5.1合成有机高分子化合物的基本方法--加聚反应

有机高分子化合物的合成方法及应用在我们的日常生活中，有机高分子化合物无处不在。

从我们身上穿的衣物、使用的塑料制品，到建筑材料、医疗用品等，都离不开有机高分子化合物。

那么，这些神奇的物质是如何合成的？它们又有哪些广泛的应用呢？一、有机高分子化合物的合成方法1、加聚反应加聚反应是一种将不饱和的单体通过加成聚合形成高分子化合物的方法。

例如，乙烯分子（CH₂=CH₂）在一定条件下可以发生加聚反应，形成聚乙烯（CH₂CH₂n）。

在这个过程中，双键打开，多个乙烯分子相互连接，形成长长的链状分子。

加聚反应的特点是反应过程中没有小分子生成，产物的化学组成与单体相同。

2、缩聚反应缩聚反应则是由具有两个或两个以上官能团的单体，通过官能团之间的缩合反应形成高分子化合物，同时产生小分子副产物（如水、醇等）。

例如，对苯二甲酸（HOOC C₆H₄ COOH）和乙二醇（HO CH₂ CH₂ OH）通过缩聚反应可以生成聚酯纤维（聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET）。

缩聚反应相对复杂，需要严格控制反应条件，以确保高分子的分子量和性能。

3、开环聚合开环聚合是指环状单体在引发剂或催化剂的作用下，开环形成线性高分子化合物的过程。

比如，环氧乙烷可以通过开环聚合形成聚环氧乙烷。

这种方法常用于合成一些具有特殊性能的高分子，如聚醚类高分子。

二、有机高分子化合物的应用1、塑料塑料是我们最常见的有机高分子材料之一。

聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料具有轻便、耐用、耐腐蚀等优点，广泛应用于包装、日用品、电器外壳等领域。

例如，超市里的塑料袋、塑料瓶，家里的塑料盆、塑料玩具等，都是由各种塑料制成的。

2、纤维纤维材料如聚酯纤维（PET）、尼龙、腈纶等，具有良好的强度和柔韧性，被用于纺织业制作衣物、地毯、窗帘等。

这些合成纤维不仅具有优异的性能，而且可以通过不同的加工工艺和配方，实现各种颜色和款式的设计。

3、橡胶橡胶具有良好的弹性和耐磨性，是制造轮胎、密封件、橡胶管等产品的重要材料。

姓名：班级5.1 合成高分子的基本方法1．超级电容器是介于普通电容器与电池之间的储能装置。

石墨烯/聚3，4-乙烯二氧噻吩(PEDOP)可用于制备超级电容器。

下列有关说法正确的是A．石墨烯/聚3，4-乙烯二氧噻吩是一种新型化合物C互为同位素B．石墨与60C．聚3，4-乙烯二氧噻吩是人工合成高分子化合物D．聚3，4-乙烯二氧噻吩是纯净物【答案】C【详解】石墨烯/聚3，4-乙烯二氧噻吩是混合物，A项错误；C都是碳元素的不同单质，故互为同素异形体，B项错误；石墨与60C．聚3，4-乙烯二氧噻吩是聚合物、是人工合成高分子化合物，C项正确；D．高分子化合物都是混合物，聚3，4-乙烯二氧噻吩是聚合物，是混合物，D项错误；答案选C。

2．（2020·湖南·娄底一中高二开学考试）对下列各项事实的判断错误的是A．近年热议的“抗糖”一词中的“糖”，指的是六大营养物质之一的糖类。

糖类由C、H、O 三种元素组成B．屠呦呦因发现青蒿素（C15H22O5）荣获诺贝尔奖。

青蒿素是可以人工合成的有机高分子化合物C．“自热火锅”极大的方便了人们的生活，自热包的主要成分为CaO。

使用时只需加水即可加热“火锅”D．新型冠状病毒(2019-nCoV)平均直径约0.1微米。

用滤纸做的“口罩”无法隔离新型冠状病毒【答案】B【详解】A. 糖类是六大营养物质之一，糖类由C、H、O三种元素组成，A正确；B. 从分子式C15H22O5看，青蒿素不属于有机高分子化合物，B错误；C. 自热包加水后，发生反应：CaO+H2O=Ca(OH)2的同时大量放热，C正确；D. 直径为0.1微米的病毒能透过滤纸，故用滤纸做的“口罩”无法隔离新型冠状病毒，D正确；答案选B。

