1、第 18 课时 高分子化合物的合成 学案 【学习目标】 1.了解高分子化合物的分类和形成。 2.了解加聚反应和缩聚反应的特点。 3.学会由高分子化合物推断单体。 【重点难点】 高分子化合物推断单体 课前预习 【情景材料】合成高分子化合物已经广泛应用于人们的日常生活。例如，橡胶制成的汽车 轮胎极大改善了车胎的性能；高分子材料制成的涂料、隔音和隔热材料以及门窗使得居室 更加美观舒适；涤纶、尼龙、腈纶等合成纤维制成的服装改善了人们“穿”的质量。高分子 化合物具有什么性质？高分子化合物是怎样合成出来的？这一节课我们就来揭开这个谜！ 【预习内容】 根据教材有关内容填写下列空白： 一、高分子化合物 1概念
2、 相对分子质量从 化合物称为高分子化合物，简称为高分子，也称 为 或 。 2分类 按照来源可分为 和 。 3表示方法 有机高分子化合物通常是由简单的结构单元重复连接而成。如聚乙烯： (1)结构简式： 。 (2)链节：(重复结构单元 ) 。 (3)聚合度：是指 的数目 n。 (4)单体：是指 。聚乙烯的单体是 。 二、加成聚合反应 1.概念 由含有 的低分子以 的方式结合成高分子化合物的反应，简称 。 2.加聚反应方程式的书写 nCH2=CH2 催 化 剂 三、缩合聚合反应 1.概念 单体分子之间反应生成高分子化合物，同时产生 的反应，简称缩聚反应。 2.缩聚反应方程式的书写 预习内容答案 一、
3、1.几万到几百万甚至更高 聚合物 高聚物 2.天然高分子化合物 合成高分子化合物 3.CH2CH2 CH2CH2 高分子链所含链节 能合成高分子化合物的小分子物质 CH2=CH2 二、.双键、三键或环状结构 加成反应 加聚反应 三、小分子副产物 堂中互动 【问题探究 1】高分子化合物是纯净物吗？有何特点？ 【教师点拨】聚合度不同，高分子化合物是混合物。 分析解答: (1)高分子化合物是混合物，不是纯净物。这是因为：对单个高分子来说，相对 分子质量是确定的，但对一块高分子材料来说，它是由许多相对分子质量不等的高分子聚 集起来的，实验测得的高分子的相对分子质量是平均值。 (2)高分子化合物有如下特
4、点： 有机高分子化合物的相对分子质量一般高达 104106 且是一个平均值；低分子有机物的 相对分子质量一般在 1000 以下，且是一个固定的数值。 有机高分子化合物由若干个重复单元组成，低分子有机物分子组成、结构固定。 有机高分子化合物与低分子化合物的物理、化学性质有较大差异。 【即学即练 1】下列对于有机高分子化合物的认识不正确的是( ) A合成的有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子化合物 通过聚合反应而制得的 B有机高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但其结构却并不复杂 C对于一块高分子材料，n 是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的 D高分子材料可分为天然
5、高分子材料和合成高分子材料两大类 1.C【解析】有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高 分子化合物主要由聚合反应制备。对于高分子化合物来说，尽管相对分子质量很大，但没 有一个准确的相对分子质量，只有一个范围，高分子化合物的相对分子质量是平均值。它 们的分子均由若干链节构成。 【问题探究 2】加聚反应和缩聚反应是有机合成高分子的两大重要反应类型。二者反应的 特点有何不同？ 【教师点拨】加聚反应单体结构特点：含有不饱和键（或环）；缩聚反应单体结构特点:一 般含有两个不同或相同的官能团。 分析解答：(1)加聚反应 特点： 无小分子的副产物生成； 所生成的高分子的式量是单
