高中化学选择性必修三 第5章 第1节 合成高分子的基本方法 讲义

1、第五章 合成高分子第一节合成高分子的基本方法学习导航1.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据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.能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式。4.从有机高分子的结构特点出发，掌握合成有机高分子的基本方法，培养推理、概括能力。教学过程一、有机高分子化合物1概念由许多低分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很大(通常在104以上)的一类化合物。2基本概念eq x(单体)能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物聚合eq x(高聚物)由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物单元eq x(链节)高分子化合物中化学组成

2、相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元数目eq x(聚合度)高分子链中含有链节的数目，通常用n表示例如：【归纳总结】有机高分子化合物与低分子有机物的区别有机高分子化合物低分子有机物相对分子质量高达10 000以上1 000以下相对分子质量的数值平均值明确数值分子的基本结构若干重复结构单元组成单一分子结构性质物理、化学性质有较大差别二、合成高分子化合物的基本反应类型1加成聚合反应(加聚反应)(1)概念由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应。(2)加聚反应的特点单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物(例如：烯、二烯、炔、醛等)。反应只生成高聚物，没有副产物产生。聚

3、合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。(3)常见的加聚反应丙烯的加聚：nCH2=CHCH3eq o(,sup7(催化剂)。1,3-丁二烯的加聚：nCH2=CHCH=CH2eq o(,sup7(催化剂)CH2CH=CHCH2。2缩合聚合反应(缩聚反应)(1)概念有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时生成小分子化合物的反应。(2)缩聚反应的特点单体分子中至少含有两个官能团(如OH、COOH、NH2、X等)。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。所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。缩聚物结构简式要在

4、方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如：(3)常见的缩聚反应羟基酸缩聚如HOCH2COOH的缩聚：nHOCH2COOHeq o(,sup11(催化剂),sdo4()(n1)H2O。HOOC(CH2)5OH的缩聚：nHOOC(CH2)5OHeq o(,sup11(催化剂),sdo4()(n1)H2O。醇与酸缩聚如乙二酸与乙二醇的缩聚：nHOCH2CH2OHeq o(,sup11(催化剂),sdo4()(2n1)H2O。己二酸与乙二醇的缩聚：nHOOC(CH2)4COOHnHO(CH2)2OHeq o(,sup11(催化剂),sdo4()(2n1)H2O。氨基酸的缩聚如氨基乙酸的缩聚：nH2

5、NCH2COOHeq o(,sup11(催化剂),sdo4()(n1)H2O。胺与酸的缩聚如己二胺与己二酸的缩聚：nH2NCH2(CH2)4CH2NH2nHOOC(CH2)4COOHeq o(,sup11(催化剂),sdo4()(2n1)H2O。【归纳总结】1加聚反应和缩聚反应的对比加聚反应缩聚反应单体结构单体必须是含有双键等不饱和键的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等)单体为含有两个或两个以上官能团(如OH、COOH、NH2、X等)的化合物反应机理反应发生在不饱和键上反应发生在官能团之间聚合方式通过在双键上的加成而连接通过缩合脱去小分子而连接反应特点只生成高聚物，没有副产物产生生成高聚物的同时

6、，还有小分子副产物生成(如H2O、NH3、HCl等)聚合物的化学组成所得高聚物的化学组成跟单体的最简式相同，其相对分子质量eq xto(M)rMr(单体)n(聚合度)所得的高聚物的化学组成跟单体的化学组成不同，其相对分子质量eq xto(M)rMr(单体)n(聚合度)2加聚产物单体的推断(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其合成单体必为一种，将链节两端两个半键断开向内闭合即可。如，其单体是。(2)凡链节主链上只有四个碳原子(无其他原子)且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在链节两端及正中央划线断开，然后左右两个半键闭合即可。如的单体是CH2=CH2和CH3CH=CH2。(

