2019高考化学第11章（有机化学基础）第4节生命中的基础有机化学物质、合成有机高分子化合物考点（2）合成有机高分子化合物讲与练（含解析）.doc

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1、1第 11 章（有机化学基础）李仕才第四节 生命中的基础有机化学物质、合成有机高分子化合物考点二 合成有机高分子化合物1有机高分子化合物及其结构特点(1)定义相对分子质量从几万到十几万甚至更大的化合物，称为高分子化合物，简称高分子。大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。(2)有机高分子的组成单体能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。链节高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。聚合度高分子链中含有链节的数目。2合成高分子化合物的基本方法(1)加聚反应定义：由不饱和的单体聚合生成高分子化合物的反应。例如：2特点a单体必须是含有碳碳双键、碳碳三键

2、等不饱和键的化合物。例如烯烃、二烯烃、炔烃等含不饱和键的有机物。b发生加聚反应的过程中，没有副产物生成，聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。聚合物的相对分子质量为单体相对分子质量的 n 倍。反应类型a聚乙烯类(塑料纤维)b聚 1,3丁二烯类(橡胶)c混合加聚类：两种或两种以上单体加聚。d聚乙炔类3(2)缩聚反应定义：单体间相互作用生成高分子化合物，同时还生成小分子化合物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。特点a缩聚反应单体往往是具有两个或两个以上官能团(如羟基、羧基、氨基、羰基及活泼氢原子等)的化合物分子。b缩聚反应生成聚合物的同时，有小分子副产物(如 H2O、HX 等)生成。c所得聚合物

3、链节的化学组成与单体的化学组成不同。反应类型a聚酯类：OH 与COOH 间的缩聚。nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH 催 化 剂 ；nHOCH2CH2COOH 催 化 剂 。b聚氨基酸类：NH 2与COOH 间的缩聚。4c酚醛树脂类3高分子化合物的分类5其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为三大合成材料。判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)1棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子化合物。( )2盛放汽油的试剂瓶不能用橡胶塞。( )3天然橡胶是高聚物，不能使溴水褪色。( )4 的单体是 CH2=CH2和。( )5酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料。( )6聚乙烯可包装食品，而聚氯乙烯

4、塑料不可用于包装食品。( )7聚异戊二烯属于纯净物。( )8高聚物的链节和单体的组成相同、结构不同。( )9缩聚反应生成小分子的化学计量数为(n1)。( )10加聚反应单体有一种，而缩聚反应的单体应该有两种。( )611酚醛树脂的制取实验可以用浓氨水或浓盐酸作催化剂，可以用热水洗涤做过酚醛树脂的试管。( )1高分子化合物都属于混合物。2加聚反应的特点。(1)单体往往是带有双键或三键的不饱和有机物(如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、异戊二烯等)；(2)高分子链节与单体的化学组成相同；(3)生成物只有高分子化合物，一般形成线型结构。3缩聚反应的特点。(1)单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上

5、的反应基团(如OH、COOH、NH 2、X 等)；(2)缩聚反应不仅生成高聚物，而且还生成小分子；(3)所得高分子化合物的组成跟单体的化学组成不同。一、合成有机高分子化合物的结构、性质和用途1下列关于高分子化合物的组成、结构、性质的说法错误的是( )高分子化合物的相对分子质量都很大 纯净的淀粉属于纯净物 有机高分子的结构分为线型结构和体型结构线型高分子具有热固性 高分子材料都不易燃烧A BC D解析：高分子化合物，是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化合物，故正确；淀粉属于天然高分子化合物，高分子化合物实质上是由许多链节结构相同而聚合度不同的化合物所组成的混

6、合物，故错误；组成高分子链的原子之间是以共价键相结合的，高分子链一般具有线型和体型两种不同的结构，故正确；线型高分子具有热塑性，体型高分子具有热固性，故错误；大多数高分子材料易燃烧，如合成纤维、合成橡胶、塑料等，故错误。答案：D2化学在不断为改善我们的生活作贡献。在高分子化合物的合成方面，人类已经超越了最初对天然产物的仿制阶段，现已能够根据物质的结构与性质的关系，合成出满足需要7的具有各种特殊功能的高分子化合物。有关下列高分子化合物的判断不正确的是( )A医药级聚乙烯醇是一种常用的安全性成膜剂，可用于化妆品中的面膜、洁面膏及乳液中B聚丙烯化学稳定性好，可用来制作食具，但会造成白色污染C用二氧化

