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基礎課時20　合成高分子的基本方法
學習目標　1.了解聚合物的組成與結構特點,認識單體和重復結構單元(鏈節)及其與聚合物結構的關系。2.了解加聚反應和縮聚反應的特點,能寫出典型的加聚反應和縮聚反應的反應式。
一、加成聚合反應　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.高分子的特點
(1)高分子的合成是利用有機物相互反應的性能,得到相對分子質量較大的高分子的過程。
(2)高分子的特點
①高分子的相對分子質量比一般有機物大得多,通常在104以上。
②高分子的相對分子質量是一個平均值,聚合反應得到的是分子長短不一的混合物。
(3)合成高分子的基本方法
合成高分子的基本方法包括加成聚合反應和縮合聚合反應,前者一般是含有雙鍵的烯類單體發生的聚合反應,后者一般是含有兩個(或兩個以上)官能團的單體之間發生的聚合反應。
2.加成聚合反應
概念 由單體分子間通過加成反應生成高分子的反應稱為加成聚合反應,簡稱加聚反應。反應生成的聚合物稱為加成聚合物,簡稱加聚物。
組成與結 構(以聚 氯乙烯 為例) 已知聚氯乙烯的結構簡式為。 ①單體:能合成高分子的小分子物質稱為單體。由此可知聚氯乙烯的單體是CH2CHCl。 ②鏈節:高分子鏈中可重復的最小結構稱為鏈節,又稱重復結構單元。聚氯乙烯的鏈節是—CH2—CHCl—。 ③聚合度:高分子鏈中含有的鏈節數目稱為聚合度,通常用n表示。 ④加聚物的平均相對分子質量:加聚物的平均相對分子質量=鏈節的相對質量×n。
(二)問題探究
問題1　已知聚苯乙烯的結構為,則該聚苯乙烯的鏈節和單體分別是什么
提示　鏈節是,單體是。
問題2　一種用于隱形眼鏡材料的聚合物片段如圖所示:
寫出該聚合物以及單體的結構簡式。
提示　單體的結構簡式:單體的結構簡式:。
問題3　寫出下列聚合反應的化學方程式。
(1)　　　　　　　　　　　。
(2)nCH2CH2+nCH2CH—CH3　　　　　　　　　　　。
提示　(1)
(2)
【探究歸納】
1.巧記加聚反應產物的書寫方法
(1)單烯加聚雙改單,鏈節主鏈兩個碳,其他部分連原碳,寫成支鏈不改變。
(2)共軛雙鍵(兩個雙鍵之間間隔一個碳碳單鍵)要加聚,鏈節四碳要牢記,兩端雙鍵變單鍵,中間單鍵變雙鍵,其他部分連原碳,寫成支鏈不改變。
(3)共聚鏈節靈活寫,規律總結兩方面,開環加聚成長鏈,斷開之處前后連,鏈節再加方括號,聚合度n跟后面。
2.由加聚物推斷單體的方法
(1)凡鏈節的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的聚合物,其合成單體必為一種,將鏈節兩端兩個半鍵向內閉合即可。
如,
其單體是。
(2)凡鏈節主鏈上只有四個碳原子,且鏈節無雙鍵的聚合物,其單體必為兩種,在鏈節兩端及正中央劃線斷開,然后左右兩個半鍵閉合即可。如的單體為CH2CH2和CH3—CHCH2。
(3)凡鏈節主鏈中只有碳原子,并存在結構的聚合物,其規律是“見雙鍵,四個碳;無雙鍵,兩個碳”。從一端劃線斷開,隔一鍵斷一鍵,然后將半鍵閉合,即單雙鍵互換。
如的單體是CH2CH—CHCH2和。由加聚物推斷單體的方法可簡要總結為“兩兩一組,組間斷1鍵,組內加1鍵。”
1.EPR是一種對氧化劑具有較好抗耐性的合成材料,應用極為廣泛,其結構簡式可以表示如下,下列有關說法正確的是 (　　)
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
答案　B
解析　該材料由2種單體加聚得到,單體為
CH2CH—CH3、CH2CH2,A錯誤;該材料只含單鍵,不與溴水反應,其單體含有碳碳雙鍵,能與溴單質發生加成反應,從而使溴水褪色,能鑒別,B正確;該材料為高分子化合物,聚合度n不確定,屬于混合物,C錯誤;該材料只含單鍵,均不能使酸性高錳酸鉀和溴水褪色,D錯誤。
2.(2024·江蘇鹽城高二期中)某高聚物可表示為,下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.該高聚物是通過加聚反應制得的
B.合成該高聚物的單體有4種
C.該物質能被酸性高錳酸鉀溶液氧化
D.1 mol該物質最多可與n mol H2發生反應
答案　B
解析　該高聚物是由CH2C(CH3)CHCH2、CH3—CHCH2、CH2CH2這3種單體經加聚反應制得,A正確,B錯誤;該高聚物中含有碳碳雙鍵,能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使溶液紫色褪去,C正確;該高聚物中由許多鏈節,聚合度是n,每個鏈節中含有的 1個碳碳雙鍵可以與H2發生加成反應,則1 mol該物質中含有n mol碳碳雙鍵,故可與n mol H2發生加成反應,D正確。
3.寫出下列單體發生加聚反應的化學方程式。
(1)ClCHCH2:　　　　　　　　　　　。
(2):　　　　　　　　　　　。
(3)CH2CH2+CH3—CHCH—CH3:　　　　　　　　　　　。
答案　(1)nClCHCH2
(2)
(3)nCH2CH2+nCH3—CHCH—CH3
