有机高分子化合物.docx
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1、有机高分子化合物高二化学有机高分子化合物简介14 第八章第一节有机高分子化合物简介教学目标1学问目标(1)初步了解有机高分子化合物的结构特点和基本性质(2)常识性介绍高分子材料在国民经济发展和现代科学技术中的重要作用。(3)了解烃、烃的衍生物等有机化合物跟自然有机高分子化合物、合成有机高分子化合物的主要差别。(4)理解“结构单元”“链节”“聚合度”“单体”等基本概念。2实力和方法目标通过有机高分子化合物的学习,学会推断跟有机高分子化合物有关的“结构单元”“链节”“聚合度”“单体”等方法。通过有机高分子化合物的结构特点、基本性质的学习,提高解决某些实际问题的实力。3情感和价值观目标通过有机高分子
2、化合物的学习,进一步强化“结构确定性质、性质确定用途”的观点通过有机高分子化合物的学习,了解有机高分子化合物在社会生产和日常生活中的应用,增加学生对化学为提高人类生活质量作出重大贡献的相识,提高化学学习的爱好重点与难点教学难点是乙酸的酯化反应。 教学过程由老师质疑,师生共同释疑探讨。老师提问:1什么叫高分子化合物?你学过哪些高分子化合物?能否说出这些实物的主要组成成份,并写出它们的分子式?要求学生答出:相对分子质量很大(至少在10000以上)的化合物叫高分子化合物,简称高分子。要求学生写出:聚乙烯(食品袋)、聚氯乙烯(服装袋)、酚醛树脂(电木)、聚异戊二烯(硬橡皮或橡皮筋)的分子式,并能说出它
3、们的名称。2推断上述高分子化合物中哪些是自然高分子?哪些是人工合成高分子?要求学生答出:自然高分子有淀粉、纤维素、蛋白质。合成高分子有电木、聚乙烯、聚氯乙烯、人工合成橡胶等。3自然的或人工合成的高分子化合物它们有哪些主要的共同特征呢?(学生回答或老师自问自答)(1)组成上:高分子是以肯定数量的结构单元重复组成,例如:聚乙烯单体可以相同,可以不同(由同学回想哪些高分子的单体相同?哪些高分子的单体不同?)(2)相对分子质量:高分子的相对分子质量很大(相对分子质量低于l000的为小分子)如淀粉相对分子质量由几万到几十万不等,核蛋白相对分子质量可达几千万。其相对分子质量的计算如下:高分子的相对分子质量
4、=链节的量聚合度有n值不同的结构单元组成,因此实际测得的相对分子质量为平均相对分子质量。4这样大的长链分子是怎样组成物质的呢?(1)老师演示,学生视察思索:老师用力拉一下食品袋或橡皮筋,然后放松,问学生视察到什么现象?(弹性),又问为什么会具有弹性呢?(可以让学生阅读课本中有关的段落或由老师讲解)要求答出:在高分子化合物的结构中原子间、链节间是以共价键结合。淀粉、纤维素是CC、CO单键,蛋白质是CC,CN单键,聚乙烯是CC单键,这些键可以自由旋转,所以高分子是蜷曲的长链,弹性就可以证明白这一点,小分子短就不会具备这种性质。(2)长链分子又怎样组成物质的呢?橡皮筋和硬橡皮的区分?(结合课本第17
5、3页图5-1,高分子结构型式示意图)线型结构(直链或带支链),如淀粉、纤维素、聚乙烯等。它们分子间主要是靠分子间作用力结合。其强度是化学键和分子间力的共同表现。因此相对分子质量越大,链越长,这些作用力也越大,强度就强。这是它们不同于小分子物质的特点。体型结构(网状结构),这种结构表现为链上有能够反应的官能团。高分子链之间除分子间力外,还可以产生化学键(产生交联),因而使得这类化合物具有强度高、耐磨、不易溶解等不同于线型结构高分子的性质。橡皮筋是橡胶中(主要成份是聚异戊二烯)加了少量3的硫,由于交联较少,仍保留有线型结构的特点,而硬橡皮则是在橡胶中加入了30的硫,由于交联多,因而具有了典型的网状
6、结结构。此外如酚醛树脂也是体型结构的高分子化合物。5有机高分子化合物有哪些基本的性质呢?老师演示,让学生视察并思索,总结出高分子化合物性质。(1)溶解性:视察思索:老师演示试验81,82学生视察得出:有些高分子化合物有肯定的溶解性。老师提问:高分子及小分子在溶解过程中有什么不同?要求答出:高分子:溶剂渗入-胀大-分别-溶胶,溶解速度慢。小分子:溶剂渗入-水合-分别-溶液,溶解速度快。线型高分子与体型高分子在溶解性上有什么不同?要求答出:线型高分子能溶解在适当的溶剂中,并形成溶胶,而体型高分子则一般难于溶解,只能胀大(为什么?这是因为高分子之间除分子间力外还有交联而形成的很多化学键)。(2)热塑
