2019版高考化学一轮复习有机化学基础第7节高分子化合物有机合成学案15142.doc

第7节高分子化合物有机合成考试说明1了解合成高分子的组成和结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。2会判断加聚反应和缩聚反应。3能设计合成路线合成简单有机化合物。命题规律本节内容是高考的必考点，主要考查的是推断有机物结构式或结构简式；反应类型的判断；化学方程的书写；限定条件下同分异构体的书写或数目判断；有机合成路线的设计。另外聚合反应是有机合成高考题中的常考知识点。通常考查反应类型的判断、加聚反应与缩聚反应的化学方程式的书写、单体与聚合产物结构简式的相互推断等。考点1合成有机高分子化合物1有机高分子化合物及其结构特点(1)定义相对分子质量从104到106甚至更大的化合物，称为高分子化合物，简称高分子。大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。(2)有机高分子的组成单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。聚合度：高分子链中含有链节的数目。2合成高分子化合物的两个基本反应(1)加聚反应小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应，如合成有机玻璃的方程式为： (2)缩聚反应单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反应。如乙二酸与乙二醇发生缩聚反应，其化学方程式为：3高分子化合物的分类由缩聚物的结构简式推导其单体的方法酰胺类高聚物中含有“”，它的单体有两种，在亚氨基上加氢，羰基碳原子上加羟基，即得高聚物的单体。如的单体是H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。的单体必为一种，在亚氨基上加氢，在羰基碳原子上加羟基，即得高聚物的单体。酚醛树脂是由酚类和醛类缩聚而成的，链节中有酚羟基的结构。【基础辨析】判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子化合物。()(2)天然橡胶是高聚物，不能使溴水褪色。()(3) 的单体是CH2=CH2和。()(4)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。()(5)聚乙烯可包装食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包装食品。()(6)聚异戊二烯属于纯净物。()1高分子化合物的结构如下：其单体可能是()CH2=CHCN乙烯1,3丁二烯苯乙炔苯乙烯1丁烯A B C D答案A解析该高分子化合物属于加聚反应生成的高聚物，且链节的主链上存在碳碳双键结构，按如图方式断键来确定单体其单体是CH2=CHCN、CH2=CHCH=CH2、，故A正确。2涤纶广泛应用于衣料和装饰材料。合成涤纶的反应如下：下列说法正确的是()A合成涤纶的反应为加聚反应B对苯二甲酸和苯甲酸互为同系物C1 mol涤纶与NaOH溶液反应，理论上最多可消耗2n mol NaOHD涤纶的结构简式为答案C解析合成涤纶的反应为缩聚反应，A错误；结构相似、分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团的有机化合物互称为同系物，但对苯二甲酸和苯甲酸分子组成相差CO2，不可能互为同系物，B错误；1 mol涤纶水解会产生2n mol羧基，与NaOH溶液反应，理论上最多可消耗2n mol NaOH，C正确；根据“酸脱羟基醇脱氢”可知，结构简式中的端基原子和端基原子团错误， 涤纶的结构简式为考点2有机合成1有机合成的分析方法和原则(1)有机合成的分析方法正向合成分析法的过程基础原料中间体目标化合物。逆向合成分析法的过程目标化合物中间体基础原料。(2)有机合成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，不能臆造不存在的反应。2合成路线的选择(1)一元转化关系以乙烯为例，完成上述转化标号反应的化学方程式：CH3CH2ClNaOHCH3CH2OHNaCl，2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O，CH3CH2OHCH3COOHCH3COOC2H5H2O。(2)二元转化关系以乙烯为例，完成上述转化标号反应的化学方程式：(3)芳香化合物合成路线3有机合成中碳骨架的构建(1)碳链的增长与HCN的加成反应；加聚或缩聚反应；酯化反应。(2)碳链的减短脱羧反应：RCOONaNaOHRHNa2CO3。氧化反应；RCH=CH2RCOOHCO2。酯类、糖类、蛋白质等的水解反应。烃的裂化或裂解反应：C16H34C8H18C8H16。