【创新设计】高考化学总复习 第9章 第5讲 有机合成及其应用 合成高分子化合物.ppt

第9章 一举双得的课前预案 一气贯通的课堂学案 一卷冲关的课后练案 第5讲 一 有机高分子化合物1 概念相对分子质量很大的有机化合物 简称或 2 分类 1 高分子化合物 淀粉 纤维素 蛋白质等 2 高分子化合物 塑料 橡胶 合成纤维等 高分子 合成 聚合物 天然 3 单体 链节 聚合度 1 单体 能够进行反应形成高分子化合物的低分子化合物 2 链节 高分子化合物中化学组成相同 可重复的最小单元 3 聚合度 高分子链中含有链节的 聚合 数目 4 结构特点 1 线型结构 碳骨架形成 可有支链 2 体型结构 碳骨架通过化学键连成结构 长链 网状 5 有机高分子化合物的基本性质 1 溶解性 线型高分子能在中溶解 但速率较慢 体型高分子则不易溶解 只有一定程度的胀大 2 热塑性与热固性 高分子具有热塑性 高分子具有热固性 3 强度 高分子材料的强度一般都比较大 高分子材料具有弹性 硬度高和脆性较小 高分子材料没有弹性 硬度高和脆性较大 4 电绝缘性 高分子材料是很好的电绝缘材料 适当的溶剂 线型 体型 线型 体型 思考 感悟 1 写出聚丙烯的单体 链节和结构简式 聚丙烯元素组成与丙烯相同吗 提示 单体 ch2链节 结构简式 组成相同 n c n h 1 2 二 合成高分子化合物的基本反应 聚合反应1 概念由的化合物生成的有机高分子化合物的反应 2 分类 1 加成聚合反应 定义 由含有等不饱和键的有机物分子以的形式结合成高分子化合物的反应 简称加聚反应 相对分子质量小 相对分子质量很大 双键 三键 加成反应 加聚反应方程式的书写 a 乙烯的加聚反应 b 1 3 丁二烯的加聚反应 2 缩合聚合反应 定义 有机小分子单体间反应生成高分子化合物 同时产生的反应 简称缩聚反应 缩聚反应方程式的书写a 羟基酸的缩聚 如ch3ch oh cooh缩聚反应 小分子副产物 b 多元醇与多元酸的缩聚 如乙二酸与乙二醇的缩聚 c 氨基酸的缩聚 如甘氨酸与丙氨酸的缩聚 nhooc cooh nhoch2ch2oh 三 合成高分子材料1 高分子化合物的分类 结构 2 常见的合成高分子材料 1 塑料 成分 防老剂等 常见树脂的获得 聚丙烯 聚氯乙烯 合成树脂 增塑剂 高弹性 天然橡胶 合成橡胶 a 天然橡胶 nch2 ch ch ch2 链状 棉花秸杆蚕丝羊毛 人造 3 功能高分子材料 1 离子交换树脂 组成 由一种不溶于水的高分子骨架和若干活性基团组成的树脂 常用树脂母体是苯乙烯与对苯二乙烯的交联聚合物 功能 具有能力 作用 分离 提纯 离子交换 2 医用高分子 常见类型 聚乳酸 硅橡胶 以及聚氨酯 聚丙烯 聚乙烯醇等 性能 生物较好 安全无毒 用途 制造医用器械 等 相容性 人造器官 思考 感悟 2 糖类 蛋白质 橡胶 纤维都是高分子化合物吗 提示 单糖 二糖不属于高分子化合物 而多糖 蛋白质 橡胶 纤维都是高分子化合物 1 下列物质不属于高分子化合物的是 甘油 油脂 纤维素 淀粉 有机玻璃 蛋白质 蔗糖 天然橡胶 2 4 6 三硝基甲苯 涤纶a b c d 答案 b 2 甲醛和苯酚在一定条件下缩聚成 其过程可简单表述为 在反应过程中发生反应的类型为 a 加成和加聚b 加成和缩聚c 均为加聚d 均为缩聚 解析 据反应物和生成物的结构特点可知 反应 属于加成反应 反应 属于缩聚反应 答案 b 3 下列对合成材料的认识不正确的是 a 有机高分子化合物称为聚合物或高聚物 是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的b 的单体是c 聚乙烯 是由乙烯加聚生成的纯净物d 高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类 解析 有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两类 合成高分子化合物主要由加聚 