第13天合成高分子的基本方法

寒假打卡第13天第五章第一節(jié)合成高分子的基本方法一、加成聚合反應(yīng)1．概念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)。2．高分子化合物的結(jié)構(gòu)聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為，單體為CH2CH2，鏈節(jié)為—CH2—CH2—，高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目稱為聚合度，通常用n表示。3．加聚產(chǎn)物單體的判斷方法(1)凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的聚合物，其單體必為一種，將兩個半鍵閉合即得對應(yīng)單體。如的單體為CH2=CH—CH3。(2)凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子(無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的聚合物，其單體必為兩種，在中央劃線斷開，然后分別將兩個半鍵閉合即得對應(yīng)單體。如的單體為和CH2=CH2。(3)凡鏈節(jié)主鏈上只有碳原子，并存在碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其斷鍵規(guī)律是“有雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”，劃線斷開，然后將單鍵變雙鍵，雙鍵變單鍵即得對應(yīng)單體。(4)凡鏈節(jié)主鏈上有多個碳原子(n>2)，且含有碳碳雙鍵的高聚物，若采用“見雙鍵，四個碳”的斷鍵方式，鏈節(jié)主鏈兩邊分別剩下1個碳原子，無法構(gòu)成含雙鍵的單體時，則可能是含有碳碳三鍵的化合物參與了加聚反應(yīng)。如的單體是?！久麕燑c(diǎn)撥】高分子與低分子有機(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)量很大(通常104～106)1000以下相對分子質(zhì)量的數(shù)量平均值有明確的數(shù)值分子的基本結(jié)構(gòu)由若干個重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成單一分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)在物理、化學(xué)性質(zhì)上有較大差異聯(lián)系以低分子有機(jī)物為原料，經(jīng)聚合反應(yīng)得到各種相對分子質(zhì)量不等的同系物組成的混合物，也稱為聚合物【典例示范】【例1】口罩熔噴過濾布可以有效阻擋病毒，其成分為100%PP(聚丙烯)。下列說法正確的是()A．聚丙烯是純凈物 B．聚丙烯可以使溴水褪色C．聚丙烯的單體為CH3CH=CH2 D．聚丙烯的鏈節(jié)為CH3CHCH2【答案】C【解析】A項(xiàng)，聚丙烯由鏈節(jié)相同但聚合度不同的一系列物質(zhì)組成，是混合物，A不正確；B項(xiàng)，聚丙烯分子內(nèi)只含有單鍵，不能使溴水褪色，B不正確；C項(xiàng)，聚丙烯是由丙烯通過加聚反應(yīng)制得，它的單體為CH3CH=CH2，C正確；D項(xiàng)，聚丙烯的鏈節(jié)為，D不正確；故選C。二、縮合聚合反應(yīng)1．概念。有機(jī)小分子單體間反應(yīng)生成高分子化合物，同時產(chǎn)生小分子化合物的反應(yīng)。2．反應(yīng)特點(diǎn)(1)縮聚反應(yīng)的單體至少含有兩個官能團(tuán)；(2)單體和縮聚產(chǎn)物的組成不同；(3)反應(yīng)除了生成聚合物外還生成小分子，如H2O、HX等。(4)僅含兩個官能團(tuán)的單體縮聚后生成的縮合聚合物呈線型結(jié)構(gòu)，含三個或三個以上官能團(tuán)的單體縮聚后的縮合聚合物呈體型(網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)。(5)縮合聚合物(簡稱縮聚物)結(jié)構(gòu)式的書寫：[來源:ZXXK]①要在方括號外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)。如：②除單體物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)式的下角標(biāo)要一致外，還應(yīng)注意，由一種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子物質(zhì)的量為(n－1)；由兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子物質(zhì)的量應(yīng)為(2n－1)。