二、縮合聚合反應　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.縮聚反應的概念和特點
概念 由單體分子間通過縮合反應生成高分子的反應稱為縮合聚合反應,簡稱縮聚反應。反應生成的聚合物稱為縮合聚合物,簡稱縮聚物。
反應 特點 ①在生產縮聚物的同時,還伴有小分子的副產物(如H2O等)的生成。 ②大多縮聚反應是可逆反應,為提高產率,并得到具有較高聚合度的縮聚物,需要及時移除反應產生的小分子副產物。
2.縮聚物和縮聚反應方程式的書寫
注意 事項 (1)書寫縮聚物的結構簡式時,要注明端基原子或原子團。 (2)書寫縮聚反應化學方程式時要兩個“注明”,一是注明“n”。二是注明生成小分子的個數,若由一種單體縮聚小分子數一般為n-1,兩種單體縮聚,小分子數一般為2n-1。
實例 己二酸[]與乙二醇(HOCH2CH2OH)發生縮聚反應的方程式為 +(2n-1)H2O
(二)問題探究
問題1　下列有機物中,可發生加聚反應的化合物是哪幾個 請寫出其中一種加聚物的結構簡式。可發生縮聚反應的化合物是哪幾個
a.
b.
c.HO(CH2)2OH　d.CH3CHCH—CN
e.　f.HOOC(CH2)4COOH
提示　可發生加聚反應的化合物有b、d,b加聚反應的產物為。能發生縮聚反應的化合物有a、c、f。
問題2　完成下列縮聚反應的化學方程式。
(1)乳酸()的縮聚。
(2)間苯二甲酸()和間苯二胺()的縮聚。
提示　(1)+(n-1)H2O
(2)n+n+(2n-1)H2O
問題3　熒光屏及大規模集成電路制造中應用較廣的新型高分子材料——感光性高分子也稱為“光敏性高分子”,其結構簡式為,試分析該高聚物的鏈節、單體及原料。
提示　該高聚物的鏈節為,單體為,單體是由CH2CHOH和發生酯化反應得到的。
【探究歸納】
1.常見的縮聚反應類型
能夠發生縮聚反應的物質含有雙官能團或多官能團(如—OH、—COOH、—NH2等),常見的縮聚反應類型主要有如下幾種:
(1)二元酸與二元醇縮聚
以羥基中的氫原子和羧酸分子中的羥基結合成水的方式而進行的縮聚反應,生成水分子的物質的量一般為2n-1。
+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O
(2)氨基酸縮聚
以氨基中的氫原子和羧基中的羥基結合成水的方式而進行的縮聚反應。
+(n-1)H2O
　nH2N—CH2—COOH++(2n-1)H2O
(3)羥基酸縮聚
+(n-1)H2O
(4)酚醛樹脂型縮聚
以某分子中碳氧雙鍵中的氧原子與另一個基團中的活潑氫原子結合成水而進行的縮聚反應。
n++(n-1)H2O
2.由縮聚物推斷單體的方法
(1)若聚合物為或,其單體必為一種,去掉中括號和n即可。
如的單體為;
的單體是。
(2)當鏈節中含有或結構時,其單體至少是兩種,此時常用“切割法”,去掉中括號和n后,斷開羰基與氧原子或氮原子間的共價鍵,然后在羰基碳上連上羥基,在氧原子或氮原子上連上氫原子。如圖所示:
①的單體為和HO(CH2)4OH。
②去掉中括號和n再水解的單體為H2NCH2COOH和。
4.合成高分子已經廣泛應用于人們的日常生活中,下列有關合成高分子的說法正確的是 (　　)
A.是通過加聚反應得到的
B.亞克力()的單體有順反異構
C.聚酯纖維滌綸()含有三種含氧官能團
D.電絕緣樹脂()的單體是鄰羥基苯甲醛和苯胺
答案　C
解析　PC存在端基原子和原子團,所以是通過縮聚反應得到,A錯誤;亞克力的單體是,沒有順反異構,B錯誤;聚酯纖維滌綸中含有羧基、酯基、羥基三種含氧官能團,C正確;電絕緣樹脂是由、HCHO、縮聚而成,D錯誤。
5.找出下列高分子的單體,并按要求填空。
(1)錦綸()的單體為　　　　　　　　　　　,
反應類型為　　　　。
(2)滌綸()的單體為　　　　　　　　　　　,
制備滌綸的化學方程式為　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)H2N(CH2)5COOH　縮聚反應
(2)、HOCH2CH2OH　+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O
　　　　　　　　　　　　　　　　A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)加聚反應
1.聚氯乙烯塑料又稱PVC,廣泛應用于生產生活中,下列關于聚氯乙烯的說法正確是 (　　)
A.可用于食品包裝
B.乙烯是聚氯乙烯的單體
C.能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.乙炔是制備聚氯乙烯的原料
答案　D
解析　聚氯乙烯中的增塑劑有毒,不能用來包裝食品,A錯誤;聚氯乙烯的單體是氯乙烯,B錯誤;聚氯乙烯中沒有雙鍵,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,C錯誤;乙炔和氯化氫加成生成氯乙烯,可用來制備聚氯乙烯,則乙炔是制備聚氯乙烯的原料,D正確。
2.EPR是一種對氧化劑具有較好抗耐性的合成材料,應用極為廣泛,其結構簡式可以表示,合成EPR所用的單體為 (　　)
A.
