苏教版选修五综合复习“十校联赛”一等奖

第3节合成高分子化合物

第1课时高分子化合物

第1课时课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案学习目标探究整合应用学习目标1．了解高分子化合物的分类，能根据加成聚合反应产物的分子式确定单体和链节。2．能说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，体会合成高分子化合物常用的两种方法：加聚和缩聚反应。3．能列举常见高分子化合物的聚合反应并写出其反应的化学方程式。课前自主学案自主学习一、高分子化合物1．有关高分子化合物的几个概念概念内容举例高分子化合物由许多小分子化合物以_________结合成的，相对分子质量很高的一类化合物，也称_________或高聚物

共价键聚合物单体能用来合成高分子化合物的小分子化合物链节高分子化合物中化学组成和结构均可重复的____________称链节，也称重复结构单元链节数高分子链中含有链节的数目，也称重复结构单元数n最小单位2.高分子化合物的分类高分子化合物天然合成线型支链型体型高分子化合物热塑性热固性1．单体与结构单元是否相同？有什么关系？【提示】不相同。单体是反应物，结构单元是高分子中的最小重复单位；单体是物质，能独立存在，结构单元不是物质，只能存在于高分子中；单体含不饱和键，结构单元不一定含不饱和键。单体发生聚合反应就产生了结构单元。思考感悟二、高分子化合物的合成——聚合反应1．概念(1)定义：由小分子物质合成高分子化合物的化学反应称为聚合反应。(2)分类：通常分为__________反应和___________反应。加成聚合缩合聚合2．加成聚合反应(1)反应特点单体通过加成反应的方式生成高分子化合物，即属于加成反应，又属于_______反应。如聚异戊二烯的合成反应：聚合___________________________________________(2)单体的结构特点(3)加聚产物特点单体与高分子的组成相同，即元素的_______比、_______个数比相同。质量原子3．缩合聚合反应(1)反应特点单体通过分子间的___________而生成高分子化合物。反应过程中除生成高分子化合物外还伴随有小分子化合物(如H2O、HX等)生成。如己二酸与己二胺的缩合反应的化学方程式为相互缩合(2)单体的结构特点单体一般有两个能生成__________的官能团，如羧基和_______、_______等。(3)缩聚反应产物的特点单体与高分子化合物的链节组成不同，相差小分子化合物。小分子羟基氨基2．怎样区别两种聚合反应？【提示】可以根据反应产物。产物只有一种的为加聚反应，产物一般为两种且有一种是小分子的为缩聚反应。思考感悟自主体验解析：选D。蛋白质、淀粉都是天然高分子化合物；硝化纤维是天然高分子化合物与硝酸发生酯化反应的产物，在与硝酸反应过程中，纤维素的高分子链未被破坏，因而仍是高分子化合物；油脂是高级脂肪酸甘油酯，在其结构中没有出现重复的结构单元和链节数，故不是高分子化合物。解析：选C。有机高分子化合物虽然相对分子质量很大，但在通常情况下，结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重复链接而成的；对于一块高分子材料来说，它是由许多聚合度相同或不同的高分子聚合起来的，因而n是一个平均值，也就是说它的相对分子质量只能是一个平均值。3．用尿素[CO(NH2)2]和甲醛(HCHO)可以合成电玉(脲醛树脂)，其结构为，则合成电玉的反应属于(

)A．化合反应 B．加聚反应C．缩聚反应 D．分解反应解析：选C。观察单体和高聚物的组成可看出两者不同，故应为缩聚反应。课堂互动讲练

聚合反应1．常见加聚反应的类型由单体通过相互加成而生成高分子化合物的反应。反应过程中没有小分子产生。单体为烯烃或烯烃的衍生物。根据单体的结构和种类，可分为以下三种情况：(1)分子内含有一个的烯烃及其衍生物发生的加聚反应。如：(2)分子内具有共轭双键的烯烃及其衍生物发生的加聚反应。如：合成顺丁橡胶：(3)由不同烯烃及其衍生物之间发生的加聚反应。如：合成丁苯橡胶：2．常见缩聚反应的类型根据单体所含的官能团和缩聚后形成的共价键的种类，可分为以下三种情况：(2)羟(醇)羧(酸)缩合型(酯化型)，如合成聚对苯二甲酸乙二酯(涤纶)：(3)羧氨缩合型(酰胺键、肽键)，如：①合成聚己内酰胺(锦纶、尼龙­6)：②合成蛋白质单体：一般为α­氨基酸③合成尼龙­66单体：己二胺、己二酸3．加聚反应和缩聚反应的区别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，还有水、卤化氢、氨等小分子物质相同点反应物可以是同一种单体，也可以是不同种单体

