高二化学教案-知识讲解_高分子化合物 高分子化学反应_提高.doc

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1、高分子化合物 高分子化学反应（提高）编稿：房鑫 审稿：张灿丽【学习目标】1、认识高分子的组成与结构特点，能依据简单高分子的结构分析其链节和单体；2、掌握加聚反应和缩聚反应的特点，能用常见的单体写出聚合反应的方程式或聚合物的结构简式或从聚合物的结构式推导出合成它的单体；【要点梳理】要点一、高分子化合物概述 1高分子化合物的概念。 高分子化合物是指由许多小分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很高（通常为104106）的一类化合物，常简称为高分子，也称为聚合物或高聚物。 2高分子化合物的分类。按照高分子化合物的工艺性质和使用分类：塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂与密封材料天然高分子化合物合成高分子

2、化合物按照高分子化合物的来源分类线型高分子支链型高分子体型高分子按照高分子化合物分子链的连接形式分类热塑性高分子热固性高分子按照高分子化合物受热时的不同行为分类高分子化合物 3高分子化合物的表示方法（以聚乙烯为例）。CH2CH2 n （1）高聚物的结构简式： 。 （2）链节：CH2CH2（重复的结构单元）。 （3）聚合度（n）：表示每个高分子链节的重复次数n叫聚合度，值得注意的是高分子材料都是混合物，通常从实验中测得的高分子材料的相对分子质量只是一个平均值。 （4）单体：能合成高分子化合物的小分子化合物称为单体。CH2CH2 n 如CH2CH2是合成 （聚乙烯）的单体。 4有机高分子化合物的结

3、构特点。 （1）有机高分子化合物具有线型结构和体型结构。 （2）线型结构呈长链状，可以带支链（也称支链型）。也可以不带支链，高分子链之间以分子间作用力紧密结合。 （3）体型结构的高分子链之间将形成化学键，产生交联，形成网状结构。 5有机高分子化合物的基本性质。 由于有机高分子化合物的相对分子质量较大及其结构上的特点，因而具有与小分子化合物明显不同的一些性质。 （1）溶解性。线型结构：能溶解在适当的溶剂里（如有机玻璃）体型结构：不容易溶解，只是胀大（如橡胶）有机高分子线型结构：热塑性（如聚乙烯塑料）体型结构：热固性（如酚醛树脂）有机高分子 （2）热塑性和热固性。 （3）强度：高分子材料的强度一般

4、比较大。 （4）电绝缘性：通常是很好的电绝缘材料。要点二、合成高分子化合物的基本方法由小分子物质合成高分子化合物的化学反应称为聚合反应。聚合反应通常分为加成聚合反应和缩合聚合反应。1加成聚合反应。【高清课堂：合成高分子化合物的基本方法#合成高分子化合物的基本方法】 （1）概念：由含有不饱和键的低分子化合物以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。（2）反应原理：含不饱和键的单体通过加成反应聚合成高分子。（3）单体特征：含有不饱和键，如、CC、等。（4）单体种类：相同（均聚）或不相同（共聚）。（5）产物种类：只有高分子化合物，无小分子生成。（6）产物特征：高分子化合

5、物与单体有相同的元素组成，且链节主链碳原子数为偶数。（7）常见类型： 2缩合聚合反应。【高清课堂：合成高分子化合物的基本方法#缩合聚合反应】 （1）概念：由单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物，同时伴随有小分子副产物（如H2O、HX等）生成的反应叫缩合聚合反应，简称为缩聚反应。（2）反应原理：具有两个或两个以上的官能团的一种或几种单体相互缩合，同时生成小分子。（3）单体特征：含特征官能团，如OH、COOH、NH2等。（4）单体种类：相同或不相同。（5）产物种类：高分子化合物和小分子。（6）产物特征：高分子化合物与单体的组成不同。（7）缩聚反应的常见类型：如苯酚与甲醛的缩聚： 通过酯化反应

6、的缩聚：如： 为简便起见，有的资料也采用下列方式表示缩聚产物，如上面的方程式也可写作：再如： 通过成醚的缩聚： 形成肽键的缩聚： 3由高聚物推断单体的方法。 （1）判断聚合物类型。 若链节主链上都是碳原子，一般是加聚产物；若链节主链上含有、等基团时，一般是缩聚产物。 （2）由加聚产物推单体的方法。 已知加聚物的结构简式，可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体，其步骤是：n 首先去掉加聚物两端的“ ”“ ”。 再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键，碳碳双键改为碳碳单键。 再从左到右检查高分子链节中各碳原子的价键，把价键超过4的碳原子找出来并用“”符号标示出来。 去掉不符合四价的碳

