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第3節(jié)合成高分子化合物

第1課時高分子化合物

第1課時課堂互動講練知能優(yōu)化訓練課前自主學案學習目標探究整合應用學習目標1．了解高分子化合物的分類，能根據(jù)加成聚合反應產(chǎn)物的分子式確定單體和鏈節(jié)。2．能說明加成聚合反應和縮合聚合反應的特點，體會合成高分子化合物常用的兩種方法：加聚和縮聚反應。3．能列舉常見高分子化合物的聚合反應并寫出其反應的化學方程式。課前自主學案自主學習一、高分子化合物1．有關(guān)高分子化合物的幾個概念概念內(nèi)容舉例高分子化合物由許多小分子化合物以_________結(jié)合成的，相對分子質(zhì)量很高的一類化合物，也稱_________或高聚物

共價鍵聚合物單體能用來合成高分子化合物的小分子化合物鏈節(jié)高分子化合物中化學組成和結(jié)構(gòu)均可重復的____________稱鏈節(jié)，也稱重復結(jié)構(gòu)單元鏈節(jié)數(shù)高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目，也稱重復結(jié)構(gòu)單元數(shù)n最小單位2.高分子化合物的分類高分子化合物天然合成線型支鏈型體型高分子化合物熱塑性熱固性1．單體與結(jié)構(gòu)單元是否相同？有什么關(guān)系？【提示】不相同。單體是反應物，結(jié)構(gòu)單元是高分子中的最小重復單位；單體是物質(zhì)，能獨立存在，結(jié)構(gòu)單元不是物質(zhì)，只能存在于高分子中；單體含不飽和鍵，結(jié)構(gòu)單元不一定含不飽和鍵。單體發(fā)生聚合反應就產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)單元。思考感悟二、高分子化合物的合成——聚合反應1．概念(1)定義：由小分子物質(zhì)合成高分子化合物的化學反應稱為聚合反應。(2)分類：通常分為__________反應和___________反應。加成聚合縮合聚合2．加成聚合反應(1)反應特點單體通過加成反應的方式生成高分子化合物，即屬于加成反應，又屬于_______反應。如聚異戊二烯的合成反應：聚合___________________________________________(2)單體的結(jié)構(gòu)特點(3)加聚產(chǎn)物特點單體與高分子的組成相同，即元素的_______比、_______個數(shù)比相同。質(zhì)量原子3．縮合聚合反應(1)反應特點單體通過分子間的___________而生成高分子化合物。反應過程中除生成高分子化合物外還伴隨有小分子化合物(如H2O、HX等)生成。如己二酸與己二胺的縮合反應的化學方程式為相互縮合(2)單體的結(jié)構(gòu)特點單體一般有兩個能生成__________的官能團，如羧基和_______、_______等。(3)縮聚反應產(chǎn)物的特點單體與高分子化合物的鏈節(jié)組成不同，相差小分子化合物。小分子羥基氨基2．怎樣區(qū)別兩種聚合反應？【提示】可以根據(jù)反應產(chǎn)物。產(chǎn)物只有一種的為加聚反應，產(chǎn)物一般為兩種且有一種是小分子的為縮聚反應。思考感悟自主體驗解析：選D。蛋白質(zhì)、淀粉都是天然高分子化合物；硝化纖維是天然高分子化合物與硝酸發(fā)生酯化反應的產(chǎn)物，在與硝酸反應過程中，纖維素的高分子鏈未被破壞，因而仍是高分子化合物；油脂是高級脂肪酸甘油酯，在其結(jié)構(gòu)中沒有出現(xiàn)重復的結(jié)構(gòu)單元和鏈節(jié)數(shù)，故不是高分子化合物。解析：選C。有機高分子化合物雖然相對分子質(zhì)量很大，但在通常情況下，結(jié)構(gòu)并不復雜，它們是由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復鏈接而成的；對于一塊高分子材料來說，它是由許多聚合度相同或不同的高分子聚合起來的，因而n是一個平均值，也就是說它的相對分子質(zhì)量只能是一個平均值。3．用尿素[CO(NH2)2]和甲醛(HCHO)可以合成電玉(脲醛樹脂)，其結(jié)構(gòu)為，則合成電玉的反應屬于(

)A．化合反應 B．加聚反應C．縮聚反應 D．分解反應解析：選C。觀察單體和高聚物的組成可看出兩者不同，故應為縮聚反應。課堂互動講練

聚合反應1．常見加聚反應的類型由單體通過相互加成而生成高分子化合物的反應。反應過程中沒有小分子產(chǎn)生。單體為烯烴或烯烴的衍生物。根據(jù)單體的結(jié)構(gòu)和種類，可分為以下三種情況：(1)分子內(nèi)含有一個的烯烴及其衍生物發(fā)生的加聚反應。如：(2)分子內(nèi)具有共軛雙鍵的烯烴及其衍生物發(fā)生的加聚反應。如：合成順丁橡膠：(3)由不同烯烴及其衍生物之間發(fā)生的加聚反應。如：合成丁苯橡膠：2．常見縮聚反應的類型根據(jù)單體所含的官能團和縮聚后形成的共價鍵的種類，可分為以下三種情況：(2)羥(醇)羧(酸)縮合型(酯化型)，如合成聚對苯二甲酸乙二酯(滌綸)：(3)羧氨縮合型(酰胺鍵、肽鍵)，如：①合成聚己內(nèi)酰胺(錦綸、尼龍-6)：②合成蛋白質(zhì)單體：一般為α-氨基酸③合成尼龍-66單體：己二胺、己二酸3．加聚反應和縮聚反應的區(qū)別加聚反應縮聚反應不同點反應物單體必須是不飽和的單體不一定是不飽和的，但必須要含有某些官能團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，還有水、鹵化氫、氨等小分子物質(zhì)相同點反應物可以是同一種單體，也可以是不同種單體

