(2)含有羧基和溴原子，可以发生取代反应；含有溴原子可以发生水解反应和消去反应；含有羧基可以发生酯化反应，答案选①②③④。‎ ‎(3)将A与氢氧化钠的乙醇溶液混合并加热，羧基转化为羧酸钠，溴原子发生消去反应，则生成物的结构简式为CH2===CHCOONa，该有机物含有碳碳双键，发生加聚反应生成高分子化合物，该聚合物的结构简式是。‎ 答案：‎ ‎(1)羧基　溴原子　(2)①②③④ (3) ‎ 能力达标 ‎13.聚苯乙烯的结构为，试回答下列问题：‎ ‎(1)聚苯乙烯的链节是________，单体是________。‎ - 16 -‎ ‎(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的聚合度n为________。‎ ‎(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：聚苯乙烯________(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有________(填“热塑”或“热固”)性。‎ ‎(4)完成下列反应的化学方程式，并指出其反应类型。‎ ‎①由乙烯制取聚乙烯：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②由丙烯制取聚丙烯：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③由对苯二甲酸()与乙二醇发生反应生成高分子化合物：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：聚苯乙烯是苯乙烯(单体)通过加聚反应制得的，链节是；其聚合度n＝＝＝500；根据线型高分子材料的性质可推知聚苯乙烯具有热塑性，可溶于CHCl3等有机溶剂中。‎ 乙烯经加聚反应制取聚乙烯；丙烯经加聚反应制取聚丙烯；对苯二甲酸和乙二醇经缩聚反应生成 答案：‎ ‎(1) ‎ ‎(2)500　‎ ‎(3)能　热塑 ‎(4)①nCH2===CH2CH2—CH2，加聚反应 - 16 -‎ ‎②，加聚反应 ‎14．某同学设计由G(CH3CH2OH)合成 HOOC—COOCH2—CH2—OH的合成路线如下：‎ ‎(1)写出反应类型：a________，b________。‎ ‎(2)写出内物质的结构简式：Ⅰ____________，Ⅱ____________。‎ ‎(3)写出Ⅱ→Ⅲ的化学反应方程式：________________________________________________________。‎ ‎(4)Ⅲ与Ⅳ反应合成HOOC—COOCH2—CH2—OH的化学方程式：________________________________________。‎ 解析：Ⅲ催化氧化生成乙二醛，则Ⅲ的结构简式为HOCH2CH2OH，所以Ⅱ的结构简式为BrCH2CH2Br。乙醇发生消去反应生成Ⅰ，则Ⅰ的结构简式为CH2===CH2；乙烯和溴水发生加成反应生成Ⅱ。Ⅱ水解生成乙二醇，乙二醇氧化生成乙二醛，乙二醛继续氧化生成乙二酸，乙二酸和乙二醇发生缩聚反应生成高分子化合物。‎ ‎(1)根据以上分析可知a、b的反应类型分别是消去反应和氧化反应。‎ ‎(2)Ⅰ、Ⅱ的结构简式分别为CH2＝CH2、BrCH2CH2Br。‎ ‎(3)Ⅱ→Ⅲ的化学反应方程式为BrCH2CH2Br＋2NaOHHOCH2CH2OH＋2NaBr。‎ ‎(4)Ⅲ与Ⅳ反应合成HOOC—COOCH2—CH2—OH的化学方程式为nHOCH2CH2OH＋nHOOC—COOHHOOC—COOCH2—CH2—OH＋(2n－1)H2O。‎ 答案：‎ ‎(1)消去反应　氧化反应 ‎(2)CH2===CH2　BrCH2CH2Br - 16 -‎ ‎(3)BrCH2CH2Br＋2NaOHHOCH2CH2OH＋2NaBr ‎(4)nHOCH2CH2OH＋nHOOC—COOH HOOC—COOCH2—CH2—OH＋(2n－1)H2O - 16 -‎