3．新冠肺炎疫情出现以来，一系列举措体现了中国力量。

在各种防护防控措施中，化学知识起到了重要作用。

下列有关说法错误．．的是A．使用医用酒精杀菌消毒的过程中只发生了物理变化B．使用84消毒液杀菌消毒是利用其强氧化性C．N95型口罩的核心材料是聚丙烯丝，属于有机高分子材料D．医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜，其单体是CF2=CF2【答案】A【详解】A．医用酒精能够使蛋白质变性，生成新物质，失去生理活性，属于化学变化，A项错误；B．84消毒液的主要成分是NaClO，NaClO具有强氧化性，能杀灭细菌和病毒，B项正确；C．聚丙烯是有机高分子化合物，属于有机高分子材料，C项正确；D．医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜，其单体是CF2=CF2，D项正确；答案选A。

人教版高中化学选修5-5.1《合成高分子化合物的基本方法》探究教案第一节合成高分子化合物的基本方法一、教材分析：本节首先用乙烯聚合反应说明加成聚合反应，用乙二酸与乙二醇生成聚酯说明缩合聚合反应，不介绍具体条件，只介绍加聚与缩聚反应的一般特点，并借此提出单体、链节、聚合度等概念，要求学生能识别加聚反应与缩聚反应的单体，利用“学与问”“思考与交流”等栏目，初步学会有简单的单体写出聚合反应的方程式及聚合物的结构式。

本节是在以学科知识逻辑体系（按有机化合物分类、命名、分子结构特点、主要化学性质进行编写）为主线，和以科学方法逻辑发展为主线（先介绍研究有机化合物的一般步骤和方法，然后是有机合成，再是合成有机高分子的基本方法），不断深入认识有机化合物后，进一步了解合成有机高分子化合物的基本方法。

明显看出是在第三章第四节“有机合成”的基础上延伸而来，学习本节后将有利于学生理解和掌握高分子材料的制取和性质。

二、教学目标1、知识目标：（1）能举例说明合成高分子化合物的组成与结构特点；（2）能依据简单合成高分子化合物的结构分析其链节和单体；（3）学会由简单的单体写出聚合反应方程式（4）能说出加聚反应和缩聚反应的特点。

2、能力目标：了解高分子化合物合成的基本方法。

3、情感、态度和价值观使学生感受到，掌握了有机高分子化合物的合成原理，人类是可以通过有机合成不断合成原来自然界不存在的物质，从而为不断提高人类生活水平提供物质基础。

三、教学重点难点重点：加聚反应和缩聚反应的特点；能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构简式。

难点：用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构简式；用简单的聚合物结构式分析出单体。

四、学情分析：本节课建立在已学习了有机物的加成反应和常见酯化反应的基础上，对有机化学反应的进一步学习深化，通过生活中、生产中的常见物质多为通过加聚、缩聚反应得到且应用广泛，从而激发学生的学习兴趣，让学生积极踊跃参与课堂，是探究能充分开展的优越条件，通过一系列有梯度、有思维含量的问题进行引导，最终能达到让学生自己得出答案的，获得探索后取得成果的快乐感受。

