資源簡(jiǎn)介

(共50張PPT)
第一節(jié) 合成高分子的基本方法
第五章　合成高分子
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
2
有機(jī)高分子化合物
1
本節(jié)重點(diǎn)
本節(jié)難點(diǎn)
大鹿
化學(xué)
大鹿
化學(xué)
二戰(zhàn)后期，新型槍支通過(guò)現(xiàn)代化技術(shù)等手段增強(qiáng)彈藥的威力。防彈衣在這場(chǎng)“矛盾攻防”中節(jié)節(jié)敗退，這種情形直到60年代末“凱芙拉”的橫空出世才得以逆轉(zhuǎn)。
游戲中的三級(jí)甲
現(xiàn)實(shí)中的三級(jí)甲
Kevlar纖維
凱芙拉(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)由對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰氯聚合而成的高分子聚合物
NH2
H2N
對(duì)苯二胺
COCl
ClOC
對(duì)苯二甲酰氯
聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺
C
O
C
O
N
H
N
H
n
(C14H10O2N2)n
聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺是由重復(fù)單位彼此連接形成鏈狀結(jié)構(gòu)，這些鏈狀結(jié)構(gòu)之間又通過(guò)氫鍵相連形成網(wǎng)
凱夫拉
分子結(jié)構(gòu)
有機(jī)高分子化合物
概念
Mr > 104
Mr ：平均值
小分子
化合物
高分子
化合物
加成聚合反應(yīng)
一般是含有雙鍵的烯類(lèi)單體發(fā)生的聚合反應(yīng)
縮合聚合反應(yīng)
一般是含有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)官能團(tuán)的單體之間發(fā)生的聚合反應(yīng)
有機(jī)高分子化合物
特點(diǎn)
高分子化合物都是混合物，無(wú)固定熔沸點(diǎn)
合成原料都是小分子化合物
每個(gè)高分子都是由若干個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成的
注意區(qū)分：有機(jī)高分子化合物與低分子有機(jī)物
有機(jī)高分子化合物 低分子有機(jī)物
相對(duì)分子質(zhì)量
相對(duì)分子質(zhì)量的數(shù)值
分子的基本結(jié)構(gòu)
性質(zhì)
高達(dá)10 000以上
1 000以下
平均值
明確數(shù)值
若干重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成
單一分子結(jié)構(gòu)
物理、化學(xué)性質(zhì)有較大差別
塑料中的“四烯”
聚乙烯
聚丙烯
聚氯乙烯
聚苯乙烯
PE
PP
PVC
PS
CH2
CH2
n
CH2
CH
n
CH3
CH2
CH
n
Cl
CH2
CH
n
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
回顧相關(guān)概念
單體
聚合成高分子化合物的小分子化合物
如CH2＝CH2
鏈節(jié)
高分子化合物中的最小重復(fù)單元
如 —CH2—CH2—
聚合度
高分子化合物中的鏈節(jié)數(shù)
如聚乙烯中的n
n CH2=CH2
催化劑
CH2
CH2
n
(重復(fù)結(jié)構(gòu)單元)
示例分析
聚合度
鏈節(jié)
單體
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
加成聚合反應(yīng)(加聚反應(yīng))
氯乙烯
催化劑
CH2
CH
n
Cl
n CH2=CH
Cl
聚氯乙烯
加成聚合反應(yīng)
聚合物沒(méi)有固定的相對(duì)分子質(zhì)量
Mr(平均)＝鏈節(jié)的相對(duì)質(zhì)量 × n
聚丙烯的單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)__________________，
CH3—CH==CH2
寫(xiě)出丙烯的加聚的化學(xué)方程式以及回答相關(guān)問(wèn)題：
催化劑
n CH2=CH
CH3
CH2
CH
n
CH3
鏈節(jié)為_(kāi)____________________；
聚合度為_(kāi)______，
聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量為_(kāi)______。
n
42n
CH2
CH
CH3
①單體必須是含有雙鍵、三鍵等不飽和鍵的化合物
