合成材料與新型有機高分子材料

全局性掌控全局性掌控

在近幾年的高考試題中，有關(guān)合成材料的命題大都以新材料為背景，和生活、生產(chǎn)實際相結(jié)合．主要形式：一是由一種或幾種單體加聚成高分子化合物或由加聚產(chǎn)物反推其單體；二是由一種或幾種單體縮聚成高分子化合物或已知高分子的鏈節(jié)推知其單體．題型以選擇題和有機綜合題為主.選項式診斷診斷判斷正誤，在診斷一欄內(nèi)打“√”或“×”×1.石油裂解和油脂皂化都是由高分子生成小分子的

過程(2010·廣東高考T11－D)√2.的結(jié)構(gòu)中含有酯的結(jié)構(gòu)(2010·北京高考T8－A)選項式診斷診斷判斷正誤，在診斷一欄內(nèi)打“√”或“×”×3.限制塑料制品使用違背了發(fā)展低碳經(jīng)濟(2010·天

津高考T1－B)×4.聚乙烯可發(fā)生加成反應(yīng)(2010·福建高考T6－A)×5.人造纖維、合成纖維和光導(dǎo)纖維都是有機高分子

化合物(2009·山東高考T9－B)一、有機高分子化合物1．組成名稱結(jié)構(gòu)簡式單體鏈節(jié)聚合度聚氯乙烯

CH2CHClCH2CHCln淀粉纖維素蛋白質(zhì)天然橡膠塑料3．結(jié)構(gòu)與性質(zhì)有機高分子化合物按結(jié)構(gòu)分為

高分子和

高分子，其性質(zhì)如下：線型體型線型高分子體型(網(wǎng)狀)高分子溶解性能緩慢溶解于適當(dāng)溶劑很難溶解，但往往有一定程度的脹大性能具有

性，無固定熔點具有

性，受熱不熔化特性強度大，可拉絲、吹薄膜，絕緣性好，有可塑性強度大，絕緣性好熱塑熱固1．聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯屬于于線線型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，還是是體體型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)？？提示示：：聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯屬屬于于線線型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)．．2．常常見見的的合合成成材材料料(1)常見見塑塑料料名稱單體結(jié)構(gòu)簡式聚乙烯聚氯乙烯(氯綸)CH2==CH2CHCl==CH2名稱單體結(jié)構(gòu)簡式聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯(有機玻璃)酚醛塑料(俗稱電木)(2)常見見的的合合成成纖纖維維名稱單體結(jié)構(gòu)簡式滌綸和

