5.1　合成高分子的基本方法 导学案 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修3

合成高分子的基本方法 学习目标　1.了解聚合物的组成与结构特点,认识单体和重复结构单元(链节)及其与聚合物结构的关系。2.了解加聚反应和缩聚反应的特点,能写出典型的加聚反应和缩聚反应的反应式。 一、加成聚合反应　　　　　　　　　　　　　　　　 (一)知识梳理 1.高分子的特点 (1)高分子的合成是利用有机物相互　　　　　的性能,得到相对分子质量较大的高分子的过程。  (2)高分子的特点 ①高分子的相对分子质量比一般有机物大得多,通常在104以上。 ②高分子的相对分子质量是一个　　　　　　值,聚合反应得到的是分子长短不一的混合物。  (3)合成高分子的基本方法 合成高分子的基本方法包括加成聚合反应和缩合聚合反应,前者一般是含有　　　　　　的烯类单体发生的聚合反应,后者一般是含有两个(或两个以上)　　　　　　的单体之间发生的聚合反应。  2.加成聚合反应 概念 由单体分子间通过　　　　　　反应生成高分子的反应称为加成聚合反应,简称　　　　　　反应。反应生成的聚合物称为　　　　　　,简称加聚物。  组成与结 构(以聚 氯乙烯 为例) 已知聚氯乙烯的结构简式为。 ①单体:能　　　　　　　　的小分子物质称为单体。由此可知聚氯乙烯的单体是　　　　　　。  ②链节:高分子链中可重复的最小　　　　　　称为链节,又称重复结构单元。聚氯乙烯的链节是　　　　　　　　。  ③聚合度:高分子链中含有的　　　　　　数目称为聚合度,通常用　　　　表示。  ④加聚物的平均相对分子质量:加聚物的平均相对分子质量=　　　　　　　　　　。  (二)问题探究 问题1　已知聚苯乙烯的结构为,则该聚苯乙烯的链节和单体分别是什么? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  问题2　一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如图所示: 写出该聚合物以及单体的结构简式。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  问题3　写出下列聚合反应的化学方程式。 (1)　　　　　　　　。  (2)nCH2==CH2+nCH2==CH—CH3　　　　　　　　。  【探究归纳】 1.巧记加聚反应产物的书写方法 (1)单烯加聚双改单,链节主链两个碳,其他部分连原碳,写成支链不改变。 (2)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。 (3)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。 2.由加聚物推断单体的方法 (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,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。如的单体为CH2==CH2和CH3—CH==CH2。 (3)凡链节主链中只有碳原子,并存在结构的聚合物,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。由加聚物推断单体的方法可简要总结为“两两一组,组间断1键,组内加1键。” 1.EPR是一种对氧化剂具有较好抗耐性的合成材料,应用极为广泛,其结构简式可以表示如下,下列有关说法正确的是(　　) A.该材料的单体为 B.可用溴水鉴别该材料和其单体 C.该材料为高分子化合物,也为纯净物 D.该材料能使酸性高锰酸钾和溴水褪色,且原理相同 2.(2024·江苏盐城高二期中)某高聚物可表示为,下列有关叙述错误的是(　　) A.该高聚物是通过加聚反应制得的 B.合成该高聚物的单体有4种 C.该物质能被酸性高锰酸钾溶液氧化 D.1 mol该物质最多可与n mol H2发生反应 3.写出下列单体发生加聚反应的化学方程式。 (1)ClCH==CH2:　　　　　　　 　　　　　　　　。  (2):　　　　　　　 　　　　　　　　。  (3)CH2==CH2+CH3—CH==CH—CH3:　　　　　　　 　　　　　　　　。  二、缩合聚合反应　　　　　　　　　　　　　　　　 (一)知识梳理 1.缩聚反应的概念和特点 概念 由单体分子间通过　　　　　　　　反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应,简称　　　　　　反应。反应生成的聚合物称为　　　　　　,简称缩聚物。  反应 特点 ①在生产缩聚物的同时,还伴有　　　　　的副产物(如H2O等)的生成。  ②大多缩聚反应是　　　　　　反应,为提高产率,并得到具有较高聚合度的缩聚物,需要及时移除反应产生的　　　　　　　　。  2.缩聚物和缩聚反应方程式的书写 注意 事项 (1)书写缩聚物的结构简式时,要注明端基原子或原子团。 (2)书写缩聚反应化学方程式时要两个“注明”,一是注明“n”。二是注明生成小分子的个数,若由一种单体缩聚小分子数一般为　　　　　　,两种单体缩聚,小分子数一般为　　　　　　。  实例 己二酸[]与乙二醇(HOCH2CH2OH)发生缩聚反应的方程式为 　　　　　　　  　　　　　　　  　　　　　　　  (二)问题探究 问题1　下列有机物中,可发生加聚反应的化合物是哪几个?