【知识解析】缩合聚合反应
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高中化学:合成高分子化合物的基本方法知识点一、有机高分子化合物1.概念:由许多小分子化合物通过共价键结合成的,相对分子质量很高(104~106)的一类化合物。
2.特点(1)相对分子质量很大,由于高分子化合物都是混合物,其相对分子质量只是一个平均值。
(2)合成原料都是低分子化合物。
(3)每个高分子都是由若干个重复结构单元组成的。
3.与高分子化合物有关的概念(1)单体:能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。
(2)链节:高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。
(3)聚合度:高分子链中含有链节的数目,通常用n表示。
(4)聚合物的平均相对分子质量=链节的相对质量×n。
有机高分子化合物低分子有机物相对分子质量高达10000以上1000以下相对分子质量的数值平均值明确数值分子的基本结构若干重复结构单元组成单一分子结构性质物理、化学性质有较大差别1.概念:一定条件下,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,简称加聚反应。
2.常见的加聚反应(1)丙烯酸加聚(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。
例如,烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的有机物。
②发生加聚反应的过程中没有副产物(小分子化合物)产生,只生成高聚物。
③聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同,聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
(2)加聚产物的书写加聚反应本质上是加成反应,在书写加聚产物时要把原来不饱和碳上的原子或原子团看作支链,写在主链的垂直位置上。
如:方法点拨——加聚产物确定单体的方法(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将两个半键闭合即可。
(2)凡链节的主链有四个碳原子(无其他原子),且链节无双键的聚合物,其单体必为两种,在正中央划线断开,然后两个半键闭合即可。
(3)凡链节的主链中只有碳原子,并存在碳碳双键结构的聚合物,其规律是“有双键,四个碳;无双键,两个碳”,划线断开,然后将半键闭合即单双键互换。
聚合反应的类型聚合反应是指两个或多个物质反应生成一个新的化合物或物质的化学反应。
在化学领域,聚合反应有多种类型,本文将详细介绍几种常见的聚合反应类型。
1. 酯化反应酯化反应是一种聚合反应,它是酸酐与醇在酸催化下发生酯键形成的化学反应。
酯化反应广泛应用于合成香料、溶剂、塑料等化工产品的生产中。
例如,乙酸和乙醇进行酯化反应可以得到乙酸乙酯。
2. 缩合反应缩合反应是指两个或多个小分子化合物反应生成一个较大分子化合物的化学反应。
例如,氨基酸的缩合反应可以形成多肽,多肽的缩合反应可以形成蛋白质。
缩合反应在生物体内起着重要的作用,它是生物大分子的合成基础。
3. 环化反应环化反应是指线性分子内部的两个官能团结合形成环状结构的化学反应。
环化反应在有机合成中具有重要的应用价值,可以合成具有特定活性和构象的有机化合物。
例如,糖类的环化反应可以得到各种不同的环糖。
4. 脱水缩合反应脱水缩合反应是指两个或多个分子通过去除水分子而形成新的化学键的反应。
脱水缩合反应广泛应用于合成酸酐、酯、醚等化合物的过程中。
例如,乙醇可以通过脱水缩合反应生成乙醚。
5. 氧化聚合反应氧化聚合反应是指有机物或无机物在氧化剂的存在下发生聚合反应的化学反应。
氧化聚合反应在合成高分子聚合物、染料等有机化合物中具有广泛应用。
例如,苯酚在过氧化氢的作用下可以发生氧化聚合反应生成聚苯醚。
6. 聚合物化反应聚合物化反应是指通过化学反应将单体分子连接起来形成高分子聚合物的过程。
聚合物化反应是合成高分子材料的重要方法,可以得到具有特定性质和应用的高分子材料。
例如,乙烯可以通过聚合反应得到聚乙烯。
在实际应用中,聚合反应的类型多种多样,不同的反应类型适用于不同的化学合成过程。
聚合反应在化工、药物、材料等领域具有重要的应用价值,对于促进科学技术的发展和社会的进步起着重要作用。
