1、成才之路 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修进入合成有机高分子化合物的时代 第五章 第一节 合成高分子化合物的基本方法第五章 新知识导学探究2新思维名师讲堂3新考题随堂自测4新视点专家博客6新提升达标作业5新情境激趣入题1新情境激趣入题随着社会的进步和科学技术的发展，人类对具有特殊功能有机物的需求日益增大。这些有机物的合成和使用，改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。从某种意义上讲，化学家为人类社会的发展合成了一个新的“自然界”。电视、电脑日益成为我们生活学习的必需品，在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料感光性高分子也称为“光敏性高分子”，其结构简式为：
2、，该高聚物的单体及该物质可能的化学性质如何？它是如何合成的呢？请让我们一起走进教材第1节：合成高分子化合物的基本方法。新知识导学探究1有机高分子化合物概述(1)定义：以_作原料，经_反应得到各种相对分子质量不等的_组成的混合物。其相对分子质量一般高达_。新知导学低分子有机物 聚合 同系物 104106(2)有关概念基本概念含义单体能合成高分子化合物的_，一般是_链节高分子化合物中具有代表性的_、_，也称重复结构单元聚合度每个高分子链中_，通常用n表示高聚物由_聚合而成的相对分子质量较大的化合物低分子化合物 不饱和的或含有两个或更多官能团的小分子 化学组成相同 可重复出现的最小单位 链节的重复次
3、数 单体 例如：nCH2=CH2催化剂CH2CH2 _ _ _单体 链节 聚合度2合成高分子化合物的基本方法(1)加成聚合反应(加聚反应)加聚反应由低分子有机物通过_反应生成_的反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。链节和单体对于由加聚反应生成的高聚物，其链节和单体的化学组成和相对分子质量均_；链节以_为基础，如聚乙烯的链节是_，而不是CH2。加成 高分子化合物 相同 单体CH2CH2(2)缩合聚合反应(缩聚反应)缩聚反应由一种或一种以上的单体相互结合生成聚合物，同时有_生成的反应称为缩合聚合反应，简称缩聚反应。链节和单体对于由缩聚反应生成的高聚物，其链节和单体的化学组成和相对分子质量均_，如的
4、单体为_，链节为_。小分子 不相同1现代蔬菜及庄稼育种普遍采用地膜覆盖，借助太阳能及保温效果，使蔬菜等提前上市，为我们生活提供更多、时间更长的蔬菜、水果供应，丰富了我们的饮食。但环保专家预言：废弃的地膜最终将成为祸害。武汉大学张俐娜教授提出用甘蔗渣、麦秆、芦苇浆做原料生产“再生纤维素共混膜”的研究课题，终获成功，使用“共混膜”不但能使农作物增产20%，而且其使用寿命一旦终结，其成分的30%可被微生物吃掉，剩余部分会在40多天内自动降解，对土壤无副作用，请思考下列问题：自主探究(1)普通地膜能造成什么“祸害”？(2)有人建议焚烧处理这些塑料废弃物，你认为行吗？简述理由。对散落于土壤中的地膜碎片，
5、据目前国情你认为如何处理？(3)确定“共混膜”的主要化学成分(纤维素)的基本结构，降解时生成什么？提示：(1)普通地膜等塑料废弃物不溶于水，在自然界中难被生物降解(约200年才消除)。长期留在农田中，会影响土地透气性，阻碍水分流动和农作物的发育。(2)因焚烧时能产生大量难于烧尽的煤烟、HCl等气体，还会产生强毒性的二口英，污染空气。可用筛子筛出土壤中地膜碎片，然后播种。(3)纤维素：(C6H10O5)n；降解可以生成CO2、H2O及其他无机盐等。2怎样区别加成聚合、缩合聚合两种聚合反应？提示：可根据反应后是否有小分子生成，有小分子生成为缩聚反应，反之为加聚反应。3(1)由同一高聚物组成的高分子
6、材料是纯净物吗？(2)硬脂酸甘油酯结构较复杂，其相对分子质量为890，硬脂酸甘油酯是不是高分子化合物？提示：(1)不是。高分子材料是由多个高分子化合物组成，而每个高分子化合物中的n值不同，故高分子材料是混合物。(2)不是。硬脂酸甘油酯的相对分子质量小于1 000，还是属于小分子化合物。新思维名师讲堂1单体与链节的关系(1)区别：链节是高分子化合物中重复的结构单元，而单体是形成高分子化合物的小分子化合物，其组成成分为纯净物。有机高分子化合物单体的判断方法教材点拨(2)联系：对于由加聚反应生成的高聚物，其链节和单体的化学组成和相对分子质量均相同；链节是以单体为基础的，如聚乙烯的链节是CH2CH2，
