第2課時有機高分子的合成[學習目標定位]1.知道常見的有機高分子化合物和三大合成材料。2.熟知加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)的原理，會書寫加聚反應(yīng)的化學方程式，會判斷加聚反應(yīng)的單體。一、加聚反應(yīng)1．在一定條件下，乙烯分子中的碳碳雙鍵斷開，相互結(jié)合生成高分子化合物聚乙烯。反應(yīng)的化學方程式是(1)含有碳碳雙鍵(或碳碳叁鍵)的相對分子質(zhì)量小的化合物分子，在一定條件下，互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子，這樣的反應(yīng)叫做加成聚合反應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)。(2)單體、鏈節(jié)和聚合度①單體：能合成高分子化合物的小分子物質(zhì)。②鏈節(jié)：高分子化合物中的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。③聚合度：鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)。2．寫出下列物質(zhì)發(fā)生加聚反應(yīng)的生成物：(1)氯乙烯的加聚：eq\o(→,\s\up7(催化劑))；(2)丙烯的加聚：nCH2=CHCH3eq\o(→,\s\up7(催化劑))；(3)苯乙烯的加聚：eq\o(→,\s\up7(催化劑))；(4)四氟乙烯的加聚：nCF2=CF2eq\o(→,\s\up7(催化劑))CF2—CF2。1.加聚反應(yīng)的特點(1)反應(yīng)物特征——含有不飽和鍵。(2)產(chǎn)物特征——高分子化合物與反應(yīng)物具有相同的化學組成。(3)反應(yīng)特征——沒有小分子化合物生成。2．加聚反應(yīng)方程式的書寫(1)在加聚反應(yīng)中，不飽和的碳原子作為端點相互連接成長鏈，而飽和的碳原子作為支鏈。(2)含雙鍵的化合物發(fā)生加聚反應(yīng)時類似于乙烯的加聚反應(yīng)，可理解為乙烯中的氫原子被其他原子或原子團代替后而發(fā)生加聚反應(yīng)。1．據(jù)最新報道：我國限塑3年，少用240億個塑料袋。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．限塑的主要意義是減少白色污染B．塑料袋的材料主要是聚乙烯、聚氯乙烯等C．聚乙烯、聚氯乙烯等塑料都是天然高分子材料D．聚乙烯是由乙烯分子通過加成反應(yīng)聚合而成答案C解析聚乙烯、聚氯乙烯是人工合成的高分子材料，不是天然高分子材料。①CH2=CH—CH=CH2②CH3—C≡C—CH3③CH2=CH—CN④CH3—CHCH—CN⑤CH3—CH=CH2⑥CH3—CH=CH—CH3A．③⑥B．②③C．①③D．④⑤答案C思維啟迪由高聚物推斷單體的方法(1)凡鏈節(jié)的主碳鏈全部為單鍵，則判斷反應(yīng)類型為單烯加聚：則每隔兩個碳原子斷開，單鍵變雙鍵，即得單體。由高聚物的結(jié)構(gòu)可以知道其單體只存在單鍵結(jié)構(gòu)，從上圖箭頭處斷開得到如下單體：CH2=CHCN、CH2=CH2和。(2)如果鏈節(jié)的主碳鏈中有雙鍵，則判斷反應(yīng)類型為雙烯加聚或混烯加聚：把鏈節(jié)中主鏈上以雙鍵為中心的4個碳原子與其他碳原子斷開，這4個碳原子“單改雙，雙改單”即為相應(yīng)的單體。若鏈節(jié)中主鏈上還有其他碳原子，則規(guī)律與(1)同。由高聚物的結(jié)構(gòu)可以知道其單體存在單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)，從上圖箭頭處斷開得到如下單體：CH2=CH—CH=CH—CH3和二、縮聚反應(yīng)1．甲醛和苯酚發(fā)生反應(yīng)生成的酚醛樹脂，是日常生活中常用電木的主要成分。合成酚醛樹脂的化學方程式：nHCHO＋eq\o(→,\s\up7(催化劑))＋nH2O回答下列問題：(1)與加聚反應(yīng)相比較，該反應(yīng)產(chǎn)物種類上的不同是在生成高分子化合物的同時生成小分子化合物(水)。(2)相對分子質(zhì)量小的化合物在生成高分子化合物的同時有小分子化合物生成的反應(yīng)叫縮聚反應(yīng)。2．對苯二甲酸與乙二醇發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚酯纖維，在相應(yīng)的橫線上寫出其結(jié)構(gòu)簡式。