專題十二選修5第三單元

1、第三單元第三單元 合成有機化合物合成有機化合物1有機高分子化合物有機高分子化合物高分子化合物是相對小分子而言的，簡稱高分子化合物是相對小分子而言的，簡稱 。大部分高分子化合物是。大部分高分子化合物是由小分子通過聚合反應制得的，所以常被稱為聚合物或高聚物。由小分子通過聚合反應制得的，所以常被稱為聚合物或高聚物。鏈節(jié)：鏈節(jié)： 。聚合度：聚合度： 。單體：單體： 。高分子高分子高分子化合物中重復的結構單元高分子化合物中重復的結構單元鏈節(jié)的重復次數(shù)，符號為鏈節(jié)的重復次數(shù)，符號為n能夠合成高分子化合物的小分子物質能夠合成高分子化合物的小分子物質2加聚反應和縮聚反應加聚反應和縮聚反應(1)加聚反應加聚反應

2、A定義：由不飽和的單體加成聚合生成高分子化合物的反應。定義：由不飽和的單體加成聚合生成高分子化合物的反應。 B產(chǎn)物特征：高聚物與單體具有相同的組成，生成物一般為線型結構。產(chǎn)物特征：高聚物與單體具有相同的組成，生成物一般為線型結構。C反應類型反應類型a聚乙烯類聚乙烯類(塑料纖維塑料纖維)b聚二烯類聚二烯類(橡膠橡膠) R可為可為H、Cl、CH3等。等。c混聚：兩種或兩種以上單體加聚：混聚：兩種或兩種以上單體加聚：nCH2=CHCH=CH2nCH2=CHCN d聚乙炔類：聚乙炔類：nCHCH (2)縮聚反應縮聚反應A定義：單體間相互作用生成高分子，同時還生成小分子定義：單體間相互作用生成高分子，同

3、時還生成小分子(如水、氨、鹵代如水、氨、鹵代氫等氫等)的聚合反應。的聚合反應。B產(chǎn)物特征：高聚物和小分子，高聚物與單體有不同組成。產(chǎn)物特征：高聚物和小分子，高聚物與單體有不同組成。C反應類型反應類型a聚酯類：聚酯類：OH與與COOH間的縮聚間的縮聚nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH nHOCH2CH2COOH b聚氨基酸類：聚氨基酸類：NH2與與COOH間的縮聚間的縮聚c酚醛樹脂類酚醛樹脂類合成高分子材料中，合成高分子材料中， 、 和和 應用最廣泛，被稱為應用最廣泛，被稱為“三大合成材料三大合成材料”。1塑料塑料塑塑料的主要成分是料的主要成分是 ，含有少量使其具有特定性能的加工助劑，含有

4、少量使其具有特定性能的加工助劑，如增塑劑、防老化劑，其分類如下：如增塑劑、防老化劑，其分類如下： 塑料塑料合成纖維合成纖維合成橡膠合成橡膠合成樹脂合成樹脂2合成纖維合成纖維 (1)合成纖維：合成纖維：利用利用 為原料制成單體，再經(jīng)聚為原料制成單體，再經(jīng)聚合反應而制成的纖維。其原料本身不是纖維。合反應而制成的纖維。其原料本身不是纖維。 (2)人造纖維：人造纖維：利利用用 為原料如蘆葦、甘蔗渣、短棉、木材等經(jīng)化學為原料如蘆葦、甘蔗渣、短棉、木材等經(jīng)化學加工和紡織而制成的纖維。它是利用原料本身所含的纖維素而制得的纖維。加工和紡織而制成的纖維。它是利用原料本身所含的纖維素而制得的纖維。石油、天然氣、煤