B.
C.CH2CH2和CH2CH—CH3
D.和CH4
答案　C
解析　此聚合物鏈節中無雙鍵,則兩個碳原子為一組,取鏈節斷開中間的單鍵后加雙鍵即得高聚物的單體,C正確。
3.聚丙烯酸(PAA)廣泛用于除去水中重金屬離子,提高水質。PAA的結構簡式為。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.PAA能使酸性KMnO4溶液褪色
B.CH2CHCOOH發生加聚反應合成PAA
C.PAA的單體能發生取代、氧化和加成反應
D.若PAA的相對分子質量為36 000,則n=500
答案　A
解析　PAA中沒有碳碳雙鍵,不能使酸性KMnO4溶液褪色,A錯誤;CH2CHCOOH是PAA的單體,通過發生加聚反應合成PAA,B正確;CH2CHCOOH是PAA的單體,有碳碳雙鍵能發生加成和氧化反應,有羧基能發生取代反應,C正確;CH2CHCOOH是PAA的單體,相對分子量為72,若PAA的相對分子質量為36 000,則n==500,D正確。
4.一種有機硼聚合物作為檢測F-的熒光探針,被廣泛使用,其合成路線如圖所示。檢測過程中,有機硼聚合物中B原子的空軌道會與F-進行配位。下列說法不正確的是 (　　)
A.該反應為加聚反應
B.該有機硼聚合物存在順反異構
C.可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗有機硼聚合物中是否含有碳碳雙鍵
D.I-不易形成配位鍵,對F-的檢測沒有影響,可能因為I-的半徑大于F-的半徑
答案　C
解析　通過觀察方程式可知,該反應為加聚反應,A正確;有機硼聚合物雙鍵兩邊(或者)都連有相同的氫原子,及不同的原子團,所以可以形成順反異構,B正確;有機硼聚合物中苯環上連有甲基,苯環上的甲基也能使酸性高錳酸鉀褪色,C錯誤;因為I-的半徑大于F-的半徑,I-不易形成配位鍵,對F-的檢測沒有影響,D正確。
5.按要求回答下列問題。
(1)聚苯乙烯的結構簡式為。
①聚苯乙烯的鏈節是　　　　,單體是　　　　　　　　　　　。
②實驗測得某聚苯乙烯的相對分子質量(平均值)為52 000,則該高聚物的聚合度n為　　　　　。
(2)完成下列反應的化學方程式,并指出其反應類型。
①由乙烯制取聚乙烯:　　　　　　　　　　　;
　　　　　　　　　。
②由丙烯制取聚丙烯:　　　　　　　　　　　;
　　　　　　　　　。
答案　(1)①　
②500
(2)①nCH2CH2?CH2—CH2?　加聚反應
②nCH3—CHCH2　加聚反應
解析　(1)①聚苯乙烯的鏈節是,單體是;②聚苯乙烯的相對分子質量為104n,則該高聚物的聚合度n==500。
(2)乙烯制取聚乙烯和丙烯制取聚丙烯的反應都是加聚反應。
(二)縮聚反應
6.(2024·安徽亳州高二月考)脲醛樹脂的合成與酚醛樹脂類似,下列說法正確的是 (　　)
A.合成脲醛樹脂的單體是尿素與乙醛
B.生成脲醛樹脂的反應類型是加聚反應
C.脲醛樹脂合成過程中沒有小分子生成
D.通過質譜法測定線型脲醛樹脂的平均相對分子質量,可得其聚合度的平均值
答案　D
解析　由題干信息可知,該脲甲醛樹脂合成原理為+nHCHO+(n-1)H2O,該反應類型屬于縮聚反應。該合成脲醛樹脂的單體是尿素與甲醛,A錯誤;生成脲醛樹脂的反應類型是縮聚反應,B錯誤;脲醛樹脂合成過程中有小分子H2O生成,C錯誤;質譜法可以測定線型脲甲醛樹脂的平均相對分子質量,通過鏈節以及相對原子質量,可以計算出聚合度,D正確。
7.光學性能優良的高分子材料聚碳酸異山梨醇酯可由如圖反應制備。
下列說法不正確的是 (　　)
A.異山梨醇有2種官能團
B.化合物X為H2O
C.異山梨醇分子中有4個手性碳
D.該反應為縮聚反應
答案　B
解析　異山梨醇有2種官能團,醚鍵和羥基,A正確;由原子守恒可知,X為CH3OH,B錯誤;異山梨醇分子中有4個手性碳,位置如圖:,C正確;該反應產物除高聚物分子外,還有小分子生成,為縮聚反應,D正確。
8.有機小分子X通過選擇性催化聚合可分別得到聚合物Y和Z,下列說法正確的是 (　　)
A.Y和Z互為同系物
B.X的結構可表示為
C.Y和Z均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
D.Y和Z均能在NaOH溶液中降解為小分子
答案　B