缩聚两类反应制备 加聚和缩聚是聚合反应的两种类型 对于高分子化合物来说 尽管相对分子质量很大 却没有一个准确的相对分子质量 只有一个范围 但它们的结构均是由若干链节组成的 答案 c 解析 b中取代有多种卤代物生成 c中与b相似 取代过程有多种取代物生成 a中过程与d相比较为繁锁 答案 d 5 将下列高分子化合物与其单体连线 答案 1 连d 2 连a 3 连e 4 连c 5 连b 6 1 下列化合物中b ho ch2 2ohc ch3chch cnd hooc ch2 4cooh 可发生加聚反应的有机物是 化学方程式为 可在自身分子间发生缩聚反应的有机物是 化学方程式为 只能在两种有机物间发生缩聚反应的是 和 化学方程式为 2 确定下列高分子化合物的单体合成abs 的3种单体的结构简式分别是 解析 1 可发生加聚反应的有机物中含有碳碳双键或碳碳叁键 发生加聚反应的化学方程式为 可在自身分子间发生缩聚反应的物质分子中应含有 oh和 cooh或 nh2和 cooh两种官能团 ho ch2 3自身发生缩聚反应的化学方程式为 能发生缩聚反应的两种有机物应分别含有 oh和 cooh 或 nh2和 cooh ho ch2 2oh和hooc ch2 4cooh发生缩聚反应的化学方程式为 2 由高聚物确定单体是有关高分子化合物的常考题型 重点抓住教材中涉及的不饱和键的加成 以及 cooh与 oh cooh与 nh2 苯酚与甲醛之间的缩合 答案 1 c 有机合成的关键是碳骨架的构建和官能团的引入 消除及改变 1 碳骨架的构建构建碳骨架 包括在原料分子及中间化合物分子的碳骨架上增长或减短碳链 成环或开环等 3 常见的成环反应 酯环 2hoch2ch2cooh 2 官能团的消除 通过加成反应消除不饱和键 双键 叁键 苯环 通过消去 氧化 酯化消除羟基 通过加成或氧化消除醛基 通过水解反应消除酯基 肽键 卤素原子 3 官能团的转变 通过官能团之间的衍变关系改变官能团 如 醇 醛 酸 通过某些化学途径使一个官能团变成两个官能团 如 ch3ch2ohch2 ch2 ch2xch2x ch2ohch2oh 通过某些手段改变官能团的位置 如 ch3chxchxch3 h2c chch ch2 ch2xch2ch2ch2x 3 有机合成的路线设计及合成路线的优化 1 合成路线要符合 绿色 环保 的要求 最大限度地利用原料分子中的每一个原子 达到低排放甚至零排放 2 基础原料要廉价 易得 低毒性 低污染 3 按照一定的顺序和规律引入官能团 4 合成路线的设计主要有顺推和逆推两个方法 即 特别提醒 有机合成中可通过加成 取代 消去 氧化 还原等反应实现官能团的引入及转化 分析时既要注意反应条件及各类有机物的结构是否符合相应官能团的转化 又要考虑对其他官能团的影响 例1 2011 全国课标节选 香豆素是一种天然香料 存在于黑香豆 兰花等植物中 工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得 以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线 部分反应条件及副产物已略去 已知以下信息 a中有五种不同化学环境的氢 b可与fecl3溶液发生显色反应 同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定 易脱水形成醛基 请回答下列问题 1 香豆素的分子式为 2 由甲苯生成a的反应类型为 a的化学名称为 3 由b生成c的化学反应方程式为 4 b的同分异构体中含有苯环的还有 种 其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有 种 解析 1 根据香豆素的结构简式可知 其分子式为c9h6o2 2 根据a的分子式可知 由甲苯生成a的反应为取代反应 由题给水杨醛的结构简式和信息 可确定氯原子取代了甲基邻位上的氢原子 a的化学名称为邻氯甲苯 解析 1 