7、而不是CH2。对于由缩聚反应生成的高聚物，其链节和单体的化学组成和相对分子质量均不相同，如，单体为，链节为。2判断单体的方法(1)加聚产物、缩聚产物的判断。判断有机高分子化合物单体时，首先判断是加聚产物还是缩聚产物。判断方法是：若链节结构中，主链上全部是碳原子形成的碳链，则一般为加聚产物；若链节结构中，主链上除碳原子外还含有其他原子(如N、O等)，则一般为缩聚产物。(2)加聚产物单体的判断方法。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。凡链节主链上只有四个碳原子，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
8、后左右两个半键闭合即可。如的单体为CH2=CH2和。凡链节主链中只有碳原子，并存在结构的聚合物，其规律是“见双键，四个碳；无双键，两个碳”。从一端划线断开，隔一键断一键，然后将半键闭合，即单双键互换。如的单体是CH2=CHCH=CH2 和。提示：已知加聚产物的结构简式，可用下面介绍的“单双键互换法”巧断合成单体，其步骤如下：首先去掉结构式两端的“”和“”；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；找出超过四键的碳原子并从中切断双键即得单体。加聚产物寻找单体的口诀为：单键的两两断，双键四个碳；单键变双键，双键变单键。(3)缩聚产物单体的判断方法。若链节中含有酚羟基的结构
9、，单体一般为酚和醛。如的单体是和 HCHO。若 链 节 中 含 有 以 下 结 构，如HOROH、，其单体必为一种，如 HOCH2CH2OH 的单体为HOCH2CH2OH，的 单 体 为。方法是去中括号即为单体。若链节中间含有部分，则单体为羧酸和醇，将中 CO 单键断开，左边加羟基，右边加氢，然后去括号即可，如的单体为HOOCCOOH 和 HOCH2CH2OH。若链节中间含有部分，则单体一般为氨基酸，将中 CN 单键断开，左边加羟基，右边加氢，去括号即为单体。如的 单 体 为H2NCH2COOH 和。(2015经典习题选萃)(双选)某高分子化合物的部分结构如下：典例透析下列说法正确的是 导学号
10、 06050665()A聚合物的链节是B聚合物的分子式是 C3H3Cl3C合成该聚合物的单体是 CHCl=CHClD若 n 表示聚合度，则其相对分子质量为 97n【解析】注意到碳碳单键可以旋转，则可判断上述聚合物的重复结构单元(即链节)为。合成它的单体是CHCl=CHCl，其分子式为(C2H2Cl2)n，相对分子质量为 97n。【答案】CD1 (2015 孝 感 调 研)某 高 分 子 化 合 物 的 结 构 简 式 为，下列有关叙述正确的是 导学号 06050666()A其单体是 CH2=CH2 和 HCOOC2H5B它是缩聚反应的产物C其链节是 CH3CH2COOC2H5D其单体是 CH2
11、=CHCOOC2H5变式训练解 析：高 分 子 化 合 物的 链 节 是5；其单体是 CH2=CHCOOC2H5；它是加聚反应的产物。答案：D1加聚反应(1)特点单体分子含不饱和键(双键或三键)；单体和生成的聚合物组成相同；反应只生成聚合物。合成高分子化合物的基本反应类型教材点拨(2)加聚物结构简式的书写将链节写在方括号内，聚合度 n 在方括号的右下角。由于加聚物的端基不确定，通常用“”表示。如聚丙烯的结构式。(3)加聚反应方程式的书写均聚反应：发生加聚反应的单体只有一种。如：共聚反应：发生加聚反应的单体有两种或多种。如：nCH2=CH2nCH2=CHCH3 一定条件 2缩聚反应(1)特点缩聚
12、反应的单体不一定含不饱和键，但至少含有两个官能团；单体和聚合物的组成不同；反应除了生成聚合物外，还生成小分子(如H2O、HX等)；含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构。(2)缩聚物结构简式的书写要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如：(3)缩聚反应方程式的书写单体的物质的量与缩聚物结构式的小角标要一致；要注意小分子的物质的量：一般由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为(n1)。以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。nHOOCCOOHnHOCH2CH2OH催化