7、碳与甲基环氧乙烷生产的高聚物具有可降解性，该生产有利于改善环境问题D聚乙炔不可燃，耐腐蚀，经掺杂后导电性可达到金属水平解析：聚乙炔可燃。答案：D3工程塑料 PBT 的结构简式为下列有关 PBT 的说法正确的是( )APBT 是加聚反应得到的高分子化合物BPBT 分子中含有羧基、羟基和酯基CPBT 的单体中有芳香烃DPBT 的单体均能与 Na、NaOH、Na 2CO3反应解析：PBT 是一种高分子化合物，是通过缩聚反应得到的，A 错误；PBT 分子中含有羧基、羟基和酯基，B 正确；PBT 的单体是对苯二甲酸和 1,4丁二醇，不含芳香烃类物质，C错误；对苯二甲酸和 1,4丁二醇都可以与 Na 反应

8、，对苯二甲酸还可以与 NaOH、Na 2CO3反应，1,4丁二醇不能与 NaOH、Na 2CO3反应，D 错误。答案：B4合成导电高分子材料 PPV 的反应：8下列说法正确的是( )A合成 PPV 的反应为加聚反应BPPV 与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元C 和苯乙烯互为同系物D通过质谱法测定 PPV 的平均相对分子质量，可得其聚合度解析：根据反应方程式知高分子材料的合成过程生成了小分子 HI，应为缩聚反应，故A 错误；聚苯乙烯的重复结构单元为 ，不含碳碳双键，而该高聚物的重复结构单元中含有碳碳双键，所以二者的重复结构单元不相同，故 B 错误；有两个碳碳双键，而苯乙烯有一个碳碳双键，结构不同，

9、二者不是同系物，故 C 错误；质谱法可以测定有机物的相对分子质量，故 D 正确。答案：D5下列有关说法正确的是( )A聚氯乙烯可使溴水褪色B合成纤维完全燃烧只生成 CO2和 H2OC甲醛、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体D合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料解析：聚氯乙烯不含碳碳双键，不能使溴水褪色，A 错误；合成纤维除含 C、H、O 外，有的还含有其他元素，如腈纶含氮元素、氯纶含氯元素等，完全燃烧时不只生成 CO2和9H2O，B 错误；甲醛、乙二醇可发生缩聚反应形成高分子化合物，氯乙烯可发生加聚反应生成高分子化合物，C 正确；光导纤维为二氧化硅，合成纤维为有机材料，错误。答案：C6

10、聚氯乙烯(PVC)保鲜膜的安全问题引起广泛的关注。PVC 的安全隐患主要来自于塑料中残留的 PVC 单体以及不符合国家标准的增塑剂 DEHA。工业上用乙烯和氯气为原料经下列各步合成 PVC：(1)乙是 PVC 的单体，其结构简式为_。(2)反应的化学方程式为_。(3)写出以下反应类型：反应：_；反应：_。(4)邻苯二甲酸辛酯(DOP)是国家标准中允许使用的增塑剂之一，邻苯二甲酸是制造 DOP 的原料，它与过量的甲醇反应能得到另一种增塑剂 DMP(分子式为 C10H10O4)，DMP 属于芳香酯，其结构简式为_。(5)聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为，它是制作软质隐形眼镜的材料。请写出下列有关反应

11、的化学方程式：由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯：10_；由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯：_；由乙烯制备乙二醇：_。解析：由 CH2=CH2和 Cl2合成聚氯乙烯的流程为：。(4)邻苯二甲酸与 CH3OH 发生酯化反应可生成DMP，反应的化学方程式为(5)由题给高聚物的结构简式可知甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为答案：(1)CH 2=CHCl11(2)nCH2=CHCl 一 定 条 件 (3)加成反应 消去反应二、单体和高聚物间的互推7填写下列空白。(1)_的单体是和 HO(CH2)2OH。12答案：(1) 单体与高聚物的互推1 由单体推断高聚物的方法(1)单烯烃型单体加聚时， “断开双键

