人教版高中化学选修5教学讲义，复习补习资料（含典型例题，巩固练习）：23【提高】《进入合成有机高分子化合物的时代》全章复习与巩固
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修5教学讲义，复习补习资料（含典型例题，巩固练习）：23【提高】《进入合成有机高分子化合物的时代》全章复习与巩固 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-02-03 09:47:49 | ||
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文档简介
全章复习与巩固
【学习目标】
1、通过具体实例说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物结构式，或从简单的聚合物结构式分析出单体；
2、通过聚乙烯、酚醛树脂、聚酯（涤沦）、顺丁橡胶、高吸水性树脂（聚丙烯酸钠）等实例说明高分子材料的优异性能，初步知道高分子化合物的结构与性能之间的关系；
3、体验日新月异的高分子材料在工农业生产、提高人民生活质量和高新技术领域中的重要作用。
【知识网络】
/
【典型例题】
类型一、高分子化合物的结构、性质与用途
例1 下列原料或制成的产品中，若出现破损，不可能进行热修补的是（ ）。
A．聚氯乙烯材料的塑料凉鞋 B．家用电器的开关及插座
C．自行车的内胎 D．聚乙烯材料的塑料膜
【思路点拨】本题考查高分子化合物的性质与用途，属于知记类内容，难度不大。解答时只要能保证所学内容准确重现即可。
【答案】B
【解析】本题可利用两方面的知识进行分析选择，一是从结构方面考虑，A、C和D的高聚物的结构分别为
/、/和/，均属于线型高分子化合物，均具有热塑性，是可以进行热修补的，B是由体型的酚醛树脂材料制成的，不可进行热修补；二是从生活常识方面考虑，家用电器的插座一般是更换，不能进行热修补的。
【总结升华】本单元内容多属于知记类知识，注意纵向积累和横向对比。
举一反三：
【变式1】 “不粘锅”饮具是在金属锅的内壁上涂一薄层聚四氟乙烯制成，下列各项对聚四氟乙烯的叙述中正确的是( )
A．在聚四氟乙烯的单体中不含有碳碳双键
B．聚四氟乙烯在高温时容易燃烧
C．聚四氟乙烯的化学性质很稳定，正常使用时不会发生化学变化
D．聚四氟乙烯的分子内支链很多，且彼此缠绕，不会污染食物
【答案】C
【解析】聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯，是由氟原子取代乙烯中的4个H原子的得到的即CF2=CF2。作为“不粘锅”的涂层，聚四氟乙烯应具有的性质是耐高温、化学性质稳定；根据其结构判断，聚四氟乙烯应为线性结构。
【变式2】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（ ）
①无机化合物 ②有机化合物 ③高分子化合物
A．①③ B．①③ C．②③ D．②③
【答案】C
【解析】根据结构简式判断，聚丙烯酸酯是有机化合物、高分子化合物。
类型二、合成有机高分子化合物的方法
例2 下列各有机物，自身分子间在一定条件下能发生缩聚反应，且在适当条件下自身分子可以发生反应生成环状结构的是（ ）。
/
【思路点拨】本题考查合成有机高分子化合物的方法。合成有机高分子化合物，高中阶段需要掌握加聚反应、缩聚反应两种方法，需要熟练掌握两种方法的区别。
【答案】A、B
【解析】以一种分子为单体发生缩聚反应，则这种单体必然至少具有两个官能团且可以缩合出一种小分子（如H2O、HX等），若这两种官能团接在碳链的端点上，则可相互反应生成环状化合物，依据上述规律分析：
选项A：碳链一端为—COOH，另一端为—OH，可发生酯化反应而缩去了小分子H2O，则在一定条件下可缩聚生成高分子化合物/，若分子内的—COOH与—OH酯化，则可生成环状酯/，则A项符合题意。
选项B：同样具有—COOH、—OH，还有一个—Cl。考虑到—COOH与—OH可发生酯化反应脱去H2O，则可推断B可发生缩聚反应生成高聚物，也会发生两分子聚合，生成环状化合物，所以B项也符合题意。
选项C：苯酚与甲醛HCHO可以发生缩聚反应生成酚醛树脂，但如果只有一种物质，则自身分子间不能发生缩聚反应，自身分子也无法形成环状结构，则C项不合题意。
选项D：乙烯醇虽可发生聚合反应生成聚乙烯醇，但它是由加聚反应（而不是缩聚反应）生成的，反应过程中并没有缩去小分子，而只是双键打开加聚。CH2＝CH—OH同样也不能由自身分子结构生成环状化合物。
【总结升华】加聚反应是由不饱和单体相互加成聚合成高分子化合物的反应。加聚反应的特点：
①单体一般是不饱和化合物；②一般链节主链上全部是碳原子；③高分子与单体具有相同组成，高分子与单体的相对分子质量之比等于聚合度。
缩聚反应是由单体聚合成高分子化合物的反应，同时还有小分子生成。缩聚反应的特点：
①单体一般是含有两个以上活泼官能团（—OH、—COOH）的化合物；②链节主链上除碳原子外，通常还有或N等杂质原子为；③高分子与单体的组成不同，高分子与单体的相对分子质量之比不等于聚合度。
举一反三：
【变式1】（2019 陕西质量检测）PMMA也叫亚克力或者亚加力[其分子式是(C5H8O2)n]，其实就是有机玻璃，化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯。某同学从提供的原料库中选择一种原料X，设计合成高分子亚克力的路线如下图所示：
/
原料库：a．CH2＝CHCH3 b．CH2＝CHCH2CH3 /
/
请回答：
（1）原料X是________（选填序号字母）。
（2）②的反应条件是________；⑧的反应类型是________；D中含有的官能团的名称是________。
（3）④的化学方程式是________。⑦的化学方程式是________。
