專題23高分子化合物與有機(jī)合成

1、專題23高分子化合物與有機(jī)合成2012年考試說明（1）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。（2）了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)。了解常見高分子材料的合成反應(yīng)。（3）了解合成高分子化合物在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高生活質(zhì)量方面的貢獻(xiàn)。一、有機(jī)高分子化合物1有機(jī)高分子化合物是以低分子有機(jī)物作原料，經(jīng) 反應(yīng)得到各種相對分子質(zhì)量不等的同系物組成的混合物。2描述有機(jī)高分子化合物結(jié)構(gòu)的幾個(gè)概念(1)單體：能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)形成高分子化合物的 被稱為單體。如聚乙烯的單體為 ，加聚物的結(jié)構(gòu)簡式為 。聚合低分子化合物CH2=CH2(2)鏈節(jié)：有機(jī)高分子化合物中化學(xué)組成相同，可重復(fù)的 ，也

2、稱重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。聚乙烯的鏈節(jié)為 。(3)聚合度：有機(jī)高分子化合物的高分子鏈中含有的 。通常用 表示。最小單位CH2CH2鏈節(jié)的數(shù)目n二、合成有機(jī)高分子化合物的基本方法1加成聚合反應(yīng)(1)概念：單體通過 聚合生成高分子化合物的反應(yīng)叫做加成聚合反應(yīng)，又稱 反應(yīng)，通過加成聚合反應(yīng)得到的有機(jī)高分子化合物，結(jié)構(gòu)呈 。(2)反應(yīng)特點(diǎn)：單體分子中需有不飽和鍵(雙鍵或三鍵)。單體和聚合物組成 。反應(yīng)只生成聚合物，沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生。加成加聚線型相同加成聚合物(簡稱加聚物)結(jié)構(gòu)簡式的書寫：將鏈節(jié)寫在方括號內(nèi)，聚合度n在方括號的右下角。由于加聚物的端基不確定，通常用“”表示。如聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡式為。2縮合聚合反應(yīng)(1)

3、概念：由單體通過分子間的相互縮合而生成高分子化合物的聚合反應(yīng)叫縮合聚合反應(yīng)，又稱 反應(yīng)。(2)反應(yīng)特點(diǎn)：縮聚反應(yīng)的單體至少含有兩個(gè)或兩個(gè)以上同種或不同種的 。單體和縮聚產(chǎn)物的組成不同。反應(yīng)除了生成聚合物外還生成 ，如H2O、HX等。含兩個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的聚合物呈 結(jié)構(gòu)。縮聚官能團(tuán)小分子線型b除單體物質(zhì)的量與縮聚物結(jié)構(gòu)簡式的 要一致外，還應(yīng)注意：由一種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，n mol單體生成小分子的物質(zhì)的量為 ；由兩種單體進(jìn)行縮聚反應(yīng)，2n mol單體生成小分子的物質(zhì)的量為 。下角標(biāo)(n1)mol(2n1)mol縮合聚合物(簡稱縮聚物)結(jié)構(gòu)簡式的書寫：a要在方括號外側(cè)寫出鏈節(jié)余下的 或端基

4、。如端基原子原子團(tuán)三、高分子化合物的分類1按來 源分 四、三大合成材料物質(zhì)性質(zhì)反應(yīng)類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)舉例塑料熱塑性加聚反應(yīng)線型結(jié)構(gòu)涼鞋熱固性縮聚反應(yīng)體型結(jié)構(gòu)電木合成纖維易紡織、透氣性、吸濕性縮聚反應(yīng)極性官能團(tuán)滌綸合成橡膠高彈性、高強(qiáng)度加聚反應(yīng)車胎五、線型高分子和體型高分子分子類型結(jié)構(gòu)性質(zhì)表現(xiàn)線型高分子線型熱塑性無固定熔點(diǎn)，可熔化，可緩慢溶解體型高分子體型熱固性強(qiáng)度高，電絕緣性高，不可熔化，難溶解考點(diǎn)一聚合反應(yīng)及單體的判斷例1耐綸是一種重要的合成纖維，用它可制取具有光澤、堅(jiān)牢、耐拉和耐化學(xué)腐蝕的人造絲和人造毛，下面是高聚物耐綸分子的一部分。NH(CH2)6NHCO(CH2)4CONH(CH2)6NHC

