浙江版化學(xué)高考總復(fù)習(xí)專題十七高分子化合物與有機合成（講解練）教學(xué)講練

1、專題十七 高分子化合物與有機合成化學(xué) 浙江專用考點清單考點一高分子化合物考點基礎(chǔ)一、高分子化合物基本概念1.鏈節(jié):高分子化合物中不斷重復(fù)的基本結(jié)構(gòu)單元。2.聚合度(n):鏈節(jié)的數(shù)目稱為聚合度,用“n”表示。3.單體:形成高分子化合物的小分子。二、高分子化合物的分類高分子化合物合成高分子化合物按結(jié)構(gòu)還可分為:線型高分子、體型高分子。合成高分子化合物按性質(zhì)還可分為:熱塑性高分子、熱固性高分子。熱塑性高分子具有受熱熔化,冷卻后凝固,受熱又熔化的性質(zhì)。熱固性高分子一般一經(jīng)加工成型就不會受熱熔化。三、合成高分子化合物的途徑1.加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)的實質(zhì)是加成反應(yīng)。.單烯烴的加聚(1)乙烯的加聚:nCH2CH

2、2 。(2)氯乙烯的加聚: 。(3)2-丁烯的加聚: 。單烯烴加聚的基本規(guī)律: 。.二烯烴的加聚二烯烴的單體自加聚時,單體的兩個雙鍵同時打開,單體之間直接連接形成鏈節(jié)而成為高分子化合物。例如:nH2CCHCHCH2.共聚由兩種或兩種以上單體發(fā)生的加聚反應(yīng)。例如:nCH2CHCH3+nCH2CHCHCH2 加聚反應(yīng)的特點:高分子鏈節(jié)與單體的化學(xué)組成相同,生成物為混合物。2.縮聚反應(yīng)有機化合物分子間脫去小分子獲得高分子化合物的反應(yīng)叫縮聚反應(yīng)。該類反應(yīng)的單體一般具有兩個或兩個以上的官能團。如酚醛樹脂(其他合理答案也可)的合成、氨基酸形成蛋白質(zhì)等。.醇羥基和羧基縮聚(1)二元羧酸和二元醇的縮聚,如合成

3、聚酯纖維+(2n-1)H2O(2)羥基酸的酯化縮聚+(n-1)H2O.氨基與羧基的縮聚(1)氨基酸自身的縮聚,如合成聚酰胺:nH2N(CH2)5COOH+(n-1)H2O(2)二元羧酸和二元胺的縮聚nHOOCCOOH+nH2NCH2CH2NH2+(2n-1)H2O.酚醛縮聚n+n+(n-1)H2O重點突破高分子化合物中單體的確定首先判斷高分子化合物是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。1.加聚產(chǎn)物單體的判斷中學(xué)里加聚產(chǎn)物形成的方式有三種:單烯烴的加聚、共軛二烯烴的加聚、單烯烴和共軛二烯烴的混聚。(1)若鏈節(jié)的主鏈上只有2個碳原子,且以單鍵相連,則單體必為一種含有碳碳雙鍵的物質(zhì),只要將兩個半鍵閉合即可。如:的

4、單體為。(2)若鏈節(jié)中主鏈上只有碳原子,且碳原子數(shù)較多,其推斷規(guī)律是“有雙鍵,四碳斷,單雙鍵互變;無雙鍵,兩碳斷,單鍵變雙鍵”。的單體為CH2 CH2和CH2 CHCH3。的單體是CH2 CHCH CH2和。2.縮聚產(chǎn)物單體的判斷中學(xué)里縮聚產(chǎn)物形成的方式只有三種:聚酯式、聚酰胺式(即形成肽鍵)、酚醛樹脂式,從形式上看都是脫水縮合。(1)若高聚物的鏈節(jié)為,則其合成單體為一種。在亞氨基上加氫原子,在羰基上加羥基,即得高聚物的單體。如:的單體為H2NCH2COOH。(2)若鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵,則從肽鍵中間斷開,在亞氨基上加氫原子,在羰基上加羥基,即得高聚物的單體。若肽鍵兩邊為不對稱結(jié)構(gòu),則

5、單體為兩種。如:的單體為H2NCH2COOH和H2NCH2CH2COOH。(3)若鏈節(jié)中間(不在端上)含有(酯基)結(jié)構(gòu),其單體為兩種,從中虛線處斷開,羰基加上羥基,氧上加氫原子即得單體。如:的單體為和HOCH2CH2OH。(4)幾種特殊情況含OCH2基團的高聚物是HCHO的加聚產(chǎn)物。含基團的高聚物是HCHO和苯酚發(fā)生縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物。高聚物是環(huán)氧乙烷型物質(zhì)開環(huán)的產(chǎn)物,故其單體應(yīng)為?？键c二有機合成與有機推斷考點基礎(chǔ)一、有機合成的常用方法1.碳骨架的改變(1)碳鏈增長的反應(yīng)a.酯化反應(yīng);b.加聚反應(yīng);c.縮聚反應(yīng);d.有機信息題中給出的碳鏈增長方式,如含醛基的化合物與HCN的反應(yīng)等。(2)碳鏈縮短的

