1、化 学 选修 人教版新课标导学第五章 进入合成有机高分子化合物的时代第一节 合成高分子化合物的基本方法1 新课情境呈现 2 课前新知预习 3 预习自我检测 4 课堂探究研析 5 学科核心素养 6 课堂达标验收 7 课时作业 新课情境呈现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：，该高聚物的
2、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。课前新知预习一、有机高分子化合物1与低分子有机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)1000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性质在物理、化学性质上有较大的差异联系以_为原料，经聚合反应得到各种相对分子质量不等的同系物组成的_，也称为聚合物低分子有机物 混合物 2.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
3、 质 量 一 般 高 达_。(2)有关概念低分子有机物 聚合 同系物 104106 单 体 能够进行聚合反应形成高分子化合物的_化合物|链 节 高分子化合物中化学组成相同、_单位，也称重复结构单元|聚合度 高分子链中含有_，通常用_表示|高聚物 由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物点拨：(1)高分子化合物是混合物。(2)高分子的性质与单体的性质往往不同。低分子 可重复的最小 链节的数目 n 二、合成高分子化合物的基本方法1加成聚合反应(1)概念：由低分子有机物通过_聚合反应得到高分子有机物的反应，简称_。得到的高分子结构呈_，称为聚合物或加聚物。(2)特点单体必须是含有_键的化合物。发生加
4、聚反应的过程中，没有_产生。聚合物链节的化学组成跟_的化学组成相同。加成 加聚反应 线型 碳碳双键、碳碳叁键等不饱和 副产物 单体(3)乙烯发生加聚反应的方程式：nCH2=CH2催化剂_。CH2CH2 2缩合聚合反应(1)概 念：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，简称_。得到的高分子称为缩聚物。(2)特点缩聚反应的单体往往是具有_或_的小分子。缩聚反应生成聚合物的同时，还有_副产物(如_、_、_等)生成。所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成_。小分子 缩聚反应 双官能团 多官能团 小分子 H2O NH3 HCl 不同(3
5、)缩 聚 物 的 表 示 方 法：聚 己 二 酸 乙 二 酯 的 结 构 简 式 为_，缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。(4)乙二酸和乙二醇发生缩聚反应得到聚酯的方程式为_。点拨：加聚产物的原子个数比与单体的原子个数比相同，而缩聚产物的原子个数比与单体的原子个数比不同。nHOOCCOOHnHOCH2CH2OH催化剂 预习自我检测1思维辨析：导学号 76080641(1)单体为 1 种物质时，则发生的是加聚反应。()(2)缩聚反应的单体不能超过 2 种。()(3)链节的组成就是单体的组成。()(4)纤维素是天然高分子，聚乙烯是合成高分子。()2下列对于高分子化合物的叙述
6、不正确的是 导学号 76080642()A有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，它们大部是由小分子化合物通过聚合反应而制得的B有机高分子化合物的相对分子质量很大，但通常结构并不复杂，它是单体通过加聚反应或缩聚反应生成的C对于一块高分子材料，n 是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的D有机高分子化合物都是混合物C 3(2017河北保定高阳中学周练)人造象牙的主要成分的结构简式是CH2O，它 是 通 过 加 聚 反 应 制 得 的，则 合 成 人 造 象 牙 的 单 体 是导学号 76080643()ACH3CH2OH BHCHOCCH3CHO DCH3OCH3B 4(2017浙江温州十校联合体