解析　Y與Z相比,碳鏈的兩端缺少—OH、—H,且聚合度不同,二者的分子式不相同,不互為同系物,A不正確;采用彎箭頭法,由Y的高聚物確定鏈節,然后再確定單體,或者采用同樣方法由Z確定單體,都可確定X的結構簡式可表示為,B正確;Z分子中含有碳碳雙鍵,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,但Y分子中不含有碳碳不飽和鍵等,不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,C不正確;Z能在NaOH溶液中降解為小分子,但Y不能在NaOH溶液中發生降解,D不正確。
B級　素養培優練
9.綠色冬奧、科技冬奧是北京冬奧會的重要理念,頂流“冰墩墩”“雪容融”,由PVC、PC、ABS和亞克力等環保材料制作而成。關于“冰墩墩”“雪容融”的制作材料,下列說法不正確的是 (　　)
A.PVC()的單體為氯乙烯
B.PC()中所有原子均可共平面
C.ABS的單體之一苯乙烯()能使溴水褪色
D.亞克力()可通過加聚反應制備
答案　B
解析　氯乙烯(CH2CHCl)加聚可以得到聚氯乙烯,PVC為聚合物,其單體為氯乙烯,A正確;飽和碳原子具有甲烷結構特點,甲烷為四面體結構,所以該分子中所有碳原子一定不共平面,B錯誤;苯乙烯中碳碳雙鍵能和溴發生加成反應而使溴水褪色,C正確;該物質是加聚產物,甲基丙烯酸甲酯通過加聚反應可以得到該高分子化合物,D正確。
10.高分子材料由三種單體聚合而成。下列說法正確的是 (　　)
A.有一種單體為,該單體可以發生加成反應
B.有一種單體為CH3—CHCH—CN,該單體中同一平面上的原子數最多有7個
C.有一種單體為,該單體不可能所有原子在同一平面上
D.有一種單體為,該單體位于同一直線上的原子有6個
答案　D
解析　由該高分子材料可推知,合成該高分子材料的三種單體為CH3CHCHCN、
、。根據分析,該高分子材料的單體沒有,A項錯誤;有一種單體為CH3CHCHCN,與碳碳雙鍵碳原子直接相連的原子和碳碳雙鍵碳原子一定共平面,與碳氮三鍵直接相連的原子共直線,結合單鍵可以旋轉,該單體中同一平面上的原子數最多8個,B項錯誤;根據分析,有一種單體為,與苯環直接相連的原子和苯環碳原子一定共平面,與碳碳雙鍵碳原子直接相連的原子和碳碳雙鍵碳原子一定共平面,結合單鍵可以旋轉,該單體中所有原子可能在同一平面上,C錯誤;有一種單體為,該單體中處于同一直線上的原子有6個,如圖框中6個原子,D正確。
11.據《科學網》報道,我國科學家采用新技術實現綠色高效回收聚酯。
下列說法正確的是 (　　)
A.乙二醇()難溶于水
B.BHET能發生水解、加成反應
C.1 mol PET最多能消耗(2n-1) mol NaOH
D.用酸性KMnO4溶液可鑒別乙二醇和BHET
答案　B
解析　乙二醇分子中含有親水基羥基,易溶于水,A錯誤;BHET分子中含有的酯基能發生水解反應,含有的苯環一定條件下能與氫氣發生加成反應,B正確;PET分子中含有的酯基能與氫氧化鈉溶液反應,則1 mol PET最多能消耗2n mol氫氧化鈉,C錯誤;乙二醇和BHET分子中都含有羥基,都能與酸性高錳酸鉀溶液反應使溶液褪色,則用酸性高錳酸鉀溶液不能鑒別乙二醇和BHET,D錯誤。
12.(2024·云南宣威市第三中學高二月考)如圖是合成滌綸(高分子化合物)的流程圖:
(1)寫出下列反應的反應類型:②　　　　　　　　　　　;
⑦　　　　　　。
(2)也能一步轉化生成B,試劑可以用　　　　　。
(3)寫出反應⑥的化學方程式　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
寫出反應⑦的化學方程式　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(4)人工合成的丁腈橡膠()也是一種高分子材料,具有優異的耐油性,寫出它的兩種單體結構簡式　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)取代反應　縮聚反應
(2)酸性高錳酸鉀溶液
(3)CH2BrCH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr　
n+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O
(4)CH2CHCHCH2、CH2CHCN
