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第3节合成高分子化合物1．了解高分子化合物的分类、组成与结构特点，能根据加成聚合反应产物的化学式确定单体和链节。2．能说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，体会合成高分子化合物常用的两种方法——加成聚合反应、缩合聚合反应，能列举常见高分子化合物的聚合反应并写出其反应的化学方程式(限于教材中列出的化学方程式)。3．知道高分子化学反应是合成某些特殊聚合物的方法，并能够实现高分子化合物的特性。4．知道高分子材料与高分子化合物的关系，能举例说明一些常见高分子材料的用途，了解几种功能高分子材料的特殊性能，体会高分子科学在发展经济、提高人们生活质量方面的作用。一、高分子化合物(一)高分子化合物概述。1．定义。高分子化合物是指由许多________化合物以______键结合而形成的相对分子质量______的化合物，常被叫做________或________。2．形成。(1)单体：用来合成________化合物的________化合物。如聚乙烯由__________聚合而成，__________是单体。(2)链节：高分子中__________和______均是可以重复的最小单位。它的数目n称为________。如：聚乙烯中链节为____________。3．分类。(1)按来源分类，可分为____________和__________。如棉花、羊毛、天然橡胶属于______高分子化合物；塑料、合成纤维、涂料等属于______高分子化合物。(2)按分子链的连接形式分类，可分为____________，支链型高分子和____________。(3)按受热时的不同行为分类，可分为________高分子化合物和________高分子化合物。________高分子化合物可以反复加工，多次使用。________高分子化合物初次受热变软时，可以塑制成一定的形状，但硬化后，加热不会再软化。(4)按工艺性质和使用分类可分为塑料、______、______、涂料、________与密封材料。答案：(一)1．小分子共价很高聚合物高聚物2．(1)高分子小分子CH2CH2CH2CH2(2)化学组成结构链节数—CH2—CH2—3．(1)天然高分子化合物合成高分子化合物天然合成(2)线型高分子体型高分子(3)热塑性热固性热塑性热固性(4)橡胶纤维黏合剂(二)高分子化合物的合成——聚合反应1．聚合反应。(1)定义：由________物质合成________化合物的化学反应。(2)分类：________反应和________反应。2．加成聚合反应。(1)反应特点。单体通过______的方式生成高分子化合物的反应，简称________，既属于______反应，又属于______反应。如聚异戊二烯合成反应：(2)单体结构特点。含有____________、____________、____________等不饱和键。如：(3)产物特点。单体与高分子的组成______，即元素的质量比、原子个数比______。3．缩合聚合反应。(1)反应特点。单体通过分子间的____________而生成高分子化合物的聚合反应，简称______反应。所得的高分子化合物称为________，在反应过程中伴随有____________(如H2O、HX等)产生。如：(2)单体结构特点。单体一般有至少两个官能团。如：乙二酸与乙二醇的缩聚反应等。―→__________________________________________________________；――→引发剂_________________________________有的单体也有其他结构特点。如：――→H＋___________________________________。(3)产物特点。单体与高分子化合物的链节组成不同，相差_____________________________________________________________________________________________________________________。答案：(二)1．(1)小分子高分子(2)加成聚合缩合聚合2．(1)加成加聚反应加成聚合(2)(3)相同相同3．(1)相互缩合缩聚缩聚物小分子化合物(3)小分子化合物的组成思考：(1)加聚反应与缩聚反应的异同点有哪些？(2)它们常见的反应类型有哪些？答案：(1)加聚反应与缩聚反应的异同点的比较：加聚反应缩聚反应不同点反应物单体必须是不饱和的单体不一定是不饱和的，但必须要含有某些官能团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，还有水、卤化氢、氨等小分子化合物聚合物链节组成与单体相同链节组成与单体不完全相同相同点反应物可以是同一种单体，也可以是不同种单体，生成物中有高分子化合物(2)①加聚反应的常见类型：a．单烯自聚型；b.单炔自聚型；c.二烯自聚型；d.烯烃共聚型；e.烯烃和二烯烃共聚型。②缩聚反应的类型：a．羟基酸缩聚；b.醇酸缩聚；c.氨基酸缩聚；d.酚醛缩聚。二、高分子化学反应高分子化学反应指有______________参与的化学反应，主要应用如下：(1)合成带有______________的新的高分子化合物。(2)合成不能直接通过____________聚合而得到的高分子化合物。(3)橡胶的硫化。线型的橡胶分子经过________或________等交联，形成________结构，称为硫化橡胶。其弹性和耐磨性明显提高。(4)降解——将高分子化合物的链节变小或直接得到______，这是处理有机化合物污染环境的最佳途径。答案：高分子化合物(1)特定功能基团(2)小分子物质(3)单硫键双硫键空间网状(4)单体三、合成高分子材料合成高分子材料是以合成高分子化合物为基本原料，加入适当________，经过一定加工过程制成的材料。1．常见的合成高分子材料。(1)塑料：塑料通常是由______及各种______组成的。(2)涂料：涂料是一种涂布于物体表面后能结成______________的物质，可以起到保护、指示以及美化的作用。(3)黏合剂：目前使用的黏合剂的主要成分是______。