第五章 进入合成有机高分子化合物的时代
第一节 合成高分子化合物的基本方法
一、合成高分子化合物的基本反应类型
1．加成聚合反应(简称加聚反应)
(1)特点
①单体分子含不饱和键(双键或三键)；
②单体和生成的聚合物组成相同；
③反应只生成聚合物。
(2)加聚物结构简式的书写
将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。由于加聚物的端基不确定，通常用“—”表示。如聚丙烯的结构式。
(3)加聚反应方程式的书写
①均聚反应：发生加聚反应的单体只有一种。如
?
②共聚反应：发生加聚反应的单体有两种或多种。如
2．缩合聚合反应(简称缩聚反应)
(1)特点
①缩聚反应的单体至少含有两个官能团；
②单体和聚合物的组成不同；
③反应除了生成聚合物外，还生成小分子；
④含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构。
(2)缩合聚合物(简称缩聚物)结构简式的书写
要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如
(3)缩聚反应方程式的书写
单体的物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致；要注意小分子的物质的量：一般由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(n－1)；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(2n－1)。
①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。
②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。
③以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成H2O的方式而进行的缩聚反应。
特别提醒 单体与链节不同，如单体是CH2===CH2，链节为—CH2—CH2—，加聚物与单体结构上不相似，性质不同，不为同系物。如?分子中无。
3．加聚反应与缩聚反应的比较
加聚反应 缩聚反应
不同点 反应物 单体必须是不饱和的 单体不一定是不饱和的，但必须要含有某些官能团
生成物 生成物只有高分子化合物 生成物除高分子化合物外，还有水、卤化氢、氨等小分子化合物
聚合物 分子组成与单体相同 分子组成与单体不完全相同
相同点 反应物可以是同一种单体，也可以是不同种单体，生成物是高分子化合物
二、高分子化合物单体的确定
1．加聚产物、缩聚产物的判断
判断有机高分子化合物单体时，首先判断是加聚产物还是缩聚产物。判断方法是：
(1)若链节结构中，主链上全部是碳原子形成的碳链，则一般为加聚产物；
(2)若链节结构中，主链上除碳原子外还含有其他原子(如N、O等)，则一般为缩聚产物。
2．加聚产物单体的判断方法
(1)凡链节的主链中只有两个碳原子(无其它原子)的聚合物，其合成单体必为一种，将两个半键闭合即可。如，其单体是。
(2)凡链节的主链中有四个碳原子(无其它原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。如??的单体为。
(3)凡链节的主链中只有碳原子，并存在结构的聚合物，其规律是“有双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将半键闭合即单双键互换。如?的单体为；
?的单体为。
3．缩聚产物单体的判断方法
(1)若链节中含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛。如的单体是
和HCHO。
(2)若链节中含有以下结构，如，其单体必为一种，如的单体为。
(3)若链节中间含有部分，则单体为酸和醇，将中C—O单键断开，左边加羟基，右边加氢即可。如的单体为HOOC—COOH和HOCH2CH2OH。
(4)若链节中间含有部分，则单体一般为氨基酸，将中C—N单键断开，左边加羟基，右边加氢。如的单体为H2NCH2COOH和。
特别提醒 运用上述方法找单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物，然后运用逆向思维法逐步还原，准确判断单体的前提是熟练掌握加聚反应与缩聚反应的原理及方程式的书写。进行单体判断时，不要被书写方式迷惑，要注意到单键是可旋转的，同时严格按半
键还原法进行判断。
类型1 有机高分子化合物的结构和性质
例1 某高分子化合物的部分结构如下：
下列说法正确的是( )
A．聚合物的链节是
B．聚合物的分子式是C3H3Cl3
C．合成该聚合物的单体是CHCl===CHCl
D．若n表示聚合度，则其相对分子质量为97n
答案 CD
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CHCl===CHCl，其分子式为(C2H2Cl2)n，相对分子质量为97n。
类型2 聚合物单体的判断
例2 在国际环境问题中，一次性使用聚苯乙烯等材料带来的“白色污染”是极为严重的环境问题之一。最近研制的一种可降解塑料，代号为3HB，结构简式为，具有良好的生物适应性，能在自然界降解。请回答下列问题：
(1)该可降解塑料在自然界中可通过________(填序号)反应降解为该聚合物的单体。
A．加成 B．消去 C．水解 D．氧化
(2)该聚合物的单体的结构简式为____________，该单体中具有的官能团的名称为__________。
(3)各取1 mol该单体分别与钠和碳酸氢钠溶液完全反应时，分别消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为__________。
答案 (1)C (2) 羟基、羧基
(3)2∶1
解析 依据的结构先判断是加聚产物还是缩聚产物，然后运用逆向思维法逐步还原，推测其单体，再依据官能团确定其性质，写出反应方程式进行相关计算。
是缩聚产物，可依据官能团形成过程的连链逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。
，失去的小分子为H2O，拆为—H和—OH，其单体必为一种，为。含有两种官能团，有羟基(—OH)和羧基()，中—OH不能与NaHCO3溶液反应，但能与金属钠反应，—COOH既能与Na反应，又能与NaHCO3溶液反应。
判断有机高分子化合物单体时，要先判断是加聚产物还是缩聚产物。
链节→链节→半键还原、双键重现→正推验证。②若半键还原无法形成完整双键可考虑再断裂单键构成完整双键(此时不是一种单体)或断裂双键构成完整双键(此时单体是二烯烃)。
(2)若是缩聚产物，可依据官能团的形成过程的连链逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。
类型3 有机高分子化合物的合成及反应类型
例3 根据图示，回答下列问题：
写出A、E、G的结构简式：A__________，E_________________，G____________。
反应②的化学方程式(包括反应条件)是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
反应④的化学方程式(包括反应条件)是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
写出①、⑤的反应类型：①__________、⑤_____________________。
答案 (1)H2C===CH2 ?
HOOC(CH2)4COOH
(2)ClCH2CH2Cl＋NaOHCH2===CHCl＋NaCl＋H2O
(3)加成反应 缩聚反应
解析 根据A的分子式推出A为乙烯，C为，D为CH2===CHCl，E为?，F为HOCH2—CH2OH，结合F和缩聚大分子可推出G为HOOC(CH2)4COOH，从而可推出答案。
有机化合物框图推断题的关键是寻找突破口，特殊的转化关系、特殊的转化条件都可以
成为突破口，同时要注意逆向思维的运用。
下表列出了一些单体及它们的分子式，这些单体的聚合产物是什么，把结果填在表中空白处。
单体名称 单体结构简式 聚合物
乙烯 CH2===CH2
丙烯 CH2===CHCH3
氯乙烯 CH2===CHCl
丙烯腈 CH2===CHCN
丙烯酸 CH2===CHCOOH
醋酸乙烯酯 CH3COOCH===CH2
丁二烯 CH2===CH—CH===CH2
乙炔 CH≡CH
通过聚合物的链节，可以看出聚合物的单体，你知道下面两个聚合物是由何种单体聚合成的吗？
?
