课题3 高分子化合物
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课题3 高分子化合物与材料•能举例说明合成高分子的组成与结构特点,能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。
•知道加聚反应和缩聚反应的特点。
•举例说明新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用,讨论有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
〔知识梳理〕1.写出合成聚氯乙烯的化学反应方程式,这种反应类型是反应,氯乙烯称为,链节为,n称为。
分子结构中含有的分子,都可以通过反应生成高分子化合物。
2.写出对苯二甲酸和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯的化学反应方程式,这种反应类型是反应.发生此类反应的必要条件是.3.聚乙烯塑料受热到一定范围时开始软化,直到熔化成流动的液体。
熔化的聚乙烯塑料冷却后又变成固体,加热后又熔化,这种现象称为。
聚乙烯、聚丙烯、和聚氯乙烯等都是热塑性塑料。
热塑性塑料具有结构。
4.热固性塑料在形成初期也是长链状的,受热会软化,可以被制成一定的形状。
但在进一步受热时,链与链之间会形成,产生一些交联,形成结构,硬化定型.再受热时,链状分子的滑动受到限制,因此不会熔化。
5.复合材料一般是由起作用的基体和起作用的增强体两种材料构成的.例如,就是一种复合材料,它具有、、、、等优良性能.6.高分子材料在使用过程中,由于环境的影响,其、、等性能逐渐变差,这种现象称为高分子材料的。
7.降解是指化学和物理因素引起的的过程,主要涉及、、三种过程。
〔方法导引〕1.高分子化合物高分子化合物按其来源可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类,合成高分子化合物主要有三大类:合成纤维、塑料和合成橡胶。
—C — O 新型高分子材料2.高分子化合物的单体、链节和聚合度单体:能合成高分子化合物的小分子物质.链节:重复出现的简单的结构单元.聚合度:链节重复的次数。
3.高分子化合物找单体的方法:见例题1。
例题1]合成结构简式为: 的高聚物,其单体是( )。
①苯乙烯 ②丁烯 ⑤乙烯A .①②B .④⑤C .③⑤D .①③解析]聚合反应有加聚反应和缩聚反应两种,二者的区别是:缩聚反应在单体间相互反应生成高分子化合物的同时,还生成小分子(如水、氨等分子),而加聚反应则不生成小分子.阶段常见的发生加聚反应的物质主要有烯烃、二烯烃及一些不饱和化合物;发生缩聚反应的物质主要有酚和醛、二元酸和二元醇、氨基酸等。
课题3 高分子化合物材料教学目标:1.举例说明高分子合成材料和其他新材料的特点,了解有关的生产原理。
2.收集我国现代材料研究和材料工业发展情况的资料,认识新材料的发展方向。
3.讨论社会发展和科技进步对材料的要求,认识化学对材料科学发展的促进作用。
教学重点、难点:说明高分子合成材料和其他新材料的特点,了解有关的生产原理。
探究建议:1、就近参观高分子材料的生产、加工企业(或者观看有关影像),收集有关资料,撰写有关科学小品。
2、实验:用淀粉自制吸水材料,并进行模拟保水试验。
课时划分:一课时教学过程一、高分子化合物的合成高分子化合物,指的是分子量很大的有机物质(分子量一般在__~__以上,分子量在__以上就称为高分子化合物)。
常见的合成高分子材料有:__、__、__、以及某些胶粘剂、涂料等。
合成高分子化合物是由低分子量的有机化合物(称为单体)聚合而成。
