第五章 合成高分子(章末复习)(共40张PPT)(课件精讲)-【名课堂精选】2022-2023学年高二化学同步课件精讲及习题精练(人教版2019选择性必修3)

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名称 第五章 合成高分子(章末复习)(共40张PPT)(课件精讲)-【名课堂精选】2022-2023学年高二化学同步课件精讲及习题精练(人教版2019选择性必修3)
格式 pptx
文件大小 8.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-05-29 14:57:56

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文档简介

(共40张PPT)
章末复习
第四章 合成高分子
CH3CH=CH2
一定条件
n
[
]
CH CH2
CH3
丙烯
聚丙烯
单体:
加成聚合物:
(简称加聚物)
链节:
(又称重复结构单元)
聚合度:
n
含有的链节数目 n
聚合物的平均相对分子质量=链节×n
CH CH2
CH3
加聚反应
一般是含有双键的烯类单体发生的聚合反应。
单体分子之间通过加成反应生成高分子。
加成聚合的产物叫加聚物
—CH2—CH2—
[ ]n
n CH2=CH2
催化剂
加聚反应
CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+......
共轭二烯烃加聚
一定条件
nCH2=CH CH=CH2
“两头开,双变单,单变双”
烯烃共聚
由两种或两种以上单体发生的加聚反应
nCH2=CH2+ nCH2=CH CH3
一定条件
[CH2 CH =CH CH2]
n
[CH2 CH2 CH CH2]
n
CH3
[ CH2 CH2 CH2 CH]
n
CH3
“分别单体,再相连”
加聚反应
无双键
单烯烃加聚
单烯烃共聚
将链节的两个半键闭合即为单体。
[
]
CH CH2
Cl
n
单体
CH=CH2
Cl
将链节中每两个碳断开,
再将两个半键闭合即为单体。
[ CH2 CH2 CH CH2 CH CH2 ]
n
Cl
CH3
单体
CH2=CH2
CH=CH2
Cl
CH3CH=CH2
加聚物推单体
有双键
炔烃加聚或共聚
共轭二烯烃加聚或共聚
将链节的两个半键闭合即为单体。
[ CH=CH ]n
单体
HC≡CH
[ CH2 CH = C CH2 CH CH2 ]
n
Cl
CH3
单体
CH2=CH C=CH2
Cl
CH3CH=CH2
加聚物推单体
1.先判断反应的类型:
判断高聚物反应的类型要根据高聚物中键的特点和产物的情况确定。
2.加聚物的单体判断关键是:
根据链节中碳碳键的特点分析是单烯烃的加聚还是二烯烃的加聚
3.缩聚物的单体的判断的关键是键的断的位置以及断键后应该加什么样的基团。
加聚物推单体
(1)凡链节主链中只有碳原子,并存在碳碳双键结构的聚合物,其规律是“见双键,四个碳;无双键,两个碳”。从一端划线断开,隔一键断一键,然后将半键闭合,即单、双键互换。
(2)凡链节主链上有多个碳原子(n>2),且含有碳碳双键的高聚物,若采用“见双键,四个碳”的断键方式,链节主链两边分别剩下1个碳原子,无法构成含双键的单体时,则可能是含有碳碳三键的化合物参与了加聚反应。
归纳小结
聚对苯二甲酸乙二酯
C
O
OH
C
O
HO
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
CH2
CH2
OH
HO
n
n
+
催化剂
+
(2n-1)H2O
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)
这种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)。
(1)在生成缩聚物的同时,还伴有小分子的副产物(如H2O等)的生成
(2)一般的缩聚反应多为可逆反应
(3)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。
缩聚反应
单体
C
O
OH
C
O
HO
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
CH2
CH2
OH
HO
n
n
+
催化剂
+
(2n-1)H2O
单体
链节
端基原子团
端基原子
各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致