(3)常见碳链成环的方法二元醇成环如HOCH2CH2OHH2O。羟基酸酯化成环二元羧酸成环如HOOCCH2CH2COOHH2O。氨基酸成环如H2NCH2CH2COOHH2O。4有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入引入官能团引入方法引入卤素原子烃的取代；不饱和烃与HX、X2的加成；醇与氢卤酸(HX)取代引入羟基烯烃与水加成；醛酮与氢气加成；卤代烃在碱性条件下水解；酯的水解引入碳碳双键某些醇或卤代烃的消去；炔烃不完全加成引入碳氧双键醇的催化氧化引入羧基醛基氧化；酯、氰基的水解；苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化(2)官能团的消除通过加成反应消除不饱和键(双键、三键)；通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基；通过加成或氧化反应等消除醛基；通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。(3)官能团数目的改变如CH3CH2OHCH2=CH2XCH2CH2XHOCH2CH2OH； (4)官能团位置的改变如CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2CH3CHClCH3CH3CH(OH)CH3。 (1)碳碳双键的保护：碳碳双键容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应恢复为碳碳双键。(2)在利用对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把CH3氧化成COOH之后，再把NO2还原为NH2，防止当KMnO4氧化CH3时，NH2(具有还原性)也被氧化。 1有机化合物F(C13H18O)是一种很重要的食物香料，其合成路线有多条，其中一条合成路线如下：(1)A的分子式为_，D中含氧官能团的名称为_。(2)反应ae中，属于取代反应的是_(填字母)。(3)F的结构简式是_(已知一个碳原子上不能连接两个碳碳双键)。(4)转化过程中，步骤b的目的是_；该步骤发生反应的化学方程式为_。(5)写出一种同时满足下列条件的D的同分异构体的结构简式：_。A遇FeCl3溶液会发生显色反应B核磁共振氢谱表明该物质中有4组峰C1 mol该物质最多可消耗2 mol NaOHD能发生银镜反应(6)参照上述合成路线，设计一条以为原料制备聚1,3丁二烯CH2CHCHCH2的合成路线。答案(1)C13H20O酯基和羰基(2)bd(3) (4)保护羟基，使之不被氧化 (5) 解析(1)根据A的结构简式，可知A的分子式为C13H20O。D中含有的含氧官能团有酯基和羰基。(2)根据有机反应类型的特点，可知a为加成反应，b为取代反应，c为氧化反应，d为水解反应(属于取代反应)。(3)根据F的分子式，结合官能团的性质知EF的反应为消去反应，则F的结构简式为。(4)反应c为氧化反应，为防止羟基被氧化，则步骤b将羟基转化为酯基，使之不被氧化。步骤b为B和乙酸发生酯化反应，反应的方程式为CH3COOH H2O。(5)D的分子式为C15H22O3，不饱和度为5，符合条件的同分异构体的结构中，一个苯环不饱和度为4，一个醛基不饱和度为1，则另外有2个酚羟基与2个叔丁基连在苯环上，才能满足该物质有4种氢原子。2颠茄酸酯(H)有解除胃肠道痉挛、抑制胃酸分泌的作用，常用于胃肠道平滑肌痉挛及溃疡病的辅助治疗，其合成路线如下：试回答下列问题：(1)反应所涉及的物质均为烃，氢的质量分数均为7.69%，A的相对分子质量小于110，则A的化学名称为_，A分子中最多有_个碳原子在一条直线上。(2)反应的反应类型是_，反应的反应类型是_。(3)B的结构简式是_；E的分子式为_；F中含氧官能团的名称是_。(4)由CD反应的化学方程式为_。(5)化合物G有多种同分异构体，同时满足下列条件的有_种。能发生水解反应和银镜反应；能与FeCl3发生显色反应；苯环上有四个取代基，且苯环上一卤代物只有一种。(6)参照上述合成路线，设计一条由制备的合成路线_。答案(1)苯乙烯3(2)取代反应消去反应(3) C10H12O2醛基、酯基(4) 2H2O(5)6(6) 解析(1)由逆推法可推出A为苯乙烯；根据苯和乙烯的分子结构可知，苯乙烯分子中最多有3个碳原子共线。(2)E为，比较E和F的结构简式可知，反应是取代反应；G为，比较G和H的结构简式可知，反应是消去反应。(5)化合物G的同分异构体中含有酚羟基、甲酸酯基，其他基共含有4个饱和碳原子；结合条件可写出6种符合条件的同分异构体的结构简式：12017全国卷下列生活用品中主要由合成纤维制造的是()A尼龙绳 B宣纸 C羊绒衫 D棉衬衣答案A解析纤维分为天然纤维及合成纤维，其中制造尼龙绳的聚酰胺属于合成纤维，A符合题意；宣纸、羊绒衫、棉衬衣都是由天然纤维制造而成，B、C、D不符合题意。