高中化学 第五章 第一节 合成高分子的基本方法

第五章合成高分子

第一节合成高分子的基本方法

［核心素养发展目标］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聚合反应的化学方程式和聚合物的结构简式。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。

一、加成聚合反应

1.有机高分子

高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多，通常在以上。

_加成聚—一般是含有的烯类单

合成高分合反应体发生的聚合反应

子的基本一缩合聚一般是含有_____________

一合联应一的单体之间

发生的聚合反应

2.加成聚合反应

在一定条件下，通过相互的方式连接成链状的高分子的反应称为加成聚合反应，简称加聚

反应。例如：

HCIL=CH-ECIL—CHi

II

Cl—>Cl

单体：;

加成聚合物(简称加聚物)：;

链节(又称重复结构单元)：;

聚合度：含有链节的，以〃表示：

聚合物的平均相对分子质量二。

3.加成聚合反应的特点

(1)单体一般含有碳碳双键、碳碳三键等不饱和键。

(2)没有小分子物质生成，原子利用率为100%。

4.加聚反应常见的类型

⑴①一种单体的加聚(烯煌或快煌加聚)

催化剂

〃CH2=CH2一

〃CHNH-

②二烯燃加聚

一定条件

==

7?CH2CH—CHCH2-----------**o

(2)混聚：由两种或两种以上单体发生的加聚反应

-FCH2—CH2—CH—CH2i

一定条件।

〃CH2=CH2+〃CH2=CH—CH3----------*CH,或

-ECH,—CH,—CH—CHi

I

CH3°

r应用体验」

i.下列说法正确的是()

A.链节是高分子中重复出现的结构单元，如聚乙烯的链节是CH2=CH2

B.丙烯和聚丙烯都能使澳水褪色

C.高分子都没有固定的熔、沸点

D.油脂属于高分子

2.写出下列单体在一定条件下发生加聚反应的化学方程式。

(1)CH3CH=CH2：o

CH,=C—CH=CH

I2

(2)CH3;。

=

(3)CH2CH2+CH3—CH=CH—CH3：

(4)CH，=CH，+CFb=CH—CH=CH九

3.写出下列高分子的单体。

-ECH—CILi

(1)COOH:。

-tCHa—CH—CH—

CH,人

⑵

⑶

■归纳总结

加聚物单体的判断方法

(1)凡链节主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体。

=

如的单体为CH2CH—CH3O

(2)凡依节主链中无碳碳双键的聚合物，以两个碳原子为一个单元划线断开，然后分别将两个半键闭合即得

对应单体。

如6的单体为和飙―CH2。

(3)凡链节主链上只有碳原子且存在碳碳双键的聚合物，其断键规律是“有双键，四个碳；无双键，两个

碳”，划线断开，然后将单键变双键，双键变单键即得对应单体。

如6的单体是

CH2=CH

A

==

CH2CH—CHCH2SI、o

二、缩合聚合反应

1.缩合聚合反应

由单体分子间通过生成高分子的反应称为缩合聚合反应(简称缩聚反应)。

()()

i—剂、

WH()C(CH2),C()H

如：己二酸+/IHOCH2cH20H△o

乙二醇

()()

II

HOEOCH，).CIXCH.)tOiH

/\

其中为链节，----------------------------O

2.缩合聚合反应特点

(1)缩聚反应的单体常含有或能相互作用的原子或原子团。

⑵生成缩合聚合物(简称缩聚物)的同时，还伴有副产物(如HzO等)的生成。

3.常见的缩聚反应

(1)一种单体缩聚

①羟基酸缩聚

()

II

//HO—CCCHJaOH能化剂

6-羟基己筋

②氨基酸缩聚

催化剂

nH2N—CH2—COOH^

(2)两种单体缩聚

①二元酸与二元醇缩聚

()

nH(>—C催化剂

对苯二甲酸

+nHO—(CH2)4—OH

1,4-丁二醇

②二元酸与二胺缩聚

()()

«H()—C—(CIL),—C—OH催化剂

己二酸

+KH2/V—(CH2)6—/VH2

己二胺

r正误判断」

(1)缩聚反应生成高分子的同时，还有Hz。等小分子物质生成()

(2)缩聚反应的原子利用率为100%()

(3)缩聚反应多为可逆反应，为提高产率，可及时移除反应产生的小分子副产物()

(4)缩聚反应聚合物的链节和单体的化学组成不相同()

