人教版高中化学选择性必修三第五章合成高分子

课时1合成高分子的基本方法第一节合成高分子的基本方法第五章合成高分子01学习目标

CONTENT了解合成高分子的组成与结构特点02了解加聚反应和缩聚反应的特点03能够出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构简式【环节一】阅读思考阅读课本1、高分子与一般有机化合物分子的区别2、合成高分子的基本方法有加成聚合反应与缩合聚合反应3、能发生加成聚合反应的物质有什么结构特点？什么是单体、链节、聚合度？4、能发生缩合聚合反应的物质有什么结构特点？与加成聚合反应有什么不同点物质有机高分子小分子化合物相对分子质量没有明确的数值，只是一个平均值,通常在104以上具有明确的数值，一般在1000以下类别混合物纯净物结构由若干个重复结构单元组成具有单一结构1.有机高分子与小分子化合物的区别2.有机高分子

(1)含义:利用有机化合物相互反应的性能,得到相对分子质量较大的高分子的过程。3.高分子的合成(2)合成高分子的有关概念①单体：能合成高分子的小分子物质被称为单体。②链节：高分子中重复的结构单元称为链节③聚合度：高分子中含有链节的数目称为聚合度，通常用n表示④聚合物：聚合反应生成的产物叫做聚合物聚合物为混合物，没有固定的熔沸点其平均相对分子质量=链节的相对质量×n合成高分子的方法缩合聚合反应一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应一般是含有两个（或两个以上）官能团的单体之间发生的聚合反应加成聚合反应注意：不一定是两种，即两个可以是同一种官能团（1）单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物（如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等）

（2）加聚反应发生在不饱和键上（3）无副产物产生，聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同（4）加聚反应生成的聚合物的平均相对分子质量为单体的相对分子质量的整数倍。1.定义由含有不饱和键的相对分子质量小的小分子化合物以加成反应的形式结合成相对分子质量大的高分子的化学反应叫加成聚合反应,简称加聚反应。2.加聚反应的特点以聚丙烯的形成为例CH3CH=CH2一定条件[

]CHCH2CH3n【任务一】认识加聚反应巧记加聚反应产物的书写方法单烯加聚双改单,链节只有两个碳,其他部分连原碳,写成支链不改变。共轭双键(两个双键之间间隔一个碳碳单键)要加聚,链节四碳要牢记,两端双键变单键,中间单键变双键,其他部分连原碳,写成支链不改变。共聚链节灵活写,规律总结两方面,开环加聚成长链,断开之处前后连,链节再加方括号,聚合度n跟后面。单体名称单体结构简式聚合物乙烯CH2=CH2丙烯CH2=CHCH3氯乙烯CH2=CHCl丙烯腈CH2=CHCN丙烯酸CH2=CHCOOH醋酸乙烯酯CH3COOCH=CH2丁二烯CH2=CH—CH=CH2乙炔HC≡CH写出下列物质发生加聚反应的方程式。氯乙烯：

。1,3-丁二烯：

。乙烯与2-丁烯：

。乙烯与1,3-丁二烯：

。炔烃：

。课堂练习加聚反应和缩聚反应的比较类别加聚反应缩聚反应单体特征含不饱和键(如)或环(如)至少含两个官能团单体种类含碳碳双键或碳碳三键的有机物等酚、醛、醇、羧酸、氨基酸等聚合方式通过不饱和键加成通过官能团缩合脱去小分子而连接聚合物特征高聚物链节和单体具有相同的化学组成高聚物链节和单体具有不同的化学组成产物只生成高聚物高聚物和小分子课堂小结课时2由高聚物找单体第一节合成高分子的基本方法01学习目标

CONTENT了解合成高分子的组成与结构特点02能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体依据官能团分类，3.缩聚物的单体的判断的关键是键的断的位置以及断键后应该加什么样的基团。有机高分子单体判断的思维流程

1.先判断反应的类型：判断高聚物反应的类型要根据高聚物中键的特点和产物的情况确定。2.加聚物的单体判断关键是：根据链节中碳碳键的特点分析是单烯烃的加聚还是二烯烃的加聚单体CH2=CH2CH=CH2ClCH3CH=CH2单烯烃共聚单体CH=CH2Cl将链节中每两个碳断开，再将两个半键闭合即为单体。[CH2