概念
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
歸納總結(jié)：加成聚合反應(yīng)(加聚反應(yīng))
由含有__________鍵的化合物分子以____________的形式結(jié)合成高分子化合物的反應(yīng)
不飽和
加成反應(yīng)
特點(diǎn)
(如烯、二烯、炔、醛等)
②反應(yīng)只生成高聚物，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生
③聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成相同
④聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍
(小分子化合物)
寫(xiě)出下列反應(yīng)涉及的化學(xué)方程式
催化劑
n CH2=CH
COOH
CH2
CH
n
COOH
丙烯酸加聚
1，3-丁二烯加聚
催化劑
n CH2=CH-CH=CH2
CH2-CH=CH-CH2
n
乙炔加聚
CH
CH
n
催化劑
n CH CH
乙烯、丙烯(1:1)加聚
n CH2=CH2
n CH2=CH-CH3
催化劑
CH2-CH2-CH2-CH
n
CH3
CH2-CH2-CH-CH2
n
CH3
注意：某些環(huán)狀化合物開(kāi)環(huán)后，可以相互結(jié)合，生成高聚物
催化劑
n CH2-CH2
O
n
CH2
CH2
O
示例：環(huán)氧乙烷的開(kāi)環(huán)聚合
示例分析
類(lèi)型一
凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個(gè)碳原子(無(wú)其他原子)的聚合物，其合成單體必為一種，將鏈節(jié)兩端兩個(gè)半鍵斷開(kāi)向內(nèi)閉合即可
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
加聚產(chǎn)物單體的推斷
CH2
C
n
COOCH3
CH3
單體
CH2
C
COOCH3
CH3
示例分析
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
加聚產(chǎn)物單體的推斷
類(lèi)型二
凡鏈節(jié)主鏈上只有四個(gè)碳原子(無(wú)其他原子)且鏈節(jié)無(wú)雙鍵的聚合物，其單體必為兩種，在鏈節(jié)兩端及正中央劃線(xiàn)斷開(kāi)，然后左右兩個(gè)半鍵閉合即可
CH2==CH2
單體
n
CH2
CH2
CH3
CH
CH2
CH3—CH==CH2
類(lèi)型三
示例分析
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
加聚產(chǎn)物單體的推斷
凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的聚合物，雙鍵前后各兩個(gè)碳原子劃線(xiàn)斷開(kāi)，形成間二烯烴結(jié)構(gòu)，其規(guī)律是“見(jiàn)雙鍵，四個(gè)碳；無(wú)雙鍵，兩個(gè)碳”從一端劃線(xiàn)斷開(kāi)，隔一鍵斷一鍵，然后將半鍵閉合，即單雙鍵互換
CH2
CH
n
CH
CH2
CH
CH2
CH2==CH—CH==CH2
CH
CH2
單體
如果鏈節(jié)主鏈上只有兩個(gè)碳原子，且鏈節(jié)中含有碳碳雙鍵，則該高聚物由含有碳碳三鍵的化合物加聚而成
類(lèi)型四
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
加聚產(chǎn)物單體的推斷
CH
CH
n
單體
CH
CH
類(lèi)型五
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
加聚產(chǎn)物單體的推斷
如果鏈節(jié)主鏈上有多個(gè)碳原子(>2)，且其中含有碳碳雙鍵，采用“凡雙鍵，四個(gè)碳”的斷鍵方式，若鏈節(jié)主鏈兩邊只剩下一個(gè)碳原子，無(wú)法構(gòu)成含雙鍵的單體時(shí)，則考慮可能是含有碳碳三鍵的化合物參與加聚反應(yīng)生成的。
CH2
CH
n
CH
CH2
CH
CH2
單體
CH
CH
CH2
CH2
CH
CH2
【例1】丁苯吡橡膠 的單體為
請(qǐng)將合成下列高分子材料所用的單體填入相應(yīng)橫線(xiàn)上
CH2=CH-CH=CH2
n
CH
CH
CH2
CH2
CH2
CH
CH2
CH
H3C
N
CH2
CH
H3C
N
CH2
CH
凱芙拉(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)由對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰氯聚合而成的高分子聚合物