按聚合反应方式的不同,分为加聚聚合与缩聚聚合。
1.加成聚合(加聚):通常是在催化剂的存在下,含有__键的单体打开__键,相互连接而得到聚合物长链分子。
加聚反应生成的高分子化合物称聚合树脂,它们多在原始单体名称前冠以“聚”字命名。
加聚反应的特点是反应过程中不产生副产物。
写出聚乙烯的①结构式:____②链节:_____③聚合度(n)____④单体:______。
几点说明:(1)高分子化合是通过小分子化合物(即单体)通过聚合反应制得的。
(2)高分子化合物可以看做是成千上万个__重复连接而成的。
(3)高分子化合物的相对分子质量=__的式量×__(4)高分子材料是由许许多多n值不同的高分子构成的,因而高分子化合物是__,测得的相对分子质量是___。
2.缩聚聚合(缩聚):是由含有活性官能团的两个或两个以上的单体,在加热和催化剂的作用下,经缩合反应,相互连接而得到高分子量的聚合物,并同时析出__、__、__等副产物(低分子化合物)。
缩合树脂多在原始单体名称后加上“树脂”两字命名。
高分子化合物教案一、教学目标1. 了解高分子化合物的概念和特点;2. 理解高分子化合物的分类及其应用;3. 能够运用所学知识解决相关问题。
二、教学内容1. 高分子化合物的定义和特点;2. 高分子化合物的分类;3. 高分子化合物在日常生活和工业中的应用。
三、教学过程一、高分子化合物的定义和特点1. 概念解析高分子化合物是由许多重复单元通过共价键连接而成的化合物,其分子量较大。
又称为聚合物。
2. 特点介绍(1)分子量较大,常为千至百万之间,与低分子物质相比较;(2)由重复单元构成,单元之间通过共价键相连;(3)具有高聚合度和长链结构;(4)具有独特的物理和化学性质。
二、高分子化合物的分类1. 根据聚合方式分类(1)加合聚合:通过单体的加成反应形成高分子化合物,如聚乙烯和聚丙烯;(2)缩合聚合:通过单体的缩合反应形成高分子化合物,如酯类和胺类聚合物。
2. 根据聚合物结构分类(1)线性聚合物:由直链结构组成的聚合物,如聚乙烯;(2)支化聚合物:在主链上有支链结构的聚合物,如聚丙烯;(3)交联聚合物:由三维网状结构组成的聚合物,如环氧树脂。
3. 根据性质分类(1)热塑性聚合物:可在一定温度范围内多次加热塑性变形,如聚乙烯;(2)热固性聚合物:加热后不再软化,常用于制作耐热、耐腐蚀的制品,如环氧树脂;(3)弹性体:具有高弹性和弯曲恢复能力的聚合物,如橡胶。
三、高分子化合物的应用1. 日常生活中的应用(1)塑料制品:聚乙烯、聚丙烯等广泛用于包装、容器等制品;(2)纤维材料:聚酯纤维、尼龙纤维等用于制作衣物、织物等;(3)胶黏剂:聚合物胶水、胶带等用于粘合;(4)弹性体制品:橡胶制品如胶鞋、轮胎等。
2. 工业中的应用(1)塑料制品:广泛应用于电器、汽车、建筑等领域;(2)纤维材料:用于制作绳索、合成革等;(3)涂料和粘合剂:环氧树脂和聚氨酯等用于涂料和胶合;(4)高分子材料:如聚苯乙烯等用于制作泡沫塑料、绝缘材料等。
专题三高分子化合物材料教学目标:学会常见的高分子化合物的结构和单体的判断方法了解常见的形成高分子化合物的两种反应类型教程:引入:高分子化合物在高考中的地位.板书:专题三高分子化合物的判断简介:本节主要内容:掌握形成高分子化合物的两种反应类型、高分子化合物的定义、单体的判断方法板书:一形成高分子化合物反应类型A加聚反应的定义及其书写规律、产物结构的特点投影:例:完成反应反应方程式①同种分子n CH2=CH2n CH2=CH-CH=CH2②多种分子n CH2=CH-CH3+CH3CH=CH-CN讲解:正确的反应反应方程式,概括加聚反应的定义:珧各的单体通过加成反应而生成高分子化合物的反应称为加聚反应。
