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第3章 有機合成及其應用 合成高分子化合物
第3節 合成高分子化合物
2020年11月24日凌晨,嫦娥5號在長征5號火箭巨大的推力下,啟程前往月球,經20多天旅程后帶著月壤返回,這是中國航天“探月工程”向世界展示出“中國力量”。其中制作國旗材料之一是高強度芳綸纖維，屬于高分子材料。
1.了解聚合物的組成與結構特點,認識單體和單體單元(鏈節)及其與聚合物結構的關系。了解加聚反應和縮聚反應的特點。能夠對單體和高分子進行相互推斷,能分析高分子的合成路線.能寫出典型的加聚反應和縮聚反應的反應式。
2.認識塑料、合成橡膠.合成纖維的組成和結構特點,了解新型高分子材料的優異性能及其在高新技術領域中的應用。能舉例說明塑料、合成橡膠.合成纖維的組成和結構特點,能列舉:重要的合成高分子化合物，說明它們在材料領域中的應用。
1. 可以通過分析.推理等方法認識有機合成的本質特征，建立加聚反應和縮聚反應的具體模型,并能運用相關的模型進行反應的判斷（證據推理與模型認知）。
2. 能從有機物的結構出發.依據有機化合物結構的特點.確定有機高分子的合成方式,培養勤于實踐、善于合作.敢于質疑.勇于創新的科學素養（科學探究與創新意識）。
體會課堂探究的樂趣，
汲取新知識的營養，
讓我們一起 吧！
進
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課
堂
聯想·質疑
合成高分子化合物已經廣泛應用于人們的日常生活。例如，合成橡膠制成的汽車輪胎極大地改善了車胎的性能，合成高分子材料制成的涂料和隔音、隔熱材料使得居室更加美觀實用，合成纖維制成的服裝改善了人們“穿”的質量。
高分子化合物具有什么性質？高分子化合物是怎樣合成出來的？
一、高分子化合物概述
1.高分子化合物：
一般是指由成千上萬個原子以共價鍵連接形成的、相對分子質量很大（104 ～ 106 甚至更大）的化合物（簡稱高分子），又稱大分子化合物（簡稱大分子）。
2.單體：
能用來合成高分子化合物的小分子化合物。
例如，制備苯乙烯的反應為：
單體：苯乙烯
聚合物：聚苯乙烯
3.鏈節：
化學組成和結構均可以重復的最小單位，又稱重復結構單元。
4.鏈節數：
重復結構單元數，通常用n表示。
即時鞏固
1.下列關于合成材料的說法不正確的是(　　)
A．結構為…—CH=CH—CH=CH—CH=CH—CH=CH—…的高分子的單體是乙炔
B．聚氯乙烯可制成薄膜、軟管等，其單體是CH2==CHCl
C．合成酚醛樹脂( )的單體是苯酚和甲醇
D．合成順丁橡膠( )的單體是CH2==CH—CH==CH2
C
知識支持
結構單元與聚合度
在高分子化合物的分子鏈中，與單體相對應的最小結構單位稱為結構單元。在一個高分子化合物中，結構單元的總數表示形成該高分子化合物時反應掉的單體數，稱為聚合度。由一種單體聚合后形成的高分子化合物中，結構單元數 = 聚合度 = 鏈節數；由兩種或兩種以上的單體聚合后形成的高分子化合物中，結構單元數 = 聚合度≠鏈節數。
D
即時鞏固
2.合成導電高分子材料PPV的反應：下列說法正確的是(　　)
A． PPV的結構單元數=鏈接數
B．PPV與聚苯乙烯具有相同的重復結構單元
C． 和苯乙烯互為同系物
D．通過質譜法測定PPV的平均相對分子質量，可得其聚合度
5.高分子化合物的分類
即時鞏固
3. “可吸收縫合線”是一種手術后能被人體降解吸收，而免除拆線痛苦的一類新型材料。下列能用作“可吸收縫合線”材料的是 (　　)
A．棉線 B．PLA(聚乳酸)
C．PP(聚丙烯) D．PVC(聚氯乙烯)
B
二、高分子化合物的合成—聚合反應
1. 加成聚合反應:
是指單體通過加成的方式生成高分子化合物的聚合反應，簡稱加聚反應,沒有小分子化合物產生。
2. 縮合聚合反應:
由單體通過分子間的相互縮合而生成高分子化合物的聚合反應，簡稱縮聚反應,伴隨有小分子化合物（如水）的產生。
即時鞏固
4.某高分子M的結構簡式為 ，下列有關M的說法正確的是(　　)
A．M的一種單體的分子式可能為C9H10O2
B．M完全水解后生成物均為小分子有機物
C．可以通過加聚反應和縮聚反應合成M
D．堿性條件下，1 mol M完全水解消耗NaOH的物質的量為2 mol
C
三、高分子化學反應
有高分子化合物參與的化學反應稱為高分子化學反應。利用高分子化學反應，可將已有的天然或合成高分子轉變為新的高分子。按照反應過程中聚合度的變化情況，高分子化學反應可分為聚合度變大、變小和不變的反應。反應的目的-般是為高分子帶來某種特定的功能或性質，或者是得到一種全新的高分子化合物。例如，將聚丁二烯橡膠溶解在苯乙烯中，并引發苯乙烯聚合，就可以將聚苯乙烯的分子鏈“接枝”到聚丁二烯的分子鏈上，實現了高分子聚合度的變大，得到具有高抗沖擊性能的聚苯乙烯，這種材料主要用作家電外殼、汽車和醫療器械的零部件等。