CH2

CH

CH2

CHCH2]nClCH3无双键单烯烃加聚将链节的两个半键闭合即为单体。[

]CHCH2Cln加聚物推单体

已知某高分子的结构简式为

其中可用于合成该高分子的是(

)A.①③④ B.①②③C.①②④ D.②③④【课堂练习】归纳：由缩聚物推单体的方法1.去掉缩聚物结构简式中的方括号与n，变为小分子。2.观察分子中有无酯基或肽键，若有，断开。3.将断开的羰基上连接—OH，在氧或氮原子上连接—H，还原为单体小分子。官能团、化学键、碳骨架……结构正、逆推导书写化学方程式聚合物加聚反应缩聚反应【小结】

合成高分子化合物的基本方法单体课时1通用高分子材料

第二节高分子材料车身：钢板（金属材料）车窗：玻璃（无机非金属材料）轮胎：橡胶（有机高分子材料）座椅：海绵、皮革（有机高分子材料）材料金属材料有机高分子材料无机非金属材料天然有机高分子材料合成有机高分子材料纯金属、合金陶瓷、玻璃、水泥传统材料新型材料晶体硅、SiO2、新型陶瓷、碳纳米材料棉花、羊毛、天然橡胶塑料、合成橡胶、合成纤维、黏合剂、涂料(1)按来源分:(2)按结构分:(3)按性质分:天然高分子、合成高分子线型高分子、体型高分子一、高分子材料1.概念相对分子质量很大，达到几万甚至几千万的有机化合物（≥10000），简称为高分子或聚合物。2.分类热塑性高分子、热固性高分子不带支链带支链交联(1)溶解性线型高分子:不溶于水,能溶解在适当的溶剂里。体型高分子:不溶于任何溶剂,只能发生一定程度的溶胀。3.基本性质具有热塑性，在一定温度范围内可软化、熔化，冷却时又硬化(如聚乙烯塑料)。(2)热塑性和热固性线型高分子:体型高分子:具有热固性，加热后不能熔化，只能裂解(如酚醛树脂即电木)。(3)高分子材料强度大、电绝缘、不耐高温,易燃烧。1.塑料①主要成分是合成树脂，还可加入具有特定作用的添加剂。树脂：未经加工处理的，没有与添加剂混合的聚合物合成树脂加工助剂聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂等。提高柔韧性：______防止老化：______提高柔韧性：着色剂增塑剂防老剂热稳定剂——都是合成的②塑料的分类热塑性塑料热固性塑料如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等；加热软化，冷却硬化，可反复加工，多次使用。如酚醛树脂（电木）、脲醛树脂等；不能加热熔化，只能一次成型。思考：聚氯乙烯薄膜能用于食品包装吗？聚氯乙烯本身较硬，需加入增塑剂，室温下，增塑剂小分子会逐渐“逃逸”出来。塑料稳定剂主要成分是硬脂酸铅，有毒性，这种铅盐易析出，会使人体积蓄性铅中毒。（1）聚乙烯支链较少，密度和软化温度较高低密度聚乙烯高密度聚乙烯高压法聚乙烯低压法聚乙烯聚乙烯按合成方法高温高压引发剂低温低压催化剂支链较多，密度和软化温度较低比较项目高压法聚乙烯低压法聚乙烯聚合反应条件150MPa～300MPa,200℃左右，使用引发剂0.1MPa～2MPa,60～100℃，使用催化剂高分子链的结构含有较多支链支链较少密度/(g·cm－3)0.91～0.930.94～0.97软化温度/℃105～120120～140主要性能无毒，较柔软无毒，较硬主要用途生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等生产瓶、桶、板、管等高分子材料一般都具有一定的弹性当有外力作用时，卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直，除去外力后又恢复卷曲状态。因此，一般的高分子材料都具有一定的弹性。为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低，密度也低呢？思考与讨论链的疏密远近：高分子链越长，高分子相对分子质量越大，高分子链之间的作用力越大。支链越少，链之间越容易接近，高分子链之间相互作用力大。低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链，支链结构有碍碳碳单键的旋转和链之间的接近，链之间的作用力就小，软化温度和密度也就较低；高密度聚乙烯的支链较少，链之间易于接近，相互作用力较大，软化温度和密度都较高。链的长短：高分子链之间的作用力网状结构线型结构线性结构的聚乙烯可以在一定条件下变为网状结构的聚乙烯，以增加强度支链型结构(2)酚醛树脂[实验5-1]在试管中加入2g苯酚、3mL质量分数为40%的甲醛溶液和3滴浓盐酸，水浴加热。当试管中反应物接近沸腾时，从沸水浴中职出试管，并用玻璃棒搅拌，观察颜色和状态。在酸催化下,等物质的量的苯酚与甲醛发生反应,苯酚的邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚,然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合,生成线型结构的高分子。反应如下:

(2)酚醛树脂

在碱催化下,苯酚与过量的甲醛反应,生成羟甲基苯酚的同时,还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等。(2)酚醛树脂

碱催化下，苯酚与过量甲醛生成继续反应生成网状结构的酚醛树脂。

具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融，也不溶于一般溶剂。酚醛树脂的应用主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音等器材和复合材料。可用于生产烹饪器具的手柄，一些电器与汽车的零部件，火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料。思考：为何酚醛树脂能作烹饪器具的手柄而聚苯乙烯塑料不可以?

酚醛树脂属于热固性材料,受热不熔融或者软化,而聚苯乙烯属于热塑性材料,受热容易熔融或者软化,不能用于制作手柄等器具。以石油、天然气和煤等为原料制成有机小分子单体，再经聚合反应生产合成纤维。例如六大纶：锦纶、涤纶、腈纶、维纶、氯纶、丙纶2.合成纤维天然纤维：化学纤维纤维动物纤维如羊毛、蚕丝；植物纤维如棉花、麻等用化学方法将植物纤维素、蛋白质等天然高分子加工成黏胶纤维、大豆蛋白纤维等再生纤维：合成纤维：合成纤维具有优良的性能：具有强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀、不缩水、保暖、不怕虫蛀等优点。●合成纤维的性质：合成纤维可满足人们穿着需求,同时广泛应用于工农业生产与高科技领域。如工业用的隔音、隔热、绝缘材料,渔业用的渔网、缆绳,医疗用的缝合线、止血棉,航空航天用的降落伞、航天服,等等。●合成纤维的用途：(1)聚酯纤维合成纤维中产量最大的是聚酯纤维中的涤纶。涤纶是聚对苯二甲酸乙二酯纤维的商品名称，它是对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下发生缩聚反应生产的。+nHO—CH2CH2—OH+(2n-1)H2O

涤纶纤维的强度大，耐磨，易洗，快干，保型性好，但透气性和吸湿性差。用于服装和床上用品,各种装饰布料。（俗称涤纶）(2)聚酰胺纤维由己二胺与己二酸发生缩聚反应生成聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66，前一个6代表二胺中碳原子数，后一个6代表二酸中碳原子数)。聚酰胺纤维不溶于普通溶剂，熔化温度高于260℃，具有天然丝的外观和光泽，耐磨性和强度较高，可用于生产丝袜、降落伞、渔网、轮胎帘子线等。（商品名锦纶，俗称尼龙）+nH2N—(CH2)6—NH2

