《高考风向标》年高考化学一轮复习 第 24 讲 高分子化合物 有机合成与推断

第 24 讲 高分子化合物 有机合成与推断第四单元有机化学2011 考纲展示2012 高考导视1.了解合成高分子的组成和结构特点，能根据简单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了解新型高分子材料的性能及在高技术领域中的应用。4了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。5结合实际了解某些有机化合物对环境和健康可能产生影响，关注有机化合物的安全使用问题。1.结合现代科技发展考查合成高分子的组成与结构特点，能进行高分子化合物和链节及单体的互推，并能利用信息合成高分子化合物。2考查合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献的同时，也要对某些有机化合物对环境和健康可能产生影响，关注有机化合物的安全使用问题。3根据官能团的结构和性质，结合信息，能推断有机物的结构和合成指定结构简式的有机物。考点考点 1 1高分子化合物概述高分子化合物概述1高分子化合物高分子化合物由许多小分子化合物以共价键结合成的、相对分子质量很高的化合物也称聚合物或高聚物。如聚丙烯单体用来合成高分子化合物的小分子化合物。如聚丙烯的单体是_链节组成高分子链的重复的重复单位，也可称为重复结构单元，是高分子长链中的一个环节。如聚丙烯的链节是_聚合度高分子链节的数目，也称重复结构单元数，以 n 表示。如结构 中的 n溶解性线型结构的有机高分子有一定的溶解性，如有机玻璃能够溶解在三氯甲烷里。溶解过程比小分子困难，体型结构的有机高分子化合物如橡胶则不容易溶解，只是有一定程度的溶胀热塑性和热固性线型结构的有机高分子，如：聚乙烯塑料受热到一定温度范围时，开始软化，直到成为可以流动的液体，冷却后又成为固体，再加热、冷却，又出现液化、固化等重复现象，这就体现了线型高分子的热塑性；体型高分子，一经加工成型就不能受热熔化，如酚醛树脂强度大高分子材料的强度很大电绝缘性高分子化合物中只有_键，无可流动的电荷，所以一般_导电2.高分子化合物的基本性质共价键不3.合成高分子化合物的基本方法加聚反应和缩聚反应(1)定义：加聚反应：由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。缩聚反应：单体间相互作用生成高分子，同时还生成小分子(如 _、NH3、HX 等)的聚合反应。(2)常见事例加聚反应。nCH2nCH2CHRCHCHCHRH2O。nCHCH。缩聚反应nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH；。nCH2CHCHCHR(3)加聚反应和缩聚反应的比较加聚反应缩聚反应相同单体是式量小的有机物；产物为高分子单体可相同，也可不相同不同产物_小分子_小分子(H2O 等)高分子与单体组成_组成可_也可_反应特点 打开_键，相互连成长碳键官能团与官能团(烃基)间缩去一个小分子，逐步缩合常见反应情况(1)单聚反应：一种单体的聚合；乙烯型；丁二烯型(2)共聚反应：两种或两种以上单体的聚合；乙烯型乙烯型；丁二烯型丁二烯型；乙烯型丁二烯型酚醛；二元酸二元醇；氨基酸或羟基酸无有相同不相同不饱和相同4.应用广泛的高分子材料(1)塑料：聚乙烯；酚醛树脂。(2)合成纤维：六大纶。(3)合成橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶等。(4)功能高分子材料：医用高分子、液晶高分子、高分子涂料等。(5)复合材料。1合成有机高分子应遵循的原则是什么？答：答：合成有机高分子应遵循的原则：起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染；应尽量选择步骤最少的合成路线；合成路线要符合“绿色、环保”的要求；有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现；要按一定的反应顺序和规律引入官能团。