7、原子间的价键（一般为双键），即得合成该加聚物的单体。 本法简便易学，只需牢记碳原子需满足4个价键即能迅速推出单体，读者不妨一试。 （3）由缩聚产物推单体的方法。 凡链节为结构的缩聚物，其单体必为一种，在亚氨基上加氢，在羰基上加羟基，即得缩聚物单体。凡链节中间（不在端上）含有肽键（）结构的缩聚物，从肽键中间断开，两侧为不对称性结构的，其单体必为两种，在亚氨基上加氢，在羰基上加羟基，即得缩聚物单体。如：的单体是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。 凡链节中间（不在链端上）含有酯基（）结构的缩聚物，其单体必为两种，从酯基中间断开，羰基上加羟基，氧原子上加氢即得缩聚物单体。 如：的单体是

8、HOOCCOOH和HOCH2CH2OH。 缩聚物，其链节中的CH2来自甲醛，故其单体为C6H5OH和HCHO。要点三、高分子化学反应有高分子化合物参加的反应称为高分子化学反应。理解此概念的关键是：必须有高分子化合物作为反应物参与反应。常见的高分子反应1合成带有特定功能基团的新的高分子化合物，也可以用来合成不能通过小分子物质聚合而得到的高分子化合物。如聚乙烯醇的合成：因为聚乙烯醇不能直接由乙烯醇合成，而是先制取聚乙酸乙烯酯，再使其与甲醇发生酯交换：2应用于橡胶的硫化：通过采取硫化措施，使直线型的橡胶分子经过单硫键（S）或双硫酸（SS）而交联，形成空间网状结构，提高橡胶的弹性和耐磨性。3应用于纤维

9、素的改性：用于制备黏胶纤维，醋酸纤维、硝化纤维等。【典型例题】类型一：高分子化合物概述【高清课堂：合成高分子化合物的基本方法#例5】例1、下列有关工程塑料PBT（）的说法中，正确的是APBT是加聚反应得到的高分子化合物BPBT分子中含有羧基、羟基和酯基CPBT的单体中有芳香烃DPBT的单体均能与Na、NaOH、Na2CO3反应【思路点拨】本题考查高分子化合物的概念、特点及性质。区分高分子化合物与低分子化合物的不同、聚合物的表示方法。【答案】B【解析】因为聚合分子内含有酯基，可以推测PBT是由羧基和羟基缩合反应得到的，A选项不正确；PBT的单体是含有苯环的含氧衍生物，并不属于烃，C选项不正确；P

10、BT的单体为对苯二甲酸和1，3丙二醇，后者只能与Na反应，D选项错。【总结升华】高分子化合物由小分子聚合而成，结构多为基本单元重复，注意区分高分子的链节。n值不同，所以其相对分子质量并不固定，也没有固定的熔、沸点。举一反三：【变式1】下列有关高分子化合物的叙述正确的是（ ）A高分子化合物极难溶解B高分子化合物靠分子间作用力结合，材料强度较小C高分子均为长链状分子D高分子材料都是混合物【答案】D类型二：由高分子化合物找单体例2、（2015 宁夏育才中学期末）有4种有机物：CH3-CH=CH-CN，其中可用于合成结构简式为 的高分子材料的正确组合为（ ）A B C D【思路点拨】因为加聚反应前后，

11、单体和高聚物的组成是一致的，所以我们用代入法，把各单体的分子相加，如果和高聚物的分子式一致，那么就是正确答案。【答案】D【解析】根据所给高聚物的结构简式和加聚反应原理可知主链上碳原子为不饱和碳原子，根据碳的4个价键规则可作如下的断键处理（断键处用虚线表示）断键后两半键闭合可得由高聚物的单体为CH3-CH=CH-CN、和。【总结升华】已知加聚物的结构简式，可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成它的单体，其步骤是：n首先去掉加聚物两端的“ ”“ ”。 再将高分子链节中主链上的碳碳单键改为碳碳双键，碳碳双键改为碳碳单键。 再从左到右检查高分子链节中各碳原子的价键，把价键超过4的碳原子找出来并用“”符

12、号标示出来。去掉不符合四价的碳原子间的价键（一般为双键），即得合成该加聚物的单体。举一反三：【变式1】线型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如下：其单体可能是：正确的组合是A B C D【答案】B 【变式2】人造羊毛在许多方面比天然羊毛更优良，其分子里存在如下结构的有机物： 则合成它的单体是_。 【答案】CH2CHCN；CH2CHCOOCH3；【解析】可利用“单双键交替互换法”推断： 于是可得到合成该有机物的三种单体。例3、DAP是电器和仪表部件中常用的一种高分子化合物，其结构简式为： 合成它的单体可能有（ ） 邻苯二甲酸 丙烯醇 丙烯 乙烯 邻苯二甲酸甲酯A B C D【思路点拨】通过分析分子

