高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第3节 合成高分子化合物集体备课课件ppt

这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第3节 合成高分子化合物集体备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了必备知识，正误判断，探究一，探究二，素养脉络，随堂检测，常见聚合反应问题探究，答案B，答案C等内容，欢迎下载使用。
一、高分子化合物1.高分子化合物的相关概念
2.高分子化合物的分类
二、高分子化合物的合成——聚合反应1.定义及分类(1)定义:由小分子物质合成高分子化合物的化学反应称为聚合反应。(2)分类:通常分为加成聚合反应和缩合聚合反应。
2.加成聚合反应(1)反应特点单体通过加成的方式生成高分子化合物的聚合反应,简称加聚反
(3)加成产物的特点单体和高分子的组成相同,即元素的质量比、原子个数比相同。
3.缩合聚合反应(1)反应特点单体通过分子间的相互缩合而生成的高分子化合物的聚合反应。在缩聚反应过程中,还伴随有小分子化合物(如H2O、HX等)生成。如己二酸与己二胺的缩合反应可表示为
(2)单体的结构特点单体分子中一般有两个能生成小分子的官能团,如羧基和羟基、氨基等。(3)缩聚反应产物的特点单体与高分子化合物的链节组成不同,相差脱去的小分子。
三、高分子化学反应1.定义有高分子化合物参与的化学反应。2.应用(1)合成带有某种特定功能或性质,或者是得到一种全新的高分子化合物,如纤维素的改性可以制得黏胶纤维、硝化纤维和醋酸纤维。(2)合成不能直接通过小分子物质聚合而得到的高分子化合物,如可先制得聚乙酸乙烯酯,并使其与甲醇发生酯交换反应而间接制得聚乙烯醇。聚乙酸乙烯酯与甲醇发生反应的化学方程式为
(3)聚苯乙烯的磺化反应表示式如下:
3.降解高分子化合物在力、热、光、化学物质、水或微生物等作用下降解,发生聚合度变小的反应。
四、合成高分子材料以合成高分子化合物为基本原料,加入适当助剂,通常指填料、增塑剂、颜料、发泡剂等,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)塑料塑料通常是由树脂及各种助剂组成的。主要成分是树脂。(2)涂料涂料中最主要的成分是成膜物质,成膜物质一般是天然树脂或合成树脂。(3)黏合剂黏合剂是以各种树脂如酚醛树脂、脲醛树脂等为主要成分制成的。
2.功能高分子材料除了具有一般高分子的力学性能外,还具有特殊物理、化学或生物等功能的高分子。一般在高分子链的主链、侧链或交联网络的内部或表面含有某种功能性基团。
(1)离子交换树脂离子交换树脂是通过普通高分子化合物的化学反应制得的,最常用的树脂母体是苯乙烯与二乙烯基苯的交联聚合物。向聚合物中引入磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)等基团,得到酸性的阳离子交换树脂,可与溶液中的阳离子进行交换反应。例如:2R—SO3H+Ca2+ (R—SO3)2Ca+2H+如果向聚合物中引入氨基(—NH2)、季铵基[R—N+(CH3)3]等基团,则得到碱性的阴离子交换树脂,可与溶液中的酸根离子进行交换。
(2)医用高分子医用高分子材料可用于制作医疗部件或装置,也可用于诊断治疗或代替人体的组织和器官。医用高分子材料按照性能分为生物可降解型和非降解型两类。生物可降解型的医用高分子材料有可吸收缝合线、黏合剂、缓释药物等,当它们降解成小分子后可被生物体吸收或通过代谢而排出体外。例如,聚乳酸 就是一种可降解的医用高分子材料,它对人体有高度安全性并可被组织吸收。
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃。(　　)
(4)乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应。(　　)(5)用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅属于功能高分子材料。(　　)(6)加聚反应和缩聚反应都可以由一种或几种单体发生反应生成聚合物。(　　)
提示:(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√
1.酚醛树脂的结构简式是 吗?工业上如何合成酚醛树脂?
2.高聚物 由哪几种单体加聚得到?
提示:高聚物 由苯乙烯和1,3-丁二烯两种单体加聚得到。
3.1 ml 在碱性条件下完全水解,消耗n ml NaOH,正确吗?