一个单体
两个单体
2n-1
n-1
缩聚反应
①羟基羧基缩聚
催化剂
O
nHO
C
CH2OH
+ (n-1)H2O
H
[
]
O
HO
C
CH2O
n
单体
链节
端基原子
端基原子团
O
HO
C
CH2OH
O
HO
C
CH2OH
O
HO
C
CH2OH
O
HO
C
CH2OH
②氨基羧基缩聚
nH2N
CH2
COOH
催化剂
[
]
H
N
CH2
n
H
O
OH
C
+ (n-1)H2O
一个单体
缩聚反应
单体
C
O
OH
C
O
HO
C
O
O
CH2
CH2
O
C
O
[
]
n
HO
H
CH2
CH2
OH
HO
+
催化剂
+ (2n-1)H2O
单体
链节
端基原子团
端基原子
各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致
一个单体
两个单体
2n-1
n-1
(2)由两种单体发生的缩聚反应
①二元酸与二元醇
③羟基羟基缩聚
nHO
CH2CH2
OH
催化剂
HO
CH2CH2O
H
[
]
n
+ (n-1)H2O
n
n
②二元酸与二胺
(CH2)2
NH2
H2N
+
n
+ (2n-1)H2O
催化剂
C
O
OH
C
O
HO
n
(CH2)4
C
O
(CH2)2
NH
C
O
[
]
n
HO
H
(CH2)4
N
H
③苯酚与甲醛的缩聚(酚醛树脂)
在酸催化下,等物质的量的苯酚与甲醛反应,苯酚邻位或对位的H原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚,然后羟甲基苯酚之间脱水缩合成线型结构高分子
n
+ (n-1)H2O
H+
H+
缩聚反应
缩聚物单体的推断方法常用“切割法”如
第一步:去掉缩聚物结构简式中的方括号与“n”,变为小分子
第二步:断开分子中的肽键或酯基
第三步:羰基碳上连接—OH;在氧或氮原子上连—H,还原为单体小分子。
缩聚物推单体
如H OH结构的,其单体必为一种,在链节的-NH上加氢原子、羰基上加羟基, 所得氨基酸为单体。
如H OH的单体是
缩聚物推单体
从酯基中间断开,在羰基上加羟基,在氧原子上加氢原子得到羧酸和醇。
缩聚物推单体
缩聚物推单体
类别 加聚反应 缩聚反应
单体特征 含不饱和键(如 )或环(如 ) 至少含两个官能团
单体种类 含碳碳双键或碳碳三键的有机物等 酚、醛、醇、羧酸、氨基酸等
加聚反应和缩聚反应的比较
高分子材料
按用途和
性能分类
通用高分子材料
功能高分子材料
塑料
合成纤维
合成橡胶
粘合剂
涂料
高分子分离膜
导电高分子
医用高分子
高吸水性树脂
一、高分子材料的分类
一、高分子材料的分类
1. 塑料
塑料
主要成分
加工助剂
合成树脂
实例:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂
增塑剂
热稳定剂
着色剂
提高柔韧性
提高耐热性
赋予塑料各种颜色
二、通用高分子材料
热塑性塑料(聚乙烯, 聚氯乙烯, 聚丙烯等)
塑料分类
热固性塑料(环氧树脂、酚系树脂如酚醛塑料、聚酯树脂)
特性:受热时软化并可熔化成流动的液体,冷却后变成固体,加热后又熔化,可反复加工,多次使用
特性:在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状,但加工成型后就不会受热熔化
线型结构,链状结构,可以反复加热熔融加工
体型结构,网状结构。不能加热熔融,只能一次成型
物质的结构决定其性质的原则同样适用于高分子
二、通用高分子材料
塑料
可以反复加热熔融加工
聚乙烯、聚氯乙烯等
不能加热熔融,只能一次成型
酚醛树脂、脲醛树脂等
热固性塑料
热塑性塑料具有长链状的线型结构。受热时,分子间作用力减弱,易滑动;冷却时,相互引力增强,会重新硬化。因此能反复加热软化和冷却硬化。
线型结构
不带支链的
带支链的
热固性塑料第一次加热时软化流动,到一定温度时链与链间会形成共价键,产生一些交联,形成体型网状结构,硬化定型。此后再次加热时不能软化。
体型(网状)结构
交联的
热塑性塑料
二、通用高分子材料
根据溶解性判断:
能溶于适当溶剂的高分子材料一般为线型结构,如聚乙烯、聚氯乙烯等;
在溶剂中难溶解的高分子材料一般为体型结构,如酚醛塑料等。
根据热塑性、热固性判断:
具有热塑性,受热能熔化的高分子材料具有线型结构;具有热固性,受热
不熔化的高分子材料具有体型结构。
思考与讨论
如何利用性质判断高分子材料是线型结构还是体型结构?