5、和農(nóng)副產(chǎn)品石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品天然纖維天然纖維(3)合成纖維中，維綸具有較好的吸濕性，被稱為合成纖維中，維綸具有較好的吸濕性，被稱為“ ”；滌綸目前產(chǎn)量占第；滌綸目前產(chǎn)量占第一位，它是用對苯二甲酸與乙二醇在催化劑作用下產(chǎn)生的，反應的化學方程式為：一位，它是用對苯二甲酸與乙二醇在催化劑作用下產(chǎn)生的，反應的化學方程式為：尼龍尼龍3. 合成橡膠合成橡膠 (1)橡橡膠的分類膠的分類(2)合成橡膠合成橡膠a原料：以石油、天然氣為原料，以原料：以石油、天然氣為原料，以 和和 等為單體，聚合而成。等為單體，聚合而成。b性能：具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或耐低溫等性能。性能：具有高彈性、絕緣

6、性、氣密性、耐油、耐高溫或耐低溫等性能。二烯烴二烯烴烯烴烯烴(3)幾種常見的合成橡膠幾種常見的合成橡膠名稱名稱單體單體結構簡式結構簡式順丁順丁橡膠橡膠CH2=CHCH=CH2丁苯橡膠丁苯橡膠(SBR)氯丁橡膠氯丁橡膠(CBR)4. 功能高分子的含義功能高分子的含義在在天然或合成高分子的天然或合成高分子的 上引入某種功能原子團，使其顯示出在光、上引入某種功能原子團，使其顯示出在光、電、磁、聲、熱、化學、生物、醫(yī)學等方面的特殊功能的高分子。電、磁、聲、熱、化學、生物、醫(yī)學等方面的特殊功能的高分子。主鏈或支鏈主鏈或支鏈5. 復合材料復合材料(1)含含義義指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中

7、一種材料作為指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為 ，其他材料作為其他材料作為 。(2)復合材料的性能復合材料的性能具有具有 、 、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能，在綜合性能上超、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能，在綜合性能上超過了單一材料。過了單一材料。 基體基體增強體增強體強度高強度高質量輕質量輕【例【例1】 (2008海南化學，海南化學，17)A、B、C、D、E均為有機化合物，它們之間的關均為有機化合物，它們之間的關系如下圖所示系如下圖所示( (提示提示： 在酸性高錳酸鉀溶液中反應生成在酸性高錳酸鉀溶液中反應生成RCOOH和和RCOOH，其中其中R和和R為烷基為烷基)?；卮鹣铝袉栴}

8、：回答下列問題：(1)直鏈化合物直鏈化合物A的相對分子質量小于的相對分子質量小于90，A分子中碳、氫元素的總質量分數(shù)分子中碳、氫元素的總質量分數(shù)為為0.814，其余為氧元素，則，其余為氧元素，則A的分子式為的分子式為_；(2)已知已知B與與NaHCO3溶液完全反應，其物質的量之比為溶液完全反應，其物質的量之比為1 2，則在濃硫酸的，則在濃硫酸的催化下，催化下，B與足量的與足量的C2H5OH發(fā)生反應的化學方程式是發(fā)生反應的化學方程式是_，反應類型為反應類型為_；(3)A可以與金屬鈉作用放出氫氣，能使溴的四氯化碳溶液退色，則可以與金屬鈉作用放出氫氣，能使溴的四氯化碳溶液退色，則A的結構的結構簡式是

9、簡式是_；(4)D的同分異構體中，能與的同分異構體中，能與NaHCO3溶液反應放出溶液反應放出CO2的有的有_種，種，其相應的結構簡式是其相應的結構簡式是_。解析：解析：在在A中氧元素的質量分數(shù)為中氧元素的質量分數(shù)為0.186，若，若A的相對分子質量為的相對分子質量為90，則氧原子的，則氧原子的量為：量為： 1，由此推出，由此推出A中含有中含有1個氧原子，則個氧原子，則A的相對分子質量為的相對分子質量為 86。A能與金屬鈉作用放出能與金屬鈉作用放出H2，能使，能使Br2的的CCl4溶液退色，可知溶液退色，可知A中中有羥基和雙鍵，由有羥基和雙鍵，由D的分子式知的分子式知C是含有是含有2個個C的酸

