高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教案 第11章 第6講《高分子化合物和有機(jī)合成》

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第6講　高分子化合物和有機(jī)合成 [考綱解讀]　1.通過烴及烴的衍生物的性質(zhì)，了解有機(jī)合成的一般方法。2.了解合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能依據(jù)簡單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。3.了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)。4.了解新型高分子材料的性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。5.了解合成高分子化合物在發(fā)展經(jīng)濟(jì)，提高生活質(zhì)量等方面的貢獻(xiàn)。 考點(diǎn)一　合成高分子化合物 1．加聚反應(yīng) 不飽和單體通過____________生成高分子化合物的反應(yīng)，如生成聚乙烯的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 2．縮聚反應(yīng) 有機(jī)小分子單體間聚合生成高分子化合物的同時(shí)還有______________________________ 生成的反應(yīng)，如生成 的單體為_____________________。 3．應(yīng)用廣泛的高分子材料 (1)塑料 工業(yè)生產(chǎn)聚氯乙烯的化學(xué)方程式為_____________________________________________。 (2)合成纖維 合成滌綸的化學(xué)方程式為_____________________________________________________。 (3)合成橡膠 合成順丁橡膠的化學(xué)方程式為nCH2===CH—CH===CH2  。 特別提醒　(1)因?yàn)榫酆衔镏械木酆隙萵值不同，所以有機(jī)高分子化合物都是混合物，沒有固定的熔、沸點(diǎn)。 (2)書寫縮聚物的結(jié)構(gòu)簡式，與加聚產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡式的寫法略有不同?？s聚物的結(jié)構(gòu)簡式要在方括號(hào)外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)，如： 。 (3)書寫縮聚反應(yīng)方程式時(shí)，除單體物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)的下角標(biāo)要一致外，還要注意生成小分子的物質(zhì)的量。由一種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成的小分子的物質(zhì)的量應(yīng)為(n－1)；由兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，生成小分子的物質(zhì)的量為(2n－1)。 1．完成下表中未填寫的空項(xiàng)。 有機(jī)物 單體 聚合物 乙烯  丙烯 氯乙烯  丙烯腈  丙烯酸 醋酸 乙烯酯  乙炔 2.寫出下列由單體生成縮聚物的化學(xué)方程式。 3．滌綸樹脂的結(jié)構(gòu)簡式為 考點(diǎn)二　有機(jī)合成的方法——正、逆合成分析法 1．有機(jī)合成的方法包括____________分析法和__________分析法等。 2．正合成分析法是從已知的原料入手，找出合成所需要的直接或間接的________，逐步推向合成的目標(biāo)化合物，其合成示意圖是 3．逆合成分析法是在設(shè)計(jì)復(fù)雜化合物的合成路線時(shí)常用的方法，它是將目標(biāo)化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的______________________，該中間體同輔助原料反應(yīng)可以得到目標(biāo)化合物。而這個(gè)中間體，又可以由上一步的中間體得到，依次類推，最后確定最適宜的基礎(chǔ)原料和最終的合成路線(如下圖所示)： 4．由乙烯和其他無機(jī)原料合成環(huán)狀化合物E，請(qǐng)寫出A、B、E化合物的結(jié)構(gòu)簡式，并寫出A和E的水解方程式。 5．寫出以CH2ClCH2CH2CH2OH為原料制備 的各步反應(yīng)方程式(必要的無機(jī)試劑自選)。 有機(jī)高分子化合物單體的判斷 1．加聚高聚物 (1)凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個(gè)碳原子(無其他原子)的高聚物，其合成單體為一種，將兩個(gè)半鍵閉合即可。如：  (2)凡鏈節(jié)主鏈有四個(gè)碳原子(無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體為兩種，在正中央劃線斷開，然后兩個(gè)半鍵閉合即可。 (3)凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在 雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是“凡 雙鍵，四個(gè)碳；無雙鍵，兩個(gè)碳”劃線斷開，然后將兩個(gè)半鍵閉合，即單雙鍵互換。 