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第一节⎪⎪ 合成高分子化合物的基本方法[课标要求]1．了解有机高分子化合物的结构特点，了解有机高分子化合物的链节、聚合度、单体等概念。
2．了解加聚反应和缩聚反应的一般特点。
3．能由单体写出聚合反应方程式、聚合物结构式。
4．能由聚合物的结构简式分析出它的单体。
2019-2020年高中化学人教版选修5教学案：第五章 第一节 合成高分子化合物的基本方法(含答案)1．有机高分子化合物的特点1.合成高分子化合物的基本反应是加聚反应和缩聚反应；发生加聚反应的单体具有不饱和键(双键或三键)，发生缩聚反应的单体至少含有两个能相互发生反应的官能团。
2．链节上只有碳原子的聚合物为加聚产物，链节上存在或结构的聚合物为缩聚产物。
3．加聚产物寻找单体的口诀为：单键两两断，双键四个碳；单键变双键，双键变单键。
4．缩聚产物寻找单体的方法为：将链节上的或水解，在上补充—OH 形成—COOH ，在—O —或—NH —上补充H ，形成—OH 或—NH 2，即可得到对应单体。
有机高分子化合物[特别提醒](1)有机高分子化合物都是混合物，无固定的熔、沸点。
(2)聚合物是混合物，没有固定的相对分子质量，聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×聚合度。
1．某高分子化合物的部分结构如下：下列说法中正确的是()A．聚合物的分子式为C3H3Cl3B．聚合物的链节为C．合成该聚合物的单体是ClHC===CHClD．若n表示聚合度，则其相对分子质量为95n解析：选C注意到碳碳单键可以旋转，则可判断上述聚合物重复的结构单元(即链节) 为，该聚合物的结构简式为。
合成它的单体是ClHC===CHCl，其分子式为(C2H2Cl2)n，其相对分子质量为97n。
2．由丙烯(CH3CHCH2)合成聚丙烯的结构简式为________，链节为________；聚合度为________，聚合物的平均相对分子质量为________。
解析：聚丙烯的结构简式为其平均相对分子质量为42n 。
第一节 合成高分子化合物的基本方法[知 识 梳 理]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(一般高达104～106)的一类化合物。
2．基本概念例如：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)常见的加聚反应催化剂①丙烯的加聚：n CH2==CH—CH3――→催化剂②1，3－丁二烯的加聚：n 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HOCH 2COOH 的缩聚：n HOCH 2COOH ――→催化剂＋(n －1)H 2O 。
HOOC(CH 2)5OH 的缩聚：n HOOC(CH 2)5OH ＋(n－1)H 2O 。
②醇与酸缩聚如乙二酸与乙二醇的缩聚：己二酸与乙二醇的缩聚：n HOOC(CH 2)4COOH ＋③氨基酸的缩聚 如氨基乙酸的缩聚：。
④胺与酸的缩聚如己二胺与己二酸的缩聚：【自主思考】聚乙烯、聚氯乙烯等高分子化合物能使溴水褪色吗？提示聚乙烯、聚氯乙烯中不含，故不能使溴水褪色。
[效果自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
第一节 合成高分子化合物的基本方法[目标定位] 1.知道并会应用有关概念：单体、高聚物、聚合度、链节、加聚反应和缩聚反应等。
2.熟知加聚反应和缩聚反应的原理，会写相应的化学方程式，学会高聚物与单体间的相互推断。
一 加成聚合反应1．写出乙烯分子间相互反应生成聚乙烯的化学方程式： n CH 2===CH 2――→催化剂CH 2—CH 2。
(1)像这种由含有不饱和键的化合物分子以加成反应形式结合成高分子化合物的反应叫加成聚合反应，简称加聚反应。
(2)能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物称为单体；高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位称为链节；含有链节的数目称为聚合度，通常用n 表示。
(3)聚合物的平均相对分子质量等于链节的相对质量×n 。
2．写出丙烯发生加聚反应的化学方程式，并注明高聚物的单体、链节、聚合度：。
3．写出下列物质发生加聚反应的化学方程式：(1)丙烯酸： 。
(2)苯乙烯：。
(3)1,3丁二烯：n CH 2===CH—CH===CH 2――→催化剂CH 2—CH===CH—CH 2。
(4)乙烯、丙烯(1∶1)共聚： n CH 2===CH 2＋n CH 2===CH—CH 3 ――→催化剂(或 )。
(5)丙烯与1,3丁二烯(1∶1)共聚：n CH 2===CH—CH 3＋n CH 2===CH—CH===CH 2――→催化剂(或)。
4．写出下列加聚产物的单体(1) ：___________________________________________。
(2) ：________________________________________________。
(3) ：______________________________________________。
答案 (1)(2)CH 2===CH 2和CHCH 3CH 2(3)1.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。
第一节合成高分子的基本方法[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聚合反应的化学方程式和聚合物的结构简式。
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。
