合成高分子化合物的基本方法第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代第一節(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))①單體分子含不飽和鍵(雙鍵或三鍵)；成的聚合物組成相同；只生成聚合物。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。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縮聚反應(yīng)的單體至少含有兩個(gè)官能團(tuán)；③反應(yīng)除了生成聚合物外，還生成小分子；④含有兩個(gè)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(gè)基團(tuán)中的活潑氫原子結(jié)合成水而進(jìn)行的縮聚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)。2特別特別提醒單體與鏈節(jié)不同，如2222，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，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)單體必須是不飽和的化氫、氨等小分子化合物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，也可以是不同種單體，生成物是高分子化合物縮聚反應(yīng)單體不一定是不飽和的，但必須要含有某些官能團(tuán)生成物除高分子化合物外，還有水、鹵生成物只有高分子化合物分子組成與單體相同反應(yīng)物生成物不同點(diǎn)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(shí)，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)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(gè)碳原子(無其它原子)的聚合物，其合成單體必為一種，將兩個(gè)半鍵閉合即可。兩個(gè)半鍵閉合即可。如(2)凡鏈節(jié)的主鏈中有四個(gè)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，然兩種，在正中央劃線斷開，然后兩個(gè)半鍵閉合即可。如的單體為。為(3)凡鏈節(jié)的主鏈中只有碳原子，并存在(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，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)(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(2)若鏈節(jié)中含有以下結(jié)構(gòu)，如，其(3)若鏈節(jié)中間含有部分，則單體為酸和醇，將中C—O單鍵斷開開，左邊加羥基，右邊加氫即可。如的單體為HOOC—COOH和22(4)若鏈節(jié)中間含有(4)若鏈節(jié)中間含有部分，則單體一般為氨基酸，將中C—N單鍵斷開單鍵斷開，左邊加羥基，右邊加氫。如的單體為HNCHCOOH和22特別提醒運(yùn)用上述方法找單體時(shí)，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(shí)，不要被書寫方式迷惑，要注意到單鍵是可旋轉(zhuǎn)的，同時(shí)嚴(yán)格按半。型1有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)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()AA．聚合物的鏈節(jié)是答案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(CHCl)n，相對分子質(zhì)量為97n。222例例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)。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(shí)，分別消耗鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量之比為__________。答答案(1)C(2)羥基、羧基解解析依據(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(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。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。2。含有兩種官能團(tuán)，有羥基(—OH)和羧基(。含有兩種官能團(tuán)，有羥基(—OH)和羧基()，又能與NaHCO溶333鏈節(jié)→鏈節(jié)→半鍵還原、雙鍵重現(xiàn)→正推驗(yàn)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(shí)不是一種單體)或斷裂雙鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時(shí)單體是二烯(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)類型示，回答下列問題：G________________________________________________________________________反應(yīng)④的化學(xué)方程式(包括反應(yīng)條件)是(3)寫出①、⑤的反應(yīng)類型：①__________、⑤。222422△22反應(yīng)解析解析根據(jù)A的分子式推出A為乙烯，C為，D為CH===CHCl，E為22224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(shí)要注意逆向思維的運(yùn)用。下表列出了一些單體及它們的分子式，這些單體的聚合產(chǎn)物是什么，把結(jié)果填在表中單單體結(jié)構(gòu)簡式22CHCH23222CHCOOCH===CH3222單體名稱醋酸乙烯酯通過聚合物的鏈節(jié)，可以看出聚合物的單體，你知道下面兩個(gè)聚合物是由何種單體聚合成的嗎含有兩個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的縮合聚合物呈現(xiàn)為線型結(jié)構(gòu)。含有三個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的縮合聚合物會呈現(xiàn)什么樣的結(jié)構(gòu)點(diǎn)撥高分子鏈間產(chǎn)生交聯(lián)，形成體型(網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)。如果一個(gè)聚合物是由縮聚反應(yīng)得到的，在尋找它的單體時(shí)不但要看它的鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，還要分析它是通過哪一類有機(jī)化學(xué)反應(yīng)縮合的。你能看出下列聚合物是由什么單體縮聚而成的嗎所以，單體所以，單體為對苯二甲酸()和乙二醇(HOCHCHOH)。22解析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，也就點(diǎn)撥由單體推斷聚合物的結(jié)構(gòu)簡式是考查有機(jī)合成的常見題型，解題時(shí)，應(yīng)先判斷單體能發(fā)生加聚反應(yīng)還是縮聚反應(yīng)，然后再根據(jù)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)原理進(jìn)行推測。5點(diǎn)撥聚合反應(yīng)方程式書寫時(shí)最易出現(xiàn)的錯(cuò)誤有：①漏掉無機(jī)小分子；②漏掉n；③縮聚反應(yīng)小分子前的計(jì)量數(shù)錯(cuò)寫等。1．下列物質(zhì)中有固定熔點(diǎn)的是()A．聚乙烯B．氯化鈉C．淀粉D．聚1,3－丁二烯答案B2．對此聚合物分析正確的是()2225B．它是縮聚反應(yīng)產(chǎn)物3225225答案D可以推斷出它的單體是CH===CH—COOCH，從結(jié)構(gòu)上看，它的每一個(gè)鏈節(jié)上都有一個(gè)酯基，2253．