2018-2019版高中化學 第三章 有機合成及其應用 合成高分子化合物 微型專題6學案 魯科版選修5.doc

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微型專題6　有機合成及其應用、合成高分子化合物 [學習目標定位]　1.學會確定有機物的實驗式和分子式。2.通過比較，進一步理解加聚反應和縮聚反應的原理，知道高分子化合物的結構和性質的關系。3.掌握高聚物單體的判斷方法及高分子化合物合成路線的設計。4.學會分析解答有機推斷題。 一、確定有機物分子式及結構的方法 1．燃燒法確定有機物的分子式 例1　0.2 mol有機物和0.4 mol O2在密閉容器中燃燒后的產物為CO2、CO和H2O(g)。產物經過濃硫酸后，濃硫酸的質量增加10.8 g；再通過灼熱CuO充分反應后，固體質量減輕3.2 g；最后氣體再通過堿石灰被完全吸收，堿石灰質量增加17.6 g。0.1 mol該有機物恰好與4.6 g金屬鈉完全反應。下列關于該有機物的說法不正確的是(　　) A．該化合物的相對分子質量是62 B．該化合物的化學式為C2H6O2 C．1 mol該化合物能與2 mol O2發(fā)生催化氧化反應 D．1 mol該有機物最多能與2 mol Na反應 答案　C 解析　有機物燃燒生成水10.8 g，物質的量為＝0.6 mol，CO與反應CuO后轉化為CO2，與燃燒生成的CO2，都被堿石灰吸收。有機物含有碳原子物質的量為，根據碳元素守恒可知，1 mol有機物含有碳原子物質的量為2 mol，含有氫原子物質的量為6 mol。含有氧原子物質的量為＝2 mol， 所以有機物的分子式為C2H6O2,0.1 mol該有機物恰好與4.6 g金屬鈉完全反應，4.6 g Na的物質的量＝＝0.2 mol，有機物與Na按物質的量之比1∶2反應，有機物分子中含有2個—OH，該有機物的結構簡式為HOCH2CH2OH，結合有機物的結構和性質分析答案即可。 考點　有機物分子式及結構的確定方法 題點　燃燒法確定有機物的分子式 規(guī)律方法 (1)含有C、H、O元素的有機物完全燃燒生成CO2、H2O。 (2)濃硫酸或無水CuSO4增重的質量為H2O的質量，根據H2O的質量計算出H、O元素的質量。 (3)根據堿石灰增加的質量計算出CO2的質量，得出C、O元素的質量。 (4)根據有機物的總量和O2質量，再結合質量守恒，計算出有機物中O元素的質量，結合已知條件得出該有機物的分子式。 (5)根據有機物的性質確定含有的官能團，從而推出其結構簡式。 2．核磁共振氫譜和紅外光譜法確定有機物的分子結構 例2　(2017江西九江一中高二期末)兩種有機物A和B (1)將有機物A置于氧氣流中充分燃燒，實驗測得：生成5.4 g H2O和8.8 g CO2，消耗氧氣6.72 L(標準狀況下)，則該物質的最簡式為____________，若要確定其分子式，是否必需要其他條件________(填“是”或“否”)。已知有機物A的核磁共振氫譜、質譜如圖所示，則A的結構簡式為____________。 (2)若質譜圖顯示B的相對分子質量為74，紅外光譜如圖所示，則B的結構簡式為________________________________________________________________________， 其官能團的名稱為____________。 答案　(1)C2H6O　否　CH3CH2OH (2)CH3CH2OCH2CH3　醚鍵 解析　(1)由題意可知，n(H2O)＝＝0.3 mol，n(CO2)＝＝0.2 mol，n(O2)＝＝0.3 mol，則有機物中含有氧原子的物質的量是0.3 mol＋0.4 mol－0.6 mol＝0.1 mol，所以該物質的最簡式為C2H6O；由于分子中碳、氫原子的個數比是1∶3，已經達到飽和，所以若要確定其分子式，不需有其他條件，即最簡式就是分子式。分子式為C2H6O，核磁共振氫譜表明其分子中有三種不同化學環(huán)境的氫原子，則A的結構簡式為CH3CH2OH。 (2)B的相對分子質量為74，根據紅外光譜，B中存在對稱的甲基、亞甲基和醚鍵，根據對稱性，B的結構簡式為CH3CH2OCH2CH3。 考點　有機物分子式及結構的確定方法 題點　核磁共振氫譜和紅外光譜法確定有機物的分子結構 規(guī)律方法　測定有機化合物結構的流程 3．確定有機物分子結構的綜合 例3　三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，具有毒性，不可用于食品加工或食品添加劑。經李比希法分析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的含量高達66.67%，氫元素的質量分數為 4.76%，其余為碳元素。它的相對分子質量大于100，但小于150。試回答下列問題： (1)分子式中原子個數比N(C)∶N(H)∶N(N)＝__________________________。 (2)三聚氰胺分子中碳原子數為________，理由是_______________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________(寫出計算式)。 (3)三聚氰胺的分子式為_______________________________________________。 (4)若核磁共振氫譜顯示只有1個吸收峰，紅外光譜表征有1個由碳、氮兩種元素組成的六元雜環(huán)。則三聚氰胺的結構簡式為____________________________________________。 答案　(1)1∶2∶2　(2)3?。糔(C)＜，即2.4＜N(C)＜3.6，又N(C)為正整數，所以N(C)＝3 (3)C3H6N6 (4) 解析　(1)N(C)∶N(H)∶N(N)＝∶∶＝1∶2∶2。 (2)＜N(C)＜，即2.4＜N(C)＜3.6，又N(C)為正整數，所以N(C)＝3。 (3)因為N(C)∶N(H)∶N(N)＝1∶2∶2，又N(C)＝3。所以，分子中N(C)、N(H)、N(N)分別為3、6、6。 (4)核磁共振氫譜顯示只有1個吸收峰，說明是對稱結構，這6個氫原子的環(huán)境相同，又碳為四價元素，氮為三價元素，六元環(huán)中C、N各有3個原子交替出現。 考點　有機物分子結構的確定 題點　確定分子結構方法的綜合應用 規(guī)律方法　圖解有機物化學結構簡式的確定方法 【相關鏈接】 1．確定有機物的分子式常用方法 (1)直接由相對分子質量用商余法確定烴的分子式： 用烴的相對分子質量除以碳原子的相對原子質量12，所得商的整數部分就是烴分子中所含碳原子的最大值，余數則為所含氫原子的最小值。 (2)根據有機物結構簡式、鍵線式或結構模型等確定分子式。 (3)物質的量關系法：由密度或其他條件―→求摩爾質量―→求1 mol分子中所含各元素原子的物質的量―→求分子式。 (4)化學方程式法(代數法)：利用化學方程式及題干要求―→列方程組―→求解未知數值―→求分子式。 (5)通式法：依據題干要求或物質性質―→確定類別及組成通式相對分子質量，n值―→分子式。 2．確定有機物結構式基本步驟及策略 (1)通過元素分析法，只能求得有機物的實驗式，再測知有機物的相對分子質量，可求有機物的相對分子質量。 (2)某些特殊組成的實驗式不必測知其相對分子質量，可根據其組成特點確定其分子式。如：實驗式CH3―→分子式C2H6(H原子飽和)；實驗式CH3O―→C2H6O2(乙二醇，H原子飽和)。 (3)分子可能存在不同結構時，需根據物質的特殊性質，通過定性或定量實驗來確定其結構式。 二、有機高分子化合物的合成與性質 1．加聚反應 例4　某軟質隱形眼鏡材料為如圖所示的聚合物，下列有關說法錯誤的是(　　) A．生成該聚合物的反應屬于加聚反應 B．該聚合物的單體是丙酸乙酯 C．該聚合物分子中存在大量的—OH，所以具有較好的親水性 D．該聚合物的結構簡式為 答案　B 解析　該反應是甲基丙烯酸羥乙酯通過加聚反應生成了高分子化合物的反應；單體是甲基丙烯酸羥乙酯；該聚合物分子中存在大量的—OH，和水能形成氫鍵，所以具有較好的親水性；根據圖示可知，該高聚物的結構簡式為 考點　加聚反應和縮聚反應的比較 題點　加聚反應 2．縮聚反應 例5　某種具有較好耐熱性、耐水性和高頻電絕緣性的高分子化合物的結構片斷為 則生成該樹脂的單體的種數和化學反應所屬類型正確的是(　　) A．1種，加聚反應 B．2種，縮聚反應 C．3種，加聚反應 D．3種，縮聚反應 答案　D 解析　從分子的組成來看，應是縮聚反應的產物，而且分子是由三種單體縮聚得到，分別是HCHO、 考點　加聚反應和縮聚反應的比較 題點　縮聚反應 規(guī)律方法　加聚反應和縮聚反應的比較 加聚反應 縮聚反應 相同 ①單體是相對分子質量小的有機物； ②產物有高分子化合物； 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 高分子相對分子質量 是單體相對分子質量的整數倍 單體的相對分子質量與縮去分子(小分子)的相對分子質量之差的n倍 反應特點 單體中含有不飽和鍵是加聚反應的必要條件，打開不飽和鍵，相互連成長碳鏈 單體通常含有兩個或兩個以上能夠相互作用的官能團，如—NH2、—OH、—COOH；官能團與官能團間縮去一個小分子，逐步縮合 例6　根據圖示回答下列問題： (1)寫出下列物質的結構簡式： A______________________，E_______________________________________________， G______________________。 (2)寫出下列反應的反應類型： ①____________，⑤____________。 (3)寫出下列反應的化學方程式： ②：________________________________________________________________________； ④：________________________________________________________________________。 答案　(1)CH2===CH2　 HOOC(CH2)4COOH (2)加成反應　縮聚反應 (3)ClCH2CH2Cl＋NaOHCH2===CHCl＋NaCl＋H2O　ClCH2CH2Cl＋2NaOHHOCH2CH2OH＋2NaCl 解析　本題比較簡單，由E是高分子化合物推出D是氯乙烯；由H可逆推出F、G，本題的關鍵是要掌握由高分子化合物書寫單體或由單體分析高分子化合物結構的方法。 考點　加聚反應和縮聚反應的比較 題點　加聚反應和縮聚反應的比較 【相關鏈接】 1．加聚反應 加成聚合反應簡稱加聚反應，是指以不飽和烴或含不飽和鍵的物質為單體，通過不飽和鍵加成聚合成高聚物的反應。 常見的反應類型有 (1)聚乙烯型，如nCH2===CH—CH3 (2)聚1,3-丁二烯型，如 (3)混合型，如nCH2===CH—CH===CH2＋nCH2===CH—CN 特別提示　加聚物結構簡式的書寫：將鏈節(jié)寫在方括號內，聚合度n寫在方括號的右下角。由于加聚物的端基不確定，通常用“—”表示。如聚丙烯的結構簡式 2．縮聚反應 縮合聚合反應簡稱縮聚反應，是指單體之間相互作用生成高分子，同時還生成小分子(如水等)的聚合反應。 常見的反應類型有 (1)醇羥基中的氫原子和酸分子中的羥基(—OH)縮合成水的反應。如 二元酸和二元醇的縮聚反應： nHO—R—OH＋nHOOC—R′—COOH＋2nH2O 若單體為一種物質，則通式為 nHO—R—COOH＋nH2O 若有兩種或兩種以上的單體，則通式為nHO—R—COOH＋nHO—R′—COOH ＋2nH2O (2)羧基中的羥基與氨基中的氫原子縮合成水的反應。如氨基酸聚合成蛋白質： 若此類反應只有一種單體，則通式為 nH2N—R—COOH―→＋nH2O 若有兩種或兩種以上單體，則通式為 nH2N—R—COOH＋nH2N—R′—COOH―→＋2nH2O 書寫此類反應的化學方程式或高分子產物的結構簡式的方法是酸去羥基氨去氫。 (3)中的氧原子與另一基團中的活潑氫原子縮合成水的反應。如苯酚和甲醛的縮聚： 3．加聚產物單體的確定 例7　(2017長沙高二聯(lián)考)有5種有機物： ① ② ③ ④CH3—CH===CH—CN ⑤CH2===CH—CH===CH2 其中可用于合成高分子材料 的正確組合為(　　) A．①②④ B．①②⑤ C．②④⑤ D．③④⑤ 答案　D 解析　根據結構簡式可知，該有機物為加聚反應產物，其主鏈含有兩個碳碳雙鍵，從左向右按照“見雙鍵，四個碳，無雙鍵，兩個碳”畫線斷開：，則可以得到該有機物的三種單體：④CH3—CH===CH—CN、⑤CH2===CH—CH===CH2、 ③，故D正確。 考點　高分子化合物單體的推斷 題點　加聚產物單體的推斷 4．縮聚產物的確定 例8　現有烴的含氧衍生物A，還原A時生成醇B；氧化A時生成C，由B、C反應可生成高分子化合物以下敘述錯誤的是(　　) A．A屬于醛類 B．A的相對分子質量為58 C．A分子中有6個原子，含碳質量分數為40% D．1 mol A與足量銀氨溶液反應能生成4 mol 銀 答案　C 解析　A既能被氧化又能被還原，屬于醛類；由高分子化合物可推知其單體為HOCH2CH2OH、HOOC—COOH，故A為其相對分子質量為58；含碳為2458100%≈41%；1 mol A中含2 mol醛基，能與銀氨溶液反應生成4 mol銀。 考點　高分子化合物單體的判斷 題點　縮聚產物單體的推斷 易錯警示　判斷有機高分子化合物單體時，要先判斷是加聚產物還是縮聚產物。 (1)若是加聚產物：①判斷方法是：高聚物→鏈節(jié)→半鍵還原、雙鍵重現→正推驗證。②若半鍵還原無法形成完整雙鍵可考慮再斷裂單鍵構成完整雙鍵(此時不是一種單體)或斷裂雙鍵構成完整雙鍵(此時單體是二烯烴)。 (2)若是縮聚產物，可依據官能團的形成過程逆向推出單體，把失去的小分子物質分拆后加在相應位置。 【相關鏈接】 1．加聚產物單體的確定方法 (1)主碳鏈上沒有碳碳雙鍵，只有碳碳單鍵的情況。 ①若主碳鏈上只有兩個碳原子，則該高聚物的單體只有一種。只要把主碳鏈上兩個碳原子間的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵即得到該高聚物的單體。 如：單體是 ②若主碳鏈上有四個碳原子，則該高聚物的單體必為兩種。把主碳鏈上第二個碳原子和第三個碳原子之間的鍵斷開，這樣把整個鏈節(jié)就切割成了兩部分，然后分別把未斷開的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵，即可得兩種單體。 如：單體是CH2===CH2和CH3—CH===CH2。 (2)主碳鏈上含有碳碳雙鍵的情況。 ①若主碳鏈為四個碳原子，則該高聚物的單體為一種。