聚合反應及其相關知識在高考和競賽中的應用賞析

劉善超 田彥勤 王逢云

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

１ 考綱要求

１）全國高中學生化學競賽初賽大綱關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的初步知識（單體、主要合成反應、主要類別、基本性質(zhì)、主要應用）．

２）?普通高中化學課程標準（２０１７年版２０２０年修訂）?關于聚合物結構特點的要求：了解聚合物的組成與結構特點，認識單體和單體單元（鏈節(jié)）及其與聚合物結構的關系;了解加聚反應和縮聚反應的特點;認識塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結構特點．３）高考和競賽需要達到的能力要求：能對單體和高分子進行相互推斷;能分析高分子的合成路線;能寫出典型的加聚反應和縮聚反應的反應式．

２ 知識儲備

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，也簡稱為高聚物或高分子，是由許多小分子通過共價鍵結合而成，相對分子質(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

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

３）高分子化合物雖然相對分子質(zhì)量大，但是組成并不復雜，它是由小分子通過結構單元多次重復連接而形成的．

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

５）線型有機高分子能溶解在某些有機溶劑中，但溶解緩慢;體型有機高分子不能溶解，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構，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構，受熱不會軟化，不能反復加工成型，沒有回收利用的價值．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纖維．天然纖維可分為植物纖維（如棉花、亞麻）和動物纖維（如羊毛、蠶絲）;化學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)品通過聚合反應合成的一類纖維．

２.４ 高分子化合物的相關名詞

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的結構，也被稱為結構單元．

答案 B．

６ 反思總結

高分子化合物的重要考點常涉及以下３個方面．

１）反應類型的判斷．加聚反應和縮聚反應的相同點是都有高分子化合物生成，但是縮聚反應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）關于單體的判斷．縮聚反應的單體根據(jù)總結的３種類型比較好判斷，而加聚反應的單體要根據(jù)高分子化合物的結構判斷，一般規(guī)律是“成單鍵，兩兩（碳）斷;成雙鍵，對稱找（４個碳）;兩端鍵，必須斷”，同時注意找加聚反應的單體時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)的判斷和預測．

總而言之，有關高分子化合物方面的相關知識能夠考查學生的知識遷移能力和靈活應用能力，也是近幾年高中化學競賽、強基計劃、高考等考查的熱點問題，希望本文能夠引起廣大師生對這部分知識的重視，以提高學生的解題效率．