【高考风向标】高考化学一轮复习 第四单元 第28讲 高分子化合物课件.ppt

第28讲 高分子化合物 考纲定位 1 了解合成高分子的组成与结构特点 能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体 2 了解加聚反应和缩聚反应的特点 3 了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用 4 了解合成高分子化合物在发展经济 提高生活质量方面的贡献 一 高分子化合物 1 相关概念 1 高分子化合物是由许多 分子化合物以 键结合成的相对分子质量很 通常为 的一类有机物 又称 或 如聚乙烯 2 单体是能够发生 反应形成高分子化合物的 分子化合物 如 是聚乙烯的单体等 低 共价 高 104 106 聚合物 高聚物 聚合 加聚或缩聚 低 ch2 ch2 3 链节是高分子化合物中化学组成 可重复的最小单位 也称为 如 ch2 ch2 是 的链节 4 聚合度是高分子化合物里所含链节的 常用 表 示 如 中的n是聚乙烯的聚合度 5 高分子化合物相对分子质量的平均值 链节的式量 相同 重复结构单元 聚乙烯 数目 n 聚合度 2 分类 1 按照高分子化合物的来源分类 可分为 化合物和 化合物 天然有机高分子化合物有 2 按照高分子化合物分子链分类 可分为 型高分子 型高分子和 型高分子 3 按照高分子化合物受热时的不同行为分类 可分为 性高分子和 性高分子 4 按照高分子化合物的工艺性质和使用分类 可分为 天然高分子 合成高分子 淀粉 纤维素 蛋白质 天然橡胶 线 支链 体 热塑 热固 塑料 橡胶 纤维 涂料 黏合剂和密封材料 二 聚合反应 加聚反应 由相对分子质量小的低分子化合物相互结合为相对分子质量大的高分子化合物的反应称为 由不饱和的单体加成聚合为高分子化合物的反应称为 其实质是加成反应 单体间通过失去水分子或其他小分子以形成高分子化合物的反应称为 聚合反应 加聚反应 缩聚反应 不饱和 缩合 不饱和键 特征官能团 相同 不相同 考点1有机高分子化合物与低分子有机物的区别 1 它们最大的不同是相对分子质量的大小 有机高分子化合物的相对分子质量一般高达104 106 而低分子有机物的相对分子质量一般在1000以下 2 低分子有机物的相对分子质量都有一个明确的数值 而高分子化合物的相对分子质量只是一个平均值 它是以低分子有机物作原料 经聚合反应得到各种相对分子质量不等的组成结构类似的混合物 没有固定的熔沸点 3 高分子化合物的基本结构与低分子有机物的单一结构不同 它由若干个链节组成 由链节可以知道低分子有机物的组成与结构 4 由于高分子化合物与低分子有机物在相对分子质量和结构上的差异 它们在物理 化学性质上也有较大差别 例1 2010年上海高考 生活中使用的塑料食品盒 水杯等通常由聚苯乙烯制成 其结构简式如图4 28 1 下列说 法正确的是 a 聚苯乙烯能使溴水褪色b 聚苯乙烯是一种天然高分子化合物c 聚苯乙烯可由苯乙烯通过化合反应制得d 聚苯乙烯单体的分子式为c8h8 图4 28 1 思路指导 根据聚苯乙烯的结构简式可以推断其链节 单 体的结构 以及合成原理 结合选项进行判断 解析 由题给聚苯乙烯的结构简式可知其不含碳碳双键 不能与br2发生加成反应 故a错 聚苯乙烯是一种人造高分子化合物 故b错 聚苯乙烯可由苯乙烯通过聚合或加聚反应制得 故c错 聚苯乙烯的单体为苯乙烯 c6h5ch ch2 分子式为c8h8 故d正确 答案 d 变式训练 1 下列关于有机物的叙述正确的是 a 等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧生成的co2和h2o质量相同b 合成纤维 光导纤维都是有机高分子化合物c 由ch2 chcooch3合成的聚合物的结构简式为d 聚乙烯 聚氯乙烯 纤维素都是合成高分子化合物 解析 加聚反应的单体和聚合物的组成相同 故a正确 