一、加成聚合反应1．有机高分子高分子的相对分子质量比一般有机化合物大得多，通常在104以上。
2．加成聚合反应在一定条件下，通过相互加成的方式连接成链状的高分子的反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。
例如：单体：氯乙烯；加成聚合物(简称加聚物)：聚氯乙烯；链节(又称重复结构单元)：；聚合度：含有链节的数目，以n表示；聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×n。
3．加成聚合反应的特点(1)单体一般含有碳碳双键、碳碳三键等不饱和键。
(2)没有小分子物质生成，原子利用率为100%。
4．加聚反应常见的类型(1)①一种单体的加聚(烯烃或炔烃加聚)n CH 2==CH 2――→催化剂CH 2—CH 2； n CH ≡CH ――→催化剂CH==CH 。
②二烯烃加聚n CH 2==CH —CH==CH 2――――→一定条件CH 2—CH==CH —CH 2。
(2)混聚：由两种或两种以上单体发生的加聚反应n CH 2==CH 2＋n CH 2==CH —CH 3――――→一定条件或。
1．下列说法正确的是( )A ．链节是高分子中重复出现的结构单元，如聚乙烯的链节是CH 2==CH 2B ．丙烯和聚丙烯都能使溴水褪色C ．高分子都没有固定的熔、沸点D ．油脂属于高分子 答案 C2．写出下列单体发生加聚反应的化学方程式。
(1)ClCH==CH 2：______________________________________________________。
(2)：_______________________________________________。
第5章 己二酸、戊二酸、丁二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中溶解度及关联根据前面混合二元酸甲酯化反应工艺与反应动力学研究发现，酯化剂甲醇是要求过量才能保证DBA 酯化高产率。
酯化剂甲醇在DBA 甲酯化反应体系中既是酯化剂也是反应体系溶剂，DBA 甲酯化过程涉及到DBA 在甲醇中溶解反应耦合过程，随着反应发生己二酸二甲酯不断生成，DBA 在甲醇与己二酸二甲酯混合溶剂中溶解反应耦合过程逐渐占用主导作用，因此研究DBA 在甲醇与己二酸二甲酯混合溶剂中固液相平衡有利于分析DBA 溶解平衡对反应的影响，为DBA 大规模生产提供可靠的基础工程热力学数据。
5.1混合二元酸在甲醇与己二元酸二甲酯混合溶剂中溶解度5.1.1混合二元酸在甲醇与己元酸二甲酯溶解度测定实验可靠性的验证混合二元酸在甲醇与混合二元酸二甲酯溶解度测定实验采用激光动态法,为了检验该装置的准确性，本实验做了己二酸在甲醇和醋酸中的溶解度，将测得的部分值与文献[45,49,62]进行比较，结果如图5.1~5.2，测量值与文献值基本吻合。
说明这套激光装置用来测定这三种二元酸在己二酸二甲脂和甲醇混合溶剂中的溶解度是可信的。
2802852902953003053103153203253303350.020.030.040.050.060.070.080.090.100.110.12实验值 文献值xT/K图5.1 己二酸在甲醇中的溶解度（□实验值△文献值[62]）2903003103203303403500.020.040.060.080.100.12实验值 文献1 文献2XT/K图5.2 己二酸在醋酸中溶解度（□实验值○文献值[45]△文献值[49]）5.1.2混合二元酸在甲醇与己二酸二甲酯混合溶剂溶解度本实验分别测定了己二酸、戊二酸、丁二酸在甲醇和己二酸二甲脂混合溶液中溶解度（甲醇的质量分数依次为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0），其中S exp 为原始数据溶质的溶解度数据，x exp 为溶质的摩尔分数，w 1为混合溶液中己二酸二甲脂的质量分数，w 2为甲醇的质量分数，具体的溶解度数据如图表5.1~5.3所示：表5.1 己二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度T/K S exp /g x exp T/K S exp /g x exp w 1=1 w 1=0.4 293.15 0.3754 0.0045 287.05 12.6 0.0394 298.15 0.4480 0.0053 290.25 13.784 0.0429 303.15 0.5308 0.0063 292.55 15.186 0.0471 308.15 0.6107 0.0072 297.85 17.1166 0.0528 313.15 0.7800 0.0092 302.15 19.1536 0.0587 318.15 0.9754 0.0115 306.55 21.371 0.0650 323.15 1.1910 0.0140 309.55 24.075 0.0727 328.15 1.5280 0.0179 312.35 26.2226 0.0786 333.15 1.7750 0.0207 316.55 29.23 0.0869 338.15 2.6294 0.0304 321.55 33.0732 0.0972326.55 37.5988 0.1090 331.65 43.0132 0.1228 w 1=0.9 w 1=0.3 284.65 1.6024 0.0131 286.25 13.5646 0.0379 288.951.96240.0159290.9515.16460.0422294.75 2.373 0.0192 293.55 16.2908 0.0452 299.75 2.7594 0.0223 297.55 18.302 0.0505 303.95 3.1618 0.0254 300.65 20.8262 0.0570 307.35 