5.1-5.2 合成高分子 -2022-2023学年高二化学同步精品讲义.docxVIP

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5.1-5.2合成高分子

核心素养发展目标

1.了解合成高分子的组成与结构特点，能依据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。

3.能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式。

4.从有机高分子的结构特点出发，掌握合成有机高分子的基本方法，培养推理、概括能力。

5.能从微观角度了解高分子材料的分类和用途，理解高聚物的结构与性质的关系。

6.了解合成高分子材料在生活、生产方面的巨大贡献，但也要了解高分子材料对环境造成的不良影响。

7.了解功能高分子材料的含义及其在实际应用上的意义。

考点梳理

考点梳理

考点1合成高分子的基本方法

一、有机高分子化合物

1．概念

由许多低分子化合物以共价键结合成的，相对分子质量很大(通常在104以上)的一类化合物。

2．基本概念

eq\x(单体)—能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物

↓聚合

eq\x(高聚物)—由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物

↓单元

eq\x(链节)—高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元

↓数目

eq\x(聚合度)—高分子链中含有链节的数目，通常用n表示

例如：

有机高分子化合物与低分子有机物的区别

有机高分子化合物

低分子有机物

相对分子质量

高达10000以上

1000以下

相对分子质量的数值

平均值

明确数值

分子的基本结构

若干重复结构单元组成

单一分子结构

性质

物理、化学性质有较大差别

二、合成高分子化合物的基本反应类型

1．加成聚合反应(加聚反应)

(1)概念

由含有不饱和键的化合物分子以加成反应的形式结合成高分子化合物的反应。

(2)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)。

②反应只生成高聚物，没有副产物产生。

③聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。

④聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。

(3)常见的加聚反应

①丙烯的加聚：

nCH2==CH—CH3eq\o(―――→,\s\up7(催化剂))。

②1,3-丁二烯的加聚：nCH2==CH—CH==CH2eq\o(――→,\s\up7(催化剂))

CH2—CH==CH—CH2。

2．缩合聚合反应(缩聚反应)

(1)概念

有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时生成小分子化合物的反应。

(2)缩聚反应的特点

①单体分子中至少含有两个官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。

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缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如：

(3)常见的缩聚反应

①羟基酸缩聚

如HOCH2COOH的缩聚：

nHOCH2COOHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(n－1)H2O。

HOOC(CH2)5OH的缩聚：

nHOOC(CH2)5OHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(n－1)H2O。

②醇与酸缩聚

如乙二酸与乙二醇的缩聚：

nHOCH2CH2OH＋eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(2n－1)H2O。

己二酸与乙二醇的缩聚：nHOOC(CH2)4COOH＋

nHO(CH2)2OHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(2n－1)H2O。

③氨基酸的缩聚

如氨基乙酸的缩聚：

nH2NCH2COOHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋(n－1)H2O。

④胺与酸的缩聚

如己二胺与己二酸的缩聚：

nH2NCH2(CH2)4CH2NH2＋nHOOC(CH2)4COOHeq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))

＋(2n－1)H2O。

1．加聚反应和缩聚反应的对比

加聚反应

缩聚反应

单体结构

单体必须是含有双键等不饱和键的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等)

单体为含有两个或两个以上官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)的化合物

反应机理

反应发生在不饱和键上

反应发生在官能团之间

聚合方式

通过在双键上的加成而连接

通过缩合脱去小分子而连接

反应特点

只生成高聚物，没有副产物产生

生成高聚物的同时，还有小分子副产物生成(如H2O、NH3、HCl等)

聚合物的化学组成

所得高聚物的化学组成跟单体的最简式相同，其相对分子质量eq\x\to(M)r＝Mr(单体)×n(聚合度)

所得的高聚物的化学组成跟单体