高考化学一轮复习 专题二十六 有机化学基础 考点四 高分子化合物教学案

1有机高分子化合物及其结构特点(1)定义相对分子质量从几万到十几万甚至更大的化合物，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)有机高分子的组成单体能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。链节高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。聚合度高分子链中含有链节的数目。2高聚物合成的常见反应(1)加聚反应由不饱和的单体通过加成反应聚合生成高分子化合物的反应。这类反应的特点是高分子链节与单体的组成相同，生成物只有高分子化合物，一般形成线型结构。 (2)缩聚反应由单体通过分子间的缩合聚合，生成高分子化合物，同时还生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。这类反应的特点是单体必须含有两个或两个以上的反应基团，如OH、COOH、NH2、X等反应；所得高分子化合物的化学组成与单体的化学组成不同。学霸巧学卡(1)加聚反应和缩聚反应的对比加聚反应 缩聚反应单体结构单体必须是含有双键等不饱和键的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯等)单体为含有两个或两个以上的官能团(如OH、COOH、NH2等)的化合物反应机理反应发生在不饱和键上反应发生在不同的官能团之间聚合方式通过碳碳双键上的加成连接通过缩合脱去小分子而连接反应特点只生成高聚物，没有副产物产生生成高聚物的同时，还有小分子副产物(如H2O、NH3、HCl等)生成聚合物的化学组成高聚物的化学组成与单体的化学组成相同，其相对分子质量M(单体)n(聚合度)高聚物的化学组成与单体的化学组成不同。其相对分子质量M(单体)n(聚合度)(2)缩聚反应方程式书写的注意事项注意高聚物结构中端基原子或原子团的书写，如注意缩聚物下角标及水分子数目是(n1)还是(2n1)。3应用广泛的高分子材料(1)塑料成分塑料分类按塑料受热时的特征，可以将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料，其结构特点比较如下：塑料类别结构举例热塑性塑料线型结构，链状结构聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有机玻璃等热固性塑料体型结构，网状结构酚醛树脂等(2)合成纤维分类纤维六大纶涤纶(目前产量第一)、锦纶、腈纶、丙纶、维纶(人造棉花)、氯纶被称为合成纤维的“六大纶”。其中被称为“人造棉花”的是维纶，其成分是聚乙烯醇。维纶吸水性很好，因为其分子链上含有羟基。合成橡胶根据来源和用途的不同，橡胶可以进行如下分类：橡胶1.思维辨析(1) 的单体是CH2=CH2和。()(2)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。()(3)聚乙烯可包装食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品。()(4)聚异戊二烯属于纯净物。()(5)乙醛、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体。()(6)“人造棉花”属于人造纤维。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2下列说法正确的是()A纤维素和油脂都属于天然高分子化合物B淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物C丙氨酸和苯丙氨酸脱水，最多可生成3种二肽D三硝酸甘油酯的分子式为C3H5N3O9答案D解析油脂是高级脂肪酸的甘油酯，不属于高分子化合物，A项错误；淀粉、蛋白质是高分子化合物，油脂是高级脂肪酸的甘油酯，不是高分子化合物，B项错误；丙氨酸和苯丙氨酸脱水生成二肽，能生成丙氨酸的氨基与苯丙氨酸的羧基脱水及丙氨酸的羧基与苯丙氨酸的氨基脱水、两分子丙氨酸脱水、两分子苯丙氨酸脱水这四种二肽，C项错误；三硝酸甘油酯的结构简式为，对应的分子式为C3H5N3O9，D项正确。考法综述高分子化合物的合成及单体判断会出现在有机合成路线中，有一定难度。命题法单体与高聚物的互推典例下列合成高分子材料的反应式和反应类型均正确的是() 解析A、B两项的化学方程式书写错误，A项应生成，B项漏写了水且为缩聚反应；D项为加聚反应。答案C【解题法】单体与高聚物的互推方法(1)由单体推断高聚物的方法单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，n写后面”。如共轭二烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，n写后面”分别含有个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，n写后面”。(2)由高聚物推导单体的方法根据高聚物的链节结构判断聚合反应的类型加聚产物单体的判断方法单双键互换法步骤如下：注意：若高聚物中的碳碳双键是由加聚时碳碳三键形成时，应将此碳碳双键换为碳碳三键。