13、剂(2n1)H2O以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成 H2O 的方式而进行的缩聚反应。nH2N(CH2)6NH2nHOOC(CH2)6COOH一定条件(2n1)H2O3加聚反应与缩聚反应的比较加聚反应缩聚反应不同点反应物 单体必须是不饱和的单体不一定是不饱和的，但必须要含有某些官能团生成物 生成物只有高分子化合物生成物除高分子化合物外，还有小分子化合物(如H2O等)聚合物 最简式与单体相同最简式与单体不相同相同点反应物可以是同一种单体，也可以是不同种单体，生成物是高分子化合物提示：(1)写加聚反应方程式时，只需将双键断开，其他基团看作取代基，加上 和聚合度n即可。当然，对1,3-丁二烯型的加
14、聚反应，两个双键同时断开，必然会形成一个新的碳碳双键；(2)书写缩合聚合物(缩聚物)结构式时，与加成聚合物(加聚物)结构式写法有点不同，缩聚物结构式要在方括号外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。(2015江苏四校联考)下列高聚物必须由两种单体加聚而成的是 导学号 06050667()典例透析【解析】A项中的高聚物是由一种单体加聚而成的；B项中的高聚物也是由一种单体加聚而成的；C项中的高聚物是由两种单体加聚而成的；D项中的高聚物是由两种单体缩聚而成的。【答案】C2(2015试题调研)下列物质中，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 导学
15、号 06050668()变式训练解析：能发生加成反应的物质，其分子结构中应含有或CHO 等，能发生加聚反应的物质，其分子结构中应含有、CC等，能发生缩聚反应的物质，其分子结构中应含有NH2 与COOH、OH 与COOH 等。A 选项中苯酚能发生加成反应，能与甲醛发生缩聚反应，但不能发生加聚反应；B选项中物质含有碳碳双键、醇羟基、羧基，故三种反应均可以发生；C选项中物质可以发生加成与加聚反应，但不能发生缩聚反应；D选项中物质可以发生缩聚反应，但不能发生加成反应与加聚反应。答案：B技巧点拨：(1)由加聚聚合物推单体的方法单体：CH2=CH2，边键沿箭头指向汇合，箭头相遇成新键，键尾相遇按虚线部分断
16、键成单键。单体：CH2=CHCH=CH2凡链节主链只有碳原子，并存在碳碳双键结构的高聚物，按规律“见双键、四个 C；无双键、两个 C”画线断开，然后将半键闭合，即双键互换。(2)由缩聚聚合物推单体的方法在寻找单体时，先看它的链节结构，分析它是通过哪一类有机化学反应缩合的，然后根据缩合反应中断键和成键的特点，逆向分析寻找单体。缩聚物单体的推断方法常用“切割法”，如图所示：新考题随堂自测1下列说法中，正确的是 导学号 06050669()A纤维素、聚乙烯和蛋白质都是天然高分子化合物B高分子化合物都可以溶解在适当的溶剂里C因高分子链之间以分子间作用力相结合，因而高分子材料的强度较小D高聚物是通过加聚
17、反应得到的高分子化合物解析：聚乙烯是合成有机高分子化合物；线型结构的高分子可以用适当的溶剂溶解，而体型结构的有机高分子一般不易溶解；尽管高分子链之间以分子间作用力结合，但高分子材料的强度一般都较大。答案：D2下列合成有机高分子化合物的反应中，属于加聚反应的是 导学号 06050670()nHCHO催化剂CH2OA BC D解析：根据加聚反应的特点，单体含有不饱和键以及反应中没有其他产物产生，可以判断和为加聚反应。答案：B3(2015经典习题选萃)下列合成有机高分子材料的化学方程式和反应类型都正确的是 导学号 06050671()AnCH2=CHCH3 一定条件CH2CH2CH2；加聚反应CnC
18、H2=CH2nCH2=CHCN一定条件；缩聚反应D；缩聚反应解析：选项D的反应式应为(n1)H2O或写成下面的反应式也算正确：答案：B4(2015试题调研)X 是一种性能优异的高分子材料，其结构简式为，已被广泛应用于声、热、光的传感等方面。它是由 HCCH、(CN)2、CH3COOH 三种单体通过适宜的反应形成的。由 X 的结构简式分析合成过程中发生反应的反应类型有 导学号 06050672()加成反应 取代反应 缩聚反应 加聚反应 酯化反应A BC D解析：由X的结构简式可判断出它是加聚反应的产物，两种单体分别为NCCH=CHCN和CH2=CHOOCCH3，很显然前 者 是 HCCH 和(C
