5.1.1 合成高分子的基本方法1含解析

5.1.1 合成高分子的基本方法-高分子化合物
理解高分子化合物的定义及基本概念。
2.掌握加聚反应的定义、原理及方程式。
精讲
一、高分子化合物概述
1定义
由相对分子质量小的小分子有机物以共价键合成的相对分子质量较大的，通常为 104-106 的有机物称为 高分子化合物，又叫聚合物。
2高分子的相关概念
>> 注 意 <<
有机高分子化合物的分子链节所含的分子聚合度并不相同，所以高分子化合物都是混合物，无固定
的熔、沸点，也无固定的相对分子质量。
3
3高分子化合物的分类
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知识精炼
1．下列说法正确的是
A．酿酒过程中葡萄糖在酒化酶的作用下发生水解反应生成乙醇
B．醛基与极性分子加成时，带正电荷的原子与碳原子成键
C．网状结构的酚醛树脂受热后软化，具有热塑性
D．疫苗等生物制剂需低温保存是为防止蛋白质变性
2．PEEK是一种特种高分子材料，可由X和Y在一定条件下反应制得，相应结构简式如图。下列说法正确的是
A．PEEK是纯净物 B．X与Y经加聚反应制得PEEK
C．X苯环上H被Br所取代，一溴代物只有一种 D．1molY与H2发生加成反应，最多消耗6molH2
3．生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水，从而消除废弃塑料对环境的污染。PHB塑料就属于这种塑料，其结构简式为。下列有关PHB的说法正确的是
A．PHB是一种聚酯，有固定的熔点 B．PHB的降解过程不需要氧气参加反应
C．合成PHB的单体是CH3CH2CH(OH)COOH D．通过加聚反应可以制得PHB
4．化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法错误的是
A．卡塔尔世界杯球馆屋顶采用了折叠式正(聚四氟乙烯)板材，该板材属于天然高分子材料
B．赞美徽派建筑的诗句“白墙黛瓦马头墙”中所使用的砖瓦是用黏土烧制而成，黏土主要成分为含水的铝硅酸盐
C．石墨烯弹性气凝胶制成的轻质“碳海绵”可用作处理海上原油泄漏的吸油材料
D．高铁酸钾在水处理过程中涉及的变化过程有：蛋白质的变性、胶体聚沉、盐类水解、氧化还原反应
5．下列说法不正确的是
A．从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物
B．蛋白质溶液与浓硝酸作用产生白色沉淀，加热后沉淀变黄色
C．水果中因含有低级酯类物质而具有特殊香味
D．聚乙烯、聚氯乙烯是热塑性塑料
6．下列物质属于天然高分子化合物的是
A．蛋白质 B．果糖 C．油脂 D．葡萄糖
7．下列说法正确的是
A．油脂是高分子化合物，水解可生成甘油和高级脂肪酸
B．葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应，不属于胶体
C．C3H8和C5H12不一定互为同系物
D．煤干馏可获得煤中含有的煤焦油
8．我国科研团队提出了室温下乙炔(CH≡CH)电催化加氢制乙烯(CH2=CH2)的新路径。乙烯与水反应能制备乙醇(CH3CH2OH)，乙醇氧化可生成乙酸(CH3COOH)，进而合成乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)；乙烯还可以制备聚乙烯()等物质。下列物质属于高分子化合物的是
A．乙炔 B．乙烯 C．乙酸乙酯 D．聚乙烯
9．下列文物的主要成分为有机物的是
A B C D
铜鹿嵌贝镇 冼星海的手写纸质教案 带钩石刀 持仗夫人立像画像砖
A．A B．B C．C D．D
二、加聚反应
1概念
由相对分子质量小的不饱和化合物以加成的形式结合成相对分子质量大的化合物分子的反应叫作加成聚 合反应，简称加聚反应。
2特点
3常见的加聚反应
(1) 单烯烃的加聚
① 乙烯的加聚
② 丙烯的加聚
(2)1，3-丁二烯的加聚
①1,4 加聚：
②1,2 加聚：
(3) 共聚反应
① 乙烯和丙烯的加聚
② 单烯烃和共轭二烯烃的共聚
知识精炼
10．下列说法正确的是
A．苯的同系物都能使酸性高锰酸钾褪色
B．橡胶、蛋白质、尼龙、纤维素都是天然高分子化合物
C．上图化合物中有3个手性碳原子
D．上图化合物中有16个碳原子一定共平面
11．下列有关化学材料说法正确的是