缩聚产物单体的判断方法1某化妆品的组分Z具有美白功效，原从杨树中提取，现可用如下反应制备：下列叙述错误的是()AX、Y和Z均能使溴水褪色BX和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2CY既能发生取代反应，也能发生加成反应DY可作加聚反应单体，X可作缩聚反应单体答案B解析X、Z中含有酚羟基，能与溴水发生取代反应使溴水褪色，Y中含有碳碳双键，能与Br2发生加成反应而使溴水褪色，A项正确。酚的酸性小于H2CO3大于HCO，所以X、Z均不能与NaHCO3溶液反应放出CO2，B项错误。Y在FeBr3催化下能与Br2发生取代反应，Y中的碳碳双键能与Br2、H2O等发生加成反应，C项正确。Y中的碳碳双键能发生加聚反应，X能与甲醛等物质发生缩聚反应，D项正确。2结构为CH=CHCH=CHCH=CHCH=CH的高分子化合物用碘蒸气处理后，其导电能力大幅度提高。上述高分子化合物的单体是()A乙炔 B乙烯C丙烯 D1,3丁二烯答案A解析该高聚物中重复的结构单元为CH=CH，对应的单体为，A项正确。3能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱，现有一种叫HEMA的材料，是用来制备软质隐形眼镜的，其结构简式为，则合成它的单体为()ACH3CH=CHCOOHCH3CH2OHBHOCH2CH2OHCCH2=CHCH2COOHHOCH2CH2OHDCH3CH2OH答案B4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()AR的一种单体的分子式可能为C9H10O2BR完全水解后生成物均为小分子有机物C可以通过加聚反应和缩聚反应合成RD碱性条件下，1 mol R完全水解消耗NaOH的物质的量为2 mol答案C解析根据R的结构可推断出其单体的结构简式及分子式分别为、HOCH2CH2OH(C2H6O2)、，故A项错；R发生水解反应的产物为两种高聚物和乙二醇，故B项错误；通过R的结构可知左边的片段是由碳碳双键发生加聚，右边的片段通过缩聚形成酯基，故C正确；R为聚合物，1 mol R含有的酯基数大于2 mol，故D错。5A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示：回答下列问题：(1)A的名称是_，B含有的官能团是_。(2)的反应类型是_，的反应类型是_。(3)C和D的结构简式分别为_、_。(4)异戊二烯分子中最多有_个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为_。(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体_(填结构简式)。(6)参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1,3丁二烯的合成路线_。答案(1)乙炔碳碳双键和酯基(2)加成反应消去反应 解析分析框图，对比反应前后所给物质的结构简式以及反应条件可以推出：A为乙炔，结构简式为，B的结构简式为，C的结构简式为，D的结构简式为CH3CH2CH2CHO。(1)A为乙炔，B中含有碳碳双键和酯基两个官能团。(2)由A和乙酸的分子式以及B的分子式，可推出反应为加成反应；分析反应中反应物和生成物可知，此反应为消去反应。(3)C的结构简式为，D的结构简式为CH3CH2CH2CHO。(4)根据烯烃的共面原理以及碳碳单键可以旋转，可知共面的原子最多为11个；书写顺式聚异戊二烯时要注意不能写成反式结构。(5)A的官能团为碳碳三键，书写含5个碳原子的炔烃的同分异构体时可以先写出戊烷的碳骨架结构，然后把碳碳三键添上，再补齐氢原子，得适合的结构： (6)根据题给条件，仿照异戊二烯的合成，可设计如下合成路线：6常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下：已知：.RCHORCH2CHOH2O(R、R表示烃基或氢).醛与二元醇(如乙二醇)可生成环状缩醛： (1)A的核磁共振氢谱有两种峰。A的名称是_。(2)A与合成B的化学方程式是_。(3)C为反式结构，由B还原得到。C的结构简式是_。(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色。N由A经反应合成。a的反应试剂和条件是_。b的反应类型是_。c的化学方程式是_。(5)PVAc由一种单体经加聚反应得到，该单体的结构简式是_。(6)碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是_。答案(1)乙醛 (4)a.稀NaOH、加热b加成(还原)反应c2CH3(CH2)3OHO22CH3(CH2)2CHO2H2O(5)CH3COOCH=CH2nCH3COONa解析C2H4O的核磁共振氢谱有两种峰，又能与苯甲醛在碱性、加热条件下反应，结合已知反应，确定A为乙醛，B的结构简式为。因C为反式结构且由B还原得到，确定BC的过程中只有醛基被还原为羟基，碳碳双键不被还原，则C的结构简式为。乙醛自身也能发生类似已知反应 的反应生成CH3CH=CHCHO，即E为CH3CH=CHCHO，E能与溴水反应，根据已知反应和PVB的结构确定N的结构简式为CH3CH2CH2CHO，E发生还原反应生成F(正丁醇)，F经催化氧化生成CH3CH2CH2CHO。高聚物PVB的结构简式中出现，不难确定PVA的结构简式为。根据PVAc转化成PVA和M的反应条件，确定该过程为酯的水解，M为羧酸，C中含有羟基，二者发生酯化反应生成D，结合C的结构简式和D的分子式确定M为乙酸。进而推出PVAc的单体为，书写PVAc在碱性条件下水解的化学方程式时，n不能漏掉，且有乙酸钠生成。