5、O(CH2)4CO(1)合成耐綸的單體有_種。(2)具有堿性的單體的結(jié)構(gòu)簡式_。(3)合成耐綸的反應(yīng)稱為_反應(yīng)。2H2N(CH2)6NH2縮聚解析(1)由題給的高聚物耐綸分子的一部分可知，該高聚物就是H2N(CH2)6NH2和HOOC(CH2)4COOH兩種單體的縮聚產(chǎn)物，故合成耐綸的單體有兩種。(2)在上述兩種單體中，HOOC(CH2)4COOH屬于二酸，具有酸性，而H2N(CH2)6NH2則屬于二胺，具有堿性，故具有堿性的單體結(jié)構(gòu)簡式為H2N(CH2)6NH2。(3)合成耐綸所發(fā)生的反應(yīng)是NH2和COOH之間縮去H2O分子，以 鍵形成長鏈大分子的縮聚過程，故稱為縮聚反應(yīng)。2.高分子化合物中

6、單體的判斷在判斷有機(jī)物高聚物單體時(shí)，首先我們得依據(jù)高聚物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，來判斷高聚物是加聚反應(yīng)的產(chǎn)物，還是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物。然后找出高聚物的鏈節(jié)，再根據(jù)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)產(chǎn)生時(shí)的斷鍵規(guī)律和反應(yīng)特點(diǎn)逆推回去即可。(1)加聚反應(yīng)類在發(fā)生加聚反應(yīng)時(shí)，斷不飽和鍵：變?yōu)镃C；CC變?yōu)?；C=CC=C變?yōu)镃C=CC。然后不飽和鍵兩端的碳原子之間相連接形成高聚物，這樣形成的高聚物每個(gè)鏈節(jié)的碳原子數(shù)都是偶數(shù)。 所以加聚產(chǎn)物找單體時(shí)，采用分段變鍵式，所得每段的碳原子也是偶數(shù)個(gè)，即鏈節(jié)中的單鍵每2個(gè)碳原子一段，雙鍵每2個(gè)或4個(gè)碳原子一段(到底是哪種情況視鏈節(jié)中的單鍵而定)；然后將鏈節(jié)中的單鍵變?yōu)殡p鍵，雙鍵變?yōu)槿I(雙鍵每

7、2個(gè)碳原子一段時(shí)，較少見)或單鍵(雙鍵每4個(gè)碳原子一段時(shí))。即口訣為(除了炔加聚產(chǎn)物)：單鍵兩兩斷，雙鍵四個(gè)碳；單鍵變雙鍵，雙鍵變單鍵。(2)縮聚反應(yīng)類在發(fā)生縮聚反應(yīng)時(shí)，斷鍵的規(guī)律是：所以找縮聚產(chǎn)物的單體時(shí)，依據(jù)上述逆推即可，即口訣為：(酯化類或多肽類)遇羰基即斷，羰基加羥基，其余部分加氫；(酚醛類)遇苯環(huán)即斷，苯上加氫，碳為碳氧雙鍵。另外在表示方法上也有明顯的不同，加聚反應(yīng)產(chǎn)物無端基原子或原子團(tuán)，而縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物有端基原子或端基原子團(tuán)。1聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)為 ，試回答下列問題：(1)聚苯乙烯的鏈節(jié)是_，單體是_。(2)實(shí)驗(yàn)測得某聚苯乙烯的相對分子質(zhì)量(平均值)為52000，則該高聚物的聚合度n為

8、_。(3)已知聚苯乙烯為線型結(jié)構(gòu)高分子化合物，試推測：_(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有_(填“熱塑”或“熱固”)性。ABC DD1下列各物質(zhì)屬于高分子化合物的是()A葡萄糖 B硬脂酸甘油酯C蛋白質(zhì) D酶解析酶是一種具有催化功能的蛋白質(zhì)。答案CD2下列各組高分子化合物中，所有的物質(zhì)都是經(jīng)縮聚反應(yīng)生成的一組是()A聚乙烯、硝化纖維、天然橡膠B聚苯乙烯、丁苯橡膠、氯丁橡膠C蛋白質(zhì)、聚丙烯、聚氯乙烯D酚醛樹脂、聚酯纖維、蛋白質(zhì)答案D31828年德國化學(xué)家烏勒曾用一種無機(jī)鹽直接轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物尿素CO(NH2)2，開創(chuàng)了有機(jī)合成化學(xué)的新紀(jì)元，烏勒使用的這一無機(jī)鹽是 ()ANH4CNO B(NH4