3.6802 0.0295 304.65 23.0756 0.0628 311.75 4.1942 0.0335 308.95 26.0736 0.0704 315.45 4.736 0.0376 311.65 28.0506 0.0753 319.75 5.3432 0.0423 315.65 31.353 0.0834 323.85 5.9786 0.0470 320.25 35.785 0.0941 327.45 6.581 0.0515 324.45 40.7172 0.1057 330.85 7.2196 0.0563 328.95 45.9172 0.1176 w1=0.8 w1=0.2283.95 4.4 0.0270 285.25 13.8 0.0349 288.45 4.9528 0.0303 290.95 16 0.0402 293.25 5.587 0.0341 293.75 18 0.0450 298.75 6.4932 0.0394 297.65 20.3456 0.0506 302.75 7.3146 0.0442 301.45 22.3544 0.0553 308.05 8.4076 0.0504 304.55 24.886 0.0612 311.35 9.3114 0.0555 308.45 27.8884 0.0681 316.35 10.3958 0.0616 312.35 30.8378 0.0748 320.95 11.6254 0.0684 316.45 34.4424 0.0828 325.15 13.2318 0.0771 320.65 38.8932 0.0925 328.85 14.436 0.0836 324.65 44.3688 0.1041 331.75 15.5502 0.0894 328.55 50.0624 0.1160 w1=0.7 w1=0.1291.45 8.0194 0.0394 285.15 14 0.0323 296.15 8.7602 0.0429 289.15 16 0.0368 299.35 9.4904 0.0463 292.65 18 0.0412 302.45 10.439 0.0507 297.35 21 0.0477 305.35 11.4172 0.0552 300.65 23.4126 0.0529 309.05 12.5822 0.0605 304.45 26.1556 0.0588 312.25 13.8844 0.0663 308.85 29.9748 0.0668 315.45 15.3416 0.0727 311.15 32.574 0.0722 318.75 16.944 0.0797 315.35 36.8792 0.0809 323.05 19.142 0.0892 320.15 42.603 0.0923 326.45 20.8258 0.0962 324.65 48.611 0.1040 330.05 22.615 0.1037 327.65 54.6112 0.1153 w1=0.6 w1=0289.65 10 0.0412 284.85 14 0.0298 294.25 11.2 0.0459 288.95 16 0.0339 297.55 12.21 0.0498 291.45 18 0.0380 300.85 13.2472 0.0538 296.45 20.999 0.0440 304.85 14.9492 0.0603 299.45 23.4098 0.0488 308.65 16.666 0.0668 302.95 26.0174 0.0540 312.55 18.392 0.0732 306.95 29.6358 0.0610315.85 19.9936 0.0791 309.55 32.66 0.0668 319.05 21.859 0.0858 313.55 37.0676 0.0752 322.95 24.4664 0.0951 318.65 43.2644 0.0866 328.65 27.4558 0.1055 323.85 49.8798 0.0986 331.55 29.4888 0.1124 327.1557.21420.1115w 1=0.5 287.85 10.9814 0.0391 290.75 12.029 0.0427 294.55 13.4636 0.0475 298.35 15.0426 0.0528 302.35 16.8736 0.0588 306.25 18.929 0.0655 311.15 21.4544 0.0736 314.35 23.5396 0.0802 317.75 25.5964 0.0866 321.95 28.6232 0.0958 326.55 32.4864 0.1074 332.15 37.46720.12192802903003103203303400102030405060S /g (100g )-1T/Kw 2=0 w 2=0.1 w 2=0.2 w 2=0.3 w 2=0.4 w 2=0.5 w 2=0.6 w 2=0.7 w 2=0.8 w 2=0.9 w 2=1图5.3 己二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度（w 2甲醇质量分数）表5.2 戊二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度T/KS exp /gx exp (mole fraction)T/KS exp /gx exp (mole fraction)w1=1 w1=0.4294.85 4.348616 0.0542 289.15 78 0.2193 297.15 5.584235 0.0686 294.45 86 0.2364 300.85 7.069294 0.0853 298.15 94 