5.1合成高分子的基本方法課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修3

第五章

合成高分子第一節(jié)合成高分子的基本方法1、認(rèn)識(shí)加聚反應(yīng)的微觀本質(zhì)，構(gòu)建加聚反應(yīng)的一般認(rèn)知思路，能通過分析加聚物的結(jié)構(gòu)推測相應(yīng)的單體。2、認(rèn)識(shí)縮聚反應(yīng)的微觀本質(zhì)，構(gòu)建縮聚反應(yīng)的一般認(rèn)知思路;能通過分析縮聚物的結(jié)構(gòu)推測相應(yīng)的單體。3、了解高分子的單體、鏈節(jié)、聚合度、端基和平均相對分子質(zhì)量等基本概念。學(xué)習(xí)目標(biāo)1、什么是無紡布？無紡布PP：主要材料是聚丙烯聚丙烯：是丙烯通過加成聚合反應(yīng)生成的有機(jī)高分子聚合物2、什么是有機(jī)高分子呢？思考一、有機(jī)高分子化合物1、概念由許多小分子化合物通過共價(jià)鍵結(jié)合成的，相對分子質(zhì)量很高的一類化合物。2、特點(diǎn)(1)高分子的相對分子質(zhì)量比一般有機(jī)化合物大得多，通常在104以上；高分子的相對分子質(zhì)量沒有明確的數(shù)值，只是一個(gè)平均值(2)高分子化合物都是混合物，無固定的熔、沸點(diǎn)(3)合成原料都是低分子化合物(4)每個(gè)高分子都是由若干個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成的3、合成高分子的基本方法(1)加成聚合反應(yīng):一般是含有雙鍵的烯類單體發(fā)生的聚合反應(yīng)。(2)縮合聚合反應(yīng):一般是含有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)官能團(tuán)的單體之間發(fā)生的聚合反應(yīng)。4、合成高分子的有關(guān)概念(1)單體：能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)形成高分子化合物的低分子化合物(2)高聚物：由單體聚合而成的相對分子質(zhì)量較大的化合物(3)鏈節(jié)：高分子化合物中化學(xué)組成相同、可重復(fù)的最小單位，也稱重復(fù)結(jié)構(gòu)單元(4)聚合度：高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目，通常用n表示(5)聚合物的平均相對分子質(zhì)量＝鏈節(jié)的相對質(zhì)量×n如：聚丙烯的單體結(jié)構(gòu)簡式為CH3—CH=CH2，鏈節(jié)為

；聚合度為n，聚合物的平均相對分子質(zhì)量為42n5、有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)物的區(qū)別有機(jī)高分子化合物低分子有機(jī)物相對分子質(zhì)量高達(dá)10000以上1000以下相對分子質(zhì)量的數(shù)值平均值明確數(shù)值分子的基本結(jié)構(gòu)由若干個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成單一分子結(jié)構(gòu)類別混合物純凈物性質(zhì)物理、化學(xué)性質(zhì)有較大差別聯(lián)系有機(jī)高分子化合物是以低分子有機(jī)物為原料經(jīng)聚合反應(yīng)得到的1、下列關(guān)于高分子化合物的說法中正確的是()A．高分子化合物的相對分子質(zhì)量一般在幾千至幾萬B．高分子化合物一般都是混合物C．聚乙烯有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)D．高分子化合物分子中只含C、H、O三種元素2、下列物質(zhì)不屬于天然有機(jī)高分子化合物的是()A．淀粉B．纖維素C．聚氯乙烯D．蛋白質(zhì)B【練一練】C1、定義二、加成聚合反應(yīng)(加聚反應(yīng))一定條件下，由含有不飽和鍵的相對分子質(zhì)量小的低分子化合物以加成反應(yīng)的形式結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子化合物的化學(xué)反應(yīng)叫加成聚合反應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)

