高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十六 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 考點(diǎn)四 高分子化合物教學(xué)案

1有機(jī)高分子化合物及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)定義相對分子質(zhì)量從幾萬到十幾萬甚至更大的化合物，稱為高分子化合物，簡稱高分子。大部分高分子化合物是由小分子通過聚合反應(yīng)制得的，所以常被稱為聚合物或高聚物。(2)有機(jī)高分子的組成單體能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)形成高分子化合物的低分子化合物。鏈節(jié)高分子化合物中化學(xué)組成相同、可重復(fù)的最小單位。聚合度高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目。2高聚物合成的常見反應(yīng)(1)加聚反應(yīng)由不飽和的單體通過加成反應(yīng)聚合生成高分子化合物的反應(yīng)。這類反應(yīng)的特點(diǎn)是高分子鏈節(jié)與單體的組成相同，生成物只有高分子化合物，一般形成線型結(jié)構(gòu)。 (2)縮聚反應(yīng)由單體通過分子間的縮合聚合，生成高分子化合物，同時還生成小分子(如水、氨、鹵化氫等)的聚合反應(yīng)。這類反應(yīng)的特點(diǎn)是單體必須含有兩個或兩個以上的反應(yīng)基團(tuán)，如OH、COOH、NH2、X等反應(yīng)；所得高分子化合物的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同。學(xué)霸巧學(xué)卡(1)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的對比加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)單體結(jié)構(gòu)單體必須是含有雙鍵等不飽和鍵的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯等)單體為含有兩個或兩個以上的官能團(tuán)(如OH、COOH、NH2等)的化合物反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)發(fā)生在不飽和鍵上反應(yīng)發(fā)生在不同的官能團(tuán)之間聚合方式通過碳碳雙鍵上的加成連接通過縮合脫去小分子而連接反應(yīng)特點(diǎn)只生成高聚物，沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生生成高聚物的同時，還有小分子副產(chǎn)物(如H2O、NH3、HCl等)生成聚合物的化學(xué)組成高聚物的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成相同，其相對分子質(zhì)量M(單體)n(聚合度)高聚物的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同。其相對分子質(zhì)量<M(單體)n(聚合度)(2)縮聚反應(yīng)方程式書寫的注意事項注意高聚物結(jié)構(gòu)中端基原子或原子團(tuán)的書寫，如注意縮聚物下角標(biāo)及水分子數(shù)目是(n1)還是(2n1)。3應(yīng)用廣泛的高分子材料(1)塑料成分塑料分類按塑料受熱時的特征，可以將塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較如下：塑料類別結(jié)構(gòu)舉例熱塑性塑料線型結(jié)構(gòu)，鏈狀結(jié)構(gòu)聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃等熱固性塑料體型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)酚醛樹脂等(2)合成纖維分類纖維六大綸滌綸(目前產(chǎn)量第一)、錦綸、腈綸、丙綸、維綸(人造棉花)、氯綸被稱為合成纖維的“六大綸”。其中被稱為“人造棉花”的是維綸，其成分是聚乙烯醇。維綸吸水性很好，因為其分子鏈上含有羥基。合成橡膠根據(jù)來源和用途的不同，橡膠可以進(jìn)行如下分類：橡膠1.思維辨析(1) 的單體是CH2=CH2和。()(2)酚醛樹脂和聚氯乙烯都是熱固性塑料。()(3)聚乙烯可包裝食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包裝食品。()(4)聚異戊二烯屬于純凈物。()(5)乙醛、氯乙烯和乙二醇均可作為合成聚合物的單體。