■寧夏育才中學(xué) 王開山

有機(jī)高分子化合物是有機(jī)物的重要組成部分,近年與有機(jī)高分子物質(zhì)有關(guān)的考點(diǎn),主要集中在高分子物質(zhì)常識(shí)、高分子物質(zhì)的性質(zhì)及構(gòu)成單體和高分子物質(zhì)合成方程式的書寫三個(gè)方面?，F(xiàn)對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行歸納、剖析,以期與大家共同交流。

一、對(duì)高分子物質(zhì)有關(guān)常識(shí)的考查

1.有機(jī)高分子物質(zhì)基本概念。

有機(jī)高分子物質(zhì)主要是根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量來進(jìn)行判斷的。有機(jī)高分子物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量一般高達(dá)104～106,而低分子有機(jī)物化合物的相對(duì)分子質(zhì)量一般在103以下。由于高分子物質(zhì)的聚合度不確定,有機(jī)高分子物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量不確定。

2.常見有機(jī)高分子物質(zhì)及其水解產(chǎn)物。

常見的有機(jī)高分子化合物主要有:聚乙烯、聚氯乙烯、淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等。部分高分子化合物可發(fā)生水解,淀粉和纖維素的水解產(chǎn)物都是葡萄糖,蛋白質(zhì)的最終水解產(chǎn)物是氨基酸。需要注意的是油脂的相對(duì)分子質(zhì)量不到1 000,不屬于高分子物質(zhì)。

3.與高分子物質(zhì)有關(guān)的同分異構(gòu)體判斷。

高分子物質(zhì)的聚合度是一個(gè)范圍,相對(duì)分子質(zhì)量不確定,有機(jī)高分子物質(zhì)之間不存在同分異構(gòu)體的關(guān)系。

例1下列說法錯(cuò)誤的是( )。

A.油脂不屬于高分子化合物

B.淀粉和纖維素均可水解產(chǎn)生葡萄糖,兩者互為同分異構(gòu)體

C.蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸,所以氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元

D.羊毛、蠶絲、塑料、合成橡膠都屬于有機(jī)高分子材料

解析:油脂的相對(duì)分子質(zhì)量不到1 000,不屬于高分子化合物,A項(xiàng)正確。淀粉和纖維素都屬于多糖,均為高分子化合物,水解產(chǎn)物都為葡萄糖,但淀粉和纖維素的聚合度不確定,不屬于同分異構(gòu)體,B項(xiàng)錯(cuò)誤。小分子物質(zhì)氨基酸通過脫水縮合最終構(gòu)成蛋白質(zhì),是組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元,蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸,C項(xiàng)正確。羊毛、蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì),為天然高分子化合物,塑料、合成橡膠都屬于人工合成的高分子材料,D項(xiàng)正確。

答案:B

二、對(duì)某高分子物質(zhì)的綜合考查

1.考查構(gòu)成高分子物質(zhì)的單體。

單體是構(gòu)成高分子物質(zhì)的基本單元,判斷構(gòu)成高分子物質(zhì)單體方法主要有:

(1)加聚產(chǎn)物的單體推斷方法:斷鍵,補(bǔ)鍵(補(bǔ)成不飽和鍵)。

①如果高分子結(jié)構(gòu)簡式中的主鏈為兩個(gè)碳原子的高聚物,其合成單體只有一種。方法是只需將兩個(gè)半鍵閉合即可,即把高分子結(jié)構(gòu)簡式中主碳鏈上的兩個(gè)碳原子的單鍵改為雙鍵就為該高分子物質(zhì)的單體,如,單體是。

②如果高分子結(jié)構(gòu)簡式中的主鏈為四個(gè)碳原子且存在碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì),其合成單體有一種。方法是將高分子結(jié)構(gòu)簡式中主鏈的單鍵改為雙鍵,雙鍵改為單鍵,可得單體,如,單體是。

③如果高分子物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡式中的主鏈為四個(gè)碳原子且無碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物,其合成單體有兩種。方法是從主鏈中間斷開后,再分別將兩個(gè)半鍵閉合即得單體。即把主碳鏈上第二個(gè)碳原子和第三個(gè)碳原子之間的鍵斷開,然后把未斷開的主碳鏈改為雙鍵,可得兩種單體,如,單體為CH2═C H2和CH3—CH═C H2。

④如果高分子結(jié)構(gòu)簡式中的主鏈為六個(gè)碳原子且含有碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì),其合成單體有兩種。方法是將主碳鏈上含CC═ 雙鍵的四個(gè)碳原子與另兩個(gè)碳原子斷裂,然后把四個(gè)碳原子的碳鏈中單鍵改為雙鍵,而原來的雙鍵改為單鍵,斷開的另兩個(gè)碳原子的單鍵改為雙鍵,即為兩種單體。一般這兩種單體為單烯烴和二烯烴,如,單體為和。