聚氯乙烯[

]nn

CH2CHCl一定條件CH2CHCl2、加聚反應(yīng)的特點(diǎn)(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、炔等含不飽和鍵的有機(jī)物(2)加聚反應(yīng)只發(fā)生在不飽和鍵上(3)發(fā)生加聚反應(yīng)的過程中沒有副產(chǎn)物(小分子化合物)產(chǎn)生，只生成高聚物，原子利用率為100%(4)聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同(5)聚合物的相對分子質(zhì)量為單體相對分子質(zhì)量的整數(shù)倍3、加聚產(chǎn)物的書寫加聚反應(yīng)本質(zhì)上是加成反應(yīng)，在書寫加聚產(chǎn)物時(shí)要把原來不飽和碳上的原子或原子團(tuán)看作支鏈，寫在主鏈的垂直位置上4、加聚反應(yīng)的常見類型(1)僅有一種烯烴單體的聚合反應(yīng)方法：斷雙(三)鍵，伸兩邊，添括號(hào)，寫n乙烯加聚丙烯加聚丙烯酸加聚(2)僅有一種二烯烴單體的聚合反應(yīng)方法：雙變單，單變雙，破兩頭，移中間共軛二烯烴加聚1,3-丁二烯加聚天然橡膠的合成(3)不同單烯烴的聚合(共聚)反應(yīng)方法：斷雙鍵，連中間，添括號(hào)，寫n乙烯、丙烯(1∶1)共聚(4)單烯烴和二烯烴的聚合反應(yīng)方法：斷雙鍵，單變雙(二烯烴)，連中間，添括號(hào)，寫n丙烯與1,3-丁二烯(1∶1)共聚(5)碳碳三鍵的加聚反應(yīng)HC≡CH加聚5、加聚產(chǎn)物單體的判斷方法總的原則聚合物主鏈上無雙鍵，兩個(gè)碳原子為一單元，單鍵變雙鍵，單烯烴即可被還原；聚合物主鏈上有雙鍵，四個(gè)碳原子為一單元，雙鍵在中間，單、雙鍵互變，二烯即可被還原(1)凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個(gè)碳原子(無其他原子)的聚合物，其單體必為一種，將兩個(gè)半鍵閉合即得對應(yīng)單體的單體是CH2=CH—CH3(2)凡鏈節(jié)主鏈上只有四個(gè)碳原子(無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的聚合物，其單體必為兩種。以兩個(gè)碳原子為單元斷開，然后分別將兩個(gè)半鍵閉合即得對應(yīng)單體的單體是CH2=CH2和CH3—CH=CH2(3)凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的聚合物，雙鍵前后各兩個(gè)碳原子劃線斷開，形成共軛二烯烴結(jié)構(gòu)，其規(guī)律是“見雙鍵，四個(gè)碳；無雙鍵，兩個(gè)碳”，劃線斷開。然后將單鍵變雙鍵，雙鍵變單鍵即得對應(yīng)單體的單體是CH2=CH—CH=CH2和【練一練】3、丁腈橡膠的結(jié)構(gòu)簡式如圖，具有優(yōu)良的耐油，耐高溫性能，合成丁腈橡膠的原料是(