腈綸CH2===CH—CNHOCH2CH2OH(3)常見見的的合合成成橡橡膠膠名稱單體結(jié)構(gòu)簡式順丁橡膠

丁苯橡膠CH2==CH—CH==CH2和氯丁橡膠CH2==

CH—CCl==CH2CH2==CH——CH==CH22．如如何何由由乙乙烯烯和和以及及必必要要的的無無機機試試劑劑合成成滌滌綸綸()?提示示：：機械械性性能能特殊殊功功能能2．復(fù)復(fù)合合材材料料(1)概念：復(fù)復(fù)合材料料是指兩兩種或兩兩種以上上材料組組合成的的一種新新型材料，，其中一一種材料料作為，另一種種作為．(2)主要性能能：強度度高、質(zhì)質(zhì)量輕、、耐高溫溫、耐腐腐蝕．(3)應(yīng)用領(lǐng)域域：主要要應(yīng)用于于宇宙航航空工業(yè)業(yè)．基體增強體1．下列物物質(zhì)一定定不是天天然高分分子化合合物的是是()A．橡膠B．蛋白質(zhì)質(zhì)C．尼龍D．纖維素素解析：橡膠、蛋蛋白質(zhì)、、纖維素素均可能能為天然然高分子子化合物物，尼龍龍是人工工合成的的高分子子化合物物．答案：C解析：醫(yī)用高分分子材料料一般具具有優(yōu)異異的生物物相容性性，較少少受到排排斥，可可以滿足足人工器器官對材材料的苛苛刻要求求．答案：C解析：由結(jié)構(gòu)可可以看出出，重復(fù)復(fù)單元是是即鏈節(jié)，單單體是CH2==CH—COOC2H5，應(yīng)是加加聚反應(yīng)應(yīng)的產(chǎn)物物．答案：D4．ABS合成樹脂脂的結(jié)構(gòu)構(gòu)可表示示為，則生成成該樹脂脂的單體體的種類類和化學(xué)學(xué)反應(yīng)所所屬類型型正確的的是()A．1種加聚聚反應(yīng)B．2種縮聚聚反應(yīng)C．3種加聚聚反應(yīng)D．3種縮聚聚反應(yīng)解析：此高分子子鏈節(jié)中中均為C原子，應(yīng)應(yīng)是加聚聚反應(yīng)而而得，又又據(jù)加聚聚反應(yīng)特特點，得得3種單體：：CH2==CH—CN、CH2==CH—CH==CH2、CH2==CH—C6H5.答案：C5．(2010·浙江高考考)物質(zhì)的性性質(zhì)和功功能與分分子結(jié)構(gòu)構(gòu)間有著著密切的關(guān)系．．以下問問題涉及及高分子子材料、、日用化化學(xué)品及及藥品．．幾種常用用高分子子材料的的結(jié)構(gòu)(或結(jié)構(gòu)片片段)如下：(1)屬于熱塑塑性塑料料且可溶溶于氯仿仿的是________；(2)熱固性塑塑料是________；(3)屬于合成成纖維，，俗稱“滌綸”的是________，廢棄的的滌綸織織物經(jīng)處處理后可可回收利利用．寫寫出滌綸綸水解后后生成的的兩種物物質(zhì)的結(jié)結(jié)構(gòu)簡式式____________________________．解析：(1)線型分子子具有熱熱塑性，，可以重重加工，，能溶于于有機溶劑，A屬于線型型分子．．(2)體型分子子具有熱熱固性，，E屬于體型型分子．．(3)滌綸的成成分為聚聚對苯二二甲酸乙乙二酯，，分子內(nèi)內(nèi)有答案：(1)A(2)E(3)D6．感光光性高高分子子也稱稱為“光敏性性高分分子”，是一一種在在彩電電熒光屏屏及大大規(guī)模模集成成電路路制造造中應(yīng)應(yīng)用較較廣的的新型型高分分子材材料．．其結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡式為為：回答下下列問問題：：(1)已知它它是由由兩種種單體體經(jīng)酯酯化后后聚合合而成成的，，試推推斷這這兩種種單體體的結(jié)結(jié)構(gòu)簡簡式______________、______________.(2)寫出在在(1)中由兩兩種單單體合合成聚聚合物物的化化學(xué)方方程式式：____________________、_________________.解析：：(1)由聚合合物的的結(jié)構(gòu)構(gòu)簡式式可知知，它它是由由聚合而而成的的，該該物質(zhì)質(zhì)是由由CH2==CHOH和發(fā)生酯酯化反反應(yīng)制制得的的．(2)先寫出出CH2==CHOH和發(fā)生酯酯化反反應(yīng)的的化學(xué)學(xué)方程程式，，再寫寫出生生成物物發(fā)生生加聚聚反應(yīng)應(yīng)的化化學(xué)方方程式式．(3)由聚合合物的的結(jié)構(gòu)構(gòu)簡式式可以以看出出，該該高分分子材材料中中含有有碳碳雙雙鍵和和結(jié)結(jié)構(gòu)，，具有有烯烴烴和酯酯類物物質(zhì)的的性質(zhì)質(zhì)．答案：：(3)BD1．