中職有機(jī)化學(xué)課件-第28講 高分子化合物

第28講高分子化合物考綱定位選項示例1.了解高分子化合物的組成與結(jié)構(gòu)特點，能依據(jù)簡單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。2.了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點。3.了解新型高分子材料的性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。4.關(guān)注有機(jī)化合物的安全和科學(xué)使用，認(rèn)識有機(jī)化合物在生產(chǎn)、生活中的作用和對環(huán)境、健康產(chǎn)生的影響。1.化合物A是合成天然橡膠的單體，分子式為C5H8，寫出A的結(jié)構(gòu)簡式和化學(xué)名稱。(2012年海南高考T18)2．寫出有機(jī)物X(HOOCC6H4CH2OH)在濃硫酸作用下生成的聚合物的結(jié)構(gòu)簡式。(2010年山東高考)

一、高分子化合物

1．相關(guān)概念

(1)高分子化合物是由許多_______分子化合物以_______鍵結(jié)合成的相對分子質(zhì)量很_________(通常為__________～________)的一類有機(jī)物，又稱________或_______，如聚乙烯。

(2)單體是能夠發(fā)生_______________反應(yīng)形成高分子化合物的______分子化合物，如___________是聚乙烯的單體等。低共價高104

106聚合物高聚物聚合(加聚或縮聚)低CH2==CH2

(3)鏈節(jié)是高分子化合物中化學(xué)組成______、可重復(fù)的最小單位，也稱為__________________，如—CH2—CH2—是________的鏈節(jié)。(4)聚合度是高分子化合物里所含鏈節(jié)的__________，常用______表示，如

中的n是聚乙烯的聚合度。(5)高分子化合物相對分子質(zhì)量的平均值＝鏈節(jié)的式量×________。相同重復(fù)結(jié)構(gòu)單元聚乙烯數(shù)目

n聚合度2．分類

(1)按照高分子化合物的來源分類，可分為____________化合物和____________化合物。天然有機(jī)高分子化合物有__________________________________________。

(2)按照高分子化合物分子鏈分類，可分為______型高分子、________型高分子和______型高分子。(3)按照高分子化合物受熱時的不同行為分類，可分為________性高分子和________性高分子。

(4)按照高分子化合物的工藝性質(zhì)和使用分類，可分為__________________________________________等。天然高分子淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、天然橡膠線支鏈體熱塑熱固塑料、橡膠、纖維、涂料、黏合劑和密封材料合成高分子

二、加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)

由相對分子質(zhì)量小的低分子化合物相互結(jié)合為相對分子質(zhì)量大的高分子化合物的反應(yīng)稱為________________。由不飽和的單體加成聚合為高分子化合物的反應(yīng)稱為______________，其實質(zhì)是加成反應(yīng)。單體間通過失去水分子或其他小分子以形成高分子化合物的反應(yīng)稱為____________。聚合反應(yīng)加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)類型加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)反應(yīng)原理________單體通過加成聚合生成高分子化合物單體間相互______生成高分子化合物，同時還有小分子化合物(如H2O、NH3等)單體特征含有______________，如C==C、C≡C等含有____________，如—OH、—COOH、—NH2等單體種類相同或不相同相同或不相同產(chǎn)物特征高聚物的組成與單體的組成________，鏈節(jié)上的碳原子數(shù)一般為偶數(shù)高聚物的組成與單體的組成________產(chǎn)物種類只有高聚物高聚物和小分子不飽和鍵特征官能團(tuán)相同不相同不飽和縮合考點1高分子有機(jī)物與低分子有機(jī)物的區(qū)別

(1)它們最大的不同是相對分子質(zhì)量的大小。有機(jī)高分子化合物的相對分子質(zhì)量一般高達(dá)104～106，而低分子有機(jī)物的相對分子質(zhì)量一般在1000以下。

(2)低分子有機(jī)物的相對分子質(zhì)量都有一個明確的數(shù)值，而高分子化合物的相對分子質(zhì)量只是一個平均值。高分子有機(jī)物是以低分子有機(jī)物作原料，經(jīng)聚合反應(yīng)得到各種相對分子質(zhì)量不等的組成結(jié)構(gòu)類似的混合物，沒有固定的熔沸點。

(3)高分子化合物的基本結(jié)構(gòu)與低分子有機(jī)物的單一結(jié)構(gòu)不同，它由若干個鏈節(jié)組成，由鏈節(jié)可以知道高分子有機(jī)物的組成與結(jié)構(gòu)。

(4)由于高分子化合物與低分子有機(jī)物在相對分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)上的差異，它們在物理、化學(xué)性質(zhì)上也有較大差別。

【例1】聚丙烯酸酯類涂料是目前市場上流行的墻面涂料之一，它具有彈性好、不易老化、耐擦洗、色澤亮麗等優(yōu)點。聚丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)簡式為：它屬于()。①無機(jī)化合物②有機(jī)化合物③高分子化合物④離子化合物⑤共價化合物A．①③④C．②③⑤

