2021版高考化学一轮复习专题9有机化学基础5高分子化合物与有机合成课件苏教版

第五单元高分子化合物与有机合成考点1:高分子化合物及合成方法1.有机高分子化合物与低分子有机物的区别(c)有机高分子化合物低分子有机物相对分子质量高达_______1000以下相对分子质量的数值平均值分子的基本结构若干重复结构单元组成单一分子结构结构单元组成单一分子结构性质物理、化学性质有_______几千万相似性2.高分子化合物的分类(b)合成高分子化合物按结构还可分为线型高分子,具有热塑性,如低压聚乙烯;支链型高分子,具有热塑性,如高压聚乙烯;网状结构(体型高分子),具有热固性,如酚醛树脂。合成高分子化合物按性质还可分为热塑性高分子、热固性高分子。热塑性高分子具有受热熔化,冷却后凝固,受热又熔化的性质;热固性高分子一般一经加工成型就不会受热熔化。3.合成高分子化合物的两个基本反应(1)加聚反应。①定义:由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。②产物特征:高聚物与单体具有相同的组成,生成物一般为线型结构。③反应类型a.聚乙烯类(塑料纤维):b.聚1,3-丁二烯类(橡胶):c.混合加聚类:两种或两种以上单体加聚d.聚乙炔类:(2)缩聚反应。①定义:单体间相互作用生成高分子化合物,同时还生成小分子化合物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。②产物特征:生成高聚物和小分子,高聚物与单体有不同的组成。③反应类型a.聚酯类:—OH与—COOH间的缩聚b.聚氨基酸类:—NH2与—COOH间的缩聚c.酚醛树脂类4.常见高分子化合物的单体和结构简式(b)【典例精析】【典例】(2018·北京高考)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图。下列关于该高分子的说法正确的是()世纪金榜导学号A.完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境B.完全水解产物的单个分子中,含有官能团—COOH或—NH2C.氢键对该高分子的性能没有影响D.结构简式为:【解析】选B。根据图示可知,该高分子完全水解后生成、,苯环上的氢原子具有相同的化学环境,含有官能团—COOH或—NH2,A错误,B正确;氢键能影响物质的物理性质,故氢键对该高分子的性能有影响,C错误;该高分子的结构简式为,D错误。【强化训练】1.思维诊断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)聚乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色。()提示:×。聚乙烯中不含碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(2)聚乳酸是一种纯净物。()提示:×。聚乳酸是高分子化合物,因高分子化合物中n的值不确定,故其为混合物。(3)橡胶的老化实质上发生的是酯化反应。()提示:×。橡胶的老化是由于其高分子链上的不饱和键被氧化。(4)聚氯乙烯(PVC)保鲜膜属于链状聚合物,在高温时易熔化,能溶于酒精。()提示:√。PVC保鲜膜属于链状聚合物,具有热塑性,在高温时易熔化,能溶于酒精。(5)高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改造土壤、改造沙漠。()提示:√。高吸水性树脂能使植物在生长过程中保持充足的水分。提示:√。按键还原原则双键中应有一个可以断裂。2.有一种线性高分子,结构如图所示。完成下列填空:世纪金榜导学号(1)该高分子由________种单体(聚合成高分子的简单小分子)聚合而成。(2)写出上述单体中相对分子质量最小和相对分子质量最大的分子间发生缩聚反应的化学方程式____________________________________________________。(3)上述单体中相对分子质量最小的分子在一定条件下完全消去后所得物质的结构简式为______________,该物质加聚生成的高分子________(填“能”或“不能”)与溴的CCl4溶液发生加成反应;该物质三分子聚合成环,所得物质的名称是________。