总结起来,聚合反应是一种将两个或多个物质反应生成一个新的化合物或物质的化学反应。
酯化反应、缩合反应、环化反应、脱水缩合反应、氧化聚合反应和聚合物化反应是常见的聚合反应类型。
缩合聚合反应缩合聚合反应是化学中常见的一种反应类型,它们都涉及到分子间的化学结合和形成。
下面将对缩合聚合反应进行详细的介绍。
一、缩合反应缩合反应是指两个或更多小分子通过共价键连接成为一个大分子的过程。
在这个过程中,通常会释放出一个小分子,比如水、醇、酸等。
缩合反应通常发生在含有活性亲电子基团(如羰基、羟基等)的化合物之间。
例如,酯化反应是一种常见的缩合反应,它发生在酸和醇之间。
在这个过程中,羧基(COOH)和羟基(OH)之间发生缩合反应,生成酯和水:RCOOH + R'OH → RCOOR' + H2O二、聚合反应聚合反应是指单体通过共价键连接成为高分子链的过程。
在这个过程中,单体之间会形成长链状或支链状结构,并且不会释放出任何小分子。
聚合反应通常发生在含有双键或三键的单体之间。
例如,在乙烯(C2H4)分子中存在双键,当多个乙烯分子在催化剂作用下连接起来时,就会形成聚乙烯(PE):nC2H4 → -(-CH2-CH2-)n-三、缩合聚合反应缩合聚合反应是指在一个反应中既发生了缩合反应,又发生了聚合反应。
这种反应通常发生在含有两个或多个活性基团的化合物之间。
例如,酰胺合成是一种常见的缩合聚合反应,它发生在酸和胺之间。
在这个过程中,羧基(COOH)和氨基(NH2)之间发生缩合反应,生成酰胺,并且同时还会进行聚合反应:RCOOH + NH2R' → RCONHR' + H2ORCONHR' + RCONHR'' → (-CONH-R'-CONH-R''-)n四、反应机理缩合聚合反应的机理主要涉及到活性基团之间的亲电子攻击和亲核子攻击。
其中亲电子基团如羰基、羟基等会被亲核子如胺、醇等攻击,从而形成新的共价键。
同时,在聚合过程中,单体分子中含有双键或三键的部分会被催化剂打断,并与其他单体分子连接起来,形成长链状或支链状结构。
总之,缩合聚合反应是化学中常见的一种反应类型,它们都涉及到分子间的化学结合和形成。
缩合反应进行的方向(知识点总结)缩合反应进行的方向(知识点总结)
缩合反应是有机化学中很重要的一类反应。
在缩合反应中,两个或多个分子结合形成一个更大的分子。
缩合反应的进行方向受到以下几个因素的影响:
1. 动力学因素
动力学因素主要考虑反应的速率。
在某些情况下,缩合反应可能是可逆的,并且可以在正反两个方向上进行。
反应的进行方向取决于反应物浓度、温度和反应物的反应活性。
一般来说,缩合反应会趋向于从反应物向生成物方向进行,因为生成物的浓度高和反应活性较低。
2. 热力学因素
热力学因素主要考虑反应的自由能变化。
在缩合反应中,如果生成物的自由能低于反应物的自由能,反应将倾向于生成物的方向进行。
这意味着反应会在生成物耗能更低的情况下进行。
3. 保护基和活化基
在某些缩合反应中,保护基和活化基的选择会影响反应的进行
方向。
保护基的引入可以控制特定官能团的活性,从而影响反应物
的选择。
活化基的引入可以增加反应物的反应活性,同时也可以影
响反应的速率和方向。
4. 反应条件
反应条件对缩合反应的进行方向也有一定影响。
例如,溶剂的
选择和反应温度的控制可以影响反应物与生成物的相对稳定性,从
而调控反应的进行方向。
综上所述,缩合反应的进行方向受动力学和热力学因素的影响。
此外,保护基和活化基的引入以及反应条件的选择也会对反应方向
产生影响。
注意:以上内容为简要总结,具体缩合反应的进行方向还需要
根据具体反应体系和实验条件进行分析和判断。
第4节生物大分子合成高分子备考要点素养要求1.列举典型糖类物质,能说明单糖、二糖和多糖的区别与联系,能探究葡萄糖的化学性质,能描述淀粉、纤维素的典型性质。
2.辨识蛋白质结构中的肽键,能说明蛋白质的基本结构特点,能判断氨基酸的缩合产物、多肽的水解产物。
分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。
3.辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯键,能基于氢键分析碱基的配对原理。
能说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗传的意义。
4.对单体和高分子进行相互推断,能分析高分子的合成路线,写出典型的加聚反应和缩聚反应的化学方程式。