解析　對二甲苯在光照條件下與氯氣發生取代反應生成A,結合對苯二甲醇結構可知,A為,A在氫氧化鈉水溶液加熱條件下可以發生取代反應生成對苯二甲醇,對苯二甲醇在銅作催化劑加熱條件下與氧氣發生催化氧化反應生成對苯二甲醛,對苯二甲醛被氧氣繼續催化氧化生成B對苯二甲酸;乙烯與溴水加成生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在氫氧化鈉水溶液加熱條件下可以發生水解反應生成乙二醇C:HOCH2CH2OH;B與C發生縮聚反應生成滌綸;(1)由分析可知,②為在氫氧化鈉水溶液加熱條件下取代反應生成對苯二甲醇,為取代反應;⑦為B與C發生縮聚反應生成滌綸,屬于縮聚反應;(2)對二甲苯也可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成對苯二甲酸,故該試劑是酸性高錳酸鉀溶液;(3)反應⑥為1,2-二溴乙烷在氫氧化鈉水溶液加熱條件下可以發生水解反應生成乙二醇,反應為CH2BrCH2Br+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaBr;B中含有2個羧基、C中含有2個羥基,反應⑦為B與C發生縮聚反應生成滌綸:n+nHOCH2CH2OH
+(2n-1)H2O;(4)逆推可知,合成
,把左側第4、5碳原子之間鍵斷開,分析可得單體為CH2CHCHCH2、CH2CHCN。基礎課時20　合成高分子的基本方法
學習目標　1.了解聚合物的組成與結構特點,認識單體和重復結構單元(鏈節)及其與聚合物結構的關系。2.了解加聚反應和縮聚反應的特點,能寫出典型的加聚反應和縮聚反應的反應式。
一、加成聚合反應　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.高分子的特點
(1)高分子的合成是利用有機物相互　　　　　的性能,得到相對分子質量較大的高分子的過程。
(2)高分子的特點
①高分子的相對分子質量比一般有機物大得多,通常在104以上。
②高分子的相對分子質量是一個　　　　　　值,聚合反應得到的是分子長短不一的混合物。
(3)合成高分子的基本方法
合成高分子的基本方法包括加成聚合反應和縮合聚合反應,前者一般是含有　　　　　　的烯類單體發生的聚合反應,后者一般是含有兩個(或兩個以上)　　　　　　的單體之間發生的聚合反應。
2.加成聚合反應
概念 由單體分子間通過　　　　　　反應生成高分子的反應稱為加成聚合反應,簡稱　　　　　　反應。反應生成的聚合物稱為　　　　　　,簡稱加聚物。
組成與結 構(以聚 氯乙烯 為例) 已知聚氯乙烯的結構簡式為。 ①單體:能　　　　　　　　的小分子物質稱為單體。由此可知聚氯乙烯的單體是　　　　　　。 ②鏈節:高分子鏈中可重復的最小　　　　　　稱為鏈節,又稱重復結構單元。聚氯乙烯的鏈節是　　　　　　　　。 ③聚合度:高分子鏈中含有的　　　　　　數目稱為聚合度,通常用　　　　表示。 ④加聚物的平均相對分子質量:加聚物的平均相對分子質量=　　　　　　　　　　。
(二)問題探究
問題1　已知聚苯乙烯的結構為,則該聚苯乙烯的鏈節和單體分別是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　一種用于隱形眼鏡材料的聚合物片段如圖所示:
寫出該聚合物以及單體的結構簡式。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　寫出下列聚合反應的化學方程式。
(1)　　　　　　　　。
(2)nCH2==CH2+nCH2==CH—CH3　　　　　　　　。
【探究歸納】
1.巧記加聚反應產物的書寫方法
(1)單烯加聚雙改單,鏈節主鏈兩個碳,其他部分連原碳,寫成支鏈不改變。
(2)共軛雙鍵(兩個雙鍵之間間隔一個碳碳單鍵)要加聚,鏈節四碳要牢記,兩端雙鍵變單鍵,中間單鍵變雙鍵,其他部分連原碳,寫成支鏈不改變。
(3)共聚鏈節靈活寫,規律總結兩方面,開環加聚成長鏈,斷開之處前后連,鏈節再加方括號,聚合度n跟后面。
2.由加聚物推斷單體的方法
(1)凡鏈節的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的聚合物,其合成單體必為一種,將鏈節兩端兩個半鍵向內閉合即可。
如,其單體是。
(2)凡鏈節主鏈上只有四個碳原子,且鏈節無雙鍵的聚合物,其單體必為兩種,在鏈節兩端及正中央劃線斷開,然后左右兩個半鍵閉合即可。如的單體為CH2==CH2和CH3—CH==CH2。
(3)凡鏈節主鏈中只有碳原子,并存在結構的聚合物,其規律是“見雙鍵,四個碳;無雙鍵,兩個碳”。從一端劃線斷開,隔一鍵斷一鍵,然后將半鍵閉合,即單雙鍵互換。
如的單體是CH2==CH—CH==CH2和。由加聚物推斷單體的方法可簡要總結為“兩兩一組,組間斷1鍵,組內加1鍵。”
1.EPR是一種對氧化劑具有較好抗耐性的合成材料,應用極為廣泛,其結構簡式可以表示如下,下列有關說法正確的是(　　)
