2018年高中化学选修5步步高学案第5章 第1节

第一节 合成高分子化合物的基本方法[学习目标定位] 1.知道并会应用有关概念：单体、高聚物、聚合度、链节、加聚反应和缩聚反应等。

2.熟知加聚反应和缩聚反应的原理，会写相应的化学方程式，学会高聚物与单体间的相互推断。

一、加成聚合反应1．加成聚合反应(加聚反应)已知乙烯分子间相互反应生成聚乙烯的化学方程式如下： n CH 2===CH 2――→催化剂CH 2—CH 2 。

(1)像这种由含有不饱和键的化合物分子以加成反应形式结合成高分子化合物的反应叫加成聚合反应，简称加聚反应。

(2)能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物称为单体；高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位称为链节；含有链节的数目称为聚合度，通常用n 表示。

(3)聚合物的平均相对分子质量等于链节的相对质量×n 。

【练一练】 写出丙烯发生加聚反应的化学方程式，并注明高聚物的单体、链节、聚合度：――→催化剂。

2．常见的加聚反应写出下列物质发生加聚反应的化学方程式：(1)丙烯酸：n CH 2===CH —COOH ――→催化剂。

(2)1,3-丁二烯：n CH 2===CH —CH===CH 2――→催化剂CH 2—CH===CH —CH 2 。

(3)乙烯、丙烯(1∶1)共聚：n CH 2===CH 2＋n CH 2===CH —CH 3――→催化剂(或。

(4)丙烯与1,3-丁二烯(1∶1)共聚：n CH 2==CH —CH 3＋n CH 2==CH —CH==CH 2――→催化剂(或。

1.加聚反应的特点(1)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、醛等含不饱和键的有机物。

(2)发生加聚反应的过程中没有副产物(小分子化合物)产生，只生成高聚物。

(3)聚合物链节的化学组成跟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．由单体推断加聚物(高分子化合物)的方法将单体的不饱和键的碳链单独列一行，再把不饱和键按正确的方式打开，找到正确的链节，即可写出其化学式。

例1 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)加聚反应的原子利用率为100%( )(2)加聚反应聚合物的链节和单体的化学组成相同( ) (3)丙烯和聚丙烯都能使溴水褪色( ) (4)加聚反应的产物没有固定的熔、沸点( )(5)能发生加聚反应的单体，必须有碳碳双键或碳碳三键等不饱和键( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ 【考点】加聚反应的特点 【题点】加聚反应的特点 例2 写出下列高聚物的单体(1)_________________________________________。

(2)________________________________。

(3)________________________________________。

(4)___________________________________。

答案(1)(2)CH2===CH2和CH2===CH—CH3(3)(4)CH2===CH—CH===CH2和CH2===CHCH3【考点】单体的考查【题点】加聚反应单体的考查方法点拨加聚产物确定单体的方法(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，将两个半键闭合即可。

(2)凡链节的主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。

(3)凡链节的主链中只有碳原子，并存在碳碳双键结构的聚合物，其规律是“有双键，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。

二、缩合聚合反应1．缩合聚合反应(缩聚反应)已知：己二酸与乙二醇发生反应生成链状高分子化合物的化学方程式如下：催化剂＋n HOCH2CH2OH＋(2n －1)H 2O 。

(1)像这样具有两个或多个官能团的单体相互结合成高分子化合物，同时有小分子(如H 2O 、NH 3、HCl 等)生成的反应称为缩合聚合反应，简称缩聚反应。

(2)写缩聚反应的化学方程式，除单体的化学计量数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化学计量数。

由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的化学计量数应为n －1；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的化学计量数应为2n －1。

2．常见的缩聚反应写出缩聚反应的化学方程式： (1)羟基酸缩聚催化剂。

(2)醇酸缩聚：n HOCH 2CH 2OH ＋ 催化剂。

(3)氨基酸缩聚：①n H 2N(CH 2)5COOH ――→催化剂。

②――→催化剂。

(4)胺酸缩聚：n H 2N(CH 2)6NH 2＋n HOOC(CH 2)4COOH ――→催化剂H2O。

1.缩聚反应的特点(1)缩聚反应的单体通常是具有双官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等)或多官能团的小分子。

(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。

(3)所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。

2．由缩聚物确定单体的方法依据官能团的形成过程的碳链逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。

其关键是找出酯基或肽键，然后将酯基或肽键断开恢复为—COOH、—OH或—NH2，即可找到单体。

例3判断正误(正确打“√”，错误打“×”)(1)有机高分子化合物都是由小分子通过加聚反应合成的()(2)链节是高分子化合物中重复出现的结构单元，如聚乙烯的链节是CH2===CH2()(3)缩聚反应生成高分子化合物的同时，还有H2O等小分子物质生成()(4)将缩聚高分子化合物的中括号去掉，即得到单体()(5)缩聚反应聚合物的链节和单体的化学组成不相同()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√解析高分子化合物的形成可能是通过加聚反应得到，也有可能通过缩聚反应得到；聚乙烯的链节为—CH2CH2—；缩聚反应除了有高分子物质生成外，还有小分子物质生成，故只去掉括号并不能得到单体。

