PAGEPAGE19高分子化學反應合成高分子材料[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.宏觀辨識與微觀探析：從高分子化合物所含官能團的角度，了解通過高分子化學反應可以合成帶有特定功能基團的新的高分子化合物，能從微觀角度了解高分子材料的分類和用途，理解高分子材料結構與性質的關系。2.科學看法與社會責任：了解高分子材料在生產(chǎn)、生活中的應用，了解新型高分子材料優(yōu)異的性能，知道高分子材料對環(huán)境的污染，研制環(huán)保新型高分子材料是愛護環(huán)境的關鍵。一、高分子化學反應1．概念高分子化學反應是有高分子化合物參與的化學反應。2．應用(1)合成帶有特定功能基團的新的高分子化合物。如纖維素改性制黏膠纖維、硝化纖維、醋酸纖維。(2)合成不能干脆通過小分子物質聚合而得到的高分子化合物。如由聚乙酸乙烯酯發(fā)生水解或醇解(酯交換反應)可制得聚乙烯醇。＋nCH3OHeq\o(→,\s\up7(NaOH))＋nCH3COOCH3。(3)橡膠的硫化線型的橡膠分子間經(jīng)過單硫鍵或雙硫鍵發(fā)生了交聯(lián)，形成空間網(wǎng)狀結構，稱為硫化橡膠，硫化橡膠具有較高的彈性和耐磨性。(4)高分子化合物的降解在降解過程中，高分子化合物的鏈節(jié)數(shù)變小。高分子化學反應高分子的化學反應主要取決于結構特點、官能團與基團之間的影響。如碳碳雙鍵易氧化和加成，酯基易水解、醇解，羧基易發(fā)生酯化、取代等反應。例1下列反應屬于高分子化學反應的是()A．nCH3—CH=CH2eq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))B．＋3NaOH→＋3RCOONaC．氨基酸→多肽D．蛋白質→氨基酸【考點】高分子化學反應【題點】高分子化學反應的概念與推斷答案D易錯警示只有高分子化合物參與的反應才屬于高分子化學反應。例2某高聚物的結構簡式如圖所示。1mol該物質與足量的NaOH溶液反應，消耗NaOH的物質的量最多為()A．3nmol B．4nmolC．5nmol D．6nmol【考點】高分子化學反應【題點】高分子化合物酯的水解反應答案B解析該高聚物分子的每個重復結構單元中含有3個在堿性條件下水解生成3個—COOH和1個酚羥基，因為—COOH和酚羥基均與NaOH反應，故1mol該高聚物能消耗4nmolNaOH。

易錯警示1mol酚酯最多能與2molNaOH反應。例3運用有機材料制成的塑料薄膜，會給環(huán)境造成“白色污染”，后果特別嚴峻。我國最新研制勝利的一類可降解塑料的結構如下，該類塑料具有良好的生物適應性和分解性，能夠自然腐爛分解。試回答下列問題：(A)(B)(C)O—CH2—CH2—CH2—CO(1)寫出下列物質的單體：A____________________、B____________________、C______________________。(2)可降解塑料在自然界可通過________(填反應類型)反應分解為小分子物質。(3)相同條件下焚燒下列物質，污染大氣最嚴峻的是________(填字母)。a．聚氯乙烯 b．可降解塑料c．聚丙烯 d．有機玻璃【考點】高分子化學反應【題點】高分子化合物酯的水解反應答案(1)HO—CH2—CH2—CH2—COOH(2)水解(3)a方法規(guī)律聚酯高分子化合物均能在自然界中通過水解反應分解為小分子有機物。二、合成高分子材料1．合成高分子材料(1)基本組成以合成高分子化合物為基本原料，加入適當助劑(包括填料、增塑劑、顏料、發(fā)泡劑等)，經(jīng)過肯定加工過程制成的材料稱為合成高分子材料。(2)常見的合成高分子材料①塑料：塑料通常是由樹脂及各種助劑組成的。