含有两个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物呈现为线型结构。含有三个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物会呈现什么样的结构？
点拨 高分子链间产生交联，形成体型(网状)结构。
如果一个聚合物是由缩聚反应得到的，在寻找它的单体时不但要看它的链节结构，还要分析它是通过哪一类有机化学反应缩合的。你能看出下列聚合物是由什么单体缩聚而成的吗？
点拨
所以，单体为对苯二甲酸()和乙二醇(HOCH2CH2OH)。
1．
点拨 由单体推断聚合物的结构简式是考查有机合成的常见题型，解题时，应先判断单体能发生加聚反应还是缩聚反应，然后再根据加聚反应和缩聚反应原理进行推测。
2．(1)单体为HO(CH2)5COOH；
点拨 聚合反应方程式书写时最易出现的错误有：①漏掉无机小分子；②漏掉n；③缩
聚反应小分子前的计量数错写等。
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
答案 B
2．?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
答案 D
解析 该高分子化合物的链节就是方括号中的元素组成，即，也就可以推断出它的单体是CH2===CH—COOC2H5，从结构上看，它的每一个链节上都有一个酯基，所以它的分子中有n个酯基。
3．下列各组物质中互为同系物的是( )
A．CH3CH2CH2OH和C2H5—O—C2H5
B．CH2===CH2和
答案 B
4．高分子化合物??的单体是( )
A．1,3－丁二烯 B．2－甲基－1,3－丁二烯
C．乙烯和甲基丙烯 D．2－甲基－2－丁烯
答案 B
5．硅橡胶的主体结构为??，它是由二氯二甲基硅烷Si(CH3)2Cl2经两步反应制得，这两步反应是( )
A．消去、加聚 B．水解、缩聚
C．氧化、加成 D．水解、加聚
答案 B
6．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( )
D．C(CH3)4
答案 D
7．聚甲基丙烯酸甲酯也是一种重要的医用高分子材料，用于人造骨、关节等。已知烯烃可被酸性KMnO4溶液氧化成二元醇，如
CH2===CH2HOCH2CH2OH
现以甲基丙烯为原料合成有机玻璃树脂，流程如下。
写出有机物A、B、C、D的结构简式分别为：
A：________________________________________________________________________；
B：________________________________________________________________________；
C：________________________________________________________________________；
D：________________________________________________________________________。
8．(1)已知涤纶树脂的结构简式为
，它是由两种单体通过酯化反应的方式聚合而成的，这两种单体的结构简式是____________________和_____________________________________。
(2)已知某高聚物的结构简式为
它是由________________和________________(填单体的结构简式)通过________反应而制得的，反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)工程塑料ABS树脂合成时用了三种单体，写出这三种单体的结构简式：________________________________________________________________________。
?
答案 (1) CO—CH2—CH2—OH
解析 (1)联想酯化反应的特征即可推出酸和醇的结构片段：、—O—CH2CH2—O—H，再连接上—OH或—H即得单体的结构简式。
(3)据高分子链节可确定ABS树脂属于加聚产物。将括号及n去掉，然后将链节改组，方法是：双键变单键，单键变双键，超过四个价键的两个碳原子就切断，上式可变为：
由于2、3号碳，6、7号碳超过四价，从两处断开即得到三种单体。
9．聚苯乙烯的结构式为，试回答下列问题：
(1)聚苯乙烯的链节是__________，单体是__________。
(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________。
答案 (1) (2)500
第一节 合成高分子化合物的基本方法
根据下列合成高分子聚苯乙烯的反应，指出单体、链节、聚合度，并表示出其平均
相对分子质量。
答案 为单体，为链节，聚苯乙烯中的n为聚合度，平均相对分子质量为104n。
解析 苯乙烯为单体，聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而成的高分子化合物。从结构上看，聚苯乙烯是由相同的结构单元重复连接而成的。这种化学组成和结构均可以重复的最小单位称为重复结构单元。重复结构单元是组成高分子链的基本单位，就好像是长链中的一个环节，所以又称链节。链节的数目n称为重复结构单元数或链节数。
2．观察下列聚合反应，请你判断哪些是加聚反应，哪些是缩聚反应。
答案 (1)(2)(5)为加聚反应，(3)(4)为缩聚反应。
解析 加聚反应与缩聚反应的区别有以下两个方面：(1)加聚反应是由不饱和键断裂后形成的，缩聚反应是分子间的官能团之间的消去反应。(2)从产物上看，加聚反应只生成高分子化合物，缩聚反应同时还生成小分子。
3．新型的合成弹性材料“丁苯吡橡胶”，结构简式如下：
它是由三种单体______________、____________和__________经过____________反应而制得的。
解析 首先由高分子链中的主链结构简式分析，是由不饱和的单体发生加成聚合反应而形成的产物，然后再将高分子链节即结构单元断开成三段：
加聚反应制得的。
4．已知涤纶树脂的结构简式为
，它的单体是__________________，写出由单体生成涤纶树脂的反应的化学方程式为
________________________________________________________________________，
该反应的类型是__________________。
缩聚反应
缩聚反应是指单体之间相互作用生成高分子，同时还生成小分子(如H2O、NH3、HX等)的聚合反应。缩聚反应的特点是：(1)单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X)。通常，缩聚反应的单体可以是二元酸与二元醇、二元酸与二元胺、羟基酸、氨基酸等。(2)缩聚反应的结果，不仅生成高聚物，而且还有
副产物(小分子)生成。(3)所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同。
1．下列不属于高分子化合物的是( )
A．蛋白质 B．淀粉 C．硝化纤维 D．油脂
答案 D
解析 蛋白质、淀粉都是天然高分子化合物，硝化纤维是天然高分子化合物与硝酸发生酯化反应的产物，在与硝酸反应中，纤维素的高分子链未被破坏，因而仍是高分子化合物。油脂是高级脂肪酸甘油酯，相对分子质量相对较小，且在其结构中没有出现重复的结构单元和聚合度，故不是高分子化合物。
2．有4种有机物：
④CH3—CH===CH—CN，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．②③④ D．①②④
答案 C
解析 因为加聚反应前后单体和高聚物的组成是一致的，所以用代入法，把各单体的分子式相加，如果和高聚物的分子式一致，那么就是正确答案。
3．用CH3CH2CH2OH制取，可能遇到的反应类型有( )
A．取代 B．消去 C．加聚 D．缩聚
答案 BC
解析 采用逆推法由CH2===CHCH3加聚而成，而CH2===CHCH3是由CH3CH2CH2OH发生消去反应而得到。
4．和CH2===CH—CN按一定比例加聚成高分子A。一定量的A完全燃烧生成CO2、H2O(g)和N2(g)，其中CO2的体积分数为57.14%，则形成A的两种有机物的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶4
答案 B
解析 本题有多种解法，下面给出守恒法。设 (C6H10)、CH2===CH—CN(C3H3N)的物质的量分别是x、y，根据C、H、N守恒得：
n(CO2)＝6x＋3y；n(H2O)＝；n(N2)＝
由题意得：＝57.14%，
解得x∶y＝1∶2。
5．某聚合物具有如下结构片断：
其单体不可能具有的化学性质是( )
A．能使酸性KMnO4溶液褪色
B．与NaOH溶液共热可生成一种钠盐
C．能催化加氢生成2－甲基丙酸甲酯
D．能发生缩聚反应
答案 D
6.A是烃的含氧衍生物，还原A生成醇B，氧化A生成酸C。由B、C反应可生成高分子化合物D，D的结构简式为
试写出：
(1)B的名称：________；B在一定条件下可通过缩合反应得到一种新的高聚物________________________________________________________________________。
(2)C的分子式：__________。
(3)D水解的化学方程式：____________________________________________________。
答案 (1)乙二醇
