合成高分子化合物的基本方法課件

第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代課標(biāo)展示基礎(chǔ)梳理典例精析達(dá)標(biāo)精練綜合拓展第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法1．理解和應(yīng)用有關(guān)概念：?jiǎn)误w、高聚物、聚合度、鏈節(jié)、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)等。2．由單體進(jìn)行加聚或縮聚的原理要明確。3．熟練進(jìn)行高聚物與單體間的相互推斷。一、有機(jī)高分子與低分子有機(jī)物的區(qū)別1．相對(duì)分子質(zhì)量的大小不同。有機(jī)高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量一般高達(dá)________，而且只有一個(gè)________值；而低分子有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量在1000以下，有一個(gè)________的數(shù)值。2．結(jié)構(gòu)不同。有機(jī)高分子是由若干個(gè)____________組成的，而低分子有機(jī)物是由________組成的。3．由于兩者在相對(duì)分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)上的差異，它們?cè)谖锢?、化學(xué)性質(zhì)上也有較大的差別。單一結(jié)構(gòu)104～106平均明確重復(fù)結(jié)構(gòu)單元二．加成聚合反應(yīng)1．聚乙烯是一種生活中常用的塑料，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示聚乙烯的合成方法_______________________________。2．有機(jī)高分子化合物的分子組成—CH2—CH2—CH2=CH2聚合度3.單體及聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的對(duì)照三、縮合聚合反應(yīng)1．寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式(1)乙酸與乙醇酯化反應(yīng)____________________________________________。CH3OH+H—OCH2CH3CH3C2H5＋H2O△濃H2SO4(2)乙酸和乙醇分別是一元酸和一元醇，如果用二元酸和二元醇發(fā)生酯化反應(yīng)，就會(huì)得到連接成鏈的聚合物(簡(jiǎn)稱聚酯)。試寫出己二酸與乙二醇生成聚酯的方程式：______________________________________________。2．縮聚反應(yīng)方程式書(shū)寫時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)縮聚物結(jié)構(gòu)式要在________外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的______________________________________。(2)單體物質(zhì)的量與縮聚產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式的________要一致。下角標(biāo)方括號(hào)端基原子或原子團(tuán)(3)由一種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______；由兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子物質(zhì)的量為_(kāi)_______。如：nHOOC(CH2)5OH____________________________________________。(n－1)(2n－1)HO[C(CH2)5O]nH＋(n－1)H2O

合成高分子化合物的反應(yīng)類型1．加聚反應(yīng)的類型(1)單雙鍵加聚。nCH2==CHCl

nCH2==CHCH3

(2)共軛雙鍵的加聚。nCH2==CH—CH==CH2

(3)兩種及兩種以上單體的加聚。如：nCH2==CH2＋nCH2==CH—CH3

2．縮聚反應(yīng)的類型(1)醇羥基和羧基的酯化縮聚。①二元酸和二元醇的縮聚。關(guān)鍵一點(diǎn)：(1)組成聚乙烯分子()的鏈節(jié)(—CH—CH2—)和單體(CH2===CH2)之間的化學(xué)組成的和相對(duì)質(zhì)量相同，結(jié)構(gòu)不同。(2)可從結(jié)構(gòu)上區(qū)分加聚產(chǎn)物與縮聚產(chǎn)物。在縮聚產(chǎn)物中含有端基原子和原子團(tuán)，而加聚產(chǎn)物中沒(méi)有。