10、即乙酸，則的酸即乙酸，則B含有含有3個個C且有且有2個個COOH，由以上可以推出，由以上可以推出A的結構簡式的結構簡式 ，分子，分子式：式：C5H10O，B為為HOOCCH2COOH。D是是CH3COOC2H5，屬于酸的同分異構體，屬于酸的同分異構體的是的是CH3CH2CH2COOH和和 。答案：答案：(1)C5H10O(2)HOOCCH2COOH2C2H5OH C2H5OOCCH2COOC2H52H2O酯化反應酯化反應(或取代反應或取代反應)(3)CH3CHCHCH2CH2OH(4)2CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH1有機合成的過程有機合成的過程(1)有機合成的概念有機合

11、成的概念有機合成指利用簡單、易得的原料，通過有機反應，生成具有特定結構和有機合成指利用簡單、易得的原料，通過有機反應，生成具有特定結構和功能的有機化合物。功能的有機化合物。(2)有機合成的任務有機合成的任務有機合成的任務包括目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉化。其過程示有機合成的任務包括目標化合物分子骨架的構建和官能團的轉化。其過程示意圖如下：意圖如下：2有機合成的分析方法有機合成的分析方法(1)正合成法正合成法 (2)逆合成法逆合成法 (3)正逆結合法正逆結合法采用綜合思維的方法，將正向或逆向推導出的幾種合成途徑結合起來，從采用綜合思維的方法，將正向或逆向推導出的幾種合成途徑結合起來，從而

12、得到最佳合成路線。而得到最佳合成路線。3. 有機合成途徑和路線選擇的基本要求有機合成途徑和路線選擇的基本要求(1)起起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。(2)應盡量選擇步驟最少的合成路線。步驟越少，最后產(chǎn)率越高。應盡量選擇步驟最少的合成路線。步驟越少，最后產(chǎn)率越高。(3)合成路線要符合合成路線要符合“綠色環(huán)保綠色環(huán)?！钡囊?。的要求。(4)有機合成反應要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。有機合成反應要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。(5)要按一定的反應順序和規(guī)律引入官能團，不能臆造不存在的反應事實。要按一定的反應順序和規(guī)律引入官能團，不能臆造不存

13、在的反應事實。4官能團及碳鏈的變化官能團及碳鏈的變化(1)官能團的引入官能團的引入引入羥基引入羥基(OH)：烯烴與水加成，鹵代烴水解，酯的水解，醛、酮與：烯烴與水加成，鹵代烴水解，酯的水解，醛、酮與H2加成等；加成等；引入鹵原子引入鹵原子(X)：烴的取代，不飽和烴與鹵素：烴的取代，不飽和烴與鹵素(X2)、HX的加成，醇與的加成，醇與HX的取代等；的取代等；引入雙鍵：醇或鹵代烴的消去，炔烴的加成，醇的氧化等。引入雙鍵：醇或鹵代烴的消去，炔烴的加成，醇的氧化等。(2)官能團的消除官能團的消除通過加成消除不飽和鍵；通過加成消除不飽和鍵；通過加成通過加成(加加H)或氧化或氧化(加加O)消除醛基；消除醛

14、基；通過消去或氧化或酯化等消去羥基。通過消去或氧化或酯化等消去羥基。(3)官能團的衍變官能團的衍變利用衍生關系引入官能團，如伯醇利用衍生關系引入官能團，如伯醇 通過化學反應增加官能團通過化學反應增加官能團通過某種手段，改變官能團位置通過某種手段，改變官能團位置(4)碳鏈的增長或縮短碳鏈的增長或縮短增長：有機物與增長：有機物與HCN加成；單體通過加聚或縮聚等。加成；單體通過加聚或縮聚等。減少：烴的裂化或裂解，脫羧反應減少：烴的裂化或裂解，脫羧反應(如制如制CH4)，苯的同系物的氧化，烯烴，苯的同系物的氧化，烯烴的氧化等。的氧化等。1(2008全國全國，29)A、B、C、D、E、F、G、H、I、J