B．①③⑤D．②③④思路指導(dǎo)：本題考查有機(jī)物與無機(jī)物、共價化合物與離子化合物、高分子化合物與低分子化合物的含義。解析：聚丙烯酸酯類是由丙烯酸酯經(jīng)加聚反應(yīng)得到的：nCH2==CH—COOR

――→可見，聚丙烯酸酯類屬于有機(jī)化合物、高分子化合物、共價化合物。答案：C催化劑考點2加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)1．加聚反應(yīng)的特點(1)單體必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物，如烯、二烯、炔、醛等含不飽和鍵的有機(jī)物。(2)加聚反應(yīng)過程中沒有副產(chǎn)物生成，原子利用率為100%。(3)聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成相同，聚合物的相對分子質(zhì)量為鏈節(jié)相對分子質(zhì)量的整數(shù)倍。2．縮聚反應(yīng)的特點

(1)縮聚反應(yīng)的單體是至少含有兩個官能團(tuán)(如—OH、—COOH、—NH2、—X及活潑氫原子等)或多個官能團(tuán)的低分子。(2)縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時，還有小分子副產(chǎn)物(如H2O、NH3、HCl等)生成，原子利用率低于100%。

(3)所得聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同。

(4)含兩個官能團(tuán)的單體縮聚后呈現(xiàn)線型結(jié)構(gòu)，含有三個官能團(tuán)的單體縮聚后可能會生成體型結(jié)構(gòu)的聚合物。(5)寫縮聚反應(yīng)時，除單體物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)式的下標(biāo)要一致外，也要注意生成小分子的物質(zhì)的量。

3．常見加聚反應(yīng)的類型

(1)單聚反應(yīng)：僅由一種單體發(fā)生的加聚反應(yīng)，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等的合成。

(2)共聚反應(yīng)：由兩種或兩種以上單體發(fā)生的加聚反應(yīng)。如：合成丁腈橡膠：

。

4．縮聚反應(yīng)的重要類型：二酸與二醇共聚型、羥基酸自聚型、氨基酸自聚型、氨基酸共聚型和酚醛縮聚型。【例2】(2011年上海高考)耐熱型ABS樹脂由丙烯腈(CH2==CHCN)、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯()共聚生成，寫出該樹脂的結(jié)構(gòu)簡式：________________(不考慮單體比例)。

思路指導(dǎo)：根據(jù)三種不飽和單體的名稱或結(jié)構(gòu)書寫其共聚產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式，這是單體發(fā)生加聚反應(yīng)在新情景下的遷移應(yīng)用，寫好后可采用單雙鍵斷鍵的方法求出其單體進(jìn)行檢驗。

解析：仿照CH2==CHCN加聚為聚丙烯腈的反應(yīng)原理，不難書寫三種單體共聚為ABS樹脂的鏈節(jié)，假設(shè)共聚的上述單體的物質(zhì)的量均為nmol可以書寫ABS樹脂的結(jié)構(gòu)簡式。答案：【例3】下列塑料的合成，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型與另外不同的是()。A．聚乙烯塑料C．酚醛塑料B．聚氯乙烯塑料D．聚苯乙烯塑料

解析：選項ABD中的聚合物都是通過加聚反應(yīng)合成的，而選項C中的酚醛塑料是通過縮聚反應(yīng)得到的。

答案：C··【例4】寫出有機(jī)物

X()在濃硫酸作用下生成的聚合物的結(jié)構(gòu)簡式：____________________________。

解析：X含有羧基和羥基，能發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成高分子化合物。

答案：規(guī)律方法聚合產(chǎn)物的判斷及單體的反推

[考向分析]歷屆高考都注重對加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的考查，其中的命題熱點在于：(1)根據(jù)單體的結(jié)構(gòu)判斷聚合產(chǎn)物；(2)由聚合物的結(jié)構(gòu)推斷單體的結(jié)構(gòu)。具體要求如下：1．加聚產(chǎn)物的判斷和反推單體(1)由單體推加聚物的方法是“拆雙鍵法”，例如，

(2)由加聚物推單體的方法是“收半鍵法”。即：高聚物→鏈節(jié)→半鍵還原，雙鍵重現(xiàn)→正推驗證。 ①凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的高聚物，其合成單體必為一種，將兩個半鍵閉合即可。例如，的單體是(2-甲基丙烯酸甲酯)。

②凡鏈節(jié)主鏈上有四個碳原子(無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體必為兩種，在正中央劃線斷開，然后兩個

CH2==CH2

和CH3—CH==CH2

兩種。

結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是：“見雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”劃線斷開，然后將半鍵閉合，即單雙鍵互換。的單體為半鍵閉合即可。如：③凡鏈節(jié)主鏈上只有碳原子，并存在

