5.1 合成高分子的基本方法-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修3）

该高中化学课件聚焦合成高分子的基本方法，系统讲解加聚反应和缩聚反应的微观本质、单体与链节等概念及推断方法。课堂从高分子科学贡献与分类导入，通过天然与合成高分子对比，搭建概念支架，衔接前后知识脉络。 其亮点是以氯乙烯加聚、己二酸缩聚等实例为载体，用“断键成键”微观分析和“切割法”培养科学思维，结合实验步骤设计强化科学探究与实践。学生能构建系统认知思路，教师可借助清晰实例提升教学效率。

高中化学人教版（2019）选择性必修3 第五章 合成高分子 第一节 合成高分子的基本方法 学习重难点 素养目标 重点 1.高分子材料的分类，如通用高分子材料（塑料、合成纤维、合成橡胶等）和功能高分子材料（高吸水性树脂、高分子分离膜等）的特点和应用。 2.常见高分子材料的结构特点，如聚乙烯、酚醛树脂等的分子结构，以及这些结构与材料性能之间的关系 。 难点 1.从微观角度理解高分子材料的结构复杂性。 2.设计并实施高分子合成实验，培养学生的科学探究能力，在实验过程中，学生需要掌握实验操作技能、数据处理方法以及对实验结果的分析和解释。 1、通过氯乙烯加聚反应的断键和成键特点，认识加聚反应的微观本质，构建加聚反应的一般认知思路。了解高分子的单体、链节、聚合度和平均相对分子质量等基本概念，认识单体、链节与高分子结构的关系，能通过分析加聚物的结构推测相应的单体。 2、通过体验己二酸与乙二醇的缩聚反应过程，认识缩聚反应的微观本质；能通过分析反应物官能团的结构和种类，正确判断缩聚产物的链节和端基，以及小分子生成物及其个数，构建缩聚反应的一般认知思路；能通过分析缩聚物的结构推测相应的单体。 通用高分子：塑料、合成纤维、合成橡胶 天然高分子: 淀粉、纤维、天然橡胶 施陶丁格 “在人类历史上，几乎没有什么科学像高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献.” 功能高分子：高吸水性树脂、高分子分离膜、医用高分子等 功能化 智能化 现代化 3 【学习任务1】认识合成高分子 1.有机高分子 （1）高分子分为天然高分子和合成高分子 ①天然高分子——淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶等 ②合成高分子——塑料、合成纤维、合成橡胶等 （2）高分子和有机小分子的区别与联系 高分子 有机小分子 相对分子质量 相对分子质量数值 分子的基本结构 性质 联系 通常在104以上 一般在1000以下 平均值 具有明确的数值 由若干个重复结构单元组成 具有单一结构 在物理、化学性质上有较大差异 有机高分子是由有机小分子经过聚合反应得到的 1、高分子合成概述 高分子的合成是利用有机化合物相互反应的性能，得到相对分子质量较大的高分子的过程。 高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多，通常在104以上；一般有机化 合物的相对分子质量具有明确的数值，而高分子的相对分子质量却是一个平均值，因为高分子是混合物。 2、 合成高分子的基本方法： ①加成聚合反应：一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应。 ②缩合聚合反应：一般是含有两个(或两个以上)官能团的单体之间发生的聚合反应。 【学习任务1】认识合成高分子 单体 链节 聚合度 聚合物 举例 2.合成高分子 （1）合成高分子的基本方法 基本方法 加成聚合反应 缩合聚合反应 一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应 一般是含有两个（或两个以上）官能团的单体之间发生的聚合反应。 （2）合成高分子的相关概念 能合成高分子的小分子物质 高分子中化学组成相同、可重复的最小结构单元，也称重复结构单元或单体单元 高分子链中含有的链节数目，通常用n表示 由单体聚合形成的相对分子质量较大的物质 — — nCH2 = CH2 单体 催化剂 [CH2 = CH2]n 链节 丙烯 聚丙烯 一.加成聚合反应 1.