高中化学高分子化合物有哪些:分类及常见实例
高中化学高分子化合物分为天然高分子化合物、合成有机高分子化合物两大类,其中合成高分子又包含加聚产物和缩聚产物,高考常考的核心物质有淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、涤纶、尼龙等,判断高分子化合物的核心标准是相对分子质量通常在一万以上,且该判定规则适用于高中人教版化学必修二、选择性必修二的全部考试题型,小分子聚合物单体不属于高分子化合物。
天然高分子化合物
天然高分子化合物是自然界原生存在、无需人工合成的大分子物质,是高中基础必考类别,所有物质均由简单单体聚合形成,无人工加工聚合过程。淀粉由葡萄糖单体脱水聚合而成,是植物储能的主要物质,遇碘单质会变蓝色,广泛存在于粮食作物中。纤维素同样以葡萄糖为单体,分子结构更规整,无法被人体消化吸收,主要构成植物细胞壁,棉花、木材的主要成分均为纤维素。
蛋白质是由氨基酸通过脱水缩合形成的高分子,单体为多种α-氨基酸,具备两性、变性、盐析等特殊化学性质,毛发、蚕丝、肌肉的核心成分都是蛋白质,也是生物体结构和功能的核心物质。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,由异戊二烯单体聚合生成,具备良好的弹性,是工业和生活中常用的天然弹性材料。
合成加聚型高分子化合物
合成加聚高分子由含碳碳双键、碳碳三键的小分子单体通过加成聚合反应生成,聚合过程无小分子物质生成,是高中有机化学最常考查的聚合反应类型。聚乙烯由乙烯加聚而成,化学性质稳定,无毒,常用来制作食品包装袋、塑料容器。聚氯乙烯以氯乙烯为单体,耐热性较差,高温易释放有害物质,不可接触食品,多用于制作管材、电线外皮。
聚丙烯、聚苯乙烯是高频考点衍生物质,聚丙烯硬度高于聚乙烯,耐腐蚀性较强,常用于制作餐具、塑料零件。聚苯乙烯质地轻便、绝缘性好,可制作泡沫保温材料、光学仪器外壳。这类加聚产物的分子结构多为线型结构,大多具备热塑性,加热可反复塑形。
合成缩聚型高分子化合物
合成缩聚高分子由单体通过脱水、脱卤化氢等缩合反应聚合形成,聚合过程一定会生成水、氯化氢等小分子副产物,结构分为线型和体型两种。酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚生成,体型酚醛树脂耐热、绝缘,是制作电器开关、绝缘板材的核心材料,为经典体型高分子化合物。
涤纶、尼龙是生活中最常见的缩聚合成纤维,涤纶学名聚对苯二甲酸乙二醇酯,由对苯二甲酸和乙二醇缩聚而成,耐磨性、抗皱性优异,多用于纺织面料。尼龙属于聚酰胺类高分子,由二元胺和二元酸缩聚生成,韧性强、强度高,常用来制作渔网、绳索、工程塑料零件。
区分高分子的核心误区。
糖类中的葡萄糖、蔗糖,油脂中的植物油、动物脂肪,相对分子质量均远低于一万,属于小分子有机物,很多学生易误判为高分子化合物,该错误在高中选择题中出现频率极高。所有高分子化合物均为混合物,因为聚合反应的产物分子链长度不一,没有固定的相对分子质量,无法写出精准的分子式,只能书写结构简式。
高中化学高分子化合物的判定边界清晰,仅有机大分子属于考点范畴,二氧化硅、硅酸盐等无机大分子物质,不属于高中化学高分子化合物的考查范围,考试作答时无需纳入统计。