將主碳鏈上的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵，而碳碳雙鍵改為碳碳單鍵即通常所說的“單變雙、雙變單”即得單體。 如：高聚物CH2—CH===CH—CH2，單體是CH2===CH—CH===CH2。 ②若主碳鏈為六個碳原子，則該高聚物的單體為兩種。解此類題的方法是首先以雙鍵的兩個碳原子為中心，向左、向右各擴張一個碳原子，斷開碳鏈，這樣就將整個鏈節(jié)切割為兩部分，然后將每部分鏈節(jié)的單鍵改雙鍵，雙鍵改單鍵，便得到了兩種單體，一種是主碳鏈為兩個碳原子的單體，另一種是含有兩個雙鍵、主碳鏈是四個碳原子的單體。 如：單體是和 CH2===CH—CH===CH2。 ③若主碳鏈為八個碳原子，則其高聚物的單體為三種。方法還是以雙鍵的兩個碳原子為中心，向左、向右各擴張一個碳原子，斷開碳鏈，這樣就將整個鏈節(jié)切割為三部分，然后將每部分鏈節(jié)的單鍵改雙鍵，雙鍵改單鍵，即可得到三種單體。 如：工程塑料ABS樹脂： 單體是CH2===CH—CH===CH2和 (3)主鏈是CH2—O的高聚物，判斷單體的方法仍然是恢復雙鍵，其單體為HCHO。 2．縮聚產物單體的確定方法 (1)首先判斷縮聚產物的類別，是屬于聚酯、醚類還是多肽等。根據這些物質的生成原理，從什么位置形成共價鍵的，書寫單體時就從什么位置斷鍵還原，規(guī)律是斷鍵，補原子，即找到斷鍵點，斷鍵后再根據碳四價、氧二價、氮三價的原則在相應部位加上氧原子、氫原子或羥基。所以，若是縮聚產物，其單體的確定方法可用“切割法”：羰、氧斷，羰基連羥基，氧原子、氮原子都連氫原子。 如：尼龍的結構片段為 —NH—(CH2)6—NH—CO—(CH2)4—CO— 確定單體時：先從羰基與氮原子處斷開成為兩部分，然后在羰基碳原子上連上羥基，氧原子或氮原子上連上氫原子，這樣就得到聚合物單體的結構簡式： H2N—(CH2)6—NH2和 (2)如果鏈節(jié)中不含“—COO—”或“—CO—NH—”，只是在端點含有“—CO—”、“—O—”或“—NH—”，則說明該聚合物只是由一種單體縮聚成的，書寫單體時只需依照上述方法在羰基上連上“—OH”，“—O—”或“—NH—”上直接連上“—H”就行了。 如：對于這種情況，就是 加—OH，—NH—上加氫原子，即得到單體H2N(CH2)5COOH。 (3)如果主鏈鏈節(jié)中碳原子不連續(xù)，含有苯環(huán)和羥基結構。規(guī)律是在苯環(huán)和側鏈連接處斷鍵，改寫成酚和醛。 如：的單體為和HCHO。 (4)若鏈節(jié)中含“—O—CH2—CH2—”結構，其單體可能為環(huán)氧物質，也可能為多羥基醇。 5．有機高分子化合物的結構與性質 例9　(2017河北正定中學高二期末)聚乙炔導電聚合物的合成使高分子材料進入了“合成金屬”和塑料電子學時代，當聚乙炔分子帶上藥物、氨基酸等分子片段后，就具有了一定的生物活性。我國化學家近年來合成的聚乙炔衍生物分子M的結構簡式及M在稀硫酸作用下的水解過程如圖所示： 下列有關說法中不正確的是(　　) A．M與A均能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水退色 B．B中含有羧基和羥基兩種官能團，B能發(fā)生消去反應和酯化反應 C．1 mol M與熱的燒堿溶液反應，可消耗2 mol的NaOH D．A、B、C各1 mol分別與金屬鈉反應，放出的氣體的物質的量之比為n∶2∶2 答案　C 解析　M為酯類物質，故在稀硫酸條件下M水解產物A的結構簡式為，M與A的分子中都含有碳碳雙鍵，均能使酸性高錳鉀溶液和溴水退色，A項正確；B的結構為，分子中含有羧基和羥基，可以發(fā)生酯化反應，羥基的β-碳原子上含有氫原子，可以發(fā)生消去反應，B項正確；1 mol M中有2n mol酯基，可以與2n mol NaOH發(fā)生反應，C項錯誤；1 mol A中有n mol羧基，1 mol B中有1 mol羧基、1 mol羥基，1 mol C中有2 mol羥基，它們與金屬鈉反應放出的氣體的物質的量分別為 mol、1 mol、1 mol，故放出的氣體的物質的量之比為n∶2∶2，D項正確。 考點　高分子化學反應 題點　高分子化合物的結構和性質 6．合成高分子化合物合成路線的設計 例10　(2016北京理綜)功能高分子P的合成路線如下： (1)A的分子式是C7H8，其結構簡式是_________________________________________。 (2)試劑a是________________。 (3)反應③的化學方程式：_____________________________________________。 (4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能團：________________。 (5)反應④的反應類型是________________。 (6)反應⑤的化學方程式：________________________________________________。 (7)已知： 以乙烯為起始原料，選用必要的無機試劑合成E，寫出合成路線(用結構簡式表示有機物，用箭頭表示轉化關系，箭頭上注明試劑和反應條件)。 答案　(1) 　(2)濃HNO3和濃H2SO4 (3)＋NaCl (4)碳碳雙鍵、酯基　(5)加聚反應 (6)＋nC2H5OH (7)H2C===CH2C2H5OHCH3CHO CH3CH===CHCHOCH3CH===CHCOOHCH3CH===CHCOOC2H5 解析　(1)該題可用逆推法，由高分子P的結構簡式和A的分子式為C7H8，可以推出D為G為由D可推出C為由C可推出B為那么A應該為甲苯()。 (2)甲苯和濃硝酸在濃硫酸催化作用下生成對硝基甲苯，所以試劑a為濃硫酸和濃硝酸。 (3)反應③C()生成D()，條件是氫氧化鈉的水溶液，加熱，化學方程式為＋NaOH ＋NaCl。 (4)因G為由G可推出F為由F可推出E為CH3CH===CH—COOC2H5，所含的官能團為碳碳雙鍵、酯基。 (5)反應④由E(CH3CH===CH—COOC2H5)生成F()，反應類型應為加聚反應。 (6)反應⑤是F()發(fā)生酸性條件的水解反應生成G()和乙醇，化學方程式為＋nH2O ＋nC2H5OH。 (7)乙烯和水在催化劑作用下加成生成乙醇，乙醇氧化生成乙醛，乙醛在題給信息的條件下反應生成在濃硫酸加熱條件下發(fā)生消去反應生成CH3CH===CHCHO，CH3CH===CHCHO在催化劑、氧氣加熱條件下發(fā)生催化氧化生成CH3CH===CHCOOH，CH3CH===CHCOOH和乙醇發(fā)生酯化反應，即可得物質E，合成路線為H2C===CH2C2H5OHCH3CHO CH3CH ===CHCHOCH3CH===CHCOOHCH3CH===CHOOC2H5 。 考點　高分子化合物的合成 題點 高分子化合物(加聚物)合成路線的設計 方法點撥　采用逆向合成分析法，即先根據高分子化合物的結構確定單體，再逆向推斷，最后確定最適合的基礎原料。 例11　塑料是日常生活中常用的有機合成高分子材料。常用塑料F、G均可由烴C3H6經下列反應得到： (1)寫出高分子化合物G的結構簡式：_______________________________________。 (2)寫出反應①的化學方程式：________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)寫出C與新制氫氧化銅懸濁液反應生成D的化學方程式：_____________________。 (4)PBT是一種重要的工程塑料。已知： 請設計方案以CH2===CH—CH===CH2、為原料合成PBT，用反應流程圖表示，并注明反應條件。 示例：由乙醇合成聚乙烯的反應流程圖可表示為 CH3CH2OHCH2===CH2CH2—CH2 答案　(1) (2)＋2NaOH＋2NaBr (3)＋2Cu(OH)2＋Cu2O↓＋2H2O (4)CH2===CH—CH===CH2 解析　由烴的分子式較容易想到它可能是丙烯或環(huán)丙烷，而結合后面的信息，則可分析出它為丙烯，這樣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。對于(4)的有機合成，可采用逆推法分析出合成它的單體為1,4-丁二醇和對苯二甲酸。 考點　高分子化合物的合成 題點　高分子化合物(縮聚物)合成路線的設計 題組1　有機物分子式和結構的確定 1．燃燒0.1 mol某有機物得0.2 mol CO2和0.3 mol H2O，由此得出的結論不正確的是(　　) A．該有機物分子的結構簡式為CH3—CH3 B．該有機物中碳、氫原子數目之比為1∶3 C．該有機物分子中不可能含有 D．該有機物分子中可能含有氧原子 答案　A 解析　n(有機物)∶n(CO2)∶n(H2O)＝0.1 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶2∶3，所以n(有機物)∶n(C)∶n(H)＝1∶2∶6，故該有機物的分子式為C2H6Ox。 考點　有機物分子式和結構式的確定 題點　燃燒法確定有機物的分子式 2．將有機化合物完全燃燒，生成CO2和H2O。將12 g該有機化合物的完全燃燒產物通過濃硫酸，濃硫酸增重14.4 g，再通過堿石灰，堿石灰增重26.4 g。則該有機化合物的分子式為(　　) A．C4H10 B．C2H6O C．C3H8O D．C2H4O2 答案　C 解析　n(H2O)＝＝0.8 mol，n(CO2)＝＝0.6 mol。有機化合物中氧原子的物質的量為： ＝0.2 mol。則n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.6∶(0.82)∶0.2＝3∶8∶1。故有機物的分子式為C3H8O。 考點　有機物分子式的確定 題點　燃燒法確定有機物的分子式 3．