(2)C2H2O4
解析 据高聚物可推知其单体B为HOCH2—CH2OH，C为，则A为，B可缩聚为聚醚。
7．碳、氢、氧3种元素组成的有机物A，相对分子质量为102，含氢的质量分数为9.8%，分子中氢原子个数为氧的5倍。
(1)A的分子式是____________。
(2)A有2个不同的含氧官能团，其名称是________、___________________________。
(3)一定条件下，A与氢气反应生成B，B分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团。
①A的结构简式是________________________________________________________。
②A不能发生的反应是________(填写序号字母)。
a．取代反应 b．消去反应 c．酯化反应 d．还原反应
(4)写出两个与A具有相同官能团、并带有支链的同分异构体的结构简式(只写2种)：________________________________、____________________。
(5)A还有另一种酯类同分异构体，该异构体在酸性条件下水解，生成两种相对分子质量相同的化合物，其中一种的分子中有2个甲基，此反应的化学方程式是：
________________________________________________________________________。
(6)已知环氧氯丙烷可与乙二醇发生如下聚合反应：
B也能与环氧氯丙烷发生类似反应，生成高聚物，该高聚物的结构简式是
________________________________________________________________________。
答案 (1)C5H10O2 (2)羟基 醛基
解析 n(H)＝＝10，由题意可知n(O)＝2，
n(C)＝5，A的分子式为C5H10O2，由A中有2个氧原子，有2个不同的含氧官能团，只能是羟基和醛基；A与氢气反应生成B，故B为：。
探究创新
8．我国第二代身份证采用的是具有绿色环保性能的PETG新材料。PETG新材料有别于以往我国身份证材料的最大特点在于该材料可以回收再利用，而且对周边环境不构成任何污染。此外，PETG新材料采用新配方和控制技术，易于印刷，热稳定性强，具有防伪造、耐摩擦、抗腐蚀、抗静电等特点。PETG的结构简式为：
②RCOOR1＋R2OH―→RCOOR2＋R1OH(R、R1、R2表示烃基)
这种材料可采用下列合成路线：
试回答下列问题：
(1)反应②⑥加入的试剂X是________。
(2)⑤的反应类型是__________。
(3)写出结构简式：B____________，I__________。
(4)合成时应控制的单体的物质的量之比
n(D)∶n(E)∶n(H)＝________∶________∶________(用m、n表示)。
(5)写出下列反应的化学方程式：
反应③_________________________________________________________________；
反应⑥_________________________________________________________________。
答案 (1)NaOH的水溶液
(2)取代反应(或醇解)
(4)m (m＋n) n
解析 (1)由PETG的结构简式可以知道该高聚物是通过酯化反应形成的，其单体有三种，分别为
，HO—CH2CH2—OH和，由题给转化关系，可知B、F、G、H、E含相同碳原子数，且E为氧化产物，H为还原产物。故E为
，
D为HOCH2—CH2OH。又F、C为卤代烃，D、G为醇，所以试剂X为NaOH的水溶液。
(2)由PETG的结构和题目所给信息(已知②)可知，反应⑤为酯与醇发生的取代反应。
(3)由E、H的结构简式和相关反应可知B为；由于PETGD(醇)＋H(醇)＋I，结合已知②可知I为。
(4)由PETG的结构可知1 mol PETG中含EG m mol、TPA(m＋n) mol、CHDM n mol，所以n(D)∶n(E)∶n(H)＝m∶(m＋n)∶n。
(5)由转化关系BE，BFG，可知G分子中含有苯环，则GH的反应为：
。
由D的结构及烃AC知反应⑥的化学方程式为：第二节 应用广泛的高分子材料
一、高分子化合物的分类
1．按来源分
2．按结构分
3．按性质分
4．按用途分
二、有机高分子化合物结构与性质的关系有哪些？常见的有机高分子化学反应的特点有哪些？
1．高分子化学反应的特点
(1)与结构的关系
结构决定性质，高分子的化学反应主要取决于结构特点、官能团与基团之间的影响。如碳碳双键易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易发生酯化、取代等反应。
(2)常见的有机高分子化学反应
①降解
在一定条件下，高分子材料解聚为小分子。如有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)热解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯；生物降解塑料；化学降解塑料；光降解塑料等。
②橡胶硫化
天然橡胶()，经硫化，破坏了碳碳双键，形成单硫键(—S—)或双硫键(—S—S—)，线型变为体型结构。
③催化裂化
塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃气体等。
2．高分子化合物的结构与性质
线型高分子 体型(网状)高分子
结构 分子中的原子以共价键相互连结，构成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三维空间的网状结构
溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大
性能 具有热塑性，无固定熔点 具有热固性，受热不熔化
特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好，有可塑性
常见物质 聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡胶 酚醛树脂、硫化橡胶
特别提醒 高分子化学反应，同其他反应一样，运用物质的结构决定性质的规律，首先分析其具有的官能团，并考虑官能团与基团的影响，分析比较结构变化及位置等，并加以应
用。
类型1 白色污染与环境保护
例1 科技文献中经常出现下列词汇，其中与相关物质的颜色并无联系的是( )
A．赤色海潮 B．绿色食品 C．白色污染 D．棕色烟气
答案 B
解析 赤色海潮是海潮中存在着大量的藻类物质，形成暗红色的色带；绿色食品是指在生产食品所用的原料生产过程中不使用农药、化肥及在环境污染程度小的地域生产的食品；白色污染是指废弃塑料制品的污染，常见的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，产品通常呈白色或无色；棕色烟气是指炼钢厂的废气，其中含有Fe2O3和CO，因Fe2O3是红色而呈现棕色。
高分子材料形成的环境污染越来越受到社会的关注，由于这些物品难以分解，在土壤里经久不烂，若焚烧会严重污染环境，因此要加强研究易分解的新型塑料，目前治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收开始。
类型2 有机高分子的结构与性质
例2 橡胶树是热带植物，在我国海南已有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，其结构为。试回答下列问题：
天然橡胶能溶于汽油的根本原因是
________________________________________________________________________，
天然橡胶加入适当硫进行硫化后，其结构由__________变成____________，因而硫化橡胶________(填“能”或“不能”)溶于汽油。
(2)天然橡胶的单体是一种无色液体，将该无色液体加入溴水中，________(填“能”或“不能”)使溴水褪色。
答案 (1)天然橡胶是线型结构 线型结构 网状结构 不能 (2)能
解析 (1)从天然橡胶成分的结构简式可知天然橡胶为线型结构的高分子，能溶解于适当的溶剂。天然橡胶硫化后，引入的硫原子间可形成共价键，从而使高分子链发生交联，形成网状结构，故硫化橡胶不能溶解于汽油。
(2)天然橡胶的单体中含有两个碳碳双键能加成Br2，使溴水褪色。
类型3 有机高分子材料的合成
例3 卤代烃是有机物合成的魔术师，卤代烃中卤素原子很易与活泼金属阳离子结合，发生取代反应，如
R—X＋NaCNR—CN＋NaX；
R—X＋2Na＋X—R′R—R′＋2NaX。
G是能导电的聚合物。根据下列各物质的转化关系回答：
(1)A的分子式为__________，E的结构简式为
________________________________________________________________________。
(2)写出B―→D的化学方程式：_____________________________________________。
(3)写出C2H3Cl―→C的化学方程式：_________________________________________。
(4)写出A―→G的化学方程式：______________________________________________。
答案 (1)C2H2 ?
(2)nCH2===CH—CN―→?
(3)2CH2===CHCl＋2Na―→CH2===CH—CH===CH2＋2NaCl
(4)?