光导纤维的主要成分是sio2 是新型无机非金属材料 故b错 高分子化合物的链节中含有 ch3 时 违反了碳四价原则 故c错 纤维素是天然高分子化合物 故d错 答案 a 考点2加聚反应和缩聚反应 1 加聚反应的特点 1 单体必须含有双键 三键等不饱和键的化合物 如烯 二烯 炔 醛等含不饱和键的有机物 2 加聚反应过程中没有副产物生成 原子利用率为100 3 聚合物链节的化学组成与单体的化学组成相同 聚合物 的相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍 2 缩聚反应的特点 1 缩聚反应的单体是至少含有两个官能团 如 oh cooh nh2 x及活泼氢原子等 或多个官能团的低分子 2 缩聚反应生成聚合物的同时 还有小分子副产物 如 h2o nh3 hcl等 生成 原子利用率低于100 3 所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同 4 含两个官能团的单体缩聚后呈现线型结构 含有三个官 能团的单体缩聚后可生成体型结构的聚合物 5 写缩聚反应时 除单体物质的量与缩聚物结构式的下角 标要一致外 也要注意生成小分子的物质的量 3 常见加聚反应的类型 1 单聚反应 仅由一种单体发生的加聚反应 如聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯等的合成 2 共聚反应 由两种或两种以上单体发生的加聚反应 如 合成丁腈橡胶 nch2chchch2 nch2chcn 4 缩聚反应的重要类型二酸与二醇共聚型 羟基酸自聚型 氨基酸自聚型 氨基酸共聚型和酚醛缩聚型 典例 2011年上海高考 耐热型abs树脂由丙烯腈 ch2 chcn 1 3 丁二烯和 甲基苯乙烯 共 聚生成 写出该树脂的结构简式 不考虑单体比例 思路指导 根据三种不饱和单体的名称或结构书写其共聚产物的结构简式 这是单体发生加聚反应在新情景下的迁移应用 写好后可采用单双键断键的方法求出其单体进行检验 解析 仿照ch2 chcn加聚为聚丙烯腈的反应原理 不难书写三种单体共聚为abs树脂的链节 假设共聚的上述单体的物质的量均为nmol可以书写abs树脂的结构简式 答案 变式训练 2 2010年山东高考 写出有机物x 在浓硫酸作用下生成的聚合物的结构简式 解析 x含有羧基和羟基 能发生缩聚反应 生成高分子化合物 答案 聚合产物的判断及单体的反推 考向分析 历届高考都注重对加聚反应和缩聚反应的考查 其中的命题热点在于 1 根据单体的结构判断聚合产物 2 由聚合物的结构推断单体的结构 具体要求如下 1 加聚产物的判断和反推单体 1 由单体推加聚物的方法是 拆双键法 如 2 由加聚物推单体的方法是 收半键法 即 高聚物 链节 半键还原 双键重现 正推验证 凡链节的主链只有两个碳原子 无其他原子 的高聚物 其合成单体必为一种 将两个半键闭合即可 如 其单体是 2 甲基丙烯酸甲酯 凡链节主链上有四个碳原子 无其他原子 且链节无双键的高聚物 其单体必为两种 在正中央划线断开 然后两个 半键闭合即可 如 ch2 ch2和ch3 ch ch2两种 凡链节主链上只有碳原子 并存在 的单体为结构的高聚 物 其规律是 见双键 四个碳 无双键 两个碳 划线断开 然后将半键闭合 即单双键互换 如 的单体是 2 由单体推缩聚物的方法 将官能团书写在链端 酯化型缩聚是 去 掉的 h和 oh结合成h2o 其余部分相连形成聚酯 氨基 酸之间的缩聚是 去掉的 h和 oh结合 成h2o 其余部分相连形成多肽化合物 酚醛缩合是酚羟基的两个邻位h与甲醛分子中的o结合成h2o 其余部分相连形成酚醛树脂 3 由缩聚物推单体的方法 可采用 切割法 断开羰基与氧原子间的共价键或断开羰基与氮原子间的共价键 然后在羰基上连上羟基 在氧或氮原子上连上氢原子 若是酚醛缩合型的高聚物 则在酚羟基的邻位上 切割 其链节中的 ch2 来自于甲醛 典例 