②涂料：涂料是一種涂布于物體表面后能結成堅韌愛護膜的物質，起到愛護和美化內部物體的作用。③黏合劑：目前運用的黏合劑的主要成分是各種樹脂。2．功能高分子材料功能高分子材料是在合成高分子的主鏈或支鏈上接上帶有某種特定功能的官能團，使它們具有特殊的功能以滿意光學、電學、磁學、化學、生物學、醫(yī)學等方面的要求。(1)離子交換樹脂離子交換樹脂主要用于物質的分別和提純。離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。(2)醫(yī)用高分子最早運用的醫(yī)用高分子是聚乳酸，目前，常見的醫(yī)用高分子包括硅橡膠()、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯醇等。它們的生物相容性較好、平安無毒，可用于制造醫(yī)用器械和人造器官。高分子材料的分類例4現(xiàn)有一種為嬰兒特制的新型尿布——“尿不濕”，這種尿布表面涂有一種既能吸水又能保水的物質，依據(jù)你的推想，這種特殊物質的結構可能是()【考點】合成高分子材料【題點】功能高分子材料的結構與性質答案C解析“尿不濕”的材料應是親水但不溶于水的物質，選項中只有中的—OH屬于親水基而其自身屬于高分子化合物，不溶于水。思維啟迪能依據(jù)高分子化合物的性質推想高分子化合物的結構特點或所含官能團，形成“結構確定性質”的核心思想，促進“宏觀辨識與微觀探析”的化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。例5合成導電高分子材料PPV的反應：＋eq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))＋2nHI下列說法正確的是()A．合成PPV的反應為加聚反應B．PPV與聚苯乙烯具有相同的重復結構單元C．和苯乙烯互為同系物D．通過質譜法測定PPV的平均相對分子質量，可得其聚合度【考點】合成高分子材料【題點】功能高分子材料的合成與結構答案D解析A項，依據(jù)反應形式“生成高分子化合物和小分子”知，該反應屬于縮聚反應，錯誤；B項，聚苯乙烯的結構單元中無碳碳雙鍵，PPV的結構單元中含有碳碳雙鍵，錯誤；C項，與的官能團(碳碳雙鍵)的數(shù)目不同，二者不互為同系物，錯誤；D項，質譜法可以測定PPV的相對分子質量，再依據(jù)PPV的結構單元的相對分子質量，可計算出PPV的聚合度，正確。相關鏈接1．常見的塑料名稱結構簡式及單體用途聚丙烯CH2=CH—CH3可制薄膜、日常用品、管道、包裝材料等聚苯乙烯可制高頻絕緣材料，電視、雷達部件，醫(yī)療衛(wèi)生用具，還可制成泡沫塑料用于防震、防濕、隔音等聚甲基丙烯酸甲酯(有機玻璃)可制飛機、汽車用玻璃，光學儀器、醫(yī)療器械等酚醛塑料(俗稱電木)和HCHO可制電工器材、汽車部件、涂料、日常用品等，用玻璃纖維增加的酚醛塑料可用于宇航領域聚四氟乙烯CF2—CF2CF2=CF2可制電氣、航空、化學、醫(yī)藥、冷凍等工業(yè)的耐腐蝕、耐高溫、耐低溫的制品2.“六大綸”的結構、性能與應用名稱結構簡式及單體性能用途滌綸HOCH2CH2OH抗皺性好、強度高、耐酸腐蝕、耐磨、吸濕性差衣料、室內裝修材料、電絕緣材料、繩索、漁網(wǎng)等錦綸H2N(CH2)5COOH耐磨、強度高、耐光、耐堿、有彈性衣料、繩索、漁網(wǎng)等腈綸CH2=CH—CN彈性高、保濕性好、耐光、耐酸而不耐堿衣料、毛毯、幕布、工業(yè)用布丙綸CH2=CH—CH3機械強度高、電絕緣性好、耐化學腐蝕、質輕、耐油性差可制薄膜、日常用品、管道、包裝材料等氯綸CH2=CH—Cl機械性能好、電絕緣性好、耐化學腐蝕、耐水、有毒排水管、涼鞋、雨衣、化工廠容器貯槽維綸松軟、吸濕性好、耐磨、耐腐蝕、保暖、不耐熱衣料(仿棉)、桌布、窗簾、包裝袋、濾布、炮衣例6感光高分子也稱為“光敏高分子”，是一種在激光制版及集成電路制造中應用較廣的新型高分子材料，某光敏高分子A的結構簡式如圖所示。