7、3)凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键()结构的聚合物，双键前后各两个碳原子划线断开，形成间二烯烃结构，其规律是“见双键，四个碳；无双键，两个碳”从一端划线断开，隔一键断一键，然后将半键闭合，即单双键互换。如的单体是CH2=CHCH=CH2和。(4)若给出较长的结构片段，则应首先找出重复的链节，再加以判断，但应注意重复的链节有时不止一种形式，可去掉一端的一个碳原子(可能属于前一个链节)后再考虑。3缩聚产物单体的推断(1)若链节中含有酚羟基的结构，单体一般为酚和醛。如的单体是和HCHO。(2)若链节中含有以下结构，HOROH、，其单体必为一种，如HOCH2CH2OH的单体为HOCH2CH2O

8、H，的单体为。方法是去中括号和n即为单体。(3)若链节中含有部分，则单体为羧酸和醇，将中CO单键断开，去掉括号和n，左边加羟基，右边加氢即可，如的单体为HOOCCOOH和HOCH2CH2OH。(4)若链节中含有部分，则单体一般为氨基酸，将中CN单键断开，去掉中括号和n，左边加羟基，右边加氢即为单体，如的单体为H2NCH2COOH和。课时训练1科学佩戴口罩对防控新冠病毒疫情有重要作用。生产一次性医用口罩的主要原料为聚丙烯树脂，丙烯为其中的一种单体。下列说法错误的是A聚丙烯的结构简式为B由丙烯合成聚丙烯的反应类型为加聚反应C聚丙烯在自然环境中不容易降解D丙烯与乙烯互为同系物2化学与生活、社会发展息

9、息相关，下列有关说法正确的是A燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放B用pH试纸检验某干燥气体是酸性气体还是碱性气体时，应先用蒸馏水湿润C从石油中得来的沥青，主要成分是烃的含氧衍生物D“凿开混沌得乌金”所载“乌金”为煤炭，煤炭属于有机高分子化合物3洛匹那韦(Lopinavir)与氯喹类药物均可用于治疗新冠肺炎。洛匹那韦(Lopinavir)(图1)和羟基氯喹(图2)的结构分别如下图所示，对这两种有机化合物描述正确的是A洛匹那韦是一种高分子化合物B洛匹那韦易溶于水，口服可直接吸收C羟基氯喹不能发生消去反应D1mol羟基氯喹最多可与2molNaOH反应4下列说法正确的是A淀粉没有甜味，

10、不属于糖类B医用酒精能使蛋白质变性而常用于灭菌消毒C油脂属于高分子化合物，是人体不可缺少的营养物质D合成橡胶、有机玻璃、酚醛树脂等都要通过加聚反应制备5下列说法正确的是A煤气化产生的水煤气可用于合成液态碳氢化合物和含氧有机物B许多水果、花卉有芳香气味，主要是含有苯和甲苯等有机物C皂化反应实验中，当观察到混合物无分层现象时，则说明反应液中油脂已完全反应D工业上由苯酚和甲醛通过加聚反应合成酚醛树脂，用来作电木塑料62021年饮品行业响应国家“吸管禁塑令”，多地奶茶店、咖啡店换成了纸质或聚乳酸(PLA)吸管，乳酸的结构简式为。下列有关聚乳酸(PLA)的说法错误的是A常温下难溶于水B由乳酸合成聚乳酸(

11、PLA)的反应类型为缩聚反应C其分子式为(C3H6O3)nD聚乳酸(PLA)在自然环境中可降解7某有机物(X)的结构简式如图,下列关于它的说法不正确的是A1mol X分别与足量的NaOH、溴水反应，最多能消耗5molNaOH、1molBr2B与等量X反应时,所需Na、NaHCO3的物质的量之比是3:1CX与FeCl3溶液能发生显色反应D一定条件下,X能发生取代、水解、氧化、加成、加聚反应8下列说法不正确的是A乙醛、甲酸、葡萄糖分别加入新制悬浊液，加热，均能产生砖红色沉淀B纤维素溶解在铜氨溶液中，将形成的溶液压入稀酸可获得铜氨纤维C某溶液中加入茚三酮试剂，加热煮沸后出现蓝色，则可判断该溶液含有蛋

