新人教版高中化學(xué)第五章合成高分子章末整合提升選修3

第五章合成高分子章末整合提升專題1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)簡稱加聚反應(yīng),是指不飽和單體通過加成反應(yīng)生成高分子的反應(yīng)。常見的反應(yīng)類型如下:(1)一種烯烴單體的聚合反應(yīng)。例如,由乙烯聚合得到聚乙烯。(2)一種二烯烴單體的聚合反應(yīng)。例如,1,3-丁二烯的加聚反應(yīng):(3)不同烯烴的聚合反應(yīng)。例如,由乙烯與丙烯聚合得到乙丙橡膠:+(4)單烯烴與二烯烴的聚合反應(yīng)。例如,乙烯與1,3-丁二烯的聚合反應(yīng):+(5)碳碳三鍵的加聚反應(yīng)。如乙炔的加聚反應(yīng):聚乙炔2.縮聚反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)簡稱縮聚反應(yīng),是指單體分子之間通過縮合反應(yīng)生成高分子,同時(shí)還生成小分子(如:水、氨、鹵化氫等)的反應(yīng)。常見的反應(yīng)類型如下:聚酯類:—OH與—COOH間的縮聚。(2)聚氨基酸類:—NH2與—COOH間的縮聚。(3)酚醛樹脂類。3.加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較項(xiàng)目加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)相同點(diǎn)①單體是相對(duì)分子質(zhì)量小的有機(jī)化合物;②生成物有高分子;③單體可相同,也可不相同生成物無小分子有小分子(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)倍是單體的相對(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,打開不飽和鍵,相互連成長碳鏈單體通常含有兩個(gè)或兩個(gè)以上能夠相互反應(yīng)的官能團(tuán),如—NH2、—COOH、—OH;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的結(jié)構(gòu)片段如下:則生成該高分子的單體的種類和化學(xué)反應(yīng)所屬類型是 ()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)【思維提示】解答該類試題的方法思路如下:(1)觀察分子的組成和結(jié)構(gòu),判斷是加聚物還是縮聚物。(2)分析形成時(shí)的斷鍵方式,確定單體的種類和個(gè)數(shù)。答案:D【例2】合成高分子材料用途廣泛,性能優(yōu)異,功能與其分子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。下面是幾種高分子材料的結(jié)構(gòu)簡式:A.B.C.D.(1)A是天然橡膠的主要成分,易老化,A中的官能團(tuán)名稱是。

(2)B的單體是苯酚和,這兩種單體在堿催化下,可得到網(wǎng)狀高分子,俗稱電木,電木是(填“熱塑性”或“熱固性”)塑料。

(3)C與NaOH溶液在一定條件下反應(yīng),生成高吸水性樹脂,該樹脂的結(jié)構(gòu)簡式是_________________________。

(4)D是目前合成纖維中產(chǎn)量第一的聚酯纖維——滌綸,可由兩種單體在一定條件下合成,該合成反應(yīng)的兩種單體是(填結(jié)構(gòu)簡式)。

