化學魯科版選修五課件合成高分子化合物

1、第第3 3章章課前預習課前預習巧設計巧設計名師課堂名師課堂一點通一點通創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關大沖關考考 點一點一課堂課堂1010分鐘練習分鐘練習設計設計 1 1考考 點二點二第第3 3節(jié)節(jié)設計設計 2 2設計設計 3 3課下課下3030分鐘演練分鐘演練課堂課堂5 5分鐘歸納分鐘歸納(1)淀粉：纖維素、蛋白質、蠶絲是淀粉：纖維素、蛋白質、蠶絲是 高分子化合物。高分子化合物。(2)寫出下列反應的化學方程式：寫出下列反應的化學方程式：天然天然制取酚醛樹脂：制取酚醛樹脂： 一、高分子化合物概述一、高分子化合物概述 1幾個概念幾個概念 (1)高分子化合物：由許多小分子化合物以共價鍵結合高分子化合物：由許

2、多小分子化合物以共價鍵結合成的、相對分子質量很高成的、相對分子質量很高(通常為通常為104106)的一類化合物。的一類化合物。也稱也稱 或或 。 (2)單體：用來合成高分子化合物的單體：用來合成高分子化合物的 ，如聚乙烯的單體為如聚乙烯的單體為 。聚合物聚合物高聚物高聚物小分子化合物小分子化合物CH2=CH2 (3)鏈節(jié)：高分子鏈中重復的鏈節(jié)：高分子鏈中重復的 。如聚乙烯。如聚乙烯 中的鏈節(jié)為中的鏈節(jié)為 。 (4)聚合度：高分子鏈節(jié)的數(shù)目，也稱聚合度：高分子鏈節(jié)的數(shù)目，也稱 ，以以 表示。表示。最小結構單元最小結構單元重復結構單元數(shù)重復結構單元數(shù)CH2CH2n2高分子化合物的分類高分子化合物的

3、分類 3高分子化合物的合成高分子化合物的合成聚合反應聚合反應 (1)概念與分類：概念與分類： 由由 物質合成物質合成 化合物的化學反應稱為化合物的化學反應稱為聚合反應，通常分為聚合反應，通常分為 反應和反應和 反應。反應。小分子小分子高分子高分子加成聚合加成聚合縮合聚合縮合聚合 (2)加成聚合反應：加成聚合反應： 概念：概念： 單體通過單體通過 的方式生成高分子化合物的反應。的方式生成高分子化合物的反應。 反應特點：反應特點： 在加聚反應過程中，在加聚反應過程中， (填填“有有”或或“沒有沒有”)小分子化小分子化合物產生。合物產生。加成加成沒有沒有 (3)縮合聚合反應：縮合聚合反應： 概念：概

4、念： 由單體通過由單體通過 的相互縮合而生成高分子化的相互縮合而生成高分子化合物的聚合反應。合物的聚合反應。 反應特點：反應特點： 在縮聚反應過程中，伴隨有在縮聚反應過程中，伴隨有 (如水如水等等)的產生。的產生。分子間分子間小分子化合物小分子化合物 二、高分子化學反應二、高分子化學反應 1概念概念 有有 參與的化學反應。參與的化學反應。 2應用應用 (1)合成帶有合成帶有 的新的高分子化合物，的新的高分子化合物，如纖維素改性制黏膠纖維、硝化纖維、醋酸纖維。如纖維素改性制黏膠纖維、硝化纖維、醋酸纖維。高分子化合物高分子化合物特定功能基團特定功能基團 (2)合成合成 聚合而得到的高分子聚合而得到

5、的高分子化合物。如聚乙烯醇，可先制得聚乙酸乙烯酯，再使其化合物。如聚乙烯醇，可先制得聚乙酸乙烯酯，再使其與甲醇發(fā)生酯交換反應而間接制得聚乙烯醇?；瘜W方程與甲醇發(fā)生酯交換反應而間接制得聚乙烯醇?；瘜W方程式為式為不能通過小分子物質不能通過小分子物質 (3)橡膠的硫化：橡膠的硫化： 直線型的橡膠分子經過單硫鍵或雙硫鍵交聯(lián)，形成直線型的橡膠分子經過單硫鍵或雙硫鍵交聯(lián)，形成 結構，稱為橡膠的硫化。硫化橡膠的彈性和結構，稱為橡膠的硫化。硫化橡膠的彈性和耐磨性明顯提高。耐磨性明顯提高。 3降解降解 高分子化合物的降解也屬于高分子化合物的降解也屬于 ，在，在降解過程中，高分子化合物的鏈節(jié)數(shù)變降解過程中，高分子