A．“碲化镉”发电玻璃属于新型导电金属材料
B．聚丙烯酸()是由经加聚反应生成的纯净物
C．生物材料PEF()的聚合度为2n
D．电绝缘树脂()是由邻羟基苯甲醛和苯胺缩聚而成
12．化学在国防领域发挥着重要作用。关于下列装备涉及材料的说法不正确的是
A 防弹衣的主要材料： 两种单体的核磁共振氢谱峰数、峰面积均相同
B 隐形飞机的微波吸收材料： 单体能使溴水褪色
C 潜艇的消声瓦： 可由和合成
D 潜艇的耐压球壳：钛合金 钛合金中存在金属键
A．A B．B C．C D．D
13．下列“类比”合理的是
A．Si能与HF反应生成SiF4和H2，则C能与HF反应生成CF4和H2
B．CH2=CH2加聚得，则CH3CH=CH2加聚得
C．CaC2与水反应生成Ca(OH)2和乙炔，则CaS与水反应生成Ca(OH)2和硫化氢
D．乙烯与溴的四氯化碳溶液反应生成1，2-二溴乙烷，苯与溴的四氯化碳溶液反应生成溴苯
14．聚丙烯酰胺(PAM，其结构如下)是一种优良的增稠剂，广泛应用于废水处理、石油开采、造纸等行业。下列说法不正确的是
A．PAM 的单体为 H2C=CHCONH2
B．PAM 的每个链节中含有 3 个碳原子
C．PAM 的单体可由丙烯酸与氨反应制得
D．PAM 能与稀硫酸反应，不能与氢氧化钠溶液反应
15．聚合物M用于缓释药物的载体，结构如图，下列说法错误的是
A．含羧基类药物可借助酯化反应连接到M上，制成缓释药物
B．M由CH2=C(CH3)COOH和HOCH2CH2OH通过缩聚反应生成
C．若平均相对分子质量为13130， 则平均聚合度n为101
D．每个链节中最多有5个碳原子共平面
16．中国企业承建的卡塔尔世界杯“大金碗”球场采用聚四氟乙烯材料构成屋面膜结构。下列说法不正确的是
A．聚四氟乙烯中不存在碳碳双键 B．合成聚四氟乙烯的单体是不饱和烃
C．聚四氟乙烯是一种性质较稳定的物质 D．聚四氟乙烯没有固定熔点
17．北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”“雪容融”由PVC、PC、ABS和亚克力等环保材料制成。下列说法正确的是
A．PVC()的单体为氯乙烷
B．PC()中所有碳原子均可共面
C．亚克力()是纯净物
D．ABS的单体之一苯乙烯能使高锰酸钾溶液褪色
18．下列关于合成材料的制备或用途的说法错误的是
A．通过乙烯的加聚反应生产的塑料制品可用于制作食品盒
B．通过苯酚和甲醛的缩聚反应生产的树脂制品可用于制作不锈钢锅手柄
C．通过1，3-丁二烯的缩聚反应生产的合成橡胶可用于制作轮胎
D．通过对苯二甲酸和乙二醇的缩聚反应生产的合成纤维可用于制作航天服
19．反应方程式中，其中一个与其他三个反应类型不同，该反应为
A．nCH2=CHCl→
B．nCH2=CH-CH=CH2→
C．n +nHOCH2CH2OH→+2nH2O
D．nCH2=CH-CN→
20（多选）．下列说法正确的是
A．向鸡蛋清的溶液中加入浓的硫酸钠溶液或福尔马林，蛋白质的性质发生改变并凝聚
B．将牛油和滴有酚酞的烧碱溶液混合加热，一段时间后，牛油消失，酚酞颜色变浅
C．在分子中，同一平面内的碳原子最少应有9个
D．氨基酸为高分子化合物，种类较多，分子中都含有-COOH和-NH2
21．回答下列问题：
(1)以为单体可生成氯丁橡胶，试写出该反应的化学方程式：_______。
(2)丁腈橡胶的结构简式为，形成该橡胶的单体为_______。
22．糖类、油脂和蛋白质都是生命中重要的有机物质。
(1)淀粉在硫酸作用下发生水解生成_______(填化学式)，检验淀粉是否完全水解的试剂为_______。
(2)由大豆和鸡蛋配制出来的菜肴很多，它是人体营养物质中最重要的补品之一、我们所吃的豆腐是一种_______(填序号)。
A．蛋白质凝胶 B．纯蛋白质 C．脂肪 D．淀粉
(3)从鸡蛋白溶液中提取蛋白质的方法是_______。防疫人员用 84 消毒液对地铁进行消毒，这是利用了蛋白质的_______性质。为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”，通常选用的简便方法是_______(填序号)。
A．滴加稀硝酸　　　B．滴加浓硫酸　　　C．滴加酒精　　　D．火焰上灼烧
(4)请以甘氨酸( )为例，写出其与盐酸反应的离子方程式：_______。
(5)聚丙烯酸钠、涤纶的结构简式如图：