NH2
H2N
對(duì)苯二胺
COCl
ClOC
對(duì)苯二甲酰氯
聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺
C
O
C
O
N
H
N
H
n
(C14H10O2N2)n
縮聚
反應(yīng)
概念
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
縮合聚合反應(yīng)(縮聚反應(yīng))
小分子
化合物
高分子
化合物
縮合
聚合
小分子化合物
縮聚反應(yīng)
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
縮合聚合反應(yīng)(縮聚反應(yīng))
特點(diǎn)
①單體分子中至少含有兩個(gè)___________
②縮聚反應(yīng)生成聚合物的同時(shí)，還有_____________生成
③所得聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的___________________
官能團(tuán)
小分子副產(chǎn)物
化學(xué)組成不同
如-OH、-COOH、-NH2、-X等
如H2O、HCl等
④縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式要在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)出鏈節(jié)余下的______________________
端基原子或原子團(tuán)
HO
(CH2)4
O
(CH2)2
O
H
n
C
O
C
O
端基原子團(tuán)
端基原子團(tuán)
羥基酸縮聚
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
常見(jiàn)的縮聚反應(yīng)
HOCH2COOH的縮聚
n HO
CH2
OH
C
O
催化劑
n
H
OCH2
OH
C
O
(n－1)H2O
(利用酯化反應(yīng))
HOOC(CH2)5OH的縮聚
n HOOC(CH2)5OH
催化劑
(n－1)H2O
n
HO
H
C
O
(CH2)5O
醇與酸縮聚
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
常見(jiàn)的縮聚反應(yīng)
(利用酯化反應(yīng))
乙二酸與乙二醇的縮聚
(2n－1)H2O
CH2
O
H
CH2
O
H
C
O
OH
C
OH
O
催化劑
n
OCH2CH2O
H
C
O
OH
C
O
n
n
醇與酸縮聚
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
常見(jiàn)的縮聚反應(yīng)
(利用酯化反應(yīng))
己二酸與乙二醇的縮聚
n HOOC(CH2)4COOH＋n HO(CH2)2OH
催化劑
(2n－1)H2O
n
O(CH2)2O
H
HO
C
O
(CH2)4
C
O
氨基酸的縮聚
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
常見(jiàn)的縮聚反應(yīng)
氨基乙酸的縮聚
(利用成肽反應(yīng))
n H2NCH2COOH
催化劑
(n－1)H2O
n
NHCH2
H
OH
C
O
n H2NCH2COOH
n CH3CHCOOH
NH2
催化劑
n
NHCH2
H
OH
C
O
NHCH
CH3
C
O
(2n－1)H2O
胺與酸的縮聚
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
常見(jiàn)的縮聚反應(yīng)
(利用成肽反應(yīng))
己二胺與己二酸的縮聚
nH2NCH2(CH2)4CH2NH2＋nHOOC(CH2)4COOH
催化劑
(2n－1)H2O
n
NHCH2
H
OH
C
O
(CH2)4
C
O
(CH2)4
CH2NH
由一種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成的小分子物質(zhì)的量一般為n-1
由兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成的小分子物質(zhì)的量一般為2n-1(n為各單體的物質(zhì)的量)
類(lèi)型一
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
縮聚產(chǎn)物單體的推斷
若鏈節(jié)中含有酚羥基的結(jié)構(gòu)，單體一般為酚和醛
CH2
H
OH
OH
n
單體
HCHO
OH
O
H
C
O
OH
類(lèi)型二
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
