高分子材料化学基础
高中化学最基础考点系列考点新型有机高分子材料新人教选修
(3)小苏打既能跟酸反应，又能跟碱反应，应用勒夏特列原理进行解释。_____________
(4)比较同温下浓度均为0.01mol/L的①H2CO3、②Na2CO3、③NaHCO3、④NH4HCO3四种溶液中 的大小关系为_______（用编号表示）。
3．已知A、B、C、D、E为常见的有机化合物，它们之间的转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ关系如图所示。其中A只由碳、氢两种元素组成，其产量可用来衡量一个国家石油化工的发展水平。下列推断正确的是（）
A．甲烷中混有少量A，可用酸性高锰酸钾溶液除去
B．物质C可以和NaHCO3溶液反应生成CO2
C．物质E的酯类同分异构体还有3种
D．B＋D→E的化学方程式为：CH3COOH+C2H5OH +CH3COOC2H5
3．下列物质中不属于新型有机高分子材料的是( )
A．高分子分离膜B．液晶高分子材料
C．生物高分子材料D．有机玻璃
【答案】D
【自我反思】
2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）
1．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A．NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂
D．1mol淀粉水解后产生的葡萄糖分子数目为NA
6．中华文明博大精深。下列说法错误的是
A．黏土烧制陶瓷的过程中发生了化学变化
B．商代后期制作的司母戊鼎属于铜合金制品
C．侯氏制碱法中的“碱”指的是纯碱
D．屠呦呦发现的用于治疗疟疾的青蒿素( )属于有机高分子化合物
高分子化学基础知识
⾼分⼦化学基础知识 ⾼分⼦化学是⼀门新兴的综合性学科，熟知基础知识才能研究更深的学问。
下⾯是店铺为您带来的⾼分⼦化学基础知识，欢迎翻阅。
⾼分⼦化学基础知识：⾼分⼦的基本概念 ⾼分⼦化学：研究⾼分⼦化合物合成与化学反应的⼀门科学。
单体：能通过相互反应⽣成⾼分⼦的化合物。
⾼分⼦或聚合物(聚合物、⼤分⼦)：由许多结构和组成相同的单元相互键连⽽成的相对分⼦质量在10000以上的化合物。
相对分⼦质量低于1000的称为低分⼦。
相对分⼦质量介于⾼分⼦和低分⼦之间的称为低聚物(⼜名齐聚物)。
相对分⼦质量⼤于1 000 000的称为超⾼相对分⼦质量聚合物。
主链：构成⾼分⼦⾻架结构，以化学键结合的原⼦集合。
侧链或侧基：连接在主链原⼦上的原⼦或原⼦集合，⼜称⽀链。
⽀链可以较⼩，称为侧基;也可以较⼤，称为侧链。
端基：连接在主链末端原⼦上的原⼦或原⼦集合。
重复单元：⼤分⼦链上化学组成和结构均可重复出现的最⼩基本单元，可简称重复单元，⼜可称链节。
结构单元：单体分⼦通过聚合反应进⼊⼤分⼦链的基本单元。
(构成⾼分⼦链并决定⾼分⼦性质的最⼩结构单位称为~)。
单体单元：聚合物中具有与单体的化学组成相同⽽键合的电⼦状态不同的单元称为~。
聚合反应：由低分⼦单体合成聚合物的反应。
连锁聚合：活性中⼼引发单体，迅速连锁增长的聚合。
烯类单体的加聚反应⼤部分属于连锁聚合。
连锁聚合需活性中⼼，根据活性中⼼的不同可分为⾃由基聚合、阳离⼦聚合和阴离⼦聚合。
逐步聚合：⽆活性中⼼，单体官能团之间相互反应⽽逐步增长。
绝⼤多数缩聚反应都属于逐步聚合。
加聚反应：即加成聚合反应，烯类单体经加成⽽聚合起来的反应。
加聚反应⽆副产物。
缩聚反应：缩合聚合反应，单体经多次缩合⽽聚合成⼤分⼦的反应。
该反应常伴随着⼩分⼦的⽣成。
⾼分⼦化学基础知识：⾃由基聚合反应机理 1. ⾃由基的产⽣及其活性 某些有机化合物或⽆机化合物中弱共价键的均裂和具有单电⼦转移的氧化还原反应是产⽣⾃由的两种主要⽅式。
高分子化学与聚合反应
高分子化学与聚合反应高分子化学是研究和应用聚合反应的一门学科，主要研究有机化合物的聚合反应机理、聚合方法以及高分子材料的合成、改性和应用等方面。