)①CH2=CH—CH=CH2

②CH3—C≡C—CH3

③CH2=CH—CN

④CH3—CH=CH—CN⑤CH3—CH=CH2

⑥CH3—CH=CH—CH3A．③⑥B．②③C．①③ D．④⑤C2、口罩帶在彈性內(nèi)芯的外面包裹紡織品的主要成分是聚對苯二甲酸乙二酯，聚對苯二甲酸乙二酯是怎樣制備的呢？聚對苯二甲酸乙二酯—CH2—CH2—O—HHO—C—O—C—OO[n]思考1、定義三、縮合聚合反應(yīng)一定條件下，具有兩個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)的單體相互結(jié)合成高分子化合物，同時(shí)有小分子(如H2O、NH3、HCl等)生成的反應(yīng)稱為縮合聚合反應(yīng)，簡稱縮聚反應(yīng)+(2n-1)H2O催化劑?+nHO—CH2—CH2—OHnHO—C—O—C—OHO—CH2—CH2—O—HHO—C—O—C—OO[n]端基原子團(tuán)端基原子2、縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)(1)單體分子中至少含有兩個(gè)官能團(tuán)(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)(2)縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時(shí)，還有小分子副產(chǎn)物(如H2O、NH3、HCl等)生成。由一種單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)，生成的小分子的物質(zhì)的量一般為n-1；由兩種單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)，生成的小分子的物質(zhì)的量一般為2n-1。(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)縮聚物結(jié)構(gòu)簡式要在方括號(hào)外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)，如：3、縮聚產(chǎn)物的書寫(1)書寫縮聚物的結(jié)構(gòu)簡式時(shí)，要在方括號(hào)外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)，而加聚物的端基不確定，通常用橫線“—”表示。如：(2)書寫縮聚反應(yīng)的方程式時(shí)，單體的計(jì)量數(shù)與縮聚物結(jié)構(gòu)簡式的小角標(biāo)要一致；要注意小分子的計(jì)量數(shù)。一般由一種單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)，生成小分子的計(jì)量數(shù)為n－1；由兩種單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)，生成小分子的計(jì)量數(shù)為2n－14、加聚反應(yīng)的常見類型(1)僅由一種單體發(fā)生的縮聚反應(yīng)①羥基羧基縮聚(乳酸縮聚)②氨基羧基縮聚(2)由兩種單體發(fā)生的縮聚反應(yīng)①二元酸與二元醇②二元酸與二胺③甘氨酸和丙氨酸縮聚(3)酚醛樹脂類(酚和醛)苯酚和甲醛縮聚：酚醛樹脂的合成方法(先加成再縮聚)OHH+HCHOH+OHCH2OHOHCH2－OHHOHCH2－OHHOHCH2－OHH脫H2O脫H2OOHCH2HOHCH2OHCH2－OH2-羥甲基苯酚5、縮聚產(chǎn)物單體的判斷方法總的原則鏈節(jié)上存在

結(jié)構(gòu)的聚合物為縮聚產(chǎn)物?？s聚產(chǎn)物尋找單體的方法為：將鏈節(jié)上的

上補(bǔ)充—OH形成—COOH，在—O—或—NH—上補(bǔ)充H，形成—OH或—NH2，即可得到對應(yīng)單體(1)若鏈節(jié)中含有以下結(jié)構(gòu)其單體必為一種，去掉中括號(hào)和n即為單體HO—CH2CH2—OH(2)若鏈節(jié)中含有

部分，則單體為羧酸和醇，將

中C—O單鍵斷開，去掉中括號(hào)和n，左邊加羥基，右邊加氫即為單體單體為HOOC—COOH和HOCH2CH2OH(3)若鏈節(jié)中含有

部分，則單體一般為氨基酸，將

中C—N單鍵斷開，去掉中括號(hào)和n，左邊加羥基，右邊加氫即為單體單體為H2NCH2COOH和(4)凡鏈節(jié)中含有酚羥基的結(jié)構(gòu)，單體一般為酚和醛單體為4.寫出下列聚合物單體的結(jié)構(gòu)簡式④①②③⑤①CH2=CHCOOH②—CH=CH2—COOH、HOOC—③HOCH2—CH2OH④HOOC(CH2)4COOH、

NH2—(CH2)6NH2⑤CH2=CHCH3、CH2=CH—CH=CH2【練一練】四、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)相同①單體是相對分子質(zhì)量小的有機(jī)物；②生成物有高分子化合物；③單體可相同，也可不相同單體結(jié)構(gòu)單體必須是含有雙鍵等不飽和鍵的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等)單體為含有兩個(gè)或兩個(gè)以上官能團(tuán)(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的化合物單體種類含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的有機(jī)物等酚和醛，二元醇、二元酸、氨基酸反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)發(fā)生在不飽和鍵上反應(yīng)發(fā)生在不同的官能團(tuán)之間聚合方式通過不飽和鍵上的加成連接通過縮合脫去小分子而連接反應(yīng)特點(diǎn)