縮聚產(chǎn)物單體的推斷
酯類(lèi)高聚物中含有 ，其單體有兩種
C
O
O
n
HO
O
C
O
(CH2)6
C
O
H
(CH2)4
O
HO
C
O
(CH2)6
C
O
OH
O
H
(CH2)4
O
H
H
H
N
OH
C
O
酰胺類(lèi)高聚物中含有 ，其單體有兩種
C
O
H
N
類(lèi)型三
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
縮聚產(chǎn)物單體的推斷
n
H
N
H
CH2
C
O
CH2
OH
N
H
CH2
C
O
H
N
H
CH2
C
O
OH
CH2
OH
N
H
H
CH2
C
O
類(lèi)型四
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
縮聚產(chǎn)物單體的推斷
n
H
N
H
OH
C
O
R
結(jié)構(gòu)為 的高聚物
其合成單體必為一種，將括號(hào)和聚合度去掉，即得高聚物的單體
n
H
N
H
OH
C
O
CH3
CH
單體
H
N
H
OH
C
O
CH3
CH
H2N(CH2)5COOH
請(qǐng)將合成下列高分子材料所用的單體、反應(yīng)類(lèi)型填入相應(yīng)橫線(xiàn)上
(2)滌綸
(1)錦綸 的單體為_(kāi)_________________________
H
N
H
(CH2)5
C
O
n
OH
HO
C
O
C
O
O
CH2
CH2
O
H
n
的單體為
HO
C
O
C
O
OH
HO
CH2
CH2
O
H
加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)
單體 結(jié)構(gòu) 單體必須是含有雙鍵等不飽和鍵的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等) 單體為含有兩個(gè)或兩個(gè)以上官能團(tuán)(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的化合物
反應(yīng) 機(jī)理 反應(yīng)發(fā)生在不飽和鍵上 反應(yīng)發(fā)生在官能團(tuán)之間
聚合 方式 通過(guò)在雙鍵上的加成而連接 通過(guò)縮合脫去小分子而連接
加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的對(duì)比
加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)
反應(yīng) 特點(diǎn) 只生成高聚物，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生 生成高聚物的同時(shí)，還有小分子副產(chǎn)物生成(如H2O、NH3、HCl等)
聚合物的化學(xué)組成 所得高聚物的化學(xué)組成跟單體的最簡(jiǎn)式相同，其平均相對(duì)分子質(zhì)量＝Mr(單體)×n(聚合度) 所得的高聚物的化學(xué)組成跟單體的化學(xué)組成不同，其平均相對(duì)分子質(zhì)量<[Mr(單體)×n(聚合度)]
加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的對(duì)比
雙酚A
雙酚A，也稱(chēng)BPA，有機(jī)化合物，分子式為C15H16O2，工業(yè)上雙酚A被用來(lái)合成聚碳酸酯(PC)和環(huán)氧樹(shù)脂等材料。
60年代以來(lái)被用于制造塑料(奶)瓶、幼兒用的吸口杯、食品和飲料(奶粉)罐內(nèi)側(cè)涂層。BPA能導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)，威脅著胎兒和兒童的健康。歐盟認(rèn)為含雙酚A奶瓶會(huì)誘發(fā)性早熟，從2011年3月2日起，禁止生產(chǎn)含化學(xué)物質(zhì)雙酚A(BPA)的嬰兒奶瓶
1．酚醛樹(shù)脂廣泛用于生產(chǎn)電閘、燈口等電器用品，已知酚醛樹(shù)脂可由以下反應(yīng)制備：

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．苯酚的分子式為C6H6O
B．酚醛樹(shù)脂具有固定的熔沸點(diǎn)
C．該反應(yīng)類(lèi)型為聚合反應(yīng)
D．甲醛可發(fā)生氧化反應(yīng)
【答案】B
【詳解】A．由圖可知，苯酚的分子式為C6H6O，A正確；
B．酚醛樹(shù)脂為高分子聚合物，沒(méi)有固定的熔沸點(diǎn)，B錯(cuò)誤；
C．該反應(yīng)中生成了高分子化合物的同時(shí)得到小分子物質(zhì)，為聚合反應(yīng)中的縮聚反應(yīng)，C正確；
D．甲醛中含有醛基，可以發(fā)生氧化反應(yīng)，D正確；
