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，从“无处不在的有机高分子材料”实例导入，通过天然与合成高分子分类过渡到高分子合成，构建从生活到理论的学习支架，系统讲解加聚与缩聚反应。 其亮点在于任务驱动式设计，通过加聚反应类型（如共轭二烯烃、共聚）、缩聚反应单体判断等实例，培养科学思维中的模型建构与证据推理能力。结合医用材料等实例，渗透科学态度与责任，助力学生理解化学应用，教师可高效开展教学。

合成高分子的基本方法 第五章 合成高分子 第一节 无处不在的有机高分子材料 聚乙烯防渗膜 合成橡胶手套 聚丙烯熔喷层 聚乳酸缝合线 医用聚乙烯无纺布 聚氯乙烯塑胶地板 防护帽中的橡筋 聚甲基丙烯酸甲酯镜片 无处不在的有机高分子材料 有机高分子 天然高分子：淀粉、纤维素和蛋白质、天然橡胶等 合成高分子： 合成纤维、合成塑料、合成橡胶等 任务一 认识合成高分子 1、高分子的合成：利用有机物相互反应的性能，得到相对分子质量较大的高分子的过程。 2、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； 3、一般有机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，因为聚合反应得到的是分子长短不一的混合物。 4、合成高分子的基本方法包括加成聚合反应与缩合聚合反应，前者一般是含有双键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）官能团的单体之间发生的聚合反应。 任务一 认识合成高分子 思考：有机高分子与小分子化合物有什么不同？ 有机高分子化合物 小分子化合物 相对分子质量 结构 类别 没有明确的数值，只是一个平均值，通常在104以上 具有明确的数值，一般在1000以下 混合物（分子长短不一） 纯净物 由若干个重复结构单元组成 具有单一结构 任务二 加成聚合反应 1、定义：在一定条件下，含有不饱和键的物质通过加成的方式连接成链状的高分子的反应，简称为加聚反应。 n CH2=CH2 [CH2—CH2 ]n 聚乙烯（加聚产物） 单体 链节 聚合度 平均相对分子质量 聚合成高分子化合物的小分子化合物 高分子化合物中的最小重复单元 高分子化合物中的链节数 链节的相对分子质量 × n 如 CH2＝CH2 如—CH2—CH2— 如聚乙烯中的 n 如聚乙烯的为28n 任务二 加成聚合反应 2、加聚反应的特点 (1)单体必须含有双键、三键等不饱和键(如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等) (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 nCH2=CH2 [CH2—CH2 ]n 聚乙烯（加聚产物） 任务二 加成聚合反应 3、加聚反应的类型 (1)单一不饱和键的加聚 n CH3CH=CH2 一定条件 [ ]n —CH—CH2— CH3 n CH2=CHCl 一定条件 [ ]n —CH—CH2— Cl (2)共轭二烯烃的加聚（1,4-加成产物） 如：1，3丁二烯生成顺丁橡胶 n CH2＝CH－CH＝CH2 －CH2－CH＝CH－CH2－ [ ]n 催化剂 两头开，双变单，单变双 任务二 加成聚合反应 3、加聚反应的类型 (3)由两种或两种以上单体发生的加聚 CH2=CH CH3 CH2=CH －CH2－CH CH3 －CH2－CH－ [ ] n + 催化剂 n n 方法：断双键，连中间，添括号，写n 任务二 加成聚合反应 3、加聚反应的类型 (4)特殊的加聚反应 ① nCHCH —CH=CH— [ ]n 加热、加压 催化剂 聚乙炔 聚乙炔分子主链上中存在单双交替结构， 性质活泼，可制备导电塑料。 ② n H-C-H O = 催化剂 —CH2-O— [ ]n 聚甲醛(人造象牙) ③环氧乙烷的开环聚合 n H2C—CH2 — O — 催化剂 开环聚合成线型聚醚 —O-CH2-CH2— [ ]n 聚环氧乙烷 任务二 加成聚合反应 练习：完成下列加聚反应方程式的书写 ②nCH3-CH=CH-CH3 ③nCH2=C—CH=CH2 一定条件 一定条件 一定条件 ④ nCH2=CH2 + nCH3-CH=CH-CH3 ⑤ nCH2=CH2 + nCH2=CH-CH=CH2 一定条件 一定条件 ①nCH=CH2 CN CH3 任务二 加成聚合反应 4、加聚产物单体的判断 (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断开向内闭合即可。 (2)如果链节主链上只有两个碳原子，且链节中含有碳碳双键，则该高聚物由含有碳碳三键的化合物加聚而成。 任务二 加成聚合反应 4、加聚产物单体的判断 (3)凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)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。 (4)凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键结构的聚合物，双键前后各两个碳原子划线断开，形成间二烯烃结构，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。 - 任务二 加成聚合反应 4、加聚产物单体的判断 (5)如果链节主链上有多个碳原子(>2)，且其中含有碳碳双键，采用“凡双键，四个碳”的断键方式，若链节主链两边各只剩下一个碳原子，无法构成含双键的单体时，则考虑可能是含有碳碳三键的化合物参与加聚反应生成的。 任务二 加成聚合反应 例：已知某高分子的结构简式为: 现有4种有机化合物:① ② ③ ④CH3-CH=CH-CN 其中可用于合成该高分子的是(　　 ) A.①③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④ C 任务三 缩合聚合反应 1、概念：单体通过分子间相互缩合而生成高分子化合物，同时有小分子(如H2O、NH3等)生成的反应叫缩合聚合反应；简称缩聚反应。 2、特点： (1)在生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物的生成 (2)一般的缩聚反应多为可逆反应 (3)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。 任务三 缩合聚合反应 3、缩聚反应方程式的书写——以乙二酸与乙二醇的缩聚反应为例 + n H-O-CH2-CH2-O-H n HO-C-C-OH O = O = HO—C-C- O = O = O-CH2-CH2-O—H [ ]n 乙二酸 乙二醇 单体 单体 聚合物 聚合度 链节 端基原子团 端基原子 (1)书写缩聚物的结构式时，一般在方括号外侧写出端基原子或原子团；而加聚物的端基不确定，一般不必写出。 + (2n-1) H2O 缩合形成的小分子 任务三 缩合聚合反应 3、缩聚反应方程式的书写——以乙二酸与乙二醇的缩聚反应为例 + n H-O-CH2-CH2-O-H n HO-C-C-OH O = O = HO—C-C- O = O = O-CH2-CH2-O—H [ ]n 乙二酸 乙二醇 单体 单体 聚合物 聚合度 链节 端基原子团 端基原子 (2)书写缩聚反应的化学方程式时，各单体物质的量与缩聚物结构式的下角标一般要一致。例如，上述化学方程式中单体各n，聚合度为n。 + (2n-1) H2O 缩合形成的小分子 任务三 缩合聚合反应 3、缩聚反应方程式的书写——以乙二酸与乙二醇的缩聚反应为例 + n H-O-CH2-CH2-O-H n HO-C-C-OH O = O = HO—C-C- O = O = O-CH2-CH2-O—H [ ]n 乙二酸 乙二醇 单体 单体 聚合物 聚合度 链节 端基原子团 端基原子 (3)由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为(n-1)；由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为(2n-1)(n为各单体的物质的量)。 + (2n-1) H2O 缩合形成的小分子 任务三 缩合聚合反应 4、缩聚反应的类型 (1)利用酯化反应进行缩聚反应 nHOOC COOH nHO(CH2)4OH + 催化剂 HO－OC COO(CH2)4O－H [ ] n + (2n-1)H2O 任务三 缩合聚合反应 4、缩聚反应的类型 (2)利用成肽反应进行缩聚（聚酰胺类） + (n-1)H2O n H2N CH2 COOH [ ] H N CH2 n H O OH C ①氨基乙酸的分子内缩聚： ②己二胺与己二酸的缩聚： 任务三 缩合聚合反应 4、缩聚反应的类型 (3)酚醛树脂的合成 苯酚与甲醛的缩聚 先加成 后缩聚 任务三 缩合聚合反应 4、缩聚反应的类型 (4)聚醚类的合成 n HO CH2CH2 OH HO CH2CH2O H [ ] n + (n-1)H2O 5、缩聚产物单体的判断 (1)链节内无官能团，一种单体，去掉“[ ]”、“n”即为单体。 单体 H2N CH2 COOH [ ] H N CH2 n H O OH C 单体 任务三 缩合聚合反应 5、缩聚产物单体的判断 (2)链节中有官能团，属于聚酯类或聚酰胺类，两种单体。 切开酯基(或酰胺基)，脱什么补什么，去掉“[ ]”“n”即为单体。 — — HOOC—COOH HO-CH2CH2-OH H2N CH2 COOH H2N CH COOH CH3 课堂训练 它们的单体各是什么？属于哪类反应的产物？ 例：高分子化合物的部分结构如下： A：…-CH-CH2-CH-CH2-CH-… COOH COOH COOH CH3 CH3 CH3 B：…-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-… CH2=CH-COOH 加聚反应 缩聚反应 C：…-CH-O-CH-O-CH-O-… CH3 CH3 CH3 CHO CH3 加聚反应 H2N -CH-COOH CH3 $