12、白质D聚合物( )可由单体和加聚制得9聚异丁烯是一种性能优异的功能高分子材料。某科研小组研究了使用特定引发剂、正己烷为溶剂、无水条件下异丁烯的聚合工艺。已知：异丁烯沸点266K。反应方程式及主要装置示意图如下： 回答问题：(1)仪器A的名称是_， P4O10 作用是_。(2)将钠块加入正己烷中，除去微量的水，反应方程式为_.。(3)浴槽中可选用的适宜冷却剂是_(填序号)。序号冷却剂最低温度/甲NaC1-冰(质量比1 ：3)-21乙CaCl26H2O-冰(质量比1.43： 1)-55丙液氨-33 (4)补齐操作步骤选项为： a.向三口瓶中通入一定量异丁烯b.向三口瓶中加入一定量 正己烷_ (填编

13、号)；待反应体系温度下降至既定温度：_ (填编号)；搅拌下滴加引发剂，一定时间后加入反应终止剂停止反应。经后续处理得成品。(5)测得成品平均相对分子质量为2.8106，平均聚合度为_。10某研究小组以甲苯为主贾原料，采用如图路线合成医药中间体F和Y。已知： ；2CH3CHO 请回答下列问题：(1)下列有关F的说法正确的是_A分子式是C7H7NO2Br B能形成内盐C能发生加成反应和缩聚反应 D1 mol的F最多可以和2 mol NaOH反应(2)C的结构简式为_。(3)BC的化学方程式是_。(4)以X和乙烯为原料可合成Y，请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)_。注：合成路线的书写格式参照如图示

14、例：CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3。(5)写出同时符合下列条件的A的所有同分异构体的结构简式_。苯环上只有两种不同化学环境的氢原子 分子中含有CHO答案解析1A【详解】A丙烯的结构简式为CH2=CH-CH3，故聚丙烯的结构简式为，故A说法错误；B由丙烯合成聚丙烯是通过丙烯加成反应聚合生成的，故反应类型为加聚反应，故B说法正确；C聚丙烯为单键结构，性质稳定，在自然环境中不容易降解，故C说法正确；D丙烯与乙烯同为单烯烃，互为同系物，故D说法正确；本题答案A。2B【详解】A虽然氧化钙可以和二氧化碳反应生成碳酸钙，但高温条件下碳酸钙又会分解生成二氧化碳和氧化钙，所以不能减少温室气体

15、的排放，A错误；B酸性气体或碱性气体本身并不能电离产生氢离子或氢氧根，只有溶于水时才会显示酸碱性，B正确；C石油是烃的混合物，沥青提炼自石油，所以沥青的主要成分是烃，C错误；D煤炭主要成分为碳单质，为无机物，D错误；综上所述答案为B。3D【详解】A高分子化合物的相对分子质量在1万以上，洛匹那韦的相对分子质量较小，不是高分子化合物，故A错误；B洛匹那韦易溶于有机溶剂，几乎不溶于水，故B错误；C羟基氯喹分子中含有羟基，且和羟基相连的碳原子的邻碳上有氢原子，所以能发生消去反应，故C错误；D羟基氯喹分子中含有与苯环相连的氯原子，其水解产物酚和HCl均能和碱反应，所以1mol羟基氯喹最多可与2molNa