(2017河北邯鄲一中高二月考)某有機物A用質譜議測定如圖①，核磁共振氫譜示意圖如圖②，則A的結構簡式可能為(　　) A．HCOOH B．CH3CHO C．CH3CH2OH D．CH3CH2CH2COOH 答案　C 解析　根據圖示可知，該有機物的最大質荷比為46，則A的相對分子質量為46，則分子式為C2H6O或CH2O2，故B、D錯誤；根據圖示核磁共振氫譜可知，A分子的核磁共振氫譜有3組吸收峰，則其分子中有3種H原子，HCOOH分子中含有2種H原子，CH3CH2OH分子中含有3種等效H，故C正確。 考點　有機物分子式和結構式的確定 題點　核磁共振氫譜和質譜法確定有機物的分子結構 題組2　加聚反應與縮聚反應比較 4．下列物質中既能發(fā)生加聚，又能發(fā)生縮聚反應的是(　　) A． B． C．HO—CH2—COOH D．H2N—CH2—CH===CH—COOH 答案　D 考點　加聚反應和縮聚反應的比較 題點　加聚反應和縮聚反應的比較 5．下列合成高分子材料的化學方程式和反應類型均正確的是(　　) A．nCH2===CH—CH3CH2—CH2—CH2 加聚反應 B．＋nHCHO 加聚反應 C．　　縮聚反應 D．＋nCH2===CHCH3　加聚反應 答案　D 解析　A、C、D發(fā)生的反應都是加聚反應，加聚反應是發(fā)生在碳碳雙鍵上，A應為故A、C錯誤，D正確。B發(fā)生縮聚反應，應為＋nHCHO＋nH2O，故B錯誤。 考點　加聚反應和縮聚反應的比較 題點　加聚反應和縮聚反應的比較 題組3　高分子化合物單體的判斷 6．具有單雙鍵交替長鏈結構(如)的高分子有可能成為導電塑料。下列高分子中可能成為導電塑料的是(　　) A．聚乙烯 B．聚丙炔 C．聚丁烯 D．聚氯乙烯 答案　B 解析　只有碳碳叁鍵加聚才能形成單雙鍵交替出現的結構，故選B。 考點　高分子化合物單體的推斷 題點　高分子化合物單體的推斷 7．(2017三門峽高二檢測)丁腈橡膠具有優(yōu)良的耐油、耐高溫性能，合成丁腈橡膠的單體是(　　) ①CH2===CH—CH===CH2?、贑H3—C≡C—CH3 ③CH2===CH—CN　 ④CH3—CH===CH—CN ⑤CH3—CH===CH2?、轈H3—CH===CH—CH3 A．①④ B．②③ C．①③ D．④⑥ 答案　C 解析　丁腈橡膠的鏈節(jié)上有6個碳原子，一個碳碳雙鍵，它是通過加聚反應生成的，因此該鏈節(jié)可分為兩部分： —CH2—CH===CH—CH2—和則合成丁腈橡膠的單體為①和③。 考點　高分子化合物單體的推斷 題點　高分子化合物單體的推斷 8．(2017遼寧撫順重點高中協(xié)作校高二期末)下列各組物質中，前者為高聚物，后者為它的單體，其中錯誤的是(　　) A． 和CH2===CH—CH===CH2 B．和 C． D． H2N(CH2)4NH2和OHC(CH2)4CHO 答案　D 解析　的鏈節(jié)上含有6個碳原子，單體為 和CH2===CH—CH===CH2，故A正確；的結構類似于酚醛樹脂，單體為和故B正確；是通過加聚反應生成的，故C正確； 的單體為H2N(CH2)4NH2和 HOOC(CH2)4COOH，故D錯誤。 考點　高分子化合物單體的推斷 題點　高分子化合物單體的推斷 9．下列高聚物必須由兩種單體加聚而成的是(　　) A． B． C． D． 答案　C 解析　根據高分子化合物的結構簡式可知，A是由丙烯加聚生成的，B是由2-甲基-1,3-丁二烯加聚生成的，C是由丙烯和1,3-丁二烯加聚生成的，D是苯酚和甲醛縮聚生成的，答案選C。 考點　高分子化合物單體的推斷 題點　高分子化合物單體的推斷 題組4　高分子化合物的結構、性質及合成 10．(2017山東棗莊三中高二月考)用丙醛(CH3CH2CHO)制取聚丙烯CH2CH(CH3)的過程中發(fā)生的反應類型依次為(　　) ①取代?、谙ァ、奂泳邸、荃セ、菅趸、捱€原 A．①④⑥ B．⑤②③ C．⑥②③ D．②④⑤ 答案　C 解析　由目標產物可知，需要的單體為CH2===CH—CH3，而CH2===CH—CH3可通過CH3CH2CH2OH發(fā)生消去反應而制得，CH3CH2CH2OH可由CH3CH2CHO通過加成反應得到，故選C。 考點　高分子化合物合成路線的設計 題點　逆合成分析法 11．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，其結構如圖所示。下列說法不正確的是(　　) (圖中虛線表示氫鍵) 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 D．聚維酮在一定條件下能發(fā)生水解反應 答案　B 解析　聚維酮與HI3通過氫鍵形成聚維酮碘，聚維酮結構為，是由通過加聚反應生成的，A正確；聚維酮的聚合度為2m＋n，B錯誤；聚維酮碘能與水分子形成分子間氫鍵，所以能溶于水，C正確；聚維酮中的五元環(huán)中有類似肽鍵的結構()，一定條件下可以發(fā)生水解反應，D正確。 