（4）C有多种同分异构体，其中分子中含有“/”结构的共有________种。
（5）某同学以丙烯为原料设计了合成中间体D的路线：丙烯……—→D，得到D的同时也得到了另一种有机副产物M，请你预测M可能的结构简式是________。
【答案】（1）c
（2）NaOH水溶液，加热 加聚反应 羧基、羟基
/
/
（4）6
（5）CH3CH2CH(OH)COOH
【解析】结合流程和目标产物可知E为甲基丙烯酸（/），利用该物质的碳骨架可知原料X为2—甲基丙烯。反应①为加成反应得到溴代烃A（/），结合反应④的条件可知A→B为溴代烃的水解反应得到醇，故反应②的反应条件是NaOH水溶液、加热；反应③是醇的催化氧化，故C为/，C→D发生银镜反应，故D为/，反应⑥为醇的消去反应得到丙烯酸，反应⑦发生酯化反应得到甲基丙烯酸甲酸（E），其结构简式为/，反应⑧是甲基丙烯酸甲酯发生加聚反应，得到PMMA。（4）物质C的分子式为C4H8O2，分子中含有“/”的物质为羧酸或酯类，其中羧酸类有2种；酯类中甲酸酯2种以及乙酸乙酯和丙酸甲酯，共6种同分异构体。（5）以丙烯为原料，与HBr加成，最终制得有机物D（/）的反应步骤为丙烯与HBr加成得到2—溴丙烷，然后依次发生水解、催化氧化得到丙酮，丙酮再与HCN反应、最后在H+／H2O的作用下得到D；但丙烯与HBr加成时还有另一产物：1—溴丙烷，然后在发生水解、催化氧化时得到丙醛，丙醛再与HCN反应、最后在H+／H2O的作用下可得到副产物M，其结构简式应为CH3CH2CH(OH)COOH。
【变式2】甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万吨的高分子单体，旧法合成的反应是
(CH3)2C＝O＋HCN/ (CH3)2C(OH)CN
(CH3)2(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4/CH2＝C(CH3)COOCH3＋NH4HSO4
90年代新法的反应是：CH3C≡CH＋CH3OH＋CO/CH2＝C(CH3)COOCH3
与旧法比较，新法的优点是（ ）
A．原料无爆炸危险 B．原料都是无毒物质
C．原料利用率高 D．产率高
【答案】C
【解析】新的制备方法只生成甲基丙烯酸甲酯一种产物，原料利用率很高，旧的方法生成NH4HSO4，具有强酸性，会腐蚀设备，新法改进此缺点。
类型三、以高分子化合物为载体考查有机合成与推断
例3（2019 厦门海沧中学期末）A（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）①的反应类型是________，⑦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________。
【思路点拨】高分子化合物的合成与烃和烃的衍生物的性质相联系，需要比较系统地掌握各官能团的性质。
【答案】（1）乙炔 碳碳双键和酯基
（2）加成反应 消去反应
（3）/ CH3CH2CH2CHO
（4）11 /
（5）/、CH3—CH2—CH2—C≡CH、CH3—CH2—C≡C—CH3
（6）/
【解析】（1）依题意可知A是乙炔，B是CH≡CH与CH3COOH发生加成反应的产物即CH2＝CHOOCCH3，含有的官能团有碳碳双键（/））和酯基（/）。（2）反应①是CH≡CH与CH3COOH的加成反应；反应⑦是醇分子内脱水的消去反应。（3）依题意，C是/发生水解反应生成的聚乙烯醇即/，由C及聚乙烯醇缩丁醛的结构简式可确定D为丁醛（CH3CH2CH2CHO）。（4）在异戊二烯分子中，只有甲基上的2个氢原子与其他原子不可能共平面，其余11个原子均可以在同一平面内。（5）分子式为C5H8的炔烃有3种：CH3CH2CH2C≡CH、CH3CH2C≡CCH3和/。（6）模仿题给异戊二烯的合成路线，不难确定用CH≡CH和CH3CHO为原料制备1，3—丁二烯的合成路线，详见答案。
【总结升华】有机合成类的推断，一般有两种方法：一是“顺推法”；二是“逆推法”。比较常用的是“逆推法”，其思路是：（1）首先确定所要合成的有机产物属何类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系；（2）以题中要求的最终产物为起点，考虑这一有机物如何从前一有机物经过一步反应而制得，若不能一步制得，又需要经过哪些步骤，一直推导到题目中给定的原料。
举一反三：
【变式1】异戊二烯和苯乙烯按1︰1比例发生加聚反应生成高聚物的结构简式可能是（ ）
/
【答案】A
【解析】分别写出异戊二烯和苯乙烯的链节，然后进行组合，由于异戊二烯和苯乙烯的链节非对称结构，所以连接顺序可有多种。
【变式2】据《中国制药》报道，化合物F是用于制备“非典”药品（盐酸祛炎痛）的中间产物，其合成路线为：
/
已知：
Ⅰ．RNH2+R＇CH2ClRNHCH2R＇+HCl（R和R＇代表烃基）
Ⅱ．苯的同系物能被酸性高锰酸钾溶液氧化，如/
Ⅲ．/（苯胺，弱碱性，易氧化）
Ⅳ．/ 与浓硫酸、浓硝酸混合，在不同温度下会得到不同产物。
回答下列问题：
（1）C的结构简式是________。
（2）D+E→F的化学方程式是________。
（3）已知E的一种同分异构体（对位氨基）在一定条件下，可聚合成热固性很好的高分子，写出合成此高分子化合物的化学方程式：________。
（4）反应①～⑤中，属于取代反应的是（填序号）________。
【答案】
（1）/
/
/
（4）①②⑤
【解析】对A、D结构进行比较，可以看出D是A中甲基上的H被Cl取代的产物；对A、E的结构进行比较，可以看出②是A的甲基邻位上发生了硝化反应的过程；从信息Ⅱ、Ⅲ可以看出，B转化为E需要甲基氧化为羧基和硝基还原为氨基，但是由于氨基具有强还原性，易被氧化的特点，所以只能先氧化后还原，即③为氧化过程，④为还原过程，C的结构简式为/；从信息Ⅰ可以写出反应⑤的化学方程式，E属于氨基酸，所以E的同分异构体形成高分子化合物是氨基酸缩合形成肽键的过程。