【考点】缩聚反应的特点【题点】缩聚反应的特点例4(1)链状高分子化合物可由有机化工原料R和其他有机试剂通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到，则R是________(填字母)。

A．1-丁烯B．2-丁烯C．1,3-丁二烯D．乙烯(2)锦纶的单体为__________________。

(3)已知涤纶树脂的结构简式为其单体为____________和____________(填单体的结构简式)，反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________。

答案(1)D(2)H2N—(CH2)5COOH(3)HOCH2CH2OH催化剂＋n HOCH2CH2OH＋(2n－1)H2O解析(1)该高分子化合物是由乙二醇和乙二酸经缩聚反应得到的，故R为乙烯。

(2)此聚合物中含有肽键，其单体是H2N(CH2)5COOH。

(3)由高聚物的结构片段分析，此高聚物属于高聚酯，因而属于酯化型缩聚反应。

联想酯化反应的特征即可推出酸和醇的结构片段：和—OCH2CH2O—，再连接上—OH或—H即得到单体的结构简式。

方法点拨缩聚产物单体的推断(1)若链节中含有以下结构，H O—R OH、其单体必为一种，如H O—CH2CH2 OH的单体为HO—CH2CH2—OH，的单体为方法是去中括号即为单体。

(2)若链节中含有部分，则单体为羧酸和醇，将中C—O单键断开，去掉中括号和n，左边加羟基，右边加氢即可，如的单体为HOOC—COOH和HOCH2CH2OH。

(3)若链节中含有部分，则单体一般为氨基酸，将中C—N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1．下列高分子化合物对应的链节正确的是()A．聚氯乙烯B．聚苯乙烯C．聚异戊二烯D．聚丙烯—CH2—CH2—CH2—答案 C解析A的链节为B的链节为D的链节为【考点】聚合反应的考查【题点】聚合反应链节的判断2．某聚合物具有如下结构片段：下列关于其单体的说法不正确的是()A．能使酸性KMnO4溶液褪色B．与NaOH溶液共热可生一种钠盐C．能催化加氢生成2-甲基丙酸甲酯D．可形成顺反异构体答案 D解析由该聚合物的结构片断可知其单体为分子中含有碳碳双键和酯基。

由于含有碳碳双键可使酸性KMnO4溶液褪色，可与H2发生加成反应生成(2-甲基丙酸甲酯)，A、C项正确；含有酯基可在碱性条件下水解生成钠盐，B项正确；由于单体中其中一个双键碳上有两个氢原子，不可能形成顺反异构体，D项错误。

【考点】加聚反应的考查【题点】单体的推断3．下列高聚物中，由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是()B． CH2CH===CHCH2答案 D解析分析题中四个选项：A项是由CH2===CH2和CH2===CHCN加聚而成的；B项是由CH2===CH—CH===CH2加聚而成的；C项是由CH2===CH—CH===CH2和CH2===CHC6H5加聚而成的；只有D项中含有官能团—COO—，故D项是通过缩聚反应生成的。

【考点】聚合反应的考查【题点】加聚反应和缩聚反应的辨析4．聚乳酸可在乳酸菌作用下降解，下列有关聚乳酸的说法正确的是()A．聚乳酸是一种纯净物B．聚乳酸是一种酸性高分子材料C．聚乳酸的单体为D．聚乳酸是由单体之间通过加聚反应合成的答案 C解析高分子化合物是混合物，A错；由聚乳酸的结构可知，该物质是由乳酸的羟基和羧基脱水而生成的，属于缩聚反应，C对，D错；乳酸显酸性，但聚乳酸不显酸性，B错。

【考点】缩聚反应的考查【题点】缩聚反应及单体的推断5．有下列4种有机物：④CH3—CH===CH—CN，其中合成结构简式为的高分子材料的正确组合为()A．①③④B．①②③C．②③④D．①②④答案 C【考点】加聚反应的考查【题点】加聚反应及单体的推断6．下列化合物中：A．HO(CH2)3COOHB．HO(CH2)2OHC．CH3CH===CH—CND．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反应生成的缩聚物的结构简式为________________。

答案(1)C(2)A(3)H OCH2CH2OOC(CH2)4CO OH解析C分子结构中含有碳碳双键，所以可发生加聚反应；A分子结构中含有两种不同的官能团，所以单体间可发生缩聚反应。