12、，键分两端，添上括号，n 写后面” 。13(2)共轭二烯烃型单体加聚时， “单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，n 写后面” 。如 nCH2=CHCH=CH2 催 化 剂 CH 2CH=CHCH2(3)分别含有一个双键的两种单体聚合时， “双键打开，中间相连，添上括号，n 写后面” 。2 由高聚物推导单体的方法(1)根据高聚物的链节结构判断聚合反应的类型(2)加聚产物单体的判断方法单双键互换法步骤如下：14注意：若高聚物中的碳碳双键是由加聚时碳碳三键形成的，应将此碳碳双键换为碳碳三键。(3)缩聚产物单体的判断方法15酚醛树脂是由苯酚和甲醛缩聚而成的，链节中有酚羟基的结构。161某高分子化

13、合物 R 的结构简式为下列有关 R 的说法正确的是( )AR 的一种单体的分子式可能为 C9H10O2BR 完全水解后生成物均为小分子有机物C可以通过加聚反应和缩聚反应合成 RD碱性条件下，1 mol R 完全水解消耗 NaOH 的物质的量为 2 mol解析：R 的单体为 HOCH2CH2OH、答案：C17解析：该高聚物链节主链只含碳原子，属于加聚反应生成的高聚物，链节主链上存在碳碳双键结构，有 6 个碳原子，其单体必为两种，按如图所示断开：再将双键中的 1 个单键打开，然后将半键闭合即可得该高聚物单体：答案：D3Nomex 纤维是一种新型阻燃纤维，其结构简式为，据此可以推知在一定条件下，以等

14、物质的量发生缩聚反应生成该物质的两种单体是( )A间苯二甲酸和邻苯二胺B间苯二甲酸和间苯二胺C间苯二甲酸和对苯二胺D对苯二甲酸和对苯二胺18解析：此物质是通过缩聚反应而生成的高分子化合物，从肽键处断键，接羟基，NH接 H 原子，即可得到两种单体。答案：B4DAP 是电表和仪表部件中常用的一种高分子化合物，其结构简式为，则合成它的单体可能有：邻苯二甲酸；丙烯醇(CH 2=CHCH2OH)；丙烯；乙烯；邻苯二甲酸甲酯，下列选项正确的是( )A BC D解析：该高聚物的形成过程属于加聚反应，直接合成该高聚物的物质为，该物质属于酯类，由 CH2=CHCH2OH 和通过酯化反应生成，因此该高聚物是由邻苯

15、二甲酸和丙烯醇先发生酯化反应，后发生加聚反应生成的。答案：A5某高分子化合物干馏后分解为 A，A 能使溴水褪色，1 mol A 和 4 mol H2加成后生19成化学式为 C8H16的烃，则该高分子化合物是( )解析：A 能使溴水褪色，说明 A 中含有不饱和键；1 mol A 和 4 mol H2加成后生成化学式为 C8H16的烃，所以应是环烷烃，根据 A 与氢气加成的物质的量之比判断 A 是苯乙烯，苯环和碳碳双键均与氢气发生加成反应，所以该高分子化合物为聚苯乙烯，答案选 B。答案：B6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

16、 ，则合成它的单体为( )20解析：该高聚物为加聚反应的产物，其链节为，它是由对应的单体和 HOCH2CH2OH 先发生酯化反应，再发生加聚反应而生成的。答案：B7C 6H3(OH)CH2 是制作电木的原料。下列围绕此物质的讨论正确的是( )A该有机物没有确定的熔点B该有机物通过加聚反应得到C该有机物通过苯酚和甲醇反应得到D该有机物的单体是C 6H3(OH)CH2解析：聚合物中的 n 值不同，是混合物，没有确定的熔点，A 正确；是苯酚和甲醛通过缩聚制取的，B 错误；合成酚21醛树脂 的单体是苯酚和甲醛，C、D 错误。答案：A题型突破 有机合成与推断综合题一、有机合成1有机合成题的解题思路2有机