根据香豆素的结构简式可知 其分子式为c9h6o2 2 根据a的分子式可知 由甲苯生成a的反应为取代反应 由题给水杨醛的结构简式和信息 可确定氯原子取代了甲基邻位上的氢原子 a的化学名称为邻氯甲苯 3 光照条件下氯原子取代了甲基上的氢原子 根据c的分子式判断应该取代了两个氢原子 所以反应方程式为 4 由合成路线知 b的结构简式为 其含有苯环的同分异构体还有 共4种 核磁共振氢谱中只出现四组峰即含有四种不同的氢原子的是 共2种 答案 1 c9h6o2 2 取代反应邻氯甲苯 或2 氯甲苯 4 42 1 1 例1中d的同分异构体中含有苯环的还有几种 其中既能发生银镜反应 又能发生水解反应的是 能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出co2的是 写结构简式 解析 d的结构简式为 含有苯环的同分异构体还有 中既能发生银镜反应又能发生水解反应的是 能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出co2的是 答案 4 解析 解答此题可用逆推法 答案 d 1 加聚高聚物 1 凡链节的主链只有两个碳原子 无其他原子 的高聚物 其合成单体为一种 去掉括号及n值 将两个半键闭合即可 2 凡链节主链有四个碳原子 无其他原子 且链节无双键的高聚物 其单体为两种 去掉括号及n值 在正中央划线断开 然后两个半键闭合即可 如 3 凡链节主链中只有碳原子 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 去掉括号及n值 划线断开 然后将单键变双键 双键变单键 即单双键互换 如 2 缩聚高聚物 1 凡链节为 nh r co 或 结构的高聚物 其合成单体必为一种 去掉括号及n值 在亚氨基 nh 或 o 上加氢 在羰基碳上加羟基 即得高聚物单体 如 单体为h2n ch2ch2 cooh 2 凡链节中间 不在端上 含有肽键 的高聚物 去掉括号及n值 从肽键中间断开 两侧为不对称性结构的 其单体为两种 在亚氨基上加氢 羰基碳原子上加羟基 即得高聚物单体 如 的单体是h2n ch2 cooh和h2n ch2 ch2cooh 3 凡链节中间 不在端上 含有 酯基 结构的高聚物 其合成单体为两种 去掉括号及n值 从中间断开 羰基碳原子加羟基 氧原子上加氢原子 即得高聚物单体 如 单体为和ho ch2 ch2 oh 4 高聚物 酚醛树脂 链节中的 ch2 来自甲醛 故单体为 例2 2011 上海高考改编 异丙苯 是一种重要的有机化工原料 根据题意完成下列填空 1 由苯与2 丙醇反应制备异丙苯属于 反应 由异丙苯制备对溴异丙苯的反应试剂和反应条件为 2 异丙苯有多种同分异构体 其中一溴代物最少的芳香烃的名称是 3 甲基苯乙烯生产耐热型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 4 耐热型abs树脂的结构简式为 写出其单体 解析 1 苯与2 丙醇发生苯环上的取代反应生成异丙苯 苯环上的氢原子与溴的取代反应 条件是铁或溴化铁做催化剂 2 异丙苯的同分异构体有很多 如三甲苯 侧链为乙基和甲基的结构等 其中一溴代物最少的为高度对称的1 3 5 三甲苯 3 异丙苯发生取代反应生成氯代异丙苯 氯代异丙苯发生消去反应得到 甲基苯乙烯 答案 1 取代br2 febr3 或br2 fe 2 1 3 5 三甲苯 2 1 能源 信息 材料是新科技革命的三大支柱 现有一种叫hema的材料 是用来制备软质隐形眼镜的 其结构简式为 则合成它的单体为 解析 该高聚物为加聚反应的产物 其链节为 它是由对应的单体先发生酯化反应 再发生加聚反应而生成的 答案 b 2 2 phb塑料是一种在微生物的作用下可降解的环保型塑料 其结构简式为 下列有关phb说法错误的是 a phb是一种聚酯b phb的单体是ch3ch2ch oh coohc phb的降解产物可能有co2和h2od phb