【巩固练习】
一、选择题
1．今有高聚物/，有关它的下列叙述中正确的是（ ）。
A．它的链节是CH3—CH2—OOCCH3 B．它的聚合度n=3
C．它的单体是CH2＝CH—COOCH3 D．它是一种线型高分子化合物
2．（2019 哈尔滨模拟）加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、苯和甲苯。用图所示装置探究旧塑料的再利用。下列叙述不正确的是（ ）
/
A．装置乙的试管中可收集到芳香烃
B．装置丙中的试剂可吸收烯烃以制取卤代烃
C．最后收集的气体可做燃料
D．聚丙烯的链节是-CH2-CH2-CH2-
3．（2019 江苏南京、盐城模拟）化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．减少CO2的排放，可以减少酸雨的产生
B．减少SO2的排放，可以从根本上消除雾霾
C．“天宫一号”使用的碳纤维，是一种新型有机高分子材料
D．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，可以实现“碳”的循环利用
4．复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因在于（ ）。
A．复合材料的使用可以使导弹能经受超高温的变化
B．复合材料的使用可以使导弹的质量减轻
C．复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的压力
D．复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化
5．高分子材料与一般金属材料相比，具有的优良性能是（ ）
A．强度大 B．电绝缘性能好 C．不耐热 D．不耐化学腐蚀
6．有4稀有机物：/，其中可用于合成结构简式为/的高分子材料的正确组合为（ ）
A．①③④ B．①②③ C．①②④ D．②③④
7．（2019 西安调研）PVC管材的主要成分是聚氯乙烯，是当今世界上产量最大、应用最广泛的热塑性塑料之一。下列说法中正确的是（ ）。
A．聚氯乙烯是天然高分子化合物
B．合成聚氯乙烯的单体是CH2＝CHCl
C．聚氯乙烯能使溴的CCl4溶液褪色
D．聚氯乙烯保鲜膜可用于包装食品、糖果等
8．下列对一些塑料制品的叙述中，不正确的是（ ）
A．塑料凉鞋可以修补，是因为其制作材料是线型高分子材料，具有热塑性
B．聚乙烯塑料是线型高分子材料，具有热塑性，可反复加工多次使用
C．塑料制品废弃后采用深埋作业，是因为塑料制品易分解
D．酚醛塑料制品如电木插座不能进行热修补，是因为酚醛塑料是体型高分子，不具有热塑性
9．在国际环境问题中，使用一次性聚苯乙烯材料带来的“白色污染”极为严重，因为这种材料难分解，处理麻烦。最近科学家研制出了一种新材料/能代替聚苯乙烯，它是由乳酸（一种有机羟基羧酸）缩聚而成，能在乳酸菌的作用下降解而消除对环境的污染。下列关于聚乳酸的说法正确的是（ ）。
A．聚乳酸是一种纯净物
B．聚乳酸是一种羧酸
C．聚乳酸的单体是/
D．其聚合方式与聚苯乙烯的聚合方式相同
二、非选择题
1．克矽平是一种治疗矽肺病的药物，其合成路线如下（反应均在一定条件下进行）：
/
（1）化合物Ⅰ的某些化学性质类似于苯。例如，化合物Ⅰ可在一定条件下与氢气发生加成反应生成/，其反应方程式为________（不要求标出反应条件）。
（2）化合物Ⅰ生成化合物Ⅱ是原子利用率100％的反应，所需另一反应物的分子式为________。
（3）下列关于化合物Ⅱ和化合物Ⅲ的化学性质，说法正确的是（ ）（填字母）。
A．化合物Ⅱ可以与CH3COOH发生酯化反应
B．化合物Ⅱ不可以与金属Na生成氢气
C．化合物Ⅲ可以使溴的四氯化碳溶液褪色
D．化合物Ⅲ不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
（4）化合物Ⅲ生成化合物Ⅳ的反应方程式为________（不要求标出反应条件）。
（5）用氧化剂氧化化合物Ⅳ生成克矽平和水，则该氧化剂为________。
2．（2019 西安模拟）有机锌试剂（R—ZnBr）与酰氯（/）偶联可用于制备药物Ⅱ：
/
（1）化合物I的分子式为________。
（2）关于化合物Ⅱ，下列说法正确的有________（双选）。
A．可以发生水解反应
B．可与新制Cu(OH)2共热生成红色沉淀
C．可与FeCl3溶液反应显紫色
D．可与热的浓硝酸和浓硫酸混合液反应
（3）化合物Ⅲ含3个碳原子，且可发生加聚反应。按照途径1合成路线的表示方式，完成途径2中由Ⅲ到V的合成路线：________（标明反应试剂，忽略反应条件）。
（4）化合物V的核磁共振氢谱中峰的组数为 ________。以H替代化合物Ⅵ中的ZnBr，所得化合物的羧酸类同分异构体共有________种（不考虑手性异构）：
（5）化合物Ⅵ与Ⅶ反应可直接得到Ⅱ，则化合物Ⅶ的结构简式为________。
3．已知
Ⅰ．R—X+H2OR—OH+HX（X为卤素原子）；
Ⅱ．与/结构相似的醇不能被氧化成醛或酸。
“智能型”大分子在生物工程中有广泛的应用前景，PMAA就是一种“智能型”大分子。可用于生物制药中大分子与小分子的分离。下图是以物质A为起始反应物合成PMAA的路线图：
ABCDEF（CH＝C—COOH）PMAA。
（1）写出结构简式：A________，PMAA________。
（2）上述过程中的反应类型：①________；②________；③________。
（3）写出③的化学反应方程式：________。
（4）E在浓硫酸和加热的条件下，还可能生成一种环状产物，其结构简式为________。
4．尼龙-66广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件，亦可制成薄膜用作包装材料，其合成路线如下图所示（中间产物E给出两条合成路线）。