2书写缩合聚合物的结构简式时应该注意：要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如：1下列有关新型高分子材料的说法不正确的是()A高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等B复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂。C导电塑料是应用于电子工业的一种新型无机高分子材料。D合成高分子材料制成的人工器官具有较好的生物相容性解析：解析：导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料而不是无机材料。答案：答案：C2(双选)下列高聚物必须是由两种单体缩聚而成的是()解析：解析：A 项是由单体加聚而成；B 项是由单体 CH2CH2加聚而成，C 项是由苯酚和 HCHO 单体缩聚而成；D 项是由 HOCH2CH2OH 和 HOOCCOOH 单体缩聚而成。答案：答案：CD考点考点 2有机推断有机推断基团结构性质碳碳双键加成(H2、X2、HX、H2O)；氧化(O2、KMnO2)；加聚碳碳三键加成(H2、X2、HX、H2O)；氧化(O2、KMnO4)；加聚苯环取代(X2、HNO3、H2SO4)；加成(H2)；氧化(O2)卤素原子X水解(NaOH 水溶液)；消去(NaOH 醇溶液)1有机物官能团及其性质醇羟基ROH取代(活泼金属、HX、酯化反应)；氧化(铜的催化氧化、KMnO4)；消去(分子间脱水)酚羟基取代(浓溴水)；弱酸性；加成(H2)；显色反应(Fe3+)醛基CHO加成或还原(H2)；氧化(O2、银氨溶液、新制 Cu(OH)2)酯基水解(稀 H2SO4、NaOH 溶液)羧基COOH酸性、酯化羰基加成或还原(H2)肽键(酰胺键)水解(稀硫酸或氢氧化钠溶液)反应条件可能官能团浓硫酸醇的消去(醇羟基)酯化反应(含有羟基、羧基)稀硫酸酯的水解(含有酯基)二糖、多糖的水解NaOH 水溶液 卤代烃的水解酯的水解NaOH 醇溶液 卤代烃消去(HX)H2、催化剂加成(碳碳双键、碳碳叁键、醛基、苯环)O2/Cu、加热 醇羟基的氧化Cl2(Br2)/Fe苯环Cl2(Br2)/光照 烷烃或苯环上烷烃基2.由反应条件确定官能团反应条件可能官能团能与 NaHCO3反应羧基能与 Na2CO3反应羧基、酚羟基能与 Na 反应羧基、酚羟基、醇羟基与银氨溶液反应产生银镜或与新制氢氧化铜产生砖红色沉淀醛基能使溴水褪色 加溴水产生白色沉淀、遇 Fe 3+显紫色酚A 是醇(RCH2OH)或乙烯3.根据反应物性质确定官能团分子组成中原子比可能的物质CH_乙炔、苯、苯乙烯、苯酚CH_单烯烃、甲醛、乙酸、甲酸甲 酯、葡萄糖、果糖等CH_甲烷、甲醇、尿素CO(NH2)24.由分子中原子个数比推断物质111214加成反应碳碳双键、碳碳三键与氢气、卤素、卤化氢、水等的反应；苯环与氢气的反应；醛基与氢气反应消去反应卤代烃在氢氧化钠的醇溶液条件下的反应；醇在浓硫酸作用下的反应(注意不是所有的醇都能发生消去反应)氧化反应所有有机物的燃烧反应；含碳碳双键和碳碳三键的物质、醇、醛、酚类、苯的同系物等与酸性高锰酸钾的反应；醇的催化氧化；醛与新制银氨溶液、新制氢氧化铜的反应基本反应类型事例取代反应烷烃的光卤代；苯及其同系物的卤代、硝化反 应；醇的卤化反应；酚类与溴水反应；酯化反 应；卤 代烃、酯类、二糖、多糖、蛋白质的水解5.由有机物的化学性质推断基本有机反应类型1有机物参与化学反应的主要组成部分是什么？答：答：是官能团，因为有机反应一般是官能团参与的反应。2解答有机推断的主要方法有哪些？答：答：顺推法：抓住有机物的结构、性质和实验现象这条主线，由 已知逐步推向未知，最后得出正确的结论。逆推法：从最终的生成物逐步推测各步所需的反应物，再把整个题中各中间产物联系起来，从而得出正确的结论。3某有机物 X，经过下列变化后可在一定条件下得到乙酸乙酯，则有机物 X 是()图 4241AC2H5OCCH3CHOBC2H4DCH3COOH解析：解析：X 经加氢和氧化的两种反应后可生成酯，则 X 应为醛，选 C。答案：答案：C的可能性。