A．該材料的單體為：
B．可用溴水鑒別該材料和其單體
C．該材料為高分子化合物，也為純凈物
D．該材料能使酸性高錳酸鉀和溴水褪色，且原理相同
2．EPR是一種對(duì)氧化劑具有較好抗耐性的合成材料，應(yīng)用極為廣泛，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以表示如下所示，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
【答案】B
【詳解】A．該材料由2種單體加聚得到，單體為CH2=CH-CH3、CH2=CH2，A錯(cuò)誤；
B．該材料只含單鍵，不與溴水反應(yīng)，其單體含有碳碳雙鍵，能與溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，從而使溴水褪色，能鑒別，B正確；
C．該材料為高分子化合物，聚合度n不確定，屬于混合物，C錯(cuò)誤；
D．該材料只含單鍵，均不能使酸性高錳酸鉀和溴水褪色，D錯(cuò)誤；
故選B。
3．聚乳酸(PLA)無(wú)毒，具有生物相容性、可降解性等諸多優(yōu)異性能。PLA的結(jié)構(gòu)如下圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是
A．PLA含有3種官能團(tuán)
B．PLA可用作免拆型手術(shù)縫線(xiàn)
C．PLA的單體能發(fā)生消去反應(yīng)和氧化反應(yīng)
D．1molPLA最多能與(n+2)molNaOH反應(yīng)
【答案】D
【詳解】A．PLA鏈中含有酯基、兩端含有醇羥基和羧基，共3種官能團(tuán)，A正確；
B．酯基能水解，則PLA能降級(jí)、故可用作免拆型手術(shù)縫線(xiàn)，B正確；
C．PLA的單體為CH3CH(OH)COOH，含醇羥基且鄰位碳原子上有氫故能發(fā)生消去反應(yīng)，醇羥基所連碳原子上有氫故可發(fā)生氧化反應(yīng)，C正確；
D．酯基、羧基均以1:1與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，醇羥基不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，1molPLA最多能與(n+3)molNaOH反應(yīng)，D不正確；
4．我國(guó)最新合成出一種聚醚酯(PM)新型材料，可實(shí)現(xiàn)“單體-聚合物-單體”的閉合循環(huán)，推動(dòng)塑料經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。合成方法如下：

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．M分子中含有2個(gè)手性碳原子
B．M在酸性條件下水解開(kāi)環(huán)得到
C．PM中含有酯基、醚鍵和羥基三種官能團(tuán)
D．合成1mol PM，理論上需要n mol M和n mol苯甲醇
【答案】D
【詳解】
A．手性碳原子是指與四個(gè)各不相同原子或基團(tuán)相連的碳原子，M分子中含有2個(gè)手性碳原子，位置為 ，A正確；
B．M中含有酯基，在酸性條件下水解開(kāi)環(huán)得到 ，B正確；
C．PM中含有酯基、醚鍵和羥基三種官能團(tuán)，C正確；
D．由PM的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，理論上，合成1mol PM需要消耗n mol M和1mol苯甲醇，D錯(cuò)誤；
5．下列過(guò)程是檢測(cè)甲醛含量的重要步驟。有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．甲醛能發(fā)生縮聚反應(yīng)
B．M的核磁共振氫譜有5組峰
C．R分子中氮原子的雜化方式為sp2和sp3
D．M、R均可與鹽酸反應(yīng)
【答案】B
【詳解】A．甲醛能與苯酚發(fā)生縮聚反應(yīng)生成酚醛樹(shù)脂，A正確；
B．M中有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，M的核磁共振氫譜有6組峰，B錯(cuò)誤；
C．該有機(jī)物分子R中，五元環(huán)的氮原子形成3個(gè)σ鍵，其它氮原子形成碳氮雙鍵，則氮原子的雜化方式有sp3、sp2，C正確；
D．M、R中均含氨基或取代氨基、呈堿性，可與鹽酸反應(yīng)，D正確；
故選B。
區(qū)別
第一節(jié)
合成高分子的基本方法
有機(jī)高分子化合物
合成高分子化合物的基本反應(yīng)類(lèi)型
概念
特點(diǎn)
加成聚合反應(yīng)
縮合聚合反應(yīng)
合成高分子的相關(guān)概念
單體的判斷
THANKS
謝謝聆聽(tīng)

展開(kāi)更多......

收起↑