5.1 合成高分子的基本方法 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

该高中化学课件聚焦合成高分子的基本方法，系统讲解高分子化合物的特点、分类、命名及加聚反应、缩聚反应的原理与应用，通过问题导入结合化学史（1922年施陶丁格贡献）激发兴趣，构建从概念到反应类型的递进式学习支架。 其亮点在于运用对比表格（如高分子与低分子有机物对比、加聚与缩聚反应对比）和具体实例（如涤纶、尼龙66合成），培养科学思维与化学观念，学习评价题强化证据推理，课堂小结梳理核心知识，助力学生深化理解，教师可提升教学效率。

第五章 合成高分子 第一节 合成高分子的基本方法 你对合成有机高分子材料有多少了解？它们是怎样形成的？ 1922 施陶丁格高分子化学之父 食 住 行 用 衣 1.有机高分子的特点   有机高分子化合物 低分子有机物 相对分子质量 相对分子质量的数值 分子的基本结构 性质 高达10 000以上 1 000以下 平均值 明确数值 若干重复结构单元组成 单一分子结构 物理、化学性质有较大差别 高分子化合物都是混合物，无固定熔沸点 任务一 高分子化合物的特点和分类 概念：由许多低分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很大(通常在104以上)的一类化合物。也称高分子化合物、聚合物或高聚物。 塑料 合成纤维 合成橡胶 黏合剂 涂料 高分子分离膜 导电高分子 医用高分子 高吸水性树脂 按来源 分类 天然高分子 人工合成高分子 高分子 材料 淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶、壳聚糖、核酸等 按用途和 性能分类 通用高分子材料 功能高分子材料 高分子 材料 2.有机高分子的分类 任务一 高分子化合物的特点和分类 塑料、合成纤维、合成橡胶等 （合成树脂） 三大合成材料 1.合成高分子 一种单体：在单体名称前加“聚”字，如聚乙烯、聚丙烯等 两种单体 在缩合产物或两种单体前加“聚”，如聚对苯二甲酸乙二酯等 在两种单体名后加“树脂”，如酚醛树脂等 2.合成橡胶：在单体名称后加上“橡胶”，如乙（烯）丙（烯）橡胶、顺丁（二烯）橡胶等。 3.合成纤维：常用“纶”，如涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯纤维)、氯纶（聚氯乙烯纤维）等。 任务一 高分子化合物的特点和分类 2.有机高分子的命名 聚氯乙烯本身较硬，需加入增塑剂，稳定剂等。室温下，增塑剂小分子会逐渐“逃逸”出来。，这些增塑剂小分子在室温下会逐渐“逃逸”出来，使柔软的塑料制品逐渐变硬；有的增塑剂还具有一定毒性。所以，不能用含增塑剂的聚氯乙烯薄膜生产食品包装材料。 4.合成有机高分子的方法 Mr > 104 Mr ：平均值 小分子 化合物 高分子 化合物 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 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 聚合反应 相对质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应 任务一 高分子化合物的特点和分类 【典例1】下列材料中不属于有机高分子化合物的是（ ） A B C D 外墙保温板 光导纤维 宇航服 尿不湿 酚醛树脂 二氧化硅 聚酯纤维 聚丙烯酸钠 B 【解析】酚醛树脂、聚酯纤维、聚丙烯酸钠属于高分子化合物，故A、C、D不符合题意；二氧化硅为无机物，不属于高分子化合物，故B符合题意。 学习评价 由不饱和、相对分子质量小的化合物分子，通过加成的方式相互结合成相对分子质量大的化合物分子，这样的反应叫加成聚合反应，简称加聚反应。 1.加聚反应的特点 聚合度 链节 单体 氯乙烯 催化剂 CH2 CH n Cl n CH2=CH Cl 聚氯乙烯(PVC) 能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物 高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位 高分子链中含有链节的数目 加聚反应特点 a. 单体一般含有碳碳双键、碳碳三键等不饱和键。 b. 原子利用率为100%，没有小分子物质生成。 c. 加聚物链节的化学组成与单体的化学组成相同。 d. 聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×n。。 任务二 加成聚合反应（加聚反应） 2.