試回答下列問題：(1)已知它是由兩種單體經(jīng)酯化后聚合而成的，試寫出這兩種單體的結構簡式：____________________________、________________________。(2)寫出由(1)中兩種單體生成A的化學方程式：____________________________。(3)對高聚物A的性質推斷不正確的是________(填字母)。A．在酸性條件下可以發(fā)生水解反應B．此高聚物不能使溴水退色C．此高聚物可以使高錳酸鉀酸性溶液退色D．此高聚物可與液溴發(fā)生取代反應【考點】合成高分子材料【題點】功能高分子材料的結構與性質答案(1)CH2=CH—OH(2)CH2=CH—OH＋eq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))＋H2O、eq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))(3)B解析由所給高聚物A的結構簡式可知，其鏈節(jié)中含酯的結構，且是由雙鍵加聚形成的聚合物。因此，它在酸性條件下可以發(fā)生水解反應，可使溴水和酸性高錳酸鉀溶液退色；鏈節(jié)中含有苯環(huán)，在催化劑作用下，可與液溴發(fā)生取代反應。1．(2024·煙臺高一期末)日常生活中運用的購物袋的材料多為聚乙烯，下列說法中正確的是()A．用純凈的乙烯合成的聚乙烯是純凈物B．聚乙烯可以人工合成，也是自然高分子化合物C．聚乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液退色D．聚乙烯的單體能夠使溴的四氯化碳溶液退色【考點】合成高分子材料【題點】塑料的結構與性質答案D解析聚乙烯是有機高分子化合物，屬于混合物，故A錯誤；聚乙烯是由乙烯通過加聚反應合成的高分子化合物，不是自然高分子化合物，故B錯誤；聚乙烯中不含碳碳雙鍵，不能使酸性高錳酸鉀溶液退色，故C錯誤；聚乙烯的單體為乙烯，與溴發(fā)生加成反應，從而使溴的四氯化碳溶液退色，故D正確。2．下列說法不正確的是()A．自然橡膠能使溴水退色B．硫化橡膠遇汽油能發(fā)生溶脹現(xiàn)象C．聚硫橡膠具有良好的耐寒冷、耐高溫性能D．合成橡膠是以石油、自然氣為原料，以二烯烴和烯烴等為單體聚合而成的高分子【考點】合成高分子材料【題點】自然橡膠和合成橡膠的結構與性質答案C解析自然橡膠的主要成分為含有碳碳雙鍵，能使溴水退色；硫化橡膠為體型高分子，不能被汽油溶解，但可被汽油溶脹；聚硫橡膠具有良好的耐油性，而硅橡膠具有耐寒冷、耐高溫性能。A、B、D均正確。3．下列有關功能高分子材料用途的敘述中不正確的是()A．高吸水性樹脂主要用于干旱地區(qū)抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B．離子交換樹脂主要用于分別和提純物質C．醫(yī)用高分子可用于制造醫(yī)用器械和人造器官D．聚乙炔膜可用于分別工業(yè)廢水和海水淡化【考點】高分子材料【題點】高分子材料的用途答案D解析聚乙炔膜屬于導電高分子材料，主要用于制造電子器件。4．生物降解塑料能在微生物的作用下降解成二氧化碳和水，從而消退廢棄塑料對環(huán)境的污染。PHB塑料就屬于這種塑料，其結構簡式為下列有關PHB的說法中正確的是()A．PHB是一種聚酯，有固定的熔點B．PHB的降解過程不須要氧氣參與反應C．合成PHB的單體是CH3CH2CH(OH)COOHD．