高考化学 第35讲 有机合成与推断 合成高分子化合物课件.ppt

第35讲有机合成与推断合成高分子化合物 课标版化学 题组一有机合成的一般方法1 有机合成的过程 1 有机合成是指利用简单 易得的原料 通过有机反应 生成具有 特定 结构和功能的有机物 2 有机合成遵循的原则有 a 起始原料要价廉 易得 低毒性 低污染 b 合成路线简捷 易于分离 产率 较高 c 条件适宜 操作 简便 能耗低 易于实现 3 有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和 官能团的转化 4 有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料 通过有机反应连上一个官能团或一段碳链 得到一个中间体 在此基础上利用中间体上的官能团 加上辅助原料 进行第二步反应 合成第二个中间体 经过多步反应 按照目标化合物的要求 合成具有一定碳原子数目 一定结构的目标化合物 其合成过程示意图如下 等 2 正向合成分析法是从已知的原料入手 找出合成所需要的直接或间接的 中间体 逐步推向要合成的目标有机物 其合成示意图是 基础原料 中间体 中间体 目标化合物 3 逆向合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法 它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的 中间体 该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物 而这个中间体的合成与目标化合物的合成一样 是从更上一步的中间体得来的 依次类推 最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线 其合成示意图是 目标化合物 中间体 中间体 基础原料 2 有机合成的方法 1 有机合成的方法包括 正向合成分析法和 逆向合成分析法 3 合成高分子化合物的基本概念 1 聚合反应a 概念由相对分子质量小的化合物分子相互结合成 相对分子质量大的高分子化合物的反应 b 聚合反应的分类聚合反应 2 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 题组二高分子化合物1 有机高分子化合物的分类常见的三大合成材料为 塑料 合成纤维 合成橡胶 3 链节 重复结构单元 高分子化合物中化学组成相同 可重复的最小单位 4 聚合度 高分子链中含链节的数目 2 塑料 1 塑料的主要成分为 合成树脂 2 塑料的分类塑料 3 实例a 热塑性塑料 如聚乙烯 合成化学方程式为nch2ch2 ch2 ch2 b 热固性塑料 如酚醛树脂 合成化学方程式为n nhcho n 1 h2o3 纤维的分类纤维 4 橡胶的分类橡胶合成聚异戊二烯的化学方程式为5 新型功能高分子材料指具有特殊功能的高分子材料 主要有液晶高 题组一有机合成的一般方法 1 判断下列说法是否正确 1 有机合成应尽量选择步骤最少的合成路线 2 只有通过取代反应才能引入 oh 3 通过加成反应可以同时引入两个卤素原子 答案 1 2 3 2 有下述有机反应类型 消去反应 水解反应 加聚反应 加成反应 还原反应 氧化反应 已知ch2cl ch2cl 2h2och2oh ch2oh 2hcl 以丙醛为原料制取1 2 丙二醇 所需进行的反应类型依次是 a b c d 答案b本题考查有机物的合成 一般采用逆推法 ch2ohchohch3ch2brchbrch3 或ch2clchclch3 ch2chch3ch3ch2ch2ohch3ch2cho 所以答案选b 3 某有机物b是芳香烃的含氧衍生物 其相对分子质量不超过120 b中含氧的质量分数为14 8 b与naoh溶液不发生反应 有机物a在一定条件下可发生反应a h2ob c 有关c的转化关系如下图所示 已知 ch3ch2cooh cl2 hcl根据以上信息 回答下列问题 1 b的结构简式为 条件 中均需要的试剂为 2 有关c的转化关系图中所发生的反应中属于取代反应的有个 3 c的同分异构体中 同时符合下列要求的物质有种 a 苯环上有两个侧链b 能发生银镜反应c 能发生消去反应 