其实质是含有不饱和键,在一定条件下,双键中的一个键断裂,断裂后新载体之间未成对场子相互结合,从而形成高分子化合物,主要类型有:单烯加聚,两种或多种烯烃的共聚,共轭二烯烃的加聚。
特殊的加聚,环状类有机物的开环加聚讨论:加聚产物的结构特点和书写规律板书:加聚产物的结构特点:产物主链为偶数的碳原子数,一般只有碳原子,书写规律;双键或叁键打开一键,多个分子相互连.练习:完成反应方程式CH2=CH-CH=CH2+CH3CH=CH-CNCH CHCH2O评价:正误板书: B 缩聚反应的定义和书写规律、产物的结构特点投影:例完成反应方程式①同一种分子n HO-CH2-COOHnNH2-CH2-COOH②多种分子nNH2-CH(CH3)-COOH+nNH2-CH2-COOH讲解:反应方程式的正误概括缩聚反应的定义具有两个或两个以上官能团的单体间通过缩合生成高分子化合物,同时生成小分子(如H2O、HX等)的反应称为缩聚反应。
主要类型有:羟基与羧基的缩聚,羧基与氨基的缩聚,特殊的酚与醛的缩聚,同时必然生成小分子。
讨论:形成条件板书:形成条件:分子中含有两个或两个以上具的有活泼氢的的官能团,主要是-OH、-COOH、-NH2 之间讨论:产物的结构特点、板书产物的结构特点:分子主链上含有酯键或酰胺键(-COO-、-CO-NH-)讨论:书写规律板书:书写规律:羧去羟基醇去氢(氨),不同分子相互连,同时生成小分子练习: 完成反应方程式n HO-CH2-COOH +HO -CH2-CH2-COOHnNH2-CH2-COOH +nNH2-CH (C6H5)-COOH过渡: 在学习上述的基础上,我们就能进行高聚物确定单体的结构简介: 本部分主要学习由高聚物确定单体的结构的方法和类型、解题思路板书: 二 高高聚物确定单体的结构A 解题思路讲解: 例题 确定下列物质的单体.投影① ②.③ ④⑤ ⑥⑦学生练习①②③④讲解: 根据上述四个例子,解题思路如下:板书: 思路:①先判断聚合类型,(根据聚合反应的产物的结构特点可知,加聚产物的主链中只有偶数碳原子数,缩聚反应的产物的主链中含有酯键或酰胺键)②根据各种反应的特点来书写,加聚的单体:两端收回有顺序,若遇5键断一碳碳键缩聚的单体:两端收回有顺序,羧加羟基醇(氨)加氢练习: 5 6 7说明:注意特例:A 是HCHO 的加聚产物B 其单体应为课后练习:1 (2002上海)橡胶属于重要的工业原料。
高分子化合物与材料一、教材分析和建议本课题是按照高分子化合物合成的反应原理、塑料制品的加工、获得性能优异的合成材料以及高分子合成材料的保护、回收利用这样的顺序展开的。
高分子化合物的合成,主要是对比介绍加聚反应和缩聚反应的原理,突出高分子化合物在组成、结构、相对分子质量的特点,为学习高分子化合物的其他内容打下基础。
为了易于理解,教科书从比较简单的有机化学反应开始引入有关的聚合反应,并采用对比分析的方法,结合加聚反应和缩聚反应获得的常见制品图片,帮助学生认识这两种获得高分子化合物的重要反应,理解它们之间的区别和联系。
这也是本课题的教学重点,通过学习应该使学生认识到高分子化合物与低分子化合物的本质区别就在于前者的相对分子量很大,由此导致了高分子化合物具有低分子化合物所没有的一些特殊性能和使用特点,但是,高分子化合物往往组成和结构并不复杂,形成高分子化合物所依据的反应原理也同其他有机反应没有多大的差别。
另外,按照课程标准的要求,通过“科学视野”这个栏目,指出了催化剂在高分子合成工业中的重要作用。
塑料制品的加工原理在于利用高分子化合物的性能,主要是根据热塑性塑料和热固性塑料的不同特点,而这些不同的特点,恰恰是由于高分子化合物在组成和结构上的差异造成的。