3．縮聚產(chǎn)物單體的判斷方法(1)若高聚物為或H，其單體必為一種。如H的單體為。(2)凡鏈節(jié)中含有的高聚物，其單體為酸和醇，將中C—O鍵斷開，羰基上加—OH，氧原子上加—H即可。如的單體為HOOC—COOH和HOCH2CH2OH。(3)凡鏈節(jié)中含有的高聚物，其單體一般為氨基酸，將中C—N鍵斷開，羰基上加—OH，—NH—上加—H。如的單體為H2NCH2COOH和?！久麕燑c(diǎn)撥】【】加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)的書寫和判斷加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)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)單體為含有兩個或兩個以上的官能團(tuán)(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的化合物反應(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)只生成高聚物，沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生生成高聚物的同時，還有小分子副產(chǎn)物生成(如H2O、HCl等)聚合物化學(xué)組成所得高聚物的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同，其平均相對分子質(zhì)量eq\x\to(M)＝M(單體)×n(聚合度)所得高聚物的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成不同，其平均相對分子質(zhì)量eq\x\to(M)<M(單體)×n(聚合度)【典例示范】【例2】下列高聚物中，由兩種不同的單體通過縮聚反應(yīng)制得的是()【答案】D【解析】分析題中四個選項(xiàng)：A項(xiàng)是由CH2=CH2和CH2=CHCN加聚而成的；B項(xiàng)是由CH2=CH—CH=CH2加聚而成的；C項(xiàng)是由CH2=CH—CH=CH2和CH2=CHC6H5加聚而成的；只有D項(xiàng)中含有官能團(tuán)—COO—，故D項(xiàng)是通過縮聚反應(yīng)生成的。判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)高分子化合物均為混合物。()(2)聚氯乙烯塑料可用于包裝食品。()(3)高聚物的鏈節(jié)和單體的組成相同、結(jié)構(gòu)不同。()(4)高分子化合物可分為天然高分子化合物和合成高分子化合物兩大類。()(5)高分子化合物的特點(diǎn)之一是組成元素簡單、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相對分子質(zhì)量大。()(6)合成的有機(jī)高分子化合物大部分是由小分子化合物通過聚合反應(yīng)而制得的。()(7)相同質(zhì)量的乙烯和聚乙烯完全燃燒消耗的O2質(zhì)量相同。() ()(8)聚丙烯為純凈物。()(9)的單體有兩種。()(10)天然橡膠和杜仲膠互為同分異構(gòu)體。()(11)(合成的單體為乙烯和2丁烯。()(12)加聚反應(yīng)單體有一種，而縮聚反應(yīng)的單體應(yīng)該有兩種(×)(13)氨基酸分子間可發(fā)生縮聚反應(yīng)。()√(14)縮聚反應(yīng)生成小分子的化學(xué)計(jì)量數(shù)為(n－1)(×)(15)是由苯酚和甲醛發(fā)生加成反應(yīng)后的產(chǎn)物脫水縮合而成的√(16)的結(jié)構(gòu)中含有酯基()對【答案】(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)√(8)×(9)×(10)×(11)×(12)×(13)√(14)×(15)√(16)√(限時30分鐘)一、選擇題1．下列關(guān)于乙烯和聚乙烯的敘述中正確的是()A．二者都能使溴水褪色，性質(zhì)相似B．二者互為同系物[來源:C．二者最簡式相同D．二者分子組成相同【答案】C【解析】聚乙烯不含雙鍵，二者性質(zhì)不相似，也不互為同系物，乙烯是低分子化合物，聚乙烯是高分子化合物，二者分子組成不相同。2．人造象牙的主要結(jié)構(gòu)是，該物質(zhì)是通過加聚反應(yīng)制得，則合成人造象牙的單體是()A．(CH3)2OB．HCHOC．CH3CHOD．H2N—CH2—CO—NH2【答案】B【解析】由人造象牙的結(jié)構(gòu)簡式可知：→鏈節(jié)：—CH2—O—→單體：HCHO。