上海市华东师范大学第二附属中学高三化学一轮复习 第16章 高分子合成材料 第1节 高分子材料合成方法

第一节 高分子材料合成方法简介
一、选择题 1．“喷水溶液法”是最近日本科学家研制出的一种使沙漠变绿洲的新技术，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子结合，在地表下30cm ～50cm 处形成一个厚0.5cm 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。

下列对聚丙烯酸酯不正确的说法是（ ）。

A ．单体的结构简式为2CH CH COOR ===-- B ．在一定条件下能发生水解反应 C ．一定能发生加成反应 D ．有固定的熔沸点
解析：本题要通过高聚物找单体。

聚丙烯酸酯2CH CH |O C OR n ------------⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥==--⎦⎣的单体为2CH CH COOR ===--，因此选项A 正确。

由于酯能发生水解，因此聚丙烯酸酯
2CH CH |O C OR n ------------⎡⎤
⎢⎥⎢⎥⎢⎥
==--⎦⎣也能发生水解。

因此选项B 正确。

聚丙烯酸酯2CH CH |O C OR n ------------⎡⎤
⎢⎥⎢⎥⎢⎥
==--⎦⎣中主链无不饱和键，因此不能发生加成反应。

酯基COO ----中的羰基虽是不饱和键，但一般不发生加成反应。

因此选项C 错误。

由于聚丙烯酸酯2CH CH |O C OR n ------------⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥
==--⎦⎣不是晶体，因此无固定的熔点。

因此选项D 错误。

本题答案选项为C 、D 。

2．下列说法正确的是（ ）。

A ．纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色 B ．蛋白质、乙酸和葡萄糖均属电解质
C ．溴乙烷与NaOH 乙醇溶液共热生成乙烯
D ．乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇
解析：本题考查常见有机物的结构和性质。

只有淀粉遇碘水才显蓝色，选项A 错误；在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质。

蛋白质属于高分子化合物，是混合物，不是电解质，而葡萄糖属于非电解质，只有乙酸才属于电解质，选项B 不正确；溴乙烷属于卤代烃，在NaOH 乙醇溶液中共热发生消去反应，生成乙烯，选项C 正确；食用植物油属于油脂，油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，水解生成的醇是丙三醇即甘油，选项D 不正确。

本题答案为C 。

二、非选择题
3．常用作风信子等香精的定香剂D 以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB 的合成路线如图16-2所示。

已知： Ⅰ．
NaOH
22R |
RCHO R CH CHO RCH CCHO H O ''+−−−−→===+稀△
（R 、R '表示烃基或氢） Ⅱ．醛与二元醇（如：乙二醇）可生成环状缩醛：
（1）A 的核磁共振氢谱有两种峰，A 的名称是____________________。

（2）A 与
合成B 的化学方程式是______________________________。

（3）C 为反式结构，由B 还原得到。

C 的结构简式是____________________。

（4）E 能使2Br 的4CCl 溶液褪色，N 由A 经反应①～③合成。

a ．①的化学试剂和条件是____________________。

b ．②的反应类型是____________________。

c ．③的化学方程式是________________________________________。

（5）PVAc 由一种单体经加聚反应得到，该单体的结构简式是____________________。

（6）碱性条件下，PVAc 完全水解的化学方程式是________________________________________。

解析：（1）A 的分子式是24C H O 。

由于A 的核磁共振氢谱有两种峰，即两种氢原子，因此A
只能是乙醛（3CH CHO ）。

（2）根据题中的信息Ⅰ可写出该反应的化学方程式：
即发生了羟醛缩合反应。

（3）C 为反式结构，说明C 中含有碳碳双键。

又因为C 由B 还原得到，B 中含有醛基，C 中
含有羟基，因此C 的结构简式是。

（4）根据PVB 的结构简式并结合信息Ⅱ可推出N 的结构简式是322CH CH CH CHO ，又因为E 能使2Br 的4CCl 溶液褪色，所以E 是2分子乙醛在氢氧化钠溶液中并加热的条件下生成的，即
E 的结构简式是3CH CH CHCHO ===，然后E 通过氢气加成得到
F ，所以F 的结构简式是
3222CH CH CH CH OH 。