()(6)“人造棉花”屬于人造纖維。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2下列說法正確的是()A纖維素和油脂都屬于天然高分子化合物B淀粉、油脂和蛋白質(zhì)都是高分子化合物C丙氨酸和苯丙氨酸脫水，最多可生成3種二肽D三硝酸甘油酯的分子式為C3H5N3O9答案D解析油脂是高級脂肪酸的甘油酯，不屬于高分子化合物，A項錯誤；淀粉、蛋白質(zhì)是高分子化合物，油脂是高級脂肪酸的甘油酯，不是高分子化合物，B項錯誤；丙氨酸和苯丙氨酸脫水生成二肽，能生成丙氨酸的氨基與苯丙氨酸的羧基脫水及丙氨酸的羧基與苯丙氨酸的氨基脫水、兩分子丙氨酸脫水、兩分子苯丙氨酸脫水這四種二肽，C項錯誤；三硝酸甘油酯的結(jié)構(gòu)簡式為，對應(yīng)的分子式為C3H5N3O9，D項正確?？挤ňC述高分子化合物的合成及單體判斷會出現(xiàn)在有機(jī)合成路線中，有一定難度。命題法單體與高聚物的互推典例下列合成高分子材料的反應(yīng)式和反應(yīng)類型均正確的是() 解析A、B兩項的化學(xué)方程式書寫錯誤，A項應(yīng)生成，B項漏寫了水且為縮聚反應(yīng)；D項為加聚反應(yīng)。答案C【解題法】單體與高聚物的互推方法(1)由單體推斷高聚物的方法單烯烴型單體加聚時，“斷開雙鍵，鍵分兩端，添上括號，n寫后面”。如共軛二烯烴型單體加聚時，“單變雙，雙變單，破兩頭，移中間，添上括號，n寫后面”分別含有個雙鍵的兩種單體聚合時，“雙鍵打開，中間相連，添上括號，n寫后面”。(2)由高聚物推導(dǎo)單體的方法根據(jù)高聚物的鏈節(jié)結(jié)構(gòu)判斷聚合反應(yīng)的類型加聚產(chǎn)物單體的判斷方法單雙鍵互換法步驟如下：注意：若高聚物中的碳碳雙鍵是由加聚時碳碳三鍵形成時，應(yīng)將此碳碳雙鍵換為碳碳三鍵?？s聚產(chǎn)物單體的判斷方法1某化妝品的組分Z具有美白功效，原從楊樹中提取，現(xiàn)可用如下反應(yīng)制備：下列敘述錯誤的是()AX、Y和Z均能使溴水褪色BX和Z均能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2CY既能發(fā)生取代反應(yīng)，也能發(fā)生加成反應(yīng)DY可作加聚反應(yīng)單體，X可作縮聚反應(yīng)單體答案B解析X、Z中含有酚羥基，能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)使溴水褪色，Y中含有碳碳雙鍵，能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)而使溴水褪色，A項正確。酚的酸性小于H2CO3大于HCO，所以X、Z均不能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2，B項錯誤。Y在FeBr3催化下能與Br2發(fā)生取代反應(yīng)，Y中的碳碳雙鍵能與Br2、H2O等發(fā)生加成反應(yīng)，C項正確。Y中的碳碳雙鍵能發(fā)生加聚反應(yīng)，X能與甲醛等物質(zhì)發(fā)生縮聚反應(yīng)，D項正確。2結(jié)構(gòu)為CH=CHCH=CHCH=CHCH=CH的高分子化合物用碘蒸氣處理后，其導(dǎo)電能力大幅度提高。上述高分子化合物的單體是()A乙炔 B乙烯C丙烯 D1,3丁二烯答案A解析該高聚物中重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元為CH=CH，對應(yīng)的單體為，A項正確。3能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱，現(xiàn)有一種叫HEMA的材料，是用來制備軟質(zhì)隱形眼鏡的，其結(jié)構(gòu)簡式為，則合成它的單體為()ACH3CH=CHCOOHCH3CH2OHBHOCH2CH2OHCCH2=CHCH2COOHHOCH2CH2OHDCH3CH2OH答案B4某高分子化合物R的結(jié)構(gòu)簡式為，下列有關(guān)R的說法正確的是()AR的一種單體的分子式可能為C9H10O2BR完全水解后生成物均為小分子有機(jī)物C可以通過加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)合成RD堿性條件下，1 mol R完全水解消耗NaOH的物質(zhì)的量為2 mol答案C解析根據(jù)R的結(jié)構(gòu)可推斷出其單體的結(jié)構(gòu)簡式及分子式分別為、HOCH2CH2OH(C2H6O2)、，故A項錯；R發(fā)生水解反應(yīng)的產(chǎn)物為兩種高聚物和乙二醇，故B項錯誤；通過R的結(jié)構(gòu)可知左邊的片段是由碳碳雙鍵發(fā)生加聚，右邊的片段通過縮聚形成酯基，故C正確；R為聚合物，1 mol R含有的酯基數(shù)大于2 mol，故D錯。