《合成高分子化合物的基本方法》復(fù)習(xí)學(xué)案

12/12第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時代第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法【重難點講解】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))(1)特點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“—”表示。如聚丙烯的結(jié)構(gòu)式。(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②共聚反應(yīng)：發(fā)生加聚反應(yīng)的單體有兩種或多種。如2．縮合聚合反應(yīng)(簡稱縮聚反應(yīng))(1)特點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(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)。③以羧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)。特別提醒單體與鏈節(jié)不同，如單體是CH2=CH2，鏈節(jié)為—CH2—CH2—，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。3．加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)的比較加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)不同點反應(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)生成物生成物只有高分子化合物生成物除高分子化合物外，還有水、鹵化氫、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反應(yīng)物可以是同一種單體，也可以是不同種單體，生成物是高分子化合物二、高分子化合物單體的確定1．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。2．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，其單體是。(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，在正中央劃線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。如的單體為。(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。如的單體為；的單體為。3．縮聚產(chǎn)物單體的判斷方法(1)若鏈節(jié)中含有酚羥基的結(jié)構(gòu)，單體一般為酚和醛。如的單體是和HCHO。(2)若鏈節(jié)中含有以下結(jié)構(gòu)，如，其單體必為一種，如的單體為。(3)若鏈節(jié)中間含有部分，則單體為酸和醇，將中C—O單鍵斷開，左邊加羥基，右邊加氫即可。如的單體為HOOC—COOH和HOCH2CH2OH。(4)若鏈節(jié)中間含有部分，則單體一般為氨基酸，將中C—N單鍵斷開，左邊加羥基，右邊加氫。如的單體為H2NCH2COOH和。特別提醒運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，然后運用逆向思維法逐步還原，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?！镜淅v】類型1有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)例1某高分子化合物的部分結(jié)構(gòu)如下：下列說法正確的是()A．聚合物的鏈節(jié)是B．聚合物的分子式是C3H3Cl3C．合成該聚合物的單體是CHCl=CHClD．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，該聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為。合成它的單體是CHCl=CHCl，其分子式為(C2H2Cl2)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，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__________。(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)的量之比為__________。答案(1)C(2)羥基、羧基(3)2∶1解析依據(jù)的結(jié)構(gòu)先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物，然后運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)計算。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—H和—OH，其單體必為一種，為。含有兩種官能團(tuán)，有羥基(—OH)和羧基()，中—OH不能與NaHCO3溶液反應(yīng)，但能與金屬鈉反應(yīng)，—COOH既能與Na反應(yīng)，又能與NaHCO3溶液反應(yīng)。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)→鏈節(jié)→半鍵還原、雙鍵重現(xiàn)→正推驗證。②若半鍵還原無法形成完整雙鍵可考慮再斷裂單鍵構(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(此時單體是二烯烴)。(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：寫出A、E、G的結(jié)構(gòu)簡式：A__________，E_________________，G____________。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_____________________________________________________________________________________________________________________________________。寫出①、⑤的反應(yīng)類型：①________、⑤______________。答案(1)H2C=CH2HOOC(CH2)4COOH(2)ClCH2CH2Cl＋NaOHeq\o(→,\s\up7(C2H5OH),\s\do5(△))CH2=CHCl＋NaCl＋H2O(3)加成反應(yīng)縮聚反應(yīng)解析根據(jù)A的分子式推出A為乙烯，C為，D為CH2=CHCl，E為，F(xiàn)為HOCH2—CH2OH，結(jié)合F和縮聚大分子可推出G為HOOC(CH2)4COOH，從而可推出答案。有機(jī)化合物框圖推斷題的關(guān)鍵是尋找突破口，特殊的轉(zhuǎn)化關(guān)系、特殊的轉(zhuǎn)化條件都可以成為突破口，同時要注意逆向思維的運用?！咀詼y題】1．下列物質(zhì)中有固定熔點的是()A．聚乙烯B．氯化鈉C．淀粉D．聚1,3－丁二烯2．對此聚合物分析正確的是()A．其單體是CH2=CH2和HCOOC2H5B．它是縮聚反應(yīng)產(chǎn)物C．其鏈節(jié)是CH3CH2—COOC2H5D．其單體是CH2=CH—COOC2H53．下列各組物質(zhì)中互為同系物的是()A．CH3CH2CH2OH和C2H5—O—C2H5B．CH2=CH2和4．高分子化合物的單體是()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5．硅橡膠的主體結(jié)構(gòu)為，它是由二氯二甲基硅烷Si(CH3)2Cl2經(jīng)兩步反應(yīng)制得，這兩步反應(yīng)是()A．消去、加聚B．水解、縮聚C．氧化、加成D．水解、加聚6．下列有機(jī)物或有機(jī)物組合，在現(xiàn)有條件下不能發(fā)生聚合反應(yīng)的是()D．C(CH3)47．聚甲基丙烯酸甲酯也是一種重要的醫(yī)用高分子材料，用于人造骨、關(guān)節(jié)等。已知烯烴可被酸性KMnO4溶液氧化成二元醇，如CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(KMnO4),\s\do5(H＋))HOCH2CH2OH現(xiàn)以甲基丙烯為原料合成有機(jī)玻璃樹脂，流程如下。寫出有機(jī)物A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡式分別為：A：_______________________________________________________________；B：_______________________________________________________________；C：_______________________________________________________________；D：_________________________________________________________________。8．(1)已知滌綸樹脂的結(jié)構(gòu)簡式為，它是由兩種單體通過酯化反應(yīng)的方式聚合而成的，這兩種單體的結(jié)構(gòu)簡式是________________和____________________________。(2)已知某高聚物的結(jié)構(gòu)簡式為它是由________________和________________(填單體的結(jié)構(gòu)簡式)通過________反應(yīng)而制得的，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。(3)工程塑料ABS樹脂合成時用了三種單體，寫出這三種單體的結(jié)構(gòu)簡式：____________________________________________________________________。9．聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)式為，試回答下列問題：(1)聚苯乙烯的鏈節(jié)是__________，單體是__________。(2)實驗測得某聚苯乙烯的相對分子質(zhì)量(平均值)為52000，則該高聚物的聚合度n為________。

參考答案自測題1.答案B2.答案D解析該高分子化合物的鏈節(jié)就是方括號中的元素組成，即，也就可以推斷出它的單體是CH2=CH—COOC2H5，從結(jié)構(gòu)上看，它的每一個鏈節(jié)上都有一個酯基，所以它的分子中有n