普通化学考研复习资料一

由许多小分子相互结合成高分子化合物的反应称为聚合反应。作为反应的原

料的小分子化合物称为单体，而生成的高分子化合物称为高聚物。高聚物中的重复结构单元称为链节，而那重复结构单元的数目称为聚合度。由于聚合反应的特征，其聚合度为平均聚合度，高聚物的分子量为平均相对分子量。

（2） 碳链高分子化合物和杂链高分子化合物

主链全部由碳原子组成的高分子化合物，称为碳链高分子化合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。

主链的元素除碳原子外，还有O、N、S、P等元素的高聚物称为杂链高分子化合物，如聚酯、聚酰胺等。

（3） 均聚物与共聚物

由同一种单体聚合而成的高分子化合物称为均聚物，如聚乙烯、聚甲醛、尼龙—6等。

由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子化合物称为共聚物，如丁苯橡胶、尼龙—66等。

2、高分子化合物的聚合反应

（1） 加聚反应及其连锁聚合反应机理

加聚反应是由含有不饱和键的单体进行连续、多步的加成反应。其生成的高聚物为

加聚物，其特征为高聚物的结构单元的原子组成与单体相同。其反应机理为连锁聚合即是自由基反应。 （2） 缩聚反应及其逐步聚合反应机理

缩聚反应是由两个或两个以上可反应官能团的单体分子间通过缩合反应成键，而彼

此连接，形成高聚物，该高聚物为缩聚物。其特征是在形成缩聚物的同时，拌有小分子物质（如水、氨、醇及卤化氢等）的失去。其缩聚物中的结构单元的原子组成与单体不相同。其反应机理为逐步聚合即是逐步缩合反应。

3、高分子化合物的结构和性能

（1） 线型高分子与体型高分子

高分子链主要沿一维方向延伸，则得到的是线型高分子，其不带侧链或带有

少量的短小侧链。

线型高分子能溶于适当的溶剂，受热时会软化、熔融、冷却时又硬化，可反复加热、冷却多次成型。

高分子链沿二维或三维方向延伸，则得到的是体型高分子，其主链带有较多、较长的侧链，具有网状结构。体型高分子不溶于溶剂，加热也不熔融，只能一次加热成型，不可反复热加工。若交连程度较低的高分子化合物在溶剂中不溶解，但能溶胀，加热时不熔融，但能软化。

（2） 高分子链的柔顺性：源于高分子的很长分子链中σ单键的内旋转性，对于简

单线型高分子（或带有少量的短小侧链）而言，分子链越长，其柔顺性越好；

非极性主链比极性主链更柔顺。

（3） 高分子化合物的力学状态：大多数合成树脂和合成橡胶在不同温度下，可以呈现三种不同的力学状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。 （4） 高分子化合物的化学稳定性与老化：由于高分子化合物的分子链主要是C—

C、C—H等共价键，所含活泼基团较少，故其化学性质较稳定。能耐酸碱、

耐化学腐蚀。但是其在长期使用后，受环境的物理和化学因素的作用下，使高子链发生交联反应，导致变硬、变脆而失去弹性；也可使高子链发生裂解反应，导致变软、变粘而丧失机械性能。从而使得其使用性能变坏的现象称

为高聚物的老化。

（5） 高聚物的弹性与塑性：由于高分子链的柔顺性，当其被拉伸时，卷曲的分子

链可以延展，而当撤去外力时，分子链又卷曲并恢复原状的性能为高聚物的弹性，如橡胶；而由于线型高分子受热会逐渐软化，直至形成粘流态，在模具中加工成各种形状，经冷却去压后，形状仍可保持，甚至可反复加工成型，

这种性能为高聚物的塑性。

热塑性高聚物：在反复受热时会变软，可多次加工，反复使用的高聚物。如聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等线型高分子；

热固性高聚物：由于受热过程中分子链发生交联硬化，无法反复成型，只能一次成型加工的高聚物。如酚醛树脂、脲醛树脂等体型高分子。

4、几种重要的高分子合成材料

（1） 塑料——在室温下，以玻璃态存在和工作的高分子材料。

通用塑料：指应用范围广、产量大的塑料品种。如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂、密胺树脂（聚三氰胺与甲醛的缩聚物）等； 工程塑料：指作为工程材料或替代金属材料使用的塑料。如聚甲醛、聚酰胺、ABS工程塑料（由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚而成的高聚物）。