【思維提示】(1)A中含有碳碳雙鍵。(2)B為酚醛樹脂,它的單體為苯酚和甲醛,在堿催化下可形成網(wǎng)狀的熱固性塑料。(3)C與NaOH溶液在一定條件下水解生成CH3OH和,具有吸水性。(4)由D的結(jié)構(gòu)簡式知其是由縮聚反應(yīng)制得的,單體為和HOCH2CH2OH。答案:(1)碳碳雙鍵(2)甲醛(或HCHO)熱固性(3)(4)和HOCH2CH2OH專題2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)化合物性質(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)的烴的含氧衍生物——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,常用來確定有機(jī)化合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,猜測可能,再驗(yàn)證可能,看是否符合題意,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、碳碳三鍵或醛基。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、碳碳三鍵、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加入新制的氫氧化銅,加熱,有磚紅色沉淀生成;或加入銀氨溶液有銀鏡生成,可推知該分子結(jié)構(gòu)中有醛基,則該物質(zhì)可能為醛類、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)中含有羥基或羧基。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、碳碳三鍵或醛基;能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì),含有醛基;能與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì),含有—OH或—COOH;能與碳酸鈉溶液反應(yīng)的物質(zhì),含有羧基或酚羥基;能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的物質(zhì),含有羧基;能水解的物質(zhì),應(yīng)為鹵代烴或酯等,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)化合物與乙酸反應(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)化合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)化合物分子內(nèi)有一個(gè)—CHO(變?yōu)椤狢OOH);若增加32,則表明有機(jī)化合物分子內(nèi)有兩個(gè)—CHO(均變?yōu)椤狢OOH)。③有機(jī)化合物與Cl2發(fā)生加成反應(yīng),若有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量增加71,則說明有機(jī)化合物分子內(nèi)含有一個(gè)碳碳雙鍵;若增加142,則說明有機(jī)化合物分子內(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一定連接在有兩個(gè)氫原子的碳原子上;由醇氧化為酮,推知—OH一定連接在有一個(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所連接的碳原子上無氫原子。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)簡式。④由加氫后碳鏈的結(jié)構(gòu),可推測原物質(zhì)分子中的位置。(5)根據(jù)反應(yīng)條件推斷反應(yīng)類型。①在NaOH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發(fā)生反應(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)?！纠?】塑料是日常生活中常用的有機(jī)合成高分子材料。常用塑料F、G均可由烴C3H6經(jīng)下列反應(yīng)得到:(1)寫出高分子G的結(jié)構(gòu)簡式:_______________________。

(2)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:

_______________________。

(3)寫出C與新制的氫氧化銅反應(yīng)生成D的化學(xué)方程式:

_______________。

(4)是一種重要的工程塑料。已知:①②請?jiān)O(shè)計(jì)方案以、為原料合成PBT,用反應(yīng)流程圖表示,并注明反應(yīng)條件。示例:由乙醇合成聚乙烯的反應(yīng)流程圖可表示為CH3CH2OH【思維提示】由烴的分子式較容易想到它可能是丙烯或環(huán)丙烷,而結(jié)合后面的信息,則可分析出它為丙烯,故A為1,2-二溴丙烷,B為1,2-丙二醇,C為羰基醛,D為羰基酸,E為羥基酸,則G為聚酯。對(duì)于(4)的有機(jī)合成,可采用逆推法分析出合成它的單體為1,4-丁二醇和對(duì)苯二甲酸。答案:(1)(2)+2NaOH+2NaBr(3)↓+2H2O(4)【例4】利用木質(zhì)纖維可合成藥物中間體H,還能合成高分子G,合成路線如下:已知:①+||②(1)A的化學(xué)名稱是。

(2)B的結(jié)構(gòu)簡式是,由C生成D的反應(yīng)類型為。

(3)化合物E的含氧官能團(tuán)為。

(4)F分子中處于同一平面的原子最多有個(gè)。F生成G的化學(xué)方程式為

。

(5)芳香族化合物I為H的同分異構(gòu)體,苯環(huán)上一氯代物有兩種結(jié)構(gòu),1molI發(fā)生水解反應(yīng)消耗2molNaOH,符合要求的同分異構(gòu)體有種,其中核磁共振氫譜顯示有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫,峰面積比為6∶3∶2∶1的I的結(jié)構(gòu)簡式為

。

(6)寫出以為原料制備的合成路線(其他試劑任選)。答案:(1)2-甲基-1,3-丁二烯(2)氧化反應(yīng)(3)羧基、氯原子(4)17(5)10、(6)【例5】(2022·廣東中山)G是一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的吸附性高分子材料,可用于中草藥提取物的純化和分離。其合成路線如圖所示。G的結(jié)構(gòu)簡式如下:回答下列問題。(1)A的化學(xué)名稱為;B的結(jié)構(gòu)簡式為。

(2)C生成D的反應(yīng)歷程經(jīng)歷兩步:第一步反應(yīng)生成活性中間體[],第二步發(fā)生重排生成D。第一步的反應(yīng)類型為;在催化劑作用下,乙炔能與水經(jīng)歷類似上述兩步反應(yīng)后生成X,X的官能團(tuán)名稱為。