2. 縮聚高聚物,(1)凡鏈節(jié)為 結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體必為一種。在亞氨基上加氫，在羰基碳上加羥基，即得高聚物單體。 (2)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵的高聚物，從肽鍵中間斷開，若兩側(cè)為不對(duì)稱性結(jié)構(gòu)，其單體為兩種；在亞氨基上加氫，羰基碳原子上加羥基，即得高聚物單體。 【例1】　下面是一種線型高分子的一部分： 由此分析，這種高分子化合物的單體至少有　　　種，它們的結(jié)構(gòu)簡式為________________________________________________________________________。 有機(jī)合成中有機(jī)物官能團(tuán)的引入、 消除和轉(zhuǎn)化方法 1.官能團(tuán)的引入 2．官能團(tuán)的消去 (1)通過加成反應(yīng)消除不飽和鍵。 (2)通過消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)或酯化反應(yīng)消除羥基(—OH)。 (3)通過加成反應(yīng)或氧化反應(yīng)消除醛基(—CHO)。 (4)通過消去反應(yīng)或水解反應(yīng)消除鹵素原子。 3．官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化 (1)利用衍變關(guān)系引入官能團(tuán)，如鹵代烴伯醇(RCH2OH)醛羧酸。 (2)通過不同的反應(yīng)途徑增加官能團(tuán)的個(gè)數(shù)，如 (3)通過不同的反應(yīng)，改變官能團(tuán)的位置，如 【例2】　工業(yè)上用甲苯生產(chǎn)對(duì)羥基苯甲酸乙酯( )，其過程如下： 據(jù)合成路線填寫下列空白： (1)有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡式：____________________________________________________， B的結(jié)構(gòu)簡式：_____________________________________________________________。 (2)反應(yīng)④屬于__________反應(yīng)，反應(yīng)⑤屬于____________反應(yīng)。 (3)③和⑥的目的是__________________________________________________________。 (4)寫出反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式：_________________________________________________。 ` 有機(jī)合成中碳架的構(gòu)建 1．有機(jī)成環(huán)反應(yīng) (1)有機(jī)成環(huán)：一種是通過加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的；另一種是通過至少含有兩個(gè)相同或不同官能團(tuán)的有機(jī)物脫去小分子物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的。如多元醇、羥基酸、氨基酸通過分子內(nèi)或分子間脫去小分子水等而成環(huán)。 (2)成環(huán)反應(yīng)生成的五元環(huán)或六元環(huán)比較穩(wěn)定。 2．碳鏈的增長 有機(jī)合成題中碳鏈的增長，一般會(huì)以信息形式給出，常見的方式如下所示。 (1)與HCN的加成反應(yīng) (2)加聚或縮聚反應(yīng)，如nCH2 (3)酯化反應(yīng)，如CH3CH2OH＋CH3COOH濃 CH3COOCH2CH3＋H2O。 3．碳鏈的減短 (1)脫羧反應(yīng)：R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3。 (3)水解反應(yīng)：主要包括酯的水解、蛋白質(zhì)的水解和多糖的水解。 (4)烴的裂化或裂解反應(yīng)：C16H34C8H18＋C8H16； C8H18C4H10＋C4H8。 【例3】　乙醇在與濃硫酸混合共熱的反應(yīng)過程中，受反應(yīng)條件的影響，可發(fā)生兩類不同的反應(yīng)類型： 1,4二氧六環(huán)是一種常見的溶劑。它可以通過下列合成路線制得： 其中的A可能是 (　　) A．乙烯 B．乙醇 C．乙二醇 D．乙酸 合成路線的選擇 1．中學(xué)常見的有機(jī)合成路線 (1)一元合成路線： 鹵代烴一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯 (2)二元合成路線： 二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→ (3)芳香化合物合成路線： 2．有機(jī)合成中常見官能團(tuán)的保護(hù) (1)酚羥基的保護(hù)：因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團(tuán)前可以先使其與NaOH反應(yīng)，把—OH變?yōu)椤狾Na(或—OCH3)將其保護(hù)起來，待氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾H。 (2)碳碳雙鍵的保護(hù)：碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團(tuán)前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護(hù)起來，待氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵。 (3)氨基(—NH2)的保護(hù)：如在對(duì)硝基甲苯對(duì)氨基苯甲酸的過程中應(yīng)先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2還原為—NH2。防止當(dāng)KMnO4氧化—CH3時(shí)，—NH2(具有還原性)也被氧化。 【例4】　由乙烯合成草酸二乙酯(C2H5OOC—COOC2H5)，請(qǐng)寫出各步合成反應(yīng)的化學(xué)方程式。 【例5】　肉桂酸甲酯M，常用作調(diào)制具有草莓、葡萄、櫻桃等香味的食用香精。M屬于芳香化合物，苯環(huán)上只含一個(gè)直支鏈，能發(fā)生加聚反應(yīng)和水解反應(yīng)。測(cè)得M的摩爾質(zhì)量為 162 gmol－1，只含碳、氫、氧三種元素，且原子個(gè)數(shù)之比為 5∶5∶1。 (1)肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式是　　　　　　　。 (2)G為肉桂酸甲酯的一種同分異構(gòu)體，其分子結(jié)構(gòu)模型如圖所示(圖中球與球之間連線表示單鏈或雙鍵)。G的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　。 (3)以芳香烴A為原料合成G的路線如下： ①化合物E中的含氧官能團(tuán)有________(填名稱)。 ②E―→F的反應(yīng)類型是__________，F(xiàn)―→G的化學(xué)方程式為_______________________。 ③寫出符合下列條件的F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式(只寫一種)：____________________。 ⅰ.分子內(nèi)含苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個(gè)支鏈； ⅱ.在催化劑作用下，1 mol該物質(zhì)與足量氫氣充分反應(yīng)，消耗5 mol H2； ⅲ.它不能發(fā)生水解反應(yīng)。 1．下列說法中，正確的是 (　　) A．光導(dǎo)纖維、棉花、油脂、ABS樹脂都是由高分子化合物組成的物質(zhì) B．開發(fā)核能、太陽能等新能源，推廣甲醇汽油，使用無磷洗滌劑都可直接降低碳排放 C．紅外光譜儀、核磁共振儀、質(zhì)譜儀都可用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的分析 D．陰極射線、α粒子散射現(xiàn)象及布朗運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn)都對(duì)原子結(jié)構(gòu)模型的建立作出了貢獻(xiàn) 2．丁基橡膠可用于制造汽車內(nèi)胎，合成丁基橡膠的一種單體A的分子式為C4H8，A氫化后得到2甲基丙烷。完成下列填空： (1)A可以聚合，寫出A的兩種聚合方式(以反應(yīng)方程式表示)_______________________________________________________________________。 (2)A與某烷發(fā)生烷基化反應(yīng)生成分子式為C8H18的物質(zhì)B，B的一鹵代物只有4種，且碳鏈不對(duì)稱。寫出B的結(jié)構(gòu)簡式： ________________________________________________________________________。 (3)寫出將A通入下列兩種溶液后出現(xiàn)的現(xiàn)象。 A通入溴水：_____________________________________________________________， A通入溴的四氯化碳溶液：_________________________________________________。 (4)烯烴和NBS作用，烯烴中與雙鍵碳相鄰碳原子上的一個(gè)氫原子被溴原子取代。分子式為C4H8的烴和NBS作用，得到的一溴代烯烴有________種。 3．食品添加劑必須嚴(yán)格按照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)(GB27602011)的規(guī)定使用。作為食品添加劑中的防腐劑G和W，可經(jīng)下列反應(yīng)路線得到(部分反應(yīng)條件略)。 (1)G的制備 ①A與苯酚在分子組成上相差一個(gè)CH2原子團(tuán)，它們互稱為__________；常溫下A在水中的溶解度比苯酚的______(填“大”或“小”)。 ②經(jīng)反應(yīng)A→B和D→E保護(hù)的官能團(tuán)是__________。 ③E→G的化學(xué)方程式為_____________________________________________________。 (2)W的制備 　 ①J→L為加成反應(yīng)，J的結(jié)構(gòu)簡式為__________________________________________。 ②M→Q的反應(yīng)中，Q分子中形成了新的____________(填“C—C鍵”或“C—H鍵”)。 ③用Q的同分異構(gòu)體Z制備 ，為避免R—OH＋HO—RR—O—R＋ H2O發(fā)生，則合理的制備途徑為酯化、______、________(填反應(yīng)類型)。 ④應(yīng)用M→Q→T的原理，由T制備W的反應(yīng)步驟為 第1步_____________________________________________________________________； 第2步：消去反應(yīng)； 第3步：___________________________________________________________________。 (第1、3步用化學(xué)方程式表示) 4．利用從冬青中提取出的有機(jī)物A合成抗結(jié)腸炎藥物Y及其他化學(xué)品的合成路線如下： 提示： 根據(jù)上述信息回答： (1)D不與NaHCO3溶液反應(yīng)，D中官能團(tuán)的名稱是________，B→C的反應(yīng)類型是________。 (2)寫出A生成B和E的化學(xué)反應(yīng)方程式：______________________________________。 (3)A的同分異構(gòu)體I和J是重要的醫(yī)藥中間體，在濃硫酸的作用下，I和J分別生成 和 ，鑒別I和J的試劑為________。 (4)A的另一種同分異構(gòu)體K用于合成高分子材料，K可由 制得，寫出K在濃硫酸作用下生成的聚合物的結(jié)構(gòu)簡式：________________________________。 親臨批閱現(xiàn)場(chǎng)，明確得分要點(diǎn) 考生答卷案例——找錯(cuò)糾錯(cuò) 評(píng)卷心得 本題屬于有機(jī)合成題，不算太難，應(yīng)得6分以上。但由于粗心大意、書寫不規(guī)范、漏寫小分子，失分嚴(yán)重。 解決方案與答題規(guī)范：熟練掌握常見官能團(tuán)的書寫方法，連接方式，特別要注意書寫有機(jī)化學(xué)方程式時(shí)，有機(jī)物要用結(jié)構(gòu)簡式，不要漏掉小分子(如水、HX)，還要注意書寫反應(yīng)條件。 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 教材習(xí)題回扣 1．(選修5P112－2)天然纖維的吸濕性優(yōu)于合成纖維，合成纖維中吸濕性較好的是 (　　) A．聚酰胺纖維(錦綸) B．聚酯纖維(滌綸) C．聚乙烯醇縮甲醛纖維(維綸) D．聚丙烯纖維(丙綸) 2．(選修5P118－2)下列化合物中H2C===O HOCH2CH2OH　 CH2===CH2 (1)適于制作塑料食品盒的單體是__________，聚合反應(yīng)方程式為________________。 (2)適于配制不銹鋼鍋手柄的單體是____________________________，聚合物的結(jié)構(gòu)式為_______________________________________________________________________。 (3)可制造合成纖維織物的單體是____________________________________________， 它的聚合反應(yīng)方程式是_____________________________________________________。 能力提升訓(xùn)練 1．用苯作原料，不能經(jīng)一步化學(xué)反應(yīng)制得的是 (　　) A．硝基苯 B．環(huán)己烷 C．苯酚 D．苯磺酸 2．用乙炔為原料制取CH2Br—CHBrCl，可行的反應(yīng)途徑是 (　　) A．先加Cl2，再加Br2 B．先加Cl2，再加HBr C．先加HCl，再加HBr D．先加HCl，再加Br2 3．能在有機(jī)物分子中引入羥基的反應(yīng)類型：①酯化、②取代、③消去、④加成、⑤水解、⑥還原，其中正確的組合是 (　　) A．①②③⑥ B．②④⑤ C．②④⑤⑥ D．②④⑥ 4．鏈狀高分子化合物可由有機(jī)化工原料R和其他有機(jī)試劑，通過加成、水解、氧化、縮聚反應(yīng)得到，則R是 (　　) A．1丁烯 B．2丁烯 C．1,3丁二烯 D．乙烯 5．聚丙烯酸酯類涂料是目前市場(chǎng)上流行的墻面涂料之一，其結(jié)構(gòu)簡式如下所示： 它具有彈性好、不易老化、耐擦洗、色澤亮麗等優(yōu)點(diǎn)。下列對(duì)聚丙烯酸酯的敘述正確的是 (　　) ①是縮聚產(chǎn)物?、谑羌泳郛a(chǎn)物?、蹖儆诨旌衔铩、軐儆诩儍粑铩、菘梢园l(fā)生水解反應(yīng) A．①③⑤ B．②③⑤ C．①④⑤ D．②④ 6．不能由醛或酮加氫還原制得的醇是 (　　) A．CH3CH2OH B．CH3CH2CH(OH)CH3 C．(CH3)3CCH2OH D．(CH3)3COH 7．卡托普利為血管緊張素抑制劑，其合成路線及各步反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率如下： ABC 則該合成路線的總產(chǎn)率是 (　　) A．58.5% B．93.0% C．76% D．68.4% 8．甲氯芬那酸是一種非甾體消炎鎮(zhèn)痛藥。 是制備甲氯芬那酸的中間 產(chǎn)物，該中間產(chǎn)物是利用下面的反應(yīng)制得的， ，則該反應(yīng)的反應(yīng)類 型為 (　　) A．酯化反應(yīng) B．加成反應(yīng) C．消去反應(yīng) D．取代反應(yīng) 9．