＋nHO—CH2—CH2—OH對苯二甲酸乙二醇聚酯纖維(滌綸)縮聚反應(yīng)的特點(1)反應(yīng)物具有兩個或兩個以上的官能團(基團)。(2)在生成高分子化合物的同時有小分子化合物生成。(3)生成的高分子化合物與反應(yīng)物的化學組成不同。3．下面是一種線型高分子化合物的一部分：由此分析，這種高分子化合物的單體至少有________種，它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案54．使用一次性聚苯乙烯材料帶來的“白色污染”問題日趨嚴重，成為國際性環(huán)境問題之一，因為這種材料難分解，處理麻煩。最近研制出的一種能代替聚苯乙烯的新材料：它是由乳酸縮聚而成，它能在乳酸菌的作用下降解，從而消除對環(huán)境的污染。(1)合成兩種材料的單體的結(jié)構(gòu)簡式分別為________、________。(2)合成聚乳酸的單體還能生成六元環(huán)狀化合物，其結(jié)構(gòu)簡式為________________________，該反應(yīng)的反應(yīng)類型為___________________________________________________。(3)聚乳酸可以降解生成乳酸，化學反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________屬于________反應(yīng)。答案(1)(2)取代反應(yīng)(或酯化反應(yīng))(3)＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(乳酸菌))取代(或水解)解析(1)聚苯乙烯的單體為苯乙烯；聚酯類單體的推導(dǎo)，先去掉兩端“……”，再在的一端加上—OH成，在—O—上加上—H成—OH，即可得出合成高分子化合物的單體。合成聚乳酸的單體為(α-羥基丙酸，又叫乳酸)。(2)由乳酸生成六元環(huán)狀化合物，可知應(yīng)為兩分子的乳酸發(fā)生酯化反應(yīng)形成環(huán)狀的酯。(3)由題意可知聚乳酸在乳酸菌的作用下降解生成乳酸，應(yīng)屬于水解反應(yīng)。1．下列對于有機高分子化合物的認識不正確的是()A．有機高分子化合物稱為聚合物或高聚物，是因為它們大部分是由小分子通過聚合反應(yīng)而制得的B．有機高分子化合物的相對分子質(zhì)量很大，但其結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜C．對于一塊高分子材料來說，n是一個整數(shù)值，因而它的相對分子質(zhì)量是確定的D．高分子材料可分為天然高分子材料和合成高分子材料兩大類答案C解析有機高分子化合物分為天然高分子化合物和合成高分子化合物兩大類，合成高分子化合物主要由加聚、縮聚兩類反應(yīng)制備，加聚和縮聚是聚合反應(yīng)的兩個類型。對于高分子化合物來說，盡管分子量很大，沒有一個準確的相對分子質(zhì)量，只有一個范圍，但它們的結(jié)構(gòu)均是由若干個鏈節(jié)所組成。2．下列關(guān)于乙烯和聚乙烯的敘述正確的是()A．二者都能使溴水褪色，性質(zhì)相似B．二者互為同系物C．二者最簡式相同D．二者相對分子質(zhì)量相同答案C解析單體CH2=CH2與鏈節(jié)—CH2—CH2—的組成元素相同，二者的區(qū)別是CH2=CH2分子中有C=C鍵，而CH2—CH2分子中無C=C鍵，結(jié)構(gòu)上不相似，所以性質(zhì)不同，不是同系物，故正確答案為C。3．下列單體在一定條件下能發(fā)生加聚反應(yīng)生成A．CH3CH=CH2和CH4B．CH3CH=CH2和CH2=CH2C．D．答案B4．聚丙烯酸酯類涂料是目前市場上流行的墻面涂料之一，它具有彈性好，不易老化、耐擦洗、色澤亮麗等優(yōu)點。聚丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)簡式可表示為，它由丙烯酸酯加聚得到。下列關(guān)于聚丙烯酸酯的說法不正確的是()A．屬于高分子化合物B．鏈節(jié)為—CH2—CH—C．單體為CH2=CH—COORD.n為聚合度答案B解析重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元叫鏈節(jié)，聚丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)單元為5.