（浙江選考）2020版高考化學一輪復習 專題九 第五單元 高分子化合物 有機合成及推斷課件.ppt

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1、第五單元高分子化合物 有機合成及推斷,一 合成高分子化合物,二 高聚物單體的判斷,教材研讀,突破一有機合成題的解題思路,突破二有機推斷題的解題策略,重難突破,一、合成高分子化合物 (一)有機高分子的組成與分類 1.有機高分子 (1)合成有機高分子是用化學方法合成的、相對分子質(zhì)量高達幾萬乃至幾百萬的有機化合物。,教材研讀,(2)有機高分子的組成 單體:在聚合反應中,我們通常將用以形成高分子化合物的小分子稱為單體,如形成高分子的單體是CH2 CH2。 鏈節(jié):將高分子化合物中不斷重復的基本結構單元稱為鏈節(jié),如高分子的鏈節(jié)為CH2CH2。 聚合度:鏈節(jié)的數(shù)目稱為聚合度,用“n”表示。由于高分子材料是由

2、許多相同或不同聚合度的長鏈構成的,所以有機高分子材料是混合物。,2.有機高分子化合物的分類 (1)天然有機高分子化合物:淀粉、纖維素(如棉花)、蛋白質(zhì)、天然橡膠等。 (2)三大合成有機高分子:塑料、合成纖維、合成橡膠。 (二)有機高分子化合物的結構和性質(zhì),1.有機高分子化合物的結構特點 (1)有機高分子化合物有兩種最基本的結構類型,即線型(鏈狀)結構和體型(網(wǎng)狀)結構,線型結構的高分子有的帶支鏈,有的不帶支鏈。,(2)結構呈鏈狀的高分子是線型高分子,這種高分子中,多條鏈之間能以分子間作用力緊密結合,因此,其相對分子質(zhì)量越大,相互作用的分子間作用力就越強。 (3)高分子鏈上若有能起反應的官能團,

3、當它跟別的單體或物質(zhì)發(fā)生反,應時,高分子鏈之間形成化學鍵,產(chǎn)生一些交聯(lián),形成體型網(wǎng)狀結構。例如硫化橡膠。,2.有機高分子化合物的基本性質(zhì) (1)溶解性 線型結構的有機高分子(如有機玻璃)能溶解在適當?shù)娜軇├?但 溶解過程比小分子緩慢。 體型結構的有機高分子(如橡膠)則不易溶解,只是有一定程度的 脹大。 (2)熱塑性和熱固性 線型高分子具有熱塑性,加熱到一定溫度開始軟化,直到 熔化成流動的液體。例如聚氯乙烯塑料等。,體型高分子具有熱固性,經(jīng)加工成型后就不會受熱熔化。例如 酚醛塑料等。 (三)有機高分子的合成 有機高分子化合物主要通過聚合反應得到,聚合反應包括加聚 反應和縮聚反應兩種。 (1)加聚

4、反應(只有高分子化合物生成,沒有小分子物質(zhì)生成),如:,(2)縮聚反應既有高分子化合物生成,又有小分子物質(zhì)(如H2O、NH3等)生成,如:,二、高聚物單體的判斷 1.加聚產(chǎn)物單體的判斷方法 (1)凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的高聚物,其單體為一種,將兩個半鍵閉合即可。 如:的單體是。,(2)凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子(無其他原子),且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物,其 單體為兩種,在正中間畫線斷開,然后將兩個半鍵閉合即可。 如:的單體為、 。 (3)凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子,并存在碳碳雙鍵結構的高聚物,其規(guī)律是“凡雙鍵,四個碳;無雙鍵,兩個碳”畫線斷開,主鏈有四個碳原子的單雙鍵互換。,如:的單體是

5、CH2 CHCH CH2和。,2.縮聚產(chǎn)物單體的判斷方法 (1)凡鏈節(jié)為NHRCO結構的高聚物,其合成單體必為一種。在亞氨基(NH)上加氫,在羰基碳上加羥基,即得高聚物的單體。 如:H NHCH2CO nOH的單體為H2NCH2COOH。 (2)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵的高聚物,從肽鍵中間斷開,兩側(cè)為不對稱結構的,其單體為兩種;在亞氨基上加氫,羰基碳上加羥基,即得高聚物單體。,,,如:HOH的單體是H2NCH2 COOH和H2NCH2CH2COOH。 (3)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有(酯基)結構的高聚物,其合成 單體為兩種,從中間斷開,羰基碳上加羥基,O上加氫,即 得高聚物單體。,如:H

