人教版高中化学选修五同步练习第五章 进入合成有机高分子化合物的时代重难点专题突破

第五章 进入合成有机高分子化合物的时代重难点专题突破目标定位1.通过比较，进一步理解加聚反应和缩聚反应的原理。2.掌握高聚物单体确立的方法。3.学会有机推断题分析解答。一加聚反应和缩聚反应的比较1加聚反应加成聚合反应简称加聚反应，是指以不饱和烃或含不饱和键的物质为单体，通过不饱和键加成聚合成高聚物的反应。常见的反应类型有(1)聚乙烯型，如：nCH2=CHCH3(2)聚1,3丁二烯型，如：(3)混合型，如：nCH2=CHCH=CH2nCH2=CHCN特别提示加聚物结构简式的书写将链节写在方括号内，聚合度n写在方括号的右下角。由于加聚物的端基不确定，通常用“”表示，如聚丙烯的结构简式为2缩聚反应缩合聚合反应简称缩聚反应，是指单体之间相互作用生成高分子，同时还生成小分子(如：水、氨、卤化氢等)的聚合反应。常见的反应类型有(1)醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基(OH)缩合成水的反应。如：二元酸和二元醇的缩聚反应：nHOROHnHOOCRCOOH若单体为一种物质，则通式为(n1)H2O若有两种或两种以上的单体，则通式为nHORCOOHnHORCOOH(2)羧基中的羟基与氨基中的氢原子缩合成水的反应。如：氨基酸聚合成蛋白质。若此类反应只有一种单体，则通式为(n1)H2O若有两种或两种以上单体，则通式为nH2NRCOOHnH2NRCOOH书写此类反应的化学方程式或高分子产物的结构简式的方法是：酸去羟基氨去氢。(3)中的氧原子与另一基团中的活泼氢原子缩合成水的反应。如：苯酚和甲醛的缩聚反应：特别提示缩聚物结构简式的书写要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如：3加聚反应和缩聚反应的比较加聚反应缩聚反应相同单体是相对分子质量小的有机物；生成物有高分子化合物；单体可相同，也可不相同生成物无小分子有小分子(如H2O等)高分子与单体组成相同组成不相同高分子相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍单体的相对分子质量与缩去分子(小分子)的相对分子质量之差的n倍反应特点单体中含有不饱和键是加聚反应的必要条件，打开不饱和键，相互连成长碳链单体通常含有两个或两个以上能够相互作用的官能团，如NH2、OH、COOH；官能团与官能团间缩去一个小分子，逐步缩合例1某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片断为则生成该树脂的单体的种数和化学反应所属类型正确的是()A1种，加聚反应B2种，缩聚反应C3种，加聚反应D3种，缩聚反应解析从分子的组成来看，应是缩聚反应的产物，而且分子是由三种单体缩聚得到，分别是CH2O、答案D例2根据图示回答下列问题：(1)写出下列物质的结构简式：A_，E_，G_。(2)写出下列反应的反应类型：_，_。(3)写出下列反应的化学方程式：_；：_。解析本题比较简单，由E是高分子化合物推出D是氯乙烯；由H可逆推出F、G，本题的关键是要掌握由高分子化合物书写单体或由单体分析高分子化合物结构的方法。答案(1)CH2=CH2HOOC(CH2)4COOH(2)加成反应缩聚反应(3)ClCH2CH2ClNaOHCH2=CHClNaClH2OClCH2CH2Cl2NaOHHOCH2CH2OH2NaCl二确定高聚物单体的常见方法如果高聚物链节主链上的原子都是碳原子，没有其他的原子，则一般是加聚产物；如果高聚物链节主链中含有COO、CONH等官能团，则是缩聚产物。判断高聚物单体的一种行之有效的方法是“切割法”：即首先将高聚物的括号及聚合度n值去掉，得到链节，根据链节主链的情况，判断是加聚产物单体还是缩聚产物单体，必要时在高聚物链节上找到断键点，将链节切割成几段，最后将切下的片段改写成单体。具体分析如下：1加聚产物单体的确定(1)主碳链上没有碳碳双键，只有碳碳单键的情况。若主碳链上只有两个碳原子，则该高聚物的单体只有一种。只要把主碳链上两个碳原子间的碳碳单键改为碳碳双键即得到该高聚物的单体。如：单体是若主碳链上有四个碳原子，则该高聚物的单体必为两种。把主碳链上第二个碳原子和第三个碳原子之间的键断开，这样把整个链节就切割成了两部分，然后分别把未断开的碳碳单键改为碳碳双键，即可得两种单体。如：单体是CH2=CH2和CH3CH=CH2。(2)主碳链上含有碳碳双键的情况。若主碳链为四个碳原子，则该高聚物的单体为一种。