9、)2CO3CNH4HCO3 DNH4NO3解析NH4CNO和CO(NH2)2是同分異構(gòu)體。答案A4若用乙炔作為有機(jī)合成的原料，下列過程可能生成產(chǎn)物CH2BrCHBrCl是 ()A先加HCl再加Br2B先加HCl再加HBrC先加Cl2再加HBrD先加Cl2再加Br2解析把目標(biāo)物和原料對比，應(yīng)先后與HCl和Br2發(fā)生加成反應(yīng)。答案A6重氮甲烷(CH2N2)能與酸性物質(zhì)反應(yīng)：RCOOHCH2N2RCOOCH3N2，下列物質(zhì)中能與重氮甲烷反應(yīng)但產(chǎn)物不是酯的是 ()AHCHO BC6H5OHCC6H5CH2OH DC6H5COOH解析B和D具有酸性，和B反應(yīng)生成苯甲醚，和D反應(yīng)生成苯甲酸甲酯。答案B四、

10、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)原理：有機(jī)反應(yīng)主要包括八大基本類型： 取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)、 還原反應(yīng)、加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、顯色反應(yīng)。 1、取代反應(yīng)原理：“有進(jìn)有出”包括：鹵代、硝化、酯化、水解、分子間脫水有機(jī)物無機(jī)物/有機(jī)物反應(yīng)名稱烷,芳烴,酚 X2鹵代反應(yīng)苯及其同系物 HNO3硝化反應(yīng)*苯的同系物 H2SO4磺化反應(yīng) *醇 醇脫水反應(yīng)*醇 HX取代反應(yīng)酸 醇 酯化反應(yīng)酯 酸溶液或堿溶液 水解反應(yīng)鹵代烴堿溶液水解反應(yīng)二糖多糖H2O水解反應(yīng)蛋白質(zhì)H2O水解反應(yīng) 2、加成反應(yīng)原理：“有進(jìn)無出” 包括：烯烴及含C=C的有機(jī)物、炔烴及含CC的有機(jī)物與H2、X2、HX、H2O加成、苯環(huán)、醛基、不飽和油脂

11、與H2加成和H2加成的條件一般是催化劑（Ni）+加熱和水加成時(shí)，一般在一定的溫度、壓強(qiáng)和催化劑條件下不對稱烯烴或炔烴和H2O、HX加成時(shí)可能產(chǎn)生兩種產(chǎn)物醛基的C=O只能和H2加成，不能和X2加成，而羧基和酯的C=O不能發(fā)生加成反應(yīng)若一種物質(zhì)中同時(shí)存在C=C、醛基等多個(gè)官能團(tuán)時(shí)，和氫氣的加成反應(yīng)可同時(shí)進(jìn)行，也可以有選擇地進(jìn)行，看信息而定共軛二烯烴的加成：3、消去反應(yīng)原理：“無進(jìn)有出” 包括： 醇消去H2O生成烯烴、 鹵代烴消去HX生成烯烴說明：消去反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：OH或X與所在碳相鄰的碳原子上的-H結(jié)合生成H2O或HX而消去不能發(fā)生消去反應(yīng)的情況：OH或X所在的碳無相鄰碳原子，或相鄰碳原子上無氫（注

12、意區(qū)分不能消去和不能氧化的醇）有不對稱消去的情況，由信息定產(chǎn)物消去反應(yīng)的條件：醇類是濃硫酸+加熱； 鹵代烴是NaOH醇溶液+加熱4、氧化反應(yīng)原理：有機(jī)物得氧或去氫 包括： 燃燒反應(yīng)、 被空氣（氧氣）氧化、 催化氧化 被酸性KMnO4溶液氧化， 醛基的銀鏡反應(yīng)和被新制Cu(OH)2懸濁液氧化 烯烴被臭氧氧化（O3，Zn/HCl，雙鍵斷裂，原雙鍵碳變?yōu)镃=O）說明：有機(jī)物一般都可以發(fā)生氧化反應(yīng)，此過程發(fā)生了碳碳鍵或碳氧鍵的斷裂醇氧化的規(guī)律： 伯醇氧化生成醛，如CH3CH2OH 仲醇氧化生成酮，如(CH3)2CHOH 叔醇不能被氧化，如(CH3)3COH多官能團(tuán)物質(zhì)被氧化的順序看信息5、還原反應(yīng)原理

13、：有機(jī)物得氫或去氧 包括：烯、炔、苯環(huán)、醛、油脂等和氫氣加成， 硝基被還原為氨基 （如硝基苯被Fe+HCl還原為苯胺）說明：“氧化”和“還原”反應(yīng)是針對有機(jī)物而言的，有機(jī)物被氧化則定義為氧化反應(yīng)，有機(jī)物被還原則定義為還原反應(yīng) 6、加聚反應(yīng)類型（聯(lián)系書上提到的高分子材料）：乙烯型加聚 聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、 聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）1，3-丁二烯型加聚（破兩頭，移中間） 天然橡膠（聚異戊二烯） 氯丁橡膠（聚一氯丁二烯）含有雙鍵的不同單體間的共聚 乙丙樹脂（乙烯和丙烯共聚）， 丁苯橡膠（丁二烯和苯乙烯共聚） 說明單體通常是含有C=C或CC的化合物鏈節(jié)與單體的相對分子質(zhì)量相等產(chǎn)物