6、OH的單體為HOOCCOOH和 HOCH2CH2OH。 (4)高聚物其鏈節(jié)中的CH2來自甲醛,單體為 和HCHO。,1.聚維酮碘的水溶液是一種常用的碘伏類緩釋消毒劑,聚維酮通過氫鍵與HI3形成聚維酮碘,其結構表示如下: (圖中虛線表示氫鍵) 下列說法的是(B),,A.聚維酮的單體是 B.聚維酮分子由(m+n)個單體聚合而成 C.聚維酮碘是一種水溶性物質(zhì) D.聚維酮在一定條件下能發(fā)生水解反應,2.下列單體中,能在一定條件下發(fā)生加聚反應生成的是(C) A. CH2 CHCl B. C.CH2CHCl和CH2CH2 D.,,3.能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱,現(xiàn)有一種叫HEMA的材料,是用來

7、制備軟質(zhì)隱形眼鏡的,其結構簡式為 , 則合成它的單體為(B) A. CH3CHCHCOOH、CH3CH2OH B.、HOCH2CH2OH,C. CH2CHCH2COOH、HOCH2CH2OH D.,,4.聚苯乙烯的結構簡式為,試回答下列問題: (1)聚苯乙烯的鏈節(jié)是,單體是。 (2)實驗測得某聚苯乙烯的相對分子質(zhì)量(平均值)為52 000,則該高聚物的聚合度n為。 (3)已知聚苯乙烯為線型結構的高分子化合物,試推測:聚苯乙烯(填“能”或“不能”)溶于CHCl3,具有(填“熱塑”或“熱固”)性。,答案(1) (2)500 (3)能熱塑,突破一有機合成題的解題思路 有機合成路線的

8、推導,一般有兩種方法:一是“正推法”;二是“逆推法”。比較常用的是“逆推法”,該方法的思路是: (1)首先確定所要合成的有機產(chǎn)物屬何種類別,以及題中所給定的條件與所要合成的有機物之間的關系。,重難突破,(2)以題中要求最終產(chǎn)物為起點,考慮這一有機物如何從另一有機物甲 經(jīng)過一步反應而制得。如果甲不是所給的已知原料,再進一步考慮甲又是如何從另一有機物乙經(jīng)一步反應而制得,一直推導到題目中給定的原料為止。 (3)在合成某一種產(chǎn)物時,可能會產(chǎn)生多種不同的方法,應當在兼顧原料省、操作易、產(chǎn)率高、污染小的前提下選擇最合理、最簡單的方法。,典例1高分子化合物PTT是一種性能優(yōu)異的新型纖維,是當前國際上最新開發(fā)

9、的熱門高分子材料。PTT的一種合成路線如下: 已知:R1CHO+R2CHCHO,(1)已知AB是加成反應,則B的結構簡式為,C分子中含有的官能團是。 (2)用系統(tǒng)命名法給有機物D進行命名:。 (3)芳香烴E的相對分子質(zhì)量為106,E的一氯代物只有2種,則E的結構簡式為。 (4)EF的反應類型為反應,合成PTT的化學方程式為。,(5)有機物I的同分異構體有很多,寫出同時符合下列條件的所有同分異 構體的結構簡式。 含有苯環(huán)核磁共振氫譜有三個峰,答案(1)CH3CHOCHO、OH(或醛基、羥基) (2)1,3-丙二醇 (3) (4)取代 nHOCH2CH2CH2OH+,+(2n-1)H2O (5)、

10、、、 、、,解析根據(jù)題給信息知,B為醛,結構簡式為CH3CHO;A發(fā)生加成反應生成B,A為;C為HOCH2CH2CHO,C和氫氣發(fā)生加成反應生 成D,D的結構簡式為HOCH2CH2CH2OH;芳香烴E的相對分子質(zhì)量為106,=810,則E的分子式為C8H10,E的一氯代物只有2種,則E的結構簡 式為;E和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成F,F和氫氧化鈉,水溶液發(fā)生取代反應生成G,G能發(fā)生氧化反應生成H,H能發(fā)生銀鏡反應,說明G是醇、H是醛,H發(fā)生銀鏡反應后酸化得到I,I是羧酸,所以F為、G為、H為、I為,D和I發(fā) 生縮聚反應生成高分子化合物(PTT)。(1)通過以上,分析知,B為CH3CHO;