F 经过催化氧化得到N ，化学方程式为：
Cu
3222232222CH CH CH CH OH O 2CH CH CH CHO 2H O +−−→+△。

a ．稀氢氧化钠；加热。

b ．加成（还原）反应。

c ．Cu
3222232222CH CH CH CH OH O 2CH CH CH CHO 2H O +−−→+△。

（5）由C 和D 的结构简式可知M 是乙酸，由PVB 和N 的结构简式可知PVA 的结构简式是聚乙烯醇，因此PVAc 的单体是乙酸乙烯酯，结构简式是32CH COOCH CH ===，所以碱性条件下，PVAc 完全水解的化学方程式为：
2233
[CH CH]NaOH [CH CH]CH COONa
||OH OOCCH n n n n --
+−−→--+△
4．美国化学家R ．F ．Heck 因发现如下Heck 反应而获得2O10年诺贝尔化学奖。

（X 为卤原子，R 为取代基）
经由Heck 反应合成M （一种防晒剂）的路线如下：
回答下列问题：
（1）M 可发生的反应类型是__________。

A ．取代反应
B ．酯化反应
C ．缩聚反应
D ．加成反应
（2）C 与浓24H SO 共热生成F ，F 能使酸性4KMnO 溶液褪色，F 的结构简式是__________。

D 在一定条件下反应生成高分子化合物G ，G 的结构简式是____________________。

（3）在A B →的反应中，检验A 是否反应完全的试剂是__________。

（4）E 的一种同分异构体K 符合下列条件：苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学
环境的氢原子，与3FeCl 溶液作用显紫色。

K 与过量NaOH 溶液共热，发生反应的化学方程式为______________________________________________________________________。

解析：（1）M 中含有的官能团有醚键、碳碳双键和酯基，同时还含有苯环，碳碳双键可以发生加成反应和加聚反应但不能发生缩聚反应，酯基水解和苯环可以发生取代反应，没有羟基和羧基不能发生酯化反应。

所以正确的选项是A 和D 。

（2）依据题中所给信息和M 的结构特点可以推出D 和E 的结构简式分别为()22232CH CHCOOCH CH CH CH ===、
；由合成路线可以得出B 和C 是通过
酯化反应得到的，又因为C 与浓24H SO 共热生成F ，F 能使酸性4KMnO 溶液褪色，所以C 是醇、B 是不饱和羧酸，结构简式分别是()2232HOCH CH CH CH 、2CH CHCOOH ===。

C 通过消去反应得到F ，所以F 的结构简式是()322CH CHCH CH ===；D 中含有碳碳双键可以发生加聚反应生成高分子化合物G ，G 的结构简式为()22232[CH CH]|COOCH CH CH CH n
--。

因此答案
为()322CH CHCH CH ===；()22232
[CH CH]|COOCH CH CH CH n
--。

（3）A B →属于丙烯醛（2CH CHCHO ===）的氧化反应，因为A 中含有醛基，所以要检验
A 是否反应完全的试剂可以是新制的氢氧化铜悬浊液或新制的银氨溶液。

（4）因为K 与3FeCl 溶液作用显紫色，说明K 中含有酚羟基，又因为K 中苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢，说明两个取代基处于对位，因此K 的结构简式为
，所以K 与过量NaOH 溶液共热，发生反应的化学方程式为：
5．PCT 是一种新型聚酯材料，图16-3是某研究小组合成PCT 的路线。

请回答下列问题：
（1）由A生成D的化学方程式为________________________________________；
（2）由B生成C的反应类型是__________，C的化学名称为__________；
（3）由E生成F的化学方程式为______________________________，该反应的类型为__________；
（4）D的同分异构体中为单取代芳香化合物的有____________________（写结构简式）；（5）B的同分异构体中，能发生水解反应，且苯环上一氯代产物只有一种的是__________（写结构简式）。

解析：解此题的方法是：①根据框图中的转化条件可先判断各物质的类别；②计算辅助分析（包含碳氢氧原子个数计算、相对分子质量及变化计算、不饱和度计算、判断化学环境相同的氢原子）；③“瞻前顾后”看官能团结构和位置变化（或称逆推法分析）。

根据框图中分子式和转化条件可得，A为芳香烃、B为芳香羧酸、C为芳香酯、D为芳香卤代烃、E为芳香二醇、F为脂肪二醇；再根据合成目标物，逆推得出以上各物质均有苯环上对位结构（或类似苯环对位结构），因而推导出所有物质结构。

