選修5有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)第五章?？贾R點(diǎn)強(qiáng)化總結(jié)

第五章 進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時代 第五章 進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時代 /11第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時代一定泰件下第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時代一定泰件下第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法一、合成高分子化合物的基本反應(yīng)類型1.加成聚合反應(yīng)(簡稱加聚反應(yīng))⑴特點(diǎn)①單體分子含不飽和鍵(雙鍵或三鍵)；②單體和生成的聚合物組成相同；③反應(yīng)只生成聚合物。(2)加聚物結(jié)構(gòu)簡式的書寫將鏈節(jié)寫在方括號內(nèi)，聚合度 n在方括號的右下角。由于加聚物的端基不確定，通常用-ECH-CH2%“一”表示。如聚丙烯的結(jié)構(gòu)式 CH3 。(3)加聚反應(yīng)方程式的書寫①均聚反應(yīng)：發(fā)生加聚反應(yīng)的單體只有一種。如催忱劑 K②共聚反應(yīng)：發(fā)生加聚反應(yīng)的單體有兩種或多種。如YHe+iC員-CH-CH!CHj—CHe—CHi

I2.縮合聚合反應(yīng)(簡稱縮聚反應(yīng))(1)特點(diǎn)①縮聚反應(yīng)的單體至少含有兩個官能團(tuán)；②單體和聚合物的組成不同；③反應(yīng)除了生成聚合物外，還生成小分子；④含有兩個官能團(tuán)的單體縮聚后生成的聚合物呈線型結(jié)構(gòu)。(2)縮合聚合物(簡稱縮聚物)結(jié)構(gòu)簡式的書寫要在方括號外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)。如HO-Ec O(CH3)3O-^IL1,

端1衰廊FRT 煙威皿壬(3)縮聚反應(yīng)方程式的書寫單體的物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)式的下角標(biāo)要一致；要注意小分子的物質(zhì)的量：一般由一種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量為 (n-1);由兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量為(2n—1)。①以某分子中碳氧雙鍵中的氧原子與另一個基團(tuán)中的活潑氫原子結(jié)合成水而進(jìn)行的縮聚反應(yīng)。

②以醇羥基中的氫原子和酸分子中的羥基結(jié)合成水的方式而進(jìn)行的縮聚反應(yīng)。一定第怦下ikHQOC-COOH+ CHzOH——-③以竣基中的羥基與氨基中的氫原子結(jié)合成 H2O的方式而進(jìn)行的縮聚反應(yīng)。,HN—CCHe某一NHe+7iHOOC—(CHzCOOH一定條件.0 0r IIIH-ENH—(CHe)6—NH—c—C-irOH+［備厘口匚尸口/-TJ1~—LH獷特別提醒單體與鏈節(jié)不同，如 單體是CH2===CH2,鏈節(jié)為—CH2—CH2一,加聚物與單體結(jié)構(gòu)上不相似，性質(zhì)不同，不為同系物。如 分子\/=中無/ \?；瘹?、氨等小分子化合物聚合物分子組成與單體相同分子組成與單體不完全相同相同點(diǎn)反應(yīng)物可以是同一種單體，也可以是/、同種單體，生成物是高分子化合物二、高分子化合物單體的確定.加聚產(chǎn)物、縮聚產(chǎn)物的判斷判斷有機(jī)高分子化合物單體時，首先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。判斷方法是：(1)若鏈節(jié)結(jié)構(gòu)中，主鏈上全部是碳原子形成的碳鏈，則一般為加聚產(chǎn)物；(2)若鏈節(jié)結(jié)構(gòu)中，主鏈上除碳原子外還含有其他原子 (如N、O等)，則一般為縮聚產(chǎn)物。.加聚產(chǎn)物單體的判斷方法(1)凡鏈節(jié)的主鏈中只有兩個碳原子 (無其它原子)的聚合物，其合成單體必為一種，將兩個半鍵閉合即可。如ch3半鍵閉合即可。如-ECHs—c%C——C——C——(2)(2)凡鏈節(jié)的主鏈中有四個碳原子(無其它原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的聚合物，其單體必為兩種,加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)不同點(diǎn)反應(yīng)物單體必須是不飽和的單體不一定是不飽和的，但必須要含有某些官能團(tuán)生成物生成物只有曷分子化合物生成物除高分子化合物外，還用水、鹵3.加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)的比較的單體為在正中央劃線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。如的單體為CH；-CHt和CH-CH2CHjo、/