某新型合成材料的結(jié)構(gòu)簡式為可涂在手術(shù)傷口的表面，在數(shù)秒內(nèi)發(fā)生固化并起黏結(jié)作用，以代替通常的縫合，是一種性能優(yōu)良的功能高分子材料。據(jù)此完成下列各題：1該合成材料填“能”或“不能”使溴水褪色，如果能，其化學方程式為________________________________________________________________________。2該合成材料填“是”或“不是”高分子化合物；它固化時反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3該合成材料填“能”或“不能”發(fā)生水解反應(yīng)；若能發(fā)生，其在堿性NaOH條件下水解的化學方程式為______________________________________________________。答案1能＋Br2→2不是3能＋NaOH→＋C2H5OH解析1該合成材料中含有雙鍵，可與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，可使溴水褪色。2由于它的相對分子質(zhì)量較小，故不是高分子化合物。該材料的結(jié)構(gòu)簡式中含有碳碳雙鍵，可以得出應(yīng)該是斷裂碳碳雙鍵，即發(fā)生加成聚合,反應(yīng)而形成高分子化合物。3分子中含有官能團，能發(fā)生水解反應(yīng)，反應(yīng)的化學方程式為＋NaOH→＋C2H5OH。[基礎(chǔ)過關(guān)]題組一認識有機高分子化合物1.下列關(guān)于聚合反應(yīng)單體的說法正確的是A.單體是高聚物中可以重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元B.聚合反應(yīng)是指多個有機物小分子生成一個有機物大分子的反應(yīng)C.參加聚合反應(yīng)的單體必須是一種物質(zhì)D.單體和高分子化合物的最簡式相同答案B解析高聚物中可以重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元為鏈節(jié)。參加聚合反應(yīng)的單體可以是一種有機物，也可以是多種有機物。對于加聚反應(yīng)來說，單體和高分子化合物的最簡式相同，而對于縮聚反應(yīng)來說，單體和高分子化合物的最簡式不相同。2.下列有關(guān)高分子化合物的敘述中不正確的是A.高分子化合物均為純凈物B.淀粉、纖維素、天然橡膠均屬于天然有機高分子化合物C.利用加聚反應(yīng)或縮聚反應(yīng)均可以制得高分子化合物D.高分子化合物的特點之一是相對分子質(zhì)量很大從幾萬到幾百萬或更大答案A解析高分子化合物的聚合度n并不是一個定值，故高分子化合物為混合物。3.下列對聚丙烯的描述錯誤的是A.聚丙烯的分子長鏈是由C—C鍵連接而成的B.聚丙烯的分子長鏈上有支鏈C.聚丙烯每個鏈節(jié)主鏈上有2個碳原子D.聚丙烯能使溴水褪色答案D解析聚丙烯是由丙烯通過加聚反應(yīng)形成的高分子化合物，其鏈節(jié)為聚丙烯中不含碳碳雙鍵，不能使溴水褪色。題組二高聚物單體的判斷下列對此高聚物的分析中，正確的是A.其單體是CH2=CH2和HCOOC2H5B.這是縮聚反應(yīng)產(chǎn)物C.其鏈節(jié)是CH3CH2—COOC2H5D.其單體是CH2=CH—COOC2H5答案D解析本題考查有機高分子化合物單體的判斷，把上述物質(zhì)變?yōu)棰偬柼妓膬r，說明①②之間雙鍵可存在，而此時②號碳上的化合價超過＋4，則②③之間的雙鍵必須切斷，依次分析，斷裂之處還有④⑤之間，故正確答案為D。5.下列說法不正確的是A.的單體是CH2=CH2和CH2=CHCH3B.聚氯乙烯塑料不適合用來包裝蔬菜、水果及熟食C.透光性好的塑料制品有機玻璃能發(fā)生水解反應(yīng)D.控制塑料購物袋的使用主要是為了節(jié)約成本答案D題組三聚合反應(yīng)類型及其產(chǎn)物6.國家游泳中心水立方的建筑采用了膜材料ETFE，該材料為四氟乙烯CF2=CF2與乙烯的共聚物，四氟乙烯CF2=CF2也可與六氟丙烯CF3—CF=CF2共聚成全氟乙丙烯。下列說法錯誤的是A.ETFE分子中可能存在“—CH2—CH2—CF2—CF2—”的連接方式B.合成ETFE及合成聚全氟乙丙烯的反應(yīng)均為加聚反應(yīng)C.聚全氟乙丙烯分子的結(jié)構(gòu)簡式可能為CF2—CF2—CF2—CF2—CF2D.