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。

《合成高分子化合物的基本方法》知识清单一、加聚反应加聚反应是合成高分子化合物的重要方法之一。

简单来说，加聚反应就是由许多小分子通过加成反应连接成高分子化合物的过程。

在加聚反应中，单体往往含有双键或三键等不饱和键。

比如乙烯（CH₂=CH₂）就是常见的单体之一。

当乙烯分子发生加聚反应时，双键打开，彼此连接形成聚乙烯（CH₂CH₂）n。

加聚反应的特点十分显著。

首先，加聚反应发生时，没有副产物生成。

这意味着小分子直接转化为高分子，整个过程较为简单高效。

其次，加聚反应得到的高分子化合物，其化学组成与单体的化学组成相同。

也就是说，聚乙烯的组成元素和乙烯是一样的，只是分子量大了很多。

常见的加聚反应单体还有氯乙烯（CH₂=CHCl），它可以聚合生成聚氯乙烯（PVC）；丙烯腈（CH₂=CHCN）可以聚合生成聚丙烯腈，用于制造腈纶等。

要判断一种物质是否能发生加聚反应，关键要看其分子结构中是否存在不饱和键。

如果有，那么在一定条件下就有可能发生加聚反应。

二、缩聚反应与加聚反应不同，缩聚反应在生成高分子化合物的同时，还会产生小分子副产物，如 H₂O、HCl 等。

缩聚反应的单体通常至少含有两个能相互反应的官能团，比如羟基（OH）和羧基（COOH）。

以乙二醇（HOCH₂CH₂OH）和对苯二甲酸（）为例，它们通过缩聚反应可以生成聚酯纤维——聚对苯二甲酸乙二酯（PET），同时生成小分子水。

缩聚反应的过程相对复杂一些。

在反应中，单体之间通过官能团的相互作用逐步连接成长链，同时不断脱去小分子。

由于小分子的脱去，使得反应能够向生成高分子的方向进行。

缩聚反应得到的高分子化合物的化学组成与单体不完全相同，因为有小分子副产物的产生。

常见的缩聚反应还有氨基酸之间的缩合生成多肽和蛋白质，羟基酸之间的缩合生成聚酯等。

判断一种物质是否能发生缩聚反应，需要观察其分子结构中是否存在能够相互反应且能脱去小分子的官能团。

三、高分子化合物的结构特点高分子化合物的结构可以分为链状结构和网状结构。

专题01 合成高分子化合物的基本方法一. 有机高分子化合物1. 概念：相对分子质量达几万甚至几千万，只是一个平均值，通常称为高分子化合物，简称高分子，有时又称高聚物。

如：淀粉、纤维素、蛋白质、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等。

高分子化合物结构简式中通常有“n” ，例淀粉或纤维素：（C6H10O5）n，聚乙烯：。

小分子：相对分子质量通常超过1000，有明确的数值，通常称为低分子化合物，简称小分子；如：烃、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等。

2. 合成有机高分子化合物以低分子有机物作原料，经聚合反应得到的各种相对分子质量不等的同系物组成的混合物，其相对分子质量一般高达104—106。

高分子化合物又称高聚物。

典例1下列物质中属于高分子化合物的是( )① 淀粉② 纤维素③ 氨基酸④ 油脂⑤ 蔗糖⑥ 酚醛树脂⑦ 聚乙烯⑧ 蛋白质A.②③④⑥⑦⑧B.①④⑥⑦C.①②⑥⑦⑧D.②③④⑥⑦⑧【答案】C【解析】③ 氨基酸、④ 油脂、⑤ 蔗糖都是小分子化合物，选C。

3. 有关高分子化合物的相关用语：⑴ 结构简式：它们是由若干个重复结构单元组成的。

⑵ 链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元。

叫做链节。

⑶ 聚合度：高分子里含有链节的数目。

通常用n表示。

⑷ 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，叫做单体。

⑸ 聚合物的平均相对分子质量=链节的相对分子质量×n4. 高分子化合物与小分子化合物比较典例2 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，是因为它们是由小分子通过聚合反应而制得B．有机高分子化合物的相对分子质量很大，但其结构不一定复杂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【答案】C【解析】高分子化合物是由小分子通过加聚(或缩聚)反应合成的聚合物或高聚物，其相对分子质量虽然很大，但结构不一定复杂，通式中的n值不确定，所以相对分子质量不确定。