5A(C2H2)是基本有機(jī)化工原料。由A制備聚乙烯醇縮丁醛和順式聚異戊二烯的合成路線(部分反應(yīng)條件略去)如下所示：回答下列問題：(1)A的名稱是_，B含有的官能團(tuán)是_。(2)的反應(yīng)類型是_，的反應(yīng)類型是_。(3)C和D的結(jié)構(gòu)簡式分別為_、_。(4)異戊二烯分子中最多有_個原子共平面，順式聚異戊二烯的結(jié)構(gòu)簡式為_。(5)寫出與A具有相同官能團(tuán)的異戊二烯的所有同分異構(gòu)體_(填結(jié)構(gòu)簡式)。(6)參照異戊二烯的上述合成路線，設(shè)計一條由A和乙醛為起始原料制備1,3丁二烯的合成路線_。答案(1)乙炔碳碳雙鍵和酯基(2)加成反應(yīng)消去反應(yīng) 解析分析框圖，對比反應(yīng)前后所給物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式以及反應(yīng)條件可以推出：A為乙炔，結(jié)構(gòu)簡式為，B的結(jié)構(gòu)簡式為，C的結(jié)構(gòu)簡式為，D的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CHO。(1)A為乙炔，B中含有碳碳雙鍵和酯基兩個官能團(tuán)。(2)由A和乙酸的分子式以及B的分子式，可推出反應(yīng)為加成反應(yīng)；分析反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物可知，此反應(yīng)為消去反應(yīng)。(3)C的結(jié)構(gòu)簡式為，D的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CHO。(4)根據(jù)烯烴的共面原理以及碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn)，可知共面的原子最多為11個；書寫順式聚異戊二烯時要注意不能寫成反式結(jié)構(gòu)。(5)A的官能團(tuán)為碳碳三鍵，書寫含5個碳原子的炔烴的同分異構(gòu)體時可以先寫出戊烷的碳骨架結(jié)構(gòu)，然后把碳碳三鍵添上，再補(bǔ)齊氫原子，得適合的結(jié)構(gòu)： (6)根據(jù)題給條件，仿照異戊二烯的合成，可設(shè)計如下合成路線：6常用作風(fēng)信子等香精的定香劑D以及可用作安全玻璃夾層的高分子化合物PVB的合成路線如下：已知：.RCHORCH2CHOH2O(R、R表示烴基或氫).醛與二元醇(如乙二醇)可生成環(huán)狀縮醛： (1)A的核磁共振氫譜有兩種峰。A的名稱是_。(2)A與合成B的化學(xué)方程式是_。(3)C為反式結(jié)構(gòu)，由B還原得到。C的結(jié)構(gòu)簡式是_。(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色。N由A經(jīng)反應(yīng)合成。a的反應(yīng)試劑和條件是_。b的反應(yīng)類型是_。c的化學(xué)方程式是_。(5)PVAc由一種單體經(jīng)加聚反應(yīng)得到，該單體的結(jié)構(gòu)簡式是_。(6)堿性條件下，PVAc完全水解的化學(xué)方程式是_。答案(1)乙醛 (4)a.稀NaOH、加熱b加成(還原)反應(yīng)c2CH3(CH2)3OHO22CH3(CH2)2CHO2H2O(5)CH3COOCH=CH2nCH3COONa解析C2H4O的核磁共振氫譜有兩種峰，又能與苯甲醛在堿性、加熱條件下反應(yīng)，結(jié)合已知反應(yīng)，確定A為乙醛，B的結(jié)構(gòu)簡式為。因C為反式結(jié)構(gòu)且由B還原得到，確定BC的過程中只有醛基被還原為羥基，碳碳雙鍵不被還原，則C的結(jié)構(gòu)簡式為。乙醛自身也能發(fā)生類似已知反應(yīng) 的反應(yīng)生成CH3CH=CHCHO，即E為CH3CH=CHCHO，E能與溴水反應(yīng)，根據(jù)已知反應(yīng)和PVB的結(jié)構(gòu)確定N的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CHO，E發(fā)生還原反應(yīng)生成F(正丁醇)，F(xiàn)經(jīng)催化氧化生成CH3CH2CH2CHO。高聚物PVB的結(jié)構(gòu)簡式中出現(xiàn)，不難確定PVA的結(jié)構(gòu)簡式為。根據(jù)PVAc轉(zhuǎn)化成PVA和M的反應(yīng)條件，確定該過程為酯的水解，M為羧酸，C中含有羥基，二者發(fā)生酯化反應(yīng)生成D，結(jié)合C的結(jié)構(gòu)簡式和D的分子式確定M為乙酸。進(jìn)而推出PVAc的單體為，書寫PVAc在堿性條件下水解的化學(xué)方程式時，n不能漏掉，且有乙酸鈉生成。