四氟乙烯能發(fā)生加成反應(yīng)答案C解析ETFE為四氟乙烯與乙烯的共聚物，結(jié)構(gòu)簡式為CH2—CH2—CF2—CF2，A正確；四氟乙烯CF2=CF2與六氟丙烯CF2=CF—CF3共聚生成的全氟乙丙烯應(yīng)帶有支鏈—CF3，B正確，C錯誤；四氟乙烯中含有碳碳雙鍵，能發(fā)生加成反應(yīng)，D正確。7.有機化合物Y的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH2CH=CHCH2COOH，下列有關(guān)Y的敘述中正確的是①可發(fā)生加成反應(yīng)②可發(fā)生加聚反應(yīng)③可發(fā)生縮聚反應(yīng)④可發(fā)生取代反應(yīng)A.①② B.①②③C.①②④ D.①②③④答案D解析Y分子內(nèi)有，可發(fā)生加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)。Y分子內(nèi)有—OH和—COOH，可發(fā)生縮聚反應(yīng)和取代反應(yīng)。8.下列物質(zhì)中能發(fā)生加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)和自身縮聚反應(yīng)的有C.CH2=CH—COOHD.HOCH2CH=CH—CH2—OCH3答案B9.下列合成高分子材料的化學方程式和反應(yīng)類型均正確的是A.nCH2=CH—CN一定條件下CH2—CH—CN加聚反應(yīng)B．＋nHCHOeq\o(→,\s\up7(一定條件下))加聚反應(yīng)C．eq\o(→,\s\up7(一定條件下))加聚反應(yīng)答案C解析A、C、D三個選項的反應(yīng)都是分子結(jié)構(gòu)中的斷裂形成單鍵，都屬于加聚反應(yīng)，排除D選項；加聚產(chǎn)物的特點是其鏈節(jié)上只有2或2的整數(shù)倍個碳原子，排除A選項；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，B選項反應(yīng)后少2n個氫原子和n個氧原子，應(yīng)該有n個水生成，所以該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)。A．該高聚物是通過加聚反應(yīng)制得的B．合成該高聚物的單體有3種C．該物質(zhì)能被酸性高錳酸鉀溶液氧化D．1mol該物質(zhì)最多可與1molH2發(fā)生加成反應(yīng)答案D解析該高聚物是由、CH3—CH=CH2、CH2=CH23種單體經(jīng)加聚反應(yīng)制得；該高聚物中含有碳碳雙鍵，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化；1mol該物質(zhì)中含有nmol碳碳雙鍵，故可與nmolH2發(fā)生加成反應(yīng)。[能力提升]11．含有碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的化合物與CH2=CH2一樣，可在一定條件下聚合成高分子化合物。(1)廣泛用作農(nóng)用薄膜的聚氯乙烯塑料，是由CH2=CHCl聚合成的，其化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)電器包裝中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯試回答下列問題：①聚苯乙烯__________(填“能”或“不能”)使溴水褪色，聚苯乙烯的重復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元是________________，它是由__________________(寫結(jié)構(gòu)簡式)聚合而成的。②實驗測得某聚苯乙烯的相對分子質(zhì)量是52000(平均值)，則該高聚物的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)n＝________。(3)合成有機玻璃的化學方程式如下：該反應(yīng)的類型為________反應(yīng)，其中單體是________，高分子化合物的鏈節(jié)為____________________，有機玻璃屬________(填“純凈物”或“混合物”)。(4)維通橡膠是一種耐腐蝕、耐油、耐高溫、耐寒性能特別好的氟橡膠。