聚苯乙烯的苯環上可以發生磺化反應，磺化程度較高時甚至可以使原本難溶于水的聚苯乙烯變得極易溶于水。這一過程只是高分子鏈上某些原子或原子團的化學變化，高分子鏈的聚合度并沒有發生變化。
又如，聚醋酸乙烯酯可用作白乳膠、塑料薄膜和涂料等，是一種難溶 于水的高分子化合物，它與甲醇在一-定條件下反應，可以得到一.種新的高分子化合物聚乙烯醇，酯基轉變為羥基的結果使聚乙烯醇在水中的溶解性很好，其水溶液可用作醫用滴眼液，聚乙烯醇與甲醛反應還可用于生產合成纖維維綸(聚乙烯醇縮甲醛)。
在塑料制品出廠時，廠家會在產品上面印上標識。表 3-3-1 中列出了常見塑料制品的標識。
表 3-3-1 塑料制品的標識
請尋找五種塑料制品，查看上面的標識，思考并與同學們討論下列問題。
1. 這些塑料的單體是什么
2. 請舉例說明不同成分的塑料的用途有什么不同。
活動·探究
四、合成高分子材料
名稱 單體 用途
聚對苯二甲酸
乙二（醇）酯 衣料、室內裝修材料、電絕緣材料、繩索、漁網等
高密度
聚乙烯 CH2=CH2 背包框架、防彈板、瓶蓋、食品儲存容器、汽車油箱、折疊椅和桌子、地熱傳熱管系統、耐熱煙花迫擊炮、安全帽、呼啦圈、編織袋等
聚氯乙烯 排水管、涼鞋、雨衣、化工廠容器貯槽
名稱 單體 用途
低密度
聚乙烯 CH2=CH2
注塑制品、食品包裝材料、醫療器具、藥品、吹塑中空成型制品、纖維等
聚丙烯 可制薄膜、日常用品、管道、包裝材料等
聚苯乙烯 電視、雷達部件，醫療衛生用具，還可制成泡沫塑料用于防震、防濕、隔音等
1. 常見的合成高分子材料
塑料、橡膠、合成纖維、涂料、粘合劑、密封材料
2. 功能高分子材料
功能高分子：是指除了具有一般高分子的力學性能外，還具有特殊物理、化學或生物等功能的高分子。
離子交換樹脂
離子交換樹脂是通過普通高分子化合物的化學反應制得的，最常用的樹脂母體是苯乙烯與二乙烯基苯的交聯聚合物。向聚合物中引人磺酸基( - SO,H)、羧基( -COOH )等基團，得到酸性的陽離子交換樹脂，可與溶液中的陽離子進行交換反應。例如:
醫用高分子
生物可降解型
生物非降解型
可吸收縫合線、黏合劑、緩釋藥物等，當它們降解成小分子后可被生物體吸收或通過代謝而排出體外。
可用于制作人造血管、人造心臟、隱形眼鏡等，它們與生物體接觸后具有長期穩定性。
合成高分子化合物
高分子概念
高分子的合成
高分子的反應
高分子材料
定義
單體
鏈節
加聚反應
縮聚反應
聚合度變大
聚合度變小
聚合度不變
合成高分子材料
功能高分子材料
1.工程塑料PBT的結構簡式如下。下列有關說法正確的是（ ）
A.PBT是加聚反應得到的高分子化合物
B.PBT中含有羧基、羥基和酯基
C.PBT的單體中有芳香烴
D.PBT的單體均能與Na、NaOH溶液、Na2CO3溶液反應
B
2.下列說法中,不正確的是( )
A.線型結構和網狀結構的有機高分子都可以溶解在適當的溶劑中
B.某些高分子化合物具有熱固性,它們在受熱時不會熔化
C.高分子化合物中的分子鏈之間存在較強的作用力,因而其強度較高
D.普通高分子材料存在易被氧化、不耐高溫等缺點
A
3.關于天然橡膠的下列敘述中,不正確的是（ ）
A.天然橡膠是天然高分子化合物
B.天然橡膠受空氣、日光作用,不會被氧化而老化
C.天然橡膠能溶于汽油、苯等有機溶劑
D.天然橡膠含有雙鍵,能發生加成反應
B
4.下列材料中:①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隱身材料
④液晶高分子材料 ⑤光敏高分子材料 ⑥智能高分子材料。屬于功能高分子材料的是（ ）
A.①②⑤ B.②④⑤⑥
C.③④⑤ D.①②③④⑤⑥
D
5.新型有機高分子材料在日常生活中、工農業生產和尖端科技領域中發揮著越來越重要的作用。下列有關高分子材料的敘述中不正確的是（ ）
A.在通用高分子材料基礎上改進的導電塑料屬于新型高分子材料
B.利用高分子分離膜可以進行海水淡化或污水凈化
C.導彈技術中利用復合材料的耐腐蝕性能提高導彈的射程
D.醫用高分子材料的發展可以使人類能夠制造人工器官
C
6.（2023·北京等級考·9）一種聚合物PHA的結構簡式如下，下列說法不正確的是（ ）
A.PHA的重復單元中有兩種官能團
B.PHA可通過單體 縮聚合成
C.PHA在堿性條件下可發生降解
D.PHA中存在手性碳原子
A

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