19、N)2 的 加 成 产 物，后 者 是 HCCH 和CH3COOH的加成产物，因此选项B正确。答案：B归纳总结：判断有机反应类型，关键是要看有机物的结构，特别是所含官能团，本题就是从X的结构简式去分析合成过程中所发生反应的反应类型。官能团与反应类型的关系如表所示：主要反应涉及官能团或有机物类型其他注意问题取代反应酯化反应、水解反应、卤代反应、硝化反应、磺化反应、醇生成醚的反应、氨基酸成肽反应、皂化反应等烷烃、苯及其同系物、卤代烃、醇、苯酚、羧酸、酯、氨基酸、多糖、蛋白质等卤代反应中消耗卤素单质的量；酯发生皂化反应时消耗NaOH的量(酚跟酸形成的酯水解时要特别注意)主要反应涉及官能团或有机物类型
20、其他注意问题加成反应氢化、油脂硬化、CC等不饱和烃、苯及其同系物、醛、酮、油脂、葡萄糖等羧酸和酯中的碳氧双键一般不发生加成反应；和CC能跟水、卤化氢、氢气、卤素单质等多种试剂发生加成反应，但一般只跟氢气、氰化氢等发生加成反应主要反应涉及官能团或有机物类型其他注意问题消去反应醇分子内脱水反应、卤代烃脱卤化氢的反应醇(浓 硫 酸、加热)、卤代烃(氢氧化钠醇溶液、加热)等羟基或卤素原子邻位碳原子上有氢原子才能发生消去反应氧化反应有机物燃烧反应、烯和炔的催化氧化反应、醛的银镜反应等绝大多数有机物都可发生氧化反应伯醇和烯都能被氧化生成醛；醛的银镜反应、醛与新制氢氧化铜悬浊液反应中消耗试剂的量；苯的同系物
21、被酸性KMnO4溶液氧化的规律主要反应涉及官能团或有机物类型其他注意问题还原反应加氢反应、硝基化合物被还原成胺类的反应等烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮、硝基化合物等复杂有机物加氢反应中消耗H2的量加聚反应乙烯型加聚反应、丁二烯型加聚反应、不同单烯烃间共聚反应、单烯烃跟二烯烃共聚反应烯烃、二烯烃(有时也会涉及炔烃等)由单体判断加聚反应产物；由加聚反应产物判断单体结构缩聚反应酚醛缩合反应，羟基酸、二元酸跟二元醇的缩聚反应，氨基酸成肽反应等酚、醛、多元酸和多元醇、氨基酸等加聚反应跟缩聚反应的比较；化学方程式的书写5.已知苯酚和甲醛在催化剂作用下可发生缩聚反应，生成酚醛树脂。导学号 06050673(1)
22、写出该反应的化学方程式：_。(2)酚醛树脂一般为体型结构，试推测其基本性质：溶解性：_；热塑性和热固性：_；强度：_；电绝缘性：_。(3)某 种 合 成 酚 醛 树 脂 的 材 料 的 结 构 简 式 为，则合成它的单体是_、_。解析：(1)根据酚醛缩聚的反应规律可写出合成酚醛树脂的化学方程式；(2)根据体型高分子的基本性质来确定酚醛树脂的有关性质；(3)由酚醛缩聚的特点可确定合成该酚醛树脂的单体。答案：(1)(2)不易溶解 具有热固性 强度比较大 不易导电6 (2015 福 建 六 校 联 考)已 知 反 应 RCH2OH KMnO4HRCOOH，ZnCH2=CH2ZnBr2。写出以 1,3
23、-丁二烯为原料合成高分子化合物的流程图。导学号 06050674解析：由高分子化合物反推它的单体是HOOCCH=CHCOOH，由 题 目 信 息 COOH 可 由CH2OH 氧化得到，而CH2OH 可由CH2Br 水解得到。反应 物 为1,3-丁 二 烯，它 先 与Br2加 成 得 到BrCH2CH=CHCH2Br，水解后得到HOCH2CH=CHCH2OH，但氧化时，碳碳双键也可以被KMnO4 氧化，因此需要进行保护，可采用与 Br2 加成生成，氧化结束后再复原即可。答案：CH2=CHCH=CH2Br2BrCH2CH=CHCH2BrNaOH溶液HOCH2CH=CHCH2OHBr2新提升达标作业
24、（点此链接）新视点专家博客衣服的材料衣服是用纤维材料做成的，纤维分子能够收缩弯曲，它卷曲缠绕，左钩右连，形成许多缝隙洞穴，包藏着许多流动困难的空气。将它纺成线织成衣服，其中含的不流动的空气更多，热量不容易穿过纤维层，从而达到保暖防晒的目的。一般来讲，我们把纤维材料分为两大类：一是天然纤维，如棉、麻、丝、毛等均属此类；二是化学纤维，包含合成纤维，如腈纶、丙纶、涤纶、锦纶、氯纶等和人造纤维如人造棉、人造丝等。现在市场上合成纤维混纺的织物很多，有涤纶混纺的、腈纶混纺的、锦纶混纺的，还有氯纶混纺的等等。但这些织物往往容易起毛起球，容易沾污，又怕热，因此在洗涤与熨烫时要特别注意衣物上附带的洗涤熨烫说明。