7、性和热固性。视察思索:老师演示试验83(或者让同学回忆塑料口袋封口操作的过程)在封口操作中的现象有哪些?说明白高分子的什么性能?要求答出:封口时受热熔化,冷却又凝固,说明线型高分子材料具有热塑性。橡皮、电木等体型结构的高分子受热不会熔化又是为什么?要求答出:体型结构的高分子在链之间有很多化学键相互交联,限制了高分子链的移动。若温度上升,化学键断裂,高分子即裂开,所以体型结构的高分子材料具有热固性。(3)电绝缘性?老师提问:生活中常见的物质中哪些有电绝缘性?塑料等高分子材料有没有电绝缘性?要求答出:链里原子间以共价键结合无自由移动的电子存在。绝大部分有机高分子材料都具有电绝缘性。课堂小结: 作业
8、1课外调查:日常生活中所接触到的高分子化合物有哪些?举出在日常生活中你所遇到的高分子材料所表现出来的优良性能和缺点(如轻巧、防水、易燃等等)2家庭试验:自找一份聚乙烯、聚氯乙烯材料,通过试验加以检验。 课堂练习 1生物学家预言,21世纪是木材化工产品的世纪,利用木材得到纤维素,用纤维素不能得到的物质是()(A)蛋白质(B)玻璃纸(C)苯酚(D)葡萄糖2合成结构简式为的高聚物,其单体应是()苯乙烯丁烯丁二烯丙炔苯丙烯(A)(B)(C)(D)3橡胶属于重要的工业原料。它是一种有机高分子化合物,具有良好的弹性,但强度较差。为了增加某些橡胶制品的强度,加工时往往须要进行硫化处理。即将橡胶原料与硫磺在肯
9、定条件下反应;橡胶制品硫化程度越高,强度越大,弹性越差。下列橡胶制品中,加工时硫化程度较高的是()。(A)橡皮筋(B)汽车外胎(C)一般气球(D)医用乳胶手套4某种ABS工程树脂,由丙烯腈(CH2CHCN,符号A)、1,3丁二烯(CH2CHCHCH2,符号B)和苯乙烯(,符号S)按肯定配比共聚而得。(1)A、B和S三种单体,碳氢比(C:H)值最小的单体是_。(2)经元素分析可知该ABS样品的组成为CaHbNc(a、b、c为正整数),则原料中A和B的物质的量之比是_(用a、b、c表示)。5某高分子化合物的结构如下图所示。它是由三种单体在肯定条件下经缩聚反应而成,则这三种单体的结构简式分别是_、_
10、、_。解析题中已明确提示,该高分子化合物是有三种单体以上缩聚而成的。联系中学化学课本中学过的酚醛缩聚成酚醛树脂来进行分析。单体可以是苯酚、甲醛、苯胺。 课堂练习答案1AC。2视察高聚物的的结构简式,是一种乙烯型和丁二烯型单体共聚而成的。有了这个思路,可比较简单地发觉单体是苯乙烯和1,3-丁二烯。答案为D。3依据题示信息,橡胶制品的硫化程度越高,强度越大。橡皮筋、汽车外胎、一般气球和医用乳胶手套是大家常见的橡胶制品,稍有生活常用的人都知道这四种橡胶制品中汽车外胎的强度最大,所以用来制造汽车外胎的橡胶的硫化程度最高。答案选B。4(1)比较三种单体的分子组成,可发觉丙烯腈中碳氢比为1:1、1,3-丁
11、二烯中碳氢比为2:3、苯乙烯中碳氢比为1:1,所以三种单体中碳氢比最小是1,3-丁二烯。(2)依据ABS组成中的氮原子数可确定单体A的个数,再依据三种单体分子中碳氢比的关系(A、C中碳氢比都是1:1,B中碳氢比是2:3)可确定单体B的个数。最终得到答案为c:。5C6H5OH、C6H5NH2、HCHO。 有机高分子化合物学案(鲁科版必修2) 第1课时有机高分子化合物一、有机高分子化合物1概念相对分子质量很大的有机物叫有机高分子化合物,简称高分子或聚合物。2结构特点(1)有机高分子化合物通常由简洁的结构单元重复连接而成,如?CH2CH2?中的结构单元是CH2CH2,n是结构单元重复的次数。(2)由