解析 本题要从题给信息入手，通过有机反应的特点，反应物和生成物在分子组成上的差异来推测未知物的结构。分析本题，首先对题中所给条件进行分析，本题突破口是C2H3Cl能发生加聚反应，结构中一定含有碳碳双键，结构简式为CH2===CHCl，则A为乙炔，G为乙炔的加聚产物：
，能导电；C2H3Cl发生加聚反应：；利用所给信息C2H3Cl生成B，转化为D，D是一种合成纤维，B为
CH2===CHCN，即CH2===CHCl＋NaCN
CH2===CH—CN＋NaCl，nCH2===CH—CN―→；C2H3Cl生成C，又转化为F，F为一种合成橡胶：
2CH2===CHCl＋2Na―→CH2===CH—CH===CH2＋2NaCl，
nCH2===CH—CH===CH2―→。
为什么用碱催化生成的酚醛树脂能形成网状结构？你能画出酚醛树脂的部分网状结构吗？
点拨 在碱性条件下，甲醛过量时，苯酚与甲醛的反应不仅可以发生在邻位，而且还可以发生在对位，得到网状结构的酚醛树脂(米黄色)。
尿素是蛋白质的代谢产物，随人尿排出体外。尿素氮原子上的氢原子可以像苯环上的氢原子那样与甲醛发生加成反应，并可缩聚成线型和网状结构的脲醛树脂。脲醛树脂可做木材等的黏合剂、制作食品器具(俗称电玉)。你能写出脲甲醛树脂的线型和网状结构式吗？
点拨 脲醛树脂的线型结构：
脲醛树脂的网状结构：
1．8×102～2.4×103；9.6×102～2.9×103；4.7×102～7.5×102；1.0×103～1.5×103；4.6×103～5.6×103；2.9×103～5.9×103。根据这些数据可看出橡胶的聚合度相对较大，其次为合成纤维，塑料的最小。
点拨 加聚产物的聚合度n求算，是用聚合物相对分子除以单体或链节的相对质量。
2．C；因为聚乙烯醇纤维含有亲水性羟基基团。
3．a d
点拨 凡链节中只有碳原子并存在的高聚物，其规律是“见双键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将半键闭合，即将单双键互换。
4．B 点拨 这是一道典型的联系生活的考题。根据日常生活经验，可以判断出皮鞋胶底的强度最大，弹性最差。
5．
点拨 信息给予题是高考有机化学常见题型，解此类题一定要先学习信息，然后再解题。
1．焚烧下列物质，严重污染大气的是( )
A．聚氯乙烯 B．聚乙烯 C．聚丙烯 D．有机玻璃
答案 A
解析 物质的燃烧产物，取决于构成该物质的元素成分，只有正确分析出构成物质的元素，才能正确作答。聚乙烯、聚丙烯只含有碳、氢两种元素，有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)含有碳、氢、氧三种元素，它们完全燃烧时只产生CO2和H2O，而聚氯乙烯却含有氯、碳、氢三种元素，完全燃烧时除产生CO2和H2O外，还有含氯的有毒物质。
2．在下列塑料制品中，可选择作为食品包装的是( )
A．聚氯乙烯 B．聚乙烯、聚丙烯 C．聚苯乙烯 D．聚四氟乙烯
答案 B
3．下列几种橡胶中，最不稳定、长期见光与空气作用就会逐渐被氧化而变硬变脆的是( )
A．天然橡胶(?)
B．硅橡胶()
C．聚硫橡胶()
D．硫化橡胶(天然橡胶中加硫磺，使断裂，使其由线型结构变成体型结构)
答案 A
4．下列有机物中属于天然高分子材料的是( )
A．棉花 B．塑料 C．尼龙 D．羊毛
答案 AD
5．酚醛树脂可用苯酚和甲醛反应制得。实验室制备酚醛树脂时，在酸性条件下，苯酚过量制得的酚醛树脂若不易取出时，则可趁热时加入一些乙醇来取出树脂；在碱性条件下，苯酚过量时，若酚醛树脂不易取出，用加热或加溶剂的方法都很难将树脂取出。在上述两种情况下，下列有关叙述正确的是( )
A．酸性条件制得的是线型酚醛树脂，碱性条件制得的是网状结构酚醛树脂
B．酸性条件制得的是体型酚醛树脂，碱性条件制得的是线型酚醛树脂
C．两种条件下制得的都是线型酚醛树脂
D．两种条件下制得的都是网状结构酚醛树脂
答案 A
解析 线型结构的有机高分子能溶解在适当溶剂里，在酸性条件下，制得的酚醛树脂能溶在酒精里，说明是线型的；体型结构的有机高分子不易溶解，只是有一定程度的胀大，故碱性条件下，得到的是体型的。
6．关于天然橡胶的下列叙述中，不正确的是( )
A．天然橡胶是天然高分子化合物
B．天然橡胶受空气、日光作用，会被还原而老化
C．天然橡胶能溶于汽油、苯等有机溶剂
D．天然橡胶含有双键，能发生加成反应
答案 B
7．背景材料：①2004年夏季，特氟隆不粘锅事件引起公众关注
②2004年冬季，诺贝尔化学奖授予研究蛋白质的科学家
③2005年初春，广东大部分地区进行了人工降雨
④2005年春末，某高速公路发生液氯运输车翻倒泄漏事故。下列相应说法正确的是( )
A．特氟隆(聚四氟乙烯)的单体是氟利昂
B．蛋白质是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁达尔现象
C．AgI和干冰都可用于人工降雨
D．附近人员应迅速远离液氯泄漏地点，并逆风往安全区域疏散
答案 CD
解析 本题通过“不粘锅事件”等社会热点问题综合考查了单体与高聚物的关系，蛋白质的性质，AgI、干冰降雨，液氯泄漏后的逃生方法等知识，意在考查考生对社会热点问题的关心及重视程度，注重考查考生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。氟利昂是饱和氟化烃，不可能是特氟隆的单体，A错；蛋白质能水解，可降解，B错；AgI和干冰可用于人工降雨；液氯有毒。故选CD。
8．(1)有机玻璃是线型高分子，具有________(填“热塑”或“热固”)性，按系统命名法，其名称是聚甲基丙烯酸甲酯，它的结构简式为__________，链节是__________，它是__________(填“缩聚”或“加聚”)产物。
(2)下面分别是三种高分子材料：①聚乙烯，②有机玻璃，③硫化橡胶。它们的微观结构示意图为：
则A是__________，B是__________，C是______________________________。
答案 (1)热塑 ? 加聚
(2)有机玻璃 聚乙烯 硫化橡胶
9．聚丙烯腈纤维是合成纤维中的主要品种之一，其产量仅次于聚酰胺纤维和聚酯纤维。它的商品名叫腈纶，由于它的性质极像羊毛，故又称它为“人造羊毛”。聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2===CHCN)，其合成方法很多，如以乙炔为原料，其合成过程的化学方程式如下：
阅读以上材料，回答问题：
(1)制备丙烯腈的反应类型是__________。
(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为__________。
(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”？
(4)根据以上材料分析，聚丙烯腈是线型结构还是体型结构？
答案 (1)加成反应 (2)26.4%
(3)取样灼烧，闻其气味，若有特殊的烧焦羽毛的气味，则为羊毛，否则可能为“人造羊毛”。
(4)线型结构
10．有机玻璃是一种重要的塑料，有机玻璃的单体A(C5H8O2)不溶于水，并可以发生以下变化：
请回答：
(1)B分子中含有的官能团是____________、_________________________________。
(2)由B转化为C的反应属于________(选填序号)。
①氧化反应 ②还原反应 ③加成反应 ④取代反应
(3)C的一氯代物D有两种，C的结构简式是
________________________________________________________________________。
(4)由A生成B的化学方程式是___________________________________________。
(5)有机玻璃的结构简式是____________。
答案 (1)碳碳双键 羧基(或)
(2)②③
解析 该题的突破口为①A能发生加聚反应，说明含有碳碳双键即官能团，A又能在稀硫酸作用下发生水解，生成CH3OH，说明是酯类物质；②B能与NaOH溶液反应说明含有—COOH，能在Ni催化条件下与H2加成，说明含有碳碳双键；③C的一氯代物D有两种，用来确定B、C、D及A的结构。根据定组成规则和反应原理可知各物质分子式关系为：
C5H8O2(A)＋H2O―→CH3OH(甲醇)＋C4H6O2(B)，
C4H6O2(B)＋NaOH―→C4H5O2Na(E)＋H2O，
C4H6O2(B)＋H2―→C4H8O2(C)，
C4H8O2(C)＋Cl2―→C4H7O2Cl(D)＋HCl。
由“C的一氯代物D有两种”知C的结构简式为：
CH3—CH(CH3)—COOH，D的两种结构简式分别为：
Cl—CH2—CH(CH3)—COOH、CH3—CCl(CH3)—COOH；
逆推得B的结构简式为CH2C(CH3)COOH，A的结构简式为CH2C(CH3)COOCH3。
第二节 应用广泛的高分子材料