5.1 合成高分子的基本方法【学科核心素养】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的聚合反应方程式和聚合物的结构式。

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。

【知识讲解】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(通常在104以上)的一类化合物。

2．基本概念单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。

链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位，也称重复结构单元。

聚合度：高分子链中含有链节的数目，通常用n 表示。

高聚物：由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物。

【变式探究】有机高分子化合物与低分子有机物的区别二、合成高分子化合物的基本反应类型1．加聚反应和缩聚反应的对比等)的化合物反应机理反应发生在不饱和键上反应发生在官能团之间聚合方式通过在双键上的加成而连接通过缩合脱去小分子而连接反应特点只生成高聚物，没有副产物产生生成高聚物的同时，还有小分子副产物生成(如H2O、NH3、HCl等)聚合物的化学组成所得高聚物的化学组成跟单体的最简式相同，其相对分子质量M r＝M r(单体)×n(聚合度)所得的高聚物的化学组成跟单体的化学组成不同，其相对分子质量Mr<[M r(单体)×n(聚合度)]2．加聚产物单体的判断方法(1)凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体。

(2)凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在中央划线断开，然后分别将两个半键闭合即得对应单体。

(3)凡链节主链上只有碳原子，并存在碳碳双键结构的高聚物，其断键规律是“有双键，四个碳；无双键，两个碳”，划线断开，然后将单键变双键，双键变单键即得对应单体。

合成高分子化合物的基本方法一、教学目标1.了解有机高分子化合物的链节、聚合度、单体的概念。

2.了解加聚反应和缩聚反应的一般特点。

3.由简单的单体写出聚合反应方程式（重点是缩合聚合反应方程式），聚合物结构式。

4.由简单的聚合物结构式分析出它的单体。

二、教学重点加聚反应和缩聚反应的特点；能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构简式三、教学难点用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构简式；用简单的聚合物结构式分析出单体四、课时安排1课时五、教学过程【引入】从这一节课开始，我们要对高分子化合物做一个比较系统的了解。

那么，究竟什么是高分子化合物呢？它们与低分子有机物有什么不同？【板书】第五章进入合成有机高分子化合物的时代（学生思考、讨论）【回答】1.它们最大的不同是相对分子质量的大小。

有机高分子的相对分子质量一般高达104~106，而低分子有机物的相对分子质量在1000以下。

2.合成有机高分子的基本结构与低分子有机物的单一结构不同，它是由若干个重复结构单元组成的高分子。

师：很好！接下来我们先学习第一节。

【板书】第一节合成高分子化合物的基本方法一、加聚反应师：大家对加聚反应并不陌生，它是加成聚合反应的简称，我们从高一到现在，已经学过好几个加聚反应了。

比如用乙烯为原料制取高分子化合物——聚乙烯，大家还记得其化学方程式吗？（学生回答，教师根据回答的情况给予评价）【板书】nCH2=CH2 →乙烯（单体）聚乙烯（聚合物）师：像乙烯这类能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物被称为单体；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，也称重复结构单元，聚乙烯的链节为—CH2CH2—；高分子链中含有链节的数目称为聚合度，通常用n表示。

【板书】聚合物的平均相对分子质量 = 链节的相对质量×n【思考与交流】思考、讨论、交流，完成下表。

2师：通过聚合物的链节，可以看出聚合物的单体，你知道下面两个聚合物是由何种单体聚合而成的吗？【回答】（顺便介绍一种找聚合物的单体的方法——弯箭头法）师：聚合反应中除了加聚反应之外，还有另外一种——缩合聚合反应，简称缩聚反应。

人教版高中化学选修五第五章知识点汇总第五章进入合成有机高分子化合物的时代一、合成高分子化合物的基本方法1.合成高分子化合物的基本反应类型1.1加成聚合反应（简称加聚反应）（1）特点①单体分子含不饱和键（双键或三键）；②单体和生成的聚合物组成相同；③反应只生成聚合物。