12、于连接的方式不同,又可分为两种结构线型(链状)和体型(网状)结构。线型结构:高分子中的结构单元连接成长链。具有线型结构的高分子,可以带支链,也可以不带支链,如聚乙烯?CH2CH2?、聚丙烯等。体型结构:高分子链上假如有能起反应的原子或原子团,当这些原子或原子团发生反应时,高分子链之间将形成化学键,产生肯定的交联形成网状结构,这就是高分子的体型结构,如酚醛塑料(俗称电木)等。3有机高分子化合物的基本性质(1)溶解性:线型高分子化合物可溶解在适当的溶剂中,但溶解速率较慢,最终形成匀称的高分子溶液;体型高分子化合物不溶于任何溶剂,长期浸泡在溶剂中只能发生肯定程度的溶胀。(2)热塑性和热固性:线型高分
13、子化合物具有热塑性,在肯定温度范围内可软化、熔化,冷却又可硬化。体型高分子化合物具有热固性,加工成型后受热不能熔化。(3)强度:有机高分子化合物材料通常都有较大或很大的强度。(4)电绝缘性:高分子化合物中的原子是以共价键结合的,一般不导电,是很好的绝缘材料。 例1(2022咸阳期末)下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法错误的是()高分子化合物的相对分子质量都很大纯净的淀粉属于纯净物有机高分子的结构分为线型结构和体型结构线型高分子具有热固性高分子材料一般不易燃烧ABCD答案D解析淀粉是高分子化合物,属于混合物;线型高分子化合物的链与链之间未形成化学键,仅以分子间作用力相结合,故受热易熔化
14、,具有热塑性;有机高分子化合物一般易燃烧。易错警示高分子化合物一般是混合物。例2某有机高分子化合物的部分结构如下:下列说法不正确的是()A聚合物的链节是B聚合物的分子式是C3H3Cl3C聚合物的单体是CHCl=CHClD若n为聚合度,则其相对分子质量为97n答案B解析聚合物的单体的分子式为C2H2Cl2,聚合物应为?CHClCHCl?,则其相对分子质量为97n。例3现在有两种高聚物A和B,A能溶于氯仿等有机溶剂,并能在加热到肯定温度时熔融成黏稠状的液体,B不溶于任何溶剂,加热不会变软或熔融,则下列叙述中不正确的是()A高聚物A可能具有弹性,而高聚物B肯定没有弹性B高聚物A肯定是线型高分子材料C
15、高聚物A肯定是体型高分子材料D高聚物B肯定是体型高分子材料答案C解析由于线型高分子材料具有热塑性,加热时会变软、流淌,能溶于适当的有机溶剂中,而体型高分子材料具有热固性,受热不会变软,只能被彻底裂解,且不溶于有机溶剂,只能有肯定程度的溶胀,C项不正确。规律总结线型高分子化合物与体型高分子化合物的区分结构特点线型结构体型(网状)结构基本性质溶解性有机溶剂缓慢溶解只溶胀,不溶解水不溶不溶性质热塑性热固性电绝缘性好好可燃性一般易燃烧一般不易燃烧 二、聚合反应1加聚反应:由相对分子质量小的化合物生成相对分子质量很大的有机高分子化合物的反应叫聚合反应。由不饱和的小分子相互加成的聚合反应,叫加成聚合反应,
16、简称加聚反应。2聚合反应中的单体、链节和聚合度:单体链节聚合度定义能合成高分子化合物的小分子物质高分子化合物中的重复结构单元链节的重复次数实例(聚乙烯)CH2=CH2CH2CH2n 3.写出下列物质发生加聚反应的生成物:(1)氯乙烯的加聚:;(2)苯乙烯的加聚:引发剂;(3)四氟乙烯的加聚:nCF2=CH2引发剂?CF2CF2?。特殊提示写高聚物时要留意,原来的主链不肯定是结构单元中的主链,如聚丙烯不能写成?CH3CHCH2?,应当是。(1)加聚反应的特点反应物特征含有不饱和键。产物特征高分子化合物与反应物具有相同的化学组成。反应特征没有小分子化合物生成。(2)加聚反应方程式的书写在加聚反应中
17、,不饱和的碳原子作为端点相互连接成长链,而饱和的碳原子作为支链。含双键的化合物发生加聚反应时类似于乙烯的加聚反应,可理解为乙烯中的氢原子被其他原子或原子团代替后而发生加聚反应。 例4CH2=CH2与CH2=CHCH2CH3按11(物质的量之比)聚合时生成高聚物,其结构简式可能是()ABC?CH2CH2CH=CHCH2CH2?D?CH2(CH2)4CH2?答案B解析书写聚合产物的结构简式时,先将小分子中的双键打开变为CH2CH2和,然后将其连接在一起即为一个结构单元,其结构简式为或。规律总结加聚反应的类型(1)单烯烃的加聚规律:断开双键,键分两端,添上括号,n写后面。如丙烯的聚合:nCH3CH=