判斷斷聚合合類型型若鏈節(jié)節(jié)上都都是碳碳原子子，一一般是是經(jīng)加加聚反反應(yīng)得得到的的產(chǎn)物物，但但是甲醛醛加聚聚的產(chǎn)產(chǎn)物；；若鏈鏈節(jié)上上含有有等，一一般是是縮聚聚反應(yīng)應(yīng)的產(chǎn)產(chǎn)物．．2．加聚聚型的的高分分子化化合物物(1)凡鏈節(jié)節(jié)的主主鏈中中只有有兩個個碳原原子(無其他他原子子)的高聚聚物，，其單體體必為為一種種，將將兩個個半鍵鍵閉合合即可可．(2)凡鏈節(jié)節(jié)主鏈鏈只有有四個個碳原原子(無其他他原子子)且鏈節(jié)節(jié)無雙雙鍵的的高聚物物，其其單體體必為為兩種種．在在正中中央劃劃線斷斷開后后將四四個半半鍵閉合合即可可．(3)凡鏈節(jié)節(jié)主鏈鏈中只只有碳碳原子子，并并存在在碳碳碳雙鍵鍵的高高聚物物，其其規(guī)律是是“見雙鍵鍵，四四個碳碳，無無雙鍵鍵，兩兩個碳碳”，劃線線斷開開，然后將將半鍵鍵閉合合，即即將單單、雙雙鍵互互換．．3．縮聚聚型的的高分分子化化合物物(1)凡鏈節(jié)節(jié)為或結(jié)構(gòu)的的高聚物，，其單單體必必為一一種．．在上加羥羥基，，在—NH—或—O——上加氫氫即得得高聚聚物單單體，，如O的單體體為.(2)凡鏈節(jié)節(jié)中間間(不在端端上)含有結(jié)構(gòu)的的高聚聚物，，其單體體必為為兩種種，從從劃線處處斷開開，上加羥羥基，，—O——上加氫氫，即即得高高聚物物單體體．[例1]環(huán)氧樹樹脂是是一類類重要要的熱熱固性性塑料料．可可以利利用雙雙酚M與環(huán)氧氧氯丙丙烷按按下式式反應(yīng)應(yīng)制得得環(huán)氧氧樹脂脂．(1)上述反反應(yīng)屬屬于________(填反應(yīng)應(yīng)類型型)．(2)雙酚M是內(nèi)分分泌干干擾素素，可可擾亂亂人體體激素素的分分泌．．雙酚酚M的分子子式為為________，分子子中一一定處處于同同一平平面的的原子子有________個．(3)通常條條件下下，雙雙酚M能與濃濃溴水水發(fā)生生反應(yīng)應(yīng)，則則1mol雙酚M可消耗耗________molBr2.(4)環(huán)氧氯氯丙烷烷易燃燃，有有毒性性，是是致癌癌物質(zhì)質(zhì)．環(huán)環(huán)氧氯氯丙烷烷有如如下轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化關(guān)關(guān)系：：①A是一種種常見見烴，，能使使酸性性高錳錳酸鉀鉀溶液液褪色色，A的結(jié)構(gòu)構(gòu)簡式為_______________________________________________．②C具有左右對對稱結(jié)構(gòu)，，C→甘油的化學(xué)學(xué)反應(yīng)方程程式為____________________________________________________，B→C的化學(xué)反應(yīng)應(yīng)方程式為為_______________________．③生成D的反應(yīng)與制制環(huán)氧樹脂脂的反應(yīng)類類似，D的結(jié)構(gòu)簡式式為_________________________________________________.④C的同類同同分異構(gòu)構(gòu)體共有有________種(包括C本身，已已知“””不穩(wěn)定)．[名師精析析](2)雙酚M分子中兩兩苯環(huán)所所連的碳碳為烷碳碳，即呈呈四面體體結(jié)構(gòu)，，故分子子中的兩兩個苯平平面可能能處于同同一平面面，也可可能不在在同一平平面，故故一定共共面的原原子為12個．(4)A能使酸性性高錳酸酸鉀溶液液褪色，，說明A為不飽和和烴；A與氯氣發(fā)發(fā)生取代代反應(yīng)生生成C3H5Cl，引入一一個氯原原子，B比等碳烷烷烴少2個氫原子子(一個Cl相當(dāng)于一一個H)，則B中含有一一個雙鍵鍵，則A為丙烯，，B為；B與次氯酸酸反應(yīng)生生成C3H6OCl2，C剛好比B多一個“HClO”，說明B→C發(fā)生的是是加成反反應(yīng)，結(jié)結(jié)合C的結(jié)構(gòu)左左右對稱稱，可推推得C為.雙酚M與環(huán)氧氯氯丙烷發(fā)生反應(yīng)應(yīng)時斷鍵鍵情況如如圖所示示：，模仿該反反應(yīng)可推推出環(huán)氧氧氯丙烷烷與乙二二醇反應(yīng)應(yīng)的產(chǎn)物物．C的同類同同分異構(gòu)構(gòu)體有：：[答案](1)縮聚反應(yīng)應(yīng)(2)C15H16O212(3)4(4)①①CH2==CHCH3加聚反應(yīng)應(yīng)和縮聚聚反應(yīng)的的比較加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)反應(yīng)物特征含