4 写出下列转化的化学方程式 f e f g 2 3 3 6 4 h2o2 答案 1 强碱 或naoh等 2h2o 解析 1 根据题意可知b的分子式为c7h8o b与naoh溶液不发生反应且为a的水解产物 则b为苯甲醇 c为羧酸 根据题给信息可推知e为 c d为取代反应 d e为消去反应 d为 d f为水解反应 f为 两个f分子发生酯化反应生成含有18个碳原子的酯 3 c的结构简式为 其同分异构体苯环上有两个侧链 能发生银镜反应 含有醛基 能发生消去反应 羟基所连碳原子的邻位碳原子上有氢原子 所以两个侧链一个为醛基 一个为 choh ch3或者 ch2 ch2oh 两个侧链有邻 间 对3种位置 共6种同分异构体 4 判断下列说法是否正确 1 棉花 蚕丝 羊毛 天然橡胶都属于天然高分子化合物 2 盛放汽油的试剂瓶不能用橡胶塞 3 天然橡胶是高聚物 不能使溴水褪色 4 为防止污染 可以将塑料购物袋直接烧掉 答案 1 2 3 4 题组二高分子化合物 5 天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯 结构简式为 下列关于天然橡胶的说法正确的是 a 合成天然橡胶的化学反应类型是加聚反应b 天然橡胶是高聚物 不能使溴水褪色c 合成天然橡胶的单体是和d 盛酸性kmno4溶液的试剂瓶可用橡胶塞 为 是加聚反应 故a正确 c错误 天然橡胶分子中仍有碳碳双键存在 可以使溴水褪色 也可被酸性kmno4溶液氧化 故盛酸性kmno4溶液的试剂瓶不可用橡胶塞 b错误 d错误 答案a天然橡胶的单体是 其合成过程可表示 6 食品保鲜膜按材质分为聚乙烯 pe 聚氯乙烯 pvc 聚偏二氯乙烯 pvdc 等种类 pvc被广泛地用于食品 蔬菜外包装 它对人体有潜在危害 下列有关叙述不正确的是 a 等质量的聚乙烯和乙烯燃烧消耗的氧气相等b pvc保鲜膜属于链状聚合物 在加热时易熔化 能溶于氯仿c 鉴别pe和pvc 可把其放入试管中加强热 在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸 如果试纸变红 则是pvc 不变红 则为ped pvc单体可由pe的单体与氯化氢加成制得答案dpvc单体 氯乙烯 不能由pe的单体 乙烯 与氯化氢加成制得 乙烯与氯化氢加成得氯乙烷 7 1mol有机物a 分子式为c6h10o4 经水解得1molb和2molc c经分子内脱水得d d可发生加聚反应生成高聚物 ch2 ch2 由此可知a的结构简式为 a hooc ch2 4coohb hooc ch2 3cooch3c ch3coo ch2 2cooch3d ch3ch2ooc cooch2ch3答案dd可发生加聚反应生成高聚物 ch2 ch2 可知d为ch2ch2 而d由c经分子内脱水得到 故c为ch3ch2oh a的分子式为c6h10o4 1mola水解得1molb和2molc 则a为乙二酸二乙酯 ch3ch2ooccooch2ch3 重难一有机推断方法典例1下图中a b c d e均为有机化合物 已知 c能跟nahco3发生反应 c和d的相对分子质量相等 且e为无支链的化合物 58 8 9 8 其余为氧 则e的分子式为 c分子中的官能团名称是 化合物b不能发生的反应是 填字母序号 a 加成反应b 取代反应c 消去反应d 酯化反应e 水解反应f 置换反应 2 反应 的化学方程式是 3 反应 实验中加热的目的是 4 a的结构简式是 根据上图回答问题 1 已知e的相对分子质量为102 其中碳 氢两种元素的质量分数分别为 5 同时符合下列三个条件的b的同分异构体的数目有四个 含有间二取代苯环结构 不属于芳香酸形成的酯 与fecl3溶液发生显色反应写出其中任意一个同分异构体的结构简式 考查内容有机推断的方法 官能团之间的相互转化等 解题关键解答本题的关键是抓住一些物质的特征性质和反应条件等 解析 1 根据题意可知 1mole中含有的碳元素的质量为102g 58 8 60g 故1mole中含有5molc原子 同理计算可知 含有10molh原子 2molo原子 则e的分子式为c5h10o2 c能与nahco3反应 则c中含有羧基 2 根据反应 的条件可知 该反应是酯化反应 又因c d的相对分子质量相等 