17、化合物相互转化关系(1)烃22(2)芳香族化合物(3)烃的衍生物233有机合成中碳骨架的构建(1)碳链的增长有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见的方式如下所示。与 HCN 的加成反应加聚或缩聚反应如 nCH2=CH2 CH 2CH2 。 催 化 剂 酯化反应如 CH3CH2OHCH 3COOH CH3COOCH2CH3H 2O。 浓 H2SO4 (2)碳链的减短脱羧反应：RCOONaNaOH RHNa 2CO3。 CaO 氧化反应：24RCH=CH2 RCOOHCO 2。 KMnO4 H 水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。烃的裂化或裂解反应C16H34 C8H

18、18C 8H16；C 8H18 C4H10C 4H8。 高 温 高 温 (3)常见由链成环的方法二元醇成环：羟基酸酯化成环：氨基酸成环：二元羧酸成环：4有机合成中官能团的转化(1)官能团的引入引入官能团 引入方法引入卤素原子烃、酚的取代；不饱和烃与 HX、X 2的加成；醇与氢卤酸(HX)取代25引入羟基烯烃与水加成；醛酮与氢气加成；卤代烃在碱性条件下水解；酯的水解引入碳碳双键某些醇或卤代烃的消去；炔烃不完全加成；烷烃裂化引入碳氧双键醇的催化氧化；连在同一个碳上的两个羟基脱水；含碳碳三键的物质与水加成引入羧基醛基氧化；酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解(2)官能团的消除通过加成反应消除不饱和键(双键、

19、三键、苯环)；通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基；通过加成或氧化反应等消除醛基；通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。(3)官能团的改变通过官能团之间的衍变关系改变官能团。如烃 卤代烃 醇 醛酸 酯。通过“消去” “加成”等使官能团数目增加。如 a.CH3CH2OHCH 2=CH2CH 2XCH2XCH2OHCH2OHbCH 2=CHCH2CH3CH 3CHXCH2CH3CH 3CH=CHCH3CH 3CHXCHXCH3CH 2=CHCH=CH2通过“消去” “加成”等改变官能团的位置。如 CH3CHXCHXCH3CH 2=CHCH=CH2CH2XCH2CH2CH2X。(4)官能团的保护有机合

20、成时，往往要在有机物分子中引入多个官能团，但有时在引入某一个官能团时会对其他官能团造成破坏，导致不能实现目标化合物的合成。因此，在制备过程中要把分子中某些官能团用恰当的方法保护起来，在适当的时候再将其转变回来，从而达到有机合成的目的。酚羟基的保护：因酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前先使其与 NaOH 反应，把OH 变为ONa 保护起来，待氧化后再酸化将其转变为OH。26碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前利用其与 HCl 等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。氨基(NH 2)的保护：如对硝基甲苯制取对氨基苯甲酸的过程中应先把CH 3氧化成COOH

21、，之后再把NO 2还原为NH 2，防止当 KMnO4氧化CH 3时，NH 2(具有还原性)也被氧化。二、有机推断1有机推断的解题思路(1)正向推断法：此法采用正向思维方法，从已知反应物入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物和条件，逐步推向目标有机化合物，其思维程序是：原料中间产物产品。(2)逆向推断法：此法是利用逆向思维的原理，采取反向推导的思维方法。首先根据生成物的类别，然后再考虑这一有机化合物如何从另一有机化合物经一步反应而制得。如果甲不是已知原料，则又进一步考虑甲又是如何从另一有机化合物乙经一步反应而制得，一直往前推导到被允许使用的原料为止。(3)综合比较法：即从可能的几种途径中选择

22、最佳途径，也可以“前后归中” 。2常用确定官能团的方法(1)根据试剂或特征现象推知官能团的种类27(2)根据性质和有关数据推知官能团的数目28(3)根据某些产物推知官能团的位置由醇氧化成醛(或羧酸)，OH 一定在链端；由醇氧化成酮，OH 一定在链中；若该醇不能被氧化，则与OH 相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。由取代产物的种类可确定碳链结构。由加氢后碳架结构确定 或CC的位置。(4)由官能团的特殊结构确定有机物的类别羟基连在脂肪烃基或苯环侧链上的物质为醇，而直接连在苯环上的物质为酚。与连接醇羟基(或卤素原子)碳原子相邻的碳原子上没有氢原子，则不能发生消去反应