以下是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料 的路线 已知 a的相对分子质量小于110 其中碳的质量分数约为0 9 同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定 易脱水生成醛 或酮 c可发生银镜反应 请根据以上信息回答下列问题 1 a的分子式为 2 由a生成b的化学方程式为 反应类型是 3 由b生成c的化学方程式为 该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是 4 d的结构简式为 d的同分异构体中含有苯环且水解产物之一为乙酸的有 写结构简式 考查要点 本题以高聚物合成为载体考查了烃和烃的衍生物的转化关系 以及有机物的结构简式 有机反应方程式 反应类型和同分异构体等知识点 思路指导 根据合成高分子化合物逆推其单体 根据题给的新有机反应信息 推断合成路线的有机中间体 原料等 通常用逆推法的具体过程如下 逆推的第三步用到了题中所给陌生的有机反应信息 解析 1 根据合成目标产物的结构简式逆推可知 a为对二甲苯 其分子式为c8h10 2 对二甲苯分子中的一个甲基与氯气在一定条件下发生取代反应生成 ch2cl 另一个甲基氯气在一定条件下发生取代反应生成 chcl2 3 ch2cl在naoh水溶液中水解生成 ch2oh 而 chcl2在naoh水溶液中水解生成 cho 根据题给陌生的有机反应信息可推断不稳定的中间产物 4 由高分子化合物的结构可知d的结构简式 依题意可知其同分异构体一定为乙酸酯 所以苯环上连接的两个原子团分别为ho oocch3 因此有邻 间 对三种同分异构体 答案 1 c8h10 取代反应 2 3hcl 3 3cl2 3naoh 3nacl h2o 突破训练 1 目前产量占第一位的聚酯纤维的结构简式为 下列说法中不正确的是 a 羊毛与聚酯纤维的化学成分不相同b 聚酯纤维和羊毛都属于天然高分子材料c 该聚酯纤维的单体为对苯二甲酸和乙二醇d 聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解 解析 羊毛主要成分是蛋白质 属于天然高分子化合物 聚酯属于合成高分子化合物 故a正确 b错 由聚酯的结构可推断其单体为对苯二甲酸和乙二醇 故c正确 聚酯含有酯基 蛋白质含有肽键 故d正确 答案 b 1 聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一 它具有弹性好 不易老化 耐擦洗 色泽亮丽等优点 聚丙烯 酸酯的结构简式如图4 28 2 它属于 无机化合物 有机化合物 高分子化合物 离子化合物 共价化合物 a b c d 图4 28 2 解析 丙烯酸酯经加聚反应可得到聚丙烯酸酯 nch2 ch coor 所以聚丙烯酸酯属于有机化合物 高分子化合物 共价化 合物 答案 c 2 绿色化学的一个原则是 原子经济 最理想的 原子经济 是全部反应物的原子嵌入期望的产物中 在下列反应类 型中 原子经济 程度较低的是 a 化合反应c 加成反应 b 取代反应d 加聚反应 解析 理论上化合反应 加成反应 加聚反应的原子利用率可达100 全部反应物的原子都变为目标产物 而取代反应不仅生成目标产物 还生成副产物 其原子利用率低于100 故b正确 答案 b 3 下列个物质能发生加成 加聚和缩聚反应的是 a c6h5 ohb ch2 ch ch oh ch2 coohc ch2 ch coohd ho ch2 ch ch ch2 ch3解析 能发生加成反应和加聚反应的分子内应含有不饱和键 如b c d 能发生缩聚反应的分子内应含有多个官能团或活泼氢原子 如a b 故b正确 答案 b 4 下列叙述正确的是 a 单体的质量之和等于所生成高聚物的质量b 单体为一种物质时 则单体发生加聚反应c 缩聚反应的单体至少有两种物质d 淀粉和纤维素的链节都是c6h10o5