7、期中)某高聚物的结构片段如下所示：。下列分析正确的是 导学号 76080644()A它是缩聚反应的产物B其单体是 CH2=CH2 和 HCOOCH3C其链节是 CH3CH2COOCH3D其单体是 CH2=CHCOOCH3D 课堂探究研析知识点1 加聚反应和缩聚反应的比较问题探究：1.具有什么结构特点的物质才能发生加聚反应？2具有什么结构特点的物质才能发生缩聚反应？3试根据加聚反应和缩聚反应的原理，探讨由有机物形成高聚物时可能发生的反应类型，试写出相应反应的化学方程式。探究提示：1.单体必须是含有碳碳双键、碳碳叁键等不饱和键的化合物(例如：烯烃、二烯烃、炔烃等含不饱和键的化合物)才能发生加聚反应
8、。2缩聚反应中除生成高分子外还有小分子生成，故单体分子中具有双官能团或多官能团(如OH、COOH、NH2、X及活泼氢原子等)。3因该有机物中既含有碳碳双键，又含有羟基和羧基，当作为单体合成高聚物时，可发生加聚反应也可发生缩聚反应，化学方程式分别为 知识归纳总结：1加聚反应和缩聚反应的比较加聚反应缩聚反应单体结构单体必须是含有双键等不饱和键的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等)单体为含有两个或两个以上的官能团(如OH、COOH、NH2、X 等)的化合物反应机理 反应发生在不饱和键上反应发生在不同的官能团之间聚合方式 通过不饱和键上的加成连接通过缩合脱去小分子而连接反应特点 只生成高聚物，没有副产物
9、产生 生成高聚物的同时，还有小分子副产物生成(如 H2O、NH3、HCl)聚合物化学组成所得高聚物的化学组成跟单体的化学组成相同，其平均相对分子质量 M M(单体)n(聚合度)所得高聚物的化学组成跟单体的化学组成不同，其平均相对分子质量 M M(单体)Xn(聚合度)2聚合反应化学方程式的书写(1)加聚反应化学方程式的书写。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)缩聚反应化学方程式的书写。单体的物质的量与缩聚物结构简式的小角标要一致；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
10、化学计量数为(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)6NH2 nHOOC(CH2)6COOH 一定条件(2n 1)H2O 典例 1 (2017浙江杭州二中期中)硅橡胶是由二甲基二氯硅烷()经两种反应而制得的，这两种反应依次是 导学号 76080645()A消去反应、加聚反应B水解反应、缩聚反应C氧化反应、缩聚反应D加成反应、缩聚反应
11、B 解析：硅橡胶是由二甲基二氯硅烷经过两种反应而形成的高分子化合物：，第一步反应是有机物中氯原子被羟基取代的反应，属于卤代烃的水解反应，然后是分子的羟基脱去水分子形成了高聚物，属于缩聚反应。规律方法指导：(1)因为聚合物中的聚合度n值不同，所以有机高分子化合物都是混合物，没有固定的熔、沸点。(2)书写缩聚产物的结构简式，与加聚产物结构简式的写法略有不同。变式训练 1 下列合成高分子材料的反应方程式和反应类型均正确的是导学号 76080646()AnCH2CHCN 一定条件CH2CHCN；加聚反应(n1)H2O；加聚反应C C 一定条件；加聚反应DnCH2=CH2nCH2=CHCH3 一定条件；
12、缩聚反应解析：A 项，应生成，错误，B 项，反应为缩聚反应，错误；D 项，反应为加聚反应，错误。问题探究：1.有机高分子化合物的相对分子质量是否为单体的相对分子质量与聚合度之积？2如何根据高聚物的结构简式判断其单体？探究提示：1.加聚产物的相对分子质量等于单体相对分子质量与聚合度之积。2根据高聚物链节特点，判断反应类型，然后依据加聚反应、缩聚反应生成高聚物的变化递推单体。知识点2 有机高分子化合单体的判断知识归纳总结1加聚产物、缩聚产物的判断链节结构链节主链上全部是碳原子 加聚反应产物链节主链上有碳原子和其他原子 缩聚反应产物2由加聚产物判断单体的方法若链节上没有碳碳双键，则每 2 个碳原子断
13、开，并将单键变为双键，如，其单体是；若链节上有碳碳双键，则由双键向两边各扩展 2 个碳原子断开，然后单键变为双键，双键变为单键，如CH2CH2CH2CH=CHCH2的单体是乙烯和 1,3-丁二烯(有时需注意有没有炔烃)。3由缩聚产物判断单体的一般方法(1)若含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛，如的单体是和 HCHO。(2)若链节中含有以下结构，如、，其单体必为一种，如的单体为。(3)若链节中含有部分，则单体为酸和醇，将中 CO单键断开，去掉中括号和 n 值，左边羰基上加羟基，右边氧原子上加氢即可得高聚物单体，如的单体为 HOOCCOOH 和HOCH2CH2OH。(4)若链节中含有部分，则单体一