6、化合物的鏈節(jié)數(shù)變 ?？臻g網(wǎng)狀空間網(wǎng)狀高分子化學反應高分子化學反應小小 三、合成高分子材料三、合成高分子材料 以合成以合成 為基本原料，加入適當助為基本原料，加入適當助劑，經過一定加工過程制成的材料，助劑通常指填料、劑，經過一定加工過程制成的材料，助劑通常指填料、 、顏料、發(fā)泡劑等。、顏料、發(fā)泡劑等。 1常見的合成高分子材料常見的合成高分子材料 (1)塑料：塑料： 塑料通常是由塑料通常是由 及各種助劑組成的。主要成及各種助劑組成的。主要成分是分是 。高分子化合物高分子化合物增塑劑增塑劑樹脂樹脂樹脂樹脂(2)涂料：涂料：樹脂樹脂甲苯甲苯丙酮丙酮 (3)黏合劑：黏合劑： 黏合劑的主要成分是各種黏合劑

7、的主要成分是各種 ，如，如 、 等。等。樹脂樹脂酚醛樹脂酚醛樹脂脲醛樹脂脲醛樹脂 2功能高分子材料功能高分子材料 在合成高分子的在合成高分子的 或或 接上帶有某種特定功接上帶有某種特定功能的官能團，使它們具有特殊功能以滿足光學、電學、能的官能團，使它們具有特殊功能以滿足光學、電學、化學、生物學、醫(yī)學等方面要求?；瘜W、生物學、醫(yī)學等方面要求。 (1)離子交換樹脂：離子交換樹脂： 組成：由一種組成：由一種 溶于水的高分子骨架和若干溶于水的高分子骨架和若干 組成的樹脂，常用樹脂母體是組成的樹脂，常用樹脂母體是 與與 的交聯(lián)聚合物。的交聯(lián)聚合物。 功能：具有功能：具有 能力。能力。主鏈主鏈支鏈支鏈不不

8、活性基團活性基團苯乙烯苯乙烯對苯二乙烯對苯二乙烯離子交換離子交換分類：分類：作用：作用： 、 。(2)醫(yī)用高分子：醫(yī)用高分子：常見類型：常見類型：聚乳酸：聚乳酸： ，硅橡膠：，硅橡膠：Si 以及聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯醇等。以及聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯醇等。性能：性能： 相容性較好，安全無毒。相容性較好，安全無毒。用途：制造醫(yī)用器械、人造器官等。用途：制造醫(yī)用器械、人造器官等。分離分離提純提純生物生物1單體與結構單元是否相同？有何關系？單體與結構單元是否相同？有何關系？答案：答案：不相同。單體是反應物，結構單元是高分子中的不相同。單體是反應物，結構單元是高分子中的最小重復單位；單體是物質，能獨立存

9、在，結構單元不最小重復單位；單體是物質，能獨立存在，結構單元不是物質，只能存在于高分子中；單體含不飽和鍵，結構是物質，只能存在于高分子中；單體含不飽和鍵，結構單元不一定含不飽和鍵。單體發(fā)生聚合反應就產生了結單元不一定含不飽和鍵。單體發(fā)生聚合反應就產生了結構單元。構單元。2如何區(qū)別加成聚合反應和縮合聚合反應？如何區(qū)別加成聚合反應和縮合聚合反應？分析：分析：兩種聚合反應都是由小分子化合物生成高分子兩種聚合反應都是由小分子化合物生成高分子化合物的反應，但加成聚合反應除高分子化合物生成化合物的反應，但加成聚合反應除高分子化合物生成外沒有小分子生成，而縮合聚合反應則有小分子生成，外沒有小分子生成，而縮合