2．由單體推縮聚物的方法

將官能團(tuán)書寫在鏈端，酯化型縮聚是

，去掉的－H和－OH結(jié)合成H2O，其余部分相連形成聚酯；氨基酸之間的縮聚是，去掉的－H和－OH結(jié)合成H2O，其余部分相連形成多肽化合物；酚醛縮合是酚羥基的兩個鄰位H與甲醛分子中的O結(jié)合成H2O，其余部分相連形成酚醛樹脂。3．由縮聚物推單體的方法

可采用“切割法”斷開羰基與氧原子間的共價鍵或斷開羰基與氮原子間的共價鍵，然后在羰基上連上羥基，在氧或氮原子上連上氫原子。若是酚醛縮合型的高聚物，則在酚羥基的鄰位上“切割”，其鏈節(jié)中的—CH2—來自于甲醛。【例5】(2012年安徽高考)PBS是一種可降解的聚酯類高分子材料，可由馬來酸酐等原料經(jīng)下列路線合成：(1)A→B的反應(yīng)類型是____________；B的結(jié)構(gòu)簡式是____________。(2)C中含有的官能團(tuán)名稱是__________________；D的名稱(系統(tǒng)命名)是______________。

(3)半方酸是馬來酸酐的同分異構(gòu)體，分子中含1個環(huán)(四元碳環(huán))和一個羥基，但不含－O－O－鍵。半方酸結(jié)構(gòu)簡式是________。(4)由B和D合成PBS的化學(xué)方程式是：_______________。a．能使酸性KMnO4溶液或Br2的CCl4溶液褪色b．能與Na2CO3

反應(yīng)，但不與HBr反應(yīng)c．能與新制Cu(OH)2

反應(yīng)d．1molA完全燃燒消耗5molO2

解析：(1)由A→B，是碳碳雙鍵與H2

發(fā)生加成反應(yīng)，生成HOOC(CH2)2COOH。(2)由已知信息及D的結(jié)構(gòu)簡式可推知C的結(jié)構(gòu)為HOCH2C≡CCH2OH，分子中含有碳碳叁鍵和羥基。D為二元醇，根據(jù)有機(jī)物的系統(tǒng)命名法可知，其名稱為1,4-丁二醇。(3)已知4個碳原子全部在環(huán)上，含有一個－OH，因此另(5)下列關(guān)于A的說法正確的是________(填序號)。兩個氧原子只能與碳原子形成碳氧雙鍵，根據(jù)不飽和度原則可知，分子中還必須有一個碳碳雙鍵，結(jié)合碳的四價結(jié)構(gòu)可寫出半方酸的結(jié)構(gòu)簡式。(4)B[HOOC(CH2)2COOH]為二元羧酸，D[HO(CH2)4OH]為二元醇，兩者發(fā)生縮聚反應(yīng)生成PBS聚酯。(5)A中含有碳碳雙鍵，故能使酸性KMnO4溶液或Br2

的CCl4溶液褪色，可與HBr等加成；因分子中含有－COOH，可與Cu(OH)2、Na2CO3等發(fā)生反應(yīng)；1molA(分子式為C4H4O4)完全燃燒消耗3molO2，故ac正確。答案：(1)加成反應(yīng)(或還原反應(yīng))HOOCCH2CH2COOH(2)碳碳叁鍵、羥基1,4-丁二醇(3)或nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH(5)ac(4)nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH【例6】下面是一種線型高分子化合物的一部分：

由此分析，這種高分子化合物的單體至少有________種，它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為：_______________________。答案：題組一高分子化合物1．下列有關(guān)新型高分子材料的說法中不正確的是()。

A．高分子分離膜應(yīng)用于食品工業(yè)中，可用于濃縮天然果汁、乳制品加工、釀造業(yè)等。

B．復(fù)合材料一般是以一種材料為基體，另一種材料作為增強(qiáng)劑。

C．導(dǎo)電塑料是應(yīng)用于電子工業(yè)的一種新型有機(jī)高分子材料

D．合成高分子材料制成的人工器官都受到人體的排斥作用，難以達(dá)到生物相容的程度。

答案：D···

題組二加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)

2．綠色化學(xué)的一個原則是“原子經(jīng)濟(jì)”，最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”是全部反應(yīng)物的原子嵌入期望的產(chǎn)物中。在下列反應(yīng)類型中，“原子經(jīng)濟(jì)”程度較低的是()。A．化合反應(yīng)C．加成反應(yīng)B．取代反應(yīng)D．加聚反應(yīng)

解析：理論上化合反應(yīng)、加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)的原子利用率可達(dá)100%，全部反應(yīng)物的原子都變?yōu)槟繕?biāo)產(chǎn)物，而取代反應(yīng)不僅生成目標(biāo)產(chǎn)物，還生成副產(chǎn)物，其原子利用率低于100%，故選擇