关于黄曲霉素的说法正确的是()4黄曲霉素 AFTB(图 4242)是污染粮食的真菌霉素，人类的特殊基因在黄曲霉素作用下会发生突变，并有引发肝癌A该化合物的分子式为 C16H12O6B该化合物水解可生成醇类化合物C跟 1mol 该化合物反应的 H2 和 NaOH 的最大值分别是6 mol 和 2 molD该化合物所有原子可能在同一平面上解析：解析：根据结构简式，很容易查出 C、H、N、O 的原子个数，所以分子式为 C17H10O6，A 错；因为在苯环上连有酯基，水解成酚羟基的结构和羧基，B 错；从结构简式可以看出，有两个碳碳双键、一个苯环、一个羰基、一个酯基，只有酯基不能与氢气加成，结构中只有酯基水解后的酚羟基能与 NaOH 反应，C 对；D 项CH3是立体结构。答案：答案：C引入官能团反应与方法_或醇的消去苯环上引入官能团X在饱和碳原子上与 X2(光照)取代；不饱和碳原子上与 X2或 HX 加成；醇羟基与 HX_考点考点 3 3有机合成有机合成1官能团的引入卤代烃取代OH卤代烃_；_加氢还原；CC 与 H2O_CHO 或酮 醇的_化；炔烃水化COOH醛基_；羧酸酯水解COOR醇与羧酸酯化2.官能团的消除(1)通过加成消除不饱和键。如：。(2)通过消去、氧化、酯化或取代消除羟基。如：。水解醛或酮加成催化氧氧化(3)通过加成、氧化消除醛基。如：。(4)通过水解、消去消除卤原子。如：CH3CHClCH3。3有机合成中碳链的增减(1)碳链的增长：酯化反应；加聚反应；缩聚反应。(2)碳链的缩短：酯类、蛋白质、二糖和多糖的水解；裂化和裂解；氧化反应。4各类有机物之间的转化图 4243有机物的的合成主要是围绕着官能团的性质及变化而产生的，有机物的推断也是针对各种物质在不同条件下发生的反应而进行的，最终的还是官能团的衍变而进行的。所以掌握官能团的性质是学习这部分的关键。5在下列括号内填上适当的反应物。6在下列横线上填上适当的生成物。热点热点 1 1高分子化合物单体的确定高分子化合物单体的确定此类试题要分清高分子化合物是加聚物还是缩聚物，加聚物推单体的方法是“收半键法”，即：高聚物链节半键还原，双键重现正推验证；缩聚物可采用“切割法”断开羰基与氧原子间的共价键或断开羰基与氮原子间的共价键，然后在羰基上连上羟基，在氧或氮原子上连上氢原子。这三种单体的结构简式分别为_、_、_。解析：解析：从链节可知，ABS 属于加聚产物。故第一步先改写：第二步将超过四个共价键的两个碳原子(2、3 号，6、7 号碳原子)之间“”去掉即得到三种单体的结构简式：【典例 1】工程塑料 ABS 树脂结构简式如下，合成时用了三种单体。1奥运吉祥物福娃外材为纯羊毛线，内充物为无毒的聚酯纤维，其结构简式为图 4244下列说法中不正确的是()A羊毛与聚酯纤维的化学成分不相同B聚酯纤维和羊毛在一定条件下均能水解C合成聚酯纤维的单体为对苯二甲酸和乙二醇D由单体合成聚酯纤维的反应属于加聚反应解解析：析：聚酯纤维是由对苯二甲酸与乙二醇发生缩聚反应生成的。答案：答案：D热点热点 2 2有机合成有机合成1逆向分析法2逆向分析思路图 42452有机物 AH 之间有如图 4246 所示的转化关系，其中 A 为有机高分子化合物。试回答：图 4246(1)A 的 名 称 是 _，B 的 结 构 简 式 是_。(2)CD 的反应条件是_。(3)反应类型：DE_，EF_。(4)写反应方程式：AB_；F+GH_。式为 C4H4O4；由环状物质，可推知 H 的结构简式为则解析：解析：由 FG 及 FGH 的反应易推知 H 为酯，其分子G 为，F 为，再推测可得 E 为，D 为，C 为 C2H5OH，而 B 是 CH2OH(CHOH)4CHO，A可能是淀粉也可能是纤维素。CH2OH(CHOH)4CHO答案：答案：(1)淀粉或纤维素(2)浓 H2SO4,170(3)加成反应取代反应热点热点 3 3高分子化合物的合成高分子化合物的合成此类试题以新高分子材料为背景，结合高中学生已有的化学知识和一些信息，考查高分子化合物的合成。解答此类题目的关键是理解两种高分子化合物合成的基本方法加聚反应和缩聚反应。【典例 3】尼龙-66 广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件，亦可制成薄膜用作包装材料，其合成路线如图4247 所示(中间产物 E 给出两条合成路线)。图 4247完成下列填空：(1)写出反应类型：反应_；反应_。(2)写