22017北京高考聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂，聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘，其结构表示如下：下列说法不正确的是()A聚维酮的单体是B聚维酮分子由(mn)个单体聚合而成C聚维酮碘是一种水溶性物质D聚维酮在一定条件下能发生水解反应答案B解析A对：聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘，由聚维酮碘的结构可知，聚维酮是由经加聚反应生成的，故聚维酮的单体为。B错：由聚维酮碘的结构推知，聚维酮分子由(2mn)个单体聚合而成。C对：由聚维酮碘的结构可知，该物质属于盐类，易溶于水。D对：由聚维酮碘的结构可知，该结构中含有，故聚维酮在一定条件下能发生水解反应。32015北京高考合成导电高分子材料PPV的反应：下列说法正确的是()A合成PPV的反应为加聚反应BPPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元C和苯乙烯互为同系物D通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量，可得其聚合度答案D解析生成PPV的同时还有小分子生成，该反应为缩聚反应，A项错误；聚苯乙烯中不含碳碳双键，B项错误；两种有机物中碳碳双键的数目不同，C项错误。42017天津高考2氨基3氯苯甲酸(F)是重要的医药中间体，其制备流程图如下：已知：回答下列问题：(1) 分子中不同化学环境的氢原子共有_种，共面原子数目最多为_。(2)B的名称为_。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式_。a苯环上只有两个取代基且互为邻位b既能发生银镜反应又能发生水解反应(3)该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B，而是经由三步反应制取B，其目的是_。(4)写出的化学反应方程式：_，该步反应的主要目的是_。(5)写出的反应试剂和条件：_；F中含氧官能团的名称为_。(6)在方框中写出以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。答案(1)413(2)2硝基甲苯或邻硝基甲苯 (3)避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物，或占位)(4) 保护氨基(5)Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe)羧基解析(2)由B的结构简式及硝基化合物的命名原则可知，烃为母体，硝基为取代基，故名称为邻硝基甲苯(或2硝基甲苯)。B的同分异构体能发生银镜反应，说明分子中含有CHO，又能水解，则分子中含有酯基或肽键，又因分子中仅有2个氧原子，则苯环上的两个取代基应为OOCH、NH2或NHCHO、OH。故符合条件的B的同分异构体有和。(3)若甲苯直接硝化，苯环上除甲基的邻位氢原子可被硝基取代外，对位氢原子也可被取代，副产物较多。(4)根据题给信息，结合中反应物的结构简式及反应条件可推知C为。根据中反应物、生成物的结构简式可知，该反应为取代反应，化学方程式为HCl。由流程图可看出，反应中NH2参与反应，反应又重新生成NH2，说明反应的目的是保护氨基。(5)由反应可知，反应应是SO3H、被取代的反应，则反应应是苯环上氢原子发生氯代反应，故反应试剂和条件应为Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe)。由F的结构简式可知，分子中含氧官能团为COOH，其名称为羧基。(6)由生成含肽键的聚合物，只能是氨基、羧基发生缩聚反应。由反应可知，肽键在酸性条件下可水解生成NH2，故酸性条件下水解可得邻氨基苯甲酸，邻氨基苯甲酸在一定条件下发生缩聚反应即可得到目标产物。52017北京高考羟甲香豆素是一种治疗胆结石的药物，合成路线如下图所示：已知：RCOORROHRCOORROH(R、R、R代表烃基)(1)A属于芳香烃，其结构简式是_。B中所含的官能团是_。(2)CD的反应类型是_。(3)E属于酯类。仅以乙醇为有机原料，选用必要的无机试剂合成E，写出有关化学方程式：_。(4)已知：2E一定条件,FC2H5OH。F所含官能团有和_。(5)以D和F为原料合成羟甲香豆素分为三步反应，写出有关化合物的结构简式：D：_F：_中间产物1：_中间产物2：_答案(1) 硝基(2)取代反应(3)2C2H5OHO22CH3CHO2H2O、2CH3CHOO22CH3COOH、CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O(4) (5) 解析(1)A与浓HNO3、浓H2SO4的混酸在加热条件下反应生成B，B经还原生成C(C6H8N2)，A属于芳香烃，则其结构简式为。