5.1 合成高分子的基本方法-2022-2023学年高二化学同步素养目标精品讲义（人教版2019选择性必修3）

第五章 第一节 合成高分子的基本方法 榆次一中 李金虎 【学习目标】 1．了解有机高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 2．通过具体实例说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，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。 3．了解高分子化合物合成的基本方法，掌握有机高分子化合物的合成原理。 【素养目标】 1． 通过学习加聚反应和缩聚反应过程中化学键的断裂与结合，研究高分子化合物合成的方法和原理。培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2．通过学习明白人类是可以通过有机合成不断合成原自然界不存在的物质，从而为不断提高人类生活水平提供物质基础。培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：有机高分子化合物 1．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 很大(通常104～106) 1000以下 相对分子质量的数值 平均值 有明确的数值 分子的基本结构 由若干个重复结构单元组成 单一分子结构 性质 在物理、化学性质上有较大差异 联系 以低分子有机物为原料，经聚合反应得到各种相对分子质量不等的同系物组成的混合物，也称为聚合物 2．有关概念 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。 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。 聚合度：高分子链中含有链节的数目，通常用n 表示。 高聚物：由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物。 3．有机高分子化合物的分类 (1)按来源分：天然高分子、合成高分子。 (2)按结构分：线型高分子、体型高分子、支链型高分子。 (3)按性质分：热塑性高分子、热固性高分子。 (4)按用途分：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、黏合剂等。 典例1．下列物质中，不属于高分子化合物的是(　　) A．纤维素 B．软脂酸甘油酯 C．蛋白质 D．醋酸纤维素 【答案】B 【解析】软脂酸甘油酯属于油脂，不属于高分子化合物。糖类中的淀粉和纤维素、蛋白质都是高分子化合物；醋酸纤维素是纤维素分子中的羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。 典例2．化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高做出了巨大贡献。下列各组物质全部为合成高分子材料的是(　　) A．聚乙烯　酚醛树脂　　　 B．麦芽糖　胰岛素 C．淀粉　聚异戊二烯 D．纤维素　涤纶 【答案】A 【解析】合成高分子材料主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶等，据此可以判断。乙烯发生加聚反应生成聚乙烯，苯酚和甲醛发生缩聚反应生成酚醛树脂，二者均属于合成高分子材料，A项正确；麦芽糖是二糖，不是高分子化合物，胰岛素不是合成高分子材料，B项不正确；淀粉是天然高分子化合物，聚异戊二烯是合成高分子材料，C项不正确；纤维素是天然高分子化合物，涤纶是合成高分子材料，D项不正确。 知识点二：合成高分子化合物的基本方法 1．加成聚合反应 (1)概念：由低分子有机物通过加成聚合反应得到高分子有机物的反应，简称加聚反应。得到的高分子结构呈线型，称为聚合物或加聚物。 (2)特点 ①单体必须是含有双键、参键等不饱和键的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。 ②发生加聚反应的过程中，没有副产物产生，聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。 (2)乙烯发生加聚反应的方程式：nCH2=CH2。 2．缩合聚合反应 (1)概念：由一种或一种以上的单体相互结合生成聚合物，同时有小分子生成的反应，简称缩聚反应。得到的高分子称为缩聚物。 (2)特点 ①缩聚反应的单体往往是具有双官能团（如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等）或多官能团的小分子。 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。 (3)缩聚物的表示方法 缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团（这与加聚物不同，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。） 如：聚己二酸乙二酯的结构简式为： (3)乙二酸和乙二醇发生缩聚反应得到聚酯的方程式为 nHOOC—COOH+nHOCH2—CH2OH。 【点拨】书写缩聚反应的化学方程式时，各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致。例如，下列化学方程式中两者都是n。另外，也要注意生成的小分子的物质的量：由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一