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.(2024·江蘇鹽城高二期中)某高聚物可表示為,下列有關敘述錯誤的是(　　)
A.該高聚物是通過加聚反應制得的
B.合成該高聚物的單體有4種
C.該物質能被酸性高錳酸鉀溶液氧化
D.1 mol該物質最多可與n mol H2發生反應
3.寫出下列單體發生加聚反應的化學方程式。
(1)ClCH==CH2:　　　　　　　 　　　　　　　　。
(2):　　　　　　　 　　　　　　　　。
(3)CH2==CH2+CH3—CH==CH—CH3:　　　　　　　 　　　　　　　　。
二、縮合聚合反應　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.縮聚反應的概念和特點
概念 由單體分子間通過　　　　　　　　反應生成高分子的反應稱為縮合聚合反應,簡稱　　　　　　反應。反應生成的聚合物稱為　　　　　　,簡稱縮聚物。
反應 特點 ①在生產縮聚物的同時,還伴有　　　　　的副產物(如H2O等)的生成。 ②大多縮聚反應是　　　　　　反應,為提高產率,并得到具有較高聚合度的縮聚物,需要及時移除反應產生的　　　　　　　　。
2.縮聚物和縮聚反應方程式的書寫
注意 事項 (1)書寫縮聚物的結構簡式時,要注明端基原子或原子團。 (2)書寫縮聚反應化學方程式時要兩個“注明”,一是注明“n”。二是注明生成小分子的個數,若由一種單體縮聚小分子數一般為　　　　　　,兩種單體縮聚,小分子數一般為　　　　　　。
實例 己二酸[]與乙二醇(HOCH2CH2OH)發生縮聚反應的方程式為 　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　
(二)問題探究
問題1　下列有機物中,可發生加聚反應的化合物是哪幾個 請寫出其中一種加聚物的結構簡式。可發生縮聚反應的化合物是哪幾個
a.
b.
c.HO(CH2)2OH　d.CH3CH==CH—CN
e.　f.HOOC(CH2)4COOH
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　完成下列縮聚反應的化學方程式。
(1)乳酸()的縮聚。
(2)間苯二甲酸()和間苯二胺()的縮聚。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　熒光屏及大規模集成電路制造中應用較廣的新型高分子材料——感光性高分子也稱為“光敏性高分子”,其結構簡式為,試分析該高聚物的鏈節、單體及原料。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
1.常見的縮聚反應類型
能夠發生縮聚反應的物質含有雙官能團或多官能團(如—OH、—COOH、—NH2等),常見的縮聚反應類型主要有如下幾種:
(1)二元酸與二元醇縮聚
以羥基中的氫原子和羧酸分子中的羥基結合成水的方式而進行的縮聚反應,生成水分子的物質的量一般為2n-1。
+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O
(2)氨基酸縮聚
以氨基中的氫原子和羧基中的羥基結合成水的方式而進行的縮聚反應。
+(n-1)H2O　
nH2N—CH2—COOH+
+(2n-1)H2O
(3)羥基酸縮聚
+(n-1)H2O
(4)酚醛樹脂型縮聚
以某分子中碳氧雙鍵中的氧原子與另一個基團中的活潑氫原子結合成水而進行的縮聚反應。
n++(n-1)H2O
2.由縮聚物推斷單體的方法
(1)若聚合物為或,其單體必為一種,去掉中括號和n即可。
如的單體為;
的單體是。
(2)當鏈節中含有或結構時,其單體至少是兩種,此時常用“切割法”,去掉中括號和n后,斷開羰基與氧原子或氮原子間的共價鍵,然后在羰基碳上連上羥基,在氧原子或氮原子上連上氫原子。如圖所示:
①的單體為和HO(CH2)4OH。
②去掉中括號和n再水解的單體為H2NCH2COOH和。
4.合成高分子已經廣泛應用于人們的日常生活中,下列有關合成高分子的說法正確的是(　　)
A.是通過加聚反應得到的
B.亞克力()的單體有順反異構
C.聚酯纖維滌綸
()含有三種含氧官能團
D.電絕緣樹脂
()的單體是鄰羥基苯甲醛和苯胺
5.找出下列高分子的單體,并按要求填空。
(1)錦綸()的單體為　　　　　　　　,
反應類型為　　　　。
(2)滌綸
()的單體為　　　　　　　　,
制備滌綸的化學方程式為　　　　　　　
　　　　　　　　。
:課后完成　第五章　基礎課時20(共63張PPT)
第一節　合成高分子的基本方法