将主碳链上的碳碳单键改为碳碳双键，而碳碳双键改为碳碳单键即通常所说的“单变双、双变单”即得单体。如：高聚物CH2CCl=CHCH2，单体是CH2=CClCH=CH2。若主碳链为六个碳原子，则该高聚物的单体为两种。解此类题的方法是首先以双键的两个碳原子为中心，向左、向右各扩张一个碳原子，断开碳链，这样就将整个链节切割为两部分，然后将每部分链节的单键改双键，双键改单键，便得到了两种单体，一种是主碳链为两个碳原子的单体，另一种是含有两个双键、主碳链是四个碳原子的单体。如：单体是和CH2=CHCH=CH2。若主碳链为八个碳原子，则其高聚物的单体为三种。方法还是以双键的两个碳原子为中心，向左、向右各扩张一个碳原子，断开碳链，这样就将整个链节切割为三部分，然后将每部分链节的单键改双键，双键改单键，即可得到三种单体。如：工程塑料ABS树脂：单体是和(3)主链是CH2O的高聚物，判断单体的方法仍然是恢复双键，其单体为HCHO。2缩聚产物单体的确定(1)首先判断缩聚产物的类别，是属于聚酯、醚类还是多肽等。根据这些物质的生成原理，从什么位置形成共价键的，书写单体时就从什么位置断键还原，规律是断键，补原子，即找到断键点，断键后再根据碳四价、氧二价、氮三价的原则在相应部位加上氧原子、氢原子或羟基。所以，若是缩聚产物，其单体的确定方法可用“切割法”：羰、氧断，羰基连羟基，氧原子、氮原子都连氢原子。如：尼龙的结构片段为NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO确定单体时：先从羰基与氮原子处断开成为两部分，然后在羰基碳原子上连上羟基，氧原子或氮原子上连上氢原子，这样就得到聚合物单体的结构简式：H2N(CH2)6NH2和(2)如果链节中不含“COO”或“CONH”，只是在端点含有“CO”、“O”或“NH”，则说明该聚合物只是由一种单体缩聚成的，书写单体时只需依照上述方法在羰基上连上“OH”，“O”或“NH”上直接连上“H”就行了。如：对于这种情况，就是加OH，NH上加氢原子，即得到单体H2N(CH2)5COOH。(3)如果主链链节中碳原子不连续，含有苯环和羟基结构。规律是在苯环和侧链连接处断键，改写成酚和醛。如：的单体为和HCHO。(4)若链节中含“OCH2CH2”结构，其单体可能为环氧物质，也可能为多羟基醇。特别提示判断有机高分子化合物单体时，要先判断是加聚产物还是缩聚产物。(1)若是加聚产物：判断方法是：高聚物链节半键还原、双键重现正推验证。若半键还原无法形成完整双键可考虑再断裂单键构成完整双键(此时不是一种单体)或断裂双键构成完整双键(此时单体是二烯烃)。(2)若是缩聚产物，可依据官能团的形成过程逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。例3聚苯乙烯的结构为试回答下列问题：(1)聚苯乙烯的链节是_，单体是_。(2)实验测得聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52000，则该高聚物的聚合度n为_。(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：聚苯乙烯_(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有_(填“热塑”或“热固”)性。解析聚苯乙烯是苯乙烯(单体)通过加聚反应制得的，链节是其聚合度n500；根据线型高分子的性质可推知聚苯乙烯具有热塑性，可溶于CHCl3等有机溶剂。答案(1)(2)500(3)能热塑三有机推断题的解题思路和策略1有机推断题的解题思路2解有机推断题的一般方法(1)找已知条件最多的、信息量最大的。这些信息可以是化学反应、有机物性质(包括物理性质)、反应条件、实验现象、官能团的结构特征、变化前后的碳链或官能团间的差异、数据上的变化等。(2)寻找特殊的或唯一的。包括具有特殊性质的物质(如：常温下处于气态的含氧衍生物甲醛)、特殊的分子式(这种分子式只能有一种结构)、特殊的反应、特殊的颜色等。(3)根据数据进行推断。数据往往起突破口的作用，常用来确定有机物的分子式或某种官能团的数目。(4)根据加成所需H2、Br2的量，确定分子中不饱和键的类型及数目；由加成产物的结构，结合碳的四价确定不饱和键的位置。(5)如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，结合题给信息进行顺推或逆推，猜测可能，再验证可能，看是否完全符合题意，从而得出正确答案。3解有机推断题的关键找准突破口(1)根据反应现象推知官能团能使溴水褪色，可推知该物质分子中可能含有碳碳双键、三键或醛基。