2023-2024学年人教版新教材选择性必修三 第五章第一节 合成高分子的基本方法 教案

第一节合成高分子的基本方法教学目标1.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据合成高分子的结构分析其链节和单体。2.了解加聚反应和缩聚反应的特点。3.能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式。4.从有机高分子的结构特点出发，掌握合成有机高分子的基本方法，培养推理、概括能力。教学过程一、有机高分子化合物1．概念由许多低分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很大(通常在104以上)的一类化合物。2．基本概念eq\x(单体)—能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物↓聚合eq\x(高聚物)—由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物↓单元eq\x(链节)—高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元↓数目eq\x(聚合度)—高分子链中含有链节的数目，通常用n表示例如：【归纳总结】有机高分子化合物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高达10000以上1000以下相对分子质量的数值平均值明确数值分子的基本结构若干重复结构单元组成单一分子结构性质物理、化学性质有较大差别二、合成高分子化合物的基本反应类型1．加成聚合反应(加聚反应)(1)概念由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应。(2)加聚反应的特点①单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物(例如：烯、二烯、炔、醛等)。②反应只生成高聚物，没有副产物产生。③聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。④聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。(3)常见的加聚反应①丙烯的加聚：nCH2=CH—CH3eq\o(→,\s\up7(催化剂))。②1,3-丁二烯的加聚：nCH2CH—CHCH2eq\o(→,\s\up7(催化剂))?CH2—CH=CH—CH2?。2．缩合聚合反应(缩聚反应)(1)概念有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时生成小分子化合物的反应。(2)缩聚反应的特点①单体分子中至少含有两个官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。②缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物(如H2O、NH3、HCl等)生成。③所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。④缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如：(3)常见的缩聚反应①羟基酸缩聚如HOCH2COOH的缩聚：nHOCH2COOHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(n－1)H2O。HOOC(CH2)5OH的缩聚：nHOOC(CH2)5OHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(n－1)H2O。②醇与酸缩聚如乙二酸与乙二醇的缩聚：nHOCH2CH2OH＋eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(2n－1)H2O。己二酸与乙二醇的缩聚：nHOOC(CH2)4COOH＋nHO(CH2)2OHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(2n－1)H2O。③氨基酸的缩聚如氨基乙酸的缩聚：nH2NCH2COOHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(n－1)H2O。④胺与酸的缩聚如己二胺与己二酸的缩聚：nH2NCH2(CH2)4CH2NH2＋nHOOC(CH2)4COOHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(2n－1)H2O。【归纳总结】1．加聚反应和缩聚反应的对比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官能团之间聚合方式通过在双键上的加成而连接通过缩合脱去小分子而连接反应特点只生成高聚物，没有副产物产生生成高聚物的同时，还有小分子副产物生成(如H2O、NH3、HCl等)聚合物的化学组成所得高聚物的化学组成跟单体的最简式相同，其相对分子质量eq\x\to(M)r＝Mr(单体)×n(聚合度)所得的高聚物的化学组成跟单体的化学组成不同，其相对分子质量eq\x\to(M)r<[Mr(单体)×n(聚合度)]2．加聚产物单体的推断(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其合成单体必为一种，将链节两端两个半键断开向内闭合即可。如，其单体是。(2)凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在链节两端及正中央划线断开，然后左右两个半键闭合即可。如的单体是CH2=CH2和CH3—CH=CH2。(3)凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键()结构的聚合物，双键前后各两个碳原子划线断开，形成间二烯烃结构，其规律是“见双键，四个碳；无双键，两个碳”从一端划线断开，隔一键断一键，然后将半键闭合，即单双键互换。如的单体是CH2=CH—CH=CH2和。(4)若给出较长的结构片段，则应首先找出重复的链节，再加以判断，但应注意重复的链节有时不止一种形式，可去掉一端的一个碳原子(可能属于前一个链节)后再考虑。3．缩聚产物单体的推断(1)若链节中含有酚羟基的结构，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，HO—ROH、、，其单体必为一种，如HO—CH2CH2?OH的单体为HO—CH2CH2—OH，的单体为。方法是去中括号和n即为单体。(3)若链节中含有部分，则单体为羧酸和醇，将中C—O单键断开