【解析】(1)由高聚物可知该有机物的单体有HO—CH2—CH2—OH、HOOC—COOH、、HOOC—CH2—COOH等;(2)上述单体中相对分子质量最小和相对分子质量最大的分别是HO—CH2—CH2—OH、,二者发生缩聚反应;(3)上述单体中相对分子质量最小的分子为HO—CH2—CH2—OH,在一定条件下完全消去后所得物质的结构简式为CH≡CH,其加聚物聚乙炔含有不饱和键,可与溴的CCl4溶液发生加成反应,三分子CH≡CH聚合成环,可得到苯。答案:(1)5(2)nHO—CH2CH2—OH+nHOOC—C6H5—COOHA.乙炔B.1-丁烯C.1,3-丁二烯D.乙烯【解析】选D。根据1,4-二氧六环的结构,可以推知它是由乙二醇脱水后形成的,两分子HO—CH2—CH2—OH脱水后形成环氧化合物。生成乙二醇的可能是1,2-二溴乙烷;生成1,2-二溴乙烷的应该是乙烯,所以4.(1)α-甲基苯乙烯()是生产耐热型ABS树脂的一种单体,工业上由异丙苯催化脱氢得到。写出由异丙苯制取该单体的另一种方法______________(用化学反应方程式表示)。(2)耐热型ABS树脂由丙烯腈(CH2＝CHCN)、1,3-丁二烯和α-甲基苯乙烯共聚生成,写出该树脂的结构简式________________________(不考虑单体比例)。【解析】(1)异丙苯发生取代反应生成氯代异丙苯:(2)共聚时三种单体的连接方式不一样,则聚合物结构单元写法不一样。答案:(1)【归纳总结】类型比较加聚反应缩聚反应单体特征含不饱和键(如)一般含有两个官能团(如—OH、)产物特征聚合物和单体具有相同的组成聚合物和单体有不同的组成类型比较加聚反应缩聚反应产物种类只产生聚合物产生聚合物和小分子(如H2O等)反应种类单烯加聚,双烯加聚酚醛类,酯类,肽键类共同点反应物可以是同一种单体,也可以是不同种单体考点2:有机合成1.有机合成的基本程序(c)(1)基本程序。①设计有机合成路线时,首先要正确判断需合成的有机物的类别,它含有哪些官能团,与哪些知识信息有关;②其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律,尽可能合理地把目标化合物分成若干片段,或寻找官能团的引入、转换、保护方法,或设法将各片段拼凑衍变,尽快找出合成目标化合物的关键;③最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较,选择最佳的合成方案。(2)合成路线的核心。合成路线的核心在于构建目标化合物分子的_______和引入必需的_______。碳骨架官能团2.碳骨架的构建(c)(1)能使碳链增长的反应有:不饱和有机物之间的_____或相互加成,卤代烃与氰化钠或炔钠的反应,醛、酮与____的加成等。(2)能使碳链减短的反应有烯、炔的_____,烷的_____,脱羧反应,芳香烃侧链的_____等。加成HCN氧化裂解氧化3.官能团的引入和转化(c)(1)常见官能团引入或转化的方法。①引入或转化为碳碳双键的三种方法:卤代烃的消去反应,醇的消去反应,炔烃与氢气的不完全_____反应。②引入卤素原子的三种方法:不饱和烃与卤素单质(或卤化氢)的加成反应,烷烃、苯及其同系物发生__________,醇与_______的取代反应。加成取代反应氢卤酸③在有机物中引入羟基的三种方法:卤代烃的_____反应,醛、酮与H2的加成反应,酯的_____反应。④在有机物中引入醛基的两种方法:醇的氧化反应、烯烃的氧化反应。水解水解(2)从有机物分子中消除官能团。①消除不饱和双键或叁键,可通过_____反应。②经过_____、_____、与氢卤酸取代、_____等反应,都可以消除—OH。③通过_____、_____反应可消除—CHO。④通过_____反应可消除酯基。加成酯化氧化消去加成氧化水解4.有机合成路线设计的思路(c)(1)正向合成分析法。从已知的原料入手,找出合成所需的直接或间接的中间体,逐步推出合成的目标有机物,其合成示意图为(2)逆推法。将目标化合物倒退一步寻找___________________,该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物,而这个中间体,又可由_____________________,依次类推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。上一步反应的中间体更上一步的中间体得到【典例精析】【典例】某研究小组拟合成染料X和医药中间体Y。