能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可推知该物质分子中可能含有碳碳双键、三键、醛基或为苯的同系物。遇三氯化铁溶液显紫色，可推知该物质分子中含有酚羟基。遇碘水变蓝，可推知该物质为淀粉。加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，有红色沉淀生成；或加入银氨溶液有银镜生成，可推知该分子结构有醛基，则该物质可能为醛类、甲酸或甲酸某酯。加入金属Na放出氢气，可推知该物质分子结构中含有羟基。加入Na2CO3溶液或NaHCO3溶液产生CO2气体，可推知该物质分子结构中含有羧基。加入溴水，出现白色沉淀，可推知该物质为苯酚或其衍生物。(2)根据物质的性质推断官能团能使溴水褪色的物质，含有碳碳双键、三键或醛基；能发生银镜反应的物质，含有醛基；能与金属钠发生置换反应的物质，含有OH、COOH；能与碳酸钠作用的物质，含有羧基或酚羟基；能与碳酸氢钠反应的物质，含有羧基；能水解的物质，应为卤代烃和酯等，其中能水解生成醇和羧酸的物质是酯。但如果只谈与氢氧化钠反应，则酚、羧酸、卤代烃、苯磺酸和酯都有可能。(3)根据特征数字推断官能团某有机物与醋酸反应，相对分子质量增加42，则分子中含有一个OH；增加84，则含有两个OH。因为OH转变为OOCCH3。某有机物在催化剂作用下被氧气氧化，若相对分子质量增加16，则表明有机物分子内有一个CHO(变为COOH)；若增加32，则表明有机物分子内有两个CHO(变为COOH)。有机物与Cl2反应，若有机物的相对分子质量增加71，则说明有机物分子内含有一个碳碳双键；若增加142，则说明有机物分子内含有两个碳碳双键或一个碳碳三键。(4)根据反应产物推知官能团位置若由醇氧化得醛或羧酸，可推知OH一定连接在有2个氢原子的碳原子上；由醇氧化为酮，推知OH一定连在有1个氢原子的碳原子上；若醇不能在催化剂作用下被氧化，则OH所连的碳原子上无氢原子。由消去反应的产物，可确定OH或X的位置。由取代反应产物的种数，可确定碳链结构。如烷烃，已知其分子式和一氯代物的种数时，可推断其可能的结构。有时甚至可以在不知其分子式的情况下，判断其可能的结构简式。由加氢后碳链的结构，可推测原物质分子的位置。(5)根据反应条件推断反应类型在NaOH水溶液中发生水解反应，则反应可能为卤代烃的水解反应或酯的水解反应。在氢氧化钠的醇溶液中，加热条件下发生反应，则一定是卤代烃发生了消去反应。在浓硫酸存在并加热至170时发生反应，则该反应为乙醇的消去反应。能与氢气在镍催化条件下起反应，则为烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛的加成反应(或还原反应)。能在稀硫酸作用下发生反应，则为酯、二糖、淀粉等的水解反应。能与溴水反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。例4现有分子式均为CaHbNcOd的A、B两种有机物。(1)有机物A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示：A的分子结构中不存在甲基(CH3)，一定条件下，两分子A发生缩合反应生成M和一分子水，M的相对分子质量为312。A分子间还可以通过缩聚反应得到N。请写出A、M和N的结构简式：A：_；M：_；N：_。(2)化合物B是分子式为CaHb1的某种芳香烃一硝化后的唯一产物(硝基连在苯环上)，则化合物B的结构简式为_，化合物A和B两者互为_，其中_是与生命起源有关的物质。解析(1)有机物A是天然蛋白质水解的产物，则A应为氨基酸，其分子中应含有结构。M是由两分子A缩合一分子水得到的，则A的相对分子质量165。在我们熟悉的教材中的氨基酸中，相对分子质量为165的应是其分子式为C9H11O2N，推出了A，M、N的结构就容易写出了。(2)化合物B是芳香烃CaHb1(即C9H12)的一硝化产物，B的分子式为C9H11NO2，而B是C9H12(芳香烃)硝化后的唯一产物，则B的结构只能是A与B互为同分异构体。答案(1)(2)同分异构体A例5近年来，由于石油价格不断上涨，以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。如图所示是以煤为原料生产聚氯乙烯(PVC)和人造羊毛的合成路线。请回答下列问题：(1)写出下列反应的反应类型：_，_。(2)写出下列物质的结构简式：PVC_，C_。(3)写出AD反应的化学方程式：_。(4)与D