o=c(3)凡鏈節(jié)的主鏈中只有碳原子，并存在/ 、結(jié)構(gòu)的聚合物，其規(guī)律是 “有雙鍵，四個EHe-cH—CH-CHeEHe-cH—CH-CHe-cHe-CH玉Cg-CH-CH-CH?和CH2-CH-ECHi—CH=C-CH2+碳；無雙鍵，兩個碳”劃線斷開，然后將半鍵閉合即單雙鍵互換。如 CHj的單CH?—CH-C-CH?I體為 CHj；HOCH2CH2OH。0||__ f(4)若鏈節(jié)中間含有~C—NH一部分，則單體一般為氨基酸，將一1c—NH-中C—N單鍵0 0H4NH-CH3-C^NH-CH-CtOH7\N斷開，左邊加羥基，右邊加氫。如 忸二四U二的單體為H2NCH2COOH和的單體為CHj-CH—COOH的單體為NHe3.縮聚產(chǎn)物單體的判斷方法的單體是特別提醒運(yùn)用上述方法找單體時，一定要先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物，然后運(yùn)用逆的單體是向思維法逐步還原，準(zhǔn)確判斷單體的前提是熟練掌握加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)的原理及方程式的書(1)若鏈節(jié)中含有酚羥基的結(jié)構(gòu)，單體一般為酚和醛。如寫。進(jìn)行單體判斷時，不要被書寫方式迷惑，要注意到單鍵是可旋轉(zhuǎn)的，同時嚴(yán)格按半鍵還原法進(jìn)行判斷。(2)若鏈節(jié)中含有以下結(jié)構(gòu)，如H-EO-RiOH0II類型1有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)【例11某高分子化合物的部分結(jié)構(gòu)如下:H-Pn-CHCH4rnH H-FO-CHzCHeC^tOH的單體為HOCHeCHCOH必為一種，如H七1cHzc十口H的單體為 一 。oII⑶若鏈節(jié)中間含有一匚一口一部分，則單體為酸和醇，將'0一中C-O單鍵斷開,ClCJHHHClClC1卜列說法正確的是( )OOIIII:HO-LC-Cj-O-CH3-CH3-O^H左邊加羥基，右邊加氫即可。如國二^里補(bǔ)一H的單體為HOOC—COOH和A.聚合物的鏈節(jié)是C1——CIH31C1——CIH31-<-HHC1CUI(一OH)和竣基「-I),中一OH不能與NaHCO3溶液反應(yīng)，但能與金屬鈉反應(yīng),B.聚合物的分子式是 C3H3c13C.合成該聚合物的單體是 CHC1===CHC1TOC\o"1-5"\h\zD.若n表示聚合度，則其相對分子質(zhì)量為 97n答案CD解析注意到碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn)，則可判斷上述聚合物重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元 (即鏈節(jié))為Cl Cl C1I I I.■c- -Be—I I IH,該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為 HH。合成它的單體是CHC1===CHC1,其分子式為(C2H2c12)n,相對分子質(zhì)量為97n。類型2聚合物單體的判斷【例2在國際環(huán)境問題中，一次性使用聚苯乙烯等材料帶來的 “白色污染”是極為嚴(yán)重的環(huán)境問題之一。最近研制的一種可降解塑料， 代號為3HB,結(jié)構(gòu)簡式為 二匕Q，具有良好的生物適應(yīng)性，能在自然界降解。請回答下列問題：(1)該可降解塑料在自然界中可通過(填序號)反應(yīng)降解為該聚合物的單體。A.加成 B.消去 C.水解 D.氧化(2)該聚合物的單體的結(jié)構(gòu)簡式為,該單體中具有的官能團(tuán)的名稱為的量之比為。CHj—CH—COOHI答案(1)C(2)QH 羥基、竣基(3)2：1O1IIH-Eo—CH—C-iOH解析依據(jù)CH. 的結(jié)構(gòu)先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物， 然后運(yùn)用逆向思維法逐步還原，推測其單體，再依據(jù)官能團(tuán)確定其性質(zhì)，寫出反應(yīng)方程式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算?！鮄-Fo-CH—C3rOH是縮聚產(chǎn)物，可依據(jù)官能團(tuán)形成過程的連鏈逆向推出單體，把失去的小分子物質(zhì)分拆后加在相應(yīng)位置。失去的小分子為H2O,拆為一H和一OH,其單體必為一■種，為oHC一-CH-L：-OH。含有兩種官能團(tuán)，有羥基-COOH既能與Na反應(yīng)，又能與NaHCO3溶液反應(yīng)。⑥拓展延伸判斷有機(jī)高分子化合物單體時，要先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。鏈節(jié)一鏈節(jié)一半鍵還原、雙鍵重現(xiàn)一正推驗(yàn)證。②若半鍵還原無法形成完整雙鍵可考慮再(3)各取1mol該單體分別與鈉和碳酸氫鈉溶液完全反應(yīng)時，分別消耗鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)反應(yīng)條件Ic反應(yīng)條件Ic居口斷裂單鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時不是一種單體)或斷裂雙鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時單體是二烯燃)。(2)若是縮聚產(chǎn)物，可依據(jù)官能團(tuán)的形成過程的連鏈逆向推出單體，把失去的小分子物質(zhì)分拆后加在相應(yīng)位置。類型3有機(jī)高分子化合物的合成及反應(yīng)類型【例3】根據(jù)圖示，回答下列問題:催化刑「

