合成高分子化合物的基本方法課件

1、第一節(jié)　合成高分子化合物的基本方法,進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代,,第一節(jié)　合成高分子化合物的基本方法,1．理解和應(yīng)用有關(guān)概念：?jiǎn)误w、高聚物、聚合度、鏈節(jié)、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)等。2．由單體進(jìn)行加聚或縮聚的原理要明確。3．熟練進(jìn)行高聚物與單體間的相互推斷。,一、有機(jī)高分子與低分子有機(jī)物的區(qū)別1．相對(duì)分子質(zhì)量的大小不同。有機(jī)高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量一般高達(dá)________，而且只有一個(gè)________值；而低分子有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)

2、量在1 000以下，有一個(gè)________的數(shù)值。2．結(jié)構(gòu)不同。有機(jī)高分子是由若干個(gè)____________組成的，而低分子有機(jī)物是由________組成的。3．由于兩者在相對(duì)分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)上的差異，它們?cè)谖锢?、化學(xué)性質(zhì)上也有較大的差別。,單一結(jié)構(gòu),104～106　 平均,明確,重復(fù)結(jié)構(gòu)單元,二．加成聚合反應(yīng)1．聚乙烯是一種生活中常用的塑料，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示聚乙烯的合成方法

3、_______________________________。2．有機(jī)高分子化合物的分子組成,—CH2—CH2—,CH2=CH2,聚合度,3.單體及聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的對(duì)照,三、縮合聚合反應(yīng)1．寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式(1)乙酸與乙醇酯化反應(yīng)____________________________________________。,CH3 OH+H—OCH2CH3 CH3

4、 C2H5＋H2O,△,濃H2SO4,(2)乙酸和乙醇分別是一元酸和一元醇，如果用二元酸和二元醇發(fā)生酯化反應(yīng)，就會(huì)得到連接成鏈的聚合物(簡(jiǎn)稱聚酯)。試寫出己二酸與乙二醇生成聚酯的方程式：______________________________________________。,2．縮聚反應(yīng)方程式書寫時(shí)應(yīng)注意的問題(1)縮聚物結(jié)構(gòu)式要在________外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的___________________

5、___________________。,(2)單體物質(zhì)的量與縮聚產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式的________要一致。,下角標(biāo),方括號(hào),端基原子或原子團(tuán),(3)由一種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量為________；由兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子物質(zhì)的量為________。如：nHOOC(CH2)5OH____________________________________________。,(n－1),(2n－1),,合成高分子化合

6、物的反應(yīng)類型,1．加聚反應(yīng)的類型(1)單雙鍵加聚。nCH2==CHCl nCH2==CHCH3 (2)共軛雙鍵的加聚。nCH2==CH—CH==CH2,(3)兩種及兩種以上單體的加聚。如：nCH2==CH2＋nCH2==CH—CH3 2．縮聚反應(yīng)的類型(1)醇羥基和羧基的酯化縮聚。①二元酸和二元醇的縮聚。,關(guān)鍵一點(diǎn)：(1)組成聚乙烯分子( )的鏈節(jié)(—C

7、H—CH2—)和單體(CH2===CH2)之間的化學(xué)組成的和相對(duì)質(zhì)量相同，結(jié)構(gòu)不同。(2)可從結(jié)構(gòu)上區(qū)分加聚產(chǎn)物與縮聚產(chǎn)物。在縮聚產(chǎn)物中含有端基原子和原子團(tuán)，而加聚產(chǎn)物中沒有。,,由高聚物推單體的方法,1．判斷聚合類型若鏈節(jié)主鏈上都是碳原子，一般是加聚反應(yīng)得到的產(chǎn)物；若鏈節(jié)主鏈上含有 、 、 等基團(tuán)時(shí)，一般是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物。,—C—,—C—O—

8、,—C—NH—,2．加聚產(chǎn)物單體的判斷 (1)凡鏈節(jié)主鏈只有兩個(gè)碳原子(無其他原子)的高聚物其單體必為一種，將兩個(gè)半鍵閉合即可。如 單體是 。,(2)凡鏈節(jié)主鏈只有四個(gè)碳原子(無其他原子)且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體必為兩種。在中央劃線斷開，然后將四個(gè)半鍵彼此閉合即可，如

9、 的單體是CH2==CH2和CH3—CH==CH2。(3)凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子并存在 鍵的高聚物，其規(guī)律是“見雙鍵，四個(gè)碳，無雙鍵，兩個(gè)碳”劃線斷開，然后將半鍵閉合，即將單雙鍵互換。如  的單體是 。,3．縮聚高聚物單體的判斷(1

10、)凡鏈節(jié)為 結(jié)構(gòu)的高聚物，其單體必為一種，在亞氨基上加氫，在羰基上加羥基，即得高聚物單體H2N—R—COOH。(2)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵( )結(jié)構(gòu)的高聚物，從肽鍵中間斷開，兩側(cè)為不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的，其單體必為兩種，在亞氨基上加氫原子，羰基上加羥基即得高聚物單體。如,的單體是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。,(3)凡鏈節(jié)中間(不在