（2）加聚物结构简式的书写将链节写在方括号内，聚合度n在方括号的右下角。

由于加聚物的端基不确定，通常用“—”表示。

（3）加聚反应方程式的书写①均聚反应：发生加聚反应的单体只有一种。

②共聚反应：发生加聚反应的单体有两种或多种。

1.2缩合聚合反应（简称缩聚反应）（1）特点①缩聚反应的单体至少含有两个官能团；②单体和聚合物的组成不同；③反应除了生成聚合物外，还生成小分子；④含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构。

（2）缩合聚合物（简称缩聚物）结构简式的书写要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。

（3）缩聚反应方程式的书写单体的物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致；要注意小分子的物质的量：一般由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为（n－1）；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量为（2n－1）。

①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。

②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。

③以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成H2O的方式而进行的缩聚反应。

1.3加聚反应与缩聚反应的比较2.高分子化合物单体的确定2.1加聚产物、缩聚产物的判断判断有机高分子化合物单体时，首先判断是加聚产物还是缩聚产物。

判断方法是：（1）若链节结构中，主链上全部是碳原子形成的碳链，则一般为加聚产物；（2）若链节结构中，主链上除碳原子外还含有其他原子（如N、O等），则一般为缩聚产物。

2.2加聚产物单体的判断方法（1）凡链节的主链中只有两个碳原子（无其它原子）的聚合物，其合成单体必为一种，将两个半键闭合即可。

《合成高分子化合物的基本方法》知识清单一、加聚反应加聚反应是合成高分子化合物的一种重要方法。

简单来说，加聚反应就是许多小分子（通常是含不饱和键的单体）通过加成反应，连接成高分子化合物的过程。

在加聚反应中，单体往往具有双键或三键等不饱和键。

比如常见的乙烯（CH₂=CH₂），它在一定条件下可以发生加聚反应，生成聚乙烯（—CH₂—CH₂—n）。

加聚反应的特点有很多。

首先，加聚反应发生的过程中，没有小分子生成。

这意味着反应物中的原子全部转化到了高分子化合物中，原子利用率很高。

其次，加聚产物的化学组成与单体的化学组成相同，仅仅是相对分子质量发生了巨大的变化。

再者，加聚产物一般是线型结构，具有热塑性，加热到一定温度可以软化、熔融，冷却后又能固化。

加聚反应的类型多种多样。

比如均聚反应，就是由一种单体进行的加聚反应，像上面提到的乙烯生成聚乙烯就是典型的均聚反应。

还有共聚反应，它是由两种或两种以上单体共同参加的加聚反应。

例如，乙烯和丙烯可以共聚生成乙丙橡胶。

二、缩聚反应与加聚反应不同，缩聚反应在生成高分子化合物的同时，还会产生小分子副产物，比如水、醇、氨等。

缩聚反应的单体通常含有两个或两个以上能够相互反应的官能团，比如羟基（—OH）、羧基（—COOH）、氨基（—NH₂）等。

通过这些官能团之间的缩合反应，逐渐形成高分子链。

以聚酯的合成为例，对苯二甲酸（HOOC——COOH）和乙二醇（HOCH₂CH₂OH）可以发生缩聚反应，生成聚酯纤维（—O——CO—OCH₂CH₂O—n ＋ 2n H₂O）。

缩聚反应的特点在于，反应过程中会有小分子生成，所以原子利用率相对加聚反应较低。

而且，缩聚产物的化学组成与单体不完全相同。

缩聚产物一般是体型结构，具有热固性，一旦成型，加热后不能再软化或熔融。

缩聚反应的类型也不少。

根据单体的种类，可以分为均缩聚（只有一种单体）和混缩聚（两种或两种以上单体且均含有两种官能团）；按照反应产物的结构，又可分为线型缩聚（得到线型高分子）和体型缩聚（得到体型高分子）。