5.举例说明塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点,列举重要的合成高分子化合物,说明它们在材料领域中的应用。
6.参与营养健康、材料选择与使用、垃圾处理等社会性议题的讨论,并作出有科学依据的判断、评价和决策。
1.宏观辨识与微观探析:从官能团角度认识生物大分子、合成高分子的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念,并从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:具有证据意识,能对生物大分子、合成高分子的组成、结构及其变化提出可能的假设,并解释某些化学现象,揭示现象的本质和规律。
考点一生物大分子必备知识自主预诊知识梳理1.糖类(1)糖类的定义和分类。
①定义:从分子结构上看,糖类可定义为、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
②组成:含三种元素。
大多数糖类化合物符合通式C n(H2O)m,所以糖类也叫碳水化合物。
③分类:物质定义元素组成代表物的名称、分子式及相互关系单糖不能水解的糖C、H、O二糖1 mol糖水解后生成2 mol单糖的糖C、H、O多糖1 mol糖水解后生成10 mol以上单糖的糖C、H、O(2)单糖——葡萄糖、果糖、核糖与脱氧核糖。
①组成和分子结构:名称分子式结构简式官能团葡萄糖C6H12O6—OH、—CHO果糖C6H12O6、—OH核糖C5H10O5CH2OH(CHOH)3CHO—OH、—CHO脱氧核糖C5H10O4CH2OH(CHOH)2CH2CHO—OH、—CHO②葡萄糖的化学性质:(3)二糖——比较项目蔗糖麦芽糖相同点分子式均为化学性质都能发生不同点是否含醛基能否发生银镜反应水解产物(4)多糖——淀粉与纤维素。
聚合反应的类型
聚合反应是一种化学反应,其中两个或多个分子结合在一起形成一个大分子。
聚合反应可以分为三种类型:加成聚合、缩合聚合和离子聚合。
1、加成聚合
加成聚合是最常见的聚合反应类型之一。
在这种反应中,两个或多个单体结合而形成一个大分子。
例如,乙烯聚合成聚乙烯和苯乙烯聚合成聚苯乙烯等。
加成聚合的过程发生在一个化学反应中心。
例如,聚乙烯中的反应中心是双键,其中每个双键结合形成一个新单体,最终形成一个链式聚合物。
2、缩合聚合
缩合聚合是另一种广泛应用的聚合反应。
在这种反应中,两个或多个单体结合形成一个大分子,同时也释放出一些小分子,比如水分子。
例如,酰胺聚合形成聚酰胺和酯聚合形成聚酯。
缩合聚合的过程通常需要一个催化剂,这个催化剂可以是酸催化剂或碱催化剂。
在反应中,催化剂帮助结合单体,同时也帮助释放小分子。
3、离子聚合
离子聚合是一种生成聚合物的反应,其中单体先形成一个离子,然后被其他单体结合。
例如,苯乙烯聚合生成聚苯乙烯就是一个离子聚合反应。
离子聚合的反应逐步进行。
首先,单体被一个离子化,然后被其他单体结合,逐渐形成一个聚集体。
这种反应过程需要一个特定的催化剂来启动。
总而言之,聚合反应是一种非常重要的反应,它可以生成很多我们熟知的聚合物,例如聚乙烯和聚丙烯等。
这些聚合物在我们的生活中扮演着重要的角色,并且经常用于制造各种产品。
对于化学学习者
来说,了解不同类型的聚合反应是非常重要的,有助于深入理解化学学科的本质特征。
有机化学中的聚合反应有机化学中,聚合反应是指通过化学键的连接,将流动性高的低分子化合物转化为高分子化合物的过程。
这个过程是由单体通过重复的化学反应,逐步生成高分子的大分子化合物。
聚合反应不仅在自然界中广泛存在,也在人工合成中使用,例如制造塑料、橡胶、纤维和涂料。
聚合反应类型在有机化学中,聚合反应可分为两种类型:1.加合聚合反应在这种类型的聚合反应中,两个单体通过反应,产生一个大的高分子化合物。
加合聚合反应的原理是两个单体之间的共价键的形成。
这个过程中,一个单体的双键与另一个单体的单键的化学键相互连接,形成一个新的单键。
例如,聚乙烯是一种最基本的塑料,它是由乙烯分子的加合聚合反应形成的。
同样地,PC(聚碳酸酯)也是由碳酸二酐和二羟基苯酚通过加合聚合反应形成的。
2.缩合聚合反应在这种类型的聚合反应中,单体通过部分结构的减少,而连接到更多个单体,形成更大的高分子化合物。
缩合聚合反应通常需要引发剂,并且产生的产物带有水分子。
例如,酯的缩聚反应,也称为聚酯化,是通过酸催化剂引发的反应来实现的。
在这个反应中,醇和酸通过反应形成酯键,同时也生成水分子。
