第5章 第1节 合成高分子的基本方法-【一本】高中化学知识大盘点

第五章 合成高分子 课 1.了解聚合物的组成与结构特点，认识单体和单体单元（链节)及其与聚合物结构的关系。 要 了解加聚反应和缩聚反应的特点。 2.认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点。了解新型高分子材料的优异性能及其 点 在高新技术领域中的应用。 思维导图 由小分子聚合而来 特点 相对分子质量较大 由若干个重复结构单元组成 有机高分子 线型结构 合成高分子的结构 支链型结构 网状结构 单体中含有碳碳双键或碳碳三键等不饱和键 加成聚合反应 产物中没有小分子 链节与单体的化学组成元素相同 高分子材料的 合成方法 单体具有双官能团或多官能团 合成高分子 产物中除高聚物外，有小分子副产物生成 缩合聚合反应 链节与单体化学组成不同 高聚物有端基原子或原子团 聚乙烯 塑料 酚醛树脂 天然纤维 通用高分子材料 纤维 再生纤维 化学纤维 合成纤维」 高分子材料 合成橡胶 性能：耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等 高吸水性树脂 功能高分子材料 高分子分离膜 425● 第一节 合成高分子的基本方法年0考 必备知识 知识点1 合成高分子 ◆特别提醒 般是指由成千上万个原子以共价键连接形成的、相对分 聚合物的平均相对分子 子质量很大(10~10°以上)的化合物（简称高分子）。高分 质量=链节的相对质 高分子 子多是由小分子通过聚合反应而生成的，也称为聚合物。 量×聚合度(n)。 化合物 高分子的相对分子质量是一个平均值，因为聚合反应得到 的是分子长短不一的混合物 聚合 由小分子物质合成高分子化合物的化学反应。包括加成聚 反应 合反应和缩合聚合反应 单体 能合成高分子的小分子化合物 高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单元，又称为 链节 重复结构单元 结构 在高分子化合物的分子链中，与单体相对应的最小结构 单元 单位 选择性必修3 聚合度 高分子链中含有的链节数目，通常用n表示 链节 HO千C(CH2)4C -NH(CHANHH 第五章 举例 结构 结构 单元 单元 重复结构单元 合成高分子 @◆特别提醒 知识点32加成聚合反应◆ 重点 ①加聚产物的单体必须 是含有双键、三键等不 1.定义：单体通过加成的方式生成高分子化合物的聚合反应，简 饱和键的有机物。 称加聚反应。既属于加成反应，又属于聚合反应。 ②加聚产物的特点：单 2.常见的加聚反应 体与高分子的组成相 含有碳碳双键的有机化合物发生加聚反应时，双键碳原子上 同，即元素的质量比、原 连接的原子或原子团在高分子化合物中作支链。 子个数比相同，聚合产 (1)单烯烃加聚 物的相对分子质量为单 乙烯加聚：nCH2一CH2 催化剂，ECH2CH2五 体的整数倍。 丙烯加聚：nCH2一CH 催化剂， ECH2一CH]m CH CH ●426● (2)二烯烃加聚 二烯烃单体自聚时，单体的两个双键同时打开，中间单键变双 键，单体之间直接连接形成链节而成为高分子。如1,3-丁二 烯加聚： 型学以致用 xCH2-CH-CH-CH, 催化剂ECH-CH-CH-CH ①相同质量的乙烯和聚 乙烯完全燃烧消耗的 异戊二烯加聚： O2质量相同。（√） Cl-CH-C-CH。催化剂ECH。一CH-C-CH ②聚乙烯等高分子为纯 CH CH 净物。(X) (3)多种单体加聚—共聚 ③高分子的链节与单体 ①不同单烯烃共聚：不同单烯烃均打开双键，不同单体之间直 的元素组成质量比相 接连接形成链节而成为高分子。如乙烯与丙烯加聚： 同。(×) ④[CH一CHn的链 mCHz-CH2 +nCH2-CH-CH ，一定条件 C ECH2-CH2—CH2一CH]m 节为CH一CHCL。(X) CH3 ②单烯烃与二烯烃共聚：单烯烃打开双键，二烯烃的两个双键 到学以致用 也同时打开，彼此相互连接，二烯烃中间的单键又变为双键而 以乙烯和丙烯的混合物 成为高分子。如丙烯与1,3-丁二烯加聚： 为单体，发生加聚反应， nCH2-CH-CH3+xCH2-CH-CH-CH2 催化剂 不可能得到的是() A.ECH2-CH2 ECH2一CHCH2CH=CH一CH2m 选择性必修 B.ECH.CH,CH.CH.CH CH C.CH2 CHCH2 CH2 (4)炔烃加聚 CH 如乙炔加聚：nCH=CH 催化剂 ECH-CH] D.ECH2CH2CH2CH] 第五章 (5)环状化合物加聚 CH 答案：B 如环氧乙烷加聚：nCH2一CH2 催化剂 「O-CH2-CH2]n 成高分子 3.由加聚反应的产物推断单体一单箭头法 从聚合物左端中括号开始，在链节中的键与键之间依次标注 箭头“一”，箭头的头部“加一键”、尾部“减一键”，无键和 中括号处断开。如 聚合物 单体 ↓1CH, CHg CH2~C CH2-C COOCH COOCH 。427。 