由高聚物推單體的方法1．判斷聚合類型若鏈節(jié)主鏈上都是碳原子，一般是加聚反應(yīng)得到的產(chǎn)物；若鏈節(jié)主鏈上含有、、等基團(tuán)時(shí)，一般是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物?！狢——C—O——C—NH—2．加聚產(chǎn)物單體的判斷(1)凡鏈節(jié)主鏈只有兩個(gè)碳原子(無(wú)其他原子)的高聚物其單體必為一種，將兩個(gè)半鍵閉合即可。如單體是。(2)凡鏈節(jié)主鏈只有四個(gè)碳原子(無(wú)其他原子)且鏈節(jié)無(wú)雙鍵的高聚物，其單體必為兩種。在中央劃線斷開(kāi)，然后將四個(gè)半鍵彼此閉合即可，如的單體是CH2==CH2和CH3—CH==CH2。(3)凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子并存在鍵的高聚物，其規(guī)律是“見(jiàn)雙鍵，四個(gè)碳，無(wú)雙鍵，兩個(gè)碳”劃線斷開(kāi)，然后將半鍵閉合，即將單雙鍵互換。如的單體是。3．縮聚高聚物單體的判斷(1)凡鏈節(jié)為結(jié)構(gòu)的高聚物，其單體必為一種，在亞氨基上加氫，在羰基上加羥基，即得高聚物單體H2N—R—COOH。(2)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵()結(jié)構(gòu)的高聚物，從肽鍵中間斷開(kāi)，兩側(cè)為不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的，其單體必為兩種，在亞氨基上加氫原子，羰基上加羥基即得高聚物單體。如的單體是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。(3)凡鏈節(jié)中間(不在鏈端上)含有(酯基)結(jié)構(gòu)的高聚物，其單體必為兩種，從中間斷開(kāi)，羰基上的加羥基，氧原子上加氫原子即得高聚物單體。如的單體為HOOC—COOH和HOCH2—CH2OH。—C—O—關(guān)鍵一點(diǎn)：由縮聚物推斷單體的步驟為：(1)去掉縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中的方括號(hào)與“n”變?yōu)樾》肿印?2)斷開(kāi)分子中的酰胺鍵或酯基。(3)將斷開(kāi)的羰基碳上連接—OH；在氧或氮原子上連接—H，還原為單體小分子。

有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)物(雙選)下列物質(zhì)中，屬于高分子化合物的是()A．淀粉B．油脂C．棉花D．蔗糖解析：油脂是油和脂肪的總稱，它是高級(jí)脂肪酸甘油酯，蔗糖是二糖，分子式為C12H22O11，油脂和蔗糖的相對(duì)分子質(zhì)量均較小，兩者均不屬于高分子化合物；棉花的主要成分是纖維素，淀粉和纖維素都是天然高分子化合物。答案：AC名師點(diǎn)睛：高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)大于10000，已學(xué)的高聚物有：聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹(shù)酯、蛋白質(zhì)、聚異戊二烯等，且所有高分子化合物均是混合物(n為一定范圍值)。變式應(yīng)用1．下列有關(guān)高分子化合物的敘述中正確的是()A．高分子化合物的特點(diǎn)之一是組成元素簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相對(duì)分子質(zhì)量大B．高分子鏈之間靠分子間作用力結(jié)合，因此分子間作用力弱，高分子材料強(qiáng)度較小C．高分子均為長(zhǎng)鏈狀分子D．高分子材料均為混合物D2．下列化合物中，不屬于高分子化合物的是()A．蛋白質(zhì)B．塑料C．橡膠D．麥芽糖解析：麥芽糖的相對(duì)分子質(zhì)量很小，它屬于低分子有機(jī)物。答案：D

合成高分子化合物的基本方法寫出用下列化合物作為單體聚合生成的高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：(1)CH2=CH-C=CH2聚合得________(此處聚合物用作合成橡膠)。(2)已知在虛線處開(kāi)環(huán)聚合得(此聚合物用作表面活性劑)。則開(kāi)環(huán)聚合得____________(此聚合物用作合成纖維)。Cl解析：本題測(cè)試有關(guān)高分子化合物加聚、縮聚、開(kāi)環(huán)聚合等知識(shí)，考查信息遷移、模仿等自學(xué)能力。(1)發(fā)生加聚反應(yīng)，其中雙鍵變單鍵、單鍵變雙鍵，可用彎箭頭表示電子對(duì)轉(zhuǎn)移，寫出單體，將其通過(guò)鍵的轉(zhuǎn)移，可立即寫出聚合物：[CH2—CH==C(Cl)—CH2]n。(2)為開(kāi)環(huán)聚合，在斷鍵處開(kāi)環(huán)即得鏈節(jié)。答案：(1)[CH2—CH==C(Cl)—CH2]n