已知:请回答:(1)下列说法正确的是_______。A.化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应B.化合物C具有弱碱性C.化合物F能发生加成、取代、还原反应D.X的分子式是C17H22N2O3(2)化合物B的结构简式是________________。(3)写出C+D→E的化学方程式_________________。(4)写出化合物A(C10H14O2)同时符合下列条件的同分异构体的结构简式___________________________。1H-NMR谱和IR谱检测表明:①分子中有4种化学环境不同的氢原子;②分子中含有苯环、甲氧基(—OCH3),没有羟基、过氧键(—O—O—)。【解析】结合信息及流程图可推出:【强化训练】1.思维诊断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)引入羟基的反应都是取代反应。()提示:×。烯烃与水发生加成反应可以引入羟基,属于加成反应。(2)CH3—CH＝CH2可通过两步反应引入三个氯原子。()提示:√。先通过加成反应引入两个Cl,再通过取代反应引入一个Cl。(3)逆合成分析法的步骤是目标化合物→中间体→基础原料。()提示:√。逆合成分析法是从目标产物分析。(4)加聚反应可以使有机物碳链增长,取代反应不能。()提示:×。酯化反应可以使碳链增长。(5)可通过醇的氧化、苯环侧链的氧化和酯的水解等引入羧基。()提示:√。醇的氧化、苯环侧链的氧化和酯的水解都可以引入羧基。(6)能与Na2CO3溶液反应产生气泡的官能团只有羧基。()提示:√。酚也能与Na2CO3溶液反应,但不能生成CO2。2.聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为,它是制作软质隐形眼镜的材料,请写出下列有关反应的化学方程式:(1)由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯______________。(2)由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯____________________________________。(3)由乙烯制备乙二醇的反应方程式是_________________________________________。【解析】由题给高聚物的结构简式可知甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为;制备HO—CH2CH2—OH可用X—CH2CH2—X在碱性水溶液中反应生成,所以由乙烯制乙二醇首先是乙烯与卤素发生加成反应。答案:(1)nCH2＝C(CH3)COOCH2CH2OH(2)CH2＝C(CH3)COOH+HO—CH2CH2—OHCH2＝C(CH3)COOCH2CH2—OH+H2O(3)CH2＝CH2+Br2→Br—CH2CH2—Br、Br—CH2CH2—Br+2NaOHHO—CH2CH2—OH+2NaBr3.(2018·浙江4月选考真题)某研究小组按下列路线合成抗抑郁药物吗氯贝胺:已知:请回答:世纪金榜导学号(1)下列说法不正确的是________。A.化合物A能发生还原反应B.化合物B能与碳酸氢钠反应产生气体C.化合物D具有碱性D.吗氯贝胺的分子式是C13H13ClN2O2(2)化合物F的结构简式是________________。(3)写出C+D→E的化学方程式:________________。(4)为探索新的合成路线,发现用化合物C与X(C6H14N2O)一步反应即可合成吗氯贝胺。请设计以环氧乙烷()为原料合成X的合成路线:________________(用流程图表示,无机试剂任选)。(5)写出化合物X(C6H14N2O)可能的同分异构体的结构简式:_____________________________。须同时符合:①分子中有一个六元环,且成环原子中最多含一个非碳原子;②1H-NMR谱显示分子中有5种氢原子;IR谱表明分子中有N—N键,无O—H键。【解题思路】有机合成题目的解题思路【解析】(1)根据推断,A为,B为,C为,D为H2NCH2CH2Br,E为,F为。选项A,A物质有苯环,可与H2发生加成反应,是还原反应,正确;选项B,B物质有羧基,