回

高分子化合物o O回法端酸1HoC—OCHuCHE為1HCjHA資(1)寫出A、E、G的結(jié)構(gòu)簡式：A,E,G(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式(包括反應(yīng)條件)是 ?反應(yīng)④的化學(xué)方程式(包括反應(yīng)條件)是-ECHe—產(chǎn)玉答案(1)H2c===CH2 1HOOC(CH2)4COOH(2)ClCH2CH2Cl+NaOHC2H竿HCH2===CHCl+NaCl+H2O水CHf-CHr+2NaOH一CH￡-CHE+跑心ClC[ OHOH(3)加成反應(yīng)縮聚反應(yīng)CHe—CHfII解析根據(jù)A的分子式推出A為乙烯，C為0口，D為CH2===CHCl,E為-ECHr—CHiCJ,F為HOCH2-CH2OH,結(jié)合F和縮聚大分子可推出G為HOOC(CH2“COOH,從而可推出答案。第二節(jié)應(yīng)用廣泛的高分子材料一、高分子化合物的分類1.按來源分[天然高分子，如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)等(I合成高分子，如：聚乙稀、有機(jī)玻璃等(3)寫出①、⑤的反應(yīng)類型：①、⑤

'線型高分子.按結(jié)構(gòu)分'線型高分子.按結(jié)構(gòu)分1■體型高分子‘熱塑性高分子.按性質(zhì)分工、熱固性高分子①降解在一定條件下，高分子材料解聚為小分子。如有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）熱解為甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化鋼處理，能分解為苯乙烯；生物降解塑料；化學(xué)降解塑料；光降解塑料等。②橡膠硫化,塑料合成纖維合成橡膠4.按用途分《涂料黏合劑二、有機(jī)高分子化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系有哪些？常見的有機(jī)高分子化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)有哪些？.高分子化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)（1）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，高分子的化學(xué)反應(yīng)主要取決于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、官能團(tuán)與基團(tuán)之間的影響。如碳碳雙鍵易氧化和加成，酯基易水解、醇解，竣基易發(fā)生酯化、取代等反應(yīng)。 HsG CHf X /c=-c天然橡膠（ L）,經(jīng)硫化或雙硫鍵（一s—S一）,線型變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)。③催化裂化塑料催化裂化得柴油、煤油、汽油及可燃?xì)怏w等。2.高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),破壞了碳碳雙鍵，形成單硫鍵 （一S一）線型高分子體型（網(wǎng)狀）高分子結(jié)構(gòu)分子中的原子以共價鍵相互連結(jié)，構(gòu)成一條很長的卷曲狀態(tài)的“鏈”分子鏈與分子鏈之間還用許多共價鍵交聯(lián)起來，形成三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)溶解性能緩慢溶解于適當(dāng)溶劑很難溶解，但往往有一定程度的脹大性能具有熱塑性，無固定熔點(diǎn)具有熱固性，受熱不熔化特性強(qiáng)度大、可拉絲、吹薄膜、絕緣性好強(qiáng)度大、絕緣性好，后可塑性常見物質(zhì)聚乙烯、聚氯乙烯、天然橡膠酚醛樹脂、硫化橡膠特別提醒高分子化學(xué)反應(yīng)，同其他反應(yīng)一樣，運(yùn)用物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的規(guī)律，首先分析其具有的官能團(tuán)，并考慮官能團(tuán)與基團(tuán)的影響，分析比較結(jié)構(gòu)變化及位置等，并加以應(yīng)用。類型1白色污染與環(huán)境保護(hù)【例1】科技文獻(xiàn)中經(jīng)常出現(xiàn)下列詞匯，其中與相關(guān)物質(zhì)的顏色并無聯(lián)系...