聚合反应是将单体分子通过化学键连接在一起，形成高分子化合物的过程。
本文将介绍高分子化学的基础知识、聚合反应的分类和机理，以及聚合反应在高分子材料合成中的应用。
1. 高分子化学基础知识高分子化学研究的基础是有机化学和化学平衡理论。
在有机化学中，我们学习了有机化合物的结构、性质和反应机制，这些知识为理解聚合反应的基础提供了必要的背景。
化学平衡理论则揭示了反应平衡的基本原理和影响因素，对于了解聚合反应的过程和控制聚合反应的条件具有重要意义。
2. 聚合反应的分类和机理聚合反应按照反应方式可分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、离子共聚和缩聚反应等多种类型。
各种聚合反应的机理不同，但都遵循核心原理：单体发生反应，生成聚合物，同时伴随着副反应产生的小分子。
自由基聚合是最常见的聚合反应之一，其机理包括引发剂的引发、单体自由基的扩散、链的增长和链的终止等步骤。
阴离子聚合和阳离子聚合则是通过负离子或正离子的引发剂引发，单体主链上的阴离子或阳离子进行逐个加成，形成聚合物的过程。
离子共聚是阴离子聚合与阳离子聚合的共同进行，通过引发剂引发两种类型的单体反应，得到具有两种聚合物片段的高分子。
3. 聚合反应在高分子材料合成中的应用聚合反应是合成高分子材料的主要方法之一，可以通过合适的单体选择和反应条件控制，获得具有不同结构和性质的高分子材料。
聚合反应的应用范围非常广泛，下面列举几个常见的应用领域。
（1）聚合物合成：聚合反应可以用于合成各类高分子聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
通过调节聚合反应的条件，可以控制聚合物的分子量、分子量分布以及化学结构，从而获得具有不同性质和用途的高分子材料。
（2）高分子改性：聚合反应可以用于高分子材料的改性，通过将其他功能单体引入聚合物的结构中，赋予其新的性能和应用。
高分子材料基础
高分子材料基础高分子材料是一类以高分子化合物为基础，通过聚合反应得到的材料，具有独特的结构和性质。
高分子材料广泛应用于各个领域，如塑料、橡胶、纤维等，已经成为现代工业的重要组成部分。
高分子材料的基本结构是由重复单元组成的长链状分子。
这些单元可以是相同的，形成均聚物；也可以是不同的，形成共聚物。
不同的单元组合和排列方式会导致不同的材料性质。
例如，线性高分子材料具有较低的熔点和熔融热，而交联高分子材料则具有较高的熔点和熔融热。
高分子材料具有许多优越的性质，这使其在各个领域得到广泛应用。
首先，高分子材料具有较低的密度，因此比金属轻便，适用于制作轻量化产品。
其次，高分子材料具有较高的韧性和强度，能够承受较大的拉伸和压缩力。
此外，高分子材料具有良好的绝缘性能和化学稳定性，适用于电气和化工行业。
在塑料领域，高分子材料是最常见的材料之一。
塑料是通过将高分子单体聚合反应得到的，具有可塑性和可变形性的材料。
不同的高分子单体和聚合方式可以制造出各种不同性质的塑料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
塑料具有良好的耐磨性、耐冲击性和化学稳定性，因此被广泛应用于包装、建筑、汽车和电子产品等领域。
在橡胶领域，高分子材料可以制造出具有高弹性和耐磨性的材料。
橡胶材料可以用于制作轮胎、密封件、橡胶管等产品。
橡胶具有良好的弹性和阻尼性能，能够吸收冲击和振动。
在纤维领域，高分子材料可以制造出具有高强度和柔软性的纤维。
这些纤维可以用于制造衣物、绳索、过滤器等产品。
高分子材料纤维具有良好的拉伸性能和抗撕裂性能，能够耐受日常使用和机械应力。
总之，高分子材料是一类具有独特结构和性质的材料，广泛应用于各个领域。
它们的优越性能使其成为现代工业的关键材料之一。
随着科技的不断进步，高分子材料的研究和应用也将不断提高和扩展。
高分子基础概论—北京化工大学—第2章
向单体转移
向引发剂转移
向大分子转移
链转移反应使聚合物分子量降低。
分子量调节剂（十二硫醇）
长链支化
(向大分子转移）
2.1.3 逐步缩聚反应