它的結(jié)構(gòu)簡式為則合成它的有機物結(jié)構(gòu)簡式為____________________；人造羊毛分子里存在如下結(jié)構(gòu)的有機物：則合成它的有機物結(jié)構(gòu)簡式為________________、______________、____________(可不填滿，也可補充)。(5)聚丙烯腈纖維商品名叫腈綸，性質(zhì)極像羊毛，故被稱為“人造羊毛”。以乙炔為原料，其合成過程的化學方程式如下：CH≡CH＋HCNeq\o(→,\s\up7(CuCl2/NH4Cl),\s\do5(80～90℃))CH2=CHCN乙炔氫氰酸丙烯腈①制備丙烯腈的反應(yīng)類型是________。②由丙烯腈制人造羊毛的化學方程式為___________________________________________________________________________________________________________。②500(3)加聚 混合物(4)CH2=CF2、CF2=CF—CF3CH2=CH—CNCH2=CH—COOCH3(5)①加成反應(yīng)②nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up7(催化劑))解析(1)斷開碳碳雙鍵中的一個鍵，每個碳原子伸出一短線，加上[]并在其右下角寫上n，即為加聚產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。(2)①聚苯乙烯是由苯乙烯通過加聚反應(yīng)生成的，而聚苯乙烯分子中不含有碳碳雙鍵等不飽和鍵，不能使溴水褪色。②聚苯乙烯結(jié)構(gòu)單元的相對分子質(zhì)量為104，故n＝eq\f(52000,104)＝500。(3)碳碳雙鍵斷開一個鍵，分子間彼此加成相互結(jié)合成高聚物，是加聚反應(yīng)；該高分子化合物的鏈節(jié)是，n值為聚合度；所得高聚物因n值不確定，所以為混合物。(4)結(jié)構(gòu)單元上沒有碳碳雙鍵，則每兩個碳為一段，去掉碳原子兩端短線，單鍵變雙鍵即得到合成該高分子化合物的小分子。(5)①反應(yīng)屬于加成反應(yīng)。②反應(yīng)屬于加聚反應(yīng)，丙烯腈與聚丙烯腈在組成上一致。12．有機物A、B、C、D、E、F、G的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示：已知1molA和1molHCl加成可得到B；1molA和1molH2加成可得到C，C常用來做水果催熟劑。據(jù)此回答下列問題：(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為________________，C的結(jié)構(gòu)簡式為________。(2)以B為原料經(jīng)過加聚反應(yīng)所得的合成樹脂的結(jié)構(gòu)簡式為______________。(3)寫出D和F生成G的化學方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(4)C在催化劑和加熱的條件下跟O2發(fā)生反應(yīng)也能制得F，該反應(yīng)的化學方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)CH≡CHCH2=CH2(2)(3)CH3CH2OH＋CH3COOHeq\o(,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(△))CH3COOCH2CH3＋H2O(4)CH2=CH2＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH3COOH解析C常用來作水果的催熟劑，說明C為CH2=CH2,1molA和1molH2加成可得到乙烯，說明A為CH≡CH，由圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知B為CH2=CHCl，D為CH3CH2OH，E為CH3CHO，F(xiàn)為CH3COOH，G為CH3COOCH2CH3。(2)CH2=CHCl通過加聚反應(yīng)得到聚氯乙烯，反應(yīng)方程式為nCH2=CHCleq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))(3)乙酸和乙醇在催化劑和加熱條件下反應(yīng)生成乙酸乙酯。(4)CH2=CH2與O2在催化劑和加熱條件下反應(yīng)生成乙酸。13．某人以淀粉為原料，設(shè)計了如下實驗方案：