通過加聚反應可以制得PHB【考點】合成高分子材料【題點】功能高分子材料的結構與性質答案C解析是高分子化合物，屬于混合物，沒有固定的熔點；PHB是聚酯類高分子化合物，通過縮聚反應制得；其降解過程是先水解生成2-羥基丁酸，然后被氧化為CO2和H2O。5．(2024·南京高二月考)維通橡膠是一種耐腐蝕、耐油、耐高溫、耐寒性能都特殊好的氟橡膠。它的結構簡式為合成它的單體為()A．氟乙烯和全氟異丙烯B．1,1-二氟乙烯和全氟丙烯C．1-三氟甲基-1,3-丁二烯D．全氟異戊二烯【考點】合成高分子材料【題點】合成橡膠及其單體的推斷答案B解析將聚合物按如下所示方法找出單體為CH2=CF2和CF2=CF—CF3，它們的名稱分別為1,1-二氟乙烯和全氟丙烯，故答案為B。6．近年來，由于石油價格不斷上漲，以煤為原料制備一些化工產(chǎn)品的前景又被看好。下圖是以烴A為原料生產(chǎn)人造羊毛的合成路途。下列說法正確的是()A．合成人造羊毛的反應屬于縮聚反應B．A生成C的反應屬于加成反應C．A生成D的反應屬于取代反應D．烴A的結構簡式為CH2=CH2【考點】合成高分子材料【題點】合成纖維的合成答案B解析人造羊毛的單體是CH2=CH—CN和CH2=CH—OOCCH3，推想A生成C的反應屬于加成反應，即A為乙炔，由此推想A生成D的反應屬于加成反應。7．科學家通過乙二醇的橋梁作用把阿司匹林連接在高聚物上，制成緩釋長效阿司匹林，用于關節(jié)炎和冠心病的協(xié)助治療，緩釋長效阿司匹林的結構簡式如下：試填寫以下空白：(1)高分子載體的結構簡式為___________________________________________。(2)阿司匹林連接在高分子載體上的有機反應類型是____________________。(3)緩釋長效阿司匹林在腸胃中變?yōu)榘⑺酒チ值幕瘜W方程式是________________________________________________________________________?！究键c】功能高分子材料【題點】功能高分子材料單體的推斷及制備答案(1)(2)酯化反應(或取代反應)(3)＋2nH2Oeq\o(→,\s\up7(酯))＋nHOCH2CH2OH＋(其他合理答案也可)解析本題的關鍵信息是“通過乙二醇的橋梁作用把阿司匹林連接在高聚物上”，視察高聚物結構可以把緩釋長效阿司匹林分為三部分：①高分子載體；②阿司匹林；③作為橋梁作用的乙二醇。在腸胃中變?yōu)榘⑺酒チ值姆磻?，屬于水解反應，從而找到正確的解題思路。8．(2024·蘇州月考)已知鹵代烴中鹵素原子很簡單發(fā)生取代反應，如①R—X＋NaCNeq\o(→,\s\up7(乙醇))R—CN＋NaX；②R—X＋2Na＋X—R′eq\o(→,\s\up7(乙醇溶液))R—R′＋2NaX。依據(jù)圖中各物質的轉化關系回答問題：(1)A的分子式為________________，E的結構簡式為________________。(2)寫出B→D的化學方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出C2H3Cl→C的化學方程式：__________________________________________________________________________________________________________________。(4)寫出A→G的化學方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________。