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第五章 合成高分子
第一節 合成高分子的基本方法
學習目標：
1.通過氯乙烯加聚反應的斷鍵和成鍵特點，認識加聚反應的微觀本質，構建加聚反應的一般認知思路。
2.通過分析合成聚氯乙烯反應前后的碳骨架變化，了解高分子的單體、鏈節、聚合度和平均相對分子質量等基本概念，認識單體、鏈節與高分子結構的關系，能通過分析加聚物的結構推測相應的單體。
3.通過體驗己二酸與乙二醇的縮聚反應過程，認識縮聚反應的微觀本質；能通過分析反應物官能團的結構和種類，正確判斷縮聚產物的鏈節和端基，以及小分子生成物及其個數，構建縮聚反應的一般認知思路；能通過分析縮聚物的結構推測相應的單體。
素養目標：
1.證據推理與模型認知：能基于單體的結構和官能團的相關證據，推理加聚反應和縮聚反應，構建聚合反應的一般性認知模型；根據聚合物結構和官能團的證據推理出單體。
2.宏觀辨識與微觀探析：能辨識聚合物的官能團、結構及類型，探析出形成它們單體。
教學重、難點：
重點：構建兩種聚合反應的認知思路；推斷單體的聚合物和聚合物的單體，寫出簡單聚合反應的化學方程式。
難點：書寫兩種單體的縮聚產物的鏈節；分析和書寫聚合物的單體。
概述：
1.什么是高分子的合成
利用有機物相互反應的性能，得到相對分子質量______的______過程。
2.高分子相對分子質量與一般有機物有什么區別
(1)高分子的相對分子質量比一般有機物大得多，通常在____以上(一般有機物相對分子質量在____以下)；
(2)一般有機物的相對分子質量具有_____的數值，而高分子的相對分子質量卻是一個_____值(因為聚合反應得到的是分子長短_____的_____物)。
3.合成高分子的基本方法有哪些
包括________反應與________反應，前者一般是含有_____的___類單體發生的聚合反應，后者一般是含有________________官能團的單體之間發生的聚合反應。
任務一：加聚反應
1.什么是加聚反應
______小分子間通過_____反應聚合成高分子的反應，叫________反應，簡稱加聚反應。
如：
2.加聚反應有什么特點
(1)單體必須是含有__________等不飽和鍵的化合物。例如：烯、二烯、炔、醛等含不飽和鍵的化合物。
(2)沒有副產物產生，聚合物鏈節跟單體的化學組成______。聚合物相對分子質量為單體相對分子質量的整數(n)倍。
3.加聚物的結構有什么特點
(1)單體：能夠進行________形成高分子化合物的_______
如：
(2)鏈節：高分子化合物中化學組成相同、可重復的____結構單元。
(3)聚合度：高分子鏈中含有_____的數目，通常用n表示。
(4)平均相對分子質量：
4.加聚反應的寫法及類型：
(1) 寫法：一般是先寫出________兩端的碳、氫，將其他的原子或原子團寫成_____的形式，斷開不飽和鍵的___鍵變成兩個____ ，寫在左右_____，再加上“______”和“____”。
(2) 種類：
①一種單體加聚：如: CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH2CH3
(2)單體為共軛二烯烴：
(3)兩種單體加聚：
(4)含碳氧雙鍵的加聚:
學習評價1 寫出下列單體的加聚物
丙烯腈 丙烯酸
醋酸乙烯酯
異戊二烯
5.怎么判斷加聚物單體
無雙鍵，兩個碳，隔一鍵，劃一段；有雙鍵，四個碳，隔三鍵，劃一段；單雙鍵，互交換，單變雙，雙變單。
思考與交流
1.寫出下列反應的化學方程式，并說明斷成鍵的特點
(1)乙酸與乙醇酯化反應
(2)兩個甘氨酸分子形成二肽
羧基脫羥基，醇羥基、氨基脫氫，兩分子脫水縮合為酯、二肽。
縮合反應：分子間脫去小分子化合為較大分子的反應
2.如果用雙官能團的二元酸和二元醇(如己二酸和乙二醇)發生酯化反應，能得到什么呢？
……→n
任務二：縮聚反應
1.什么是縮聚反應 分子間通過脫掉小分縮合聚合成高分子的反應，簡稱縮聚反應。
2.縮聚反應有哪些類型
(1)一種雙官能團的單體
如：3-羥基丙酸縮聚為聚酯:
甘氨酸縮聚為多肽:
(2)兩種雙官能團的單體
如：己二酸和己二胺合成纖維錦綸-66
如：對苯二甲酸和乙二醇合成聚酯纖維滌綸
3.縮聚反應有什么特點
(1)縮聚反應的單體往往是具有雙官能團（如-OH、-COOH、-NH2、C-X及活潑氫原子等）或多官能團的小分子；
(2)縮聚反應生成聚合物的同時，還有小分子副產物(如H2O、HCl等)生成；
(3)一般的縮聚反應多為可逆反應，為提高產率，并得到高聚合度的縮聚物，需及時移除反應生成的小分子副產物。
4.怎么書寫縮聚物、縮聚反應
(1)書寫縮聚物的結構式時，一般在方括號外側寫出端基原子或原子團；而加聚物的端基不確定，一般不必寫出。
(2)書寫縮聚反應的化學方程式時，各單體物質的量與縮聚物結構式的下角標一般要一致。例如，下列化學方程式中兩者都是 n 。另外，也要注意生成的小分子的物質的量：由一種單體進行縮聚反應，生成的小分子物質的量一般為 n -1；由兩種單體進行縮聚反應，生成的小分子物質的量一般為2n-1。
如：
5.怎么判斷縮聚物的單體
如：
看鏈節、斷類型：鏈節中無官能團，一種單體,去掉“[ ]”、“n”即為單體。
如：
看鏈節、斷類型：鏈節中有官能團酯基，屬于聚酯類，兩種單體。
巧切割、補端基：切開酯基,脫什么補什么，去掉“[ ]”“n”即為單體。
科學史話 高分子科學的莫基人——施陶丁格
德國化學家施陶丁格（ H . Staudinger ,1881-1965）早年曾在瑞士任教，1926年到德國弗賴堡大學任教，從事有機化學研究直至退休。在20世紀初期，多數學者認為樹脂、橡膠等在溶液中是以小分子締合形成的膠束形式存在。而以施陶丁格為代表的少數學者認為這些天然有機物本身是由許多原子構成的大分子，這些大分子的溶液具有膠體性質，它與小分子締合得到的膠體是不同的。1922年，施陶丁格發表論文，提出了“聚合反應是大量小分子以化學鍵相互結合形成大分子的過程”的假說，指出聚乙烯和天然橡膠等聚合物都是由眾多小分子單體通過共價鍵連接形成的鏈狀分子，為建立高分子科學莫定了基礎。1953年，施陶丁格獲得了諾貝爾化學獎，以表彰他為建立高分子科學作出的貢獻。
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