/
完成下列填空：
（1）写出反应类型：反应②________，反应③________。
（2）写出化合物D的结构简式：________。
（3）写出一种与C互为同分异构体，且能发生银镜反应的化合物的结构简式：________。
（4）写出反应①的化学方程式：________。
（5）下列化合物中能与E发生化学反应的是（ ）。
a．NaOH b．Na2CO3 c．NaCl d．HCl
（6）用化学方程式表示化合物B的另一种制备方法（原料任选）：________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．D
【解析】该高聚物的重复的结构单元是/；其结构简式为/，应为线型结构；合成它的单体是CH2＝CH—OOCCH3，而不是CH2＝CH—COOCH3。
2．D
【解析】A项加热聚丙烯可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、苯和甲苯，苯和甲苯的沸点较高，所以试管中最终残余物为固体碳，试管B收集到的产品是芳香烃苯和甲苯，故A正确；B项进入锥形瓶C的气体乙烯，烯烃可以与溴单质发生加成反应生成卤代烃使溴水褪色，故B正确；C项最后收集的气体为氢气和甲烷，可作燃料，故C正确；D项聚丙烯/，聚丙烯的链节是-CH2-CH（CH3）-，故D错误。故选D。
3．D
【解析】A项，CO2会导致温室效应，不会产生酸雨，错误；B项，雾霾主要是可吸入颗粒引起的，错误；C项，碳纤维的主要成分是碳，属于无机高分子材料，错误；D项，可降解即表明可以循环利用，正确。
4．B
【解析】复合材料的使用使导弹的质量减轻而提高其射程。
5．A、B
【解析】与一般金属材料相比，高分子材料具有强度大、电绝缘性能好等优良性能。
6．D
【解析】用“单双键互换法”可推出单体。
7．B
【解析】聚氯乙烯只能人工合成，它不是天然高分子化合物；其结构中不含碳碳双键，不能使溴的CCl4溶液褪色；其保鲜膜受热能释放出对人体有害的气体，不宜包装食品和糖果。
8．C
【解析】塑料废弃物难分解；深埋作业只是将白色污染由地面转入地下，并不能从根本上解决环境污染问题。
9．C
【解析】高聚物都是混合物，因而聚乳酸也是一种混合物；聚乳酸的链节中不合有—COOH，因而聚乳酸不属于羧酸；合成聚乳酸的单体是/，聚乳酸是经缩聚得到的，与苯乙烯经加聚得到聚苯乙烯的聚合方式不同。
二、非选择题
1．
/
（2）CH2O（答HCHO也可） （3）A、C
/
（5）H2O2（或过氧化氢、双氧水）
【解析】根据信息，化合物Ⅰ的某些化学性质类似于苯，苯能与H2发生加成反应，故化合物Ⅰ与H2反应如下：
/
原子利用率为100％的反应是一个化合反应，故另一物质的分子式为CH2O。由化合物Ⅱ存在官能团是C＝C键，C＝N键，—OH，而化合物Ⅲ存在官能团是C＝C键，C＝N键，故A、C正确。化合物Ⅲ生成化合物Ⅳ发生加聚反应，其反应为/，用氧化剂氧化Ⅳ变成克矽平和H2O，生成物H2O化合价降低，氧化剂只能为H2O2。
2．（1）C12H9Br （2）AD
（3）/
（4）4 4 （5）/
【解析】（1）由化合物Ⅰ的结构简式可确定其分子式为C12H9Br。（2）化合物Ⅱ中含有酯基，故可发生水解反应，A正确；Ⅱ中无醛基，不能与新制Cu(OH)2共热生成红色沉淀，B错误：Ⅱ中无酚羟基，不能与FeCl3溶液反应显紫色，C错误；Ⅱ中含苯环，能与热的浓硝酸和浓硫酸混合液发生硝化反应，D正确。（3）用逆推法可先确定化合物V为/，因Ⅲ中含3个碳原子，且可发生加聚反应，经两步反应可生成V，由此确定Ⅲ为/，与HBr在一定条件下反应生成Ⅳ（/），Ⅳ与乙醇发生酯化反应即可得到Ⅴ。（4）V（BrCH2CH2COOCH2CH3）中有4种不同化学环境的氢原子，故其核磁共振氢谱有4组峰。分子式为C5H10O2的羧酸类同分异构体有4种（丁基有4种）。（5）类比途径1，由化合物Ⅵ、Ⅱ的结构简式可确定化合物Ⅶ为/。
3．
/
（2）①加成反应 ②取代反应 ③消去反应
/
【解析】从各步骤的反应条件我们可以看出A→B是加成反应，B→c是水解反应，即取代反应，C→D是醇氧化成醛，D→E是醛氧化成酸，E→F是消去1分子水生成烯的反应，F→PMAA是聚合反应。所以从F倒推，可以推出E为/，D为/，C为/，B为/，A为/。
4．（1）氧化反应 缩聚反应
（2）H4NOOC(CH2)4COONH4
/
（5）d
（6）/（合理即可）
【解析】（1）环己烷与O2反应产物为C6H12O，从分子结构上看，多了一个O，所以C6H12O肯定是醇，反应②后出现羰基，可以确定C6H12O为醇。所以反应②为氧化反应，而③看形式即可知为缩聚反应。
（2）由尼龙-66可逆推出C和E分别为HOOC(CH2)4COOH和H2N(CH2)6NH2，所以D为
H4NOOC(CH2)4COONH4。
（3）满足要求的物质很多，如HOOC(CH2)3CH(OH)CHO。
（4）分析A与HCN的反应产物可知反应①为1，4-加成。且A与HCN反应为取代，所以反应①可为
CH2＝CH—CH＝CH2+Cl2—→CH2CH＝CHCH2。
（5）由E的官能团可知能与其反应的为d。
（6）制备B即为制备醇，可采用加成或者取代的方法。加成可为/，取代可为一氯环己烷与NaOH水溶液反应生成。
【学习目标】
1、通过具体实例说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物结构式，或从简单的聚合物结构式分析出单体；
2、通过聚乙烯、酚醛树脂、聚酯（涤沦）、顺丁橡胶、高吸水性树脂（聚丙烯酸钠）等实例说明高分子材料的优异性能，初步知道高分子化合物的结构与性能之间的关系；
3、体验日新月异的高分子材料在工农业生产、提高人民生活质量和高新技术领域中的重要作用。
【知识网络】