第五章　合成高分子
基礎課時 　合成高分子的基本方法
20
1.了解聚合物的組成與結構特點,認識單體和重復結構單元(鏈節)及其與聚合物結構的關系。2.了解加聚反應和縮聚反應的特點,能寫出典型的加聚反應和縮聚反應的反應式。
學習目標
一、加成聚合反應　　
二、縮合聚合反應
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
一、加成聚合反應
對點訓練
(一)知識梳理
1.高分子的特點
(1)高分子的合成是利用有機物相互__________的性能,得到相對分子質量較大的高分子的過程。
(2)高分子的特點
①高分子的相對分子質量比一般有機物大得多,通常在104以上。
②高分子的相對分子質量是一個____________值,聚合反應得到的是分子長短不一的混合物。
反應
平均
(3)合成高分子的基本方法
合成高分子的基本方法包括加成聚合反應和縮合聚合反應,前者一般是含有____________的烯類單體發生的聚合反應,后者一般是含有兩個(或兩個以上)____________的單體之間發生的聚合反應。
雙鍵
官能團
2.加成聚合反應
加成
加聚
加成聚合物
合成高分子
CH2==CHCl
結構
—CH2—CHCl—
鏈節
n
鏈節的相對質量×n
問題2　一種用于隱形眼鏡材料的聚合物片段如圖所示:
寫出該聚合物以及單體的結構簡式。
【探究歸納】
1.巧記加聚反應產物的書寫方法
(1)單烯加聚雙改單,鏈節主鏈兩個碳,其他部分連原碳,寫成支鏈不改變。
(2)共軛雙鍵(兩個雙鍵之間間隔一個碳碳單鍵)要加聚,鏈節四碳要牢記,兩端雙鍵變單鍵,中間單鍵變雙鍵,其他部分連原碳,寫成支鏈不改變。
(3)共聚鏈節靈活寫,規律總結兩方面,開環加聚成長鏈,斷開之處前后連,鏈節再加方括號,聚合度n跟后面。
2.由加聚物推斷單體的方法
1.EPR是一種對氧化劑具有較好抗耐性的合成材料,應用極為廣泛,其結構簡式可以表示如下,下列有關說法正確的是(　　)
B
解析　該材料由2種單體加聚得到,單體為CH2==CH—CH3、CH2==CH2, A錯誤;該材料只含單鍵,不與溴水反應,其單體含有碳碳雙鍵,能與溴單質發生加成反應,從而使溴水褪色,能鑒別,B正確;該材料為高分子化合物,聚合度n不確定,屬于混合物,C錯誤;該材料只含單鍵,均不能使酸性高錳酸鉀和溴水褪色,D錯誤。
A.該高聚物是通過加聚反應制得的
B.合成該高聚物的單體有4種
C.該物質能被酸性高錳酸鉀溶液氧化
D.1 mol該物質最多可與n mol H2發生反應
B
解析　該高聚物是由CH2==C(CH3)CH==CH2、CH3—CH==CH2、CH2==CH2這3種單體經加聚反應制得,A正確,B錯誤;該高聚物中含有碳碳雙鍵,能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使溶液紫色褪去,C正確;該高聚物中由許多鏈節,聚合度是n,每個鏈節中含有的 1個碳碳雙鍵可以與H2發生加成反應,則1 mol該物質中含有n mol碳碳雙鍵,故可與n mol H2發生加成反應,D正確。
3.寫出下列單體發生加聚反應的化學方程式。
二、縮合聚合反應
對點訓練
(一)知識梳理
1.縮聚反應的概念和特點
概念 由單體分子間通過________________反應生成高分子的反應稱為縮合聚合反應,簡稱____________反應。反應生成的聚合物稱為____________,簡稱縮聚物。
反應 特點 ①在生產縮聚物的同時,還伴有__________的副產物(如H2O等)的生成。
②大多縮聚反應是____________反應,為提高產率,并得到具有較高聚合度的縮聚物,需要及時移除反應產生的________________。
縮合
縮聚
縮合聚合物
小分子
可逆
小分子副產物
2.縮聚物和縮聚反應方程式的書寫
n-1
2n-1
(二)問題探究
問題1　下列有機物中,可發生加聚反應的化合物是哪幾個 請寫出其中一種加聚物的結構簡式。可發生縮聚反應的化合物是哪幾個
【探究歸納】
1.常見的縮聚反應類型
能夠發生縮聚反應的物質含有雙官能團或多官能團(如—OH、—COOH、—NH2等),常見的縮聚反應類型主要有如下幾種:
(1)二元酸與二元醇縮聚
以羥基中的氫原子和羧酸分子中的羥基結合成水的方式而進行的縮聚反應,生成水分子的物質的量一般為2n-1。
2.由縮聚物推斷單體的方法
4.合成高分子已經廣泛應用于人們的日常生活中,下列有關合成高分子的說法正確的是(　　)
C
5.找出下列高分子的單體,并按要求填空。
H2N(CH2)5COOH
縮聚反應
課后鞏固訓練