（4）小题中的单取代同分异构体，就是2个氯原子2个碳原子的脂肪异构；（5）小题中要求写能水解的，只能是酯结构，且要求环上只有1种化学环境氢原子，有全对称结构要求。

本题答案为：
（1）
（2）酯化（或取代），对苯二甲酸二甲酯。

（3）加成（或还原）。

6．异丙苯[]是一种重要的有机化工原料。

根据题意完成下列填空：
（1）由苯与2 丙醇反应制备异丙苯属于__________反应；由异丙苯制备对溴异丙苯的反应试剂和反应条件为__________。

（2）异丙苯有多种同分异构体，其中一溴代物最少的芳香烃的名称是__________。

（3）α-甲基苯乙烯（）是生产耐热型ABS 树脂的一种单体，工业上由异丙
苯催化脱氢得到。

写出由异丙苯制取该单体的另一种方法____________________（用化学方程式表示）。

（4）耐热型ABS 树脂由丙烯腈（2CH CHCN ===）、1，3-丁二烯和α-甲基苯乙烯共聚生成，写出该树脂的结构简式：____________________（不考虑单体比例）。

解析：本题主要考查有机反应类型的判断、反应试剂的选择、同分异构体的书写、有机高分子单体的判断和结构简式的书写。

本题答案为：
（1）取代反应；23Br /FeBr 或2Br /Fe 。

（2）1，3，5-三甲苯。

7．某有机物A 的结构简式如右图所示，下列有关叙述正确的是（ ）。

A ．1mol A 最多能与2mol 2Br 发生反应
B ．A 在一定条件下可以发生消去反应和取代反应
C ．一个A 分子中最多有8个碳原子在同一平面上
D ．1mol A 与足量的NaOH 溶液反应，最多可以消耗3mol NaOH
解析：1mol A 中含有1mol 双键，消耗1mol 2Br ，酚羟基的邻对位氢消耗2mol 2Br ，甲基上的氢还可以与2Br 发生取代反应，所以选项A 不正确。

卤原子相连碳原子的邻位碳原子有氢原子，能发生消去反应，酚羟基、醇羟基等还可以发生取代反应，选项B 正确。

碳碳双键和苯环均是平面结构，一个A 分子中至少应该有8个碳原子在同一平面上，选项C 不正确。

酚羟基和酯基一定条件下均可以与NaOH 反应，1mol A 中含有1mol 酚羟基，消耗1mol NaOH ，以及1mol 酯基，消耗2mol NaOH ，还有一个氯原子会与NaOH 发生取代反应，消耗1mol NaOH ，所以最多可以消耗4mol NaOH ，选项D 不正确。

本题答案为选项B 。

8．下列物质中，能自身聚合成高分子化合物的是（ ）。

A ．()324CH CH COOH
B ．()32CH CH NH COOH
C ．33OH
|
CH Si CH |OH
--
D ．
解析：C 中的硅元素化学性质和碳元素相似，可以发生分子间消去反应生成醚键。

本题答案为选项B 、C 。

9．下列高聚物不是由两种单体缩聚而成的是（ ）。

A ．223
[CH C CH CH ]|
CH n
--===--
B ．2223
[CH CH CH CH CH CH ]|
CH n
--===------
C ．
D ．
解析：本题考查缩聚反应的概念：缩聚反应是具有两个或两个以上官能团的单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生有简单分子（如2H O 、HX 、醇等）的化学反应。

选项A 中，是加聚反应；选项B 中，是两种单体发生的加聚反应；选项C 中，苯酚和甲醛发生的是缩聚反应。

选项D 中，缩聚反应。

本题答案为选项A 、B 。

10．由丙烯经下列反应可得到F 、G 两种高分子化合物，它们都是常用的塑料。

（1）聚合物F 的结构简式是__________。

（2）D 的结构简式是__________。

（3）B 转化为C 反应的化学方程式是__________。

（4）在一定条件下，两分子E 能脱去两分子水形成一种六元环状化合物，该化合物的结构简式是__________。

本题答案为：（1）23
[CH CH]|
CH n
--。

（2）3CH C COOH
||O
----。

（3）Ag
32232CH CH CH O CH C CHO 2H O ||||
OH O OH
----+−−→----+△
（4）。