为什么聚乙烯材料具有一定弹性?
聚乙烯分子链上的碳碳单键可以发生旋转
导致
分子链只能呈不规则的卷曲状态
外力作用
卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直
除去外力
恢复卷曲状态
所以,一般的高分子材料都具有一定的弹性
思考与讨论
(2)酚醛树脂
酚醛树脂是酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。
苯酚、甲醛
缩聚反应


线性结构酚醛树脂
网状结构酚醛树脂
二、通用高分子材料
(2)酚醛树脂
①苯酚与甲醛在酸催化下
等物质的量的苯酚与甲醛反应,苯酚邻位或对位的H原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚,然后羟甲基苯酚之间脱水缩合成线型结构高分子。
二、通用高分子材料
(2)酚醛树脂
①苯酚与过量甲醛在碱催化下
生成羟甲基苯酚的同时,还生成________________、______________继续反应生成_______结构酚醛树脂
二羟甲基苯酚
三羟甲基苯酚
网状
OH
CH2OH
CH2OH
二羟甲基苯酚
OH
CH2OH
CH2OH
HOCH2
三羟甲基苯酚
主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。
二、通用高分子材料
(3)脲醛树脂
尿素(H2NCONH2)可以与甲醛发生反应,最终缩聚成具有线型或网状结构的脲醛树脂。脲醛树脂可用于生产木材黏合剂、生活器具和电器开关。
nH2NCONH2 + 2nHCHO
催化剂
+(n-1) H2O
尿素可以与甲醛生成线型聚合物的化学方程式:
1:2 加成
HNCONH
CH2
HO
CH2
OH
n
H
OH
HNCONH
CH2
O
CH2
二、通用高分子材料
含有强亲水基团的支链,如羧基、羟基、酰氨基等。
1)结构特点:
2)合成方法:
①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接上带有强亲水基团的支链(如丙烯酸钠),在交联剂作用下形成网状结构,以提高吸水能力。
1)结构特点:
2)合成方法:
①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接上带有强亲水基团的支链(如丙烯酸钠),在交联剂作用下形成网状结构,以提高吸水能力。
高吸水性树脂
《时代周刊》评出20世纪最伟大的100项发明,其中“尿不湿”榜上有名
3)性能:
不溶于水,也不溶于有机溶剂,与水接触后在很短的时间内溶胀,可吸收其本身质量的数百倍甚至上千倍的水,同时保水能力要强,还能耐一定的挤压作用。
高吸水性树脂
在干旱地区用于农业、林业抗旱保水,改良土壤,还可用于婴儿纸尿裤等。如在苗木根部放上一些吸足了水的高吸水性树脂,可以使苗木在生长发育过程中有充足的水分。
4)应用:
高吸水性树脂
(1)结构特点:分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过,其余物质则
被截留在膜的另一侧形成浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)类型:分离膜根据膜孔大小分为
高分子分离膜
(4)用途:
广泛用于海水淡化和饮用水的制取,以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域
饮用水的制取
血液透析
高分子分离膜
人造骨骼和关节
人造心脏
人工肾脏
人造皮肤
人造血管和心脏补片
拓展:医用高分子材料
尿不湿所用的材料是高吸水性树脂(常用网状结构的聚丙烯酸钠 )。
聚丙烯酸钠的合成:
CH2=CHCOOH→CH2=CHCOONa→聚丙烯酸钠
在橡胶工业中,天然橡胶与合成橡胶一般都要经过硫化工艺,将橡胶的线型结构转变为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入少量交联剂,以得到具有网状结构的树脂。思考为什么要将橡胶和高吸水性树脂转变为网状结构。
高吸水性树脂
思考与讨论
高吸水性树脂加交联剂的目的是变支链型结构为体型结构,使其既有吸水性而又不溶于水,耐挤压。
在橡胶工业中,天然橡胶与合成橡胶一般都要经过硫化工艺,将橡胶的线型结构转变为网状结构。在制备高吸水性树脂时也要加入少量交联剂,以得到具有网状结构的树脂。思考为什么要将橡胶和高吸水性树脂转变为网状结构。
高吸水性树脂
思考与讨论
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