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第五章 进入合成有机高分子化合物的时代 章末复习

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淀粉维素天然有机高纤分子化合物蛋白质有机高分天然橡胶子化合物合成塑料合成橡胶

合成纤维合成材料概念：具有可塑性的高分子材料，主要成分是合成树合成黏合剂合成涂料原料是乙烯、丁二烯、乙炔、苯、甲苯、二甲苯功能高分子材料新型有机高分子材料的有机物。复合材料塑料热塑性塑料按受热表现热固性塑料分类合通用塑料成按用途材工程塑料料

天然纤维（棉花、羊毛、木材）无机纤维（玻璃纤维、陶瓷纤维）人造纤维纤维化学纤维有机纤维合成纤维

归纳提升

一、高分子化合物

1.有机高分子化合物的结构

（1）线型结构：长链状，链与链之间以分子间作用力结合。

（2）体型结构：网状结构，高分子链之间以化学键结合。

2.有机高分子化合物性质

（1）溶解性

①线型结构的有机高分子（如有机玻璃）能溶解在适当的溶剂里，但溶解过程比小分子缓慢。

②体型结构的有机高分子（如橡胶）则不容易溶解，只是有一定程度的胀大。

（2）热塑性和热固性

①线型高分子具有热塑性——加热到一定温度开始软化，直到熔化成流动的液体。例如聚氯乙烯塑料等。

②体型高分子具有热固性——经加工成型后就不会受热熔化。例如酚醛塑料等。Z#]

（3）强度

高分子材料的强度一般都较大。这与高分子化合物的相对分子质量大、分子间作用力强有密切关系。（4）电绝缘性

电绝缘性好，这是由于高分子化合物中只存在共价键，没有自由电子等的缘故。

3.合成有机高分子化合物的途径

（1）单体通过加聚反应可得到有机高分子化合物。

（2）单体通过缩聚反应可得到有机高分子化合物。

（3）单体通过开环聚合反应可得到有机高分子化合物。

4．合成高分子化合物的方法

（1）加聚反应类型

①聚乙烯类：②二烯类(橡胶)。

：。

③混聚：两种或两种以上单体加聚：

④聚乙炔类：－CN）。

（2）缩聚反应类型

①醇羟基间缩合成水的反应，例如：

（－R为－H、－Cl、－CH3、、。

②键的氧原子与另一基团中活泼氢原子缩合成水的反应，例如：

。

③醇羟基中的氢和酸分子中的—OH缩合成水的反应，

例如

。

④羧基中的羟基与氨基中的氢原子缩合成水的反应，例如：

。

5.单体与高聚物的互推规律

聚合时找准结合点，反推单体时找准分离处，“结合点必为分离处”。

（1）由单体推断高聚物加聚反应的书写方法

①单烯烃型单体加聚时“断开双键，键分两端，添上括号，n写后面”。例如：

。

②二烯烃型单体加聚时“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，n

写后面”。

例如：

。

③含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，n写后面”。例如：

。

（2）加聚产物单体的判断方法：

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，即两个半键闭合即得对应单体；

②凡链节主链有四个碳原子（无其他原子），且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在中间画线断开，然后两键闭合即得对应单体。

（3）缩聚产物单体的判断方法

①酯类高聚物中含有“”，它的单体有两种，从中间断开，恢复为－COOH，—O—恢复为—OH。

②酰胺类高聚物中含有“即得高聚物”，在亚氨基上加氢，羰基碳原子上加羟基，单体，例如的单体是H2N－CH2－COOH和H2N－CH2CH2COOH

③酚醛树脂是由苯酚和甲醛缩聚而成的，若链节中有酚羟基的结构，例如

的单体是苯酚和甲醛。

例题1、合成导电高分子材料PPV的反应：

下列说法中正确的是（ ）

A．合成PPV的反应为加聚反应

B．PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元

C．和苯乙烯互为同系物

D．通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量，可得其聚合度

【答案】D

二、重要有机化学反应类型的归纳及判断

1.有机反应类型的归纳

（1）取代反应：有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。

①烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反应、醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水解和醇解以及蛋白质的水解等都属于取代反应。

②在有机合成中，利用卤代烃的取代反应，将卤素原子转化为羟基、氨基等官能团，从而制得用途广泛的醇、胺等有机物。

（2）加成反应：有机物分子中不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成新的

物质的反应。

①能与分子中含碳碳双键、碳碳三键等有机物发生加成反应的试剂有氢气、卤素单质、卤化氢、水等。此外，苯环的加氢、醛和酮与H2、X2、HX、HCN、NH3等的加成，也是必须掌握的重要的加成反应。