特别提醒：1．碳氧双键也可以发生加聚反应，如2．由一种单体进行缩聚反应时，生成小分子的物质的量应为n；由两种单体进行缩聚反应时，生成小分子的物质的量应为2n。例1

已知涤纶树脂的结构简式为

,它是_____和________(填单体的结构简式)通过________反应而制得的，反应的化学方程式为______________________________________。【解析】从高聚物的结构片段分析，此高聚物属高聚酯，因而属于酯化型缩聚反应。联想酯化反应的特征即可推出酸和醇的结构片段：，再连接上—OH或—H即得到单体的结构简式。【答案】【规律方法】从题给高聚物的结构简式分析单体的结构片段及其组成，以及发生聚合反应的原理，是此类型题的一种解题模式，要善于把握结构特点进行联想、分析，得出正确结论。变式训练1

(2011年烟台质检)有机化合物C和E都是功能高分子材料，都可以由化合物A经下列反应制得，如下图所示。(1)A的结构简式为________________________________________________________________________。(2)反应(Ⅱ)的类型为__________反应；反应(Ⅲ)的类型为__________反应。(3)A→B反应的化学方程式为：_____________________________________。(4)A→E反应的化学方程式为_________________________________________。解析：A的分子式为C3H6O3，且能发生消去反应，故A应为羟基羧酸。由A→D，得到六元环状的化合物可知羟基的位置，根据A、D的分子组成可知2分子A反应脱2分子H2O得1分子D。因此，可推知A的结构简式为CH3CH(OH)COOH。反应Ⅰ应为取代反应，反应Ⅱ应为消去反应，反应Ⅲ应为加聚反应，反应Ⅳ应为缩聚反应。答案：由高聚物推断单体1．加聚产物推断单体类型结构中无双键的，以两个碳原子为一组，边键沿箭头组合，箭尾相遇处断开共价键结构中有双键的，以四个碳原子一组，双键打开，在原双键两侧生成新双键实例高聚物单体CH2===CH2

CH3—CH===CH22．缩聚产物推断单体类型在聚酯中断羰基与氧原子间共价键，羰基连羟基，氧原子连氢原子在蛋白质中断开羰基与氮原子间共价键，羰基连羟基，氮原子连氢原子实例高聚物单体HOOC—COOHHOCH2CH2OH特别提醒：高考试题常出现对高分子化合物的单体、链节的判断，分析时应首先判断是何种聚合反应产物，再根据聚合物的结构分析推断。例2(1)人造象牙的结构简式可用

表示，则它的单体结构简式为________。(2)有一种叫PTB的绝缘材料，结构简式为

，其单体是________________________________________________________________________。【思路点拨】【解析】

(1)从链节的结构上分析，该物质不具备缩聚物的结构，也不具备能发生缩聚反应的单体所应具有的官能团，所以它为加聚产物。由断键复原，的单体为

，即甲醛。(2)判断缩聚产物的单体时，先要通过观察链节两端的结构，推测出聚合时缩合生成的小分子，然后通过观察分析是几种单体。不难看出生成PTB时，缩合出的小分子是水。所以PTB的两种单体分别是对苯二甲酸和1,4­丁二醇。【答案】

【规律方法】由高聚物反推单体的解题方法：(1)判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物。加聚反应产物的结构特点是：主链全部是碳原子，且碳原子是偶数；缩聚反应产物有官能团失去—H或—OH后留下的其他原子，主链上除碳原子外往往有O或N(酚醛树脂除外)。(2)加聚产物单体的确定：若高聚物中含有，则以双键为中心的主链上相邻的4个碳原子为一单元，其余相邻的2个碳原子为一单元，将每一单元中打开的键返回原处，即得单体。(3)缩聚产物单体的确定：由缩聚反应得到的高聚物链节判断单体，需将链节中的官能团补充反应消去的小分子，即可得到相应的单体。缩聚产物往往是—OH与—COOH、—NH2与—COOH