聚合反應(yīng)及其相關(guān)知識(shí)在高考和競(jìng)賽中的應(yīng)用賞析

劉善超 田彥勤 王逢云

有關(guān)高分子化合物、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)等方面的內(nèi)容近幾年在競(jìng)賽和高考中出現(xiàn)的頻率較高，考查的內(nèi)容主要涉及單體、反應(yīng)類型、聚合度、鏈節(jié)的判斷，反應(yīng)方程式、高分子化合物的書寫等．本文旨在通過幾道競(jìng)賽試題和高考真題的剖析，展開對(duì)高分子化合物相關(guān)知識(shí)的介紹．

１ 考綱要求

１）全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽初賽大綱關(guān)于高分子化合物的要求：掌握天然高分子與合成高分子化學(xué)的初步知識(shí)（單體、主要合成反應(yīng)、主要類別、基本性質(zhì)、主要應(yīng)用）．

２）?普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版２０２０年修訂）?關(guān)于聚合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的要求：了解聚合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)單體和單體單元（鏈節(jié)）及其與聚合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系;了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn);認(rèn)識(shí)塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)．３）高考和競(jìng)賽需要達(dá)到的能力要求：能對(duì)單體和高分子進(jìn)行相互推斷;能分析高分子的合成路線;能寫出典型的加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的反應(yīng)式．

２ 知識(shí)儲(chǔ)備

２.１ 高分子化合物的概念

高分子化合物又稱為高分子聚合物，也簡(jiǎn)稱為高聚物或高分子，是由許多小分子通過共價(jià)鍵結(jié)合而成，相對(duì)分子質(zhì)量從幾萬到幾百萬不等的一類化合物．

２.２ 高分子化合物的特點(diǎn)

１）高分子化合物幾乎沒有揮發(fā)性，常溫下常以固態(tài)或液態(tài)存在．

２）相對(duì)分子質(zhì)量很大，并且高分子化合物都是混合物，其相對(duì)分子質(zhì)量只是一個(gè)平均值．

３）高分子化合物雖然相對(duì)分子質(zhì)量大，但是組成并不復(fù)雜，它是由小分子通過結(jié)構(gòu)單元多次重復(fù)連接而形成的．

４）高分子化合物的分子結(jié)構(gòu)基本上有兩種，一種是線型結(jié)構(gòu)，另一種是體型結(jié)構(gòu)．線型結(jié)構(gòu)的特征是分子中的原子以共價(jià)鍵互相連接成一條很長(zhǎng)的卷曲狀態(tài)的分子鏈;體型結(jié)構(gòu)的特征是分子鏈與分子鏈之間通過共價(jià)鍵交聯(lián)而形成的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)．

５）線型有機(jī)高分子能溶解在某些有機(jī)溶劑中，但溶解緩慢;體型有機(jī)高分子不能溶解，只是一定程度的脹大（即溶脹現(xiàn)象）．

２.３ 高分子化合物的類別

１）根據(jù)來源把高分子化合物分成天然高分子和合成高分子兩大類．天然高分子包括纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、天然橡膠等，合成高分子包括塑料、合成橡膠、合成纖維等．

２）根據(jù)性能把高分子化合物分成塑料、橡膠和纖維三大類．根據(jù)熱熔性能塑料可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料．熱塑性塑料為線型結(jié)構(gòu)，受熱熔化后可多次塑化成型，可回收加工再利用;熱固性塑料為體型結(jié)構(gòu)，受熱不會(huì)軟化，不能反復(fù)加工成型，沒有回收利用的價(jià)值．橡膠包括天然橡膠和合成橡膠．纖維可分為天然纖維和化學(xué)纖維．天然纖維可分為植物纖維（如棉花、亞麻）和動(dòng)物纖維（如羊毛、蠶絲）;化學(xué)纖維可分為人造纖維（如黏膠纖維、醋酸纖維等）和合成纖維（如腈綸、錦綸等）．人造纖維是用含有天然纖維或蛋白纖維的物質(zhì)（如木材、甘蔗、蘆葦、大豆蛋白質(zhì)纖維等及其他失去紡織加工價(jià)值的纖維原料）經(jīng)過加工后制成的紡織纖維，而合成纖維是由石油化工產(chǎn)品通過聚合反應(yīng)合成的一類纖維．

２.４ 高分子化合物的相關(guān)名詞

１）單體：合成高分子化合物的原料（即合成高分子化合物前的低分子原料）．

２）鏈節(jié)：高分子化合物中重復(fù)的結(jié)構(gòu)，也被稱為結(jié)構(gòu)單元．

答案 B．

６ 反思總結(jié)

高分子化合物的重要考點(diǎn)常涉及以下３個(gè)方面．

１）反應(yīng)類型的判斷．加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的相同點(diǎn)是都有高分子化合物生成，但是縮聚反應(yīng)除了生成高分子化合物以外，還有小分子（H２O 或HX 或其他）生成．２）關(guān)于單體的判斷．縮聚反應(yīng)的單體根據(jù)總結(jié)的３種類型比較好判斷，而加聚反應(yīng)的單體要根據(jù)高分子化合物的結(jié)構(gòu)判斷，一般規(guī)律是“成單鍵，兩兩（碳）斷;成雙鍵，對(duì)稱找（４個(gè)碳）;兩端鍵，必須斷”，同時(shí)注意找加聚反應(yīng)的單體時(shí)一定要具體問題具體分析才行（特別是炔烴和烯烴、共軛二烯烴之間得到的加聚產(chǎn)物，不一定全部滿足上述規(guī)律）．３）最新科技合成的高分子化合物性質(zhì)的判斷和預(yù)測(cè)．

總而言之，有關(guān)高分子化合物方面的相關(guān)知識(shí)能夠考查學(xué)生的知識(shí)遷移能力和靈活應(yīng)用能力，也是近幾年高中化學(xué)競(jìng)賽、強(qiáng)基計(jì)劃、高考等考查的熱點(diǎn)問題，希望本文能夠引起廣大師生對(duì)這部分知識(shí)的重視，以提高學(xué)生的解題效率．