第5章　合成高分子——【期末复习】高二化学单元复习知识点梳理（人教版2019选择性必修3）

第5章  合成高分子知识清单

【知识网络】

1．高分子的合成方法、结构特点和基本性质

2．高分子材料

【知识归纳】

考点1  合成高分子的基本方法

一、高分子

1．高分子与一般小分子有机物的区别

2．高分子的合成

（1）含义：利用有机物相互反应的性能，得到相对分子质量较大的高分子的过程。

（2）合成高分子的基本方法

①加成聚合反应：一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应。

②缩合聚合反应：一般是含有两个（或两个以上）官能团的单体之间发生的聚合反应。

二、加成聚合反应

1．含义：由含有不饱和键的相对分子质量小的化合物以加成反应的形式结合成相对分子质量大的高分子的化学反应叫加成聚合反应，简称加聚反应。

2．高分子的组成

3．加聚反应的特点

三、缩合聚合反应

1．含义：由单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应，简称缩聚反应。

2．缩聚物的结构简式

3．缩聚反应的特点

4．书写缩聚聚合物及反应方程式的注意事项

（1）方括号外侧写出端基原子或原子团。

（2）各单体的物质的量与缩聚物结构式的下标一般要一致。

（3）小分子物质的量：

①由一种单体进行的缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为n－1

②由两种单体进行的缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为2n－1

四、加聚反应

1．加聚反应的常见类型

（1）单烯自聚型：“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”

①合成聚乙烯：n CH2＝CH2CH2－CH2n

②合成聚氯乙烯：n CH2＝CH－ClCH2－n

③合成聚丙烯腈：nCH2＝CH－CNCH2－n

（2）二烯自聚型：“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”

①合成顺丁橡胶：nCH2＝CH－CH＝CH2CH2－CH＝CH－CH2n

②合成天然橡胶：nCH2＝CH－CH2CH2－CH－CH2n

③合成氯丁橡胶：nCH2＝－CH＝CH2CH2－CH－CH2n

（3）多单烯共聚型：“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”

①nCH2＝CH2+nCH3－CH＝CH2CH2－CH2－CH2n

②n CH2＝CHCl+nCH＝CH2CH2－－CH2n

③nCF3－CF＝CF2+nCF2＝CF2CF2－CF2－CF2n

（4）单烯二烯烃共聚型：“双键打开，中间相连，单键变双键，添上括号，右下写n”

①n CH2＝CH－CH2+nCH2＝CH2CH2－CH－CH2－CH2－CH2n

②n CH2＝CH－CH＝CH2+n CH2＝CHCHOCH2－CH＝CH－CH2－n

（5）单炔烃自聚型：“叁键打开，变成双键，中间相连，添上括号，右下写n”

①nCH≡CHCH＝CHn

②n CH3C≡CCH3n

（6）环状化合物加聚型

①O－CH2－CH2n

②n NH－（CH2）5－n

③n

2．巧记加聚反应产物的书写方法

（1）单烯加聚双改单，链节主链两个碳，其他部分连原碳，写成支链不改变。

（2）共轭双键（两个双键之间间隔一个碳碳单键）要加聚，链节四碳要牢记，两端双键变单键，中间单键变双键，其他部分连原碳，写成支链不改变。

（3）共聚链节灵活写，规律总结两方面，开环加聚成长链，断开之处前后连，链节再加方括号，聚合度n跟后面。

3．由加聚物推断单体的方法

（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向内闭合成键即可。

如，其单体是。

（2）凡链节主链上只有四个碳原子，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成键即可。

如的单体为CH2＝CH2和。

（3）凡链节主链中只有碳原子，并存在结构的聚合物，其规律是“见双键，四个碳；无双键，两个碳”。从一端划线断开，隔一键断一键，然后将半键闭合成键，即单双键互换。

如的单体是CH2＝CH－CH＝CH2和CH＝CH2。

由加聚物推断单体的方法可简要总结为“两两一组，组间断一键，组内加一键。”

五、缩聚反应

1．缩聚反应的常见类型

（1）二元酸与二元醇缩聚：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

nHO－－－OH+nHOCH2CH2OHHO－－OCH2CH2OnH+（2n－1）H2O

（2）氨基酸缩聚：以氨基中的氢原子和羧基中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚

nH2N－CH2－COOHHNH－CH2－nOH+（n－1）H2O

（3）羟基酸缩聚：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

nHO－CH2－COOHHO－CH2－nOH+（n－1）H2O

（4）酚醛缩聚：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

n+nHCHO+（n－1）H2O

2．缩聚产物推断单体

（1）步骤

①采用“切割法”去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”，变为小分子

②断开分子中的酰胺键或酯基

③将断开的羰基碳原子上连接－OH；在氧或氮原子上连接－H，还原为单体小分子

（2）举例

①HO－－OCH2CH2OnHHO－－OCH2CH2OHHOOC－COOH+HOCH2CH2OH

②和

③HNH－R－nOHH2N－R－－OHH2N－R－COOH

考点2  高分子材料

一、高分子的结构、性质和分类

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，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，高分子材料降解为小分子。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。常见的高分子降解方法有：生物降解，化学降解，光降解等。