考點　高分子化合物結構、性質及合成 題點　高分子化合物的結構、性質及合成 12．(2017北京豐臺區(qū)高二期末)下列關于聚乙炔CH===CH和聚合物ACH2—CH===CH—CH2的說法中正確的是(　　) A．兩種聚合物的單體互為同系物 B．聚合物A不屬于單雙鍵交錯的結構 C．聚合物A的相對分子質量是聚乙炔的兩倍 D．1 mol兩種聚合物的單體分別與Br2發(fā)生加成反應，最多消耗Br2的物質的量之比為2∶1 答案　B 解析　聚乙炔CH===CH的單體是乙炔，聚合物ACH2—CH===CH—CH2的單體是1,3-丁二烯，結構不相似，不互為同系物，故A錯誤；聚合物A中每3個單鍵與1個雙鍵交錯，故B正確；聚合物A和聚乙炔的n值不同，二者的相對分子質量沒有確定的關系，故C錯誤；1 mol乙炔能夠與2 mol Br2發(fā)生加成反應，1 mol 1,3-丁二烯也能與2 mol Br2發(fā)生加成反應，故最多消耗Br2的物質的量之比為1∶1，故D錯誤。 考點　高分子化合物結構、性質及合成 題點　高分子化合物的結構、性質及合成 題組5　有機高分子化合物合成路線的設計 13．(2017河北冀州中學高二期中)以1,3-丁二烯和對二甲苯為原料，制備化工產品G的合成路線如圖所示： (1)寫出E中含氧官能團的結構簡式：___________________________________。 (2)寫出①的反應類型：____________。 (3)寫出③的反應條件：_____________________________________________。 (4)已知FHJK。K是合成滌綸的重要原料之一，寫出下列化學方程式： ①H→J___________________________________________________________________； ②E＋F→G______________________________________________________________。 (5)的同分異構體中含有苯環(huán)，且苯環(huán)上有三個取代基的有________種。 答案　(1)—COOH　(2)取代反應(或水解反應) (3)NaOH的醇溶液，加熱 (4)①＋2Cu2O↓＋4H2O ②＋nHOOC—CH===CH—COOH＋2nH2O (5)16 解析　對比原料1,3-丁二烯(CH2===CH—CH===CH2)與的結構可知，1,3-丁二烯可與鹵素單質(如Cl2或Br2)先發(fā)生1,4加成，后在NaOH溶液中加熱水解生成為保護碳碳雙鍵，防止其被氧化，所以反應②中與HCl發(fā)生加成反應生成B()，B經氧化生成C()后，再通過消去反應脫去HCl，還原成碳碳雙鍵，酸化后得到E(HOOC—CH===CH—COOH)；對二甲苯與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成的經水解生成F，E與F發(fā)生縮聚反應生成 G()。 (1)根據上述分析，E為丁烯二酸，含氧官能團為羧基，結構簡式為—COOH。 (2)反應①為鹵代烴的水解反應，屬于取代反應。 (3)反應③是鹵代烴的消去，反應條件是NaOH醇溶液，加熱。 (4)H→J是醛的氧化，醛基與新制氫氧化銅懸濁液反應；E＋F―→G是二元羧酸與二元醇之間的縮聚反應。 (5)苯環(huán)上有三個取代基可以是1個—CH2Cl、1個—CH3和1個—Cl，有10種；也可以是2個—Cl和1個—CH2CH3，有6種，共有16種同分異構體。 考點　有機高分子化合物合成路線的設計 題點　有機高分子化合物合成路線的設計 14．A(C2H2)是基本有機化工原料。由A制備聚乙烯醇縮丁醛和順式聚異戊二烯的合成路線(部分反應條件略去)如下所示： 回答下列問題： (1)A的名稱是__________________，B含有的官能團的名稱是_________________。 (2)①的反應類型是________________，⑦的反應類型是______________。 (3)C和D的結構簡式分別為______________________、____________________。 (4)異戊二烯分子中最多有________個原子共平面，順式聚異戊二烯的結構簡式為________________________________________________________________________。 (5)寫出與A具有相同官能團的異戊二烯的所有同分異構體_______________________(填結構簡式)。 (6)參照異戊二烯的上述合成路線，設計一條由A和乙醛為起始原料制備1,3丁二烯的合成路線。 