2．功能高分子材料。(1)功能高分子。在合成高分子的主链或支链上接上________________________，使高分子具有特殊的功能，以满足光学、电学、磁学、化学、生物学、医学等方面的要求，这样形成的高分子称为功能高分子。如：功能高分子光敏高分子高分子催化剂和试剂高分子膜(2)几种常见的功能高分子。①离子交换树脂。离子交换树脂主要用于物质的分离和______。阳离子交换树脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基等。原理可表示为：2R—SO3H＋Ca2＋__________＋2H＋。②医用高分子。最早使用的医用高分子是代替手术缝合线的________。目前，常见的医用高分子包括硅橡胶、聚氨酯等，它们的__________较好、安全无毒，可用于制造医用器械和人造器官。答案：助剂1．(1)树脂助剂(2)坚韧保护膜(3)树脂2．(1)带有某种特定功能的官能团离子交换树脂导电高分子医用高分子(2)①提纯(R—SO3)2Ca②聚乳酸生物相容性1．在国际环境问题中，一次性使用的聚苯乙烯材料带来的“白色污染”极为严重，这种材料难以分解、难处理。最近研制出了一种新型的材料能替代聚苯乙烯，它是由乳酸(一种有机酸)缩聚而成的，它能在乳酸菌的作用下降解而消除对环境的污染。下列关于聚乳酸的说法正确的是()A．聚乳酸是一种纯净物B．聚乳酸是一种羧酸C．聚乳酸的单体是D．其聚合方式和聚苯乙烯相同解析：高聚物因n值不定，因此不是纯净物，故A项错误；聚苯乙烯是通过加聚反应而得，故D项错误；聚乳酸不符合羧酸的定义，故B项错误。答案：C2．下列有关功能高分子材料的用途的叙述中，不正确的是()A．高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改造土壤、改造沙漠B．离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C．医用高分子可用于制造医用器械和人造器官D．聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水的淡化解析：聚乙炔膜属导电高分子材料，主要用于制造电子器件，故D项不正确。答案：D3．下列合成有机高分子材料的化学方程式和反应类型都正确的是()6．下列关于乙烯和聚乙烯的叙述不正确的是()A．乙烯常温下是气体，为纯净物；聚乙烯常温下是固体，为混合物B．乙烯和聚乙烯都能使酸性高锰酸钾溶液退色C．取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量相等D．乙烯的化学性质比聚乙烯活泼解析：A项乙烯的结构简式为H2C===CH2，聚乙烯的，聚乙烯中的n不同聚乙烯物质就不同，所以乙烯是纯净物，聚乙烯是混合物，故A正确；B项根乙烯和聚乙烯的结构知，乙烯中含有碳碳双键，能和酸性高锰酸钾溶液反应；聚乙烯中只有单键，所以聚乙烯不能使酸性高锰酸钾溶液退色，故B错误；C项乙烯和聚乙烯的化学式不同，但最简式相同都是CH2，所以乙烯和聚乙烯中的含碳量、含氢量相同，所以取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等，故C正确；D项根乙烯和聚乙烯的结构知，乙烯中含有碳碳双键，性质较活泼；聚乙烯中只有单键，所以性质较不活泼，故D正确。答案：B7．(双选)下列对有机高分子化合物的认识不正确的是()A．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大，因而其结构复杂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高分子材料和合成高分子材料两大类解析：A项高分子化合物主要是由小分子通过加聚、缩聚两类反应制得，故A正确；B项高分子化合物结构并不复杂，是按一定规律排列的，故B错误；C项高分子化合物的n值不同，相对分子质量不确定，故C错误；D项高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料，故D正确。答案：BC8．人造象牙中主要成分的结构是，它是通过加聚反应制得的。则合成人造象牙的单体是()A．(CH3)2OB．HCHOC．CH3CHOD．解析：由已知人造象牙是加聚反应的产物，说明合成人造象牙的单体中必含碳碳双键或碳氧双键，而单体的分子式为CH2O。故正确答案为B。答案：B9．(双选)下列有机物在一定条件下自身分子间能发生缩聚反应，而在适宜条件下分子内又能形成环状结构的是()A．B．CH2ＦCHClC．CH3CH(OH)COOHD．HO(CH2)4COOH解析：A项自身分子间不能发生缩聚反应，也不能形成环状结构；B项自身分子间只能发生加聚反应；C、D两项自身分子间能发生缩聚反应(有多个官能团)，而在适宜条件下分子内又能形成环状结构(环酯)。答案：CD10．具有单双键交替长链的高分子(如：…—CHＦCH—CHＦCH—CHＦCH—…)有可能成为导电塑料。2000年诺贝尔(Nobel)化学奖即授予开辟此领域的三位科学家。下列高分子中可能成为导电塑料的是()A．聚乙烯B．聚丁二烯C．聚苯乙烯D．聚乙炔解析：具有单双键交替长链(如…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…)的高分子有可能成为导电塑料，聚乙烯、聚苯乙烯中都只含有单键，聚丁二烯中有双键但不是单双键交替，而聚乙炔中是单双建交替的结构。答案：D能力提升11．人造羊毛的主要成分为，此物质可由以下三种途径合成。已知A是石油分馏的一种产品，A均裂可生成等物质的量的C2H4和C2H6。回答下列问题：(1)写出A的分子式________，D的结构简式________。(2)在反应①～⑥中，属于加成反应的是__________________________________________________________。(3)写出反应⑥的化学反应方程式_____________________________________________________________________________________________________________________。12．感