的是（ ）A.赤色海潮 B.綠色食品 C.白色污染 D.棕色煙氣答案B解析赤色海潮是海潮中存在著大量的藻類物質(zhì)，形成暗紅色的色帶；綠色食品是指在生產(chǎn)食品所用的原料生產(chǎn)過程中不使用農(nóng)藥、化肥及在環(huán)境污染程度小的地域生產(chǎn)的食品；白色污染是指廢棄塑料制品的污染，常見的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等，產(chǎn)品通常呈白色或無色；棕色煙氣是指煉鋼廠的廢氣，其中含有 Fe2O3和CO,因Fe2O3是紅色而呈現(xiàn)棕色。勵拓展延伸高分子材料形成的環(huán)境污染越來越受到社會的關(guān)注，由于這些物品難以分解，在土壤里經(jīng)久不爛，若焚燒會嚴(yán)重污染環(huán)境，因此要加強(qiáng)研究易分解的新型塑料，目前治理 “白色污染類型2有機(jī)高分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【例2橡膠樹是熱帶植物，在我國海南已有大面積種植。從橡膠樹的膠乳中可提取天然橡——&C CHt——\/c=-c/\膠，天然橡膠的成分是聚異戊二烯，其結(jié)構(gòu)為 ECH。試回答下列問題：（1）天然橡膠能溶于汽油的根本原因是 ?天然橡膠加入適當(dāng)硫進(jìn)行硫化后，其結(jié)構(gòu)由變成,因而硫化橡膠（填“能”或“不能”）溶于汽油。（2）天然橡膠的單體是一種無色液體， 將該無色液體加入濱水中，（填“能”或“不能”）使濱水褪色。答案（1）天然橡膠是線型結(jié)構(gòu) 線型結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不能（2）能解析（1）從天然橡膠成分的結(jié)構(gòu)簡式可知天然橡膠為線型結(jié)構(gòu)的高分子，能溶解于適當(dāng)?shù)娜軇?。天然橡膠硫化后，引入的硫原子間可形成共價鍵，從而使高分子鏈發(fā)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故硫化橡膠不能溶解于汽油。（2）天然橡膠的單體中含有兩個碳碳雙鍵能加成 Br2,使濱水褪色。類型3有機(jī)高分子材料的合成【例3鹵代煌是有機(jī)物合成的魔術(shù)師，鹵代燃中鹵素原子很易與活潑金屬陽離子結(jié)合，發(fā)主要應(yīng)從減少使用和加強(qiáng)回收開始。生取代反應(yīng)，如異來推測未知物的結(jié)構(gòu)。 分析本題，首先對題中所給條件進(jìn)行分析， 本題突破口是C2H3C1能發(fā)生取代反應(yīng)，如R—X+NaCNRCN+NaX;,乙醇溶液R—X+2Na+X—R >R—R+2NaX。G是能導(dǎo)電的聚合物。根據(jù)下列各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系回答:—D(一種合成纖維)+HC1C,H.CI -種合成期科)Na，加聚C—"卜.(一種合成橡膠)(1)A的分子式為,E的結(jié)構(gòu)簡式為(2)寫出B—>D的化學(xué)方程式：。(3)寫出C2H3C1—>C的化學(xué)方程式： (4)寫出A—>G的化學(xué)方程式： -ECHe—CHgr答案(1)C2H2 1-ECHE—CHiI(2)nCH2===CH—CN> CN(3)2CH2===CHCl+2Na—>CH2===CH—CH===CH2+2NaCl《H三ch—^Ech『ch+(4)解析本題要從題給信息入手，通過有機(jī)反應(yīng)的特點(diǎn)，反應(yīng)物和生成物在分子組成上的差生加聚反應(yīng)，結(jié)構(gòu)中一定含有碳碳雙鍵，結(jié)構(gòu)簡式為 CH2===CHCl,則A為乙快，G為乙快的加聚產(chǎn)物：?匚民—c^ci-Eg4—c)小三—|?CH-Cht,能導(dǎo)電；C2H3C1發(fā)生加聚反應(yīng)： 口；禾1J用所給信息C2H3C1生成B,轉(zhuǎn)化為D,D是一種合成纖維，B為口n 乙醇CH2===CHCN,即CH2===CHCl+NaCN >-ECHe—CH-iCH2===CH—CN+NaCl,nCH2===CH—CN—-> 「卜；C2H3Cl生成C,又轉(zhuǎn)化為F,F為一種合成橡膠：2CH2===CHCl+2Na>CH2===CH—CH===CH2+2NaCl, CHt CHs——