11、鏈端上)含有 (酯基)結(jié)構(gòu)的高聚物，其單體必為兩種，從 中間斷開，羰基上的加羥基，氧原子上加氫原子即得高聚物單體。如 的單體為HOOC—COOH和HOCH2—CH2OH。,—C—O—,,關(guān)鍵一點(diǎn)：由縮聚物推斷單體的步驟為：(

12、1)去掉縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中的方括號(hào)與“n”變?yōu)樾》肿印?2)斷開分子中的酰胺鍵或酯基。(3)將斷開的羰基碳上連接—OH；在氧或氮原子上連接—H，還原為單體小分子。,,有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)物,(雙選)下列物質(zhì)中，屬于高分子化合物的是(　　)A．淀粉　　　　　　　　B．油脂C．棉花 D．蔗糖,解析：油脂是油和脂肪的總稱，它是高級(jí)脂肪酸甘油酯，蔗糖是二糖，分子式為C

13、12H22O11，油脂和蔗糖的相對(duì)分子質(zhì)量均較小，兩者均不屬于高分子化合物；棉花的主要成分是纖維素，淀粉和纖維素都是天然高分子化合物。答案：AC名師點(diǎn)睛：高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)大于10000，已學(xué)的高聚物有：聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹酯、蛋白質(zhì)、聚異戊二烯等，且所有高分子化合物均是混合物(n為一定范圍值)。,變式應(yīng)用,1．下列有關(guān)高分子化合物的敘述中正確的是(　　)A．高分子化合物的特點(diǎn)之一是組成元素簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相對(duì)分子質(zhì)

14、量大B．高分子鏈之間靠分子間作用力結(jié)合，因此分子間作用力弱，高分子材料強(qiáng)度較小C．高分子均為長(zhǎng)鏈狀分子D．高分子材料均為混合物,D,2．下列化合物中，不屬于高分子化合物的是(　　)A．蛋白質(zhì) B．塑料C．橡膠 D．麥芽糖,解析：麥芽糖的相對(duì)分子質(zhì)量很小，它屬于低分子有機(jī)物。答案：D,,合成高分子化合物的基本方法,寫

15、出用下列化合物作為單體聚合生成的高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： (1)CH2=CH-C=CH2聚合得________ (此處聚合物用作合成橡膠)。 (2)已知 在虛線處開環(huán)聚合得   (此聚合物用作表面活性劑)。則 開環(huán)聚合得____________ (此聚合

16、物用作合成纖維)。,解析：本題測(cè)試有關(guān)高分子化合物加聚、縮聚、開環(huán)聚合等知識(shí)，考查信息遷移、模仿等自學(xué)能力。(1)發(fā)生加聚反應(yīng)，其中雙鍵變單鍵、單鍵變雙鍵，可用彎箭頭表示電子對(duì)轉(zhuǎn)移，寫出單體，將其通過鍵的轉(zhuǎn)移，可立即寫出聚合物： [ CH2—CH==C(Cl)—CH2 ]n。(2)為開環(huán)聚合，在斷鍵處開環(huán)即得鏈節(jié)。答案：(1) [ CH2—CH==C(Cl)—CH2 ]n (2)H [ NHCH2CH2CH2CH2CH2CO

17、 ]nOH,,,,,,,名師點(diǎn)睛：電子對(duì)放在兩個(gè)原子間就是價(jià)鍵，彎箭頭將它轉(zhuǎn)移，這個(gè)鍵就斷裂；電子對(duì)轉(zhuǎn)移到另兩個(gè)原子間，就形成一個(gè)新鍵，此法很形象、直觀，大家不妨一試。書寫要規(guī)范，防止多碳、少碳、碳5價(jià)等等，而失分。,變式應(yīng)用,3．乙烯和丙烯按1:1(物質(zhì)的量)聚合時(shí)，生成聚合物乙丙樹脂。該聚合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能是(　　),解析：將丙烯中的甲基作支鏈，乙烯和丙烯中雙鍵的四個(gè)碳連接，碳碳雙鍵改單鍵即可得鏈節(jié)。答案：A,4. （2012年

18、重慶高考節(jié)選）農(nóng)康酸M是制備高效除臭劑、粘合劑等多種精細(xì)化學(xué)品的重要原料，可經(jīng)下列反應(yīng)路線得到（部分反應(yīng)條件略）。,解析：根據(jù)有機(jī)合成的框圖推斷，A→B是C==C與Cl—Cl的加成反應(yīng)，B→D是相鄰C原子的Cl原子消除一個(gè)HCl分子的反應(yīng)，位置在2號(hào)位的C原子上；D→E是—Cl被—CN取代的反應(yīng)，E→G是—CH3的一個(gè)H被氯原子取代的反應(yīng)，G→H是—Cl被—OH取代的反應(yīng)和—CN水解變成—COONa的反應(yīng)，H→J是—CH2OH被氧氣氧