0.2529 304.55 8.569319 0.1015 303.55 106 0.2762 306.35 9.748666 0.1139 307.45 118 0.2982 309.05 11.26805 0.1294 310.95 130 0.3188 310.75 12.78823 0.1443 315.65 146.64 0.3455 312.95 14.79012 0.1632 319.15 162.64 0.3693 315.25 17.2452 0.1853 322.35 181.48 0.3952 w1=0.9 w1=0.3291.95 20.0156 0.1546 289.95 88 0.2203 293.65 22.166 0.1684 296.35 99.72 0.2426 296.55 25.366 0.1881 300.65 109.48 0.2601 299.85 28.2676 0.2052 304.35 118.92 0.2764 302.75 31.4088 0.2229 307.65 129.12 0.2931 308.05 35.1888 0.2432 310.65 139.8 0.3099 312.55 39.5888 0.2656 314.15 153 0.3295 316.45 44.8432 0.2906 317.75 169.6 0.3526 320.85 53.3232 0.3275 321.15 187.84 0.3763 w1=0.8 w1=0.2289.25 32.984 0.1873 290.65 96 0.2177 292.75 37.146 0.2060 295.75 108 0.2384 296.35 41.2452 0.2237 299.85 120 0.2580 301.35 45.6504 0.2418 305.85 138.88 0.2870 303.95 49.8048 0.2581 310.65 154.08 0.3087 307.35 54.77716 0.2768 315.15 172.12 0.3328 312.05 60.96996 0.2987 318.15 185.32 0.3494 314.75 65.63676 0.3144 321.35 206.44 0.3743 316.35 71.56956 0.3333 322.55 219 0.3883 w1=0.7 w1=0.1289.45 46.824 0.2094 292.45 110 0.2251 293.85 51.8956 0.2269 295.85 118.5 0.2383 297.75 56.0524 0.2407 299.35 129.3 0.2545 301.15 60.2924 0.2543 302.95 141.7 0.2723 304.45 65.3848 0.2700 306.55 156.7 0.2927 308.35 72.1848 0.2899 310.35 172.9 0.3135 312.75 80.1848 0.3120 313.95 191.05 0.3353 317.25 89.5732 0.3363 317.15 212.3 0.3592 321.35 101.6532 0.3651 320.55 238.3 0.3862 w1=0.6 w1=0290.15 60 0.2219 293.55 118 0.2225 296.65 66.8 0.2410 295.25 122 0.2283 301.55 73.6 0.2591 297.25 128 0.2369304.65 81.6 0.2794 299.55 136 0.2480 308.45 91.04 0.3020 302.95 148 0.2641 312.35 101.32 0.3250 308.05 168 0.2895 316.35 113.76 0.3509 312.35 188 0.3132 319.65 126.16 0.3748 317.55 218 0.3459 323.75 144.48 0.4071321.55 248 0.3756 w 1=0.5293.05 74.16 0.2330 298.35 80.84 0.2488 301.35 84.764 0.2578 303.25 88.794 0.2667 306.25 95.914 0.2821 309.95 105.514 0.3018 313.45 116.594 0.3233 316.75 128.994 0.3458 320.55 146.2740.3747285290295300305310315320325050100150200250w 2=0 w 2=0.1 w 2=0.2 w 2=0.3w 2=0.4 w 2=0.5 w 2=0.6 w 2=0.7w 2=0.8 w 2=0.9 w 2=1S /g (100g )-1T/K图5.4 戊二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度表5.3丁二酸在甲醇己二酸二甲脂混合溶剂中的溶解度T/KS exp /g x exp (mole fraction) T/KS exp /g x exp (mole fraction) w 1=1 w 1=0.4 293.15 0.3341130.0049288.75120.0461298.15 0.409671 0.0060 293.45 13.2436 0.0506 303.15 0.482315 0.0071 297.65 14.2906 0.0544 308.15 0.616781 0.0090 301.45 15.3454 0.0582 313.15 0.675533 0.0099 304.35 16.3504 0.0618 318.15 0.746532 0.0109 307.35 17.371 0.0654 323.15 