第一节 合成高分子化合物的基本方法
一、学习目标:
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
重点:加成聚合反应和缩合聚合反应的特点
难点:用单体写出聚合反应方程式和聚合物结构式;从聚合物结构式分析出单体。
二、课前预习:
1.有机高分子化合物的概念
2.聚乙烯是一种生活中常用的塑料。请用化学方程式表示聚乙烯的合成方法。
3.从形式上来看,此反应有什么特点?属于什么反应类型?
4阅读课本100页内容,填写下表:
加聚反应
单体:形成高分子的低分子反应物
链节:高分子中化学组成相同、可重复的最小单位,也称重复结构单元。
聚合度:高分子链中含有链节的数目 n
5. 阅读课本101—102页内容,填写下表:
缩聚反应
单体:
链节:
聚合度
端基原子(原子团)
小分子计量数
预习检测:
1. 下列不属于高分子化合物的是( D)
A.蛋白质 B.淀粉 C.硝化纤维 D.油脂
2.高分子化合物 的单体是( B )
A.1,3-丁二烯 B.2-甲基-1,3-丁二烯
C.乙烯和甲基丙烯 D.2-甲基-2-丁烯
4
三、课堂导学:
探究一:加成聚合反应—— 单体推加聚物
(1)由单体推加聚物的方法:请同学们思考,课本101表格列出来了一些单体及它们的分子式,如何书写这些单体的聚合产物的结构简式?
方法点播
第一组: CH2=CHCH3、CH2=CHCN、CH2=CHCOOH、HCHO、CH≡CCH3
此类化合物加聚将单体的不饱和键的碳链单独列一行,其他视为支链部分。
请按照方法书写出聚合产物
第二组: (1,3-丁二烯型)CH2=CH—CH=CH2、CH2=C(CH3)—CH=CH2
1,3-丁二烯型的单体聚合时,主链上的单双键相互替换即可。
请按照方法书写出聚合产物
第三组: (共聚反应)CH2=CH2和CH2=CHCN,CH2=CH—CH=CH2 和CH2=CHCN
方法类似第一、二组,仅需将不饱和碳链进行连接即可,其他仍视为支链。
请按照方法书写出聚合产物
(2)加聚反应具有的特点:
a单体必须是含有双键、参键等不饱和键的化合物;例如:烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。
b发生加聚反应的过程中,没有副产物产生,聚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。
探究二:加成聚合反应——加聚物推单体
(1) 若链接上质含两个碳原子,则单体为一个单烯烃,去掉方括号,在链接的两个碳原子之间还原成双键。
(2) 若链接上有多个碳原子,且碳原子之间均以碳碳单键结合,则单体为多个单烯烃,以每两个碳原子划成一个小链接,去掉方括号,在两个碳原子之间还原成双键。
(3) 若链接上含有四个碳原子,且四个碳原子正中间含有碳碳双键,则单体为二烯烃,去掉方括号,将链接上的碳碳单键和双键互换。
(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。
练习1:指出聚合物的单体和链节。
(1) (2)
4
探究三:缩合聚合反应——由单体推缩聚物的方法
(1)聚酯类:羟基中的氢原子和羧基中的羟基(-OH)缩合成水,其余部分形成聚酯。
乙二酸与乙二醇的缩聚:
(2):缩聚反应的特点:
(1)缩聚反应的单体往往是具有双官能团(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;
(4)缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团(这与加聚物不同,而加聚物的端基不确定,通常用横线“—”表示。)
比较:缩聚反应和加聚反应的化学方程式有什么不同。
探究四:缩合聚合反应——由缩聚物推单体的方法
找出链接上重复的结构单元,确定缩聚反应合成的官能团,根据单体之间的反应规律和原理,断开官能团并还原适当的原子或原子团。
练习2:指出聚合物的单体和链节。
(1) 达标检测
1.1.下列物质中有固定熔点的是( B )
A.聚乙烯 B.氯化钠 C.淀粉 D.聚1,3-丁二烯
2.对此聚合物 分析正确的是( D )
A.其单体是CH2===CH2和HCOOC2H5
B.它是缩聚反应产物
C.其链节是CH3CH2—COOC2H5
D.其单体是CH2===CH—COOC2H5
3..用CH3CH2CH2OH制取,可能遇到的反应类型有 (B C )
A.取代 B.消去 C.加聚 D.缩聚
4.聚苯乙烯的结构式为,试回答下列问题:
(1)聚苯乙烯的链节是__________,单体是__________。
(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000,则该高聚物的聚合度n为________。
4
5. 某聚合物具有如下结构片断:其单体不可能具有的化学性质是( D )
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.与NaOH溶液共热可生成一种钠盐
C.能催化加氢生成2-甲基丙酸甲酯
D.能发生缩聚反应
6.和CH2===CH—CN按一定比例加聚成高分子A。一定量的A完全燃烧生成CO2、H2O(g)和N2(g),其中CO2的体积分数为57.14%,则形成A的两种有机物的物质的量之比为( B )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶3 D.3∶4
五、反思总结:
答案 (1) (2)500
判断是发生加聚反应还是缩聚反应,要看单体的结构:单体中含有不饱和键,往往发生加聚反应,并且链节主链上只有碳原子;单体中含有两种或两种以上官能团,往往发生缩聚反应,主链上除碳原子外还有其他原子。
(2)单体的物质的量与缩聚物结构简式的小角标要一致;要注意小分子的物质的量:一般由一种单体进行的缩聚反应,生成小分子的物质的量为(n-1);由两种单体进行的缩聚反应,生成小分子的物质的量为(2n-1)。
4