加聚反应的类型 ①单烯烃(或炔烃)的加聚 问题：分析下列烯烃的加聚反应，并写出化学方程式。 聚苯乙烯(PS) 聚丙烯(PP) 任务二 加成聚合反应（加聚反应） 双键横着放，其余靠边站； 伸出两只手，砌成一堵墙。 聚丙烯酸甲酯(PMMA) 2.加聚反应的类型 ②单共轭二烯烃的加聚 CH2=CH CH=CH2 催化剂 两头开，双变单，单变双 聚-1,3-丁二烯 CH2 CH =CH CH2 n CH2 [ CH2 ] C =C n H H CH2 [ CH2 ] C =C n H H 顺 反 n [ n ] 催化剂 聚异戊二烯 [ CH2—C=CH—CH2 ]n CH3 n CH3 CH2=C—CH=CH2 问题：分析异戊二烯的加聚反应，并写出化学方程式。 顺丁橡胶 天然橡胶 任务二 加成聚合反应（加聚反应） 双键打开四只手, 外面两只搞外交, 中间两只手拉手。 2.加聚反应的类型 ③两种或两种以上烯烃共聚 CH2=CH—CH=CH2 + CH2=CH2 [CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2]n n 1,3-丁二烯与乙烯聚合 H2C=CH2+ CH2=CH CH3 催化剂 [CH2 CH2 CH CH2] n CH3 n [ CH2 CH2 CH2 CH] n CH3 n 或者： 乙烯与丙烯的聚合 断双键，双碳伸两手，再按一定顺序首尾相连 乙丙树脂 n n 催化剂 任务二 加成聚合反应（加聚反应） 注意：某些环状化合物开环后，可以相互结合，生成高聚物 催化剂 n CH2-CH2 O 示例：环氧乙烷的开环聚合 注意：某些碳氧双键在一定条件下也可以打开，相互结合生成高聚物 甲醛（HCHO）的加聚 nHCHO 催化剂 聚甲醛（人造象牙） n CH2 CH2 O 知识拓展 [ ] 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.链节主链上有多个碳原子且链节无碳碳双键的聚合物，其单体必为多种单烯烃，每隔两个碳划线断开，然后左右两个半键闭合即可。 3.加聚产物单体的推断 任务二 加成聚合反应（加聚反应） [ CH2 CH2 CH CH2 CH CH2 ]n Cl CH3 单体 CH2=CH2 ClCH=CH2 CH3CH=CH2 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 3.加聚产物单体的推断 任务二 加成聚合反应（加聚反应） 3.加聚产物单体的推断 丁苯吡橡胶 的单体为 CH2=CH-CH=CH2 n CH CH CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH H3C N CH2 CH H3C N CH2 CH 任务二 加成聚合反应（加聚反应） 规律：见双键，四个碳，无双键，两个碳 单体结构简式 聚合物结构简式 链节 CH2=CHCH3 CH2=CHCl CH2=CHCN CH2=CHCOOH CH3COOCH=CH2 HC≡CH 将单体中不饱和键的碳链单独列一行 其余基团挂在链上 1.缩聚反应的特点 一定条件下，具有两个或多个官能团(—OH、—COOH、—NH2等),的单体相互结合成高分子化合物，同时有小分子(如H2O、NH3、HCl等)生成的反应称为缩合聚合反应。 H－O－CH－C－OH O CH3 n ] [ n H－O－CH－C－OH O CH3 + (n-1) H2O 端基原子 端基原子团 催化剂 链节 单体 缩聚反应特点 任务三 缩合聚合反应（缩聚反应） ①缩聚反应的单体往往是具有双官能团或多官能团的小分子。 ②缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物生成如H2O、HCl等；所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。 ③一般的缩聚反应多为可逆反应，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。 ④缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团 2.缩聚反应的类型 H－O－CH－C－OH O CH3 n ] [ n H－O－CH－C－OH O CH3 + (n-1) H2O 催化剂 （1）羟基羧酸的酯化缩聚（一种单体） 任务三 缩合聚合反应（缩聚反应） 由一种单体进行的缩聚反应,生成的小分子物质的量一般为n-1 （2）氨基酸的缩聚（一种单体） n H2NCH2COOH 催化剂 (n－1)H2O n NHCH2 H OH C O n个-COOH+n个-OH n个H2O 两端官能团没有脱水 生成（n-1）H2O 2.