②橡胶硫化：天然橡胶（CH2－CH－CH2n）经硫化，破坏了碳碳双键，形成二硫键（－S－S－）等，把线型结构变为网状结构。

③催化裂化：塑料催化裂化得到柴油、煤油、汽油及可燃性气体等。

2．高分子的结构与性质

（1）结构：线型结构、支链型结构和网状结构

（2）性质

【特别提醒】

（1）线型高分子具有热塑性，可反复加热熔融加工、而热固性塑料只能一次成型。

（2）线型高分子为长链结构，分子链之间不存在化学键，网状高分子为网状结构，链与链之间存在化学键。

（3）线型结构的高分子可以转化为网状结构的高分子。

（4）高分子的结构并不复杂，具有很强的规律性。

（5）高分子材料的相对分子质量是不确定的。高分子都是混合物。

3．高分子材料按用途和性能分类

（1）通用高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等

（2）功能高分子材料：高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等

二、通用高分子材料

1．塑料

（1）成分

（2）分类

（3）聚乙烯

①高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的比较

②低密度、高密度聚乙烯软化温度、密度区别的原因

a．高分子软化温度、密度的影响因素

b．影响低密度、高密度聚乙烯软化温度、密度的主要因素

（4）酚醛树脂

①酸催化

苯酚和甲醛的加成：+

羟甲基苯酚的缩聚：n+（n-1）H2O

②碱催化：甲醛过量，反应产物复杂

③用途：作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料，如烹饪器具手柄，家用电器开关等

2．合成纤维

（1）纤维的分类

（2）合成纤维的性能和应用

①性能：具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点

②应用：满足人们的穿着需求；工农业生产与高科技领域：工业用的隔音、隔热、绝缘材料；渔业用的渔网、缆绳；医疗用的缝合线、止血棉；航空航天用的降落伞、航天服等

（3）常见合成纤维

①六大纶包括：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶，其中维纶被称为“人造棉花”，因其分子链上含有羟基而具有较好的吸湿性。

②两类合成纤维的比较

（4）制备反应

①涤纶：nHOOC－COOH+nHOCH2CH2OHHO－－OCH2CH2On H +（2n－1）H2O

②锦纶：nHOOC（CH2）4COOH+nH2N（CH2）6NH2HO－（CH2）4－－（CH2）6nH +（2n－1）H2O

3．合成橡胶

（1）橡胶的分类

（2）合成橡胶的原料与性能

①原料：以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃等为单体，聚合而成。

②性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油性、耐高温或耐低温等性能。

（3）合成橡胶的结构－－以顺丁橡胶为例

①合成反应：nCH2＝CH－CH＝CH2

②结构：线型结构，加入硫化剂加热，以二硫键（－S－S－）等连接形成网状结构

（4）天然橡胶

①结构简式为CH2－CH－CH2n

②单体为CH2＝CH－CH2

三、功能高分子材料

1．性能和分类

（1）性能：具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料

（2）分类：高分子催化剂；高分子分离膜；形状记忆高分子；磁性高分子；高吸水性树脂；医用高分子材料；缓释高分子药物

2．高吸水性树脂

（1）合成方法

①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力。

②以带有强亲水性原子团的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水性高聚物。如丙烯酸钠中加入交联剂，在一定条件下发生聚合，得到聚丙烯酸钠高吸水性树脂，结构简式为。

③性能：可吸收其自身质量数百倍甚至上千倍的水，同时保水能力强，还能耐一定的挤压作用。

④应用：干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水、改良土壤，改造沙漠；婴幼儿纸尿裤等。

3．高分子分离膜

（1）功能：分离膜只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，成为浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。

（2）分类（根据膜孔大小）：①微滤膜；②超滤膜；③纳滤膜；④反渗透膜。

（3）制作材料：有机高分子材料，如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等

（4）应用

①海水淡化和饮用水的制取

②果汁浓缩、乳制品加工

③药物提纯、血液透析

4．新型高分子材料与传统三大合成材料的联系与区别

5．功能高分子材料的比较