合成聚丙烯酸钠的单体的结构简式是_______。合成涤纶的单体有两种，其中能和Na2CO3 反应的单体的结构简式是_______。
23．已知有机化合物A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。现以A为主要原料合成乙酸乙酯，其合成路线如图甲所示。
(1)D分子中官能团的名称是_______。
(2)反应②的化学方程式是_______反应④的化学方程式是_______；反应类型为_______。
(3)E是常见的高分子材料，合成E的化学方程式是_______。
(4)某同学用如图乙所示的实验装置制取少量乙酸乙酯。实验结束后，试管甲中上层为透明的、难溶于水的油状液体。
①实验开始时，试管甲中的导管不伸入液面下的原因是_______。
②上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是_______、_______、_______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A． 葡萄糖是单糖不水解，葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇和二氧化碳，属于氧化反应，故A错误；
B． 醛基与极性分子加成时，带正电荷的原子与氧原子成键，故B错误；
C． 线状结构的酚醛树脂受热后软化，具有热塑性，网状结构的酚醛树脂具有热固性，受热后不能软化或熔融，故C错误；
D． 蛋白质在高温下会变性，失去活性，疫苗等生物制剂需低温保存是为防止蛋白质变性，故D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．PEEK是聚合物，属于混合物，故A错误；
B．由X、Y和PEEK的结构简式可知，X和Y发生连续的取代反应得到PEEK，即X与Y经缩聚反应制得PEEK，故B错误；
C．X是对称的结构，苯环上有1种环境的H原子，苯环上H被Br所取代，一溴代物只有一种，故C正确；
D．Y中苯环和羰基都可以和H2发生加成反应，1mol Y与H2发生加成反应，最多消耗7mol H2，故D错误；
故选C。
3．C
【详解】A．PHB结构中有酯基，是一种聚酯，PHB是高分子，属于混合物，没有固定的熔点，故A错误；
B．其降解过程是先水解生成2-羟基丁酸，然后被氧气氧化为CO2和H2O，故B错误；
C．根据PHB的结构，将酯基水解后，得到合成PHB的单体，其单体是CH3CH2CH(OH)COOH，故C正确；
D．PHB是聚酯类高分子，通过缩聚反应制得，故D错误；
故选C。
4．A
【详解】Ａ．卡塔尔世界杯球馆屋顶采用了折叠式PTFE正(聚四氟乙烯)板材，该板材属于人造高分子材料，A错误；
Ｂ．赞美徽派建筑的诗句“白墙黛瓦马头墙”中所使用的砖瓦是用黏土烧制而成，黏土主要成分为含水的铝硅酸盐，B正确；
Ｃ．石墨烯弹性气凝胶制成的轻质“碳海绵”，疏松多孔，具有吸附性，可用作处理海上原油泄漏的吸油材料，C正确；
Ｄ．高铁酸钾(K2FeO4)氧化性，在水处理过程中能使蛋白质的变性、胶体聚沉、发生盐类水解、氧化还原反应，D正确；
故答案为：A。
5．A
【详解】A．从分子结构上看糖类都是多羟基醛或酮及其缩合产物，故A错误；
B．某些含有苯环的蛋白质溶液与浓硝酸会因胶体发生聚沉产生白色沉淀，加热后沉淀发生显色反应变为黄色，故B正确；
C．酯是易挥发而具有芳香气味的有机化合物，所以含有酯类的水果会因含有低级酯类物质而具有特殊香味，故C正确；
D．聚乙烯、聚氯乙烯的是具有优良性能的热塑性塑料，故D正确；
故选A。
6．A
【详解】蛋白质相对分子质量在一万以上，为天然高分子化合物；果糖、油脂、葡萄糖相对分子质量较小，不是高分子化合物，故选A。
7．B
【详解】A． 高分子的相对分子质量要大于10000，则油脂不是高分子化合物，A错误；
B． 葡萄糖注射液属于溶液、不属于胶体，不能产生丁达尔效应， B正确；
C． C3H8和C5H12都是烷烃，结构相似、通式相同、相差2个CH2原子团，互为同系物， C错误；
D．煤中不含有煤焦油，通过煤的干馏可获得煤焦油，D错误；
答案选B。
8．D
【分析】高分子化合物，简称高分子，又称高分子聚合物，一般指相对分子质量高达几千到几百万的化合物。