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)加聚反應
1.聚氯乙烯塑料又稱PVC,廣泛應用于生產生活中,下列關于聚氯乙烯的說法正確是(　　)
A.可用于食品包裝 B.乙烯是聚氯乙烯的單體
C.能使溴的四氯化碳溶液褪色 D.乙炔是制備聚氯乙烯的原料
解析　聚氯乙烯中的增塑劑有毒,不能用來包裝食品,A錯誤;聚氯乙烯的單體是氯乙烯,B錯誤;聚氯乙烯中沒有雙鍵,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,C錯誤;乙炔和氯化氫加成生成氯乙烯,可用來制備聚氯乙烯,則乙炔是制備聚氯乙烯的原料,D正確。
D
C
解析　此聚合物鏈節中無雙鍵,則兩個碳原子為一組,取鏈節斷開中間的單鍵后加雙鍵即得高聚物的單體,C正確。
A.PAA能使酸性KMnO4溶液褪色
B.CH2==CHCOOH發生加聚反應合成PAA
C.PAA的單體能發生取代、氧化和加成反應
D.若PAA的相對分子質量為36 000,則n=500
A
解析　PAA中沒有碳碳雙鍵,不能使酸性KMnO4溶液褪色,A錯誤;CH2==CHCOOH是PAA的單體,通過發生加聚反應合成PAA,B正確;CH2==CHCOOH是PAA的單體,有碳碳雙鍵能發生加成和氧化反應,有羧基能發生取代反應,C正確;CH2==CHCOOH 是PAA的單體,相對分子量為72,若PAA的相對分子質量為36 000,則n==500,D正確。
4.一種有機硼聚合物作為檢測F-的熒光探針,被廣泛使用,其合成路線如圖所示。檢測過程中,有機硼聚合物中B原子的空軌道會與F-進行配位。下列說法不正確的是(　　)
A.該反應為加聚反應
B.該有機硼聚合物存在
順反異構
C.可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗有機硼聚合物中是否含有碳碳雙鍵
D.I-不易形成配位鍵,對F-的檢測沒有影響,可能因為I-的半徑大于F-的半徑
C
5.按要求回答下列問題。
500
(2)完成下列反應的化學方程式,并指出其反應類型。
①由乙烯制取聚乙烯:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
　　　　　　。
②由丙烯制取聚丙烯:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
　　　　　　。
加聚反應
加聚反應
解析　(2)乙烯制取聚乙烯和丙烯制取聚丙烯的反應都是加聚反應。
A.合成脲醛樹脂的單體是尿素與乙醛
B.生成脲醛樹脂的反應類型是加聚反應
C.脲醛樹脂合成過程中沒有小分子生成
D.通過質譜法測定線型脲醛樹脂的平均相對分子質量,可得其聚合度的平均值
D
7.光學性能優良的高分子材料聚碳酸異山梨醇酯可由如圖反應制備。
下列說法不正確的是(　　)
A.異山梨醇有2種官能團
B.化合物X為H2O
C.異山梨醇分子中有4個手性碳
D.該反應為縮聚反應
B
8.有機小分子X通過選擇性催化聚合可分別得到聚合物Y和Z,下列說法正確的是(　　)
B
B級　素養培優練
9.綠色冬奧、科技冬奧是北京冬奧會的重要理念,頂流“冰墩墩”“雪容融”,由PVC、PC、ABS和亞克力等環保材料制作而成。關于“冰墩墩”“雪容融”的制作材料,下列說法不正確的是(　　)
答案　B
解析　氯乙烯(CH2==CHCl)加聚可以得到聚氯乙烯,PVC為聚合物,其單體為氯乙烯,A正確;飽和碳原子具有甲烷結構特點,甲烷為四面體結構,所以該分子中所有碳原子一定不共平面,B錯誤;苯乙烯中碳碳雙鍵能和溴發生加成反應而使溴水褪色,C正確;該物質是加聚產物,甲基丙烯酸甲酯通過加聚反應可以得到該高分子化合物,D正確。
D
11.據《科學網》報道,我國科學家采用新技術實現綠色高效回收聚酯。
B
解析　乙二醇分子中含有親水基羥基,易溶于水,A錯誤;BHET分子中含有的酯基能發生水解反應,含有的苯環一定條件下能與氫氣發生加成反應,B正確;PET分子中含有的酯基能與氫氧化鈉溶液反應,則1 mol PET最多能消耗2n mol氫氧化鈉,C錯誤;乙二醇和BHET分子中都含有羥基,都能與酸性高錳酸鉀溶液反應使溶液褪色,則用酸性高錳酸鉀溶液不能鑒別乙二醇和BHET,D錯誤。
12.(2024·云南宣威市第三中學高二月考)如圖是合成滌綸(高分子化合物)的流程圖:
取代反應
縮聚反應
酸性高錳酸鉀溶液
CH2==CHCH==CH2、CH2==CHCN

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