6、反應(yīng)a.酯的水解;b.烴的裂化、裂解;c.某些烴的氧化(如苯的同系物、烯烴的氧化);d.羧酸鹽脫羧反應(yīng)。(3)成環(huán)反應(yīng)a.酯化反應(yīng):多元酸和多元醇經(jīng)酯化反應(yīng)生成環(huán)狀酯,羥基酸的分子間酯化反應(yīng)和分子內(nèi)酯化反應(yīng);b.縮合反應(yīng):氨基酸的分子內(nèi)縮合反應(yīng)和分子間縮合反應(yīng);c.脫水反應(yīng):多元醇的分子內(nèi)脫水和分子間脫水,多元酸分子內(nèi)脫水;d.聚合反應(yīng):如乙炔聚合成苯,甲醛、乙醛等聚合成環(huán)狀化合物;e.有機信息題中常見的雙烯合成、烯烴的氧化、烷烴的環(huán)化(石油的催化重整)等。2.官能團的引入(1)引入羥基(OH)的反應(yīng)a.鹵代烴的水解;b.醛(酮)還原(與H2加成);c.烯烴與水加成;d.酯的水解。(2)引入鹵

7、素原子(X)的反應(yīng)a.不飽和烴(烯烴、炔烴)與X2加成;b.不飽和烴(烯烴、炔烴)與HX加成;c.烷烴的鹵代反應(yīng);d.苯及其同系物的鹵代反應(yīng);e.醇與HX反應(yīng)。(3)引入碳碳雙鍵()的反應(yīng)a.鹵代烴的消去(堿性條件);b.醇的消去(酸性條件)。(4)引入碳氧雙鍵的反應(yīng):醇的氧化。(5)引入羧基的反應(yīng)a.醛氧化;b.苯的同系物(與苯環(huán)直接相連的碳原子上連有氫原子)被酸性高錳酸鉀溶液氧化;c.酯或酰胺(肽鍵)水解。3.官能團的消除(1)消除、等不飽和鍵:氫氣催化加成。(2)消除X:消去或水解。(3)消除醇羥基:消去、氧化、酯化、與HX取代等。(4)消除CHO:加成或氧化。(5)消除COOH:酯化或

8、脫羧。4.常見官能團的保護(1)酚羥基的保護:因酚羥基易被氧化,所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應(yīng),把OH轉(zhuǎn)變?yōu)镺Na,待氧化后再酸化將其轉(zhuǎn)變?yōu)镺H;(2)碳碳雙鍵的保護:碳碳雙鍵也容易被氧化,在氧化其他基團前可以利用其與HCl等的加成反應(yīng)將其保護起來,待氧化后再利用消去反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘继茧p鍵;(3)氨基(NH2)的保護:如在對硝基甲苯合成對氨基苯甲酸的過程中,應(yīng)先把CH3氧化成COOH,再把NO2還原為NH2。5.官能團間的衍變根據(jù)合成需要(有時題目信息中會明示某些衍變途徑),可進行有機物的官能團衍變,以使中間產(chǎn)物向產(chǎn)物遞進。常見的有三種方式:(1)官能團的種類改變:不同類官能團之間的

9、衍變,如烴鹵代烴醇醛酸酯(2)官能團的數(shù)目改變:一個官能團變多個官能團,如CH3CH2ClClCH2CH2ClHOCH2CH2OHOHCCHOHOOCCOOH(3)官能團的位置改變,如:CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CHCH2CH3CH2CHBrCH3二、最佳合成途徑的選擇合成基本原則:原理正確,原料廉價,操作簡便,步驟簡單,條件適宜,易于分離。具體而言:1.起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。2.應(yīng)盡量選擇步驟較少的合成路線。為了減少合成步驟,應(yīng)盡量選擇與目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)相似的原料。3.合成路線要符合“綠色、環(huán)?！钡囊?高效的有機合成應(yīng)最大限度地利用原料分子中的每一個原子,使之轉(zhuǎn)

10、化到目標(biāo)化合物中。4.有機合成反應(yīng)要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)、不污染環(huán)境或污染很小。5.要按一定的反應(yīng)順序和規(guī)律引入官能團,不能臆造不存在的反應(yīng)。綜合運用有機反應(yīng)中官能團的衍變規(guī)律及有關(guān)的信息,掌握正確的解題方法,有時則要綜合運用順推和逆推的方法導(dǎo)出最佳的合成路線。對于多種合理路線的選擇,要綜合考慮諸多因素:原料的來源和價格、能耗、反應(yīng)速率、反應(yīng)物的利用率、生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)條件是否具備、是否有污染物產(chǎn)生或排放等。重點突破有機推斷題的常見突破口1.特殊的結(jié)構(gòu)或組成(1)分子中所有原子一定處于同一平面的物質(zhì):乙烯、苯、甲醛、乙炔、CS2(后兩者中所有原子在同一直線上)。(2)一鹵代物只有