提示:1 ml 在碱性条件下完全水解,1个链节消耗1个NaOH,则1 ml高聚物消耗n ml NaOH,正确。
深化拓展1.常见加聚反应的类型(1)单烯烃的加聚如乙烯的加聚:
(2)共轭二烯烃的加聚共轭二烯烃单体加聚时,单体的两个双键中有一个键同时打开,单体之间直接连接形成含有一个新双键的链节而成为高分子化合物。如1,3-丁二烯的加聚:
(3)单烯烃与共轭二烯烃共聚单烯烃打开双键中的一个键,共轭二烯烃的两个双键中的一个键也同时打开,彼此相互连接,而共轭二烯烃又形成一个新双键。如丙烯与1,3-丁二烯的加聚:
2.常见缩聚反应的类型能发生缩聚反应的物质含有多种官能团(如—OH、—COOH、—NH2等),缩聚反应主要有如下几种类型:(1)羧酸与醇缩聚
素能应用典例1黏合剂M的合成路线如下图所示:
请完成下列填空。(1)写出A和B的结构简式:A　　　　,B　　　　。 (2)写出反应的类型:反应⑥　　　　　　　;反应⑦　　　　　　　。 (3)写出反应的条件:反应②　　　　　　　;反应⑤　　　　　　　。 (4)反应③和⑤的目的是 　 。 (5)与C具有相同官能团的同分异构体共有　　种。 
答案:(1)CH3CH==CH2　CH2==CHCH2X(X为卤素原子)(2)酯化反应(或取代反应)　加聚反应(3)NaOH(或KOH)/H2O,加热　NaOH(或KOH)醇溶液,加热(4)保护碳碳双键(5)4
(1)可发生加聚反应的化合物是　　　　(填字母),生成的加聚物的结构简式为　　　　　。 (2)同种分子间可发生缩聚反应生成酯基的化合物是　　　　　(填字母),生成的缩聚物的结构简式为　　　　　　　　。 (3)两种分子间可发生缩聚反应的化合物是　　　　　　(填字母),生成的缩聚物的结构简式为　　　　　　　　　　　　。 
解析:c分子结构中含有碳碳双键,所以可发生加聚反应;a分子结构中含有两个不同的可以在一定条件下发生反应的官能团,所以同种分子间可发生缩聚反应;b、e分子中均含有两个相同的官能团,且这两种官能团在一定条件下可以发生反应,所以两种分子间可发生缩聚反应。
易错警示 (1)分子中含有碳碳双键或碳碳三键可发生加聚反应,碳氧双键不发生加聚反应。(2)d分子虽然也有羧基,但只有一个,不能和b发生缩聚反应,只能发生酯化反应。
A.全部 B.①②③⑤C.①②③④D.③⑤⑥
变式训练2下列高聚物中,由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是(　　)
答案:D解析:A、B、C三项中主链上只有碳原子,故为加聚产物,其中A项的单体是乙烯,B项的单体是1,3-丁二烯,C项是由1,3-丁二烯与苯乙烯共聚得到的;D项是由乙二醇和对苯二甲酸发生缩聚反应得到的。
推断高分子化合物的单体问题探究1.通过聚合物的链节可以写出聚合物的单体,你知道下面两个聚合物是由何种单体聚合成的吗?单体与链节有什么关系?
(2)单体是反应物,链节是高分子化合物中最小的重复单位;单体能独立存在,链节只能存在于高分子化合物中;单体发生聚合反应就生成链节。
2.含有两个官能团的单体缩聚后生成的缩聚产物呈线型结构,含有三个官能团的单体缩聚后生成的缩聚产物可能呈现什么样的结构呢?提示:高分子链间产生交联,可能形成体型(网状)结构。
3.如果一个聚合物是由缩聚反应得到的,在寻找它的单体时不但要看它的链节结构,还要分析它是通过哪一类有机化学反应缩合的。你能看出下列聚合物是由什么单体缩聚而成的吗?