(3)若僅以D為單體發(fā)生加聚反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(4)分子式為C10H10的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足下列條件的有(填標(biāo)號(hào))。

a.含苯環(huán)且苯環(huán)上有1~2個(gè)鏈狀取代基b.不含碳碳雙鍵c.核磁共振氫譜顯示5組峰,且峰面積比為3∶2∶2∶2∶1A.2個(gè)B.3個(gè)C.4個(gè)D.5個(gè)(5)G中含有—CONH2基團(tuán),可提高含有羰基或羥基的有機(jī)物的吸附效果,原因是

。

(6)以異丙苯、氯氣和乙烯為主要原料,設(shè)計(jì)用三步反應(yīng)合成,寫出合成路線:

(其他試劑任選)?！舅季S提示】(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為,其化學(xué)名稱為乙苯,由流程圖可知,A發(fā)生消去反應(yīng)生成B,B的結(jié)構(gòu)簡式為。(2)C生成D的反應(yīng)歷程經(jīng)歷兩步:第一步反應(yīng)生成活性中間體[],由C()與水發(fā)生加成反應(yīng)生成[],在催化劑作用下,乙炔能與水經(jīng)歷類似上述兩步反應(yīng)后生成X(乙醛),則X的官能團(tuán)名稱為醛基。(3)僅以D()為單體發(fā)生加聚反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)分子式為C10H10的同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足:a.含苯環(huán)且苯環(huán)上有1~2個(gè)鏈狀取代基,b.不含碳碳雙鍵,c.核磁共振氫譜顯示5組峰,且峰面積比為3∶2∶2∶2∶1,說明有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,符合條件的有:苯環(huán)上連接一個(gè)—CH2C≡CCH3基團(tuán)的一種,苯環(huán)上連接一個(gè)—C≡CCH2CH3基團(tuán)的一種,—CH2C≡CH和—CH3基團(tuán)連接在苯環(huán)對(duì)位上的一種,—C≡CH和—CH2CH3基團(tuán)連接在苯環(huán)對(duì)位上的一種,共4種,故C項(xiàng)正確。(5)G中含有—CONH2基團(tuán),可提高含有羰基或羥基的有機(jī)化合物的吸附效果,原因是—CONH2能與含羰基或羥基的有機(jī)化合物分子間形成氫鍵。(6)以異丙苯、氯氣和乙烯為主要原料,設(shè)計(jì)用三步反應(yīng)合成,異丙苯與氯氣在光照條件下生成,再由在氫氧化鈉醇溶液下加熱發(fā)生消去反應(yīng)生成,最后與乙烯在催化劑條件下發(fā)生反應(yīng)生成,故其合成路線為。答案:(1)乙苯(2)加成反應(yīng)醛基(3)(4)C(5)—CONH2能與含羰基或羥基的有機(jī)化合物分子間形成氫鍵(6)【例6】化合物G是一種藥物合成中間體,其合成路線如下:DF回答下列問題。(1)A中的官能團(tuán)是。

(2)碳原子上連有4個(gè)不同的原子或基團(tuán)時(shí),該碳稱為手性碳。寫出B的結(jié)構(gòu)簡式,用星號(hào)(*)標(biāo)出B中的手性碳:。

(3)寫出具有六元環(huán)結(jié)構(gòu),并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:

(不考慮立體異構(gòu),只需寫出3個(gè))。(4)反應(yīng)④所需的試劑和條件是。

(5)⑤的反應(yīng)類型是。

(6)寫出F到G反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(7)設(shè)計(jì)由甲苯和乙酰乙酸乙酯(結(jié)構(gòu)簡式為CH3COCH2COOC2H5)制備的合成路線(無機(jī)試劑任選)?！舅季S提示】有機(jī)合成推斷綜合題的解題思路。(1)充分提取題目中的有效信息認(rèn)真審題,全面掌握有機(jī)化合物的性質(zhì)以及有機(jī)化合物之間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系,推斷過程中經(jīng)常使用的一些典型信息:①結(jié)構(gòu)信息(碳