内容正文:
第2课时 有机高分子的合成
学业要求解读
活动探究建议
1.了解常见的有机高分子化合物。
2.掌握加成聚合反应,能用化学方程式表示加成聚合反应过程。
3.了解合成高分子化合物的主要类别及其在生产、生活和现代科技发展中的广泛应用。
1.宏观辨识与微观探析:了解有机高分子化合物的结构。
2.变化观念与模型认知:认识到有机化合物之间相互转化的规律,知道有机反应需要一定的条件,并遵循一定规律。
3.科学态度与社会责任:了解合成高分子化合物的主要类别及其在生产、生活和现代科技发展中的广泛应用。
学习任务 有机高分子的合成
1.常见的高分子化合物
(1)塑料、合成纤维、合成橡胶统称为三大合成材料,它们都属于合成有机高分子。
(2)生活中用于制水杯、奶瓶、食物保鲜膜等用品的聚乙烯是以乙烯为原料,在一定条件下,通过下列反应得到的:nCH2===CH2CH2—CH2。
(3)大量用于制造玩具、标本架、录音带外壳、包装用泡沫塑料的聚苯乙烯是苯乙烯在一定条件下,通过下列反应制得的:nC6H5—CH===CH2 。
(4)用于制造塑料薄膜、人造革、塑料管材和板材的聚氯乙烯,是以氯乙烯为原料通过加聚反应制得的,化学方程式为 。
2.有机高分子化合物的合成方法——加聚反应
(1)含有碳碳双键(或碳碳三键)的相对分子质量小的有机化合物分子,在一定条件下,通过加成反应,互相结合成相对分子质量大的高分子,这样的反应叫作加成聚合反应,简称加聚反应,它是合成高分子的一类重要反应。
(2)乙烯发生加聚反应的过程为若干个乙烯分子中的碳碳双键中的一个键断裂,分子里的碳原子互相结合成为很长的碳链,可表示如下:
反应的化学方程式可表示为nCH2===CH2―→CH2—CH2。
聚乙烯的结构简式为:CH2—CH2,聚乙烯的链节为—CH2—CH2—,聚乙烯的单体为CH2===CH2,聚乙烯的聚合度为n。
(3)加聚反应的特点
a.单体必须是含有不饱和键的化合物;
b.加聚反应发生的位置是不饱和键;
c.加聚反应过程中,没有副产物产生,聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同;
d.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。
(4)加聚反应与加成反应的关系
聚合反应包含加聚反应,可用如图表示
乙烯、聚乙烯都能使溴水褪色吗?
提示:不能。乙烯可以使溴水褪色,乙烯中的碳碳双键发生加聚反应生成聚乙烯,因此聚乙烯不能使溴水褪色。
具有什么结构特点的物质才能发生加成反应?
提示:含有碳碳双键或碳碳三键等不饱和键的物质。
丙烯能发生加聚反应吗?试写出其化学方程式。
提示:能。nCH3—CH===CH2。
探究点一 加聚反应类型与产物书写
1.单烯烃加聚
单体中只含一个时,断开双键,断键原子与其他分子中的断键原子结合,依次重复形成高聚物,如丙烯的聚合:
nCH3—CH===CH2。
2.二烯烃加聚
当一个分子中存在两个时,断键原子与其他分子中的断键原子相结合,而内部其他的断键原子再结合成不饱和键。
如顺丁橡胶的生成:nCH2===CH—CH===CH2CH2—CH===CH—CH2。
3.共聚
是将两种或多种化合物在一定的条件下发生聚合反应生成一种高聚物的反应。例如,丙烯和乙烯在一定条件下能生成聚乙丙烯。
nCH2===CH2+nCH2===CH—CH3。
(源于教材P87T6)下图是以乙炔为主要原料合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶的转化关系图。
(1)写出A、B、C、D四种物质的结构简式:
A:________________;B:________________;
C:________________;D:________________。
(2)写出②④的反应类型:
②__________,④___________。
(3)写出有关反应的化学方程式:
②_______________________________________________________________。
③_______________________________________________________________。
⑤_______________________________________________________________。
⑦_______________________________________________________________。
[思路点拨] 解答本题时可以采用以下思路:
→→
【解析】 制备聚氯乙烯的单体为氯乙烯,因此反应①为CH≡CH与HCl发生加成反应生成氯乙烯;乙炔与HCN发生加成反应生成丙烯腈(CH2===CH—CN),丙烯腈发生加聚反应生成聚丙烯腈;根据氯丁橡胶的结构