深化拓展推断高分子化合物单体的一般步骤(1)判断聚合物的类型。①链节主链上全部是碳原子的聚合物,一般为加聚产物;②链节主链上含有杂原子(如N、O等)的聚合物,一般为缩聚产物。
(2)推断聚合物的单体。①加聚产物单体的推断方法:边键回合法。
特别提醒运用上述方法找单体时,一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物,然后运用逆向思维法逐步还原,准确判断单体的前提是熟练掌握加聚反应与缩聚反应的原理及方程式的书写。进行单体判断时,不要被书写方式迷惑,要注意到单键是可旋转的,同时要按照一般规律进行判断。
素能应用典例3按要求回答下列问题:
变式训练3使用有机材料制成的塑料薄膜,可能会给环境带来“白色污染”,后果十分严重。我国成功研制了一类可降解塑料的结构如下,该类塑料具有良好的生物适应性和分解性,能够自然腐烂分解。试回答下列问题:
(1)这类可降解塑料中(A)、(B)、(C)的单体分别为　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 (2)可降解塑料在自然界可通过　　　　(填反应类型)反应分解为小分子物质。 (3)相同条件下焚烧下列物质,污染大气最严重的是　　　　　(填选项字母)。 a.聚氯乙烯b.可降解塑料c.聚丙烯d.有机玻璃
解析:(1)根据三种塑料的结构可写出其单体的结构简式。(2)三种塑料均含酯基,故可通过水解反应分解为小分子物质。(3)聚氯乙烯的燃烧产物中除了有碳的氧化物和水外,还有含氯元素的有害物质,比其他三种物质对大气的污染严重。
1.(2020云南曲靖高二检测)下列物质,不属于高分子化合物的是(　　)①甘油　②油脂　③纤维素　④淀粉　⑤有机玻璃　⑥蛋白质　⑦蔗糖　⑧天然橡胶　⑨2,4,6-三硝基甲苯　⑩涤纶A.①④⑦B.①②⑦⑨C.③⑤⑥⑩D.②③⑦⑧
解析:①甘油分子式为C3H8O3,相对分子质量为92,不属于高分子化合物;②油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,相对分子质量不大,不属于高分子化合物;③纤维素与④淀粉都属于天然有机高分子化合物;⑤有机玻璃化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯,是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的,属于人工合成高分子化合物;⑥蛋白质是由氨基酸缩聚形成的高分子化合物;⑦蔗糖属于二糖,相对分子质量较小,不属于高分子化合物;⑧天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,由异戊二烯加聚形成,属于天然高分子化合物;⑨2,4,6-三硝基甲苯,相对分子质量不大,不属于高分子化合物;⑩涤纶属于人工合成的高分子化合物。综上可知,不属于高分子化合物的是①②⑦⑨。
2.某高聚物的结构片段如图所示,下列分析正确的是(　　)A.它是缩聚反应的产物B.其单体是CH2==CH2和HCOOCH3C.其链节是CH3CH2COOCH3D.其单体是CH2==CHCOOCH3
答案:D解析:该高聚物链节的主链上只有碳原子,故其为加聚反应的产物,A项错误;该高聚物的链节为 ,故其单体是CH2==CHCOOCH3,B、C项错误,D项正确。
3.下列合成高分子材料的化学反应式和反应类型均正确的是(　　)
解析:A项,加聚反应产物结构简式应为 ,A项错误;苯酚与甲醛反应生成酚醛树脂属于缩聚反应,B项错误;乙烯与丙烯反应生成高分子化合物属于加聚反应,D项错误。
4.(2020河南安阳高二测试)下列有关功能高分子材料用途的叙述不正确的是(　　)A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B.离子交换树脂主要用于物质的分离和提纯C.医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官D.掺杂了碘的聚乙炔可用于制造绝缘体
答案:D解析:保水剂是一种高吸水性树脂,能在短时间内吸收自身质量几百倍至上千倍的水分,高吸水性树脂可作保水剂,A项正确;离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶于水的高分子化合物,主要用于物质的分离和提纯,B项正确;医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料,可用于制造医用器械和人造器官,C项正确;掺杂了碘的聚乙炔属于导电高分子材料,可用于制造电子元件,D项不正确。
5.A是烃的含氧衍生物,还原A可生成醇B,氧化A可生成酸C。其中,由B、C经过缩聚反应可生成高分子化合物D,D的结构简式为
(1)B的名称为　　　　　　　。 (2)A的结构简式为　　　　　　　　;C的结构简式为　　　　　　　　　。 (3)D水解的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 (4)B和C可合成环状有机化合物E,E的结构简式为　　　　　　　　　。 
解析:由高分子化合物D的结构简式可知,形成D的单体为HOCH2CH2OH和HOOC—COOH,由于B为醇,C为酸,故B的结构简式为HOCH2CH2OH,名称为乙二醇,C的结构简式为HOOC—COOH。A是烃的含氧衍生物,还原A可生成醇B,氧化A可生成酸C,则A为乙二醛,结构简式为OHC—CHO。D的结构中含有酯基,能发生水解反应,该反应的化学方程式为