结合N原子守恒及羟甲香豆素的结构简式推知，B为二硝基苯，其结构简式为，所含官能团为硝基。(2)B经还原生成C(C6H8N2)，则C的结构简式为。C与H2O、H2SO4在加热条件下反应生成D(C6H6O2)，则D的结构简式为，故CD的反应类型为取代反应。(3)E(C4H8O2)属于酯类，在一定条件下发生反应生成F和C2H5OH，则E为CH3COOC2H5。乙醇(C2H5OH)在Cu或Ag、条件下发生催化氧化生成CH3CHO，继续氧化生成CH3COOH，CH3COOH与C2H5OH发生酯化反应生成CH3COOC2H5。(4)2分子E(CH3COOC2H5)在一定条件下反应生成F和C2H5OH，F与D在H/条件下经三步反应生成羟甲香豆素及C2H5OH，则EF的反应类型为取代反应，故F的结构简式为CH3COCH2COOCH2CH3，所含官能团为(5) 和F(CH3COCH2COOCH2CH3)合成羟甲香豆素分为三步反应，结合题给已知信息反应可知，先与CH3COCH2COOCH2CH3发生上的加成反应生成 (中间产物1)，再根据题给信息发生反应生成 (中间产物2)，最后发生消去反应生成羟甲香豆素。62017江苏高考化合物H是一种用于合成分泌调节剂的药物中间体，其合成路线流程图如下：(1)C中的含氧官能团名称为_和_。(2)DE的反应类型为_。(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：_。含有苯环，且分子中有一个手性碳原子；能发生水解反应，水解产物之一是氨基酸，另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。(4)G的分子式为C12H14N2O2，经氧化得到H，写出G的结构简式：_。(5)已知： (R代表烃基，R代表烃基或H)请写出以、和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。答案(1)醚键酯基(2)取代反应(3) (4)(5)解析(1)C中的含氧官能团有醚键和酯基。 (3)C的同分异构体中含有苯环，且分子中含有一个手性碳原子，能发生水解反应生成氨基酸，则生成的氨基酸可能为NH2CH2COOH或；由于分子中有手性碳原子，则该氨基酸为，另一水解产物中含有苯环和2个氧原子，且分子中只有2种不同化学环境的氢，则为，C的同分异构体的一种结构简式为(4)由G的分子式为C12H14N2O2及H的结构简式可推知G的结构简式为。(5)由原料和目标产物及题干中的信息，可用逆推法设计反应路线。时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共42分)12017北京东城区期末材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。下列物品所用材料的主要成分是有机高分子化合物的是()A.曾侯乙编钟(青铜器)B.景德镇瓷器C.钢化玻璃D.航天服(涤纶)答案D解析青铜器是合金，景德镇瓷器是陶瓷，钢化玻璃的主要成分是无机硅酸盐材料，涤纶是有机高分子化合物。22017北京房山区一模已知伞形酮可用雷琐苯乙酮和苹果酸在一定条件下反应制得。下列说法中正确的是()A一分子雷琐苯乙酮含有3个碳碳双键B苹果酸的一种缩聚产物是C1 mol伞形酮与足量NaOH溶液反应，最多可消耗2 mol NaOHD雷琐苯乙酮、苹果酸、伞形酮都能跟FeCl3溶液发生显色反应答案B解析苯环中不存在碳碳双键，故雷琐苯乙酮分子中不含有碳碳双键，A错误；伞形酮分子中含有酚羟基形成的酯基和酚羟基，则1 mol伞形酮与足量NaOH溶液反应，最多可消耗3 mol NaOH，C错误；雷琐苯乙酮、伞形酮都能跟FeCl3溶液发生显色反应，但苹果酸中不存在酚羟基，不能跟FeCl3溶液发生显色反应，D错误。3链状高分子化合物H可由有机化工原料R和其他有机试剂，通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到，则R是()A1丁烯 B2丁烯 C1,3丁二烯 D乙烯 答案D解析高分子化合物的单体为和HOCH2CH2OH，利用逆推法得CH2=CH2，再将乙二醇氧化得到乙二醛，进一步氧化得到乙二酸，由乙二醇和乙二酸发生缩聚反应就得到高分子化合物。42018湖南长沙模拟聚甲基丙烯酸甲酯的缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃。下列说法中错误的是()A合成PMMA的单体是甲基丙烯酸和甲醇B聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为(C5H8O2)nC聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子合成材料D甲基丙烯酸甲酯CH2=C(CH3)COOCH3中碳原子可能都处于同一平面答案A解析聚甲基丙烯酸甲酯的单体为CH2=C(CH3)COOCH3，故A错误；由题给结构简式可知，聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为(C5H8O2)n，故B正确；聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子合成材料，故C正确；甲基丙烯酸甲酯中碳碳双键、均为平面结构，且直接相连，则通过单键的旋转碳原子可能都处于同一平面，故D正确。5DAP是电表和仪表部件中常用的一种高分子化合物，其结构简式如图：则合成它的单体可能有()邻苯二甲酸丙烯醇(CH2=CHCH2OH)丙烯乙烯邻苯二甲酸甲酯A B C D答案A解析根据有机物的结构简式可知，该高分子化合物是加聚产物，但分子中含有酯基，再将酯基水解，所以其单体为丙烯醇和邻苯二甲酸，故A正确。62017河北质检下图是合成可降解聚合物G的最后一步，以下说法不正确的是()A已知反应FXG的原子利用率为100%，则X为CO2BF属于芳香化合物，但不属于芳香烃C(C9H8O3)n既是高分子G的化学式也是其链节的化学式D已知环氧乙烷经水解生成乙二醇，则F、G在一定条件下水解，可得相同的产物答案C解析对比F和G，二者只差一个碳原子和两个氧原子，因此X为CO2，A项正确；F中含苯环，但F中除C、H外，还含有O元素，所以F属于芳香化合物，但不属于芳香烃，B项正确；高分子G及其链节的化学式分别为(C9H8O3)n、，C项错误；F和G在一定条件下水解都能生成苯乙二醇，D项正确。7下图表示某高分子化合物的结构片断。关于该高分子化合物的推断正确的是()A3种单体通过加聚反应聚合B形成该化合物的单体只有2种C其中一种单体为D其中一种单体为1,5二甲基苯酚答案C解析链节上含有除碳、氢外的其他元素，通过缩聚反应形成该高分子化合物，故A错误；其单体为、HCHO，故B、D错误，C正确。二、非选择题(共58分)8(13分)对溴苯乙烯与丙烯的共聚物是一种高分子阻燃剂，具有低毒、热稳定性好等优点。完成下列填空：(1)写出该共聚物的结构简式：_。(2)实验室由乙苯制取对溴苯乙烯，需先经两步反应制得中间体。写出该两步反应所需的试剂及条件_。(3)将与足量氢氧化钠溶液共热得到A，A在酸性条件下遇FeCl3溶液不显色。A的结构简式为_。由上述反应可推知_。由A生成对溴苯乙烯的反应条件为_。(4)丙烯催化二聚得到2,3二甲基1丁烯，B与2,3二甲基1丁烯互为同分异构体，且所有碳原子处于同一平面。写出B的结构简式：_。设计一条由2,3二甲基1丁烯制备B的合成路线。答案(1) (合理即可)(2)Br2/Fe、Br2/光照(3) 与苯环直接相连的卤原子不易被羟基取代浓硫酸，加热 (4)(CH3)2C=C(CH3)2解析(1)对溴苯乙烯形成高分子的链节为，丙烯形成高分子的链节为，所以两者形成的共聚物为(2)苯环上的氢被溴取代的条件是Fe或FeBr3作催化剂，烃基上的氢被溴取代的条件是光照。(3)卤代烃在NaOH溶液、加热条件下发生水解反应，但由于水解产物酸化后遇FeCl3溶液不显色说明没有酚羟基，所以A是，转化为对溴苯乙烯发生的是醇在浓硫酸、加热条件下的消去反应。(4)由和(CH3)2C=C(CH3)2的结构可知碳碳双键的位置发生了转变，所以采取先加成后消去的方法。92017太原市高三质检(15分) 可用来制备抗凝血药，通过下列路线合成：(1)A的名称是_。A与银氨溶液反应有银镜生成，写出该反应的离子方程式：_。(2)BC的反应类型是_。(3)写出DE的化学方程式：_。(4)G的分子式是_，含有的官能团是_(填名称)，1 mol G最多能和_mol H2反应。(5)E有多种同分异构体，除E外，同时符合下列条件的共_种。含酯基苯环上有两个取代基含苯环且能使氯化铁溶液显色(6)F的同分异构体中，与F具有相同官能团，其中核磁共振氢谱为两组峰，且峰面积之比为23的为_(写结构简式)。答案(1)乙醛CH3CHO2Ag(NH3)22OHCH3COONH2Ag3NH3H2O(2)取代反应(3) CH3OH(4)C9H6O3碳碳双键、羟基、酯基4(5)8(6) 解析(1)根据B(乙酸)是A的催化氧化产物逆推，能发生银镜反应的A只能是乙醛。(2)对比结构简式可知，CH3COOH分子中的羟基被Cl代替后变为CH3COCl，则BC是取代反应。(3)DE为与CH3OH的酯化反应。(5)E为，符合限定条件的物质可以是苯环上有如下三组取代基：OH、COOCH3，OH、CH3COO，OH、HCOOCH2，每组取代基在苯环上有邻间对三种位置关系，除去E，共有8种。(6)F的官能团为酯基，符合该条件的同分异构体可以是苯环的对位上含有两个或两个。10(15分)高血脂严重影响人体健康，化合物E是一种临床治疗高血脂症的药物。E的合成路线如下(部分反应条件和试剂略)：已知： (R1和R2代表烷基)请回答下列问题：(1)试剂的名称是_，试剂中官能