答案　(1)乙炔　碳碳雙鍵和酯基 (2)加成反應　消去反應 (3)　CH3CH2CH2CHO (4)11　 (5)CH3—CH2—CH2C≡CH、CH3—CH2—C≡C—CH3 (6)HC≡CH CH2===CH—CH===CH2 解析　A為乙炔；B的分子式為C4H6O2，由B發(fā)生加聚反應生成可知B的結構簡式為CH2===CHOOCCH3，含有碳碳雙鍵和酯基，由此說明CH≡CH與CH3COOH發(fā)生了加成反應。水解生成C，C的結構簡式為由聚乙烯醇縮丁醛的結構可知該化合物是聚乙烯醇()與丁醛的反應獲得的，故D為丁醛(CH3CH2CH2CHO)。反應⑦是羥基發(fā)生消去反應生成碳碳雙鍵。(4)碳碳雙鍵及其所連的原子共平面，通過碳碳單鍵的旋轉可以使兩個雙鍵結構共平面，—CH3上的3個氫原子，最多1個與雙鍵共平面，有2個氫原子不共平面，故最多11個原子共平面。(5)異戊二烯含有5個碳原子，2個不飽和度，含有碳碳叁鍵的同分異構體的碳架結構，有共3種結構(其中標★處可為碳碳叁鍵)。(6)由反應⑤⑥⑦的反應信息可以寫出由CH≡CH和CH3CHO為起始原料制備1,3-丁二烯的合成路線。 考點　有機高分子化合物合成路線的設計 題點　有機高分子化合物合成路線的設計 15．M是聚合物膠黏劑、涂料等的單體，其一條合成路線如下(部分試劑及反應條件省略)： 完成下列填空： (1)反應①的反應類型是________。反應④的反應條件是____________________。 (2)除催化氧化法外，由A得到所需試劑為__________。 (3)已知B能發(fā)生銀鏡反應。由反應②、反應③說明：在該條件下，______________________ __________________________________________________。 (4)寫出結構簡式：C________________________________________________________； M________________________________________________________________________。 (5)D與1-丁醇反應的產物與氯乙烯共聚可提高聚合物性能，寫出該共聚物的結構簡式：________________________________________________________________________。 (6)寫出一種滿足下列條件的丁醛的同分異構體的結構簡式：______________________。 ①不含羰基　②含有3種不同化學環(huán)境的氫原子 (已知：雙鍵碳上連有羥基的結構不穩(wěn)定) 答案　(1)消去反應　濃硫酸，加熱 (2)銀氨溶液，酸(合理即可) (3)碳碳雙鍵比羰基易還原(合理即可) (4)CH2＝CHCHO (5)(合理即可) (6)(合理即可) 解析　(1)根據題意可知合成M的主要途徑：丙烯CH2===CHCH3在催化劑作用下與H2/CO發(fā)生反應生成丁醛CH3CH2CH2CHO；CH3CH2CH2CHO在堿性條件下發(fā)生加成反應生成其分子式為C8H16O2，與A的分子式C8H14O對比可知，反應①為在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生的消去反應。A經過兩次連續(xù)加氫得到的Y為醇，C3H6經連續(xù)兩次氧化得到的D為羧酸，則反應④的條件為濃硫酸、加熱，生成的M為酯。 (2)除催化氧化法外，由A得到還可以利用銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液等將醛基氧化成羧基，然后再酸化的方法。 (3)化合物A(C8H14O)與H2發(fā)生加成反應生成B(C8H16O)，B能發(fā)生銀鏡反應，說明碳碳雙鍵首先與H2加成，即碳碳雙鍵比醛基(羰基)易還原。 (4)丙烯CH2===CHCH3在催化劑作用下被氧化為C(C3H4O)，結構簡式為CH2===CHCHO；CH2===CHCHO進一步被催化氧化生成D(C3H4O2)，D的結構簡式為CH2===CHCOOH；Y的結構簡式為CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH，D與Y在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生酯化反應生成M，M的結構簡式為 (5)D為CH2===CHCOOH，與1-丁醇在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生酯化反應生成CH2===CHCOOCH2CH2CH2CH3，CH2===CHCOOCH2CH2CH2CH3與氯乙烯發(fā)生加聚反應可生成高聚物 (6)丁醛的結構簡式為CH3CH2CH2CHO，在其同分異構體中①不含羰基，說明分子中含有碳碳雙鍵；②含有3種不同化學環(huán)境的氫原子且雙鍵碳上連有羥基的結構不穩(wěn)定，則符合條件的同分異構體的結構簡式為 考點　有機高分子化合物合成路線的設計 題點　有機高分子化合物合成路線的設計