23、。CH 2OH 氧化生成醛，进一步氧化生成羧酸； 氧化生成酮。1 mol COOH 与 NaHCO3反应时生成 1 mol CO2。29(5)根据反应条件推断“ ”这是烷烃和烷基中的氢被取代的反应条件，如 a.烷烃的取代；b.芳香烃 光 照 及其他芳香族化合物侧链烷基的取代；c.不饱和烃中烷基的取代。“ ”或“ ”为不饱和键加氢反应的条件，包括 Ni 催 化 剂 与 H2的加成。“ ”是 a.醇消去 H2O 生成烯烃或炔烃；b.酯化反应；c.醇分子间脱水生成 浓 H2SO4 醚的反应；d.纤维素的水解反应的条件。“ ”或“ ”是卤代烃消去 HX 生成不饱和有机物的反应条件。 NaOH醇 溶 液

24、 浓 NaOH醇 溶 液 “ ”是 a.卤代烃水解生成醇；b.酯类水解反应的条件。 NaOH水 溶 液 “ ”是 a.酯类水解；b.糖类水解；c.油脂的酸性水解；d.淀粉水解的反应 稀 H2SO4 条件。“ ”“ ”为醇氧化的条件。 Cu或 Ag O “ ”或“ ”为苯及其同系物苯环上的氢被卤素原子取代的反应条件。 催 化 剂 Fe “溴水或 Br2的 CCl4溶液”是不饱和烃加成反应的条件。“ ”“ ”是醛氧化的条件。 O2或 Cu OH 2 或 Ag NH3 2OH O (6)根据有机物相对分子质量的变化推断发生的反应若相对分子质量增加 16，可能是加入了氧原子。醇与乙酸发生酯化反应，相对

25、分子质量增加 42。酸与乙醇发生酯化反应，相对分子质量增加 28。(7)根据有机物的空间结构推断官能团具有 4 原子共线的可能含碳碳三键。具有 4 原子共面的可能含醛基。具有 6 原子共面的可能含碳碳双键。具有 12 原子共面的可能含有苯环。30(8)根据有机反应中定量关系进行推断烃和卤素单质的取代：取代 1 mol 氢原子，消耗 1 mol 卤素单质(X 2)。 的加成：与 H2、Br 2、HCl、H 2O 等加成时按物质的量比 11 加成。含OH 有机物与 Na 反应时：2 mol OH 生成 1 mol H2。1 mol CHO 对应 2 mol Ag；或 1 mol CHO 对应 1

26、mol Cu2O。(9)由一些特殊的转化关系推断直线型转化a与 O2反应：醇 醛 羧酸，乙烯 乙醛 乙酸 O2 O2 O2 O2 b与 H2反应：炔烃 烯烃 烷烃 加 H2 加 H2 三角型转化(10)根据物理性质推断有机物的状态a固态：碳原子数较多的烃类，如石蜡、沥青；稠环芳香烃，如萘、蒽；酚，如苯酚；饱和高级脂肪酸；脂肪；糖类物质；TNT；高分子化合物等。b液态：碳原子数大于 4 的烃类，如己烷、环己烷、苯等；绝大多数卤代烃；醇、醛、低级羧酸；油酸酯；硝基苯；乙二醇；丙三醇等。c气态：碳原子数小于或等于 4 的烃类，还有一氯甲烷、新戊烷、甲醛等。有机物的气味a无味：甲烷、乙炔(常因混有 PH3、H 2S 和 AsH3等杂质而带有臭味)。b稍有气味：乙烯。c特殊气味：苯及苯的同系物、石油、苯酚。d刺激性气味：甲醛、甲酸、乙酸、乙醛。e香味：乙醇、低级酯。f苦杏仁味：硝基苯。液态有机物的水溶性及密度