1．下列各种高聚物中，具有热固性的是( )
A．有机玻璃 B．聚氯乙烯 C．聚丙烯 D．酚醛塑料
答案 D
解析 线型高分子具有热塑性，体型高分子具有热固性。酚醛塑料属于体型结构，具有热固性，故选D。
2．航天科学家正在考虑用塑料飞船代替铝制飞船进行太空探索，其依据是( )
A．塑料是一种高分子化合物，可以通过取代反应大量生产
B．塑料生产中加入添加剂可得到性能比铝优良的新型材料
C．塑料用途广泛，可从自然界中直接得到
D．塑料是有机物，不会和强酸强碱作用
答案 B
解析 飞船速度很大，所以其材料要求质轻、耐高温、耐磨擦，因此所用塑料代替品要加入合适的添加剂制成优良的新型材料。
3．橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物，具有良好的弹性，但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度，加工时往往需要进行硫化处理(即将橡胶原料与硫磺在一定条件下反应)；橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。下列橡胶制品中，加工时硫化程度较高的是( )
A．橡皮筋 B．汽车外胎 C．普通气球 D．医用乳胶手套
答案 B
解析 本题考查结构与性质的关系。根据题目信息可知，硫化程度较高的橡胶强度大，
弹性差，选项中汽车外胎强度最大，弹性最差，故选B。
1．下列说法不正确的是( )
A．从实验中测得的某种高分子的相对分子质量只能是平均值
B．聚乙烯是高分子化合物，加热至某一温度，即可全部熔化
C．线型结构的高分子也可以带支链
D．同质量的乙烯和聚乙烯燃烧后生成的CO2的质量相等
答案 B
2．目前用于制造环保餐具的一种生物塑料是PHB，它的最大特点是废弃物易于处理，其结构式为，下列关于PHB的叙述中不正确的是( )
A．它能发生水解反应
B．它在微生物作用下可降解成CO2和水
C．它可能是由一种含羟基的羧酸经缩聚反应而得
D．制备它的单体为HCOOH和CH3CH2CH2OH
答案 D
3．以农副产品为原料可制得高分子材料，它能在一定条件下迅速降解，有希望用于制造一次性饭盒，有关该高分子的判断正确的是( )
A．相对分子质量一定是偶数
B．相对分子质量一定是奇数
C．由单体通过加聚反应制得
D．其单体为
答案 D
解析 根据高分子的结构可推出是缩聚反应的产物，其单体为，高分子化合物n不确定，是混合物，所以相对分子质量无法确定是奇数还是偶数。
4．向下列高分子材料中加硫，能形成交联的是( )
答案 C
5．下列说法正确的是( )
A．利用石油作原料制得的纤维是人造纤维
B．天然纤维是不能再被加工处理的
C．合成纤维、人造纤维和天然纤维统称为化学纤维
D．煤和农副产品也可经过处理制得合成纤维
答案 D
解析 纤维可分为天然纤维和化学纤维，化学纤维可再分为人造纤维和合成纤维。人造纤维是以纤维素为原料，而合成纤维以石油、煤的化工产品为原料。
6．下列说法中正确的是( )
A．合成纤维和人造纤维可统称为化学纤维
B．酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料
C．锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦毛发的气味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末
D．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，其综合性能超过了单一材料
答案 AD
7．奥运吉祥物福娃外材料为纯羊毛线，内充物为无毒的聚酯纤维()，下列说法正确的是()
A．羊毛与聚酯纤维的化学成分相同
B．聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解
C．纯羊毛为纯净物
D．羊毛与聚酯纤维不能用燃烧的方法区别
答案 B
解析 羊毛的化学成分是蛋白质，而聚酯纤维的化学成分是酯类，则A项不正确；羊毛和聚酯纤维在一定的条件下都能水解，蛋白质最终水解成氨基酸，聚酯纤维水解成对苯二甲酸和乙二醇；高分子化合物都属混合物，则C项也不正确；羊毛成分为蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味，可以区分，则D不正确。
8．中央电视台《科技博览》报道，2004年3月中科院首创用CO2合成可降解塑料——聚二氧化碳。下列相关说法合理的是( )
A．聚二氧化碳塑料是通过加聚反应得到的
B．聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体
C．聚二氧化碳塑料与干冰都是纯净物
D．使用聚二氧化碳塑料会产生白色污染
答案 A
解析 本题从二氧化碳的聚合物出发，考查学生对同素异形体、纯净物、混合物等高考要求的内容的了解，同时使学生在了解化学知识的同时，又能开阔视野。预计这种结合新物质进行物质分类考查的选择题出现的几率较高。解此类题目要理清物质的组成、结构、性质之间的关系，对照概念进行判断，特别要注意相似或相近概念的混淆，更不要被原来熟悉的物质所影响。塑料是高分子化合物，由小分子形成高分子必须通过聚合反应，A项正确；同素异形体是对同一元素的不同单质而言，而聚二氧化碳塑料与干冰都是化合物，B项错误；高分子化合物有一定的聚合度，聚二氧化碳的聚合度有一定范围，所以干冰是纯净物，聚二氧化碳塑料是混合物，C项错误；题干中已说明聚二氧化碳塑料可降解，故该塑料不会造成白色污染，D项错误。
9．合成材料的应用与发展，极大地方便了我们的生活。但合成材料废弃物的急剧增加却引发了“白色污染”问题，下列有利于“白色污染”减轻的是( )
①填埋 ②焚烧 ③倾倒入江河湖海之中 ④加强环保宣传，提高公民意识 ⑤多回收再利用 ⑥改进配方及生产工艺，研制易降解的新型塑料 ⑦不允许生产和使用塑料制品 ⑧加入特殊物质处理还原为小分子
A．①②③ B．④⑤⑥⑧ C．⑦ D．②④⑤
答案 B
解析 塑料制品因其优异性能给人们生产、生活带来了方便，不用是行不通的，故C不正确；塑料填埋，不易腐烂，会破坏土壤结构；焚烧塑料会产生二英等剧毒物；倾入水中会危及水生生物生存等。
10．新型合成材料的单体的结构简式如下：
它被涂在手术伤口的表面，在数秒钟内发生固化(加聚)并起黏结作用，以代替通常伤口的缝合，是一种化学性能优良的功能高分子材料，写出该化合物固化时的化学方程式_____________________________________________________________。
答案
解析 由于中没有发生缩聚反应的官能团，那么它形成功能高分子材料发生的必然是加聚反应。
11．合成纤维中目前产量占第一位的是聚酯纤维——涤纶，下面是合成涤纶的流程图：
回答下列问题：
写出中间产物的结构简式：
A___________________，B____________________，C_______________________。
(2)写出下列反应所需的试剂：②__________，③________，⑤________，⑦__________。
(3)反应过程中的7步反应中，属于取代反应的有
________________________________________________________________________，
属于氧化反应的有__________，属于加成反应的有
________________________________________________________________________。
写出合成“涤纶”最后一步反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)NaOH的水溶液 O2和Cu或Ag 溴水或溴的四氯化碳溶液 催化剂、浓硫酸
(3)①②⑥⑦ ③④ ⑤
解析 此题牵涉到有机反应的条件及条件与产物的关系(如“光照”与芳烃甲基上氢原子的取代有关；“NaOH的水溶液并加热”与卤代烃的水解有关)和有机反应的分类(通常分：取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应、加聚反应、缩聚反应等类型)。
12．近年来，由于石油价格不断上涨，以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。下图是以煤为原料生产聚氯乙烯(PVC)和人造羊毛的合成路线。
请回答下列问题：
(1)写出反应类型：反应①__________，反应②________________________________。
(2)写出结构简式：
PVC___________________________________，C__________________。
(3)写出A―→D的化学反应方程式