11、C為HOCH2CH2CHO,C中官能團是醛基和羥基;(2)D為HOCH2CH2CH2OH,其名稱是1,3-丙二醇;(4)E生成F的反應是取代反應,生成PTT的方程式為nHOCH2CH2CH2OH+ +(2n-1)H2O;(5)I的同 分異構體符合下列條件:含有苯環(huán);核磁共振氫譜有三個峰,說明含有三種氫原子,符合條件的同分異構體的結構簡式為、,、、、 、 。,知識拓展引入官能團的常見方法,1-1偽麻黃堿(D)是新康泰克的成分之一,能夠緩解由感冒引起的鼻塞、流鼻涕和打噴嚏等癥狀,其中一種合成路線如下:,回答下列問題: (1)偽麻黃堿(D)的分子式為;B中含有的官能團有(寫名稱)。 (2)寫出BC反

12、應的化學方程式:,CD的反應類型為。,(3)B的消去反應產(chǎn)物可以用于合成高分子化合物E,請寫出E的結構簡式:。,(4)寫出滿足下列要求的A的同分異構體的結構簡式:。 能發(fā)生銀鏡反應;苯環(huán)上的一氯代物有兩種,其核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積之比為6211。,(5)已知:RCOOH。參照上述合成路線,設計一條以苯和乙 酸為起始原料制備的合成路線。,答案(1)C10H15NO羰基和溴原子 (2)+CH3NH2+ HBr還原反應 (3),(4)、 (5)CH3COOH,解析本題考查有機物的合成與推斷。(1)根據(jù)D的結構簡式可知,其分子式為C10H15NO;根據(jù)B的結構簡式可知,其所含的官能團為羰基和溴

13、原子。(2)比較B的結構簡式與C的分子式可知,B與CH3NH2發(fā)生取代反應生成C,反應的化學方程式為+CH3NH2 +HBr;比較C的結構簡式與D的結構簡式可,知,C發(fā)生還原反應生成D。(3)B中溴原子與鄰位碳上的氫原子發(fā)生消去反應生成含有碳碳雙鍵的物質(zhì),其發(fā)生加聚反應得到E,E的結構簡式為。(4)能發(fā)生銀鏡反應,說明分子中含有醛基; 苯環(huán)上的一氯代物有兩種,即苯環(huán)上有兩種氫原子,其核磁共振氫譜有4組峰,即分子中有四種氫原子,且峰面積之比為6211,則滿足條件,的A的同分異構體的結構簡式為、 。,突破二有機推斷題的解題策略,有機推斷題的一般形式是推出有機物質(zhì),規(guī)范、準確表達,判斷可能的性質(zhì)。當

14、然,有的只要求推出有機物;有的則要求根據(jù)分子式推同分異構體,確定有機物的結構;有的還要求寫出有機化學方程式。由于有機化學中普遍存在同分異構現(xiàn)象,而有機物的分子式不能表示具體的物質(zhì),因此用語中特別強調(diào)寫出有機物的結構簡式。 有機推斷題所提供的條件有兩類,一類是有機物的性質(zhì)及相互關系(也可能有數(shù)據(jù)),這類題要求直接推斷物質(zhì)的名稱,并寫出結構簡式;另一類則通過化學計算(也告訴一些物質(zhì)性質(zhì))進行推斷,一般是先求出相對分子質(zhì)量,再求分子式,根據(jù)性質(zhì)確定物質(zhì),最后根據(jù)題意準確表達。 解推斷題的特點:抓住問題的突破口,即抓住特征條件(特殊性質(zhì)或特征,反應),如苯酚與濃溴水的反應和顯色反應、醛基的氧化

15、反應等。但有機物的特征條件不多,因此還應抓住題給的關系條件和類別條件。關系條件能告訴有機物間的聯(lián)系,如A氧化為B,B氧化為C,則A、B、C必為醇、醛、羧酸類;又如烯烴醇醛酸酯的有機物的衍變關系,能給你一個整體概念。類別條件可給出物質(zhì)的范圍和類別,如氣態(tài)烴為碳原子數(shù)小于5的烴、果香味的液體為酯等。關系條件和類別條件不但為解題縮小了推斷的物質(zhì)范圍,形成了解題的知識結構,而且?guī)讉€關系條件和類別條件的組合就相當于特征條件,這是不容忽視的?？傊?抓 住了突破口,按照已知條件建立的知識結構,順藤摸瓜,問題就能迎刃而解了。,典例2有機物A是合成高分子樹脂G和酚醛樹脂的原料之一。相關的合成路線如下圖所示: 已

