高中化學(xué)選修五課件第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代章末重難點(diǎn)專(zhuān)題突破50張

章末重難點(diǎn)專(zhuān)題突破第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代目標(biāo)定位1.通過(guò)比較，進(jìn)一步理解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的原理。2.掌握高聚物單體確立的方法。3.學(xué)會(huì)有機(jī)推斷題分析解答。一加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較二確定高聚物單體的常見(jiàn)方法內(nèi)容索引三有機(jī)推斷題的解題思路和策略一加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較1.加聚反應(yīng)加成聚合反應(yīng)簡(jiǎn)稱(chēng)加聚反應(yīng)，是指以不飽和烴或含不飽和鍵的物質(zhì)為單體，通過(guò)不飽和鍵加成聚合成高聚物的反應(yīng)。常見(jiàn)的反應(yīng)類(lèi)型有(1)聚乙烯型，如：nCH2==CH—CH3―→(2)聚1,3--丁二烯型，如：(3)混合型，如：nCH2==CH—CH==CH2＋nCH2==CH—CN―→加聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě)特別提示將鏈節(jié)寫(xiě)在方括號(hào)內(nèi)，聚合度n寫(xiě)在方括號(hào)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(jiǎn)式為2.縮聚反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)簡(jiǎn)稱(chēng)縮聚反應(yīng)，是指單體之間相互作用生成高分子，同時(shí)還生成小分子(如：水、氨、鹵化氫等)的聚合反應(yīng)。常見(jiàn)的反應(yīng)類(lèi)型有(1)醇羥基中的氫原子和酸分子中的羥基(—OH)縮合成水的反應(yīng)。如：二元酸和二元醇的縮聚反應(yīng)：nHO—R—OH＋nHOOC—R′—COOH若單體為一種物質(zhì)，則通式為＋(n－1)H2O若有兩種或兩種以上的單體，則通式為nHO—R—COOH＋nHO—R′—COOH(2)羧基中的羥基與氨基中的氫原子縮合成水的反應(yīng)。如：氨基酸聚合成蛋白質(zhì)。若此類(lèi)反應(yīng)只有一種單體，則通式為＋(n－1)H2O若有兩種或兩種以上單體，則通式為nH2N—R—COOH＋nH2N—R′—COOH―→書(shū)寫(xiě)此類(lèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式或高分子產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的方法是：酸去羥基氨去氫。(3) 中的氧原子與另一基團(tuán)中的活潑氫原子縮合成水的反應(yīng)。如：苯酚和甲醛的縮聚反應(yīng)：縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě)特別提示要在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)出鏈節(jié)余下的端基原子或原子團(tuán)。如：3.加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較

加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)相同①單體是相對(duì)分子質(zhì)量小的有機(jī)物；②生成物有高分子化合物；③單體可相同，也可不相同生成物無(wú)小分子有小分子(如H2O等)高分子與單體組成相同組成不相同高分子相對(duì)分子質(zhì)量是單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍單體的相對(duì)分子質(zhì)量與縮去分子(小分子)的相對(duì)分子質(zhì)量之差的n倍反應(yīng)特點(diǎn)單體中含有不飽和鍵是加聚反應(yīng)的必要條件，打開(kāi)不飽和鍵，相互連成長(zhǎng)碳鏈單體通常含有兩個(gè)或兩個(gè)以上能夠相互作用的官能團(tuán)，如—NH2、—OH、—COOH；官能團(tuán)與官能團(tuán)間縮去一個(gè)小分子，逐步縮合例1某種具有較好耐熱性、耐水性和高頻電絕緣性的高分子化合物的結(jié)構(gòu)片斷為則生成該樹(shù)脂的單體的種數(shù)和化學(xué)反應(yīng)所屬類(lèi)型正確的是A.1種，加聚反應(yīng) B.2種，縮聚反應(yīng)C.3種，加聚反應(yīng) D.3種，縮聚反應(yīng)答案解析從分子的組成來(lái)看，應(yīng)是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物，而且分子是由三種單體縮聚得到，分別是CH2O、√答案例2根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A____________，E_____________，G___________________。CH2==CH2HOOC(CH2)4COOH(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型：①__________，⑤_________。答案加成反應(yīng)縮聚反應(yīng)(3)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：②：____________________________________________________；④：___________________________________________________。ClCH2CH2Cl＋NaOHCH2==CHCl＋NaCl＋H2OClCH2CH2Cl＋2NaOHHOCH2CH2OH＋2NaCl答案二確定高聚物單體的常見(jiàn)方法如果高聚物鏈節(jié)主鏈上的原子都是碳原子，沒(méi)有其他的原子，則一般是加聚產(chǎn)物；如果高聚物鏈節(jié)主鏈中含有—COO—、—CONH—等官能團(tuán)，則是縮聚產(chǎn)物。判斷高聚物單體的一種行之有效的方法是“切割法”：即首先將高聚物的括號(hào)及聚合度n值去掉，得到鏈節(jié)，根據(jù)鏈節(jié)主鏈的情況，判斷是加聚產(chǎn)物單體還是縮聚產(chǎn)物單體，必要時(shí)在高聚物鏈節(jié)上找到斷鍵點(diǎn)，將鏈節(jié)切割成幾段，最后將切下的片段改寫(xiě)成單體。具體分析如下：1.加聚產(chǎn)物單體的確定(1)主碳鏈上沒(méi)有碳碳雙鍵，只有碳碳單鍵的情況。①若主碳鏈上只有兩個(gè)碳原子，則該高聚物的單體只有一種。只要把主碳鏈上兩個(gè)碳原子間的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵即得到該高聚物的單體。單體是②若主碳鏈上有四個(gè)碳原子，則該高聚物的單體必為兩種。把主碳鏈上第二個(gè)碳原子和第三個(gè)碳原子之間的鍵斷開(kāi)，這樣把整個(gè)鏈節(jié)就切割成了兩部分，然后分別把未斷開(kāi)的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵，即可得兩種單體。如：