14、中僅有高聚物，無其它小分子，但生成的高聚物因n值不同，是混合物由加聚產(chǎn)物判斷單體的“隔碳移鍵”法加聚方法：共聚、均聚7、縮聚反應(yīng)類型酚醛縮聚（高聚物鏈節(jié)中含酚羥基） 苯酚和甲醛縮聚成酚醛樹脂（電木）氨基酸縮聚（高聚物鏈節(jié)中含酰胺鍵） 氨基酸縮合成多肽或蛋白質(zhì)醇酸縮聚（高聚物鏈節(jié)中含酯基） 乙二醇和乙二酸（或?qū)Ρ蕉姿幔┑目s聚說明縮聚反應(yīng)生成高分子和小分子，如H2O若高分子化合物的鏈節(jié)并非完全以碳原子連接，如有酚羥基、-COO-、-CO-NH-等，則該高分子是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物判斷縮聚反應(yīng)的單體（水解法）：先判斷縮聚類型，再解聚解聚方法：先斷開羰基與氧原子（或氮原子）之間的鍵，然后給羰基加上羥基，給

15、氧或氮接上氫原子，鏈節(jié)兩端的羰基、氧或氮也按此法接上羥基或氧原子8、顯色反應(yīng)包括苯酚遇FeCl3溶液顯紫色淀粉遇碘單質(zhì)顯藍(lán)色含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸凝結(jié)顯黃色二.有機(jī)合成與有機(jī)推斷 有機(jī)合成與有機(jī)推斷是高考的熱點(diǎn)，是命題者的保留題目，預(yù)測今后將繼續(xù)成為有機(jī)部分化學(xué)試題的主要考點(diǎn)，并且很可能逐步向綜合性、信息化、能力型方向發(fā)展。而如何解有機(jī)合成與有機(jī)推斷題是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一，也是備考師生關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 (一) 有機(jī)合成與有機(jī)推斷題的特點(diǎn) 1.命題形式上多以框圖的形式給出烴及烴的衍生物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，考查反應(yīng)方程式的書寫、判斷反應(yīng)類型、分析各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和所含官能團(tuán)、判斷和書寫同分異構(gòu)體等

16、；或者是給出一些新知識和信息，即信息給予試題，讓學(xué)生現(xiàn)場學(xué)習(xí)再遷移應(yīng)用，結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行合成與生產(chǎn)，考查考生的自學(xué)與應(yīng)變能力。 2.命題內(nèi)容上經(jīng)常圍繞乙烯、苯及其同系物、乙醇、乙醛等這些常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和性質(zhì)為中心來考查。 (二)有機(jī)合成與有機(jī)推斷題的復(fù)習(xí)策略 縱觀近年高考“理科綜合能力測試卷”和各地高考試題，不難發(fā)現(xiàn)有機(jī)合成與有機(jī)推斷題主要為“多官能團(tuán)有機(jī)物”的合成或推斷。 為什么多官能團(tuán)有機(jī)物知識點(diǎn)每年高考必考呢?有兩個(gè)原因：一是課本上有這樣的知識原形，例如，丙三醇、乙二酸、葡萄糖、谷氨酸等都屬于多官能團(tuán)有機(jī)物；二是多官能團(tuán)有機(jī)物的試題，既能考查考生的基礎(chǔ)是否扎實(shí)，又能考查考生的綜合思維能力

17、是否強(qiáng)，具有良好的區(qū)分度和選拔功能。 以多官能團(tuán)有機(jī)物為主的有機(jī)合成與有機(jī)推斷題，每年必考，我們應(yīng)重視這一知識點(diǎn)的復(fù)習(xí).簡單有機(jī)物的合成1、引入鹵素原子（1）加成反應(yīng)： （C=C、CC加Cl2、HCl等）（2）取代反應(yīng)（烷烴、苯及醇） CH4+Cl2CH3Cl+HCl一. 官能團(tuán)的引入簡單有機(jī)物的合成2、引入醇羥基（1）加成反應(yīng)（2）水解反應(yīng) 鹵代烴、酯的水解（3）分解反應(yīng) C6H12O6（葡萄糖）2C2H5OH + 2CO2（催）3、引入碳碳雙鍵（1）加成反應(yīng)（2）消去反應(yīng)（醇、鹵代烴）（3）烷烴的熱裂解和催化裂化4、-CC-的引入（1）實(shí)驗(yàn)室制備乙炔原理的應(yīng)用 （2）二元鹵代烴在強(qiáng)堿的醇溶