下列各組物質(zhì)中互為同系物的是()AA．消去、加聚B．水解、縮聚C．氧化、加成D．水解、加聚答案B6．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()322252522答案B4．高分子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－丁烯答案B5．硅橡膠的主體結(jié)構(gòu)為應(yīng)制得，這兩步反應(yīng)是()，它是由二氯二甲基硅烷Si(CH)5．硅橡膠的主體結(jié)構(gòu)為應(yīng)制得，這兩步反應(yīng)是()322答案D7．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KMnO溶液氧化成二元醇，如422H＋22現(xiàn)以甲基丙烯為原料合成有機(jī)玻璃樹脂，流程如下。A________________________________________________________________________；B________________________________________________________________________；________________________________________________________________________；D________________________________________________________________________，，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________________________________________________________________________________________________________________________________________________22答案(1)解析解析(1)聯(lián)想酯化反應(yīng)的特征即可推出酸和醇的結(jié)構(gòu)片段：、—O—CHCH—O—H，再連接上—OH或—H即得單體的結(jié)構(gòu)簡式。22方法是：雙鍵變單鍵，單鍵變雙鍵，超過四個(gè)價(jià)鍵的兩個(gè)碳原子就切斷，上式可變?yōu)椋?．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__________。分子質(zhì)量(平均值)為52000，則該高聚物的聚合度n為________。答答案(1)第一節(jié)合成高分子化合物的基本方法1．根據(jù)下列合成高分子聚苯乙烯的反應(yīng)，指出單體、鏈節(jié)、聚合度，并表示出其平均答案答案為單體，為鏈節(jié)，聚苯乙烯中的n為聚合度，平均相解析苯乙烯為單體，聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而成的高分子化合物。從結(jié)構(gòu)上看，聚苯乙烯是由相同的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成的。這種化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)均可以重復(fù)的最小單位稱為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。重復(fù)結(jié)構(gòu)單元是組成高分子鏈的基本單位，就好像是長鏈中的一個(gè)環(huán)節(jié)，所以又稱鏈節(jié)。鏈節(jié)的數(shù)目n稱為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)或鏈節(jié)2．觀察下列聚合反應(yīng)，請你判斷哪些是加聚反應(yīng)，哪些是縮聚反應(yīng)。解析加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)的區(qū)別有以下兩個(gè)方面：(1)加聚反應(yīng)是由不飽和鍵斷裂后形成的，縮聚反應(yīng)是分子間的官能團(tuán)之間的消去反應(yīng)。(2)從產(chǎn)物上看，加聚反應(yīng)只生成高分子化合物，縮聚反應(yīng)同時(shí)還生成小分子。3．新型的合成彈性材料“丁苯吡橡膠”，結(jié)構(gòu)簡式如下：它它是由三種單體______________、____________和__________經(jīng)過____________反應(yīng)而制得的。解析首先由高分子鏈中的主鏈結(jié)構(gòu)簡式分析，是由不飽和的單體發(fā)生加成聚合反應(yīng)而形成的產(chǎn)物，然后再將高分子鏈節(jié)即結(jié)構(gòu)單元斷開成三段：4．已知滌綸樹脂的結(jié)構(gòu)簡式為，它的單，它的單體是__________________，寫出由單體生成滌綸樹脂的反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________該反應(yīng)的類型是__________________?？s聚反縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)是指單體之間相互作用生成高分子，同時(shí)還生成小分子(如H2O、NH3、HX等)的聚合反應(yīng)?？s聚反應(yīng)的特點(diǎn)是：(1)單體不一定含有不飽和鍵，但必須含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的反應(yīng)基團(tuán)(如—OH、—COOH、—NH2、—X)。通常，縮聚反應(yīng)的單體可以是二元酸與二元醇、二元酸與二元胺、羥基酸、氨基酸等。(2)縮聚反應(yīng)的結(jié)果，不僅生成高聚物，而且還有不同。1．下列不屬于高分子化合物的是()A．蛋白質(zhì)B．淀粉C．硝化纖維D．油脂答案D解析蛋白質(zhì)、淀粉都是天然高分子化合物，硝化纖維是天然高分子化合物與硝酸發(fā)生酯化反應(yīng)的產(chǎn)物，在與硝酸反應(yīng)中，纖維素的高分子鏈未被破壞，因而仍是高分子化合物。油脂是高級脂肪酸甘油酯，相對分子質(zhì)量相對較小，且在其結(jié)構(gòu)中沒有出現(xiàn)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元和聚合度，故不是高分子化合物。3合成結(jié)構(gòu)簡式為的高分子材料的正確組合為()A．①③④B．①②③C．②③④D．①②④答案C解析因?yàn)榧泳鄯磻?yīng)前后單體和高聚物的組成是一致的，所以用代入法，把各單體的分子式相加，如果和高聚物的分子式一致，那么就是正確答案。2A．取代B．消去C．加聚D．縮聚答案BC解析采用逆推法解析采用逆推法232233222CO、HO(g)和N(g)，其中CO的體積分?jǐn)?shù)為%，則形成A的兩種有機(jī)物的物質(zhì)的量之2222)A．1∶1B．1∶2C．2∶3D．3∶4答案B(CH)、CH(CH)、CH===CH—6102CN(CHN)的物質(zhì)的量分別是x、y，根據(jù)C、61023310x＋3yy22222n(CO)＝6x＋3y；n(HO222226x＋3y10x＋3yy210x＋3yy226x＋3y＋＋：其其單體不可能具有的化學(xué)性質(zhì)是()4D．能發(fā)生縮聚反應(yīng)答案D(1)B的名稱：________；B在一定條件下可通過縮合反應(yīng)得到一種新的高聚物________________________________________________________________________。D學(xué)方程式：____________________________________________________。答案答案(1)乙二醇解解析據(jù)高聚物可推知其單體B為HOCH—CHOH，C為22，則A為A___。①A的結(jié)構(gòu)簡式是________________________________________________________。a．取代反應(yīng)b．消去反應(yīng)c．酯化反應(yīng)d．還原反應(yīng)A構(gòu)簡式(只寫2種)：________________________________、____________________。(5)A還有另一種酯類同分異構(gòu)體，該異構(gòu)體在酸性條件下水解