由此,可以引导学生结合高分子化合物对“物质(组成)结构决定物质的性质(性能),以及在一定条件下,物质的性质(性能)决定物质的用途”这些化学基本观念有一个新的认识。
如果条件允许,可以带领学生参观附近的塑料制品厂,其间不仅要参观实际的生产过程,还要注意考察生产车间的环境、消防及劳动保护措施等。
能导电的高分子化合物、高吸水性树脂以及微胶囊不仅是“科学视野”中提供的一些功能高分子材料的实例,而且也是目前获得功能高分子材料三种主要途径的典型产品。
利用一些比较简单的反应,却可以获得多种性能优异、用途广泛的功能高分子材料,这中间充分体现了化学合成的魅力。
此外,塑料的改性以及复合材料则是获得性能优异合成材料的另外两个重要途径。
第三章有机合成及其应用合成高分子化合物第3节合成高分子化合物本章前两节着重讨论了合成有机化合物的基本思路和方法。
并全面整合了有机化合物、官能团、结构、反应、性质、转化和合成之间的关系,本节教材的设置则是基于两条线索来构建的。
一方面,从具体的物质线索来看,合成高分子化合物是一大类重要的且具有广泛应用的有机化合物;另一方面,有关高分子化合物的合成是有机合成的重要应用领域。
学习了这一节,可以使学生进一步体会有机合成在推动材料发展、提高社会文明中的重要作用。
在学习本节之前,学生已经学过烃、烃的衍生物,也了解了小分子化合物的结构、性质和用途方面的知识。
但高分子化合物所发生的反应是不同于小分子的,因此进一步了解高分子化合物的知识是很必要的。
本节在设计上,既注意联系小分子化合物(单体)和高分子化合物,又力图把高分子化合物的基本慨念、理论与现代高分子材料的发展结合起来。
使学生对高分子科学有一个比较全面的认识。
本节首先介绍了高分子化合物的基本概念,包括单体、链节、链节数、高分子化合物的分类,突出了相对分子质量为104~106的化合物才是高分子化合物;又因学生在《化学必修第二册》中已经学过加成聚合反应的知识,这里仅详细讨论了缩合聚合反应及其特点,投课时要注意两者的区别。
之后,教材介绍了高分子化学反应,它实际上是以高分子化合物作为反应物的。
该类反应有其特殊的用途如用于橡胶的硫化,但有些高分子化学反应会使高分子材料性质变坏如老化。
只有了解了高分子化学反应,我们才能更有效地利用高分子化合物。
合成高分子材料因其特殊性能被广泛应用于各行各业,本节最后简单介绍了常见的高分子材料和功能高分子材料。
证据推理与模型认知:能根据单体的官能团差异理解加聚反应和缩聚反应的原理,辨析加聚产物和缩聚产物结构与性质的异同,建立高聚物与单体间的相互推断的思维模型,能运用该思维模型进行高聚物与单体间的相互推断。
宏观辨识与微观探析:从高分子化合物所含官能团的角度,了解通过高分子化学反应可以合成带有特定功能基团的新的高分子化合物,能从微观角度了解高分子材料的分类和用途,理解高分子材料结构与性质的关系。
课题3高分子化合物与材料[自读教材·夯基础]1.分类高分子化合物可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物。
2.概念(1)高分子化合物是指相对分子质量很大的有机化合物(相对分子质量一般在一万以上),简称为高分子。
(2)合成高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的,所以也称为聚合物或高聚物。
3.结构(以聚氯乙烯为例)[跟随名师·解疑难](1)高分子化合物是混合物,不是纯净物。
这是因为:对单个高分子来说,相对分子质量是确定的,但对一块高分子材料来说,它是由许多相对分子质量不等的高分子聚集起来的,实验测得的高分子的相对分子质量是平均值。
