1、第一节第一节 合成高分子的基本方法合成高分子的基本方法 学业水平目标 核心素养对接 1.能对单体和高分子进行相互推断。 2能分析高分子的合成路线。 3 能写出典型的加聚反应和缩聚反应的 化学方程式。 微观探析：单体和高分子的组成和结构 特点。 模型认知：单体和高分子的相互推断、 加聚反应和缩聚反应的判断、化学方程 式的书写。 知识梳理 知识点一、加成聚合反应 1高分子与低分子化合物的区别 有机高分子化合物 低分子有机物 相对分 子质量 很大(通常 104106) 1_000 以下 相对分子 质量的数值 平均值 有明确的数值 分子的基 本结构 由若干个重复结构单元组成 单一分子结构 2.加聚反应
2、实例 3聚合物的平均相对分子质量链节的相对质量n。 微判断 判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)由同种高聚物组成的高分子材料是纯净物() (2)由同种高聚物组成的高分子材料互为同分异构体() (3)加聚反应聚合物链节的组成与单体相同，化学键也相同() (4)加聚反应生成的高分子化合物不再含有不饱和键，都不能与氢气发生加成反 应() 知识点二、缩合聚合反应 1定义：由单体分子间通过缩合反应生成高分子，同时有小分子生成的反应称 为缩合聚合反应。 2实例：己二酸与乙二醇的缩聚： nHOOC(CH2)4COOHnHO(CH2)2OH 催化剂 (2n1)H2O。 3书写缩聚物结构简式时，与加聚
3、物结构简式写法有点不同，缩聚物结构简式 要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团，而加聚物的端基不确定，通 常用横线“”表示。 4由一种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量为(n1)；由两种单体进行 缩聚反应，生成小分子物质的量为(2n1)。如反应： 探究一 加聚反应 常见的加聚反应 探究素材 (1)自聚反应：发生反应的单体只有一种。如： 丙烯的加聚：nCH2=CHCH3 催化剂 1，3丁二烯的加聚：nCH2=CHCH=CH2 催化剂 CH2CH=CHCH2 (2)共聚反应：发生反应的单体有两种或多种。如： nCH2=CH2nCH2=CHCH3 催化剂 探究题目 1CH2=CH2与 CH2
4、=CHCH3的混合物在一定条件下反应的产物不能是 ( ) ACH2CH2 B. C. DCH2CH2CH2 解析 CH2=CH2加聚得到 A 项，CH2=CHCH3加聚得到 B 项，二者混合 加聚得到 C 项。 答案 D 加聚产物单体的判断 探究素材 (1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其合成单体必为一种， 将链节两端两个半键断开向内闭合即可。 如，其单体是。 (2)凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的聚合物， 其单体必 为两种，在链节两端及正中央划线断开，然后左右两个半键闭合即可。 如的单体为 CH2=CH2和 CH3CH=CH2。 (3)凡链节主链上只
5、有碳原子且存在 C=C 键结构的高聚物，判断其合成单体的 规律是“见双键， 四个碳， 无双键， 两个碳”划线断开， 然后将半键闭合， 将单、 双键互换即可。如的单体是 ； 的单体是 CH2=CHCH=CH2和。 (4)如果链节主链上只有两个碳原子，且链节中含有 C=C 键，则该高聚物由含 有碳碳三键的化合物加聚而成，如CH=CH的单体为 CHCH。如果链节 主链上有多个碳原子(2)，且其中含有 C=C 键，采用“见双键，四个碳”的 断键方式，若链节主链两边只剩下 1 个碳原子，无法构成含双键的单体时，则可 考虑可能是含有碳碳三键的化合物参与加聚反应而成的。如 的单体是 、CHCH 和 CH2=
6、CH2。 探究题目 2某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聚合物的分子式为(C2H2Cl2)n C聚合物的单体是 CHCl=CHCl D若 n 为聚合度，则该聚合物的平均相对分子质量为 97n 解析 因碳碳单键可以旋转，则可判断题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， 分子式为 (C2H2Cl2)n，平均相对分子质量为 97n，聚合物的单体是 CHCl=CHCl。 答案 A 方法规律 加聚反应的特点 (1)单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物(如烯、二烯、炔、醛等)。 (2)反应只生成高聚物，没有小分子物质产生。 (3)聚
7、合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。 (4)聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。 探究二 缩聚反应 常见的缩聚反应 探究素材 (1)聚酯类：OH 与COOH 间的缩聚 nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH 催化剂 (2n1)H2O nHOCH2CH2COOH 催化剂 (n1)H2O (2)聚氨基酸类：NH2与COOH 间的缩聚 nH2NCH2COOH 一定条件 (n1)H2O nH2NCH2COOH 一定条件 (2n1)H2O (3)酚醛树脂类 (n1)H2O 探究题目 3下列工业生产过程中，属于应用缩聚反应制取高聚物的是 ( ) A单体 CH2=CH2制高聚物CH2CH2