• 基本特征 是在低分子单体转变成高分子的过程中 反应是逐步进行的,且有小分子生成。 在高分子工业中占有重要地位,合成 了大量有工业价值的聚合物，涤纶、尼龙、
缩聚反应（Condensation Polymerization）
是指缩合反应多次重复而形成聚合物的过程 兼有缩合出低分子和聚合成高分子的双重含义。
CH3 n HO C CH3 OH + n Cl O C Cl [ O CH3 C CH3 O O C ]n + (n-1) HCl
其特征： 缩聚反应通常是官能团间的聚合反应
第二章 高分子化学基础
2.1 高分子的合成
2.1.1 聚合反应分类 2.1.2 自由基聚合 2.1.3 逐步缩聚反应
2.1.4 聚合实施方法
2.2
高分子的化学反应
2.1 高分子的合成
聚合反应： 由低分子单体合成聚合物的反应
2.1.1 聚合反应的分类
按单体和聚合物在组成和结构上发生 的变化来分 加聚反应
单体B (至少带两个可与A相互反应的官能团)
反应结束
……….s 2×10-5S 10-5S
逐步聚合反应分类:
1、按反应机理：
逐步缩聚反应：官能团之间缩合，有小分子副产物。
逐步加聚反应：官能团之间的加成，没有小分子副产物。
逐步聚合反应分类:
2、按聚合物链结构： 线形逐步缩聚反应：参加聚合反应的单体都只带有两 个官能度，聚合过程中，分子链在两个方向增长，分 子量逐步增大、体系的粘度逐渐上升。获得的是可溶 可熔的线型聚合物。 支化、交联聚合反应：参加聚合反应的单体至少有一 个含有两个以上官能团时，反应过程中，分子链从多 个方 向增长。调节两种单体的配比，可以生成支化聚 合物或交联聚合物(体型聚合物)。
第一章 高分子材料基础知识
第一章高分子材料基础知识第一节.高分子材料的基本概念一、高分子材料的结构1.高分子的含义：高分子材料是以高分子化合物为主要成分（适当加入添加剂）的材料。
高分子化合物：1.天然：松香、石蜡、淀粉2.合成：塑料、合成橡胶、合成纤维高分子化合物都是一种或几种简单低分子化合物集合而成为分子量很大的化合物，又称为高聚物或聚合物。
通常分子量>5000 高分子材料没有严格界限<500 低分子材料如：同为1000的多糖（低），石蜡（高）一般高分子化合物具有较好的弹性、塑性及强度二、高分子化合物的组成：高分子化合物虽然分子量很大，但化学组成比较简单。
都是由一种或几种简单的低分子化合物聚合而成。
即是由简单的结构单元以重方式相连接。
例：聚乙烯由乙烯聚合而成{ }概念：单体——组成高分子化合物的低分子化合物链节——大分子链由许许多多结构相同的基本单元重复连接构成，组成大分子链的这种结构单元称为链节。
聚合度——链节的重复次数。
n↑导致机械强度↑熔融粘度↑流动性差，不利于成型加工。
n要严格控制。
三、高分子的合成：加聚反应、缩聚反应①加聚反应：指一种或几种单体，打开双键以共价键相互结合成大分子的一种反应例如：乙烯→聚乙烯（均聚）②分类：均聚：同种单体聚合共聚：两种或两种以上单体聚合（非金属合金丁二烯+苯乙烯→丁苯橡胶二元共聚三元共聚ABS：丙烯脂：耐腐蚀表面致密丁二烯：呈橡胶韧性苯乙烯：热塑加工）特点：反应进行很快链节的化学结构和单体的相同反应中没有小分子副产物生成②缩聚反应：指一种或几种单体相互混合儿连接成聚合物，同时析出（缩去）某种低分子物质的反应。
例：尼龙（聚酰胺）氨基酸，缩去一个水分子聚合而成。
特点：由若干步聚合反应构成，逐步进行。
链节化学结构与单体不完全相同，反应中有小分子副产物生成。
总结：目前80%的高分子材料由加聚反应得到。
四、聚合物的分类与命名①按聚合物分子的结构分类a．碳链聚合物：这一类聚合物分子主链是由碳原子一种元素所组成{ }侧基有多种，主要是聚烯烃、聚二烯烃（橡胶）b. 条链聚合物，器结构特点是除碳原子外，还有氧、氮、硫原子。
第一章高分子材料的基础知识
几种典型的相对分子质量分布曲线
百 分 数
分子量
高分子化合物的平均分 子量及分布宽窄，对高聚物 的物理、机械性能有很大影 响。一般来说，平均分子量 增大，高分子材料的机械强 度提高，但会使其熔融粘度 增大，流动性差，给成型加 工带来困难； 低相对分子量无定形聚 合物适合作胶粘剂和涂料， 橡胶和塑料则要求较高 的平均分子量，但有不能超 过最高限度