（2） 合成橡胶——主要是由二烯类单体合成的高聚物。

通用橡胶：指应用范围广、产量大的合成橡胶。如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、

异戊橡胶等； 特种橡胶：指具有特殊性能的合成橡胶。如硅橡胶（耐高温、又耐低温、耐油、耐

老化和电绝缘性也很好）、氟橡胶（耐高温、耐油、耐化学腐蚀）及与其它材料制成复合材料（硫化橡胶、海绵橡胶、泡沫橡胶等）。

（3） 合成纤维——指一类分子链具有较大极性的线型高聚物。高分子链可自由转

动，使纤维柔软、富有弹性。如涤纶、尼纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶等。

（4） 涂料和粘合剂

涂料是一高分子合成材料（人造漆），是含有干性油、颜料和树脂的合成涂料。涂料

由成膜物质、颜料、溶剂和助剂四种主要成分组成。其中常见涂料有防水涂

料（氯丁橡胶涂料等）、防火涂料（氯丁橡胶、聚氯乙烯树脂、酚醛树脂、氨基树脂等）、防腐蚀涂料（环氧树脂、聚四氟乙烯合成树脂）及耐高温涂料、发光涂料、磁性涂料等。

粘合剂又称“胶”，胶粘剂分子的极性强，胶粘剂分子与被粘物之间形成化学键，所

以胶粘很牢固。合成粘合剂由树脂成分（聚醋酸乙烯酯、环氧树脂等）、固化

剂（乙二胺等胺类和酸类）及填料（滑石粉、立德粉、石棉、碳酸钙等）组成。

二、重点及难点

1、自由基反应的反应机理（有链的引发和链的增长两个显著的动力学特征步骤） （1） 链的引发：由于引发剂受热，产生自由基（以R·表示），该自由基可引发单

体聚合，此时发生自由基的转移，生成新的自由基。例如R·+ CH2=CH2 → RCH2CH2·可见体系中自由基的数量（或浓度）并未减少。

（2） 链的增长：由引发过程所产生的自由基在聚合过程中可持续不断向单体分子

转移，保证自由基浓度基本不变，也就保证了聚合反应不断进行，而聚合链却不断增长（即聚合度不断增加）。

如RCH2CH2·+ CH2=CH2 →RCH2CH2CH2CH2· ；RCH2CH2CH2CH2·+ CH2=CH2 →

RCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2·

??

（3） 链的终止：由于链的增长过程一直可维持到自由基捕获到不活泼自由基而发

生链的终止反应，或直至单体消耗完毕。链的终止反应是一种自由基终止反应（自由基两两偶合成键，使自由基数目不断降低），最后使链的增长终止。 如R(CH2CH2)mCH2CH2·+ R(CH2CH2)nCH2CH2·→ R(CH2CH2)mCH2CH2CH2CH2(CH2CH2)nR

2、缩聚反应的反应机理（由单体分子、低聚物分子与高聚物分子间互相缩合，形成聚合度更高的聚合物）

（1） 同种或不同单体的官能团之间发生缩合反应，生成低聚物分子，同时失去小

分子化合物。 如

(m+n)H2N-RCOOH

→

H-[-HN-RCO-NH-RCO-]m-OH

+

H-[-HN-RCO-NH-RCO-]n-OH

（2） 低聚物分子之间发生缩合反应，生成聚合度更高的高聚物（随反应时间的延

长而使高聚物的链不断增长）。而且只要继续加入单体，则缩聚反应仍可继续。

如H-[-HN-RCO-NH-RCO-]m-OH H-[-HN-RCO-NH-RCO-]-OH

m+n

+ H-[-HN-RCO-NH-RCO-]n-OH →

3、高分子化合物的力学状态 （1） 玻璃态：由于整个分子链的热运动受到限制，而且链段的内旋也处于被“冻结”

的状态，高分子化合物表现得坚硬而缺少弹性，这种力学状态称为玻璃态。常温下，塑料就处于玻璃态。

（2） 高弹态：当温度升高时，虽分子链不能自由移动，但链段能自由转动，所以在外力作用下，有很大可逆变形，显得柔软富有弹性。这种力学状态称为高弹态。常温下，橡胶就处于高弹态。