________________________________________________________________________。
(4)与D互为同分异构体且可发生碱性水解的物质有____种(不包括环状化合物)，写出其中一种的结构简式____________________________________________________________。
答案 (1)加成反应 加聚反应
解析 本题可用逆推法确定A、B、C、D的结构。聚氯乙烯(PVC)的结构简式是，由 “AB―→PVC”的转化可知B为CH2===CHCl，A为CHCH；由人造羊毛的结构简式可知C为CH2CHCN，D为CH2CHOOCCH3。
(1)①为加成反应，②为加聚反应。
(2)PVC的结构简式为，C的结构简式为CH2===CH—CN。
（3）A→D 的化学方程式可由A为，D为，两结构简式比较得出E为CH3COOH，化学反应方程式为：＋CH3COOH。
(4)分析与D互为同分异构体的物质，不包括环状化合物，则为链状，能发生碱性水解必含酯基()，由不饱和度必相同判断要求书写的同分异构体还必须含，因此可以按先写碳骨架后插入官能团的方法写出：
当碳骨架为C—C—C—C时，先插入，则有
C===C—C—C和b.C—C===C—C两种形式，再引入酯基则有a对应
①，②，
③三种，因②与D相同而排除；则b对应④；
当碳骨架为时，先插入，则对应，再引入酯基则对应⑤，通过以上书写可知符合条件的D的同分异构体有4种，可以从①③④⑤中任意选择一种作答。
探究创新
13．某种橡胶分解产物为碳氢化合物，对该种碳氢化合物做如下实验：
①取一定量的该有机物完全燃烧，使燃烧后的气体通过盛有足量CaCl2固体的干燥管，干燥管增重0.72 g，再通过石灰水，石灰水增重2.2 g。
②经测定，该碳氢化合物(气体)的密度是相同状况下氢气密度的34倍。
③该碳氢化合物0.1 mol能和32 g溴起加成反应。
④经分析，在③的生成物中，溴原子分布在主链上不同的碳原子上，且溴代物中有一个碳原子在支链上。试推断：
该碳氢化合物的结构简式是____________________________________________，
名称是____________。
（2）该橡胶的结构简式是______________________________________________，
名称是__________。
(3)写出0.1 mol该化合物与32 g溴反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析 nH2O＝＝＝0.04 mol，
n(CO2)＝＝＝0.05 mol，
n(C)∶n(H)＝5∶8，该烃的最简式为C5H8，又因为Mr＝34×2＝68，所以，该烃的分子式为C5H8。
32 g Br2的物质的量为0.2 mol,1 mol该烃能与2 mol Br2发生加成反应，且主链碳原子上均分布有Br原子，溴代物中有一个碳原子在支链上，故该烃为：。第三节 功能高分子材料
一、新型有机高分子材料与传统的三大合成材料有本质上的差别吗？功能高分子材料的品种与分类有哪些？
1．新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的区别与联系
新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别，它们只是相对而言。从组成元素看，都是由C、H、O、N、S等元素构成；从合成反应看，都是由单体经加聚或缩聚反应形成；从结构看，也就是分两种结构：线型结构、体型结构。它们的重要区别在于功能与性能上，与传统材料相比，新型有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。
2．功能高分子材料的品种与分类
特别提醒 医用高分子材料应该满足：①无毒，且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒。
二、高分子化合物与高分子材料的比较
高分子化合物 结构 链节 分子链中重复出现的结构单元
聚合度 分子链中的链节数，用n表示
单体 生成高分子化合物的小分子物质
线型结构 又称支链型、直链型，连成长链，有热塑性
体型结构 分子链间以共价键“交联”，连成网状结构，成型后不可塑
性质 1.线型高分子能溶解在适当的溶剂中，体型高分子只能溶胀
2.线型高分子有热塑性，体型高分子有热固性
3.高分子材料的强度较大
4.高分子材料一般不易导电，弹性好，耐磨，不耐热
5.部分高分子材料还具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、难降解的性质
高分子材料 三大合成材料 塑料 如：聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯
合成橡胶 如：丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶
合成纤维 如：涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、维纶、氯纶
按来源分 天然高分子材料 如：淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶
合成高分子材料 如：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料
按性能分 功能高分子材料 如：高分子分离膜、医用高分子、吸水高分子
复合材料 如：玻璃纤维、碳纤维
类型1 高分子材料的分类
例1 下列材料中，属于功能高分子材料的是( )
①高分子膜 ②生物高分子材料 ③光敏高分子材料 ④导电高分子材料 ⑤离子交换树脂 ⑥液晶高分子材料
A．①②③ B．③④⑤ C．②④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥
答案 D
解析 根据功能高分子的分类即可顺利解答。
类型2 功能高分子材料的结构与性能
例2 随着医用高分子材料的发展，人们已可用人工器官代替不能治愈的病变器官。目前已经制成的人工器官有( )
①皮肤 ②肝 ③肺 ④肾 ⑤骨骼 ⑥眼
A．①②③ B．②③④ C．①⑤ D．全部
答案 D
解析 医用高分子材料的应用十分广泛，利用其特殊结构和特殊性质，可以制备与人体器官功能相同的人工器官。
医用高分子材料必须满足的条件：①无毒，且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒。
类型3 复合材料的结构与性能
例3 碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料，其强度比钢铁材料大而密度比铝小。据报道，每架波音767飞机使用了1吨碳纤维材料，而一种新型的波音757飞机使用了9吨以上的碳纤维。制取碳纤维的一种方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体中进行高温处理而获得，这种碳纤维的结构可表示如下：
(1)构成这种碳纤维的元素是____________，其原子个数比为__________。
(2)用乙炔和HCN为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下：
CH≡CHABC碳纤维
用化学方程式表示以下过程：
CH≡CH与HCN反应_________________________________________________；
②A―→B________________________________________________________________。
答案 (1)C、H、N 3∶1∶1
(2)①CH≡CH＋HCNCH2===CH—CN
②nCH2===CH—CN?
解析 碳纤维材料是一种重要的新型复合材料，题目已知给出制取这种碳纤维是将聚丙烯腈经高温处理而得，聚丙烯腈的结构为，注意到题给碳纤维的结构，可以将聚丙烯腈结构写为：其中—CN的结构为—C≡N。
这种变换写法是解答本题的关键一步，根据生产流程所示，聚丙烯腈经两步反应获得碳纤维，第一步高温处理，应是在上述结构的基础上将氰基—C≡N中的三键打开重新结合构成环状结构，即生成C，C在催化剂作用下脱氢，在C中环状结构的—CH2—与上各脱去一个氢原子而形成双键结构，形成碳纤维。显然，在—CH2—原子团上脱去一个H原子后，还有一个氢原子，所以可知这种碳纤维由C、H、N三种元素构成，考查其中的
一个基本结构单元，可看出C、H、N三种原子的个数比应为3∶1∶1。
在橡胶工业中，制造橡胶要经过硫化工艺，将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂，以得到具有网状结构的树脂。请你想一想，为什么都要做成网状结构？目的是否相同？
点拨 橡胶工业中将线型结构的橡胶连接为网状结构是为增加橡胶的强度；高吸水性树脂将线型结构连接为网状结构是使它既吸水又不溶于水。
1．?
