一、学习目标
- 掌握本章 合成高分子的基本方法、高分子材料 的结构特点、典型反应和研究方法。
- 能由官能团和碳骨架预测性质,规范书写结构简式、反应式和合成路线。
- 能结合实验现象、波谱信息和定量关系完成鉴别、推断与材料评价。
二、核心概念
合成高分子的基本方法: 小分子单体通过聚合形成高分子,加聚反应通常由含不饱和键单体加成且无小分子副产物,缩聚反应由多官能团单体缩合并生成小分子。
高分子材料: 塑料、合成纤维、合成橡胶、功能高分子和复合材料性能取决于链结构、支化、交联、结晶和添加剂。
有机化学的主线是“结构决定性质,条件控制反应,证据确认结构”。学习时既要识别官能团,也要关注碳骨架、空间结构和分子间作用。
三、重点知识
| 章节内容 | 核心结论 | 重点方法 |
|---|---|---|
| 合成高分子的基本方法 | 小分子单体通过聚合形成高分子,加聚反应通常由含不饱和键单体加成且无小分子副产物,缩聚反应由多官能团单体缩合并生成小分子。 | 由单体写聚合物时标明重复单元和聚合度;由聚合物推单体时识别主链成键来源,区分链节、单体和结构单元。 |
| 高分子材料 | 塑料、合成纤维、合成橡胶、功能高分子和复合材料性能取决于链结构、支化、交联、结晶和添加剂。 | 线型高分子常可热塑加工,体型网状结构通常热固;材料评价应兼顾力学性能、耐热耐腐蚀、加工、使用安全、回收和降解。 |
本章常用表达:
实验安全: 高分子加热和燃烧鉴别需小规模、通风且远离有毒烟气;塑料废弃物应分类回收,不随意焚烧。
四、知识点讲解
知识图展示本章结构、反应和研究方法之间的联系。先找到结构变化的起点,再沿箭头核对试剂、条件和产物。
1. 合成高分子的基本方法
小分子单体通过聚合形成高分子,加聚反应通常由含不饱和键单体加成且无小分子副产物,缩聚反应由多官能团单体缩合并生成小分子。
重点方法: 由单体写聚合物时标明重复单元和聚合度;由聚合物推单体时识别主链成键来源,区分链节、单体和结构单元。
分析时先识别碳骨架、官能团和反应条件,再判断键的断裂与形成。结构推断要把分子式、不饱和度、化学性质和波谱证据相互印证;合成路线需检查选择性、原子守恒和总产率。
2. 高分子材料
塑料、合成纤维、合成橡胶、功能高分子和复合材料性能取决于链结构、支化、交联、结晶和添加剂。
重点方法: 线型高分子常可热塑加工,体型网状结构通常热固;材料评价应兼顾力学性能、耐热耐腐蚀、加工、使用安全、回收和降解。
分析时先识别碳骨架、官能团和反应条件,再判断键的断裂与形成。结构推断要把分子式、不饱和度、化学性质和波谱证据相互印证;合成路线需检查选择性、原子守恒和总产率。
五、易错点
| 易错点 | 为什么错 | 正确理解 |
|---|---|---|
| 只看分子式判断物质 | 同分异构体分子式相同但结构和性质可不同 | 同时检查碳骨架、官能团和空间结构 |
| 忽略反应条件 | 水解、消去、氧化、加成等依赖溶剂、温度和催化剂 | 方程式必须写清试剂、介质和条件 |
| 合成只追求步骤少 | 还需考虑选择性、保护基、安全和总产率 | 逆向设计后正向逐步验证 |
六、例题
例题 1
聚乙烯由什么单体加聚得到?
解析: 重复单元主链为两个饱和碳,恢复碳碳双键。
答案: 乙烯。
例题 2
缩聚反应为何常伴随小分子生成?
解析: 两个官能团成键时通常脱去水、氯化氢等小分子。
答案: 由多官能团单体逐步缩合决定。
七、练习题和答案
- 加聚反应是否通常生成小分子副产物?
- 缩聚单体通常具有几个或更多官能团?
- 聚合度表示什么?
- 热塑性材料加热后通常能否重新塑形?
- 废塑料治理有哪些基本途径?
参考答案
- 通常不生成。
- 两个或更多。
- 重复单元的平均数目。
- 通常可以。
- 源头减量、重复使用、分类回收、材料替代和合规处理。
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