续表 聚合物 单体 学以致用 -+1 +1 已知某高分子的结构简 CH.CH2-CH>CH2 CH2CH2和 式为 CH,CH-CH2 CH CHs +1 [CHCHCH-CCH,CH元， ECH2CH-CCH2] CH2-CH-C-CH2 CN CH CHa 现有4种有机物： +1 -+1 ECH2-CH-CH'CH2-CH2*CH] CH=CH-CHCH和 ①HC=C《O》 CH-CH2 CH2-CH ② CH CH2 CH-CH CH2CH2 CH-CH. CHa HC=CH和CH2一CH2 ③CH2-C-CN ④CH,-CH-CH-CN 合成该高分子的单体是 知识点3缩合聚合反应一重点 1.定义：由单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应，简称缩 选择性 答案：①②④ 聚反应。所得的高分子化合物称为缩聚物，在反应过程中伴 随有小分子化合物（如HO)的产生。 修 2.书写缩聚反应化学方程式及产物的注意事项 3 动特别提醒 (1)书写缩聚物的结构简式时，要在方括号外侧写出链节余下的 第 ①缩聚物的单体通常具 端基原子或原子团。加聚物的端基不确定时，通常用横线“一”表示 有双官能团（如OH、 0 COOH、一NH2、-X及 HOC(CH2)C-O(CH2)20H 成高分子 活泼氢原子等)或多官能 端基原子团 端基原子 团的小分子。 (2)书写缩聚反应的化学方程式时，单体的计量数与缩聚物结 ②缩聚产物特，点：缩聚 反应生成聚合物的同 构简式的小角标要一致；要注意小分子的计量数，一般由一种 时，还有小分子副产物 单体进行的缩聚反应，生成小分子的计量数为n一1；由两种 (如H2O、NH3、HCl等) 单体进行的缩聚反应，生成小分子的计量数为2n一1。 生成，所得聚合物链节 3.常见的缩聚反应(R、R'为烃基) 的化学组成与单体的化 (1)二元醇与二元羧酸缩聚 学组成不同。 zHOOC--R-COOH+mH0-R'-OH催化剂 HOEC-R-C-O-R'-O]H+(2x-1)H2O ●428● (2)羟基酸缩聚 ①若只有一种单体，则可表示为 ® 学以致用 0 HORCOOH 化剂HEO-RC]OH+(m-1DH,O 下列关于高分子化合物 △ 的组成、结构或性质的 ②若有两种或两种以上的单体，则可表示为 说法正确的是() nHO-R-COOH+nHO-R'COOH催化剂， A.高分子化合物的单 △ 体中一定含有 HFO-R-C-OR'-CTOH +(2n-1)H2O (3)二元胺与二元羧酸缩聚 B.高分子化合物的链节 和单体组成相同 nH2N-R-NH,十rHOOC--R'-COOH一定条件 C.缩聚反应的单体至少 有两种物质 0 D.从实验中测得的某 H-ENH-R-NH-C-R-CTOH +(2n-1)H2O 种高分子化合物的 (4)氨基酸的缩聚 相对分子质量只能 ①若只有一种单体，则可表示为 是平均值 答案：D nH2N-R COOH->H-ENHR CTOH +(n-1)H2O ②若有两种或两种以上的单体，则可表示为 选择性必修 nH2N-R-COOH +nH2N-R'-COOH- 0 0 第五章 H-ENH-R-C-NH-R'-CTOH+(2n-1)H2O 4.缩聚反应产物单体的判断方法 0 O 合成高分子 (I)若高聚物为HEO-R一C]nOH或HENH-R一COH, 其单体必为一种，拆掉中括号即为单体的结构简式。 0 0 如HEO CH2CHC]nOH的单体为HOCH2CHC一OH。 (2)凡链节中含有 的高聚物，其单体为羧酸和醇， 0 将一C一O一中的CO断开，羰基碳原子上加一OH,氧原 子上加一H即可。 。429● ® 学以致用 如HO十C CO-CH,-CH,-OH的单体为HOOC一COOH H 补OH 补H H-EN CH-C]OH 和HOCH2CH2OH。 CH 0 的单体为 答案： (3)凡链节中含有一C一NH一的高聚物，其单体一般为氨基 CH;-CH-COOH NH2 酸，将一C -NH一中的C一N断开，羰基碳原子上加OH, 氮原子上加一H即可。 盘 高频考点 解析由一种单体进行的缩聚反应，生成 聚合物结构与性质的 考点 综合考查 5年8考 小分子的计量数为(n一1)，A正确；聚乳 例（湖南卷）聚乳酸是一种新型的 选择性 酸分子中含有三种官能团，分别是两端的 生物可降解高分子材料，其合成路 修 羟基、羧基和链节中的酯基，B错误；1个 线如图所示： 乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基，均 CH CH3 第五章 OH催化剂 H OH n HO +m H2O 可与Na反应产生H2,则1mol乳酸和足 乳酸 聚乳酸 成高分子 量的Na反应生成1molH2,C正确；1个 下列说法错误的是 乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基，则 A.m=n-1 两分子乳酸可以缩合产生含六元环的分 B.聚乳酸分子中含有两种官能团 C.1mol乳酸与足量的Na反应生成 1 mol H2 子 CHCH CH一CH3,D正确。 D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的 分子 故选B。 ●430e