15、均均為有機化合物。根據(jù)為有機化合物。根據(jù)以下框圖，回答問題：以下框圖，回答問題：(1)B和和C均為有支鏈的有機化合物，均為有支鏈的有機化合物，B的結構簡式為的結構簡式為_；C在濃硫酸作用下加熱反應只能生成一種烯烴在濃硫酸作用下加熱反應只能生成一種烯烴D，D的結構簡式為：的結構簡式為：_。(2)G能發(fā)生銀鏡反應，也能使溴的四氯化碳溶液退色，則能發(fā)生銀鏡反應，也能使溴的四氯化碳溶液退色，則G的結構簡式為的結構簡式為_。(3)的化學反應方程式是的化學反應方程式是_；的化學反應方程式是的化學反應方程式是_。(4)的反應類型是的反應類型是_，的反應類型是的反應類型是_，的反應類型是的反應類型是_。(5)

16、與與H具有相同官能團的具有相同官能團的H的同分異構體的結構簡式為的同分異構體的結構簡式為_。解析：解析：(1)根據(jù)框圖，根據(jù)框圖，A水解生成羧酸水解生成羧酸B和醇和醇C，由于，由于B中有支鏈，因此中有支鏈，因此B的結的結構簡式為構簡式為 ，而，而C為丁醇，又由于為丁醇，又由于C有支鏈，且其消去反有支鏈，且其消去反應生成一種烯烴應生成一種烯烴D，因此，因此C為為 或或 ，則則D的結構簡式為的結構簡式為 (D)在光照條件下和在光照條件下和Cl2發(fā)生取代反應，再結合發(fā)生取代反應，再結合G能發(fā)生銀能發(fā)生銀鏡反應，可推得鏡反應，可推得E、F、G的結構簡式分別為：的結構簡式分別為：G與新制與新制Cu(OH

17、)2反應生成反應生成H： 。(3)H和和CH3OH發(fā)生酯化反應生成發(fā)生酯化反應生成I： ，I再發(fā)生加聚反應生再發(fā)生加聚反應生成成J，方程式為：，方程式為： 而反應而反應為在為在NaOH的水溶液中發(fā)生鹵代烴的水解反應。方程式為：的水溶液中發(fā)生鹵代烴的水解反應。方程式為：(4)為酯的水解反應。為酯的水解反應。為烴的取代反應。為烴的取代反應。為醛的氧化反應為醛的氧化反應(5)H的結構簡式為：的結構簡式為： ；因此符合條件的同分異構體；因此符合條件的同分異構體有：有： (4)水解反應取代反應氧化反應水解反應取代反應氧化反應(5)CH2CHCH2COOH，CH3CHCHCOOH【例【例2】 下下面是一種

18、線型高分子的一部分：面是一種線型高分子的一部分：由此分析，這種高分子化合物的單體至少有由此分析，這種高分子化合物的單體至少有_種，它們的結構簡式為種，它們的結構簡式為_。解析解析：從本題所示的高分子化合物的長鏈結構中可以看出多處出現(xiàn)類似酯結構：從本題所示的高分子化合物的長鏈結構中可以看出多處出現(xiàn)類似酯結構的的 結構單元，所以這種高分子化合物是由酸與醇縮聚而成的聚酯。結構單元，所以這種高分子化合物是由酸與醇縮聚而成的聚酯。據(jù)長鏈可以得知結合處為據(jù)長鏈可以得知結合處為 ，則斷裂處亦為，則斷裂處亦為 ，斷裂，斷裂后后 部分加羥基，其余部分加氫，從左到右可依次得出它們的結構簡部分加羥基，其余部分加氫，

19、從左到右可依次得出它們的結構簡式。式。1加聚高聚物加聚高聚物(1)凡凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子無其他原子)的高聚物，其合成單體為一的高聚物，其合成單體為一種，將兩個半鍵閉合即可。如：種，將兩個半鍵閉合即可。如： ，單體是單體是 。(2)凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子(無其他原子無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體為兩種，在正中央劃線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。為兩種，在正中央劃線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。如：如： 的單體為的單體為 。(3)凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在CC雙鍵