【考點】合成高分子材料【題點】高分子材料的合成答案(1)C2H2(2)nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))(3)2CH2=CHCl＋2Naeq\o(→,\s\up7(乙醇溶液))CH2=CH—CH=CH2＋2NaCl(4)nCH≡CHeq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))CH=CH解析(1)首先對題中所給條件進行分析，本題突破口是C2H3Cl能發(fā)生加聚反應，則其結構中肯定含有碳碳雙鍵，結構簡式為CH2=CHCl，則A為乙炔，分子式為C2H2；C2H3Cl發(fā)生加聚反應生成E：nCH2=CHCleq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))(2)利用所給信息及C2H3Cl先轉化為B，后轉化為D，且D是一種合成纖維，得B為CH2=CHCN，即CH2=CHCl＋NaCNeq\o(→,\s\up7(乙醇))CH2=CH—CN＋NaCl，nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))題組一高分子化學反應1．光刻膠是大規(guī)模集成電路印刷電路板技術中的關鍵材料，某一光刻膠的主要成分如圖所示，下列有關說法正確的是()A．合成此高聚物的單體的化學式為C11H10O2B．1mol該物質可消耗4molH2C．該物質可穩(wěn)定存在于堿性溶液中D．該物質可經(jīng)過縮聚反應制得【考點】高分子化學反應【題點】高分子化合物酯的水解反應答案A解析由光刻膠的主要成分的結構簡式知，它的單體為化學式為C11H10O2，A正確；1mol光刻膠含有nmol碳碳雙鍵和nmol苯環(huán)，可消耗4nmolH2，B錯誤；該物質含有酯基，在堿性溶液中可發(fā)生水解，C錯誤；該物質是經(jīng)過加聚反應制得的，D錯誤。2．(2024·北京四中高二下學期期末)聚乙炔導電聚合物的合成使高分子材料進入了“合成金屬”和塑料電子學時代，當聚乙炔分子帶上藥物、氨基酸等分子片段后，就具有了肯定的生物活性。以下是我國化學家近年來合成的聚乙炔衍生物分子M的結構式及M在稀硫酸作用下的水解過程。下列有關說法中不正確的是()A．M與A均能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水退色B．B中含有羧基和羥基兩種官能團，B能發(fā)生消去反應和酯化反應C．1molM與熱的燒堿溶液反應，可消耗2nmol的NaOHD．A、B、C各1mol分別與足量金屬鈉反應，放出的氣體的物質的量之比為1∶2∶2【考點】高分子化學反應【題點】高分子化合物酯的水解反應答案D解析M為酯類物質，故在稀硫酸條件下M水解產(chǎn)物A的結構為：M與A的分子中均含有碳碳雙鍵，均能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水退色，A正確；B的結構為：分子中含有羧基和羥基，可以發(fā)生酯化反應，羥基的β-碳原子上含有氫原子可以發(fā)生消去反應，B正確；1molM中有2nmol的酯基，可以與2nmol的NaOH發(fā)生反應，C正確；1molA中有nmol羧基，1molB中有1mol羧基、1mol羥基，1molC中有2mol羥基，它們與金屬鈉反應放出的氣體的物質的量分別為eq\f(n,2)mol、1mol、1mol，故放出的氣體的物質的量之比為n∶2∶2,D錯誤。題組二合成高分子材料3．PBT是最堅韌的工程熱塑性材料之一，它是半結晶材料，有特別好的化學穩(wěn)定性、機械強度、電絕緣性和熱穩(wěn)定性，其結構簡式為下列敘述錯誤的是()A．PBT具有熱固性，受熱不熔化B．PBT的單體是對苯二甲酸和丁二醇C．由單體合成PBT的反應屬于縮聚反應D．