2、高分子材料的命名
主要根据大分子链的化学组成和结构而确定。 天然高分子材料，一般按来源或性质命名。如：纤维素、 蛋白质、虫胶等。 合成高分子材料，通常以生成高分子化合物的原料的名称 为前提而命名。 或在原料名称的前面加上个“聚”字；如聚乙烯、聚丙烯、 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）。
或在原料名称后面加上“树脂”一词；如酚醛树脂
2、大分子链的立体构型（同分异构）
构型：是指分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排 列。这种排列是化学稳定的，要改变分子构型必须经过化学 键的断裂和重建。
由构型不同而形成的异构体有两类： ①旋光异构体
②几何异构体
①旋光异构体
正四面体的中心原子（如C、Si、P、N）上四个取代 基或原子如果是不对称的，则可能产生异构体。 结构单元为—CH2C*HR—的高分子，每一链节有两种旋 光异构体。假如高分子全部由一种旋光异构体单元组成，称 为全同立构；由两种旋光异构体交替间接，称为间同立构； 两种旋光异构体完全无规键接时，称为无规立构。 立体异构体之间的性能差别很大。例如：全同立构聚苯 乙烯能结晶，熔点240 ℃，而无规立构聚苯乙烯不能结晶， 软化点仅为80 ℃。 全同立构和间同立构聚合物统称为“等规聚合物”
三、高分子化合物的合成
这属于高分子化学的范畴。最常见的化学反应主要有两类：
(完整版)高分子材料基础知识
名词解释：1. 通用型热塑性塑料：是指综合性能好，力学性能一般，产量大，适用范围广泛，价格低廉的一类树脂。
2. 通用型热固性塑料：为树脂在加工过程中发生化学变化，分子结构从加工前的线型结构转变成为体型结构，再加热后也不会软化流动的一类聚合物。
3. 聚乙烯相对分子量的大小常用熔体流动速率（MFR ）来表示。
4. 共混改性是指两种或两种以上聚合物材料以及助剂在一定温度下进行掺混，最终形成一种宏观上均与且力学，热学，光学以及其它性能得到改善的新材料的过程。
5. 茂金属聚苯乙烯：为在茂金属催化剂作用下合成的间同结构聚苯乙烯树脂，它的苯环交替排列在大分子链的两侧。
6. 通常把使用量大、长期使用温度在100～150℃、可作为结构材料7. 使用的塑料材料称为通甩工程塑料，而将使用量较小、价格高、长期使用温度在150℃以上的塑料材料特种工程塑料。
8. 聚酰胺（PA）:俗称尼龙，是指分子主链上含有酰胺基团的高分子化合物。
聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得，也可由w-氨基酸或内酰胺自聚而得。
聚酰胺的命名是二元胺和二元酸的碳原子数来决定的。
9. 单体浇注聚酰胺（MC 聚酰胺），是以氢氧化钠为主催化剂、将聚酰胺6 单体直接浇注到模具内进行聚合并制成制品。
制备的主要特点有：①只要简单的模具就能铸造各种大型机械零件。
②工艺设备及模具都很简单，容易掌握。
③MC 聚酰胺的各项物理机械性能，比一般聚酰胺优越。
④可以浇注成各种型材，并经切削加工成所需要的零件，因此适合多品种，小批量产品的试制。
10. RIM 聚酰胺：是将具有高反应活性的原料在高压下瞬间反应，再注入密封的模具中成型的一种液体注射成型的方法。
11. 共聚甲醛：是以三聚甲醛为原料，与二氧五环作用，在以三氟化硼-乙醚络合物为催化剂的情况下共聚，再经后处理出去大分子链两端不稳定部分而成的。
12. 均聚甲醛：是以三聚甲醛为原料，以三氟化硼-乙醚络合物为催化剂，在石油醚中聚合，再经端基封闭而得到的。
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19
有机化合物
有机化合物和有机化学
有机化合物与古人 类生活关系密切
有机化合物与人 类生活关系密切
有机化合物与国 民经济关系密切
酿酒、制醋、造纸、中草药