6、体式量的整数倍； 高 分子与单体具有相同的元素质量组成；通过共价键结合，具有特定结构，故化学组成并 不复杂。 (2)缩聚反应 特点： 反应中总伴随有小分子副产品如 H2O、HCl、NH 3 等生成； 单体和聚合物的组 成不同。 【即学即练 2】维通橡胶是一种耐腐蚀、耐油、耐高温、耐寒性能都特别好的氟橡胶。它 的结构简式见图：合成它的单体为( ) A. 氟乙烯和全氟异丙烯 B. 1,1二氟乙烯和全氟丙烯 C. 1三氟甲基1,3丁二烯 D. 全氟异戊二烯 2.B【解析】从对高聚物的结构简式分析可知，高聚物内无双键存在，所以它应该由两种含 碳碳双键的单体聚合而成，其中一个单体中一个碳原子上连接两个氟
7、原子，它是 1，1二 氟乙烯。另一个单体中所有的氢原子均被氟原子取代，它是全氟丙烯。答案 B。 【问题探究 3】两大聚合反应的单体结构特点如何？加聚产物和缩聚产物的书写方式是否 相同？ 【教师点拨】从教材P68P70的内容归纳出区别。 分析解答：合成高分子化合物的主要化学反应 加成聚合反应 缩合聚合反应 含义 许多小分子(含不饱和键)通过加成反 应形成高聚物的聚合反应 许多小分子通过缩合形成高聚物， 同时有小分子生成的聚合反应 单体特征 含不饱和键如碳碳双键、碳碳三键 含特征官能团如OH、COOH、 NH2等 单体种类数 相同或不同的单体 相同或不同的单体 高聚物特征 链节与单体的组成相同 链
8、节与单体的组成不同 产物种类 只有高聚物 高聚物和小分子 【即学即练 3】下列塑料的合成，所发生的反应类型与另外三种不同的是( ) 3.C【解析】判断反应类型，对高聚物进行识别，实际是变相地找单体。单体依次为：乙烯、 氯乙烯、苯酚和甲醛、苯乙烯，进而得出酚醛树脂是缩聚产物，另外三种是加聚产物。 练案 A 组（课堂反馈 满分 50 分） 一、选择题（每小题 5 分，共 35 分） 1.下列有关高分子化合物的叙述中正确的是( ) A.高分子化合物的特点之一是组成元素简单、结构复杂、相对分子质量大 B.高分子链之间靠分子间作用力结合，因此分子间作用弱，高分子材料强度较小 C.高分子均为长链状分子 D
9、.高分子材料均为混合物 1.D【解析】高分子材料中各个分子的 n 值不一定相同，故应为混合物。 2.二十世纪化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高作出了巨大贡献。下列 各组物质全部是由化学合成得到的是( ) A玻璃 纤维素 青霉素 B尿素 食盐 聚乙烯 C涤纶 洗衣粉 阿司匹林 D石英 橡胶 磷化铟 2.C【解析】A 项中纤维素是天然高分子化合物，B 项中的食盐，可以从自然界的海水中提 取，不必合成，D 项中的石英其主要成分是 SiO2，自然界中存在大量的 SiO2，也不必合成， 故选 C。 3.以农副产品为原料可制得高分子材料 ，它能在一定条件下迅速降解， 有希望用于制造一次性饭盒
10、，有关该高分子的判断正确的是( ) A. 相对分子质量一定是偶数 B. 相对分子质量一定是奇数 C. 由单体通过加聚反应制得 D. 其单体为 3.D【解析】根据高分子的结构可推出是缩聚反应的产物，其单体为 ，高分 子化合物 n 不确定，是混合物，所以相对分子质量无法确定是奇数还是偶数。 4.对下列化学反应的分析判断不正确的是( ) A反应类型属于缩聚反应 B反应类型属于加聚反应 C生成物可划归为烃 D生成物分子中链节不只一种 4.A【解析】由两种或两种以上的单体共同发生的聚合反应叫做共聚反应。生成物中仅含碳 氢两种元素，所以它可划归为烃。单体是两种，链节还可以表示为 5. X 是一种性能优异的
11、高分子材料，其结构简式为 ，已被广 泛应用于声、热、光的传感等方面，它是由 HCCH、(CN) 2、CH 3COOH 三种单体通过适宜 的反应形成的。由 X 的结构简式分析合成过程中发生反应的类型有( ) 加成反应 取代反应 缩聚反应 加聚反应 酯化反应 A B C D 5.B【解析】由 X 的结构简式可判断出它是加聚反应的产物，两种单体分别为 NCCH=CHCN 和 CH2=CHOCOCH3，很显然前者是 HCCH 和(CN) 2的加成产物，后者是 HCCH 和 CH3COOH 的加 成产物，因此选项 B 正确。 6. 对此聚合物分析正确的是( ) A.其单体是 CH2=CH2 和 HCOO