【详解】A．乙炔（CHCH）相对分子质量为26，不是高分子化合物，A不符合题意；
B．乙烯（CH2=CH2）相对分子质量为28，不是高分子化合物，B不符合题意；
C．乙酸乙酯（CH3COOCH2CH3）相对分子质量为88，不是高分子化合物，C不符合题意；
D．聚乙烯（）是由乙烯发生缩聚反应生成的高聚物，属于高分子化合物，D符合题意；
故选D。
9．B
【详解】A．铜鹿嵌贝镇是由铜和贝壳制成，是金属材料和CaCO3的结合，A不符合题意；
B．纸是由含植物纤维的原材料经过制浆、调制、抄造、加工等工艺流程制成，植物纤维是有机物，B符合题意；
C．带钩石刀是石器，主要成分为无机非金属材料，C不符合题意；
D．持仗夫人立像画像砖主要由陶土烧制而成，属于无机非金属材料，D不符合题意；
故选B。
10．C
【详解】A．不是所有苯的同系物都能使酸性高锰酸钾褪色，苯的同系物中侧链碳原子上有氢原子的有机物能被酸性高锰酸钾氧化，从而使酸性高锰酸钾褪色，A错误；
B．橡胶分天然橡胶和合成橡胶，尼龙为合成纤维，不属于天然高分子化合物，B错误；
C．．由图可知，该化合物中有3个手性碳原子（带*号的碳原子），C正确；
D．由结构简式可知，分子中苯环上的6个碳原子和与苯环直接相连的3个碳原子共9个碳原子一定共平面，由于单键可以自由旋转，且分子中含多个类似甲烷结构的碳原子，使得剩下的碳原子不一定共平面，D错误；
故选C。
11．C
【详解】A．碲化镉发电玻璃不属于新型导电金属材料，是一种结合了碲化镉和玻璃的新型复合材料，故A错误；
B．聚丙烯酸是由经加聚反应生成的混合物，故B错误；
C．生物材料PEF()是缩聚反应的产物，聚合度为2n，故C正确；
D．电绝缘树脂()是、HCHO和缩聚而成，故D错误；
故选C。
12．A
【详解】A．的单体为：和，具有两种氢，其中中氢原子个数必为2：1，中氢原子个数必为1：1，故A错误；
B．单体为乙炔，含碳碳三键，能与溴单质发生加成反应，从而使溴水褪色，故B正确；
C．由结构可知的单体为：和，两者通过加聚反应生成消声瓦，故C正确；
D．合金中存在金属键，故D正确；
故选：A。
13．C
【详解】A．C不能与HF反应，A项错误；
B．加聚得到，B项错误；
C．与水反应生成和乙炔，则CaS与水反应生成和硫化氢，C项正确；
D．苯不能和溴的四氯化碳溶液反应，D项错误；
答案选C。
14．D
【详解】A．该物质的C=C的加聚产物，则单体为CH2=CHCONH2，A项正确；
B．该物质的连接为-CH2-CHCONH2-，碳原子有3个，B项正确；
C．丙烯酸可以和氨脱水缩合形成CH2=CHCONH2，C项正确；
D．PAM中存在-CONH-在酸性或碱性条件均可发生水解，D项错误；
故选D。
15．B
【详解】A．由结构简式可知，M分子中含有的羟基一定条件下能与含羧基类药物发生酯化反应，反应得到的高聚物中含有的酯基一定条件下能发生水解反应释放出含羧基类药物，所以含羧基类药物可借助酯化反应连接到M上，制成缓释药物，故A正确；
B．由结构简式可知，M分子是由CH2=C(CH3)COOH和HOCH2CH2OH发生酯化反应先生成CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH，CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH一定条件下发生加聚反应生成M，故B错误；
C．若M的平均相对分子质量为13130， 则平均聚合度n==101，故C正确；
D．由结构简式可知，M分子中酯基为平面结构，由三点成面可知，每个链节中最多有5个碳原子共平面，故D正确；
故选B。
16．B
【详解】A． 聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚所得，则聚四氟乙烯中不存在碳碳双键，A正确；
B． 合成聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯，由C和F元素组成，不属于烃、不属于不饱和烃，B不正确；
C． 聚四氟乙烯中只有C-F键和C-C键，难以断裂，是一种性质较稳定的物质，C正确；
D． 聚四氟乙烯是高聚物，属于混合物，没有固定熔点，D正确；
答案选B。
17．D
【详解】A．PVC( )的单体为氯乙烯， A项错误；
B．中两个苯环之间的碳为饱和碳原子，所以所有碳原子不可共面，B项错误；