（3） 粘流态：当温度继续升高时，分子的动能愈来愈大，此时，不仅链段能运动，

而且整个分子链能发生移动，聚合物变为可流动的粘稠液体，此为不可逆形变，这种力学状态称为粘流态。常温下，流动性树脂处于粘流态。

（4） 玻璃化温度和粘流化温度

玻璃化温度Tg是指玻璃态与高弹态之间的转变温度。 粘流化温度Tf是指高弹态与粘流态之间的转变温度。

我们将玻璃化温度Tg高于室温的高聚物称为塑料；而将玻璃化温度Tg低于室温的高聚物称为橡胶。对橡胶而言，玻璃化温度Tg为其耐寒指标，而粘流化温度Tf为其耐热指标。故希望其玻璃化温度Tg愈低愈好，粘流化温度Tf愈高愈好。对塑料和纤维而言，玻璃化温度Tg为其工作温度的上限（耐热指标），故希望其Tg高好，同时希望其Tg与Tf的差值小些为佳，便于成型加工。

第八章 生命与化学

一、生命的起源及演化

1、生命的起源——现有许多不同的假说和理论

（1） 第一阶段：原始营养物的形成阶段。由CH3、H2O、N2、H2、HCN→醛、醇、羧酸→原始海洋。

（2） 第二阶段：由原始营养物中的简单有机物逐渐演化成孕育生命所需的有机物（氨基酸、核苷酸、糖、脂肪、卟啉、核酸及蛋白质）

（3） 第三阶段：具有新陈代谢作用的多分子体系（原生体）的产生阶段。 随着这种原生体内新陈代谢催化机制的完善，内部的多核苷酸与多肽之间密码关

系逐步建立，通过量的积累导致质的飞跃，最终产生了生命。 2、生命产生的条件

（1） 存在生命体组成的必要元素：C、H、N、O； （2） 存在孕育生命环境所需的的水； （3） 有适当的温度；

（4） 存在一定数量和质量的大气及光和热（能量）。 3、细胞的化学组成——水、蛋白质、脂肪、糖类及核酸。 二、基本的生命物质

1、氨基酸、蛋白质和酶

（1） 氨基酸（α-氨基酸），除甘氨酸外均为L-构型。对人类而言有8种氨基酸（亮

氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、缬氨酸）必须从食物中取得称为必需氨基酸。对高等植物而言，全部20种氨基酸都可通过自身合成以供蛋白质合成之需要。

氨基酸分子中含碱性基团-NH2和酸性基团-COOH两种官能团，所以是两性电

解质。

（2） 蛋白质

组成：由40种以上L-构型α-氨基酸以肽键（酰胺键）连接组成的近线型聚合物。

结构：通常有一级、二级和三级结构，但有时也有四级结构。

蛋白质的一级结构——指多肽链中氨基酸的种类、数目及线性排列顺序。 蛋白质的二级结构——指分子中多肽链骨架的折叠方式（α-螺旋及β-折叠）。 蛋白质的三级结构——指多肽链的三维空间构型（通过疏水作用、静电作用、

氢键和二硫键等结合方式）。

蛋白质的四级结构——多条肽链之间结合方式及其空间构象。 分类及作用：

球形蛋白质如血红蛋白（运输氧气和养料）、酶（生物催化剂）、抗体（防护作用）；

纤维状蛋白质如胶原蛋白（建构作用）、角蛋白（指甲、羽毛中主要成分）、丝蛋白（蚕丝）及肌蛋白等。

（3） 酶——生物催化剂，具有专一性及高效性。酶可分为简单纯蛋白质酶和结合蛋白质酶两大类。

2、核酸——是由不同的核苷酸聚合而成。

（1） 分类及功能

核糖核酸（RNA）主要有三类m-RNA（信使）、t-RNA（转运）和r-RNA（核糖

体）。

脱氧核糖核酸（DNA）是遗传的物质基础，负责遗传信息的存储和分布。基因就是指DNA链上由若干核苷酸所组成的包含着特殊遗传信息的片段。

（2） 组成和结构

组成：核酸由核苷酸聚合而成，而核苷酸由磷酸基和核苷所组成，核苷则由

戊糖（核糖或脱氧核糖）和碱基（腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胸腺嘧啶T、尿嘧啶U、胞嘧啶C）组成。

结构：RNA通常只有一条多核苷酸的长链，局部区域可以形成配对结构。 DNA分子是由两条反向平行的多核苷酸组成的双螺旋结构，两条链上

的碱基根据互补配对原则通过氢键连接形成碱基对。