單體是CH2==CH2和CH3—CH==CH2。如：(2)主碳鏈上含有碳碳雙鍵的情況。①若主碳鏈為四個(gè)碳原子，則該高聚物的單體為一種。將主碳鏈上的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵，而碳碳雙鍵改為碳碳單鍵即通常所說(shuō)的“單變雙、雙變單”即得單體。如：高聚物

CH2—CCl==CH—CH2

，單體是CH2==CCl—CH==CH2。②若主碳鏈為六個(gè)碳原子，則該高聚物的單體為兩種。解此類(lèi)題的方法是首先以雙鍵的兩個(gè)碳原子為中心，向左、向右各擴(kuò)張一個(gè)碳原子，斷開(kāi)碳鏈，這樣就將整個(gè)鏈節(jié)切割為兩部分，然后將每部分鏈節(jié)的單鍵改雙鍵，雙鍵改單鍵，便得到了兩種單體，一種是主碳鏈為兩個(gè)碳原子的單體，另一種是含有兩個(gè)雙鍵、主碳鏈?zhǔn)撬膫€(gè)碳原子的單體。如：

單體是

和CH2==CH—CH==CH2。③若主碳鏈為八個(gè)碳原子，則其高聚物的單體為三種。方法還是以雙鍵的兩個(gè)碳原子為中心，向左、向右各擴(kuò)張一個(gè)碳原子，斷開(kāi)碳鏈，這樣就將整個(gè)鏈節(jié)切割為三部分，然后將每部分鏈節(jié)的單鍵改雙鍵，雙鍵改單鍵，即可得到三種單體。如：工程塑料ABS樹(shù)脂：?jiǎn)误w是

和(3)主鏈?zhǔn)?/p>

CH2O的高聚物，判斷單體的方法仍然是恢復(fù)雙鍵，其單體為HCHO。2.縮聚產(chǎn)物單體的確定(1)首先判斷縮聚產(chǎn)物的類(lèi)別，是屬于聚酯、醚類(lèi)還是多肽等。根據(jù)這些物質(zhì)的生成原理，從什么位置形成共價(jià)鍵的，書(shū)寫(xiě)單體時(shí)就從什么位置斷鍵還原，規(guī)律是斷鍵，補(bǔ)原子，即找到斷鍵點(diǎn)，斷鍵后再根據(jù)碳四價(jià)、氧二價(jià)、氮三價(jià)的原則在相應(yīng)部位加上氧原子、氫原子或羥基。所以，若是縮聚產(chǎn)物，其單體的確定方法可用“切割法”：羰、氧斷，羰基連羥基，氧原子、氮原子都連氫原子。如：尼龍的結(jié)構(gòu)片段為—NH—(CH2)6—NH—CO—(CH2)4—CO—確定單體時(shí)：先從羰基與氮原子處斷開(kāi)成為兩部分，然后在羰基碳原子上連上羥基，氧原子或氮原子上連上氫原子，這樣就得到聚合物單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：H2N—(CH2)6—NH2和(2)如果鏈節(jié)中不含“—COO—”或“—CO—NH—”，只是在端點(diǎn)含有“—CO—”、“—O—”或“—NH—”，則說(shuō)明該聚合物只是由一種單體縮聚成的，書(shū)寫(xiě)單體時(shí)只需依照上述方法在羰基上連上“—OH”，“—O—”或“—NH—”上直接連上“—H”就行了。如：