(2)高分子化合物有如下特点:①有机高分子化合物的相对分子质量一般高达104~106,且是一个平均值;低分子有机物的相对分子质量一般在1 000以下,且是一个固定的数值。
②有机高分子化合物由若干个重复单元组成,低分子有机物结构固定。
③有机高分子化合物与低分子化合物的物理、化学性质有较大差异。
[剖析典例·探技法][例1] [双选题]下列关于有机高分子化合物的认识不.正确的是( )A.合成高分子化合物被称为聚合物或高聚物,是因为它们是由小分子通过聚合反应而得到的B .有机高分子化合物的相对分子质量很大,因而其结构很复杂C .对于一块高分子材料来说,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[名师解析] 虽然有机高分子化合物的相对分子质量很大,但在通常情况下,结构并不复杂,它们是由简单的结构单元重复连接而成的。
对于一块高分子材料来说,它是由许多聚合度相同或不同的高分子聚合起来的,因而n 是一个平均值,也就是说它的相对分子质量只能是一个平均值。
[答案] BC [名师点睛]由于聚合度n 值不同,所以有机高分子化合物都是混合物,没有固定的熔、沸点。
1.加成聚合反应(1)概念:很多含有双键、三键或环状结构的低分子,在一定条件下可以发生加成反应而形成高分子化合物,这一类反应称为加成聚合反应,简称加聚反应。
课题3 高分子化合物
[知识回顾]
1什么是高分子化合物?高分子化合物结构上的几何形状有哪些分类?有机高分子化合物的基本性质有哪些?
2蛋白质分子的一级结构、二级结构、三级结构对人体的生命活动有怎么的意义?
3有哪些方法可以合成高分子化合物?
[知识学习]
问题组:
2由小分子合成高分子成为聚合反应,其主要的方式有哪两种?
3可以发生加聚反应的物质类型有哪些?
4可以发生缩聚反应的物质类型有哪些?
1、常见高分子形成的反应类型并分类举例
5加聚反应
6单烯、炔烃加成:
7单烯、炔烃的衍生物的加成:
8二烯烃加成:
9多种烯烃的混合加成:
[交流与讨论]
加聚反应产物特点及区分
[知识巩固]
2.下列物质可用于萃取溴水中的溴的是:
A、聚氯乙稀
B、聚1,3——丁二烯
C、聚乙炔
D、己烷
3.具有单双键交替长链(—CH=CH—CH=CH—CH=CH—CH=CH—)的高分子可能成
为导电塑料,2000年诺贝尔化学奖授予从事该领域研究的三位科学家。
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
答案:D
4.常见的橡胶有多种,合成橡胶是聚1,3-丁二烯,天然橡胶-甲基-1,3-丁二烯,
丁苯橡胶是1,3-丁二烯与苯乙烯合成的,请写出由其单体合成高分子的化学方程式。
将产物对照聚乙烯、聚氯乙稀等塑料制品,观察其结构上的区别。
答案:
nCH2=CH—CH=CH2CH2—CH=CH—CH2n(聚1,3-丁二烯)
nCH2=CH—CH2CH2—CHCH2n(天然橡胶)
混合型:
CH CH CH CH
2
2
n n CH CH 2
催化剂
+CH CH CH CH CH CH 2 2
2 n
(丁苯橡胶)
塑料的长链是饱和的,而橡胶的长链有双键存在,长链有双键为下一步将不同的链连接织成立体网状提供了可能,因此塑料一般是线性高分子,而橡胶一般是体型高分子,表现在性质上也是不同的。
5. 以乙炔为主要原料可以合成聚合聚氯乙烯、聚丙烯和氯丁橡胶,请在图示空格中填写
有关物质的结构简式,并写出①~⑦各步反应的化学方程式。
答案:
①CH ≡CH+HCl →CH 2=CHCl CH 2=CHCl ②nCH 2=CHCl →CH 2—H n CH 2—H n ③CH ≡CH+HCN →CH 2=CHCN CH 2=CHCN ④nCH 2=CHCN →CH 2—n