(2)H[NHCH2CH2CH2CH2CH2CO]nOH名師點(diǎn)睛：電子對(duì)放在兩個(gè)原子間就是價(jià)鍵，彎箭頭將它轉(zhuǎn)移，這個(gè)鍵就斷裂；電子對(duì)轉(zhuǎn)移到另兩個(gè)原子間，就形成一個(gè)新鍵，此法很形象、直觀，大家不妨一試。書(shū)寫要規(guī)范，防止多碳、少碳、碳5價(jià)等等，而失分。變式應(yīng)用3．乙烯和丙烯按1:1(物質(zhì)的量)聚合時(shí)，生成聚合物乙丙樹(shù)脂。該聚合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能是()解析：將丙烯中的甲基作支鏈，乙烯和丙烯中雙鍵的四個(gè)碳連接，碳碳雙鍵改單鍵即可得鏈節(jié)。答案：A4.（2012年重慶高考節(jié)選）農(nóng)康酸M是制備高效除臭劑、粘合劑等多種精細(xì)化學(xué)品的重要原料，可經(jīng)下列反應(yīng)路線得到（部分反應(yīng)條件略）。解析：根據(jù)有機(jī)合成的框圖推斷，A→B是C==C與Cl—Cl的加成反應(yīng)，B→D是相鄰C原子的Cl原子消除一個(gè)HCl分子的反應(yīng)，位置在2號(hào)位的C原子上；D→E是—Cl被—CN取代的反應(yīng)，E→G是—CH3的一個(gè)H被氯原子取代的反應(yīng)，G→H是—Cl被—OH取代的反應(yīng)和—CN水解變成—COONa的反應(yīng)，H→J是—CH2OH被氧氣氧化成—CHO的反應(yīng)，J→L是—CHO被銀氨溶液氧化成—COONH4的反應(yīng)，L→M的反應(yīng)是—COONH4與H+生成—COOH的反應(yīng)。

由高聚物推單體在國(guó)際環(huán)境問(wèn)題中，一次性使用聚苯乙烯等材料帶來(lái)的“白色污染”是極為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。最近研制的一種可降解塑料，代號(hào)為3HB，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為具有良好的生物適應(yīng)性，能在自然界降解。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)該可降解塑料在自然界中可通過(guò)________反應(yīng)降解為該聚合物的單體。A．加成B．消去C．水解D．氧化(2)該聚合物的單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______，該單體中具有的官能團(tuán)的名稱為_(kāi)_______。(3)各取1mol該單體分別與鈉和碳酸氫鈉溶液完全反應(yīng)時(shí)，分別消耗鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。解析：依據(jù)的結(jié)構(gòu)先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物，然后運(yùn)用逆向思維法逐步還原，推測(cè)其單體，再依據(jù)官能團(tuán)確定其性質(zhì)，寫出反應(yīng)方程式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。是縮聚產(chǎn)物，可依據(jù)官能團(tuán)形成過(guò)程的鏈逆向推出單體，把失去的小分子物質(zhì)分拆后加在相應(yīng)位置。

失去的小分子為H2O，拆為—H和—OH，其單體必為一種，為。含有兩種官能團(tuán)，有羥基(—OH)和羧基()，CH3—CH—COOH中—OH不能與NaHCO3溶液反應(yīng)，但能與金屬鈉反應(yīng)，—COOH既能與Na反應(yīng)，又能與NaHCO3溶液反應(yīng)。解析：(1)C(2)CH3—CH—COOH羥基、羧基(3)2:1名師點(diǎn)睛：判斷有機(jī)高分子化合物單體時(shí)，要先判斷該物質(zhì)是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。(1)若是加聚產(chǎn)物：①判斷方法是：高聚物→鏈節(jié)→半鍵還原、雙鍵重現(xiàn)→正推驗(yàn)證。②若半鍵還原無(wú)法形成完整雙鍵可考慮再斷裂單鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時(shí)不是一種單體)或斷裂雙鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時(shí)單體是二烯烴)。(2)若是縮聚產(chǎn)物，可依據(jù)官能團(tuán)的形成過(guò)程的連鏈逆向推出單體，把失去的小分子物質(zhì)分拆后加在相應(yīng)位置。變式應(yīng)用5．Nomex纖維是一種新型阻燃性纖維。它可由間苯二甲酸和間苯二胺在一定條件下等物質(zhì)的量縮聚而成。請(qǐng)把Nomex纖維結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式寫在下面的方框中。6．合成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：其單體是()①苯乙烯②丁烯③丁二烯④丙炔⑤苯丙烯A．①②B．④⑤C．③⑤D．①③解析：本題考查學(xué)生是否能運(yùn)用彎箭頭法求有機(jī)高聚物的單體。從鏈節(jié)的一端開(kāi)始，把鍵收回。由—CH2—CH—CH2—CH==CH—CH2—得CH==CH2和CH2==CH—CH==CH2。答案：D1．下列物質(zhì)中有固定熔點(diǎn)的是()A．聚乙烯B．氯化鈉C．淀粉D．聚1,3-丁二烯解析：A、C、D是高分子化合物，由于n值不等，所以是混合物，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)