對(duì)于這種情況，就是

加—OH，—NH—上加氫原子，即得到單體H2N(CH2)5COOH。(3)如果主鏈鏈節(jié)中碳原子不連續(xù)，含有苯環(huán)和羥基結(jié)構(gòu)。規(guī)律是在苯環(huán)和側(cè)鏈連接處斷鍵，改寫(xiě)成酚和醛。如：

的單體為

和HCHO。(4)若鏈節(jié)中含“—O—CH2—CH2—”結(jié)構(gòu)，其單體可能為環(huán)氧物質(zhì)，也可能為多羥基醇。特別提示判斷有機(jī)高分子化合物單體時(shí)，要先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。(1)若是加聚產(chǎn)物：①判斷方法是：高聚物→鏈節(jié)→半鍵還原、雙鍵重現(xiàn)→正推驗(yàn)證。②若半鍵還原無(wú)法形成完整雙鍵可考慮再斷裂單鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時(shí)不是一種單體)或斷裂雙鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時(shí)單體是二烯烴)。(2)若是縮聚產(chǎn)物，可依據(jù)官能團(tuán)的形成過(guò)程逆向推出單體，把失去的小分子物質(zhì)分拆后加在相應(yīng)位置。例3聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)為

試回答下列問(wèn)題：(1)聚苯乙烯的鏈節(jié)是_____________，單體是___________。答案解析聚苯乙烯是苯乙烯(單體)通過(guò)加聚反應(yīng)制得的，鏈節(jié)是其聚合度n＝

＝500；根據(jù)線型高分子的性質(zhì)可推知聚苯乙烯具有熱塑性，可溶于CHCl3等有機(jī)溶劑。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得聚苯乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量(平均值)為52000，則該高聚物的聚合度n為_(kāi)____。(3)已知聚苯乙烯為線型結(jié)構(gòu)的高分子化合物，試推測(cè)：聚苯乙烯___(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有_______(填“熱塑”或“熱固”)性。答案500

能熱塑答案三有機(jī)推斷題的解題思路和策略1.有機(jī)推斷題的解題思路2.解有機(jī)推斷題的一般方法(1)找已知條件最多的、信息量最大的。這些信息可以是化學(xué)反應(yīng)、有機(jī)物性質(zhì)(包括物理性質(zhì))、反應(yīng)條件、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征、變化前后的碳鏈或官能團(tuán)間的差異、數(shù)據(jù)上的變化等。(2)尋找特殊的或唯一的。包括具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)(如：常溫下處于氣態(tài)的含氧衍生物——甲醛)、特殊的分子式(這種分子式只能有一種結(jié)構(gòu))、特殊的反應(yīng)、特殊的顏色等。(3)根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行推斷。數(shù)據(jù)往往起突破口的作用，常用來(lái)確定有機(jī)物的分子式或某種官能團(tuán)的數(shù)目。(4)根據(jù)加成所需H2、Br2的量，確定分子中不飽和鍵的類(lèi)型及數(shù)目；由加成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，結(jié)合碳的四價(jià)確定不飽和鍵的位置。(5)如果不能直接推斷某物質(zhì)，可以假設(shè)幾種可能，結(jié)合題給信息進(jìn)行順推或逆推，猜測(cè)可能，再驗(yàn)證可能，看是否完全符合題意，從而得出正確答案。3.解有機(jī)推斷題的關(guān)鍵——找準(zhǔn)突破口(1)根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象推知官能團(tuán)①能使溴水褪色，可推知該物質(zhì)分子中可能含有碳碳雙鍵、三鍵或醛基。②能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，可推知該物質(zhì)分子中可能含有碳碳雙鍵、三鍵、醛基或?yàn)楸降耐滴铩＂塾鋈然F溶液顯紫色，可推知該物質(zhì)分子中含有酚羥基。④遇碘水變藍(lán)，可推知該物質(zhì)為淀粉。⑤加入新制氫氧化銅懸濁液，加熱，有紅色沉淀生成；或加入銀氨溶液有銀鏡生成，可推知該分子結(jié)構(gòu)有醛基，則該物質(zhì)可能為醛類(lèi)、甲酸或甲酸某酯。⑥加入金屬Na放出氫氣，可推知該物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中含有羥基。⑦加入Na2CO3溶液或NaHCO3溶液產(chǎn)生CO2氣體，可推知該物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中含有羧基。⑧加入溴水，出現(xiàn)白色沉淀，可推知該物質(zhì)為苯酚或其衍生物。(2)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)推斷官能團(tuán)能使溴水褪色的物質(zhì)，含有碳碳雙鍵、三鍵或醛基；能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì)，含有醛基；能與金屬鈉發(fā)生置換反應(yīng)的物質(zhì)，含有—OH、—COOH；能與碳酸鈉作用的物質(zhì)，含有羧基或酚羥基；能與碳酸氫鈉反應(yīng)的物質(zhì)，含有羧基；能水解的物質(zhì)，應(yīng)為鹵代烴和酯等，其中能水解生成醇和羧酸的物質(zhì)是酯。但如果只談與氫氧化鈉反應(yīng)，則酚、羧酸、鹵代烴、苯磺酸和酯都有可能。(3)根據(jù)特征數(shù)字推斷官能團(tuán)①某有機(jī)物與醋酸反應(yīng)，相對(duì)分子質(zhì)量增加42，則分子中含有一個(gè)—OH；增加84，則含有兩個(gè)—OH。因?yàn)椤狾H轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾OC—CH3。②某有機(jī)物在催化劑作用下被氧氣氧化，若相對(duì)分子質(zhì)量增加16，則表明有機(jī)物分子內(nèi)有一個(gè)—CHO(變?yōu)椤狢OOH)；若增加32，則表明有機(jī)物分子內(nèi)有兩個(gè)—CHO(變?yōu)椤狢OOH)。③有機(jī)物與Cl2