+(2n-1)H2O

氯纶：丙纶：腈纶：维纶：聚氯乙烯纤维（PVC）—CH2—CH—CH2—CH—OH[

]nOH+nHCHO催化剂—CH2—CH—CH2—CH—O—CH2—[

]nO+nH2O聚丙烯纤维（PP）聚丙烯腈纤维（PAN）聚乙烯醇缩甲醛（PVFM）1.判断：(1)涤纶、锦纶、蚕丝都属于合成纤维。(

)(2)高压聚乙烯密度相对较大。(

)(3)酚醛树脂是酚类物质和醛类物质加聚而成的高分子。(

)(4)某些高分子化合物具有热固性,它们受热时不会熔化。(

)(5)高分子化合物中的分子链之间存在较强的作用力,因而其强度较高。(

)(6)线型结构和网状结构的有机高分子都可以溶解在一般的溶剂中(

)×√√×××2.下列关于所使用材料的分类不正确的是()选项ABCD材料含钒钢筋安检塑料筐有机玻璃标牌玻璃钢内筒垃圾桶分类合金材料高分子材料无机硅酸盐材料复合材料C课时2合成橡胶功能高分子材料第二节高分子材料3.合成橡胶(1)性能及应用：橡胶是一类具有弹性的物质,在外力作用下,橡胶的形状会发生改变,去除外力后又能恢复原来的形状。橡胶在耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等方面有着独特的优势。广泛应用于工业、农业、国防、交通及日常生活的方方面面。(2)橡胶的分类橡胶天然橡胶合成橡胶特种橡胶通用橡胶硅橡胶：氟橡胶：氯丁橡胶顺丁橡胶丁苯橡胶耐高温和严寒耐热和耐酸、碱腐蚀3.合成橡胶顺丁橡胶的合成：是以1,3-丁二烯为原料,在催化剂作用下发生加聚反应,得到以顺式结构为主的聚合物。请观察顺丁橡胶的结构特点，推测其化学性质及使用时的注意事项。顺丁橡胶中存在碳碳双键，易发生加成反应和氧化反应，所以盛放溴水、酸性高锰酸钾溶液、浓硝酸、浓硫酸、汽油等的试剂瓶，不能用橡胶塞。(3)橡胶的结构和性能线型结构：网状结构：有一定弹性，但强度和韧性差，容易老化。形成硫化橡胶，不仅抗老化，而且具有较高的强度、弹性、韧性和化学稳定性。硫化线型分子通过硫原子形成化学键产生交联形成网状结构【思考1】天然橡胶为何容易老化?橡胶在加工过程中要加入硫黄等硫化剂进行硫化，其目的是什么?天然橡胶含有双键，易发生加成反应且易被氧化,所以容易老化。将橡胶与硫等硫化剂混合加热，可以打开橡胶中的碳碳双键，以二硫键(—S—S—)等，把线型结构连接为网状结构，得到化学稳定性好，且既有弹性又有强度的硫化橡胶。【问题2】实验室中有些试剂瓶的瓶塞应选用橡胶塞，有些试剂瓶的瓶塞不能使用橡胶塞?为什么？A、使用橡胶塞：盛放NaOH、Na2CO3、Na2SiO3等强碱性盐溶液（Na2SiO3溶液使用橡胶塞。）—发生化学反应或黏合在一起。B、不能用橡胶塞：盛放KMnO4溶液、浓硝酸、液溴、汽油、苯、四氯化碳等溶液。—发生化学反应或溶解。(1)天然橡胶的成分为聚异戊二烯，它属于合成高分子材料(

)(2)顺式聚1,3-丁二烯是线型结构，具有较好的弹性(

)(3)用带有橡胶塞的试剂瓶盛放高锰酸钾溶液(

)(4)高聚物分子中都没有碳碳双键(

)(5)天然橡胶是混合物，顺丁橡胶是纯净物（）×1.判断：×√××2.橡胶树是热带植物，在我国海南有大面积种植。从橡胶树的胶乳中可提取天然橡胶，天然橡胶的成分是聚异戊二烯，天然橡胶经过硫化后变为硫化橡胶，下列不正确的是(

)A．硫化橡胶和天然橡胶的高分子结构型式都属于体型结构B．天然橡胶变为硫化橡胶发生了化学变化C．硫化橡胶比天然橡胶相对分子质量大D．硫化橡胶比天然橡胶强度大A3.丁苯橡胶是合成橡胶的一种，其结构简式为

单体：

。通过

反应得到。装液溴、溴水的试剂瓶能否用丁苯橡胶作瓶塞？丁苯橡胶是否易老化？在受到热、氧、水、光、化学介质等因素作用下,高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化,物理性能也会相应变坏,如发硬、变脆、失去强度等的现象。二、功能高分子材料高吸水性树脂高分子分离膜形状记忆高分子磁性高分子高分子催化剂医用高分子材料高分子药物功能高分子材料用于化学反应用于分离纯化用于信息储存用于传感器用于吸水保水替代人体器官、组织用于药物缓释1.高吸水性树脂(1)应用:可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤。可以用于婴幼儿纸尿裤等。(2)合成思路:一是改造纤维素或淀粉分子,接入强亲水基团;二是合成新的带有强亲水基团的高分子。(3)淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在淀粉或纤维素的主链上再接入带有强亲水基团的支链,提高吸水性能。例如淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生反应,生成以淀粉为主链的接枝共聚物。为防止共聚物溶于水,还需在交联剂作用下生成网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性