0.87153 0.0127 310.15 18.6924 0.0700 328.15 0.996839 0.0145 313.55 20.3924 0.0759 333.15 1.223796 0.0177 319.95 23.358 0.0860 338.15 1.703534 0.0245 325.95 26.3938 0.0961332.35 30.1078 0.1082 w1=0.9 w1=0.3289.05 2 0.0200 287.35 12.42 0.0427 296.65 2.4726 0.0246 291.65 13.7702 0.0471 303.35 2.7994 0.0278 295.95 15.1626 0.0517 309.15 3.05 0.0302 299.65 16.442 0.0558 313.75 3.3036 0.0327 303.05 17.6658 0.0597 317.75 3.719 0.0366 306.75 19.0462 0.0640 324.55 4.5722 0.0446 309.85 20.6684 0.0691 335.15 5.7322 0.0553 314.05 22.643 0.0752318.75 25.8154 0.0849323.05 29.3666 0.0954326.45 33.1626 0.1065 w1=0.8 w1=0.2289.45 4.4 0.0332 286.85 12.92 0.0402 296.35 5.11 0.0384 291.05 14.4124 0.0446 301.45 5.6252 0.0421 295.05 16.008 0.0493 306.55 6.2834 0.0468 298.85 17.7656 0.0545 308.65 6.6794 0.0496 302.45 19.4064 0.0592 312.85 7.3102 0.0540 306.15 21.1594 0.0642 318.95 8.4556 0.0620 309.85 23.043 0.0695 326.35 9.9602 0.0722 314.35 25.123 0.0753 331.85 11.6244 0.0833 318.65 27.843 0.0828323.55 30.697 0.0905328.25 34.299 0.1001 w1=0.7 w1=0.1290.95 7.1 0.0430 286.15 12.92 0.0368 297.15 7.8812 0.0475 290.35 14.6062 0.0414 302.45 8.6374 0.0518 294.15 16.2406 0.0458 307.45 9.6886 0.0578 297.45 17.8818 0.0502 311.85 10.5004 0.0623 301.15 19.8712 0.0554 315.65 11.4858 0.0678 305.35 22.1312 0.0614 319.45 12.8566 0.0752 309.35 24.4512 0.0674 325.95 14.4418 0.0837 313.75 26.7912 0.0733 331.65 16.2868 0.0934 317.55 29.3712 0.0798322.35 32.3586 0.0873 328.4537.1094 0.0988 w 1=0.6 w 1=0 289.35 8.4 0.0427 285.75 14 0.0366 294.55 9.24 0.0468 290.95 16.026 0.0417 299.15 9.94 0.0502 295.85 17.8548 0.0462 303.15 11.23 0.0563 298.15 19.787 0.0510 306.15 11.9538 0.0598 302.55 22.2064 0.0568 309.65 13.0676 0.0650 307.85 24.8964 0.0633 314.05 14.2998 0.0707 311.35 27.1644 0.0686 320.25 16.2998 0.0797 314.35 29.721 0.0746 325.45 18.1988 0.0882 319.85 33.4262 0.0832 330.6520.59880.0987324.45 36.6426 0.0904 327.7539.64660.0971w 1=0.5 290.95 11 0.0480 295.05 11.868 0.0516 298.15 12.7984 0.0554 301.35 13.7676 0.0594 304.55 14.7016 0.0631 308.35 15.9414 0.0681 312.25 17.5672 0.0745 318.45 19.8948 0.0836 323.95 22.1952 0.0923 331.15 25.2560.10372802903003103203303400510152025303540S /g (100g )-1T/Kw 2=0 w 2=0.1 w 2=0.2 w 2=0.3 w 2=0.4 w 2=0.5 w 2=0.6w 2=0.7 w 2=0.8w 2=0.9w 2=1图5.5 丁二酸在甲醇己二酸二甲脂中的溶解度结合图5.3~5.5和表5.1~5.3可以观察出：（1）从图5.3~5.5可以看出，在同一种溶剂配比中己二酸、戊二酸、丁二酸的溶解度随温度的升高而增加；（2）从图5.2、图5.3可以看出己二酸和丁二酸在己二酸二甲脂中的溶解度非常小，随温度升高其增加的幅度很缓慢；混合溶剂中甲醇的质量分数越高，三种溶质的溶解度随温度增长的斜率越大，说明甲醇是敏感因素，Hu, Yong-Hong 认为是由于二元羧酸分子与甲醇分子以非共价键的形式络合，降低了溶剂中分子化学势[48]，因而在甲醇中表现出更易溶。