X/nCH2===CH—CH===CH2 > 匕 u ji.o第三節(jié)功能高分子材料一、新型有機(jī)高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料有本質(zhì)上的差別嗎？功能高分子材料的品種與分類有哪些？.新型有機(jī)高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料的區(qū)別與聯(lián)系新型有機(jī)高分子材料與傳統(tǒng)的三大合成材料在本質(zhì)上并沒有區(qū)別，它們只是相對而言。從組成元素看，都是由C、H、O、N、S等元素構(gòu)成；從合成反應(yīng)看，都是由單體經(jīng)加聚或縮聚反應(yīng)形成；從結(jié)構(gòu)看，也就是分兩種結(jié)構(gòu)：線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)。它們的重要區(qū)別在于功能與性能上，與傳統(tǒng)材料相比，新型有機(jī)高分子材料的性能更優(yōu)異，往往具備傳統(tǒng)材料所沒有的特殊性能，可用于許多特殊領(lǐng)域。2.功能高分子材料的品種與分類功能高分子次「光等/分子物^光善色新分子高」感此樹脂子「超導(dǎo)高分子分十高分子導(dǎo)體高廠高分子半導(dǎo)體—高分子催化劑與試劑——電子交換樹脂離子交翳脂I微生物降解高分子——高吸水性樹脂——高分子膜I高分子吸附劑—仿生高分子——醫(yī)工分子r高分香捌交換型生物醫(yī)藥高分子高分子特別提醒醫(yī)用高分子材料應(yīng)該滿足： ①無毒，且是化學(xué)惰性的；②與人體組織和血液相容性好；③具有較高的機(jī)械性能；④容易制備、純化、加工和消毒。高分子化合物結(jié)構(gòu)鏈節(jié) 分子鏈中重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元聚合度分子鏈中的鏈節(jié)數(shù)，用n表示單體生成高分子化合物的小分子物質(zhì)線型結(jié)構(gòu)又稱支鏈型、直鏈型，連成長鏈，宿熱塑性、高分子化合物與高分子材料的比較體型結(jié)構(gòu)分子鏈間以共價鍵“交聯(lián)”，連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，成型后不可塑性質(zhì)1.線型高分子能溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，體型高分子只能溶脹2.線型高分子有熱塑性，體型高分子有熱固性3.高分子材料的強(qiáng)度較大4.局分子材料一般不易導(dǎo)電，彈性好，耐磨，不耐熱5.部分高分子材料還具有耐酸、耐堿、耐腐蝕、難降解的性質(zhì)高分子材料三大合成材料塑料如：聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯合成橡膠如：丁苯橡膠、順丁橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠合成纖維如：滌綸、睛綸、錦綸、丙綸、維綸、氯綸按來源分天然高分子材料 如：淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、天然橡膠合成高分子材料 如：塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料按性能分功能高分子材料如：高分子分離膜、醫(yī)用高分子、吸水高分子復(fù)合材料如：玻璃纖維、碳纖維A.①②③B.②③④C.①⑤D.全部|微生物降解爵分子—高分子催化劑與試劑——|微生物降解爵分子—高分子催化劑與試劑——越導(dǎo)高分子——高分子導(dǎo)體——南分體I光導(dǎo)電鬲分子——先數(shù)變電高分子——感光樹脂光欷學(xué)電高分子高分子交換型生物醫(yī)題高分子高分子「仿生高分子—醫(yī)用高分子r高分子藥物——電子交換樹脂——離子文換樹膜「高吸水性樹脂——高分子膜——高分于吸附劑類型1圖分子材料的分類【例1】下列材料中，屬于功能高分子材料的是 ( )①高分子膜②生物高分子材料③光敏高分子材料④導(dǎo)電高分子材料⑤離子交換樹脂⑥液晶高分子材料A.①②③ B.③④⑤ C.②④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥答案D解析根據(jù)功能高分子的分類即可順利解答。功能高分子

答案D解析醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用十分廣泛，利用其特殊結(jié)構(gòu)和特殊性質(zhì)，可以制備與人體器官功能相同的人工器官。⑥拓展延伸醫(yī)用高分子材料必須滿足的條件： ①無毒，且是化學(xué)惰性的； ②與人體組織和血液相容性好；③具有較高的機(jī)械性能；④容易制備、純化、加工和