而e是分子式为c5h10o2且不含有支链的酯 可知c d的结构简式分别是ch3cooh ch3ch2ch2oh 4 根据b c d的结构简式可推知 有机物a中含有两个酯基 5 根据题意可知 b的同分异构体中含有酚羟基 酯基 且两个取代基处于间位 故可推知结构简式 答案 1 c5h10o2羧基e 2 ch3cooh ch3ch2ch2ohch3cooch2ch2ch3 h2o 3 加快反应速率将产物乙酸丙酯蒸出 使平衡向生成乙酸丙酯的方向移动 4 5 或或或 1 1 2014江西师大附中 鹰潭一中联考 a x七种有机物间的转化关系如图所示 其中气体a在标准状况下密度为1 25g l 且碳元素的质量分数为85 7 e普遍存在于许多食物中 如花生 菠菜等 f分子中含有一个六元环 晶体x中仅含c h o三种元素 且原子个数比为1 3 3 试回答下列问题 1 c的结构简式为 晶体x的化学式为 2 下列转化过程涉及的有机化学反应中 属于取代反应的是 填序号 a b b c c d d e c e f 3 写出d与新制cu oh 2悬浊液反应的化学方程式 写出c与e生成高分子化合物的化学方程式 4 简述确定有机物b中官能团的实验方法 5 有机物w是f的同系物 具有和f相似的结构 分子组成比f多四个碳原子 也含有六元环 其1h nmr谱图上只有一个峰 写出一种符合上述条件的w 的结构简式 6 有机物y是一种重要有机化工原料 可制备调香剂 皮肤创伤的愈合剂和某些药品 如头孢 等 y的分子组成比e少一个氧原子 y有两种不同的含氧官能团 通过电解法可由e制取y 电解槽中阳极通常用石墨 阴极用复合膜电极 采用阳离子交换膜 电解质溶液为饱和e与h2so4的混合溶液 写出电解槽中阴极的电极反应式 答案 1 hoh2c ch2ohh2c2o4 2h2o 2 3 ohc cho 4cu oh 2 2naohnaooc coona 2cu2o 6h2o n n 2n 1 h2o 4 取少量b先与naoh溶液共热 加硝酸酸化后加入agno3溶液 观察生成沉淀颜色 5 其他合理答案也可 6 h2c2o4 2h 2e ohc cooh h2o解析气体a在标准状况下密度为1 25g l 则a的摩尔质量 1 25g l 22 4l mol 28g mol a中碳元素的质量分数为85 7 则碳原子个数 28 85 7 12 2 且a是有机物 所以a是乙烯 b和氢氧化钠的水溶液反应生成c c能被氧气氧化生成d d被新制氢氧化铜氧化生成e 则d中含有醛基 c中含有醇羟基 c和e发生酯化反应生成f f分子中含有一个六元环 根据碳原子守恒知 f是乙二酸乙二酯 所以c是乙二醇 e是乙二酸 d是乙二醛 b和氢氧化钠水溶液发生取代反应生成乙二醇 则b是卤代烃 a和氯气或溴发生加成反应生成b x是乙二酸的结晶水合物 且c h o原子个数比为1 3 3 则x是h2c2o4 2h2o 1 c是乙二醇 其结构简式为hoh2c ch2oh 3 乙二醛和新制氢氧化铜反应的化学方程式为ohc cho 4cu oh 2 2naohnaooc coona 2cu2o 6h2o 在浓硫酸作催化剂 加热条件下 乙二酸和乙二 醇发生酯化反应的化学方程式为n n 2n 1 h2o 5 f是乙二酸乙二酯 有机物w是f的同系物 分子组成比f多4个碳原子 也含有六元环 其1h nmr谱图上只有一个峰说明只含一种类型的氢原子 所以符合上述条件的w的结构简式为 6 y分子组成比e少一个氧原子 且含有两种不同的含氧官能团 则y的结构简式为ohc cooh 通过电解方法可由e制取y 阴极的电极反应式为h2c2o4 2h 2e ohc cooh h2o 解有机推断题的关键是寻找 突破口 即抓住特征颜色 特殊状态 特殊气味等物理性质 特殊反应类型和反应条件 特殊反应现象和官能团所特有的性质 特殊制法 特殊用途等 1 有机推断五大 题眼 1 有机物的化学性质和物理性质 2 有机反应的条件 3 有机反应的数据 4 有机物的通式 5 所给的反应信息 2 推断题给出的一些常见的典型信息种类 1 结构信息 碳架结构 官能团的位置 同分异构体 2 组成信息 质量分数 最简式的计算 分子式与通式 3 转化信息 转化关系 分子式的变化 分子类别的关系 4 反应信息 有机反应 