等不飽和鍵含雙官能團：羥基、羧基、氨基等反應(yīng)物種類相同或不同的單體產(chǎn)物的相同或不同的單體加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)產(chǎn)物的特征鏈中只有C原子，與單體組成相同鏈中有“—O—”或“”或“”，與單體組

成不同產(chǎn)物種類只有高聚物小分子與高聚物1．能源、、信息、、材料是是新科技技革命的的三大支支柱．現(xiàn)現(xiàn)有一種種叫HEMA的材料，，是用來來制備軟軟質(zhì)隱形形眼鏡的的，其結(jié)結(jié)構(gòu)簡式為，則合成成它的單單體為()A．CH3—CH==CH—COOHCH3CH2OH解析：該高聚物物為加聚聚反應(yīng)的的產(chǎn)物，，其鏈節(jié)節(jié)為，是由對對應(yīng)的單單體和先發(fā)生酯酯化反應(yīng)應(yīng)，再發(fā)發(fā)生加聚聚反應(yīng)而而生成的的．答案：B2．一次性性使用的的聚苯乙乙烯()材料易造造成“白色污染染”，其替代物聚聚乳酸()是由乳酸()聚合而成成的，聚聚乳酸可可在乳酸菌的的作用下下降解．．下列說說法正確確的是()A．聚苯乙乙烯的單單體為B．聚苯乙乙烯與聚聚乳酸的的聚合方方式相似似C．聚苯乙乙烯和聚聚乳酸均均為純凈凈物D．乳酸可可發(fā)生消消去反應(yīng)應(yīng)解析：聚苯乙烯烯的單體體為苯乙乙烯，A錯誤；苯苯乙烯經(jīng)經(jīng)加聚反反應(yīng)生成成聚苯乙乙烯；乳乳酸經(jīng)縮縮聚反應(yīng)應(yīng)生成聚聚乳酸，，B錯誤；高高分子聚聚合物為為混合物物，C錯誤；乳乳酸()能發(fā)生消消去反應(yīng)應(yīng)，D正確．答案：D1．官能團團的引入入(1)引入或：鹵代烴烴或醇的的消去等等．(2)苯環(huán)上官官能團的的引入(3)引入—X：①在飽和碳碳原子上上與X2(光照)取代；②在不飽和和碳原子上上與X2或HX加成；③醇羥基與與HX取代等．．(4)引入—OH：①鹵代烴水水解；②醛加氫還還原；③與H2O加成等．．(5)引入—CHO：醇的催催化氧化化等．(6)引入—COOH：①醛基氧化化；②—CN水化；③羧酸酯水水解等．．(7)引入—COOR：醇與羧羧酸的酯酯化等．．2．官能團的的消除(1)通過加成反反應(yīng)可以消消除或如CH2CH2在催化劑作作用下與H2發(fā)生加成反反應(yīng)．(2)通過消去或或氧化反應(yīng)應(yīng)可消除—OH如CH3CH2OH消去生成CH2==CH2，CH3CH2OH氧化生成CH3CHO.(3)通過加成或或氧化反應(yīng)應(yīng)可消除—CHO如CH3CHO氧化生成CH3COOH，CH3CHO加H還原生成CH3CH2OH.(4)通過水解反反應(yīng)可消除除如CH3COOC2H5在酸性條件件下的水解解．3．官能團數(shù)數(shù)目的改變變[例2](2010·上海高考)粘合劑M的合成路線線如下圖所所示：完成下列填填空：(1)寫出A和B的結(jié)構(gòu)簡式式：A________________________________________________，B______________________________.(2)寫出反應(yīng)類類型：反應(yīng)應(yīng)⑥______________________，反應(yīng)⑦_(dá)_____________________________.(3)寫出反應(yīng)條條件：反應(yīng)應(yīng)②____________________，反應(yīng)⑤__________________________.(4)反應(yīng)③和⑤的目的是____________________________．(5)C的具有相同同官能團的的同分異構(gòu)構(gòu)體共有________種．(6)寫出D在堿性條件件下水解的的反應(yīng)方程程式____________．[名師精精析]本題可可采取取正推推和逆逆推相相結(jié)合合的方方法推推導(dǎo)．．由合合成路路線圖圖可推推知C3H6的結(jié)構(gòu)構(gòu)簡式式是CH2==CHCH3，結(jié)合合反應(yīng)應(yīng)②后的產(chǎn)產(chǎn)物可可知B為CH2ClCH==CH2或CH2BrCH==CH2，反應(yīng)應(yīng)②為鹵代代烴的的水解解反應(yīng)應(yīng)，生生成醇醇．