13、结构，可看出DAP是加聚产物，同时又有酯的结构。【答案】A【解析】先把酯基打开还原，再把高分子还原成单体，得到邻苯二甲酸和丙烯醇。可见该物质可以看成是由邻苯二甲酸和丙烯醇酯化后，再加聚而成。【总结升华】高聚物找单体首先要判断聚合反应的类型，若是加聚产物采用“单双键互换法”找单体，若是缩聚产物，应从主链上寻找官能团，找准断裂键的位置，寻找单体。类型三：合成有机高分子化合物的基本方法例4、某高分子化合物的部分结构如下： 下列说法中正确的是（ ） A聚合物的分子式为C3H3Cl3B聚合物的链节为C该高聚物由单体CHClCHCl通过加聚反应得到D若n表示聚合度，则其相对分子质量为97n【思路点拨】本题

14、考查加聚反应和缩聚反应的概念、特点、聚合物结构简式等。要求能对聚合物与单体能进行相互推导。【答案】C、D【解析】注意到碳碳单键可以旋转，则可判断上述聚合物重复的结构单元（即链节）为，该聚合物的结构简式为，是由单体CHClCHCl通过加聚反应得到的，其分子组成为(C2H2Cl2)n，其相对分子质量为97n。【总结升华】通过本节的学习，要求能准确、迅速的认识高分子化合物的基本链节，进而能判断合成高分子的单体。理解聚合度的意义。常用口诀为：“去掉括号变换键，单双互换满键断”。举一反三：【变式1】下列合成高分子化合物的反应式和反应类型都正确的是（ ） 【答案】C【变式2】（2014 江西南昌期末）下列

15、化学方程式或离子方程式，书写规范、正确的是（反应条件略）（ ）C苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式：D乙酸与碳酸钠溶液反应的离子方程式：2H+CO32=CO2+H2O【答案】C 【解析】A项中高聚物没有端基原子和端基原子团；B项中生成物中水的化学计量数据是（n1）；D项中乙酸是弱酸，不能拆开。【变式3】下列各组物质作为单体，可以合成高分子化合物的是 （ ）丙烯酸 苯酚和甲醛 氨基酸 乙二酸和乙二醇 乙酸和乙醇A只有B CD全部【答案】C【变式4】一次性使用聚苯乙烯材料带来的“白色污染”甚为突出，这种材料难以分解，处理麻烦，最近研究出一种新型材料能代替聚苯乙烯，它是由乳酸聚合而的，如下式：

16、这种材料可以在乳酸菌的作用下降解下列关于乳酸的说法正确的是 A聚乳酸是一种纯净物B其聚合方式与聚苯乙烯相似C其单体为CH3CH(OH)COOHD聚乳酸的形成过程是一个加聚反应【答案】C类型四：有机高分子化合物的合成与推断例5、有机物A、B、C互为同分异构体，分子式为C5H8O2，有关的转化关系如下图所示，已知：A的碳链无支链，且1 mol A能与4 mol Ag(NH3)2OH完全反应；B为五元环酯。 提示： （1）A中所含官能团是_。（2）B、H结构简式为_、_。（3）写出下列反应方程式（有机物用结构式表示）DC_ ；EF_ 。（4）F的加聚产物的结构简式为_ 。【思路点拨】根据所给条件合成

17、有机高分子化合物，充分利用框图或文字描述，对有机高分子化合物的结构进行推断。本题注意烯烃在溴代试剂（NBS）下溴的取代位置。【答案】（1）醛基或CHO （2） OHCCH2CH2CH2COOH【解析】该题是有机物推断题。该题目的突破口是1 mol A能与4 mol Ag(NH3)2OH完全反应，且A的碳链无支链，从而确定了A的结构简式为再结合信息中所给的提示，该题迎刃而解。【总结升华】含有醛基的物质在发生银镜反应时，注意醛基与生成银的物质的量间的对应关系：通常比值为1：2，甲醛或者二元醛的比值为1：4。举一反三：【变式1】感光性高分子是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广泛的新型高分

18、子材料。其结构简式为：试回答下列问题：（1）在一定条件下，该高聚物可发生的反应有（填写编号）_。加成反应 氧化反应 消去反应 酯化反应 取代反应（2）该高聚物和NaOH溶液发生反应的化学方程式为_ 。（3）该高聚物在催化剂和酸性环境下水解后得到相对分子质量较小的产物是A，则：A在一定条件下与甲醇发生反应的化学方程式_。A的同分异构体有多种，其中属于不同类别且含有苯环、，苯环上有两个取代基的结构简式是_。 【答案】（1） （写出邻位或间位的异构体均可） 【变式2】可降解聚合物P的合成路线如下：已知：(1)A的含氧官能团名称是。(2)羧酸a的电离方程式是。(3)BC的化学方程式是 。(4)化合物D苯环上的一氯代物有2种，D的结构简式是。(5)EF中反应和的反应类型分别是。(6)F的结构简式是。(7)聚合物P的结构简式是。答案：(1)羟基(2)CH3COOHCH3COOH;(3) (4) ；(5)加成反应、取代反应(6) (7)