10、聚合反應則有小分子生成，可由此鑒別兩種反應。可由此鑒別兩種反應。答案：答案：可根據(jù)產物中是否有小分子生成進行區(qū)分。若可根據(jù)產物中是否有小分子生成進行區(qū)分。若無小分子生成的則是加聚反應；若有小分子生成的則無小分子生成的則是加聚反應；若有小分子生成的則是縮合聚合反應。是縮合聚合反應。3ABS合成樹脂的結構可表示為合成樹脂的結構可表示為則生成該樹脂的單體的種類和化學反應所屬類型正確則生成該樹脂的單體的種類和化學反應所屬類型正確的是的是 ()A1種加聚反應種加聚反應B2種縮聚反應種縮聚反應C3種加聚反應種加聚反應 D3種縮聚反應種縮聚反應分析：分析：由由ABS合成樹脂的結構知長鏈上只有碳原子，沒有其合

11、成樹脂的結構知長鏈上只有碳原子，沒有其他原子或官能團，是加聚反應產物，且有一個碳碳雙鍵，有他原子或官能團，是加聚反應產物，且有一個碳碳雙鍵，有一種單體為二烯烴：一種單體為二烯烴：CH2=CHCH=CH2，另外長鏈，另外長鏈上每兩個相鄰的碳原子組成含碳碳雙鍵的結構，另兩種單體上每兩個相鄰的碳原子組成含碳碳雙鍵的結構，另兩種單體為：為：CH2=CHCN和和 。答案：答案：C4已知某高分子化合物的結構片段可表示為已知某高分子化合物的結構片段可表示為下列說法正確的是下列說法正確的是 ()A單體為單體為CHCl=CHClB高分子是縮聚產物高分子是縮聚產物C鏈節(jié)為鏈節(jié)為CHClD鏈節(jié)為鏈節(jié)為CHClCHC

12、lCHCl分析：分析：本高分子化合物是通過加聚反應得到的，鏈節(jié)本高分子化合物是通過加聚反應得到的，鏈節(jié)為為CHClCHCl，單體為，單體為CHCl=CHCl，故只有，故只有A正正確。確。答案：答案：A1加聚反應與縮聚反應的比較加聚反應與縮聚反應的比較類型類型加聚反應加聚反應縮聚反應縮聚反應反應物反應物特征特征含不飽和鍵含不飽和鍵(如如 )至少含至少含2個官能團個官能團(如如OH、COOH)產物特產物特征征高聚物與單體具有相同的高聚物與單體具有相同的組成組成高聚物和單體有不同高聚物和單體有不同的組成的組成產物種產物種類類只產生高聚物只產生高聚物高聚物和小分子高聚物和小分子(如如H2O等等)反應種

13、反應種類類單烯加聚、雙烯加聚單烯加聚、雙烯加聚酚醛類、酯類、肽鍵酚醛類、酯類、肽鍵類類 2.常見的加聚反應常見的加聚反應 根據(jù)單體的結構和種類，可分為以下根據(jù)單體的結構和種類，可分為以下3種情況：種情況：(1)分子內含有一個分子內含有一個 鍵的烯烴及其衍生物發(fā)鍵的烯烴及其衍生物發(fā)生的加聚反應。如：生的加聚反應。如： (2)分子內具有共軛雙鍵的烯烴及其衍生物發(fā)生的加分子內具有共軛雙鍵的烯烴及其衍生物發(fā)生的加聚反應。如聚反應。如 合成順丁橡膠：合成順丁橡膠：合成天然橡膠：合成天然橡膠： (3)由不同烯烴及其衍生物間發(fā)生的加聚反應。如合由不同烯烴及其衍生物間發(fā)生的加聚反應。如合成丁苯橡膠：成丁苯橡膠

14、： 3常見縮聚反應的類型常見縮聚反應的類型 根據(jù)單體所含的官能團和縮聚后形成的共價鍵的種根據(jù)單體所含的官能團和縮聚后形成的共價鍵的種類，可分為以下類，可分為以下3種情況：種情況： (1)羥羥(醇、酚醇、酚)醛縮合型，如合成酚醛樹脂醛縮合型，如合成酚醛樹脂(電木電木)： (2)羥羥(醇醇)羧羧(酸酸)縮合型縮合型(酯化型酯化型)，如合成聚對苯二甲，如合成聚對苯二甲酸乙二醇酯酸乙二醇酯(滌綸滌綸)：(3)羧氨縮合型羧氨縮合型(酰胺鍵、肽鍵酰胺鍵、肽鍵)，如，如合成聚己內酰胺合成聚己內酰胺(綿綸綿綸)：合成蛋白質：合成蛋白質：單體：一般為單體：一般為氨基酸，氨基酸，合成尼龍合成尼龍66：單體為己二胺