11、一種同分異構(gòu)體的烷烴(總碳原子數(shù)小于10):甲烷、乙烷、新戊烷、2,2,3,3-四甲基丁烷。(3)烴中含氫量最高的為甲烷,等質(zhì)量的烴燃燒耗氧量最多的是甲烷。(4)常見有機物的中C、H個數(shù)比N(C)N(H)=11的有:乙炔、苯、苯酚、苯乙烯等。N(C)N(H)=12的有:單烯烴、環(huán)烷烴、甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等。N(C)N(H)=14的有:甲烷、尿素、乙二胺等。2.特殊的化學(xué)性質(zhì)、轉(zhuǎn)化關(guān)系和反應(yīng)(1)與銀氨溶液或新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的物質(zhì)有:醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖等。(2)使溴水褪色的物質(zhì)有:含碳碳雙鍵或碳碳叁鍵的物質(zhì)(因加成而褪色);含醛基的物質(zhì)(因氧化而

12、褪色);酚類物質(zhì)(因取代而褪色)(限濃溴水);液態(tài)飽和烴、液態(tài)飽和酯、苯及其同系物、氯仿、四氯化碳等(因萃取而褪色)。(3)使酸性高錳酸鉀溶液褪色的物質(zhì)有:含碳碳雙鍵或碳碳叁鍵的物質(zhì)、醛類物質(zhì)、酚類物質(zhì)、部分苯的同系物、還原性糖等(都是因氧化而褪色)。(4)連續(xù)轉(zhuǎn)化:連續(xù)氧化或連續(xù)還原。醇 醛 羧酸乙烯 乙醛 乙酸炔烴 烯烴 烷烴(5)交叉型轉(zhuǎn)化(6)能形成環(huán)狀物質(zhì)的反應(yīng):多元醇和多元羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)形成環(huán)酯、羥基酸分子間或分子內(nèi)發(fā)生酯化反應(yīng)形成環(huán)酯、氨基酸分子間或分子內(nèi)脫水形成肽鍵、多元醇分子內(nèi)或分子間脫水形成環(huán)醚、多元羧酸分子間或分子內(nèi)脫水形成酸酐(高中階段不作為已知知識考查,會以信息形式

13、出現(xiàn))。(7)數(shù)據(jù)的應(yīng)用:如酯化反應(yīng),每生成1 mol酯,產(chǎn)物酯的質(zhì)量比反應(yīng)物質(zhì)量總和少18 g或18 g的整數(shù)倍;根據(jù)有機物與鈉反應(yīng)產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量,可以確定原物質(zhì)含官能團(羥基、羧基)的數(shù)目;同系物之間相對分子質(zhì)量相差14n(n1);同分異構(gòu)體的相對分子質(zhì)量相等等。方法1有機推斷題的解題策略方法技巧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(guān)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(jié)構(gòu)簡式;另一類則是通過化學(xué)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(zhǔn)確表達。解有機推斷題時要抓住問題的突破口,即抓住

14、特征條件(即特殊性質(zhì)或特征反應(yīng)),如苯酚與濃溴水的反應(yīng)、苯酚與FeCl3溶液的顯色反應(yīng)、醛基的氧化反應(yīng)等。但有機物的特征條件不多,因此還應(yīng)抓住題給的關(guān)系條件和類別條件。關(guān)系條件能告訴我們有機物間的聯(lián)系,如A氧化為B,B氧化為C,則A、B、C一般分別為醇、醛、羧酸類;又如烯烴醇醛酸酯的有機物的衍變關(guān)系,能給出一個整體概念。類別條件可給出物質(zhì)的范圍,如有果香味的液體一般為酯等。關(guān)系條件和類別條件不但為解題縮小了物質(zhì)范圍,形成了解題的知識結(jié)構(gòu),而且?guī)讉€關(guān)系條件和類別條件的組合就相當(dāng)于特征條件,這是不容忽視的?？傊?抓住了突破口,按照已知條件建立知識結(jié)構(gòu),順藤摸瓜,問題就能迎刃而解了。方法2有機合成題的解題思路及解題策略1.解題思路有機合成路線的推導(dǎo),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)物的類別,以及題中所給定的條件與所要合成的有機物之間的關(guān)系。(2)以題中要求的最終產(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(yīng)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)過一步反應(yīng)而制得,一直推導(dǎo)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(yīng)當(dāng)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。2.常用解題策略“三先三