点拨 高聚物在其所含有的官能团发生酯化、水解等反应时，碳链并没有参加反应。
2．B
3．
点拨 乳酸是一种羟基羧酸，由于其结构的特殊性，已成为高考化学命题的热点。它不
但能形成链酯和聚酯，而且还可以形成环酯。
1．下列物质中不属于新型有机高分子材料的是( )
A．高分子分离膜 B．液态高分子材料
C．生物高分子材料 D．有机玻璃
答案 D
2．复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，这样可发挥每一种材料的长处，并避免其弱点。下列物质中不属于复合材料的是( )
A．聚苯乙烯树脂 B．铝塑管
C．涤棉织品 D．纯棉内衣
答案 AD
3．下列材料中，属于功能高分子材料的是( )
①高分子膜 ②生物高分子材料 ③导电高分子材料 ④离子交换树脂 ⑤医用高分子材料 ⑥高吸水性树脂
A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥
C．②③④⑤ D．①②③④⑤⑥
答案 D
解析 常用功能高分子材料包括高分子膜、医用高分子材料、高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子材料、导电高分子材料、生物高分子材料、高分子催化剂和试剂等。
4．高分子分离膜可以有选择地让某些物质通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是( )
A．分离工业废水，回收废液中的有用成分
B．将化学能转换成电能，将热能转换成电能
C．食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒
D．海水淡化
答案 B
解析 高分子分离膜的特点是能够有选择地让某些物质通过，而把另一些物质分离掉。主要应用于生活污水、工业废水等废液处理和海水淡化工程等；而将化学能转换成电能是传感膜的应用，把热能转化成电能是热电膜的应用。
5．下列说法不正确的是( )
A．探求某种新型高分子材料时，需要研究分子结构与功能之间的关系
B．三大支柱产业为能源、材料和信息工程
C．带有强亲水性原子团的化合物共聚可以得到强亲水性高聚物
D．具有网状结构的物质即具有强吸水性
答案 D
6．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、色泽亮丽等特点。下边是聚丙烯酸酯的结构简式，它属于( )
①无机化合物 ②有机化合物 ③高分子化合物 ④离子化合物 ⑤共价化合物
A．①③④ B．①③⑤ C．②③⑤ D．②③④
答案 C
解析 聚丙烯酸酯类是由丙烯酸酯经加聚反应得到的：
可见，聚丙烯酸酯类属于有机化合物、高分子化合物、共价化合物。
7．我国科学家前不久成功地合成了3 nm长的管状碳纳米管，此管居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的)、熔点高、化学稳定性好的特点，因此被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是( )
A．它是制造飞机的某些部件的理想材料
B．它的主要组成元素是碳
C．它的结构与石墨相似
D．碳纤维复合材料不易导电
答案 C
8．聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为，它是制作软质隐形眼镜的材料。请写出下列有关反应的化学方程式：
(1)由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯
________________________________________________________________________。
(2)由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯
________________________________________________________________________。
(3)由乙烯制备乙二醇
________________________________________________________________________。
解析 甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为：
，它是聚甲基丙烯酸羟乙酯的单体，由它制备聚甲基丙烯酸羟乙酯的反应属于加聚反应：
由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯应进行酯化反应，对照反应物、产物的结构可确定要使用乙二醇：
9．感光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：
试回答下列问题：
(1)在一定条件下，该高聚物可发生的反应有________(填写编号)。
①加成反应 ②氧化反应 ③消去反应 ④酯化反应 ⑤取代反应
(2)该高聚物和NaOH溶液发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)该高聚物在催化剂和酸性环境下水解后得到相对分子质量较小的产物是A，则：
①A在一定条件下与甲醇发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
②A的同分异构体有多种，其中属于不同类别且含有苯环、，苯环上有两个取代基的结构简式是(任写两种)______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①②⑤
解析 (1)该高聚物中含有酯基、和苯环，能够发生水解(取代)、加成、氧化反应。
高聚物水解后得到?和。
第三节 功能高分子材料
1．下列属于功能高分子材料的是( )
①高分子分离膜 ②人工器官 ③理想的宇航材料 ④天然橡胶
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
答案 A
2．关于功能高分子材料的下列说法中，不正确的是( )
A．离子交换树脂主要用于分离和提纯，如硬水的软化、回收工业废水中的金属等
B．婴儿用的“尿不湿”的主要成分是具有强吸水性的树脂
C．导电塑料应用于电子工业，可用来制造电子器件
D．医用高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到与生物相容的程度
答案 D
3．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承受超高温的变化
B．复合材料的作用可以使导弹的质量减轻
C．复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的变化
D．复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化
答案 B
解析 导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，之所以提高射程是利用了其密度小、质量轻的特点。
4．在下列关于新型有机高分子材料的说法中，不正确的是( )
A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等，但无法进行海水淡化
B．复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂
C．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料
D．合成高分子材料一般具有优异的生物兼容性，较少受到排斥
答案 A
1．随着有机高分子材料研究的不断加强和深入，使一些重要的功能高分子材料的应用范围不断扩大。下列应用范围是功能高分子材料的最新研究成果的是( )
A．新型导电材料 B．仿生高分子材料
C．高分子智能材料 D．电磁屏蔽材料
答案 AD
解析 随着社会的进步，科学技术的发展，高分子材料的作用越来越重要。特别是在尖端技术领域，对合成材料提出了更高的要求，尤其是具有特殊性质的功能性材料和多种功能集一身的复合材料。
2．“喷水溶液法”是日本科学家最近研制出的一种使沙漠变绿洲的技术，它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子与沙土粒相结合，在地表下30 cm～50 cm处形成一个厚0.5 cm的隔水层，既能阻止地下的盐分上升，又有拦截、蓄积雨水的作用。下列对聚丙烯酸酯的说法不正确的是( )
A．它的单体的结构简式为
B．它在一定条件下能发生加成反应
C．它在一定条件下能发生水解反应
D．它没有固定的熔、沸点
答案 B
解析 聚丙烯酸酯的结构简式为：，其单体为CH2===CHCOOR，它的分子中含有酯基官能团，故能发生水解反应；聚丙烯酸酯是高聚物，属混合物，没有固定的熔、沸点；因其分子中没有碳碳双键，故不能发生加成反应。
3. 复合材料的优点是( )
①强度高 ②质量轻 ③耐高温 ④耐腐蚀
A．①④ B．③除外 C．②③ D．①②③④
答案 D
4．能够把化学能转化成电能的高分子材料是( )