16、知:,.(R1、R2、R3代 表烴基) . 請回答下列問題: (1)經(jīng)質(zhì)譜測定,有機物A的相對分子質(zhì)量為164,燃燒8.2 g有機物A,生成標準狀況下11.2 L CO2和5.4 g H2O,則A的分子式是,A中所含官能團的名稱是。,(2)B的結構簡式為。 (3)從該流程分析,苯酚與甲醛生成酚醛樹脂的反應經(jīng)歷兩步反應, 反應類型分別為加成反應和反應。 (4)F生成高分子樹脂G的化學方程式是。 (5)A與CH3I反應的目的是。 (6)物質(zhì)A符合以下條件的同分異構體有種。,能與NaHCO3溶液反應產(chǎn)生CO2氣體; 苯環(huán)上只有兩種氫。,答案(1)C10H12O2碳碳雙鍵、羥基 (2)(3)縮聚

17、 (4) +(n-1)H2O (5)保護酚羥基,防止酚羥基被O3氧化(6)11,解析在Zn/H2O條件下O3能將碳碳雙鍵轉(zhuǎn)化為碳氧雙鍵,生成的C與苯酚反應轉(zhuǎn)化為酚醛樹脂,故推斷C為甲醛,甲醛與苯酚經(jīng)過兩步反應,先加成后縮聚生成酚醛樹脂。由(1)可知n(A)=0.05 mol,n(C)=n(CO2)=0.5 mol,n(H)=2n(H2O)=0.6 mol,再結合A的相對分子質(zhì)量可推得A的分子式為C10H12O2。高分子樹脂G的合成可以采用逆推法,合成該高分子樹脂的單體F為,由已知信息推知D為 由BD的反應條件知B為,,進而推得A為 。(1)A所含官能團為碳碳雙鍵、羥 基。(2)B的結構簡式為。

18、(3)苯酚到酚 醛樹脂經(jīng)歷了加成反應、縮聚反應。(4)F生成高分子樹脂G的化學方程式為,+(n-1)H2O。(5)A與CH3I反應的 目的是保護酚羥基,防止酚羥基被O3氧化。(6)由題意可知A的同分異構體中需要有羧基。如果苯環(huán)上有兩個取代基,則要求取代基處于對位,才能保證苯環(huán)上只有兩種氫,則結構簡式為、 、,,共5種。如果苯環(huán)上有三個取代基,則有、 2種結構。如果苯環(huán)上有 四個取代基,即有三個甲基、一個羧基,必須為不對稱結構,則其結構為,、 ,共4種。因此符 合條件的共11種。,、,2-1順酐A(C4H2O3)是一種重要的有機化工原料,A分子具有五元環(huán)

19、結構。下圖是由A合成有機物E和高分子化合物G的合成線路。 已知:RCOOH+RCOOH(其中R、R是烴基),回答以下問題: (1)A的結構簡式為。 (2)有機物B中所含官能團的名稱為。 (3)反應的化學方程式為,反應類型為。 (4)G的結構簡式可能為。 (5)有機物Y(C5H4O3)是A的同系物,具有六元環(huán)結構。參照上述合成線,路及信息,寫出由Y合成的最簡單的合成線路。,答案(1) (2)羧基、碳碳雙鍵 (3)2CH3CH2OH+HOOCCH2CH2COOH CH3CH2OOCCH2CH2 COOCH2CH3+2H2O取代反應,(4)、 (5) HOOCCH CHCH2COOH,解析本題考查有機物的推斷與合成。A是一種五元環(huán)狀化合物且為順酐,結合A的分子式知,A中還含有碳碳雙鍵,則A的結構簡式為,故B為HOOCCH CHCOOH,C為HOOCCH2CH2COOH,C 和D反應生成E,根據(jù)E的分子式知,D是CH3CH2OH,E的結構簡式為CH3CH2OOCCH2CH2COOCH2CH3。B和水發(fā)生反應生成F,所以F為,HOOCCH2CH(OH)COOH,F發(fā)生縮聚反應得到高分子化合物G,G可能的結構簡式為、 。,