18、液中消去2分子的HX（3）一元鹵代烯烴在強(qiáng)堿的醇溶液中消去HX思考：鄰二元醇能否消去得到碳碳叁鍵？5、引入醛基或羰基(1) 醇的氧化(2) 烯烴氧化(3) 炔烴水化(4) 烯烴的氧化分解（信息）6、羧基的引入（1）醛的氧化（2）酯、氨基酸在酸性條件下水解（3）苯的同系物被酸性高錳酸鉀溶液氧化7.縮短碳鏈的方法 苯的同系物被酸性高錳酸鉀溶液氧化 烷烴的催化裂化 烯烴、炔烴被酸性高錳酸鉀溶液氧化9. 成環(huán) (1)形成碳環(huán)： 雙烯成環(huán) (2)形成雜環(huán)： 通過酯化反應(yīng)形成環(huán)酯8.碳鏈增長的方法 見復(fù)習(xí)用書有機(jī)合成中的成環(huán)反應(yīng)規(guī)律類型： 加成成環(huán) 醇分子間脫水成環(huán) 醇分子內(nèi)脫水成環(huán) 醇與酸酯化成環(huán)（氨基

19、羧之間也可）CH2(OH)CH2OH +2H2OHOCH2CH2CH2CH2OH + H2OCH2=CHCH=CH2 + CH2=CH2HOCH2CH2OH+HOOCCOOH +2H2OHOCH2CH2CH2CH2COOH +H2O(1)一元合成路線(官能團(tuán)衍變)二、合成方法和技巧1.熟記常規(guī)變化線路R-CH=CH2鹵代烴一元醇一元醛一元羧酸酯 RCH2ClRCH2OHRCHORCOOHRCOOCH2R，a.官能團(tuán)種類變化：水解CH3CH2-OH氧化CH3CH2-BrCH3-CHOb.官能團(tuán)數(shù)目變化：c.官能團(tuán)位置變化：消去CH3CH=CH2加HBrCH3CH2CH2-BrCH3CH-CH3B

20、r消去CH2=CH2加Br2CH3CH2-BrCH2BrCH2Br(3)芳香化合物合成路線酸性KMnO4(2)二元合成路線環(huán)己烷 苯例：以石油裂解氣為原料，通過一系列化學(xué)反應(yīng)可得到重要的化工產(chǎn)品增塑劑G。 反應(yīng)的目的是： 。合成技巧2.易反應(yīng)的基團(tuán)應(yīng)用保護(hù)基給予保護(hù)3.注意同一條件下其它官能團(tuán)的“同步”變化合成技巧:4.確定反應(yīng)中引入官能團(tuán)的先后順序 已知：R苯環(huán)上原有的取代基對新導(dǎo)入的取代基進(jìn)入苯環(huán)的位置有顯著影響現(xiàn)用苯作原料制備一系列化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖：寫出的結(jié)構(gòu)簡式。 例:鹵代烴（RX）可以合成格氏試劑(RMgX)，合成格 氏試劑及格氏試劑有關(guān)應(yīng)用如下：試設(shè)計(jì)合成路線由正丙醇合成正丁醇。

21、CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OMgBrCH3CH2CH2MgBrCH3CH2CH2BrHBrHCHOMg乙醚H2OH+練習(xí)1、已知:.鹵代烴和苯可發(fā)生如下反應(yīng): + RCl AlCl3 R + HCl. OH、 -Cl和苯環(huán)相連后，苯環(huán)上的取代反應(yīng)易發(fā)生 在這些基團(tuán)的鄰位和對位，故稱它們?yōu)猷弻ξ欢ㄎ换鵑O2, COOH和苯環(huán)相連后，苯環(huán)上的取代反應(yīng)易 發(fā)生在這些基團(tuán)的間位，故稱它們?yōu)殚g位定位基.試以 和 CH3CH2Cl 為原料合成 COOHOHCOOHOH合成技巧5. 逆向思維由產(chǎn)品推得中間產(chǎn)物再得原料逆推法2、已知：CH2=CHCH3Cl2CCl4CH2CHCH3 Cl ClCH2=CH-CH3Cl2500CH2=CHCH2Cl試以丙烯為主要原料合成硝化甘油，寫出各步化學(xué)方程式，并注明反應(yīng)類型。3、以對