12、C2H5 B.它是缩聚反应产物 C.其链节是 CH3CH2COOC2H5 D.其单体是 CH2=CHCOOC2H5 6.D【解析】由结构中可以看出，重复单元是 即链节，单体是 ，应是加聚反应的产物。故选 D。 7. 发生加聚反应生成高聚物 A，A 在适量的 O2 中充分燃烧生成 CO2、N 2、H 2O(g)，其中 CO2 所占的体积分数约为 57.14%，则 xy 为( ) A11 B12 C23 D32 7.B【解析】由分子式解决问题， x mol C6H10 生成 6x mol CO2 和 5x mol H2O(g)，y mol C3H3N 生成 3y mol CO2、1.5y mol
13、H2O(g)和 0.5 y mol N2，则 CO2 的体积分数为 100%57.14% ，求得 xy12。 6x 3y6x 5x 3y 1.5y 0.5y 二、填空题（共 15 分） 8.(6 分) (1)已知涤纶树脂的结构简式为 ，它是由两种单 体通过酯化反应的方式聚合而成的，这两种单体的结构简式是 _和_。 (2)已知某高聚物的结构简式为 它是由 _和_(填单体的结构简式)通过_反应而 制得的，反应的化学方程式为_。 (3)工程塑料 ABS 树脂合成时用了三种单体，写出这三种单体的结构简式： _ 。 8.(1) HOCH2CH2OH 【解析】 (1)联想酯化反应的特征即可推出酸和醇的结构
14、片段： 、OCH 2CH2OH，再连接上OH 或H 即得单体的结 构简式。 (3)据高分子链节可确定 ABS 树脂属于加聚产物。将括号及 n 去掉，然后将链节改组，方法 是：双键变单键，单键变双键，超过四个价键的两个碳原子就切断，上式可变为： 由于 2、3 号碳，6、7 号 碳超过四价，从两处断开即得到三种单体。 9.( 9 分 ) 聚四氟乙烯的耐热性和化学稳定性都超过了其他塑料，号称“塑料王”，在工业上 有广泛的用途，其合成途径如下图所示： (1)在方框中填入合适的有机物的结构简式。 (2)写出下列反应化学方程式： BC： CD： 9.(1)CHCl3、CHClF 2、CF 2=CF2、CF
15、 2CF (2)2CHClF2 CF2=CF22HCl nCF2=CF2 催 化 剂 【解析】本题属信息迁移题，要求学生了解氯仿和“塑料王”的组成、特性与制取途径，培 养学生的综合分析能力和创新能力。本题采用正向思维的方法，从氯仿开始分析，由于 A、B、C 、D 都告诉了化合物的名称，因此可以写出 A、B、C、D 的结构简式分别为 CHCl3、CHClF 2、CF 2=CF2、CF 2CF。结合题给信息写出有关化学方程式：B C 为热分解反应，其化学反应方程式为：2CHClF 2 CF2=CF22HCl ，C D 为加聚 反应，其化学反应方程式为：nCF 2=CF2 。 催 化 剂 B 组（课
16、后拓展） 1.下列说法中正确的是( ) A.含有碳碳双键的有机物均有顺反异构 B.乙烯和聚乙烯均能使酸性 KMnO4 溶液褪色 C.利用电石与水反应制取 C2H2 时，可采用 CuSO4 溶液除去杂质气体 D.苯酚与甲醛在酸性条件下生成酚醛树脂的结构简式为 1. C【解析】根据顺反异构定义，CH 2=CH2 不存在顺反异构，A 错误；聚乙烯分子结构中 不存在碳碳双键，不能使酸性 KMnO4 溶液褪色，B 错误；用电石制得的乙炔气体中含有 H2S 气体杂质，可用 CuSO4 溶液除去，C 正确；根据酚与醛的反应原理，酚醛树脂的结构 简式两端的羟基和氢原子应该换一下位置，正确的结构简式是 ， D