19、化成—CHO的反應(yīng)，J→L是—CHO被銀氨溶液氧化成—COONH4的反應(yīng)，L→M的反應(yīng)是—COONH4與H+生成—COOH的反應(yīng)。,,由高聚物推單體,在國(guó)際環(huán)境問題中，一次性使用聚苯乙烯等材料帶來的“白色污染”是極為嚴(yán)重的環(huán)境問題之一。最近研制的一種可降解塑料，代號(hào)為3HB，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 具有良好的生物適應(yīng)性，能在自然界降

20、 解。請(qǐng)回答下列問題：(1)該可降解塑料在自然界中可通過________反應(yīng)降解為該聚合物的單體。A．加成 B．消去 C．水解 D．氧化,(2)該聚合物的單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________，該單體中具有的官能團(tuán)的名稱為________。(3)各取1 mol該單體分別與鈉和碳酸氫鈉溶液完全反應(yīng)時(shí)，分別消耗鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量之比為________。,

21、解析：依據(jù) 的結(jié)構(gòu)先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物，然后運(yùn)用逆向思維法逐步還原，推測(cè)其單體，再依據(jù)官能團(tuán)確定其性質(zhì)，寫出反應(yīng)方程式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。,是縮聚產(chǎn)物，可依據(jù)官能團(tuán)形成過程的鏈逆向推出單體，把失去的小分子物質(zhì)分拆后加在相應(yīng)位置。

22、 失去的小分子為H2O，拆為—H和—OH，其單體必為一種，為 。,含有兩種官能團(tuán)，有羥基(—OH)和羧基( )， CH3—CH—COOH中—OH不能與NaHCO3溶液反應(yīng)，但能與金屬鈉反應(yīng)，—COOH既能與Na反應(yīng)，又能與NaHCO3溶

23、液反應(yīng)。 解析：(1)C (2) CH3—CH—COOH　羥基、羧基 (3)2:1,名師點(diǎn)睛：判斷有機(jī)高分子化合物單體時(shí)，要先判斷該物質(zhì)是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。(1)若是加聚產(chǎn)物：①判斷方法是：高聚物→鏈節(jié)→半鍵還原、雙鍵重現(xiàn)→正推驗(yàn)證。②若半鍵還原無法形成完整雙鍵可考慮再斷裂單鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時(shí)不是一種單體)或斷裂雙鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時(shí)單體是二烯烴)。(2)若是縮聚產(chǎn)物，可依

24、據(jù)官能團(tuán)的形成過程的連鏈逆向推出單體，把失去的小分子物質(zhì)分拆后加在相應(yīng)位置。,變式應(yīng)用,5．Nomex纖維是一種新型阻燃性纖維。它可由間苯二甲酸和間苯二胺在一定條件下等物質(zhì)的量縮聚而成。請(qǐng)把Nomex纖維結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式寫在下面的方框中。,,6．合成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： 其單體是(　　) ①苯乙烯　②丁烯?、鄱《?/p>

25、?、鼙病、荼奖?A．①② B．④⑤ C．③⑤ D．①③,解析：本題考查學(xué)生是否能運(yùn)用彎箭頭法求有機(jī)高聚物的單體。從鏈節(jié)的一端開始，把鍵收回。由—CH2—CH—CH2—CH==CH—CH2—得CH==CH2和CH2==CH—CH==CH2。答案：D,1．下列物質(zhì)中有固定熔點(diǎn)的是(　　)A．

26、聚乙烯 B．氯化鈉C．淀粉 D．聚1,3­丁二烯,解析：A、C、D是高分子化合物，由于n值不等，所以是混合物，沒有固定的熔點(diǎn)。答案：B,2．下列說法中正確的是(　　)A．醫(yī)用酒精的濃度通常是95%B．單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的常用材料C．淀粉、纖維素和油脂都屬于天然高分子化合物D．合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金

27、屬材料,解析：此題為基礎(chǔ)題。A項(xiàng)，醫(yī)用酒精的濃度通常是75%；C項(xiàng)，油脂不是高分子化合物； D項(xiàng)，光導(dǎo)纖維為二氧化硅，合成纖維為有機(jī)材料。答案：B,3．人造象牙中，主要成分的結(jié)構(gòu)是 它是通過加聚反應(yīng)制得的，則合成人造象牙的單體是(　　)A．(CH3)2O B．HCHOC．CH3CHO

28、 D．CH2OCH3,解析：將鏈節(jié)中的碳氧單鍵改為雙鍵即為其單體。答案：B,4．能和對(duì)苯二甲酸發(fā)生縮聚反應(yīng)的化合物是(　　)A．苯酚 B．甲醛C．乙醇 D．乙二醇,解析：縮聚反應(yīng)的單體應(yīng)有兩個(gè)官能團(tuán)。答案：D,5．某高分子緩釋藥物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖：下列說法不正確的是(　　)A．該藥物在人體胃液中能發(fā)生水解反應(yīng)B．