8、B单体与 CH2=CHCH=CH2制高聚物 C单体 CH2=CHCH3制高聚物 D单体 HOCH2CH2OH 与 制高聚物 解析 A、B、C 中均为加聚反应；D 中因有OH、COOH，故发生了缩聚反 应。 答案 D 4下列有机化合物中，既能发生加成反应，又能发生加聚反应，还能发生缩聚 反应的是( ) 解析 能发生加成反应的含有、CC、CHO 或苯环等；能发 生加聚反应的含有、CC等；能发生缩聚反应的含有NH2与 COOH、OH 与COOH 或酚羟基与醛基等。 答案 B 缩聚产物单体的判断 探究素材 (1)若链节中含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛。如 的单体是和 HCHO。 (2)若链节中含有
9、以下结构，HOROH、 ，其单体必为一种，如 HOCH2CH2OH的单体为HOCH2CH2OH， 的单体为。 方法是去中括号和 n 即为单体。 (3)若链节中含有部分，则单体为羧酸和醇，将中 CO 单键断开，去掉中括号和 n，左边加羟基，右边加氢即可，如 的单体为 HOOCCOOH 和 HOCH2CH2OH。 (4)若链节中含有部分， 则单体一般为氨基酸， 将 中 CN 单键断开，去掉中括号和 n，左边加羟基，右边加氢即为单体，如 的单体为 H2NCH2COOH 和。 探究题目 5下列高聚物一定是由两种单体缩聚而成的是( ) C聚氯乙烯 解析 A 项，是由单体 2甲基 1 ， 3 丁 二 烯
10、加 聚 而 成 的 ， 故A项 错 误 ； B项 ， 是由 1，3丁二烯和丙烯 加聚而成的，故 B 项错误；C 项，聚氯乙烯是由氯乙烯加聚而成的，故 C 项错 误；D 项，是由 乙二酸和乙二醇缩聚而成的，故 D 项正确。 答案 D 6写出下列聚合物的单体和由单体合成聚合物的反应类型。 (1) 锦 纶单 体 为 _，反应类型为_。 (2)涤纶单体是 _，反应类型为_。 答案 (1)H2N(CH2)5COOH 缩聚反应 (2) 、HOCH2CH2OH 缩聚反应 方法规律 聚合物类型的判断 链节特点 聚合物 全是 CC 键或有 CC 和 C=C 键 加聚物 含“COO”或“CONH” 或“” 缩聚物
11、 OCH2 HCHO 的加聚 物 1下列有关高聚物的叙述中，正确的是( ) A相对分子质量都很大，结构都很复杂 B相对分子质量很大，结构往往并不复杂 C相对分子质量很少上千，但结构比较复杂 D高聚物都是通过加聚反应制得的 解析 高聚物虽然相对分子质量很大，但在通常情况下，结构并不复杂，它们是 由简单的结构单元重复连接而成的。 答案 B 2下列说法中正确的是( ) A油脂是高级脂肪酸甘油三酯，其相对分子质量较大，所以是有机高分子化合 物 B聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，所以聚乙烯和乙烯的化学性质相同 C聚乙烯是由乙烯经加聚反应合成的，但是聚乙烯的基本结构和乙烯的结构不 同 D一块无色透明的塑料
12、的成分是聚乙烯，所以是纯净物，有固定的相对分子质 量 解析 油脂的相对分子质量只有几百， 而有机高分子化合物的相对分子质量一般 高达 104106，所以，油脂不是有机高分子化合物；乙烯在发生加聚反应时，碳 碳双键打开，所以聚乙烯中没有碳碳双键，而是单键，因此二者结构和化学性质 都不相同；塑料的组成成分是聚乙烯，但是合成聚乙烯所用的乙烯分子的数目不 同，聚合度不同，所以塑料不是纯净物，而是混合物。 答案 C 3现有高聚物，对此分析正确 的是( ) A其单体是 CH2=CH2和 HCOOC2H5 B它是缩聚反应的产物 C其链节为 CH3CH2COOC2H5 D若 n 表示聚合度，则其平均相对分子质
13、量为 100n 解 析 该 有 机 物 可 表 示 为， 其 链 节 是 ，其单体是 CH2=CHCOOC2H5，其平均相对分 子质量为 100n。 答案 D 4下列合成高分子化合物的反应及类型均正确的是( ) A合成有机玻璃： 缩聚反应 B合成橡胶： CH2CH2CH2CH2CH2 加聚反应 C合成酚醛树脂：+nHCHO (n1)H2O 缩聚反应 D合成 HT 纤维： (n1)HCl 缩聚反应 解析 A 项，反应类型判断错误，应该是加聚反应；B 项，产物的结构简式书写 错误，应该是；D 项，HCl 的 化学计量数应为(2n1)。 答案 C 5下列高分子化合物是由一种单体缩聚制得的是( ) 解
14、析 是由乙烯和丙烯通 过 加 聚 反 应 得 到 的 ， 故A错 误 ； 由 高 聚 物 的 结 构 简 式 可知，其链节主链中含有酯基，说明该高聚物 是由单体经脱水缩合形成的，该反应属于缩聚 反应，故B正确；由高聚物的结构简式 可知，其链节主链中含有 2 个酯基，说明生成高聚物的反应属于缩聚反应，单体分别为己二酸和乙二醇，故 C 错误；由高聚物的结构简式CH2CH2可知，其链节主链中含有 2 个碳原 子，单体为乙烯，该高聚物是通过加聚反应得到的，故 D 错误。 答案 B 6(1)写出工业上以丙烯为原料生产聚丙烯的化学方程式： _， 此反应属_反应，其链节为_。 (2)写出下列高聚物单体的名称，指出合成它所属反应类型： 单体是_和_，此合成反应属_反应。 解析 (1)丙烯分子中含有不饱和的碳碳双键，在一定条件下能够发生加聚反应 得 到 聚 丙 烯 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为nCH3CH=CH2 催化剂 ，该高聚物的链节为。 (2)根据的结构可 知，合成该缩聚产物的单体为对苯二甲酸和乙二醇。 答案 (1)nCH3CH=CH2 催化剂 加聚 (2)对苯二甲酸 乙二醇 缩聚