18、CH2引发剂。(2)二烯烃的加聚规律:单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,n写后面。如:nCH2=CHCH=CH2引发剂?CH2CH=CHCH2?。(3)几种单体间的共聚规律:双键打开,中间相连,添上括号,n写后面。如:nCH2=CH2nCH2=CHCH3引发剂或。例5丁苯橡胶的结构简式为写出形成丁苯橡胶的各单体的结构简式:_、_、_(可不填满,也可补充)。答案CH2=CHCH=CH2解析方法一:从结构单元的一端起先,利用弯箭头将键转移箭尾处去掉一键,箭头处形成一键,可得单体。方法二:二四分段法:选定聚合物的结构单元,从一侧起先分段,假如在结构单元的主链上遇到,可将4个C分为一段,其余则
19、2个C为一段,从段的连接处断开,形成碳碳双键,可得单体。如:于是得到单体:CH2=CHCH=CH2、。规律总结加聚反应产物单体的推断(1)链节主链只有两个碳原子(无其他原子),高聚物的单体为一种,将两个半键闭合即可。如,其单体是。(2)链节主链有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键,高聚物的单体为两种,在正中心画线断开,然后两个半键闭合即可。如的单体为CH3CH=CH2和CH2=CH2。(3)链节主链中只有碳原子且存在碳碳双键结构的高聚物,其规律是:“凡双键,四个碳;无双键,两个碳。”画线断开,然后将两个半键闭合,即单双键互换。如的单体是。1下列物质:甲烷乙醇乙酸油脂葡萄糖淀粉蛋白质聚乙烯,其
20、中属于有机高分子化合物的是()ABCD全部答案A2聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一,它具有弹性好,不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。聚丙烯酸酯的结构简式可表示为,它由丙烯酸酯加聚得到。下列关于聚丙烯酸酯的说法不正确的是()A属于高分子化合物B结构单元为CH2CHC合成它的小分子为CH2=CHCOORDn为结构单元重复的次数答案B解析其单体为CH2=CHCOOR,结构单元为。3国家游泳中心(水立方)的建筑采纳了膜材料ETFE,该材料为四氟乙烯(CF2=CF2)与乙烯的共聚物,四氟乙烯(CF2=CF2)也可与六氟丙烯(CF3CF=CF2)共聚成聚全氟乙丙烯。下列说法错误的是()AET
21、FE分子中可能存在“CH2CH2CF2CF2”的连接方式B合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反应均为加聚反应C聚全氟乙丙烯分子的结构简式可能为?CF2CF2CF2CF2CF2?D四氟乙烯能发生加成反应答案C解析ETFE为四氟乙烯与乙烯的共聚物,结构简式为?CH2CH2CF2CF2?,A正确;四氟乙烯(CF2=CF2)与六氟丙烯(CF2=CFCF3)共聚生成的聚全氟乙丙烯应带有支链CF3,B正确,C错误;四氟乙烯中含有碳碳双键,能发生加成反应,D正确。4下列关于乙烯、聚乙烯的说法错误的是()A等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧生成的CO2的量相等B乙烯生成聚乙烯的反应是乙烯分子相互加成的反应,一吨乙烯完
22、全反应可生成一吨聚乙烯C聚乙烯可使溴水退色D聚乙烯没有固定的熔点答案C解析乙烯通过加聚反应制得聚乙烯,此过程中无原子损失,即生成物的质量等于反应物的质量;聚乙烯的分子结构中不含双键,故不能使溴水退色;聚乙烯为混合物,没有固定的熔点;乙烯和聚乙烯的最简式相同,等质量的乙烯和聚乙烯中含碳量相同,则完全燃烧生成的CO2的量相等。5异戊二烯()和苯乙烯()按物质的量比为11发生加聚反应,该加聚产物的结构简式不行能为()ABCD答案B解析引发剂或或或6聚苯乙烯的结构为,试回答下列问题:(1)聚苯乙烯重复出现的结构单元是_,单体是_。(2)试验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52000,则该高聚物
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