14、般为氨基酸，将中CN 单键断开，去掉中括号和 n 值，左边羰基上加羟基，右边亚氨基加氢，如的单体为H2NCH2COOH 和。典例 2 写出合成下列高分子材料的单体和反应类型。导学号 76080647(1)聚氯乙烯单体为_，反应类型为_。(2)CH2CH=CHCH2单体为_，反应类型为_。(3)单 体 为 _，反 应 类 型 为_。CH2=CHCl 加聚反应 CH2=CHCH=CH2 加聚反应 缩聚反应(4)单 体 为 _，反应类型为_。HOCH2CH2OH和 HOOCCOOH 缩聚反应 解析：根据高分子化合物的结构特点，确定聚合反应的反应类型，再依据加聚、缩聚产物单体的判断方法，逐个进行分析、
15、判断。规律方法指导：(1)书写缩聚物的结构简式时，通常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。(2)书写加聚反应的产物时，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。变式训练 2(2017江西宜春中学期中)某高分子化合物的部分结构如下所示：，下列说法正确的是 导学号 76080648()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 CH2=CHClD若 n 表示聚合度，则其相对分子质量为 97nD 解析：在该高分子化合物的结构中碳碳单键是可以旋转的，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
16、结构简式为。合成它的单体是 CHCl=CHCl，该聚合物的分子式为(C2H2Cl2)n，相对分子质量为 97n。学科核心素养由高聚物的结构简式推断单体的方法由高聚物确定单体的方法：先确定高聚物是加聚产物还是缩聚产物，然后用“还原法”得到单体。1判断是加聚产物还是缩聚产物链节结构链节主链上全部是碳原子 加聚反应产物链节主链上有碳原子和其他原子 缩聚产物2“还原法”得到单体(1)加聚产物还原确定单体的方法是：在主链上“单键变双键，双键变单键，碳超四价不相连”。即将链节中主链上所有“C=C”改为“CC”，“CC”改为“C=C”，然后观察，如有超过四价的两个相邻的碳原子，就把它们间的“”去掉使它们不再
17、相连，这样聚合物的各种单体就确定了。如推断的单体，按照主链“单键变双键，双键变单键，碳超四价不相连”的原则进行分割：这样就可得到 CH2=CHCN、CH2=CHCH=CH2 和 C6H5CH=CH2 三种单体。(2)缩聚产物的还原酚醛缩聚类单体的还原从苯环与CHR 处断开，苯环上加 2 个 H 还原为酚，CHR 上加 1 个 O 还原为醛，如的单体为和 RCHO。聚酰胺类单体的还原从CO与NH中间断开(未连在一起，则不必断)，在CO上加OH还原得到羧基，NH上加H 还原得到氨基。如 HNHCH2CONHCH2CH2COOH 的单体为 H2NCH2COOH 和 H2NCH2CH2COOH；再如H
18、HN(CH2)5COOH 的单体为 H2N(CH2)5COOH。聚酯类单体的还原从COO中间断开，在CO上加OH 还原得到羧基，在O上加H 还原得到羟基。如HOCH2CH2CH2OOCCH2COOH 的单体为HOCH2CH2CH2OH 和 HOOCCH2COOH。若链节中含“OC”结构，其单体可能为环氧物质，也可能为多羟基醇。如OCH2CH2的单体为 HOCH2CH2OH(缩聚)或(加聚)。综上所述，根据高聚物的结构确定并书写单体，其方法和步骤简而言之就是：沿单体聚合的过程原路返回，即“还原”。即时训练(2016长沙月考)用两种烯烃CH2=CH2和RCH=CHR作单体进行聚合反应时，产物中含有 导学号 76080649()A仅 B仅C仅DD 解析：当两种烯烃进行加聚反应时，其产物既存在两者间的加聚产物(主产物)，因此有，又存在自身的加聚产物(副产物)，因此有和。规律方法指导：信息提取已知两种烯烃CH2=CH2和RCH=CHR作单体进行聚合反应时三种可能的产物，要求判断哪个选项对产物的判断是正确的。形成思路两种烯烃进行聚合反应时，即可以自聚，又可以共聚。课堂达标验收课 时 作 业