请写出其中一种加聚物的结构简式。可发生缩聚反应的化合物是哪几个? a. b. c.HO(CH2)2OH　d.CH3CH==CH—CN e.　f.HOOC(CH2)4COOH 　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  问题2　完成下列缩聚反应的化学方程式。 (1)乳酸()的缩聚。 (2)间苯二甲酸()和间苯二胺()的缩聚。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  问题3　荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料——感光性高分子也称为“光敏性高分子”,其结构简式为,试分析该高聚物的链节、单体及原料。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  【探究归纳】 1.常见的缩聚反应类型 能够发生缩聚反应的物质含有双官能团或多官能团(如—OH、—COOH、—NH2等),常见的缩聚反应类型主要有如下几种: (1)二元酸与二元醇缩聚 以羟基中的氢原子和羧酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应,生成水分子的物质的量一般为2n-1。 +nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O (2)氨基酸缩聚 以氨基中的氢原子和羧基中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。 +(n-1)H2O　 nH2N—CH2—COOH+ +(2n-1)H2O (3)羟基酸缩聚 +(n-1)H2O (4)酚醛树脂型缩聚 以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。 n++(n-1)H2O 2.由缩聚物推断单体的方法 (1)若聚合物为或,其单体必为一种,去掉中括号和n即可。 如的单体为; 的单体是。 (2)当链节中含有或结构时,其单体至少是两种,此时常用“切割法”,去掉中括号和n后,断开羰基与氧原子或氮原子间的共价键,然后在羰基碳上连上羟基,在氧原子或氮原子上连上氢原子。如图所示: ①的单体为和HO(CH2)4OH。 ②去掉中括号和n再水解的单体为H2NCH2COOH和。 4.合成高分子已经广泛应用于人们的日常生活中,下列有关合成高分子的说法正确的是(　　) A.是通过加聚反应得到的 B.亚克力()的单体有顺反异构 C.聚酯纤维涤纶 ()含有三种含氧官能团 D.电绝缘树脂 ()的单体是邻羟基苯甲醛和苯胺 5.找出下列高分子的单体,并按要求填空。 (1)锦纶()的单体为　　　　　　　　,  反应类型为　　　　。  (2)涤纶 ()的单体为　　　　　　　　,  制备涤纶的化学方程式为　　　　　　　  　　　　　　　　。  合成高分子的基本方法 一、 (一)1.(1)反应　(2)②平均　(3)双键　官能团 2.加成　加聚　加成聚合物　合成高分子　CH2==CHCl　结构　—CH2—CHCl—　链节　n　链节的相对质量×n (二) 问题1　链节是,单体是。 问题2　单体的结构简式:单体的结构简式:。 问题3　(1) (2) 对点训练 1.B　[该材料由2种单体加聚得到,单体为CH2==CH—CH3、CH2==CH2,A错误;该材料只含单键,不与溴水反应,其单体含有碳碳双键,能与溴单质发生加成反应,从而使溴水褪色,能鉴别,B正确;该材料为高分子化合物,聚合度n不确定,属于混合物,C错误;该材料只含单键,均不能使酸性高锰酸钾和溴水褪色,D错误。] 2.B　[该高聚物是由CH2==C(CH3)CH==CH2、CH3—CH==CH2、CH2==CH2这3种单体经加聚反应制得,A正确,B错误;该高聚物中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液紫色褪去,C正确;该高聚物中由许多链节,聚合度是n,每个链节中含有的 1个碳碳双键可以与H2发生加成反应,则1 mol该物质中含有n mol碳碳双键,故可与n mol H2发生加成反应,D正确。] 3.(1)nClCH==CH2 (2) (3)nCH2==CH2+nCH3—CH==CH—CH3 二、 (一)1.缩合　缩聚　缩合聚合物　小分子　可逆　小分子副产物 2.n-1　2n-1　+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O (二) 问题1　可发生加聚反应的化合物有b、d,b加聚反应的产物为。能发生缩聚反应的化合物有a、c、f。 问题2　(1)+(n-1)H2O (2)n+n+(2n-1)H2O 问题3　该高聚物的链节为,单体为,单体是由 CH2==CHOH和发生酯化反应得到的。 对点训练 4.C　[PC存在端基原子和原子团,所以是通过缩聚反应得到,A错误;亚克力的单体是,没有顺反异构,B错误;聚酯纤维涤纶中含有羧基、酯基、羟基三种含氧官能团,C正确;电绝缘树脂是由、HCHO、缩聚而成,D错误。] 5.(1)H2N(CH2)5COOH　缩聚反应 (2)、HOCH2CH2OH　 +nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O 学科网（北京）股份有限公司 $$