從從CH2==CHCH2OH―→C3H4O2應(yīng)是醇醇氧化化為酸酸的過過程，，考慮慮到碳碳碳雙雙鍵也也易被被氧化化，需需對其其進行行保護護，先先進行行③反應(yīng)，，可與與HX加成，，再進進行⑤的消去去反應(yīng)應(yīng)，則則C3H4O2為CH2==CH——COOH.M是加聚聚反應(yīng)的產(chǎn)產(chǎn)物，，逆推推兩種種單體體為CH2CHCONH2和；則C應(yīng)為CH2==CH——COOCH3，故反反應(yīng)⑥為酯化化反應(yīng)應(yīng)，則則D為.與C具有相相同官官能團團的同同分異異構(gòu)體體有：：[答案](1)CH3CHCH2CH2CHCH2Cl(或CH2CHCH2Br)(2)酯化反反應(yīng)加加聚聚反應(yīng)應(yīng)(3)NaOH/H2O，加熱熱NaOH/C2H5OH，加熱熱(4)保護碳碳碳雙雙鍵(5)4有機合合成中中官能能團的的保護護在有機機合成成中，，某些些不希希望起起反應(yīng)應(yīng)的官官能團團，在在反應(yīng)應(yīng)試劑劑或反反應(yīng)條條件的的影響響下發(fā)發(fā)生副副反應(yīng)應(yīng)，這這樣就就不能能達(dá)到到預(yù)計計的合合成目目標(biāo)，，因此此，必必須采采取措措施保保護某某些官官能團團，待待完成成反應(yīng)應(yīng)后再再除去去保護護基，，使其其復(fù)原原．如如①為了防防止—OH被氧化化可先先將其其酯化化；②為保護護不被氧化化可先將將其與HBr加成或與與水加成成；③為保護酚酚羥基，，可先用用NaOH溶液使轉(zhuǎn)化成ONa，再通入使其復(fù)原原．3．由CH3CH2CH2OH制備，所發(fā)生生的化學(xué)學(xué)反應(yīng)至少有有：①取代反應(yīng)應(yīng)，②消去反應(yīng)應(yīng)，③加聚反應(yīng)應(yīng)，④酯化反應(yīng)應(yīng)，⑤還原反應(yīng)應(yīng)，⑥水解反應(yīng)應(yīng)等當(dāng)中中的()A．①④B．②③C．②③⑤D．②④解析：可采用逆逆向合成成分析法法←CH2==CHCH3←CH3CH2CH2OH，故應(yīng)先先消去后后加聚．．答案：B4．(2011·蘇北四市市模擬)高分子材材料M在光聚合合物和金金屬涂料料方面有重重要用途途．已知：①磷酸的結(jié)結(jié)構(gòu)式為為②M的結(jié)構(gòu)簡簡式為M可以用丙丙烯作原原料，通通過下圖圖所示的的路線合合成：回答下列列問題：：(1)寫出E中兩種官官能團的的結(jié)構(gòu)：：____________________.(2)C→甲基丙烯烯酸的反反應(yīng)類型型為：__________________.(3)符合下列列條件的的甲基丙丙烯酸的的鏈狀同同分異構(gòu)構(gòu)體數(shù)目目為________(含甲基丙丙烯酸)．①能與溴水水反應(yīng)褪褪色；②與Na2CO3溶液反應(yīng)應(yīng)放出CO2氣體(4)A→B的反應(yīng)中中還可能能生成一一種有機機副產(chǎn)物物，該副副產(chǎn)物的的結(jié)構(gòu)簡式式為______________________________________．解析：(1)根據(jù)合成成路線中中的轉(zhuǎn)化化關(guān)系，，可以推推斷E為M的單體，，含有碳碳碳雙鍵和和.(2)C為，而甲基基丙烯酸酸的結(jié)構(gòu)構(gòu)簡式為為，因此該該反應(yīng)為為消去反反應(yīng)．(3)甲基丙烯烯酸的鏈鏈狀同分分異構(gòu)體體還有CH3CH==CHCOOH、CH2==CH—CH2COOH，因此共共有3種．(4)A為CH2==CH—CH2OH，A→B的反應(yīng)中中碳碳雙雙鍵的兩兩個碳原原子分別別加上H、Br，共有兩兩種方式式，其產(chǎn)產(chǎn)物分別別為CH3CHBrCH2OH、CH2BrCH2CH2OH，因此副副產(chǎn)物為為CH2BrCH2CH2OH.答案：(1)(2)消去反應(yīng)應(yīng)(3)3(4)Br—CHCH2—CH2—OH廢舊塑料料的回收收與利用用廢舊塑料料回收和和利用是是減輕“白色污染染”、實現(xiàn)資資源再利利用的有效效途徑之之一．某某興趣小小組進行行如下探探究：[實驗課題題]廢舊聚丙丙烯塑料料熱分解解主要產(chǎn)產(chǎn)物的探探究[查閱資料料]①石蠟熱分分解的產(chǎn)產(chǎn)物為常常溫下的的氣態(tài)烴烴和液態(tài)烴②CuO能將烴氧氧化成CO2和H2O③苯甲酸能能溶于苯苯[實驗設(shè)計計][實驗記錄錄]①B裝置試管管中有液液態(tài)物質(zhì)質(zhì)生成；；②C中溴水的的顏色變變淺淺；③E裝置中黑黑色氧化化銅變紅紅；④F裝置中無無水硫酸酸銅變藍(lán)藍(lán)．[問題討論論](1)經(jīng)分析得得知B裝置試管管中的液液態(tài)產(chǎn)物物是甲苯