16、OH反应，故D正确；答案选D。4B【详解】A淀粉属于多糖 ，故A错误；B医用酒精能使蛋白质变性而常用于灭菌消毒，故B正确；C油脂是小分子，不属于高分子，故C错误；D 酚醛树脂是通过酚醛缩聚反应制备的，故D错误；故选B。5A【详解】A水煤气的主要成分是氢气和CO，可用水煤气合成辛烷，也可以用水煤气合成甲醇等，即可用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物，故A正确；B许多水果、花卉有芳香气味，原因是它们含有酯的气味，不是苯和甲苯，故B错误；C常温下硬脂酸钠微溶于水，溶液分层，观察不到不分层现象，不能利用是否分层判断是否水解完全，故C错误；D苯酚和甲醛通过缩聚反应合成酚醛树脂，故D错误；故选A。6C

17、【详解】A聚乳酸(PLA)可做吸管可知其在常温下难溶于水，故A正确；B由乳酸合成聚乳酸(PLA)的反应脱去小分子水，所以反应类型为缩聚反应，故B正确；C聚乳酸形成过程中脱去小分子水，其分子式为，故C错误；D聚乳酸(PLA)吸管是一种新型的生物降解材料，所以聚乳酸(PLA)在自然环境中可降解，故D正确；综上答案为C。7A【详解】A酚-OH、-COOH、-COOC-以及与NaOH1:1反应，Cl与苯环直接相连，要消耗2molNaOH；碳碳双键酚羟基邻位与对位上的氢与溴水发生取代反应，则1mol X分别与足量的NaOH、溴水反应，最多能消耗5mol NaOH、2molBr2，故A不正确；B酚-OH、

18、醇-OH、-COOH与Na反应，只有-COOH与NaHCO3反应，则与等量X反应时所需Na、NaHCO3的最大量物质的量之比是3:1，故B正确；C含酚-OH，遇FeCl3溶液能发生显色反应，故C正确；D含酚-OH、醇-OH、-COOH、-COOC-均可发生取代反应，碳碳双键可发生氧化、加成、加聚反应，含醇-OH与-COOH、酚羟基可发生缩聚反应，-COOC-、-Cl可发生水解反应，故D正确；选A。8C【详解】乙醛（CH3CHO），甲酸（HCOOH）和葡萄糖（CH2OH(CHOH)4CHO）都具有醛基，都可以和新制氢氧化铜悬浊液反应产生红色的Cu2O沉淀，故A选项说法正确；B铜氨纤维是一种再生纤

19、维素纤维，它是将棉短绒等天然纤维素溶解在氢氧化铜或碱性铜盐的浓氨溶液内，再调节pH在凝固浴中生成水合纤维素，加工得到铜氨纤维，故B选项说法正确；C茚三酮水合物稀溶液分别于-氨基酸、多肽、蛋白质一起加热生成蓝色物质，茚三酮试剂一般用于检验氨基酸，该溶液加茚三酮加热出现蓝色沉淀，说明溶液可能含有蛋白质，故C选项说法错误；DCH3CH=CH2 和 CH2=CH2加聚可以得到，故 D 选项说法正确；故选 C。9U型管或U型干燥管 吸收空气中的水分，防止水分进入三口瓶中 乙 b a 50000 【详解】(1)仪器A的名称是U型管或U型干燥管；由信息知，聚异丁烯是在无水条件下异丁烯发生加聚反应获得，P4O10能吸收水分，作用是吸收空气中的水分，防止水分进入三口瓶中；(2)正己烷不和钠反应，而钠可与水反应，故将钠块加入正己烷中除去微量的水，反应方程式为 ；(3)由信息知，加聚反应需在和引发剂作用下发生，由信息知，甲最低温度为-21，不合适；乙最低温度为-55，比较合适 ；丙最低温度为-33，离的上限-30很接近，也不合适，故浴槽中可选用的适宜冷却剂是乙； (4) 按实验流程可知，步骤为：向三口瓶中加入一定量 正己烷，将沸点266K异丁烯适当加热后转变成气体，通入三口瓶中，所以答案为b、a；搅拌下滴加引发剂，一定时间后加入反应终止剂停止反应。经后续处理得成品。(5