反應(yīng)，若有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量增加71，則說(shuō)明有機(jī)物分子內(nèi)含有一個(gè)碳碳雙鍵；若增加142，則說(shuō)明有機(jī)物分子內(nèi)含有兩個(gè)碳碳雙鍵或一個(gè)碳碳三鍵。(4)根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物推知官能團(tuán)位置①若由醇氧化得醛或羧酸，可推知—OH一定連接在有2個(gè)氫原子的碳原子上；由醇氧化為酮，推知—OH一定連在有1個(gè)氫原子的碳原子上；若醇不能在催化劑作用下被氧化，則—OH所連的碳原子上無(wú)氫原子。②由消去反應(yīng)的產(chǎn)物，可確定—OH或—X的位置。③由取代反應(yīng)產(chǎn)物的種數(shù)，可確定碳鏈結(jié)構(gòu)。如烷烴，已知其分子式和一氯代物的種數(shù)時(shí)，可推斷其可能的結(jié)構(gòu)。有時(shí)甚至可以在不知其分子式的情況下，判斷其可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。④由加氫后碳鏈的結(jié)構(gòu)，可推測(cè)原物質(zhì)分子

的位置。(5)根據(jù)反應(yīng)條件推斷反應(yīng)類(lèi)型①在NaOH水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，則反應(yīng)可能為鹵代烴的水解反應(yīng)或酯的水解反應(yīng)。②在氫氧化鈉的醇溶液中，加熱條件下發(fā)生反應(yīng)，則一定是鹵代烴發(fā)生了消去反應(yīng)。③在濃硫酸存在并加熱至170℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)，則該反應(yīng)為乙醇的消去反應(yīng)。④能與氫氣在鎳催化條件下起反應(yīng)，則為烯烴、炔烴、苯及其同系物、醛的加成反應(yīng)(或還原反應(yīng))。⑤能在稀硫酸作用下發(fā)生反應(yīng)，則為酯、二糖、淀粉等的水解反應(yīng)。⑥能與溴水反應(yīng)，可能為烯烴、炔烴的加成反應(yīng)。例4現(xiàn)有分子式均為CaHbNcOd的A、B兩種有機(jī)物。(1)有機(jī)物A是天然蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，光譜測(cè)定顯示：A的分子結(jié)構(gòu)中不存在甲基(—CH3)，一定條件下，兩分子A發(fā)生縮合反應(yīng)生成M和一分子水，M的相對(duì)分子質(zhì)量為312。A分子間還可以通過(guò)縮聚反應(yīng)得到N。請(qǐng)寫(xiě)出A、M和N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A：____________________；M：_________________________________；N：____________________。答案解析有機(jī)物A是天然蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)物，則A應(yīng)為α--氨基酸，其分子中應(yīng)含有

結(jié)構(gòu)。M是由兩分子A縮合一分子水得到的，則A的相對(duì)分子質(zhì)量＝

＝165。在我們熟悉的教材中的α-氨基酸中，相對(duì)分子質(zhì)量為165的應(yīng)是其分子式為C9H11O2N，推出了A，M、N的結(jié)構(gòu)就容易寫(xiě)出了。(2)化合物B是分子式為CaHb＋1的某種芳香烴一硝化后的唯一產(chǎn)物(硝基連在苯環(huán)上)，則化合物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)___________，化合物A和B兩者互為_(kāi)__________，其中_____是與生命起源有關(guān)的物質(zhì)。同分異構(gòu)體A答案解析化合物B是芳香烴CaHb＋1(即C9H12)的一硝化產(chǎn)物，B的分子式為C9H11NO2，而B(niǎo)是C9H12(芳香烴)