20、結構的高聚物，其規(guī)律是：雙鍵結構的高聚物，其規(guī)律是：“凡雙凡雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”劃線斷開，然后將兩個半鍵閉合，即單雙鍵互換。劃線斷開，然后將兩個半鍵閉合，即單雙鍵互換。2縮聚高聚物縮聚高聚物(1)凡鏈節(jié)為凡鏈節(jié)為 結構的高聚物，其合成單體必為一種。在結構的高聚物，其合成單體必為一種。在亞氨基上加氫，在羰基碳上加羥基，即得高聚物單體。亞氨基上加氫，在羰基碳上加羥基，即得高聚物單體。(2)凡鏈節(jié)中間凡鏈節(jié)中間(不在端上不在端上)含有肽鍵的高聚物，從肽鍵中間斷開，若兩側為不對稱含有肽鍵的高聚物，從肽鍵中間斷開，若兩側為不對稱性結構的，其單體為兩種；在亞氨基上加氫，

21、羰基碳原子上加羥基，即得高聚物性結構的，其單體為兩種；在亞氨基上加氫，羰基碳原子上加羥基，即得高聚物單體。單體。(3)凡鏈節(jié)中間凡鏈節(jié)中間(不在端上不在端上)含有含有 酯基結構的高聚物，其合成單體為兩酯基結構的高聚物，其合成單體為兩種，從種，從 中間斷開，羰基碳原子加羥基，氧原子上加氫原子，即得高中間斷開，羰基碳原子加羥基，氧原子上加氫原子，即得高聚物單體。聚物單體。(4)高聚物高聚物 其鏈節(jié)中的其鏈節(jié)中的CH2來自于甲醛，故合成單體來自于甲醛，故合成單體為為 2某高聚物的結構片斷如下：某高聚物的結構片斷如下： 下列分析正確的是下列分析正確的是()A它是縮聚反應的產(chǎn)物它是縮聚反應的產(chǎn)物 B其單

22、體是其單體是CH2=CH2和和HCOOCH3C其鏈節(jié)是其鏈節(jié)是CH3CH2COOCH3 D其單體是其單體是CH2=CHCOOCH3解析：解析：首先要明確由于主鏈上沒有特征基團，如首先要明確由于主鏈上沒有特征基團，如“CH2”、“COOCH2”和和“CONH”等，因此該高聚物應是加聚產(chǎn)物。再根據(jù)加聚反應的特點去等，因此該高聚物應是加聚產(chǎn)物。再根據(jù)加聚反應的特點去分析，若主鏈內只有分析，若主鏈內只有CC鍵，這兩個碳原子為一鏈節(jié)，取這個片斷，將鍵，這兩個碳原子為一鏈節(jié)，取這個片斷，將CC鏈鏈變?yōu)橛凶優(yōu)橛蠧=C鍵，就找到合成這種高分子的單體。若主鏈內有鍵，就找到合成這種高分子的單體。若主鏈內有C=C鍵

23、，則以鍵，則以C=C為中心取四個碳原子為一個片斷，變?yōu)橹行娜∷膫€碳原子為一個片斷，變C=C鍵為鍵為CC鍵，把原來與鍵，把原來與C=C鍵相鄰的單鍵變?yōu)殡p鍵，即找到單體。本題屬于第一種情況，主碳鏈只有鍵相鄰的單鍵變?yōu)殡p鍵，即找到單體。本題屬于第一種情況，主碳鏈只有CC鍵，因此其單體是鍵，因此其單體是CH2=CHCOOCH3。鏈節(jié)是該高聚物最小的重復單位，。鏈節(jié)是該高聚物最小的重復單位，應為應為 。答案：答案：D3. 以石油裂解氣為原料，通過一系列化學反應可得到一種重要的化工產(chǎn)品增塑以石油裂解氣為原料，通過一系列化學反應可得到一種重要的化工產(chǎn)品增塑劑劑G，如下圖所示。，如下圖所示。請完成下列各題：請完成下