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【典型例题】
类型一、高分子化合物的结构、性质与用途
例1 下列原料或制成的产品中，若出现破损，不可能进行热修补的是（ ）。
A．聚氯乙烯材料的塑料凉鞋 B．家用电器的开关及插座
C．自行车的内胎 D．聚乙烯材料的塑料膜
【思路点拨】本题考查高分子化合物的性质与用途，属于知记类内容，难度不大。解答时只要能保证所学内容准确重现即可。
【答案】B
【解析】本题可利用两方面的知识进行分析选择，一是从结构方面考虑，A、C和D的高聚物的结构分别为
/、/和/，均属于线型高分子化合物，均具有热塑性，是可以进行热修补的，B是由体型的酚醛树脂材料制成的，不可进行热修补；二是从生活常识方面考虑，家用电器的插座一般是更换，不能进行热修补的。
【总结升华】本单元内容多属于知记类知识，注意纵向积累和横向对比。
举一反三：
【变式1】 “不粘锅”饮具是在金属锅的内壁上涂一薄层聚四氟乙烯制成，下列各项对聚四氟乙烯的叙述中正确的是( )
A．在聚四氟乙烯的单体中不含有碳碳双键
B．聚四氟乙烯在高温时容易燃烧
C．聚四氟乙烯的化学性质很稳定，正常使用时不会发生化学变化
D．聚四氟乙烯的分子内支链很多，且彼此缠绕，不会污染食物
【答案】C
【解析】聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯，是由氟原子取代乙烯中的4个H原子的得到的即CF2=CF2。作为“不粘锅”的涂层，聚四氟乙烯应具有的性质是耐高温、化学性质稳定；根据其结构判断，聚四氟乙烯应为线性结构。
【变式2】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（ ）
①无机化合物 ②有机化合物 ③高分子化合物
A．①③ B．①③ C．②③ D．②③
【答案】C
【解析】根据结构简式判断，聚丙烯酸酯是有机化合物、高分子化合物。
类型二、合成有机高分子化合物的方法
例2 下列各有机物，自身分子间在一定条件下能发生缩聚反应，且在适当条件下自身分子可以发生反应生成环状结构的是（ ）。
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【思路点拨】本题考查合成有机高分子化合物的方法。合成有机高分子化合物，高中阶段需要掌握加聚反应、缩聚反应两种方法，需要熟练掌握两种方法的区别。
【答案】A、B
【解析】以一种分子为单体发生缩聚反应，则这种单体必然至少具有两个官能团且可以缩合出一种小分子（如H2O、HX等），若这两种官能团接在碳链的端点上，则可相互反应生成环状化合物，依据上述规律分析：
选项A：碳链一端为—COOH，另一端为—OH，可发生酯化反应而缩去了小分子H2O，则在一定条件下可缩聚生成高分子化合物/，若分子内的—COOH与—OH酯化，则可生成环状酯/，则A项符合题意。
选项B：同样具有—COOH、—OH，还有一个—Cl。考虑到—COOH与—OH可发生酯化反应脱去H2O，则可推断B可发生缩聚反应生成高聚物，也会发生两分子聚合，生成环状化合物，所以B项也符合题意。
选项C：苯酚与甲醛HCHO可以发生缩聚反应生成酚醛树脂，但如果只有一种物质，则自身分子间不能发生缩聚反应，自身分子也无法形成环状结构，则C项不合题意。
选项D：乙烯醇虽可发生聚合反应生成聚乙烯醇，但它是由加聚反应（而不是缩聚反应）生成的，反应过程中并没有缩去小分子，而只是双键打开加聚。CH2＝CH—OH同样也不能由自身分子结构生成环状化合物。
【总结升华】加聚反应是由不饱和单体相互加成聚合成高分子化合物的反应。加聚反应的特点：
①单体一般是不饱和化合物；②一般链节主链上全部是碳原子；③高分子与单体具有相同组成，高分子与单体的相对分子质量之比等于聚合度。
缩聚反应是由单体聚合成高分子化合物的反应，同时还有小分子生成。缩聚反应的特点：
①单体一般是含有两个以上活泼官能团（—OH、—COOH）的化合物；②链节主链上除碳原子外，通常还有或N等杂质原子为；③高分子与单体的组成不同，高分子与单体的相对分子质量之比不等于聚合度。
举一反三：
【变式1】（2019 陕西质量检测）PMMA也叫亚克力或者亚加力[其分子式是(C5H8O2)n]，其实就是有机玻璃，化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯。某同学从提供的原料库中选择一种原料X，设计合成高分子亚克力的路线如下图所示：
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原料库：a．CH2＝CHCH3 b．CH2＝CHCH2CH3 /
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请回答：
（1）原料X是________（选填序号字母）。
（2）②的反应条件是________；⑧的反应类型是________；D中含有的官能团的名称是________。
（3）④的化学方程式是________。⑦的化学方程式是________。
（4）C有多种同分异构体，其中分子中含有“/”结构的共有________种。
（5）某同学以丙烯为原料设计了合成中间体D的路线：丙烯……—→D，得到D的同时也得到了另一种有机副产物M，请你预测M可能的结构简式是________。
【答案】（1）c
（2）NaOH水溶液，加热 加聚反应 羧基、羟基
/
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（4）6
（5）CH3CH2CH(OH)COOH