⑤2CH ≡CH →CH 2=CH —C ≡CH CH 2=CH —C ≡CH ⑥CH 2=CH —C ≡CH+HCl →CH 2=CH —=CH 2 CH 2=CH —=CH 2 ⑦nCH 2=CH —=CH 2 →CH 2—CH =—CH 2n
6. 用煤炭、电石、食盐和水,合成用于制造塑料薄膜、人造革、塑料管材和板材的聚氯
乙烯(PVC )的合成路线。
(已知电石可发生如下反应:CaC 2+2H 2O →CH ≡CH ↑+Ca(OH)2)
7. 现有两种烯烃:CH 2=CH 2和CH 2=CR 2(R 为烃基),它们的混合物进行聚合反应后,产物
中含:
①CH 2—CH 2n ②CHR —CHR n ③CH 2—CH 2—CH 2—CR 2n ④CH 2—CH 2—CHR —CHR n ⑤CH 2—CR 2 n A.①⑤ B.②④ C.①③⑤ D.只有① 2 缩聚反应(用方程式表示) (1) 酯化缩合 (2) 氨基酸缩合
(3)酚醛树脂缩合
2、高聚物单体的寻找方法:
3判断聚合类型:碳链都是碳原子,一般是反应产物,其单体(可以相同,也可以不同)为乙烯类型或1,3-丁二烯类型。
如链上有:-O-、-NH-、--等官能团都是反应产物。
4若是加聚产物:找单体是在碳链两两(两个碳原子)断键,如链上有双键,则有四个碳原子断键(丁二烯结构)。
例:CH2—CH==CH—CH2—CH2—CH2 ,其单体是乙烯(CH2=CH2)、丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)。
①若链节中碳原子全部以单键结合,则链节中必含两个碳原子的结构。
对应的单体
必为乙烯类型(CH2==CH—C6H5,CH2==CH—CN,CH2==CH—Cl,CH2==CH—CH3,CH2==CH2)结构的单体。
②链节碳原子以单键、双键结合,则链节中必含四个碳原子的结构单元,对应的单
体必然有1,3-丁二烯类型结构的单体,如CH2—CHCH2n
单体为CH2=CH—CH2。
5若是缩聚产物:找单体时从官能团入手:-O-是酯找单体加氢原子和羟基,单体是酸和醇,-NH-是肽键找单体加氢原子和羟基,恢复成氨基和羧基。
6若链节结构中,主链上是碳与碳原子形成碳链,则一般为加聚产物。
寻找单体:两个两个往前找,遇到单键断后合,碰到双键继续跑,断后四碳再组合。
【知识链接】
5有机高分子化合物的基本性质是什么?
有机高分子化合物的基本性质有:
(1)溶解性,难溶或溶解较慢;
(2)型高分子具有热固性,而型高分子具有热塑性;
(3)高分子材料一般强度;
(4)高分子化合物一般不导电,是很好的电绝缘材料。
6复杂单体聚合后形成的高分子链节可以不相同,如CH2=CH-CH3与CH=CH
2
共
聚后形成的高分子链节有—CH2-CH2-—,—CH2-—CH2-等多种。
当知道高分子化合物的结构简式时,也可以推知其单体,推断过程与其生成过程进行逆向推断即可。
聚乙烯塑料袋可用作食品袋,聚氯乙烯塑料袋不能盛放食品
练习:
8.在以下各对化合物中,可作为高分子化合物:CH2-CH(CH3)-CH2CH2n的单体是:
A、CH3-CH=CH2和CH2=CH-CH=CH2
B、CH2=CH=CH2和CH2=CH –CH2
C、CH3-CH2-CH=CH2和CH2=CH-CH3
D、CH2=CH2和CH2=CH-CH3
9.下列有机物作为单体能发生加聚反应的是:
A、CH3CH3
B、CH2=CH2
C、H——H
D、OH
答案:
BD
10.有关高分子化合物性质描述不正确的是:
A、一般具有良好的绝缘性
B、均不溶于水,易溶于有机溶剂
C、均不耐热,受热后会熔化,改变原有形状
D、一般比同质量金属强度大。