特別提醒：1．碳氧雙鍵也可以發(fā)生加聚反應，如2．由一種單體進行縮聚反應時，生成小分子的物質(zhì)的量應為n；由兩種單體進行縮聚反應時，生成小分子的物質(zhì)的量應為2n。例1

已知滌綸樹脂的結(jié)構(gòu)簡式為

,它是_____和________(填單體的結(jié)構(gòu)簡式)通過________反應而制得的，反應的化學方程式為______________________________________?！窘馕觥繌母呔畚锏慕Y(jié)構(gòu)片段分析，此高聚物屬高聚酯，因而屬于酯化型縮聚反應。聯(lián)想酯化反應的特征即可推出酸和醇的結(jié)構(gòu)片段：，再連接上—OH或—H即得到單體的結(jié)構(gòu)簡式?！敬鸢浮俊疽?guī)律方法】從題給高聚物的結(jié)構(gòu)簡式分析單體的結(jié)構(gòu)片段及其組成，以及發(fā)生聚合反應的原理，是此類型題的一種解題模式，要善于把握結(jié)構(gòu)特點進行聯(lián)想、分析，得出正確結(jié)論。變式訓練1

(2011年煙臺質(zhì)檢)有機化合物C和E都是功能高分子材料，都可以由化合物A經(jīng)下列反應制得，如下圖所示。(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________________________________________。(2)反應(Ⅱ)的類型為__________反應；反應(Ⅲ)的類型為__________反應。(3)A→B反應的化學方程式為：_____________________________________。(4)A→E反應的化學方程式為_________________________________________。解析：A的分子式為C3H6O3，且能發(fā)生消去反應，故A應為羥基羧酸。由A→D，得到六元環(huán)狀的化合物可知羥基的位置，根據(jù)A、D的分子組成可知2分子A反應脫2分子H2O得1分子D。因此，可推知A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH(OH)COOH。反應Ⅰ應為取代反應，反應Ⅱ應為消去反應，反應Ⅲ應為加聚反應，反應Ⅳ應為縮聚反應。答案：由高聚物推斷單體1．加聚產(chǎn)物推斷單體類型結(jié)構(gòu)中無雙鍵的，以兩個碳原子為一組，邊鍵沿箭頭組合，箭尾相遇處斷開共價鍵結(jié)構(gòu)中有雙鍵的，以四個碳原子一組，雙鍵打開，在原雙鍵兩側(cè)生成新雙鍵實例高聚物單體CH2===CH2

CH3—CH===CH22．縮聚產(chǎn)物推斷單體類型在聚酯中斷羰基與氧原子間共價鍵，羰基連羥基，氧原子連氫原子在蛋白質(zhì)中斷開羰基與氮原子間共價鍵，羰基連羥基，氮原子連氫原子實例高聚物單體HOOC—COOHHOCH2CH2OH特別提醒：高考試題常出現(xiàn)對高分子化合物的單體、鏈節(jié)的判斷，分析時應首先判斷是何種聚合反應產(chǎn)物，再根據(jù)聚合物的結(jié)構(gòu)分析推斷。例2(1)人造象牙的結(jié)構(gòu)簡式可用

表示，則它的單體結(jié)構(gòu)簡式為________。(2)有一種叫PTB的絕緣材料，結(jié)構(gòu)簡式為

，其單體是________________________________________________________________________?！舅悸伏c撥】【解析】

(1)從鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)上分析，該物質(zhì)不具備縮聚物的結(jié)構(gòu)，也不具備能發(fā)生縮聚反應的單體所應具有的官能團，所以它為加聚產(chǎn)物。由斷鍵復原，的單體為

，即甲醛。(2)判斷縮聚產(chǎn)物的單體時，先要通過觀察鏈節(jié)兩端的結(jié)構(gòu)，推測出聚合時縮合生成的小分子，然后通過觀察分析是幾種單體。不難看出生成PTB時，縮合出的小分子是水。所以PTB的兩種單體分別是對苯二甲酸和1,4-丁二醇?！敬鸢浮?/p>

【規(guī)律方法】由高聚物反推單體的解題方法：(1)判斷高聚物是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。加聚反應產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特點是：主鏈全部是碳原子，且碳原子是偶數(shù)；縮聚反應產(chǎn)物有官能團失去—H或—OH后留下的其他原子，主鏈上除碳原子外往往有O或N(酚醛樹脂除外)。(2)加聚產(chǎn)物單體的確定：若高聚物中含有，則以雙鍵為中心的主鏈上相鄰的4個碳原子為一單元，其余相鄰的2個碳原子為一單元，將每一單元中打開的鍵返回原處，即得單體。(3)縮聚產(chǎn)物單體的確定：由縮聚反應得到的高聚物鏈節(jié)判斷單體，需將鏈節(jié)中的官能團補充反應消去的小分子，即可得到相應的單體?？s聚產(chǎn)物往往是—OH與—COOH、—NH2與—COOH