【解析】结合流程和目标产物可知E为甲基丙烯酸（/），利用该物质的碳骨架可知原料X为2—甲基丙烯。反应①为加成反应得到溴代烃A（/），结合反应④的条件可知A→B为溴代烃的水解反应得到醇，故反应②的反应条件是NaOH水溶液、加热；反应③是醇的催化氧化，故C为/，C→D发生银镜反应，故D为/，反应⑥为醇的消去反应得到丙烯酸，反应⑦发生酯化反应得到甲基丙烯酸甲酸（E），其结构简式为/，反应⑧是甲基丙烯酸甲酯发生加聚反应，得到PMMA。（4）物质C的分子式为C4H8O2，分子中含有“/”的物质为羧酸或酯类，其中羧酸类有2种；酯类中甲酸酯2种以及乙酸乙酯和丙酸甲酯，共6种同分异构体。（5）以丙烯为原料，与HBr加成，最终制得有机物D（/）的反应步骤为丙烯与HBr加成得到2—溴丙烷，然后依次发生水解、催化氧化得到丙酮，丙酮再与HCN反应、最后在H+／H2O的作用下得到D；但丙烯与HBr加成时还有另一产物：1—溴丙烷，然后在发生水解、催化氧化时得到丙醛，丙醛再与HCN反应、最后在H+／H2O的作用下可得到副产物M，其结构简式应为CH3CH2CH(OH)COOH。
【变式2】甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万吨的高分子单体，旧法合成的反应是
(CH3)2C＝O＋HCN/ (CH3)2C(OH)CN
(CH3)2(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4/CH2＝C(CH3)COOCH3＋NH4HSO4
90年代新法的反应是：CH3C≡CH＋CH3OH＋CO/CH2＝C(CH3)COOCH3
与旧法比较，新法的优点是（ ）
A．原料无爆炸危险 B．原料都是无毒物质
C．原料利用率高 D．产率高
【答案】C
【解析】新的制备方法只生成甲基丙烯酸甲酯一种产物，原料利用率很高，旧的方法生成NH4HSO4，具有强酸性，会腐蚀设备，新法改进此缺点。
类型三、以高分子化合物为载体考查有机合成与推断
例3（2019 厦门海沧中学期末）A（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：
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回答下列问题：
（1）A的名称是________，B含有的官能团是________。
（2）①的反应类型是________，⑦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________。
【思路点拨】高分子化合物的合成与烃和烃的衍生物的性质相联系，需要比较系统地掌握各官能团的性质。
【答案】（1）乙炔 碳碳双键和酯基
（2）加成反应 消去反应
（3）/ CH3CH2CH2CHO
（4）11 /
（5）/、CH3—CH2—CH2—C≡CH、CH3—CH2—C≡C—CH3
（6）/
【解析】（1）依题意可知A是乙炔，B是CH≡CH与CH3COOH发生加成反应的产物即CH2＝CHOOCCH3，含有的官能团有碳碳双键（/））和酯基（/）。（2）反应①是CH≡CH与CH3COOH的加成反应；反应⑦是醇分子内脱水的消去反应。（3）依题意，C是/发生水解反应生成的聚乙烯醇即/，由C及聚乙烯醇缩丁醛的结构简式可确定D为丁醛（CH3CH2CH2CHO）。（4）在异戊二烯分子中，只有甲基上的2个氢原子与其他原子不可能共平面，其余11个原子均可以在同一平面内。（5）分子式为C5H8的炔烃有3种：CH3CH2CH2C≡CH、CH3CH2C≡CCH3和/。（6）模仿题给异戊二烯的合成路线，不难确定用CH≡CH和CH3CHO为原料制备1，3—丁二烯的合成路线，详见答案。
【总结升华】有机合成类的推断，一般有两种方法：一是“顺推法”；二是“逆推法”。比较常用的是“逆推法”，其思路是：（1）首先确定所要合成的有机产物属何类别，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系；（2）以题中要求的最终产物为起点，考虑这一有机物如何从前一有机物经过一步反应而制得，若不能一步制得，又需要经过哪些步骤，一直推导到题目中给定的原料。
举一反三：
【变式1】异戊二烯和苯乙烯按1︰1比例发生加聚反应生成高聚物的结构简式可能是（ ）
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【答案】A
【解析】分别写出异戊二烯和苯乙烯的链节，然后进行组合，由于异戊二烯和苯乙烯的链节非对称结构，所以连接顺序可有多种。
【变式2】据《中国制药》报道，化合物F是用于制备“非典”药品（盐酸祛炎痛）的中间产物，其合成路线为：
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已知：
Ⅰ．RNH2+R＇CH2ClRNHCH2R＇+HCl（R和R＇代表烃基）
Ⅱ．苯的同系物能被酸性高锰酸钾溶液氧化，如/
Ⅲ．/（苯胺，弱碱性，易氧化）
Ⅳ．/ 与浓硫酸、浓硝酸混合，在不同温度下会得到不同产物。
回答下列问题：
（1）C的结构简式是________。
（2）D+E→F的化学方程式是________。
（3）已知E的一种同分异构体（对位氨基）在一定条件下，可聚合成热固性很好的高分子，写出合成此高分子化合物的化学方程式：________。
（4）反应①～⑤中，属于取代反应的是（填序号）________。
【答案】
（1）/
/
/
（4）①②⑤
【解析】对A、D结构进行比较，可以看出D是A中甲基上的H被Cl取代的产物；对A、E的结构进行比较，可以看出②是A的甲基邻位上发生了硝化反应的过程；从信息Ⅱ、Ⅲ可以看出，B转化为E需要甲基氧化为羧基和硝基还原为氨基，但是由于氨基具有强还原性，易被氧化的特点，所以只能先氧化后还原，即③为氧化过程，④为还原过程，C的结构简式为/；从信息Ⅰ可以写出反应⑤的化学方程式，E属于氨基酸，所以E的同分异构体形成高分子化合物是氨基酸缩合形成肽键的过程。
【巩固练习】
一、选择题
1．今有高聚物/，有关它的下列叙述中正确的是（ ）。