15、、己二酸：單體為己二胺、己二酸： 關鍵一點關鍵一點碳氧雙鍵也可以發(fā)生加聚反應，如碳氧雙鍵也可以發(fā)生加聚反應，如 (人造象牙人造象牙)。 例例1下列合成有機高分子材料的化學方程式和反下列合成有機高分子材料的化學方程式和反應類型都正確的是應類型都正確的是 ()思維導圖思維導圖兩種聚合反應的特征兩種聚合反應的特征分析選項。分析選項。 解析解析A、C、D反應中無小分子生成，反應中無小分子生成，A的反應方程的反應方程式為式為 ，應是加聚，應是加聚反應；反應；D項應為加聚反應。項應為加聚反應。 答案答案BC加聚反應和縮聚反應的外觀特征：是否有小分子生成。加聚反應和縮聚反應的外觀特征：是否有小分子生成。 1

16、加聚高聚物加聚高聚物 (1)凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子無其他原子)的高聚的高聚物，其合成單體為一種，將兩個半鍵閉合即可。物，其合成單體為一種，將兩個半鍵閉合即可。 (2)凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子(無其他原子無其他原子)，且鏈節(jié)，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體為兩種，在正中央劃線斷開，無雙鍵的高聚物，其單體為兩種，在正中央劃線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。然后兩個半鍵閉合即可。 (3)凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在C=C雙鍵結構雙鍵結構的高聚物，其規(guī)律是：的高聚物，其規(guī)律是：“凡雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個凡雙鍵，

17、四個碳；無雙鍵，兩個碳。碳?！眲澗€斷開，然后將兩個半鍵閉合，即單雙鍵互換。劃線斷開，然后將兩個半鍵閉合，即單雙鍵互換。 2縮聚高聚物縮聚高聚物 (1)凡鏈節(jié)為凡鏈節(jié)為NHRCO結構的高聚物，其合成結構的高聚物，其合成單體必為一種。在單體必為一種。在NH上加氫，在羰基碳上加羥基，上加氫，在羰基碳上加羥基，即得高聚物單體。即得高聚物單體。 如：如： 的單體為的單體為H2NCH2CH2COOH。 (2)凡鏈節(jié)中間凡鏈節(jié)中間(不在端上不在端上)含有肽鍵的高聚物，從肽鍵含有肽鍵的高聚物，從肽鍵中間斷開，兩側為不對稱性結構的單體有兩種：在中間斷開，兩側為不對稱性結構的單體有兩種：在NH上加氫，羰基碳原子上

18、加羥基即得高聚物單體。上加氫，羰基碳原子上加羥基即得高聚物單體。 如：如： 單體是單體是H2NCH2COOH和和H2NCH2CH2COOH。 (3)凡鏈節(jié)中間凡鏈節(jié)中間(不在端上不在端上)含有含有 酯基結構的酯基結構的高聚物，其合成單體為兩種，從高聚物，其合成單體為兩種，從 中間斷開，羰基中間斷開，羰基碳原子上加羥基，氧原子上加氫原子，即得高聚物單體。碳原子上加羥基，氧原子上加氫原子，即得高聚物單體。 如：如： 單體為單體為 和和HOCH2CH2OH。 (4)高聚物高聚物 ，其鏈節(jié)中的，其鏈節(jié)中的CH2來來自于甲醛，故單體為自于甲醛，故單體為 和和HCHO。 例例2維通橡膠是一種耐油、耐高溫、耐寒性能特別維通橡膠是一種耐油、耐高溫、耐寒性能特別好的氟橡膠。它的結構簡式為好的氟橡膠。它的結構簡式為 。合成它的單體為合成它的單體為 () A氟乙烯與全氟異丙烯氟乙烯與全氟異丙烯 B1,1二氟乙烯和全氟丙烯二氟乙烯和全氟丙烯 C1三氟甲基三氟甲基1,3丁二烯丁二烯 D全氟異戊二烯全氟異戊二烯 解析解析此高聚物主鏈上只有碳原子，應是加聚產此高聚物主鏈上只有碳原子，應是加聚產物，主鏈有四個碳原子，應為兩種單體：物，主鏈有四個碳原子，應為兩種單體：CH2=CF2和和CF2=CFCF3。 答案答案B加聚產物和縮聚產物判斷加聚產物和縮聚產物判斷 聚合物主鏈上全為碳原子，一般是由加聚反應得到聚合物