定义：由不饱和的低分子化合物以加成反应的形式结合成高分子 化合物的反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。 CH3CH=CH2 n 一定条件 [ ] CH CH2 CH3 n ①单体：能合成高分子的小分子物质被称为单体。 ②链节：高分子中重复的结构单元称为链节 ③聚合度：高分子中含有链节的数目称为聚合度，通常用n表示 ④聚合物的平均相对分子质量=链接×n 【学习任务2】合成高分子的基本方法 单体名称 单体结构简式 聚合物 链节 乙炔 HC≡CH 丙烯 CH2=CHCH3 丙烯腈 CH2=CHCN 乙酸乙烯酯 CH3COOCH=CH2 1,3-丁二烯 CH2=CH—CH=CH2 CH3 [CH2—CH ]n CH3 CH2—CH CN [CH2—CH ]n CN CH2—CH OOCCH3 [CH2—CH ]n OOCCH3 CH2—CH [CH2-CH=CH-CH2]n CH2-CH=CH-CH2 (1)单体必须是含有双键、叁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)加聚反应只发生在不饱和键上 (3)没有小分子物质生成，原子利用率为100% (4)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 2.加聚反应的特点： 3.加聚反应的几种常见类型 (1)仅由一种单体发生的加聚 方法：断双(三)键，伸两边，添括号，写n nCH2=CH2 催化剂 聚乙烯 [CH-CH2]n 聚乙炔 nCH≡CH 一定条件 [CH=CH2]n (2)共轭二烯烃加聚 方法：双变单，单变双，破两头，移中间 一定条件 nCH2=CH-CH=CH2 [CH2-CH=CH-CH2]n (3)混聚：由两种或两种以上单体发生的加聚反应 nCH2=CH2+ nCH2=CH CH3 一定条件 [CH2 CH2 CH CH2] n CH3 [ CH2 CH2 CH2 CH] n CH3 方法：断双键，连中间，添括号，写n 4.加聚物推单体 [ ] CH CH2 Cl n 单体 CH=CH2 Cl 1.链节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。 [ ] C CH2 COOCH3 n CH3 单体 C=CH2 COOCH3 CH3 2.链节主链上只有四个碳原子且链节无碳碳双键的聚合物，其单 体必为两种，在正中央划线断开，然后左右两个半键闭合即可。 [CH2-C=CH-CH2]n CH3 单体 CH2=CH2 + CH2=CH-CH3 3.链节主链上只有碳原子且存在碳碳双键结构的聚合物，双键前 后两个碳原子断开，形成共轭烯烃结构。 规律：见双键，四个碳，无双键，两个碳 [ CH2 CH = C CH2 CH CH2 ] n Cl CH3 单体 CH2=CH C=CH2 Cl CH3CH=CH2 4.链节主链上有多个碳原子，且其中含有碳碳双键的聚合物，若采用 “见双键，四个碳”的断键方式，链节主链两边只剩下1个碳原子， 无法构成含双键的单体时,则可能是含有碳碳三键的化合物参与了加 聚反应。 [CH-CH2-CH=CH-CH2-CH2]n 单体 CH=CH2 CH=CH2 HC≡CH 写出下列单体聚合得到的聚合物的结构简式 CH2 C COOCH3 CH3 甲基丙烯酸甲酯 CH2 C CH3 COOCH3 [ ]n 镜片材料：聚甲基丙烯酸甲酯 CH2 CH2 和 CH2 CHCH3 CH2 CH2 CH2 CH CH3 [ ]n 防水卷材：乙丙橡胶 断双键，连中间，添括号，写n 14 CH2 C CH3 CH2OH [ ]n CH2 C CH3 CH2OH CH2 C CH2OH CH3 由加聚反应的高聚物写出单体的结构简式 CH2 CH CH2 CH CH3 CN [ ]n CH2 CH CH2 CH CH3 C C CH2 CH CN CN CH2 CHCH3 15 由单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应，简称缩聚反应。 1．