「深度思考」

(1)具有什么特征的物质可以发生缩聚反应？反应原理是什么？

⑵利用球棍模型分别模拟一种单体(IIOOCCILOII)和两种曲体(IIOOCCOOI1和IIOCHKILOII)的

缩聚过程，体会缩聚反应的特点，并总结出脱去的小分子数目与单体的关系。

r应用体验」

1.完成下列缩聚反应的化学方程式。

CHt—CH—COOH

I

⑴乳酸(°H)的缩聚：。

(2)乙二酸与乙二醇的缩聚：o

COOHNH2

(3)间苯二甲酸(、广")。”)和间苯二胺(\/NH-')口勺缩聚：。

2.找出下列高分子的单体，并按要求填空。

()

(1)锦纶(H正NH(GBps-C3FOH)的单体为,制备锦纶的化学反应类型

为o

(2)涤纶

()()

(H(比CYZ^C—O-CH?—CH,一(>iH)的单体为，制备涤纶的叱学方程式

为O

3.下列化合物中：

A.HO(CH2)3COOH

BH()H2C-^^>CH20H

C.CH3cH=CH—CN

CH$CH2CH—COOH

D.CH，

E.HOOC(CH2)4COOH

(1)可发生加聚反应的化合物是(填字母)，加聚物的结构简式为。

(2)同种分子间可发生缩聚反应生成酯基的化合物是(填字母)，缩聚物的结构简式

为。

(3)B和E反应生成缩聚物的化学方程式为o

■归纳总结•

缩聚物单体的判断方法

()()

III

(I)若聚合物为H二(1R—Cr()H或H-GNH—R—CiOH，其单体必为一种，去掉中括号和〃即可。

()()

IIII

如H-E(>—CH2CH2C3nOH的单体为HCX'H.CH.COH.

H()H()

IIIIII

H-EN—CH2—CH.C3n()H的单体是HN—CH2—CH2—COH。

()H()

IIIII

(2)当链节中含有一CT1或一N-C-结构时，其单体至少是两种，此时常用“切割法”，去掉中括

号和〃后，断开撅基与氧原子或氮原子间的共价键，然后在翔基碳上连上羟基，在氧原子或氮原子上连上

氢原子。如：

oo,

HO+C—^-c40lCH2)1—

/、

11()(X,^^V-COOH力

:扑一OH：1补一H：

①的单体为和HO(CH2)4OHO

oo

CH—CH—COOH

_____/\„„CHA

②乱70屈［Jf-Hj的单体为H2NCH2coOH和NH2

答案精析

1.104双键两个(或两个以上)官能团

-CH.—CH

I

2.加成氯乙烯聚氯乙烯。数Fl链节的相对质量

4.(1)0CH2—CH2CH-CH

②CH2—CH-CH—CH2

应用体验

l.C

-ECH—CH,i

一定条件।„

CH

2.(1)Z/CH3CH—CH2------k

C-CH—

一定条件

⑵(,%

-ECH；.—C-CH—€H；3i

CH,

£CH,—CH2—CH—CHi

•定条件

(3)〃CH2-CH2+〃CH3—CH-CH—CH3

一定条件

(4)/?CH2-CH2+Z2CH2-CH—CH-CH2----*UCH2—CH2—CH2—CH-CH—CH2D

3,(1)HOOCCH-CH2

0CH—CH?

1.缩合反应

()()

।I-

H()-£-C(CH.).C()CH;CH4)^H

聚己二酸乙二酯+(2/Z-1)H2O

()()

III

C(CHJ(COCH.CH()端基原子团端基原子

2.(1)两个两个以上(2)小分子

o

HO《C(CH：)O±H

3.(1)©聚6-羟茶己酸酯+5-1)比0

H()

②(

H-EXCH?-k)H+(/Z.1)H2O

()()

HO-EC/2V-C—(>—(CHC,一()3H

(2)①聚病笨二甲酸丁二命+(2n-1)H2O

()()H

III

HO-EC-(CH2)t—C—N—(CH,>6—NHaH

②聚已二酰己二胺+(2〃-l)H，0

正误判断

(1W(2)x⑶4(4W

深度思考

（1）缩聚反应中每一种单体至少有双官能团，且可以反应缩去小分子。

常见双官能团：

反应原理:酸脱羹虚而血脱乳

（2）设单.体的物质的量均为〃，由一种单体缩聚，脱去的小分子的物质的量为〃-1,由两种单体缩聚，脱去

的小分子的物质的量为2/7-lo

应用体验

()

-CH—COOHH-EoCH-0OH

1催化剂.

OH*△-

1.(1)CH,+(//-1)H2