A．它的链节是CH3—CH2—OOCCH3 B．它的聚合度n=3
C．它的单体是CH2＝CH—COOCH3 D．它是一种线型高分子化合物
2．（2019 哈尔滨模拟）加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、苯和甲苯。用图所示装置探究旧塑料的再利用。下列叙述不正确的是（ ）
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A．装置乙的试管中可收集到芳香烃
B．装置丙中的试剂可吸收烯烃以制取卤代烃
C．最后收集的气体可做燃料
D．聚丙烯的链节是-CH2-CH2-CH2-
3．（2019 江苏南京、盐城模拟）化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．减少CO2的排放，可以减少酸雨的产生
B．减少SO2的排放，可以从根本上消除雾霾
C．“天宫一号”使用的碳纤维，是一种新型有机高分子材料
D．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，可以实现“碳”的循环利用
4．复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因在于（ ）。
A．复合材料的使用可以使导弹能经受超高温的变化
B．复合材料的使用可以使导弹的质量减轻
C．复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的压力
D．复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化
5．高分子材料与一般金属材料相比，具有的优良性能是（ ）
A．强度大 B．电绝缘性能好 C．不耐热 D．不耐化学腐蚀
6．有4稀有机物：/，其中可用于合成结构简式为/的高分子材料的正确组合为（ ）
A．①③④ B．①②③ C．①②④ D．②③④
7．（2019 西安调研）PVC管材的主要成分是聚氯乙烯，是当今世界上产量最大、应用最广泛的热塑性塑料之一。下列说法中正确的是（ ）。
A．聚氯乙烯是天然高分子化合物
B．合成聚氯乙烯的单体是CH2＝CHCl
C．聚氯乙烯能使溴的CCl4溶液褪色
D．聚氯乙烯保鲜膜可用于包装食品、糖果等
8．下列对一些塑料制品的叙述中，不正确的是（ ）
A．塑料凉鞋可以修补，是因为其制作材料是线型高分子材料，具有热塑性
B．聚乙烯塑料是线型高分子材料，具有热塑性，可反复加工多次使用
C．塑料制品废弃后采用深埋作业，是因为塑料制品易分解
D．酚醛塑料制品如电木插座不能进行热修补，是因为酚醛塑料是体型高分子，不具有热塑性
9．在国际环境问题中，使用一次性聚苯乙烯材料带来的“白色污染”极为严重，因为这种材料难分解，处理麻烦。最近科学家研制出了一种新材料/能代替聚苯乙烯，它是由乳酸（一种有机羟基羧酸）缩聚而成，能在乳酸菌的作用下降解而消除对环境的污染。下列关于聚乳酸的说法正确的是（ ）。
A．聚乳酸是一种纯净物
B．聚乳酸是一种羧酸
C．聚乳酸的单体是/
D．其聚合方式与聚苯乙烯的聚合方式相同
二、非选择题
1．克矽平是一种治疗矽肺病的药物，其合成路线如下（反应均在一定条件下进行）：
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（1）化合物Ⅰ的某些化学性质类似于苯。例如，化合物Ⅰ可在一定条件下与氢气发生加成反应生成/，其反应方程式为________（不要求标出反应条件）。
（2）化合物Ⅰ生成化合物Ⅱ是原子利用率100％的反应，所需另一反应物的分子式为________。
（3）下列关于化合物Ⅱ和化合物Ⅲ的化学性质，说法正确的是（ ）（填字母）。
A．化合物Ⅱ可以与CH3COOH发生酯化反应
B．化合物Ⅱ不可以与金属Na生成氢气
C．化合物Ⅲ可以使溴的四氯化碳溶液褪色
D．化合物Ⅲ不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
（4）化合物Ⅲ生成化合物Ⅳ的反应方程式为________（不要求标出反应条件）。
（5）用氧化剂氧化化合物Ⅳ生成克矽平和水，则该氧化剂为________。
2．（2019 西安模拟）有机锌试剂（R—ZnBr）与酰氯（/）偶联可用于制备药物Ⅱ：
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（1）化合物I的分子式为________。
（2）关于化合物Ⅱ，下列说法正确的有________（双选）。
A．可以发生水解反应
B．可与新制Cu(OH)2共热生成红色沉淀
C．可与FeCl3溶液反应显紫色
D．可与热的浓硝酸和浓硫酸混合液反应
（3）化合物Ⅲ含3个碳原子，且可发生加聚反应。按照途径1合成路线的表示方式，完成途径2中由Ⅲ到V的合成路线：________（标明反应试剂，忽略反应条件）。
（4）化合物V的核磁共振氢谱中峰的组数为 ________。以H替代化合物Ⅵ中的ZnBr，所得化合物的羧酸类同分异构体共有________种（不考虑手性异构）：
（5）化合物Ⅵ与Ⅶ反应可直接得到Ⅱ，则化合物Ⅶ的结构简式为________。
3．已知
Ⅰ．R—X+H2OR—OH+HX（X为卤素原子）；
Ⅱ．与/结构相似的醇不能被氧化成醛或酸。
“智能型”大分子在生物工程中有广泛的应用前景，PMAA就是一种“智能型”大分子。可用于生物制药中大分子与小分子的分离。下图是以物质A为起始反应物合成PMAA的路线图：
ABCDEF（CH＝C—COOH）PMAA。
（1）写出结构简式：A________，PMAA________。
（2）上述过程中的反应类型：①________；②________；③________。
（3）写出③的化学反应方程式：________。
（4）E在浓硫酸和加热的条件下，还可能生成一种环状产物，其结构简式为________。