缩聚反应的类型 （4）二元酸和二元醇的缩聚（两种单体） C O OH C O HO CH2 CH2 OH HO + 催化剂 n n C O O CH2 CH2 O C O [ ] n HO H + (2n-1)H2O 聚对苯二甲酸乙二酯(涤纶) 任务三 缩合聚合反应（缩聚反应） （3）含双氨基与含双羧基物质的缩聚（两种单体） nH2NCH2(CH2)4CH2NH2＋nHOOC(CH2)4COOH 催化剂 (2n－1)H2O n NHCH2 H OH C O (CH2)4 C O (CH2)4 CH2NH 聚己二酰己二胺(锦纶66、尼龙66) 由两种单体进行的缩聚反应,生成的小分子物质的量一般为2n-1 （先加成后缩聚） （3）特殊类型：甲醛和苯酚 2.缩聚反应的类型 任务三 缩合聚合反应（缩聚反应） 若链节中含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛； 若酯类高聚物中含有酯基，单体有两种，可利用切割法。 任务三 缩合聚合反应（缩聚反应） 3.缩聚产物单体的推断 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 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 若酰胺类高聚物中含有肽键，单体有两种，也可利用切割法； 若链节左右均有肽键相连，单体只有一种。 任务三 缩合聚合反应（缩聚反应） 3.缩聚产物单体的推断 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 反应类型 加聚反应 缩聚反应 单体结构 含有双键、三键等不饱和键 (如烯烃、二烯烃、炔烃等) 单体含有两个或两个以上官能团 (如-OH、-COOH、-NH2、-X等) 聚合方式 通过不饱和键上的加成连接 通过缩合脱去小分子而连接 产物种类 只生成高聚物 高聚物和小分子(如H2O、NH3、HCl等) 组成 高聚物链节和单体的组成相同 高聚物链节和单体的组成不相同 书写 加聚物的端基不确定,通常用横线“—”表示 一般要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团 相对分 子质量 高聚物相对分子质量为单体或链节的n倍 高聚物相对分子质量一定小于单体相对分子质量的n倍 反应种类 单烯加聚,多烯加聚 酯类、肽键类 H－O－CH－C－OH O CH3 n ] [ 任务三 缩合聚合反应（缩聚反应） 1.判断正误 (1)高分子为混合物,且没有固定的熔、沸点。 (　　) (2)加聚反应的原子利用率为100%。(　　) (3)聚合反应得到的聚合物的链节和单体的化学组成不同。(　　) (4)氨基酸分子间可发生缩聚反应。(　　) (5)由同一高聚物组成的高分子材料是纯净物。(　　) (6)缩聚反应与加聚反应一样,产物中均只有高分子。(　　) (7)相同质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧消耗的O2质量相同。(　　) (8)高分子的链节与单体的元素组成质量比相同。(　　) 学习评价 1.下列高聚物必须由两种单体加聚而成的是（ ） A. B. C． D． C 学习评价 2.下列关于有机高分子的说法不正确的是(　　) A.有机高分子被称为聚合物或高聚物,因为它们大部分是由小分子化合物通过聚合反应制得的 B.有机高分子的相对分子质量很大,因而其结构复杂 C.对于一种高分子材料,n是整数,但它的相对分子质量不确定 D.有机高分子都是混合物 B 3.酚醛树脂广泛用于生产电闸、灯口等电器用品，已知酚醛树脂可由以下反应制备，下列说法错误的是 ( ) A．苯酚的分子式为C6H6O B．酚醛树脂具有固定的熔沸点 C．该反应类型为聚合反应 D．甲醛可发生氧化反应 B 学习评价 3.下列单体能在一定条件下发生加聚反应生成 的是(　　) A.丙烯 B.2-甲基-1,3-丁二烯 C.乙烯和丙烯 D.2-甲基-2-丁烯 B 4.下列关于高分子化合物的组成、结构或性质的说法正确的是(　　) A．高分子化合物的单体中一定含有碳碳双键 B．高分子化合物的链节和单体组成相同 C．缩聚反应的单体至少有两种物质 D．从实验中测得的某种高分子化合物的相对分子质量只能是平均值 D 学习评价 【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…… Lavf57.62.100 $