引发聚合聚合反应需要引发剂,用来提供额外的能量,使单体分子进入反应中,并且在这个过程中,使产生的高分子链保持足够的增长速率。
引发剂可以是光、热、离子等。
例如,针对聚丙烯的反应,已经开发了各种不同的引发剂,包括过氧化苯甲酰、过氧化丙酮、二甲基安息香酰等。
聚合反应的应用聚合反应已经成为了现代化学工业中最重要的一部分,它被应用于许多领域,例如:1. 制造塑料:聚合反应产生的高分子化合物主要是塑料原料。
通过聚合反应的控制,可以创造出不同的塑料类型,例如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。
2. 制造橡胶:通过聚合反应,可以制造出橡胶。
这种橡胶可以被制造成各种形状,如轮胎、密封垫片、管道等。
3. 制造纤维:通过聚合反应,可以制造出合成纤维。
这种合成纤维可以在质量、价格等方面具有比天然纤维优势,如尼龙、聚酯纤维等。
第5章合成高分子第一节合成高分子的基本方法.................................................................................. - 1 - 第二节高分子材料...................................................................................................... - 5 - 微专题3有机推断题的解题策略............................................................................. - 15 -第一节合成高分子的基本方法一、合成高分子简介1.相对分子质量的特点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;高分子的相对分子质量没有明确的数值,只是一个平均值。
2.合成高分子的基本方法包括加成聚合反应与缩合聚合反应。
3.合成高分子的有关概念二、加成聚合反应1.单体的结构特点:含有碳碳双键(或碳碳三键)的有机物单体。
2.定义:有机小分子通过加成反应生成高分子的反应,称为加成聚合反应(简称加聚反应)。
3.示例:写出下列物质发生加聚反应的化学方程式。
三、缩合聚合反应1.单体的结构特点:含有两个或两个以上官能团的单体。
2.定义:单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应(简称缩聚反应)。
3.缩聚反应与加聚反应的重要不同是缩聚反应产物除了生成缩聚物的同时,还伴有小分子的副产物的生成,而加聚反应产物只生成加聚物。
4.书写缩聚物的结构简式时,要注明端基原子或原子团。
5.书写缩聚反应化学方程式时要注明(1)注明“n”。
(2)生成小分子的个数,若由一种单体缩聚小分子数一般为n-1,两种单体缩聚,小分子数一般为2n-1。
6.示例:完成下列物质发生缩聚反应的化学方程式。
第2课时缩合聚合反应学习目标 1.理解缩聚反应的原理。
2.由缩聚反应产物会判断单体。
一、缩合聚合反应1.回答下列问题:(1)什么是缩合聚合反应?提示由单体通过分子间的相互缩合生成高分子化合物的同时还生成了小分子的化学反应称为缩合聚合反应,简称缩聚反应。
(2)写出合成聚乙二酸乙二酯的化学方程式。
提示n HOCH2CH2OH+催化剂+(2n-1)H2O。
(3)指出高聚物的单体和链节。
提示链节是,单体是HOOC—(CH2)6—COOH、。
2.写出下列反应的化学方程式(1)由缩聚成高分子。
提示催化剂+(n-1)H2O(2)写出以HOOC(CH2)5OH、NH2(CH2)5COOH为单体通过缩聚反应,生成高分子化合物的化学方程式。
提示n HOOC(CH2)5OH 一定条件+(n-1)H2On NH2(CH2)5COOH 一定条件+(n-1)H2O深度思考缩聚反应的特点是什么?提示(1)缩聚反应的单体通常是具有双官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等)或多官能团的小分子。
(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。
练中感悟1.合成导电高分子化合物PPV的反应为――→一定条件下列说法正确的是()A.PPV是聚苯乙炔B.该反应为缩聚反应C.PPV与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同D.1 mol 最多可与2 mol H2发生反应答案 B解析A项,根据物质的分子结构可知该物质不是聚苯乙炔,错误;B项,该反应除生成高分子化合物外,还有小分子生成,属于缩聚反应,正确;C项,PPV与聚苯乙烯的重复单元不相同,错误;D项,该物质一个分子中含有2个碳碳双键和一个苯环,都可以与氢气发生加成反应,故1 mol 最多可以与5 mol氢气发生加成反应,错误。