4．尼龙-66广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件，亦可制成薄膜用作包装材料，其合成路线如下图所示（中间产物E给出两条合成路线）。
/
完成下列填空：
（1）写出反应类型：反应②________，反应③________。
（2）写出化合物D的结构简式：________。
（3）写出一种与C互为同分异构体，且能发生银镜反应的化合物的结构简式：________。
（4）写出反应①的化学方程式：________。
（5）下列化合物中能与E发生化学反应的是（ ）。
a．NaOH b．Na2CO3 c．NaCl d．HCl
（6）用化学方程式表示化合物B的另一种制备方法（原料任选）：________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．D
【解析】该高聚物的重复的结构单元是/；其结构简式为/，应为线型结构；合成它的单体是CH2＝CH—OOCCH3，而不是CH2＝CH—COOCH3。
2．D
【解析】A项加热聚丙烯可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、苯和甲苯，苯和甲苯的沸点较高，所以试管中最终残余物为固体碳，试管B收集到的产品是芳香烃苯和甲苯，故A正确；B项进入锥形瓶C的气体乙烯，烯烃可以与溴单质发生加成反应生成卤代烃使溴水褪色，故B正确；C项最后收集的气体为氢气和甲烷，可作燃料，故C正确；D项聚丙烯/，聚丙烯的链节是-CH2-CH（CH3）-，故D错误。故选D。
3．D
【解析】A项，CO2会导致温室效应，不会产生酸雨，错误；B项，雾霾主要是可吸入颗粒引起的，错误；C项，碳纤维的主要成分是碳，属于无机高分子材料，错误；D项，可降解即表明可以循环利用，正确。
4．B
【解析】复合材料的使用使导弹的质量减轻而提高其射程。
5．A、B
【解析】与一般金属材料相比，高分子材料具有强度大、电绝缘性能好等优良性能。
6．D
【解析】用“单双键互换法”可推出单体。
7．B
【解析】聚氯乙烯只能人工合成，它不是天然高分子化合物；其结构中不含碳碳双键，不能使溴的CCl4溶液褪色；其保鲜膜受热能释放出对人体有害的气体，不宜包装食品和糖果。
8．C
【解析】塑料废弃物难分解；深埋作业只是将白色污染由地面转入地下，并不能从根本上解决环境污染问题。
9．C
【解析】高聚物都是混合物，因而聚乳酸也是一种混合物；聚乳酸的链节中不合有—COOH，因而聚乳酸不属于羧酸；合成聚乳酸的单体是/，聚乳酸是经缩聚得到的，与苯乙烯经加聚得到聚苯乙烯的聚合方式不同。
二、非选择题
1．
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（2）CH2O（答HCHO也可） （3）A、C
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（5）H2O2（或过氧化氢、双氧水）
【解析】根据信息，化合物Ⅰ的某些化学性质类似于苯，苯能与H2发生加成反应，故化合物Ⅰ与H2反应如下：
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原子利用率为100％的反应是一个化合反应，故另一物质的分子式为CH2O。由化合物Ⅱ存在官能团是C＝C键，C＝N键，—OH，而化合物Ⅲ存在官能团是C＝C键，C＝N键，故A、C正确。化合物Ⅲ生成化合物Ⅳ发生加聚反应，其反应为/，用氧化剂氧化Ⅳ变成克矽平和H2O，生成物H2O化合价降低，氧化剂只能为H2O2。
2．（1）C12H9Br （2）AD
（3）/
（4）4 4 （5）/
【解析】（1）由化合物Ⅰ的结构简式可确定其分子式为C12H9Br。（2）化合物Ⅱ中含有酯基，故可发生水解反应，A正确；Ⅱ中无醛基，不能与新制Cu(OH)2共热生成红色沉淀，B错误：Ⅱ中无酚羟基，不能与FeCl3溶液反应显紫色，C错误；Ⅱ中含苯环，能与热的浓硝酸和浓硫酸混合液发生硝化反应，D正确。（3）用逆推法可先确定化合物V为/，因Ⅲ中含3个碳原子，且可发生加聚反应，经两步反应可生成V，由此确定Ⅲ为/，与HBr在一定条件下反应生成Ⅳ（/），Ⅳ与乙醇发生酯化反应即可得到Ⅴ。（4）V（BrCH2CH2COOCH2CH3）中有4种不同化学环境的氢原子，故其核磁共振氢谱有4组峰。分子式为C5H10O2的羧酸类同分异构体有4种（丁基有4种）。（5）类比途径1，由化合物Ⅵ、Ⅱ的结构简式可确定化合物Ⅶ为/。
3．
/
（2）①加成反应 ②取代反应 ③消去反应
/
【解析】从各步骤的反应条件我们可以看出A→B是加成反应，B→c是水解反应，即取代反应，C→D是醇氧化成醛，D→E是醛氧化成酸，E→F是消去1分子水生成烯的反应，F→PMAA是聚合反应。所以从F倒推，可以推出E为/，D为/，C为/，B为/，A为/。
4．（1）氧化反应 缩聚反应
（2）H4NOOC(CH2)4COONH4
/
（5）d
（6）/（合理即可）
【解析】（1）环己烷与O2反应产物为C6H12O，从分子结构上看，多了一个O，所以C6H12O肯定是醇，反应②后出现羰基，可以确定C6H12O为醇。所以反应②为氧化反应，而③看形式即可知为缩聚反应。
（2）由尼龙-66可逆推出C和E分别为HOOC(CH2)4COOH和H2N(CH2)6NH2，所以D为
H4NOOC(CH2)4COONH4。
（3）满足要求的物质很多，如HOOC(CH2)3CH(OH)CHO。
（4）分析A与HCN的反应产物可知反应①为1，4-加成。且A与HCN反应为取代，所以反应①可为
CH2＝CH—CH＝CH2+Cl2—→CH2CH＝CHCH2。
（5）由E的官能团可知能与其反应的为d。
（6）制备B即为制备醇，可采用加成或者取代的方法。加成可为/，取代可为一氯环己烷与NaOH水溶液反应生成。