A．传感膜 B．分离膜 C．分导纤维 D．玻璃钢
答案 A
5．目前商场出售的一种婴儿使用的“尿不湿”产品的组成是，其主要性质是( )
A．显酸性 B．有吸水性 C．可发生加成反应 D．不能燃烧
答案 B
6．具有单双键交替长链(如：
…—CHCHCHCHCHCH—…)的高分子有可能成为导电塑料。2000年诺贝尔(Nobel)化学奖即授予开辟此领域的3位科学家。下列高分子中可能成为导电塑料的是( )
A．聚乙烯 B．聚丁二烯 C．聚苯乙烯 D．聚乙炔
答案 D
7．食品保鲜膜按材质可分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氯乙烯(PVDC)等种类。PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是( )
A．PVC保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化，能溶于酒精
B．PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得
C．鉴别PE和PVC，可把其放入试管中加热，在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸，如果试纸变红，则是PVC；不变红，则为PE
D．等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气不一定相等
答案 BD
8．军事上的“地表伪装”是军事上保持的外观色彩、红外反射与周围环境互相吻合以达到以假乱真的目的。20世纪70年代研制出的BASF是一种红外伪装还原染料。其结构简式如下：
该染料为橄榄色或黑色。
请回答下列问题：
(1)染料BASF的分子式为____________。
(2)1 mol BASF在适宜条件下，与足量的金属钠反应可生成________mol H2；1 mol BASF在适宜条件下和H2发生加成反应所需H2最多为________mol。
答案 (1)C2n＋24H4n＋10N2O6 (2)1 14
解析 1 mol BASF中含有2 mol羟基与足量钠反应能生成1 mol H2；苯环中的双键及“”均能与H2发生加成反应。
9．有机黏合剂是生产和生活中一类重要的材料。黏合过程一般是液态的小分子黏合剂经化学反应转化为大分子或高分子而固化。
(1)厌氧胶是一种黏合剂，其结构简式为：。它在空气中稳定，但在隔绝空气(缺氧)时，分子中双键断开发生聚合而固化。工业上用丙烯酸和某种物质在一定条件下反应可制得这种黏合剂，这一制取过程的化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(2)白乳胶是常用的黏合剂，其主要成分为醋酸乙烯酯(CH3COOCH===CH2)，它有多种同分异构体，其中同时含有“—CHO”和“CH===CH”结构的同分异构体共有五种，如“CH3—CH===CH—O—CHO”和“CH2===CH—CH2—O—CHO”，请写出另外三种同分异构体的结构简式(已知含有结构的物质不能稳定存在)：_____________、
________________、____________________。
(2)HOCH2—CH===CH—CHO
CH2===CH—O—CH2—CHO
CH3—O—CH===CH—CHO
10．医用化学杂志曾报道，有一种功能高分子材料为聚乙交酯纤维材料C，用这种功能高分子材料制成的手术缝合线比天然高分子材料的肠线好。它的合成过程如图：
(B：是A合成C的中间体，它是由两分子A脱去两分子水形成的。)
(1)写出A、C的结构简式：A____________，
C________________________________________________________________________。
(2)写出由A制取B的化学方程式
________________________________________________________________________。
(3)医用高分子材料应具备哪些特性：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)优异的生物相容性、较少受到排斥、无毒性、具有很高的机械性能以及其他一些特殊性能
解析 从题给条件可知，B分子为环酯且具有对称结构。采用平均拆分法，可得A的结构简式为。
A生成C的反应为酯化原理的缩聚反应，
11．某些高分子催化剂可用于有机合成。下面是一种高分子催化剂(Ⅶ)合成路线的一部分(Ⅲ和Ⅵ都是Ⅶ的单体；反应均在一定条件下进行；化合物Ⅰ～Ⅲ和Ⅶ中含N杂环的性质类似于苯环)：
回答下列问题：
写出由化合物Ⅰ合成化合物Ⅱ的反应方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(不要求标出反应条件)。
（2）下列关于化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的说法中，正确的是
___________________________________________________________(填字母)。
A．化合物Ⅰ可以发生氧化反应
B．化合物Ⅰ与金属钠反应不生成氢气
C．化合物Ⅱ可以发生水解反应
D．化合物Ⅲ不可以使溴的四氯化碳溶液褪色
E．化合物Ⅲ属于烯烃类化合物
(3)化合物Ⅵ是__________(填字母)类化合物。
A．醇 B．烷烃 C．烯烃 D．酸 E．酯
(4)写出2种可鉴别Ⅴ和Ⅳ的化学试剂
________________________________________________________________________。
(5)在上述合成路线中，化合物Ⅳ和Ⅴ在催化剂的作用下与氧气反应生成Ⅵ和水，写出反应方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(不要求标出反应条件)。
答案 (1)＋CH3COOH
＋H2O
(2)AC (3)E
(4)饱和Na2CO3溶液、酸性KMnO4溶液
(5)2CH2===CH2＋2CH3COOH＋O22CH3COOCH===CH2＋2H2O
解析 (1)Ⅰ和CH3COOH发生酯化反应。
(2)Ⅰ中含醇羟基，故可以被氧化，A正确；Ⅰ可以与Na反应产生氢气，B错误；Ⅱ中含有酯基，故可以水解，C正确；Ⅲ中含可以使溴水褪色，D错误；Ⅲ中含N原子故不是烃，E错误；选A、C。
(3)由Ⅶ分析Ⅵ为，只有E(酯)符合题意。
(4)由题目信息知Ⅳ是CH2===CH2，Ⅴ是CH3COOH，可以利用二者性质不同：酸性、还原性来鉴别，如溴水、Na2CO3溶液、酸性KMnO4溶液等。
(5)见答案。
探究创新
12．近年来，乳酸成为人们的研究热点之一。乳酸可以用化学方法合成，也可以由淀粉通过生物发酵法制备。利用乳酸聚合而成的高分子材料具有生物相容性，而且在哺乳动物体内或自然环境中，都可以最终降解成为二氧化碳和水。乳酸还有其他用途。
(1)乳酸可以与精制铁粉制备一种药物，反应式为：
在该反应中，氧化剂是__________，还原剂是__________，产物乳酸亚铁可以治疗的疾病是________。
(2)用乳酸聚合的纤维材料非常适合于做手术缝合线，尤其是在做人体内部器官的手术时使用。试分析其中的原因
________________________________________________________________________。
(3)利用乳酸合成高分子材料，对于环境有什么重要的意义？试从生物学物质循环的角度解释：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)乳酸[或CH3CH(OH)COOH] 铁(或Fe) 缺铁性贫血
(2)聚乳酸本身对人体无毒，在体内可以水解成乳酸，最后降解成二氧化碳和水，通过人体的呼吸和排泄系统而被自动排出体外，故不需要二次开刀拆线，使其作为人体内部器官的手术缝合线具有独一无二的优越性
(3)淀粉通过植物的光合作用由二氧化碳和水合成，再经微生物发酵生成乳酸。因乳酸的生成来自天然，用乳酸合成的高分子材料又可以最终降解成为二氧化碳和水，回归自然，故利用乳酸合成高分子材料，利于环保
解析 本题是化学与生物的综合，要充分利用题给信息，结合学过的知识进行思考，问题会迎刃而解。
章末总结
1．(1)b ?
(2)a
(3)c f
2．(1)CH2===CH2
点拨 通过该题我们应该认识到了解日常生活中常见有机物的成分是非常有必要的。当然了解各种高分子材料的性能后，我们也可以推测其用途。
3．(1) 甲基丙烯酸乙二酯或甲基丙烯酸－β－羟基乙酯
(2)?
4．将聚苯乙烯泡沫塑料粉碎，放入反应釜中，用氮气等气体将装置内的空气排尽，高温加热，收集并冷凝所得蒸气，即可得到苯乙烯。
点拨 该实验方案的设计要注意两点：①因为高温加热，所以要选择合适的热解装置；②热解装置中不能有氧气。
5．
点拨 丁二烯及其衍生物在发生加聚反应时，两个双键都断开，在两个双键中间再形成
一个双键，另两个不饱和键与其他的不饱和键相连，形成高分子化合物。
浓硫酸
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