(2)縮聚產(chǎn)物的單體推斷方法:斷鍵,補(bǔ)原子(一般補(bǔ)上—OH 或—H),如，單體為和H—O(CH2)4—OH。

2.考查高分子物質(zhì)的基本性質(zhì)。

(1)物理性質(zhì):水溶性。

高分子物質(zhì)一般水溶性都較差,但如果高分子聚合物能與水形成氫鍵,則水溶性比較好。

(2)化學(xué)性質(zhì):能否水解及水解產(chǎn)物。

高分子物質(zhì)能否水解主要看是否存在能夠水解的基團(tuán)。酯基、肽鍵等在一定條件下能夠發(fā)生水解。水解產(chǎn)物主要是含羧基、羥基、氨基等基團(tuán)的小分子物質(zhì)。

3.考查合成高分子物質(zhì)的反應(yīng)類型。

合成高分子物質(zhì)的方法主要有加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。

加聚反應(yīng):涉及的主要是不飽和鍵的斷裂,不會(huì)生成其他小分子物質(zhì)。

縮聚反應(yīng)一般有:聚酯型縮聚(羧基和羥基)、聚醚類縮聚(羥基和羥基)、酚醛樹脂型縮聚(甲醛和苯酚)、聚酰胺型縮聚(羧基和氨基)?？s聚反應(yīng)在生成高分子聚合物的同時(shí)會(huì)生成其他小分子物質(zhì)(一般為H2O、HCl等)。

例2聚維酮碘的水溶液是一種常用的碘伏類緩釋消毒劑,聚維酮通過氫鍵與HI3形成聚維酮碘,其結(jié)構(gòu)表示如下:

下列說法不正確的是( )。

B.聚維酮分子由(m+n)個(gè)單體聚合而成

C.聚維酮碘是一種水溶性物質(zhì)

D.聚維酮在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)

解析:聚維酮是通過加聚反應(yīng)制備的。去除氫鍵和HI3可知高分子聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為,將兩個(gè)半鍵閉合即得單體,即單體為,A項(xiàng)正確。通過上面的分析可知,聚維酮分子由(2m+n)個(gè)單體聚合而成,B項(xiàng)錯(cuò)誤。由題目可知,聚維酮碘的水溶液是一種常用的碘伏類緩釋消毒劑,聚維酮主要是通過氫鍵與HI3形成聚維酮碘,可知聚維酮是一種水溶性物質(zhì),C項(xiàng)正確。聚維酮中含有肽鍵,在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng),D項(xiàng)正確。

答案:B

例3合成導(dǎo)電高分子化合物PPV的反應(yīng)為:

下列說法正確的是( )。

A.PPV是聚苯乙炔

B.該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)

C.PPV與聚苯乙烯的最小結(jié)構(gòu)單元組成相同

解析:聚苯乙炔的結(jié)構(gòu)為是苯乙炔通過加聚反應(yīng)制備的,PPV是通過縮聚反應(yīng)制備的,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由反應(yīng)可知,該反應(yīng)除產(chǎn)生高分子化合物外,還生成了小分子物質(zhì),屬于縮聚反應(yīng),B項(xiàng)正確。聚苯乙烯的最小結(jié)構(gòu)單元為,PPV與聚苯乙烯的最小結(jié)構(gòu)單元組成不相同,C項(xiàng)錯(cuò)誤。該物質(zhì)中含有兩個(gè)碳碳雙鍵和一個(gè)苯環(huán),1 mol最多可與5 mol H2發(fā)生反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案:B

三、對(duì)合成高分子物質(zhì)方程式的考查

書寫合成高分子物質(zhì)化學(xué)方程式的關(guān)鍵是根據(jù)單體和合成的高分子物質(zhì)確定單體的斷鍵部位和成鍵部位。化學(xué)方程式書寫步驟為:

(1)正確書寫構(gòu)成高分子物質(zhì)單體的化學(xué)式和合成高分子物質(zhì)的化學(xué)式。

(2)確定單體的斷鍵部位:加聚反應(yīng)單體的斷鍵部位為不飽和鍵;縮聚反應(yīng)單體的斷鍵部位主要為—COOH中的—OH,—OH中的H,以及—NH2中的H等。

(3)書寫從單體到高分子物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式并配平。

例42-氨基-3-氯苯甲酸(F)是重要的醫(yī)藥中間體,其制備流程如下:

解析:肽鍵聚合物的形成是通過縮聚反應(yīng)制備的,首先是原料水解后生成單體中的—COOH斷—OH,—NH2斷H,斷鍵后相互之間形成肽鍵,最終制備出含肽鍵的聚合物。

例5秸稈(含多糖類物質(zhì))的綜合應(yīng)用具有重要的意義。下面是以秸稈為原料合成聚酯類高分子化合物的路線:

由F生成G的化學(xué)方程式為_____。

解析:F分子中含有6個(gè)碳原子,在兩頭分別是—COOH,1,4-丁二醇的結(jié)構(gòu)簡式為和—OH可以形成酯基。

有機(jī)高分子物質(zhì)能很好地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,也能很好地考查考生信息獲取與遷移應(yīng)用能力,綜合性較強(qiáng)。在平時(shí)的復(fù)習(xí)中要注重結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化等觀念的滲透,培養(yǎng)思維的有序性,答題的規(guī)范性,最終實(shí)現(xiàn)高效解題。