C．亚克力()是一种高分子化合物，为混合物，C项错误；
D．ABS 塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的三元共聚物，苯乙烯含有双键，能使高锰酸钾溶液褪色， D项正确；
故答案选D。
18．C
【详解】A．乙烯可以发生加聚反应生成聚乙烯，聚乙烯无毒，可用于制作食品盒，故A正确；
B．网状结构的酚醛树脂具有热固性，一经加工成型，受热后不会软化或熔融，可用于制作不锈钢锅的手柄，故B正确；
C．1，3-丁二烯发生加聚反应生成合成橡胶，合成橡胶可用于制作轮胎，故C错误；
D．对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成聚酯纤维，聚酯纤维可用于制作航天服，故D正确；
故选C。
19．C
【详解】A．该反应属于加成聚合反应；
B．该反应属于加成聚合反应；
C．该反应属于缩聚反应；
D．该反应属于加成聚合反应；
综上所述，答案为C。
20．BC
【详解】A．向鸡蛋清的溶液中加入浓的硫酸钠溶液发生盐析，加入福尔马林发生变性，蛋白质的性质发生改变并凝聚，A错误；
B．将牛油和烧碱溶液混合加热，牛油发生水解，生成高级脂肪酸钠和甘油溶解在溶液中，所以分层现象消失，同时NaOH被消耗，溶液的碱性减弱，酚酞颜色变浅，B正确；
C．依据苯的共平面结构，分子中每个苯环上有8个碳原子一定在同一个平面上，另外，苯环的对位碳原子在一条直线上，也在一个平面上，所以共有9个碳原子一定在一个平面上，C正确；
D．氨基酸的相对分子质量远小于10000，所以氨基酸不是高分子化合物，D错误；
故选BC。
21．(1) n
(2)CH2=CH-CH=CH2和CH2=CHCN
【详解】（1）2-氯-1，3-丁二烯是共轭二烯烃，聚合时两个碳碳双键都断裂，在中间两个碳原子间形成一个新的碳碳双键，端点的两个碳原子利用各自的半键连成长链生成氯丁橡胶，化学方程式为：n 。
（2）根据丁腈橡胶的结构可推知，丁腈橡胶是由丙烯腈和1,3-丁二烯加聚而成的，单体为CH2=CHCN和CH2=CH-CH=CH2。
22．(1) C6H12O6 碘液
(2)A
(3) 盐析；渗析 变性 D
(4)+HCl→
(5)
【详解】（1）淀粉在硫酸作用下发生水解最终生成葡萄糖，化学式为C6H12O6，淀粉遇碘变蓝，若淀粉完全水解则遇碘不变蓝，故检验淀粉是否完全水解的试剂为碘液；
（2）豆腐是一种蛋白质凝胶，答案选A；
（3）采用盐析和渗析的方法可以从鸡蛋白的溶液中提取蛋白质，并且不破坏蛋白质的结构，盐析是指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀析出的现象，加水后蛋白质会重新溶解；渗析是溶质分子在浓度差推动下扩散透过半透膜的过程，蛋白质不会通过半透膜，从而提取出来；故答案为：盐析；渗析；
84 消毒液具有强氧化性，使蛋白质变性，答案为变性；
蚕丝的成分是蛋白质,“人造丝”的主要成分是纤维素，因此可利用蛋白质的特征反应:颜色反应和灼烧的方法加以鉴别，但颜色反应应选用浓硝酸，答案选D；
（4）甘氨酸( )与盐酸反应生成，反应的离子方程式为+HCl→；
（5）由结构简式可知，合成聚丙烯酸钠的反应为一定条件下丙烯酸钠发生加聚反应生成聚丙烯酸钠，合成聚丙烯酸钠单体的结构简式为 ；根据缩聚反应特点，由结构简式可知，合成涤纶的单体为HOCH2CH2OH和 ， 能与碳酸钠反应，故答案为：;。
23．(1)羧基
(2) 酯化反应(或取代反应)
(3)n
(4) 防止倒吸 溶解乙醇 中和乙酸 降低乙酸乙酯的溶解度
【分析】有机化合物A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，A为乙烯（），和发生加成反应，生成B()，催化氧化生成C()，催化氧化生成D（），和发生酯化反应生成，发生加聚反应生成E()。
【详解】（1）D为，官能团名称为羧基；
（2）反应②催化氧化生成C()，反应化学方程式为：；反应④是和发生酯化反应生成，化学方程式为，反应类型为酯化反应(或取代反应)；
（3）发生加聚反应生成E()，反应的方程式为：n；
（4）为了防止液体倒吸，试管甲中的导管不伸入液面下；饱和碳酸钠的作用是：溶解乙醇，中和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层而更好分离。