1molPBT與NaOH溶液反應時，最多可消耗2nmolNaOH【考點】合成高分子材料【題點】合成塑料的結構與性質答案A解析由題中“PBT是最堅韌的工程熱塑性材料之一”以及特別好的熱穩(wěn)定性可推知A不正確；PBT的單體為和HOCH2CH2CH2CH2OH。4．尼龍-66是一種重要的合成纖維，它是由己二酸和己二胺[H2N—(CH2)6—NH2]以相等的物質的量在肯定條件下聚合而成的，下列敘述中不正確的是()A．尼龍-66的結構簡式是B．合成尼龍-66的反應屬于縮合聚合反應C．合成尼龍-66的基礎反應為酯化反應D．尼龍-66的長鏈結構中含有肽鍵【考點】合成高分子材料【題點】合成纖維的結構與制備答案C解析尼龍-66是由HOOC(CH2)4COOH和H2N(CH2)6NH2通過成肽反應縮聚而成的高分子化合物，分子中含有肽鍵()，在肯定條件下可以發(fā)生水解。5．食品保鮮膜按材質分為聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等。PVC廣泛用于食品、蔬菜外包裝，它對人體有潛在危害。下列有關敘述不正確的是()A．PVC保鮮膜屬于鏈狀聚合物，在高溫時易熔化，能溶于酒精B．PVC單體可由PE的單體與氯化氫加成制得C．PVC的結構簡式為CH2—CHCl，PVDC的結構簡式為CH2—CCl2D．等質量的聚乙烯和乙烯完全燃燒消耗的氧氣的質量相等【考點】合成高分子材料【題點】塑料的制備、單體及性質答案B解析聚氯乙烯(PVC)的結構簡式為屬于鏈狀聚合物，在高溫時易熔化，并且易溶于苯、酒精等有機溶劑，A項正確；聚氯乙烯(PVC)的單體是CH2=CHCl，可以由乙炔(CH≡CH)和氯化氫加成制得，而不能由聚乙烯(PE)的單體CH2=CH2和HCl加成制得，B項錯誤；聚偏二氯乙烯(PVDC)的結構簡式為CH2—CCl2，C項正確；乙烯和聚乙烯的含碳量和含氫量均相同，等質量的乙烯和聚乙烯燃燒時，消耗的氧氣的質量相等，D項正確。題組三功能高分子材料6．硅橡膠是一種新型橡膠，它是由二甲基二氯硅烷經(jīng)過兩種類型的反應而生成的高分子化合物：則這兩種反應為()A．消去反應，加聚反應 B．氧化反應，聚合反應C．水解反應，加聚反應 D．水解反應，縮聚反應【考點】功能高分子材料【題點】功能高分子材料的制備答案D解析反應①為水解反應：(CH3)2SiCl2＋2H—OH→(CH3)2Si(OH)2＋2HCl；反應②為縮聚反應：eq\o(→,\s\up7(催化劑))＋nH2O。7．某同學在收到的信封上發(fā)覺有保藏價值的郵票，便將郵票剪下來浸入水中，以去掉郵票背面的黏合劑。該黏合劑的成分可能是()【考點】功能高分子材料【題點】功能高分子材料的結構與性質答案B解析由于該黏合劑易溶于水，其結構中應含親水基團，各選項中只有B項含親水基團—OH。8．DAP是電表和儀表部件中常用的一種高分子化合物，其結構簡式為則合成它的單體可能有：①鄰苯二甲酸②丙烯醇(CH2=CH—CH2—OH)③丙烯④乙烯⑤鄰苯二甲酸甲酯下列選項正確的是()A．①②B．④⑤C．①③D．③④【考點】功能高分子材料【題點】功能高分子材料單體的推斷答案A解析該高聚物的形成過程屬于加聚反應，干脆合成該高聚物的物質為該物質屬于酯類，由CH2=CH—CH2OH和通過酯化反應生成。9．丙烯和乙烯一樣，都是重要的化工原料。由丙烯經(jīng)下列反應可得到F、G兩種高分子化合物，它們都是常用的塑料。(1)丙烯生成A和F的反應方程式分別為____________________________________________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)D生成E的反應是原子利用率100%的反應，且D不能使溴的四氯化碳溶液退色，則D的結構簡式為_____________