定义 缩聚反应 缩聚反应与加聚反应的重要不同是缩聚反应产物除了生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物的生成，而加聚反应产物只生成加聚物。 端基原子团 端基原子 2．缩合聚合反应特点 (1)缩聚反应的单体通常是具有双官能团(如—OH、—COOH、—NH2等)或多官能团的小分子。 (2)缩聚反应生成缩合聚合物(简称缩聚物)的同时，还伴有小分子副产物(如H2O等)的生成。由一种单体进行的缩聚反应，生成的小分子的物质的量一般为n-1；由两种单体进行的缩聚反应，生成的小分子的物质的量一般为2n-1。 (3)缩聚反应一般多为可逆反应为提高产率，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小分子副产物。 己二酸 乙二醇 HOC(CH2)4COH + O O HO(CH2)2OH C(CH2)4C O O O(CH2)2O C(CH2)4C O O O(CH2)2O … H [ ]n C(CH2)4C O(CH2)2O O O HO 3．常见的缩聚反应 能够发生缩聚反应的物质含有多种官能团(—OH、—COOH、—NH2等)，主要有如下几种类型: (1)二元酸与二元醇缩聚 产物：斩头去尾， 挤出小鬼(小分子)。 H2O 18 观察己二酸乙二醇的官能团特点，能否通过酯化反应生成链状的高分子 HOC(CH2)4COH + O O HO(CH2)2OH [ ]n HO C(CH2)4C O(CH2)2O H O O n n 己二酸 乙二醇 端基 端基 聚合物 链节 单体 单体 聚合度 + H2O (2n-1) 19 O HO C(CH2)5OH 6-羟基己酸 催化剂 △ O HO C(CH2)5OH O HO C(CH2)5OH O C(CH2)5O O C(CH2)5O O C(CH2)5O [ ]n HO H n + H2O n个-COOH+n个-OH n个H2O 两端官能团没有脱水 生成（n-1）H2O （n-1） (2)羟基酸缩聚 20 写出己二酸和己二胺发生缩聚反应的化学方程式 (酸脱羟基氨脱氢) HO C(CH2)4C OH O O H2N(CH2)6NH2 己二酸 己二胺 (3)二元酸与二胺缩聚 21 5.缩聚物单体的判断方法 (1)若聚合物为 或 ，其单体必为一种，去掉中括号和n即可。 如： 一去 单体 (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。 补上—OH 补上—OH 补上—H 补上—H HOOC(CH2)4COOH HO(CH2)2OH H2NCH2COOH CH3—CH—COOH NH2 — 一去 二断 三补 单体 步骤 第一步 第二步 第三步 实例 采用“切割法”去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”,变为小分子 断开分子中的肽键或酯基 在断开的羰基碳原子上连接—OH,在氧或氮原子上连接—H,还原为单体小分子 缩合聚合反应 小结1：已知单体，如何写缩聚反应的高聚物 HOC(CH2)4COH + O O HO(CH2)2OH C(CH2)4C O O [ ]n O(CH2)2O HO H C(CH2)4C O O O(CH2)2O HO H [ ]n C(CH2)4C O O O(CH2)2O HO H HOC(CH2)4COH O O HO(CH2)2OH 酸加羟基醇加氢 小结2：已知缩聚反应高聚物如何写单体 25 官能团组合 OH和 COOH NH2和 COOH 两种单体 一种单体 二元酸和二元胺 二元酸和二元醇 羟基酸 氨基酸 n−1 2n−1 方程式水的系数 脱水缩合方式 酯化反应 成肽反应 缩聚反应的单体一般至少有两个官能团，一般通过脱水实现缩聚 由高聚物写出单体的结构简式 C(CH2)4C O O [ ]n HO H HN(CH2)4NH 肽键 C(CH2)4C O O HO H HN(CH2)4NH 酸加羟基氨加氢 HOC(CH2)4COH O O H2N(CH2)4NH2 26 【课堂小结】 单体 由单体写聚合物结构简式 加聚反应 缩聚反应 由聚合物结构推单体 聚合物 结构 官能团、化学键、碳骨架…… Summer 䕎犋 Encore 154103.55 $