②加成反应过程中原来有机物的碳骨架结构并未改变，这一点对推测有机物的结构很重要。

③利用加成反应可以增长碳链，也可以转换官能团，在有机合成中有广泛的应用。

（3）消去反应：有机物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如H2O、HX、NH3等）生成不饱和化合物的反应（消去小分子）。醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反应。

（4）氧化反应：有机物得氧失氢的反应。

氧化反应包括：①烃和烃的衍生物的燃烧反应；②烯烃、炔烃、二烯烃、苯的同系物、醇、醛等与酸性高锰酸钾溶液反应；③醇氧化为醛或酮；④醛氧化为羧酸等反应。

（5）还原反应：有机物加氢去氧的反应。

（6）加聚反应：通过加成反应聚合成高分子化合物的反应（加成聚合）。加聚反应的特点：

①链节(也叫结构单元)的相对分子质量与单体的相对分子质量（或相对分子质量之和）相等。

②产物中仅有高聚物，无其他小分子生成，但生成的高聚物由于n值不同，是混合物。

③实质上是通过加成反应得到高聚物。

（3）加聚反应的单体通常是含有碳碳三键键或键的化合物。可利用“单双键互换法”巧断加聚产物的单体。常见的单体主要有：乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈(CH2===CH—CN)、1,3­丁二烯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯(CH2===C(CH3)COOCH3)等。

（7）缩聚反应：单体间通过缩合反应聚合成高分子化合物，同时生成小分子（H2O、HX等）的聚合反应。缩聚反应主要包括酚醛缩聚、醇酸缩聚、氨基酸缩聚等。

（8）酯化反应（属于取代反应）：酸（有机羧酸、无机含氧酸）与醇作用生成酯和水的反应。

（9）水解反应：有机物在一定条件下跟水作用生成两种或多种物质的反应。能够发生

水解反应的物质归纳：

①盐类水解：强酸弱碱盐水解呈酸性，如CuSO4、NH4NO3、FeCl3、Al2(SO4)3等；强碱弱酸盐水解呈碱性，如KF、Na2CO3、K2SiO3、NaAl(OH)4]等；弱酸弱碱盐水解可呈中性，也可能呈酸性或碱性。如CH3COO＋NH4＋H2ONH4＋CN＋H2O＋－－＋CH3COOH＋NH3·H2O(呈中性)，＋－HCN＋NH3·H2O(呈碱性)，NH4＋NO2＋H2OHNO2＋NH3·H2O(呈酸性)等。

②金属氮化物水解生成金属氢氧化物和氨：Mg3N2＋6H2O＝3Mg(OH)2＋2NH3↑。

③金属碳化物水解生成金属氢氧化物和烃类物质：Al4C3＋12H2O→4Al(OH)3＋3CH4↑、CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋HC≡CH↑。

④卤代烃的水解（碱性介质中）：CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr。

稀硫酸RCOOH＋Δ⑤酯类水解：在酸性介质中生成酸和醇；RCOOCH2R′＋H2OHOCH2R′；在碱性介质中生成盐和醇：RCOOCH2R′＋NaOH→RCOONa＋HOCH2R′。

⑥糖类的水解：在酸性介质中低聚糖的水解；在酸性介质中多糖的水解。

⑦蛋白质的水解：在酶的作用下生成氨基酸：蛋白质＋水氨基酸。

（10）裂化反应：在一定温度下，把相对分子质量大、沸点较高的长链烃断裂为相对分子质量小、沸点低的短链烃的反应。

（11）酯的生成和水解及肽键的生成和水解：

，

（虚线为断键处或成键处）。

2.有机反应类型的判断

有机化学反应类型间的关系，不像无机物间的四种基本反应类型那样完全并列，有包含与被包含，有交叉，也有并列。

（1）在NaOH的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。

（2）在NaOH的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。

（3）在浓H2SO4存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。

（4）能与溴水或溴的CCl4溶液反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。

（5）能与H2在Ni作用下发生反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。

（6）在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下，发生醇的氧化反应。

（7）与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应，则该物质发生的是—CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2，则为醇→醛→羧酸的过程)。

（8）在稀H2SO4加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。

（9）在光照、X2(表示卤素单质)条件下发生烷基上的取代反应；在Fe粉、X2条件下发生苯环上的取代。

例题2、已知咖啡酸的结构如右图所示。

关于咖啡酸的描述正确的是（ ）

A．分子式为C9H5O4

B．1mol咖啡酸最多可与5mol氢气发生加成反应

C．与溴水既能发生取代反应，又能发生加成反应

D．能与Na2CO3溶液反应，但不能与NaHCO3溶液反应

【答案】C