官能团的确定 结构的转变 5 性质信息 有机物的性质 结构的确定 应用与用途 3 推断的思维过程和方法推断的一般方法有如下三类 与此对应的也就有三种思维过程 1 顺向推 顺向思维 直接推断法 2 逆向推 逆向思维 间接推断法 3 多向推 立体思维 多向推断法 4 一般经验总结 1 根据物理性质推断 可推出有机物的大体范围和类别 有机物的状态 有机物的气味a 无味 甲烷 乙炔 常因混有ph3 h2s等杂质而带有臭味 淀粉 纤维素 b 稍有气味 乙烯 c 特殊气味 苯及其同系物 萘 石油 苯酚 d 刺激性气味 甲醛 甲酸 乙醛 乙酸 e 甜味 乙二醇 丙三醇 果糖 蔗糖 葡萄糖 f 香味 甲醇 乙醇 低级酯 g 苦杏仁味 硝基苯 2 根据各类有机物的特征反应推断 3 由官能团上的特殊反应确定官能团种类有机物的官能团往往具有一些特征反应和特殊的化学性质 这些是解有机推断题的突破口 如 能使溴的四氯化碳溶液褪色的有机物可能含有 等官能团 含有 的有机物也能使溴水褪色 若与浓溴水反应产生白色沉淀 则必为酚类物质 能使酸性kmno4溶液褪色的物质可能含有 cho或是酚类 苯的同系物等 能发生银镜反应或与新制cu oh 2悬浊液煮沸后产生红色沉淀的物质一定含有 cho 能与na反应放出h2的物质可能为醇 酚 羧酸等 能与na2co3反应放出co2或使石蕊试液变红的有机物中含有 cooh 能水解的有机物中可能含有酯基 肽键 或为卤代烃 能发生消去反应的有机物可能为醇或卤代烃 遇fecl3溶液显紫色的物质一定为酚类物质 4 根据性质和有关数据推断官能团的数目 cho 特别提示1molhcho与足量ag nh3 2oh溶液或新制cu oh 2悬浊液充分反应 生成4molag或2molcu2o 2 oh 醇 酚 羧酸 h2 2 coohco2 coohco2 cbr2 cbr2 5 根据某些产物推断官能团的位置 由醇氧化成醛 或羧酸 则 oh一定在链端 即含 ch2oh 由醇氧化成酮 则 oh一定在链中 即含 若醇不能被催化氧化 则与 oh相连的碳原子上无氢原子 即含 能发生连续氧化的醇应是具有 ch2oh 的醇 由消去反应的产物可确定 oh 或 x 的位置 由取代产物的种类可确定碳链的结构 由加氢后碳链的结构可确定 或 的位置 结合题给信息推断官能团的类别和位置 重难二单体与高聚物互推的方法典例2 2014吉林一中调研 有4种有机物 其中可用于合成结构简式为的高分子 材料的正确组合为 a b c d 考查内容高聚物单体的推断方法 解题关键解答本题的关键是首先判断出是加聚反应还是缩聚反应的产物 然后再判断单体 解析为加聚产物 其单体为 和 答案d 2 1下列工业生产过程中 属于应用缩聚反应制取高聚物的是 a 单体制高聚物 ch2 ch2 b 单体与制高聚物c 单体制高聚物d 单体与制高聚物 答案d解析a b c中均为加聚反应 d中因有 oh cooh 发生了缩聚反应 2 2聚醋酸乙烯酯是黏合剂 应用广泛 下面是该有机物的合成路线 甲烷ab提示 甲烷在电弧的作用下生成炔烃 ch3ch2cho 未配平 请回答下列问题 1 甲烷合成a的化学反应中原子利用率为 2 b的结构简式为 3 b生成c的反应中除新制cu oh 2悬浊液外还需要的条件是 4 a与c反应生成d的反应类型是 5 写出由d生成的化学反应方程式 6 写出能使紫色石蕊试液变红的d的三种同分异构体的结构简式 答案 1 81 25 2 ch3cho 3 加热 4 加成反应 5 6 解析由目标产物可知a b c均是含有2个碳 原子的有机物 结合提示信息可知a为乙炔 b为乙醛 c为乙酸 1 甲烷生成乙炔的化学方程式为2ch4 所以该反应的原子利用率为26 32 100 81 25 3 b为乙醛 c为乙酸 故b生成c的反应为氧化反应 用氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂氧化时需要加热 4 乙炔与乙酸反应生成 这是发生在碳碳三键上的加成反应 5 d生成的反应是d中的碳碳双键断裂发生的加聚反应 6 能够使紫色石蕊试液变红的d的同分异构体中含有羧基 聚合时找准结合点 反推单体时找准分离处 结合点必为分离处 1 由单体推断高聚物的方法 1 单烯烃型单体加聚时 