2.找出合成下列高分子化合物的单体(1)提示(2)提示(3)提示(4)提示H2N(CH2)6NH2、HOOC(CH2)4COOH二、缩聚物与单体的相互推断1.由单体推断缩聚产物单体方法(官能团书写在链端) 缩聚物及类型聚酯HOOC(CH2)4COOH和HOCH2CH2OH 聚酯。
缩合聚合反应
1 缩合聚合反应的定义
由单体分子间通过缩合反应生成高分子的反应称为缩合聚合反应(简称缩聚反应)。
缩聚反应也是一类重要的聚合反应。
2 缩合聚合反应的特点
(1)发生缩聚反应的单体至少含有两个官能团。
(2)单体和聚合物链节的组成不同。
(3)在生成缩合聚合物(简称缩聚物)的同时,还伴有小分子的副产物的生成(如H2O等),这是缩聚反应与加聚反应的重要不同之处。
(4)一般的缩聚反应多为可逆反应,为提高产率,并得到具有较高聚合度的缩聚物,需要及时移除反应产生的小分子副产物。
(5)含有两个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物呈线型结构。
3 缩聚反应的常见类型
二元醇与二元羧酸的缩聚反应此类反应可用通式表示为(R、R′为烃基)如获得聚对苯二甲酸乙二酯:
羟基酸的缩
聚反应
(1)此类反应若只有一种单体,则可用通式表示为
如
(2)此类反应若有两种或两种以上的单体,则可用通式表示为
氨基酸的缩聚反应(1)此类反应若只有一种单体,则可用通式表示为
如
(2)此类反应若有两种或两种以上的单体,则可用通式表示为
注意
书写缩聚物的结构简式时,一般在方括号外侧写出端基原子或原子团。
例如:
典型例题
例3-6
下列说法不正确的是()
A.缩聚反应生成高分子的同时,还有H2O等小分子物质生成
B.丙烯和聚丙烯都能使溴水褪色
C.缩聚反应聚合物的链节和单体的化学组成不相同
D.由高分子组成的物质都没有固定的熔、沸点
解析◆缩聚反应与加聚反应的区别在于生成物不同,加聚反应只生成高聚物,而缩聚反应生成高聚物的同时,还有小分子副产物生成,A 项正确;丙烯分子中含有碳碳双键,能使溴水褪色,而聚丙烯分子中不合碳碳双键,不能使溴水褪色,B 项错误;因缩聚反应有小分子生成,故其聚合物链节和单体的化学组成不同,C 项正确;高分子都是混合物,没有固定的熔、沸点,D 项正确。
答案◆B
例3-7
某有机物A 含有C 、H 、O 三种元素,其蒸气密度是相同条件下H 2密度的29倍,把1.16 g 该有机物在O 2中完全燃烧,将生成物通过足量碱石灰,碱石灰增重3.72 g ,又知生成的CO 2和H 2O 的物质的量之比为1∶1。
回答下列问题:
(1)有机物A 的分子式为________。
(2)经红外光谱法测定,发现该分子中含有一个羟基,无甲基,且分子的结构为链状,请写出A 的结构简式________。
(3)已知聚乳酸是一种很有前途的可降解高分子材料,可制成袋子替代日常生活中的大部分塑料袋。
请完成以有机物A 为原料合成聚乳酸的路线(无机试剂任选)。
有机物A →________()+4KMnO H −−−−−−→→________→________
解析◆(1)有机物A 的蒸气密度是相同条件下H 2密度的29倍,说明A 的相对分子质量是58,则1.16 g A 的物质的量是0.02 mol ;由题意知,0.02 mol A 完全燃烧生成CO 2和H 2O 的质量共3.72 g ,又知生成的CO 2和H 2O 的物质的量之比为1∶1,设生成的CO 2和H 2O 的物质的量均为x ,则18 g ·mol -1×x +44 g ·mol -1×x =3.72 g ,x =0.06 mol ,说明1个A 分子中有3个碳原子、6个氢原子;又A 的相对分子质量是58,故1个A 分子中还有1个氧原子,则A 的分子式为C 3H 6O 。
(2)该有机物的红外光谱显示分子中含有一个羟基,无甲基,
且分子的结构为链状,则A为CH2===CHCH2OH。
(3)由聚乳酸的结构简式可知其单体为,根据A分子中的官能团及题给合成路线中的物质,判断A首先与溴化氢发
生加成反应,然后加成产物依次发生氧化反应、水解反应、酸化、缩聚反应就可得到最终产物,流程如下:
答案◆(1)C3H6O(2)CH2=CHCH2OH(3)见解析。