17、错误。答案选 C。 2.从石油裂解中得到的 1，3丁二烯可进行以下多步反应，得到重要的合成橡胶和杀菌剂 富马酸二甲酯。 (1)写出 D 的结构简式 _ (2)写出 B 的结构简式 _ (3)写出第步反应的化学方程式_ (4)写出富马酸的一种相邻同系物的结构简式 _ (5)写出第步反应的化学方程式 _ (6)以上反应中属于消去反应的是 _( 填入编号)。 2. (1) (2)HOCH2CHClCH2CH2OH、(3)BrCH 2CH=CHCH2Br+2H2O HOCH2CH=CHCH2OH+2HBr (4)HOOCCH=CHCH2COOH (或其它合理答案) (5)HOOCCH=CHCOOH+2
18、CH3OH CH3OOCCH=CHCOOCH3+2H2O (6) 【解析】本题考查了有机合成问题。分析框图特点： 经过三步反应生成 ，根据物质结构特点和反应过程，可以考虑三步反应为：与 HCl 加成、 水解和氧化。如果首先发生加成反应则水解时-Cl 也会水解，因此应首先水解，然后加成， 最后氧化。与 HCl 加成其实是为了保护碳碳双键防止碳碳双键被氧化。所以 A 为 ，B 为 。反应为氯原子的消去反应，反应后酸化得到富马 酸，则富马酸的结构为 HOOCCH=CHCOOH。 B 在浓硫酸作用下发生消去反应生成 ，该物质发生加聚反应可制得合成橡胶 。 3.粘合剂 M 的合成路线如下图所示： 完成下
19、列填空： (1)写出反应类型。反应_反应 反应_ 反应 (2)写出 A 和 B 的结构简式。 A _ B_ (3)写出反应条件。反应 _反应 _ (4)反应和的目的是_ 。 (5)C 的具有相同官能团的同分异构体还有_种。 (6)写出反应的反应方程式_ 。 (7)CH2=CH-CN 还可以通过一种烃和一种酸通过加成反应得到。写出该反应的化学方程式 _ 3.(1)反应：取代反应； 反应：加聚反应； (2)A：CH 3CH=CH2； B：CH 2=CHCH2Cl(CH2=CHCH2Br) (3)反应：NaOH/H 2O，加热；反应浓硫酸/CH 3OH，加热； (4)保护碳碳双键 (5)4 种； (
20、6)CH2=CH-COOH+CH3OH CH2=CH-COOCH3+ H2O (7)C2H2+HCN CH2=CH-CN 【解析】本题考查有机物反应类型和官能团性质。根据合成路线图，由烃 A(C3H6)生成 B，B 生成 CH2CHCH 2OH，说明 B 是卤代烃 CH2CHCH 2X(X：Cl 或 Br)，A 是丙烯， CH2CHCH 2X 是丙烯卤代反应的产物；由逆推法可知，粘合剂 M 链节中主链是 4 个碳原 子，说明是由两分子碳碳双键加聚而成，由此可知两种单体 C 和 D 分别为： CH2CHCOOCH 3 和 CH2CHCONH 2，进而可知 C3H4O2 是丙烯酸 CH2CHCOO
21、H，是 其和 CH3OH 的酯化反应：CH 2=CHCOOHCH 3OH CH 2=CH-COOCH3+ H2O；合成过程 中，要用酸性 KMnO4 将 CH2CHCH 2OH 氧化为 CH2CHCOOH，氧化之前碳碳双键需 要被保护，否则也碳碳双键会被氧化； (1)反应由丙烯生成卤代烃 X(CH2CHCH 2)，是取代反应；反应由单体 C 和 D 合成高 分子粘合剂 M，为加聚反应 (2)A、B 的结构简式分别为：A ：CH 3CH=CH2； B：CH 2=CHCH2Cl(CH2=CHCH2Br) (3)反应是 CH2CHCH 2X 水解生成 CH2CHCH 2OH，条件为 NaOH 的 H2O 水溶液、加 热；反应丙烯酸与 CH3OH 的酯化反应，其条件是浓硫酸、CH 3OH，加热； (4)反应和的目的是保护碳碳双键不被酸性 KMnO4 氧化； (5)C (H2C=CHCOOCH3)的官能团有酯基、碳碳双键，具有相同官能团的同分异构体还有 HCOOCH2CH=CH2， ，CH 2=CHOOCCH3, CH3CH=CHOOCH3，共 4 种 (6)是丙烯酸和 CH3OH 的酯化反应：CH 2=CH-COOH+CH3OH CH2=CH- COOCH3+ H2O (7)CH2=CH-CN 也可由乙炔和 HCN 加成反应得到： C 2H2+HCN CH2=CH-CN