棉麻丝毛、合成纤维、皮草； 淀粉、油脂、肉蛋奶、水果蔬菜； 合成药及中草药； 洗涤剂、化妆品； 涂料、家具、文具纸张； 橡胶及塑料制品；
丹麦物理学家玻尔 核外电子是分层排布的
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7
四个量子数
电子云
• 1.主量子数n
K,M,N,O,P…
• 2.角量子数l
s, p, d, f,
• 3.磁量子数m
等价轨道或简并轨道
• 4.自旋量子数ms
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8
原子中电子的排布
基态原子中电子的排布原理
• 1.能量最低原理 体系的能量越低，其状态越稳定。
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14
元素性质的周期性
原子半径(r)：
• 共价半径 • 金属半径 • 范德华半径：
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15
电离能(I)
• 元素的第一电离能：由元素的基态的气态 原子去掉一个电子成为气态的一价阳离子 时所需要的能量。
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16
电负性(x)
• 为衡量元素的得失电子的综合能力。元 素的电负性是指在分子中原子吸引成键 电子的能力。
•
《物质结构》p61—作者：徐光宪，王祥云
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10
• 1．同一主层中各亚层的能级顺序： n s < n p< n d < n f
• 2．同一亚层在不同电子层中的能级顺序： 1s < 2s< 3s
• 3．同一原子中第三层以外的电子层中常出 现能级交错： 4s < 3d < 4p; 5s < 4d < 5p; s < 5d < 4f < 6p; ns < (n-1)d < (n-2)f < np
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24
有机化合物和有机化学
今天，有机化学正处于富有活力的发展时期。 其趋势和特点是： 1. 与生命科学、材料科学及环境科学密切结合； 2. 分子识别和分子设计正在渗透到有机化学的各领域； 3. 选择性反应，尤其是不对称合成，已成为有机化学的热点和前
• 2.泡利不相容原理
在同一个原子中不可能有四个量子数完全相同的2 个电子。
• 3.洪德规则 电子将平行自旋分占尽可能多的等价轨道。
特例：全满、半满和全空的等价轨道最稳定。
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9
原子核外电子排布与元素 周期律
能级高低经验式
• 对于原子的外层电子来说，n+0.7l 愈大， 则能级愈高
• 对于离子的外层电子来说，n+0.4l愈大， 则能级愈高
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有机化合物和有机化学
有机化学是化学学科的重要组成部分。200多年来，有机化学的 发展，揭示了构成物质世界的各种有机化合物的结构、有机分子中 各原子间键合的本质以及它们相互转化的规律，并设计合成了大量 具有特定性质的有机分子；同时，它又为相关学科(如材料科学、生 命科学、环境科学等)的发展提供了理论、技术和材料。有机化学的 成就使煤、石油、天然气、农产品等自然资源得到了充分的综合利 用，为合成染料、医药、炸药等工业奠定了基础。
有机化学简史
• 1806年，柏则里提出“有机化学”这一名词和“生命力”学说；
• 1828年, F.Wohler由氰酸铵NH4OCN合成尿素NH2CONH2； • 1845年Kolbe合成醋酸;
• 1854年，柏赛罗合成油脂； • 1850－1900年，合成有机化学时代，煤焦油化学时代；
• 1900－1940年，有机化学工业时代，煤焦油→染料、药物、炸药； • 1940年－，石油化工时代，石油→三大合成材料（橡胶、塑料、
