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第一节 合成高分子化合物的基本方法
自从甲型H1N1流感病毒从墨西哥开始向全球40多个国家及地区蔓延开来以后，不少国家一直认为达菲是治疗这种流感病毒的主流药物。
达菲是由我国特有中药材八角的提取物——莽草酸为原料合成的。由于用量非常大因而导致原料八角供应不足，无法保证达菲生产的需要。经过科学家的努力，以从石油中提炼的化学物质1,4 环己二烯为原料，在不使用莽草酸的情况下，成功研制出了达菲仿制药物。
在进行合成时如何构建碳骨架？如何进行官能团的引入和转化？
1．了解合成高分子化合物的组成与结构特点，能依据简单合成高分子化合物的结构分析其链节和单体。
2．了解加聚反应和缩聚反应的特点。
3．能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式。
4．从有机高分子化合物的结构特点出发，掌握合成有机高分子化合物的基本方法，培养学生的推理、概括能力。
1．定义：由许多小分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很高(一般高达104～106)的一类化合物。
2．基本概念
基本概念 含义
单体 能合成高分子化合物的 ，一般是 .
链节 高分子化合物分子中具有代表性的、
，也称重复结构单元
聚合度 每个高分子链中 通常用n表示
高聚物 由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物
低分子化合物
不饱和的或含有两个或更多官能团的小分子
相同、重复出现的最小单位
化学组成
链节的重复次数
例如：
有机高分子化合物与低分子有机物的区别
有机高分子化合物 低分子有机物
相对分子质量 一般高达104～106 1 000以下
相对分子质量数值 平均值 有明确数值
分子的基本结构 由若干个重复结构单元组成 单一分子结构
性质 在物理、化学性质上有较大差别
联系 有机高分子化合物是以低分子有机物为原料经聚合反应得到的
①根据有机高分子的重复结构单元可推知低分子有机物原料的组成与结构。
②有机高分子化合物都是混合物，没有固定的熔、沸点。
1．合成有机玻璃的反应方程式为：
该化学反应的反应类型为__________反应，其中单体是______________，高分子化合物的链节为________，n值叫_____________________________________________________，
有机玻璃属__________(纯净物/混合物)，原因是______________________。
答案： 加聚
聚合度 混合物 不同分子n值不同
1．加成聚合反应(加聚反应)
(1)概念：由含有 键的化合物分子以 的形式结合成高分子化合物的反应。
(2)加聚反应的特点：
①单体必须是含有 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)。
不饱和
加成反应
双键、三键
②发生加聚反应的过程中，没有副产物产生。
③聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。
④聚合物相对分子质量为 相对分子质量的整数倍。
(3)常见的加聚反应
①乙烯的加聚： ;
②1,3 丁二烯的加聚：
。
单体
2．缩聚反应
(1)概念：有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时生成 的反应。
(2)聚合反应的特点：
①缩聚反应的单体往往是具有双官能团(如 及活泼氢原子等)或 的小分子。
②缩聚反应生成聚合物的同时，还有 (如 等)生成。
③所得聚合物链节的化学组成与单体的 。
小分子化合物
—NH2、—X
—OH、—COOH、
多官能团
小分子副产物
H2O、NH3、HCl
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 .
或原子团
端基原子
(3)常见的缩聚反应
①羟基酸缩聚
如HOCH2COOH的缩聚：
HOOC(CH2)5OH的缩聚：
②醇与酸缩聚
如乙二酸与乙二醇的缩聚：
己二酸与乙二醇的缩聚：
有机高分子化合物单体的推断
1．加聚产物单体的推断
(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。
(2)凡链节主链上只有四个碳原子(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。
(3)凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键( )结构的聚合物，双键前后各两个碳原子划线断开，形成间二烯烃结构，其规律是“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”从一端划线断开，隔一键断一键，然后将半键闭合，即单双键互换。
(4)若给出较长的结构片段，则应首先找出重复的链节，再加以判断，但应注意重复的链节有时不止一种形式，可去掉一端的一个碳原子(可能属于前一个链节)后再考虑。
2．缩聚产物单体的推断
(1)若链节中含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛。如
(2)若链节中含有以下结构，如
其单体必为一种，如
2．感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。其结构简式为：
回答下列问题：
(1)已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简式________________、________________。