化合物丙可由如下反應(yīng)得到：C4H10OC4H8丙(C4H8Br2)，則丙的結(jié)構(gòu)可能有 (　　) A．1種 B．2種 C．3種 D．4種 10．以乙醇為原料，用下述6種類型的反應(yīng)： ①氧化?、谙ァ、奂映伞、荃セ、菟狻、藜泳郏瑏砗铣梢叶嵋叶? ( )的正確順序是 (　　) A．①⑤②③④ B．①②③④⑤ C．②③⑤①④ D．②③⑤①⑥ 11．對(duì)有機(jī)物 的化學(xué)性質(zhì)敘述錯(cuò)誤的是 (　　) A．既能發(fā)生氧化反應(yīng)，又能發(fā)生還原反應(yīng) B．1 mol該物質(zhì)只能與1 mol Br2發(fā)生加成反應(yīng) C．能發(fā)生加聚反應(yīng) D．能將新制的Cu(OH)2懸濁液氧化 12．DAP是電表和儀表部件中常用的一種高分子化合物，其結(jié)構(gòu)簡式為 則合成它的單體可能有：①鄰苯二甲酸?、诒┐?CH2 CH—CH2—OH)?、郾、芤蚁、萼彵蕉姿峒柞?下列選項(xiàng)正確的是 (　　) A.①② B.④⑤ C.①③ D.③④ 13.由環(huán)己烷可制備1，4環(huán)己醇二醋酸酯。下面是有關(guān)的8步反應(yīng)(其中所有無機(jī)產(chǎn)物都已略去)。 (1)在上述8步反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的有________，屬于加成反應(yīng)的有________，反應(yīng)④屬于________反應(yīng)。 (2)寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)簡式。 B：__________________，C：________________。 (3)寫出反應(yīng)④、⑤、⑥的化學(xué)方程式。 ④________________________________________________________________________， ⑤________________________________________________________________________， ⑥________________________________________________________________________。 (4)寫出 在NaOH溶液中水解的化學(xué)方程式：______________________。 14.狄爾斯阿德耳(DielsAlder)反應(yīng)也稱雙烯合成反應(yīng)。 試回答下列問題： (1)DielsAlder反應(yīng)屬于______反應(yīng)(填有機(jī)反應(yīng)類型)。 (2)某實(shí)驗(yàn)室以 和 合成 ，請(qǐng)用合成反應(yīng)的流程圖，表示出最合理的合成方案(注明反應(yīng)條件)。 500 ℃ 提示： ①RCH2CH====CH2＋Cl2――――→RCHClCH====CH2＋HCl ②合成過程中無機(jī)試劑任選。 ③合成反應(yīng)流程圖可表示為 A BC―→……―→H 15．據(jù)《中國制藥》報(bào)道，化合物C是用于合成抗“非典”藥品(鹽酸袪炎痛)的中間體，其合成路線為 已知： (1)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式 B：__________________，C：__________________(反應(yīng)②產(chǎn)物HCl中的H元素來自于氨基)。 (2)A→D的轉(zhuǎn)化中涉及的反應(yīng)類型有________(填字母序號(hào))。 A．加成　　B．取代　　C．聚合　　D．氧化　　E．還原 (3)反應(yīng)①②中屬于取代反應(yīng)的是______(填數(shù)字序號(hào))。 (4)請(qǐng)你設(shè)計(jì)由甲苯→…→D的反應(yīng)流程圖(有機(jī)物用結(jié)構(gòu)簡式表示，必須注明反應(yīng)條件)。 提示：①合成過程中無機(jī)試劑任選。②反應(yīng)流程圖表示方法示例如下： 甲苯……D 答案 基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考 考點(diǎn)一 1．加成反應(yīng)　nCH2===CH2 2．小分子　 和HO(CH2)2OH 3．(1)nCH2===CHClCH2—CHCl 考點(diǎn)二 1．正合成　逆合成 2．中間體 3．中間體 深度思考 1．有機(jī)物,單體,聚合物 有機(jī)物 單體 聚合物 乙烯  丙烯 氯乙烯  丙烯腈  丙烯酸 醋酸 乙烯酯 1,3丁二烯  乙炔 5．(1)2CH2ClCH2CH2CH2OH＋O2 2CH2ClCH2CH2CHO＋2H2O； (2)2CH2ClCH2CH2CHO＋O2 2CH2ClCH2CH2COOH； 規(guī)律方法解題指導(dǎo) (2)氧化　酯化(或取代) (3)保護(hù)酚羥基，防止被氧化 【例3】　A　 真題重組規(guī)范集訓(xùn) 1．C　 (3)紅棕色褪去且溶液分層　紅棕色褪去 (4)3 3．(1)①同系物　小?、凇狾H(或酚羥基) 4．(1)醛基　取代反應(yīng) 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 教材習(xí)題回扣 1．C 能力提升訓(xùn)練 1．C　2.D　3.C　4.D　5.B 6．D　 7．A　 8．D　 9．C　10.C 11．D　 12．A 13．(1)①⑥⑦?、邰茛唷∠? 14．(1)加成 (2)如圖所示：  - 29 -