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17
元素的金属性与非金属性
• 元素的金属性可用电离能来衡量，是元素 的原子失电子成为阳离子的有力。
• 元素的非金属性可用电子亲和能来衡量。 元素的金属性和非金属性可用电负性来综 合衡量。
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18
元素的氧化值
• 元素的最高氧化值随价层电子构型的周期 性重复，也呈周期性的变化。通常元素的 最高氧化值等于其价电子总数，也等于其 族数。
高分子材料化学基础
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1
原子结构模型的演变
历程
道尔顿原子模型：
（1803年）
原子模型
原子是实心球体
汤姆生原子模型： “葡萄干面包式”原子结构模型
（1897年）
卢瑟福原子模型：
（1911年）
带核的原子结构模型
玻尔原子模型:
(1913年)
核外电子分层模型
量子力学模型:
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2
1803年，英国科学家道尔顿提出近代原子 学说，他认为原子是化学变化中不可再分 的实心球体。
合成纤维）；
• 1990年－，有机化学与生命科学、环境科学、材料科学、能源工业、
国防工业、电子工业、信息产业、无机非金属材料、各种轻工行业
紧密联系，相互促进。
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22
有机化合物和有机化学
有机化学的定义
有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质及其 变化规律的科学。
有机化学可以看作是碳氢化合物及其衍生物的化学，它包括有 机合成化学、天然有机化学、生物有机化学、元素有机及金属有 机化学、物理有机化学、有机分析化学、应用有机化学等分支。
能源、炸药、石油化工；
化pt
20
有机化合物和有机化学 有机化合物的定义 定义1 有机化合物就是含碳化合物(L.Gmelin定义，1894年)。
定义2 有机化合物就是碳氢化合物及其衍生物。(Schorlemmer)
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21
有机化合物和有机化学
有机化学
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11
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12
族与价层电子构型：
• 价电子：参加化学反应时能用于成键的电 子；价电子层：价电子所在的亚层。
• 同周期的元素的电子层数相同，同族中的 元素的价电子构型基本相同。
• 主族： • 副族：
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13
周期表的元素分区： • s区、d区（ds区）、p区、f区。
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3
汤姆生发现了电子，提出原子是 一个平均分布着正电荷的球，其 中镶嵌着许多电子，中和了电荷， 从而形成了中性原子。
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4
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5
原子由原子核和电子构
成,电子在核周围做高
速运动,就像行星围绕
太阳运转一样。
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6
1913年，丹麦物理学家玻尔提出的原子结 构模型，他认为核外电子是分层排布的。