(2)写出在(1)中由两种单体合成高聚物的反应方程式：
___________________________________________________
_________________________________________________。
(3)对此高聚物的性质判断中不正确的是________。
A．在酸性条件下可以发生水解
B．此高聚物不能使溴水褪色
C．此高聚物可以使酸性KMnO4溶液褪色
D．此高聚物可与液溴发生取代反应
E．此高聚物水解后可得到另外一种高聚物
解析： (1)由高聚物的结构简式可知，它相当于由
聚合而成的，这种酯由
(2)先写出 发生酯化反应的化学方程式，再写出生成物发生加聚反应的化学方程式。
(3)由高聚物的结构简式可以看出，该高分子材料中含有
两种官能团，具有烯烃和酯类物质的性质。
答案：
下列化合物中
(1)可发生加聚反应的化合物是________，加聚物的结构简式为________。
(2)同种分子间可发生缩聚反应生成酯键的化合物是________，缩聚物的结构简式为__________________。
(3)两种分子间可发生缩聚反应的化合物是________和________，缩聚物的结构简式为_______________________ _____________________________。
思路指引： 解答本题要注意以下两点：
(1)分析所给物质的结构特点和官能团。
(2)注意题中要求，同种分子和不同分子的区别。
c分子结构中含有碳碳双键，所以可发生加聚反应；a分子结构中含有两个不同的官能团，所以同一单体间可发生缩聚反应；b、e分子中含有两个相同的官能团，所以两种分子之间可发生缩聚反应。
(1)判断是发生加聚反应还是缩聚反应，要看单体的结构：单体中含有不饱和键，往往发生加聚反应，并且链节主链上只有碳原子；单体中含有两种以上官能团，往往发生缩聚反应，主链上除碳原子外还有其他原子。
(2)单体的物质的量与缩聚物结构简式的小角标要一致；要注意小分子的物质的量：一般由一种单体进行的缩聚反应，生成小分子的物质的量为(n－1)；由两种单体进行的缩聚反应，生成小分子的物质的量为(2n－1)。
答案： B
解析： 由高分子化合物结构，逆推其单体为乙二酸、乙二醇。再结合初始原料的反应变化类型确定原料R为乙烯。
答案： D
列高聚物中，由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是( )
分析题中四个选项：A项是由CH2===CH2和CH2===CHCN加聚而成的；B项是由CH2===CH—CH===CH2加聚而成的；C项是由CH2===CH—CH===CH2和CH2===CHC6H5加聚而成的。只有D项中含有官能团—COO—，故D项是通过缩聚反应生成的。
答案： D
根据聚合物的类型以及链节的特点，聚合物的单体推断方法如下：
解析： 根据高分子化合物的结构特点，确定聚合反应的反应类型，再依据加聚、缩聚产物单体的判断方法，逐个进行分析、判断。
答案： (1)CH2===CH—Cl 加聚反应
1．下列物质中有固定熔点的是( )
A．聚乙烯 B．氯化钠
C．淀粉 D．聚1,3 丁二烯
解析： A、C、D是高分子化合物，由于n值不等，所以是混合物，没有固定的熔点。
答案： B
答案： D
3．聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是( )
答案： B
4．作为单体，能在一定条件下发生加聚反应生成
解析：
答案： A
5．聚四氟乙烯塑料的耐热性和化学稳定性都超过了其他塑料，号称“塑料之王”，在工业上有广泛用途。其合成路线如下所示：氯仿 二氟一氯甲烷 四氟乙烯 聚四氟乙烯
答案：
6．下面是一种线型高分子的一部分：
由此分析，这种高分子化合物的单体至少有________种，它们的结构简式为____________________________________。
合成该高分子化合物的反应类型是_____________________________________________________。
其中③和⑤结构相同，合成这种高分子化合物的单体至少有五种，即①②③④⑥。
【答案】 5
练考题、验能力、轻巧夺冠第5章 第1节
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题(本题包括10小题，共50分)
1．下列对于有机高分子化合物的认识正确的是( )
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，因而其结构很复杂
C．对于一块高分子材料来说，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大类，A项错，D项正确；有机高分子化合物虽然相对分子质量很大，但在通常情况下，结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重复连接而成的；对于一块高分子材料来说，它是由许多聚合度相同或不同的高分子聚合起来的，因而n是一个平均值，也就是说它的相对分子质量只能是一个平均值。B、C项错误。
答案： D
2．(2009·江苏单科)《中华人民共和国食品安全法》于2009年6月1日起实施。下列做法不利于食品安全的是( )
A．用聚氯乙烯塑料袋包装食品
B．在食用盐中添加适量的碘酸钾
C．在食品加工中科学使用食品添加剂
D．研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量
解析： 聚氯乙烯为含氯化合物，包装食品有一定毒性，不利于食品安全。选A。
答案： A
3．下列高分子化合物所对应的结构单元正确的是( )
A．聚氯乙烯