断开双键 键分两端 添上括号 n写后面 如 2 共轭二烯烃型单体加聚时 单变双 双变单 破两头 移中间 添上括号 n写后面 如 3 分别含有一个双键的两种单体聚合时 双键打开 中间相连 添上括号 n写后面 如 2 由高聚物的结构简式推导其单体的方法 1 加聚产物单体的判断方法 凡链节的主链中只有两个碳原子 无其他原子 的聚合物 其合成单体必为一种 将两个半键闭合即可 如 其单体为 凡链节主链中只有四个碳原子 无其他原子 且链节无双键的聚合物 其单体必为两种 在正中央划线断开 然后将四个半键闭合即可 如的单体为ch2ch2和 凡链节主链上只有碳原子 并存在碳碳双键结构的高聚物 其规律是 凡双键 四个碳 无双键 两个碳 划线断开 然后将半键闭合 即将单双键互换 如的单体是和 2 缩聚产物单体的判断方法 酯类高聚物中含有 它的单体有两种 从中虚线处断开 恢复为 恢复 为 即得合成高聚物的单体 如的单体为和 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 如的单体为h2n ch2 cooh和h2n ch2 ch2cooh h oh的单体必为一种 去掉括号即得高聚物的单体 如的单体为 酚醛树脂是由苯酚和甲醛缩聚而成的 链节中有酚羟基的结构 如的单体是和hcho 重难三有机合成典例3 2014江西六校联考 已知 r cho r cnrcooh 氯吡格雷 clopidogrel 是一种用于抑制血小板聚集的药物 以a c7h5ocl 为原料合成氯吡格雷的路线如下 完成下列填空 1 c中含氧官能团的名称为 c d的反应类型是 2 y的结构简式为 在一定条件下y与brcl 一氯化溴 与卤素单质性质相似 按物质的量1 1发生加成反应 生成的产物可能有种 3 c可在一定条件下反应生成一种产物 该产物分子中含有3个六元环 该反应的化学方程式为 4 由e转化为氯吡格雷时 生成的另一种产物的结构简式为 5 写出a 芳香族化合物 的所有同分异构体的结构简式 包括a本身 6 已知 写出由乙烯 甲醇为有机原料制备化合物的合成路线流程图 无机试剂任选 合成路线流程图示例如下 ch3ch2ohch2ch2考查内容有机物的推断与合成 解题关键解答本题的关键是理解所给信息 解析 1 由a的分子式及题中物质间的转化关系可推知 a的结构简式应为 由abc转化的条件可知 b c的结构简式分别为和 比较c与d的结构简式 结合反应的条 件可知cd发生的是酯化 或取代 反应 2 比较d与e的结构简式 结合y的分子式可知 y的结构简式为 4 比较e与氯吡格雷的结构简式发现 氯吡格雷分子比e分子只增加了一个碳原子 结合反应物 可知另一种产物为乙二醇 答案 1 羧基酯化 或取代 反应 2 6 3 2 2h2o 4 ho ch2 ch2 oh 5 6 3 1优良的有机溶剂对孟烷 耐热型特种高分子功能材料pmnma的合成路线如下 已知芳香化合物苯环上的氢原子可被卤代烷中的烷基取代 如 rx r为烷基 x为卤原子 1 b为芳香烃 由b生成对孟烷的反应类型是 ch3 2chcl与a生成b的化学方程式是 a的同系物中相对分子质量最小的物质是 2 1 08g的c与饱和溴水完全反应生成3 45g白色沉淀 e不能使br2的ccl4溶液褪色 f的官能团是 c的结构简式是 反应 的化学方程式是 3 下列说法正确的是 选填字母 a b可使酸性高锰酸钾溶液褪色b c不存在醛类同分异构体c d的酸性比e弱d e的沸点高于对孟烷 4 g的核磁共振氢谱有3种峰 其峰面积之比为3 2 1 g与nahco3反应放出co2 反应 的化学方程式是 答案 1 加成 还原 反应 ch3 2chcl 苯 2 碳碳双键 3 ad 4 解析 1 b为芳香烃 则b中有苯环 而对孟烷中有六元环结构 故由b生成对孟烷的反应为加成反应 从氧化还原反应的角度来看属于还原反应 对比 ch3 2chcl与对孟烷的结构 可知a为甲苯 2 1 08g的c与饱和溴水完全反应生成3 45g白色沉淀 则c为酚类物质 ch3 2chcl与c反应生成的d可经三步转化为对孟烷 从组成与结构上分析 c为甲基苯酚 甲基与酚羟基有邻 间 对三种位置关系 只有 3br2 3hbr 1083451 08g3 45g 符合题意 则d为 e不能使br2的