3．CH3—CH=CH—CH3發(fā)生聚合反應(yīng)生成的高聚物分子的結(jié)構(gòu)簡式正確的是()【答案】B【解析】發(fā)生加聚反應(yīng)時，只是碳碳雙鍵打開，相互連接形成碳鏈，雙鍵碳原子上所連接的基團(tuán)(—CH3)并不在主鏈上，而是作為支鏈。4．有下列高分子化合物：其中由兩種不同單體聚合而成的是()A．③⑤B．③④⑤C．①②③⑤D．②③④⑤【答案】B【解析】①是加聚物，單體是苯乙烯；②是加聚物，單體是1-氯-1，3-丁二烯；③是縮聚物，單體是苯酚和甲醛；④是加聚物，單體是乙烯和丙烯；⑤是縮聚物，單體是對苯二甲酸和乙二醇，符合題意的有③④⑤。5．聚合物是()A．同分異構(gòu)體B．單體是同系物C．由相同的單體生成D．均由加聚反應(yīng)生成【答案】B【解析】由于兩種聚合物鏈節(jié)中含有氮原子，應(yīng)是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物，可知其單體為H2N—CH2COOH和這兩種物質(zhì)都是α-氨基酸，屬于同系物。6．下列對聚合物及其單體的認(rèn)識中，正確的是()A．的單體屬于二烯烴B．是由三種單體加聚得到的C．錦綸是由一種單體縮聚得到的D．的單體都不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)【答案】B【解析】A項(xiàng)，的單體是CH2=CF2、CF2=CFCF3，A錯誤；B項(xiàng)，是由三種單體加聚得到的，即1，3－丁二烯、鄰甲基苯乙烯、苯乙烯，B正確；C項(xiàng)，錦綸是由兩種單體縮聚得到的，即H2N(CH2)6NH2、HOOC(CH2)4COOH，C錯誤；D.項(xiàng)，的單體是苯酚和甲醛，其中甲醛能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，D錯誤。二、非選擇題7．科學(xué)家通過乙二醇的橋梁作用把阿司匹林連接在高聚物上，制成緩釋長效阿司匹林，用于關(guān)節(jié)炎和冠心病的輔助治療，緩釋長效阿司匹林的結(jié)構(gòu)簡式如下：試填寫以下空白：(1)高分子載體結(jié)構(gòu)簡式為________。(2)阿司匹林連接在高分子載體上的有機(jī)反應(yīng)類型是________________。(3)緩釋長效阿司匹林在腸胃中變?yōu)榘⑺酒チ值幕瘜W(xué)方程式是__________________?！敬鸢浮?2)酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))+【解析】觀察高聚物結(jié)構(gòu)可以把緩釋長效阿司匹林分為三部分：①高分子載體；②阿司匹林；③作為橋梁作用的乙二醇。在腸胃中變?yōu)榘⑺酒チ值姆磻?yīng)，則屬于水解反應(yīng)，從而找到正確的解題思路。8．下列化合物中(1)可發(fā)生加聚反應(yīng)的化合物是________，加聚物的結(jié)構(gòu)簡式為________。(2)同種分子間可發(fā)生縮聚反應(yīng)生成酯基的化合物是________，縮聚物的結(jié)構(gòu)簡式為______________________________________________________?！敬鸢浮?1)c(2)a【解析】c分子結(jié)構(gòu)中含有碳碳雙鍵，所以可發(fā)生加聚反應(yīng)；a分子結(jié)構(gòu)中含有兩個不同的官能團(tuán)，所以同一單體間可發(fā)生縮聚反應(yīng)。9．有機(jī)化合物A是一種重要的化工原料，在一定條件下可以發(fā)生如下反應(yīng)：已知苯環(huán)側(cè)鏈上的烴基在一定條件下能被氧化成羧基。(1)下列關(guān)于有機(jī)化合物的說法正確的是______(填字母)。A．屬于芳香烴 B．屬于苯的同系物C．苯環(huán)上連有烷基 D．側(cè)鏈中含碳碳雙鍵(2)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡式為。(3)請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出其反應(yīng)類型。，。(4)具有優(yōu)良的絕緣、絕熱性能，可用作包裝材料和建筑材料，在工業(yè)上以為原料生產(chǎn)。寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出其反應(yīng)類型。，?！敬鸢浮?1)AD(2)(3)+Br2加成反應(yīng)(4)加聚反應(yīng)【解析】由題干中“苯環(huán)側(cè)鏈上的烴基在一定條件下能被氧化成羧基”以及A→C可知A為芳香化合物，結(jié)合A的分子式C8H8，可知A的結(jié)構(gòu)簡式為，則C為