B．聚苯乙烯
C．聚异戊二烯
D．聚丙烯 —CH2—CH2—CH2—
解析： A的结构单元应为，B的结构单元应为，D的结构单元应为。
答案： C
4．下列物质不属于天然有机高分子化合物的是( )
A．淀粉 B．纤维素
C．聚氯乙烯 D．蛋白质
解析： 聚氯乙烯是合成高分子化合物；淀粉、纤维素、蛋白质都是天然高分子化合物。故选C。
答案： C
5．某高分子化合物的部分结构如下：
下列说法中正确的是(双选)( )
A．聚合物的分子式为C3H3Cl3
B．聚合物的链节为
C．合成该聚合物的单体是CHClCHCl
D．若n表示聚合度，则其相对分子质量为97n
解析： 注意到碳碳单键可以旋转，则可判断上述聚合物重复的结构单元(即链节)为，该聚合物的结构简式为。合成它的单体是，其分子式为(C2H2Cl2)n，其相对分子质量为97n。
答案： CD
6．婴儿用的一次性尿片中有一层能吸水保水的物质，下列高分子中有可能被采用的是( )
解析： 此题考查了大家用所学知识解释实际问题的能力。选项A、C是乙烯卤代物的高聚物，不溶于水，选项D是一种聚酯，也不溶于水，故都不会吸水；B是高聚物，但在分子中存在有—OH，具有多元醇(如丙三醇)的性质，能吸水。
答案： B
7．现有烃的含氧衍生物A，还原A时形成醇B；氧化A时形成C，由B、C反应可生成高分子化合物，以下叙述错误的是( )
A．A属于醛类
B．A的相对分子质量为58
C．A分子中有6个原子，含碳40%
D．1 mol A与足量银氨溶液反应能还原出4 mol银
解析： 由知单体为HOCH2CH2OH和HOOC—COOH，发生的是缩聚反应，物质A为OHC—CHO，属于醛类，乙二醛中碳的含量为：×100%＝41.4%。1 mol A中含有2 mol醛基，故与足量银氨溶液反应产生4 mol银。
答案： C
8．有4种有机物：
，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
解析： 本题主要考查不饱和烃加聚反应的规律。根据所给高聚物的结构简式和加聚反应原理可知主链上碳原子为不饱和碳原子，根据碳的4个价键则可作如下的断键处理(断键处用虚线表示)，
断键后两半键闭合可得如下的单体：
答案： D
9．下列合成高分子材料的化学方程式和反应类型均正确的是(双选)( )
解析： A、B、C发生的反应是加聚反应，加聚反应发生在碳碳双键上，A为，B发生的是缩聚反应，应为。
答案： CD
10．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( )
解析： 能发生加成反应的含有或—CHO等；能发生加聚反应的含有：等；能发生缩聚反应的含有：—NH2与—COOH、—OH与—COOH或酚与醛等。
答案： B
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．(12分)(1)聚乙烯塑料属于________型高分子材料，当它受热时发生的现象是_____ ___________________________________。然后将其冷却发生的现象是______________，这是它的______性。
(2)经测定某种聚乙烯塑料的平均相对分子质量为2.82×105，则该聚乙烯塑料的聚合度为________，取这种聚乙烯塑料28 g，让其完全燃烧，请写出反应的化学方程式：_________________________，并计算燃烧所需O2在标准状况下的体积为________L。
解析： (1)本问是对热塑性高分子材料性质的检查，可参阅教材中的有关内容回答；(2)本问是有关高分子聚合度n和燃烧的简单计算，应该不难。
答案： (1)线 随着受热温度的升高开始软化，后逐渐熔化为流动的液体 液体又凝为固体 热塑
(2)1.01×104 ?CH2—CH2?＋3nO22nCO2＋2nH2O 67.2
12．(12分)人造羊毛在许多方面比天然羊毛更优良，其分子里存在如下结构的有机物：
则合成它的单体是_______________ _________________________________________________________。
解析： 按“单双键互换法”推断如下：
于是可得到合成该有机物的三种单体。
答案：
13．(12分)已知涤纶树脂的结构简式为：
，它是________和________(填单体的结构简式)通过____________反应而制的，反应的化学方程式为________________________ _____ ____________________________________________________________________________。
解析：
答案： HOCH2CH2OH 缩聚
14．(14分)(知能提升)(2011·烟台高二质检)有机合成粘合剂是生产和生活中一类重要的材料。黏合的过程一般是呈液态的粘合剂小分子，经化学反应转化为大分子或高分子而固化。
(1)“502胶”是一种快干胶，其成分为α 氰基丙烯酸乙酯()，当暴露在空气中时，微量的水起催化作用，使其发生碳碳双键的加聚反应而迅速固化，几秒钟即可被粘物牢牢粘在一起。请写出“502胶”发生粘合作用的化学方程式： __________________。
(2)厌氧胶(主要成分为)是另一种粘合剂，它与“502胶”不同，可在空气中长期储存，但在隔绝空气(缺氧)时，分子中的双键断开发生聚合而固化。在工业上用丙烯酸和某物质在一定条件下反应可制得这种粘合剂。则这一制取过程的化学反应方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)“502胶”发生粘合作用的反应为加聚反应；(2)制取厌氧胶应为丙烯酸CH2===CH—COOH与乙二醇HOCH2CH2OH发生酯化反应。
答案： (1)
