第3章 微型專(zhuān)題6

第頁(yè)微型專(zhuān)題6有機(jī)合成及其應(yīng)用、合成高分子化合物[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.學(xué)會(huì)確定有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式和分子式。2.通過(guò)比較，進(jìn)一步理解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的原理，知道高分子化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)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(shè)計(jì)。4.學(xué)會(huì)分析解答有機(jī)推斷題。一、確定有機(jī)物分子式及結(jié)構(gòu)的方法1．燃燒法確定有機(jī)物的分子式例10.2mol有機(jī)物和0.4molO2在密閉容器中燃燒后的產(chǎn)物為CO2、CO和H2O(g)。產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濃硫酸后，濃硫酸的質(zhì)量增加10.8g；再通過(guò)灼熱CuO充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量減輕3.2g；最后氣體再通過(guò)堿石灰被完全吸收，堿石灰質(zhì)量增加17.6g。0.1mol該有機(jī)物恰好與4.6g金屬鈉完全反應(yīng)。下列關(guān)于該有機(jī)物的說(shuō)法不正確的是()A．該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量是62B．該化合物的化學(xué)式為C2H6O2C．1mol該化合物能與2molO2發(fā)生催化氧化反應(yīng)D．1mol該有機(jī)物最多能與2molNa反應(yīng)答案C解析有機(jī)物燃燒生成水10.8g，物質(zhì)的量為eq\f(10.8g,18g·mol－1)＝0.6mol，CO與反應(yīng)CuO后轉(zhuǎn)化為CO2，與燃燒生成的CO2，都被堿石灰吸收。有機(jī)物含有碳原子物質(zhì)的量為eq\f(17.6g,44g·mol－1)，mol。含有氧原子物質(zhì)的量為eq\f(0.6mol＋0.2mol＋0.2mol×2－0.4mol×2,0.2)＝2mol，所以有機(jī)物的分子式為C2H6O2,0.1mol該有機(jī)物恰好與4.6g金屬鈉完全反應(yīng)，4.6gNa的物質(zhì)的量＝eq\f(4.6g,23g·mol－1)＝0.2mol，有機(jī)物與Na按物質(zhì)的量之比1∶2反應(yīng)，有機(jī)物分子中含有2個(gè)—OH，該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH2CH2OH，結(jié)合有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析答案即可?？键c(diǎn)有機(jī)物分子式及結(jié)構(gòu)的確定方法題點(diǎn)燃燒法確定有機(jī)物的分子式規(guī)律方法(1)含有C、H、O元素的有機(jī)物完全燃燒生成CO2、H2O。量。(3)根據(jù)堿石灰增加的質(zhì)量計(jì)算出CO2的質(zhì)量，得出C、O元素的質(zhì)量。(4)根據(jù)有機(jī)物的總量和O2質(zhì)量，再結(jié)合質(zhì)量守恒，計(jì)算出有機(jī)物中O元素的質(zhì)量，結(jié)合已知條件得出該有機(jī)物的分子式。(5)根據(jù)有機(jī)物的性質(zhì)確定含有的官能團(tuán)，從而推出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。2．核磁共振氫譜和紅外光譜法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)例2(2019·江西九江一中高二期末)兩種有機(jī)物A和BL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則該物質(zhì)的最簡(jiǎn)式為_(kāi)___________，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(jī)物A的核磁共振氫譜、質(zhì)譜如圖所示，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)___________。(2)若質(zhì)譜圖顯示B的相對(duì)分子質(zhì)量為74，紅外光譜如圖所示，則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________________________________________________________，其官能團(tuán)的名稱(chēng)為_(kāi)___________。答案(1)C2H6O否CH3CH2OH(2)CH3CH2OCH2CH3醚鍵解析(1)由題意可知，n(H2O)＝eq\f(5.4g,18g·mol－1)＝0.3mol，n(CO2)＝eq\f(8.8g,44g·mol－1)＝0.2mol，n(O2)＝eq\f(6.72L,22.4L·mol－1)＝0.3mol，則有機(jī)物中含有氧原子的物質(zhì)的量是0.3mol＋0.4mol－0.6mol＝0.1mol，所以該物質(zhì)的最簡(jiǎn)式為C2H6O；由于分子中碳、氫原子的個(gè)數(shù)比是1∶3，已經(jīng)達(dá)到飽和，所以若要確定其分子式，不需有其他條件，即最簡(jiǎn)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(xué)環(huán)境的氫原子，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2OH。(2)B的相對(duì)分子質(zhì)量為74，根據(jù)紅外光譜，B中存在對(duì)稱(chēng)的甲基、亞甲基和醚鍵，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2OCH2CH3?？键c(diǎn)有機(jī)物分子式及結(jié)構(gòu)的確定方法題點(diǎn)核磁共振氫譜和紅外光譜法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)規(guī)律方法測(cè)定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的流程3．確定有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)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(jīng)李比希法分析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的含量高達(dá)66.67%，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.76%，其余為碳元素。它的相對(duì)分子質(zhì)量大于100，但小于150。試回答下列問(wèn)題：(1)分子式中原子個(gè)數(shù)比N(C)∶N(H)∶N(N)＝__________________________。(2)三聚氰胺分子中碳原子數(shù)為_(kāi)_______，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(寫(xiě)出計(jì)算式)。(3)三聚氰胺的分子式為_(kāi)______________________________________________。(4)若核磁共振氫譜顯示只有1個(gè)吸收峰，紅外光譜表征有1個(gè)由碳、氮兩種元素組成的六元雜環(huán)。則三聚氰胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)___________________________________________。答案(1)1∶2∶2(2)3eq\f(100×1－66.67%－4.76%,12)＜N(C)＜eq\f(150×1－66.67%－4.76%,12)，即2.4＜N(C)＜3.6，又N(C)為正整數(shù)，所以N(C)＝3(3)C3H6N6(4)解析(1)N(C)∶N(H)∶N(N)＝eq\f(1－66.67%－4.76%,12)∶eq\f(4.76%,1)∶eq\f(66.67%,14)＝1∶2∶2。(2)eq\f(100×1－66.67%－4.76%,12)＜N(C)＜eq\f(150×1－66.67%－4.76%,12)，即2.4＜N(C)＜3.6，又N(C)為正整數(shù)，所以N(C)＝3。(3)因?yàn)镹(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(gè)吸收峰，說(shuō)明是對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，這6個(gè)氫原子的環(huán)境相同，又碳為四價(jià)元素，氮為三價(jià)元素，六元環(huán)中C、N各有3個(gè)原子交替出現(xiàn)?？键c(diǎn)有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定題點(diǎn)確定分子結(jié)構(gòu)方法的綜合應(yīng)用規(guī)律方法圖解有機(jī)物化學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的確定方法【相關(guān)鏈接】1．確定有機(jī)物的分子式常用方法(1)直接由相對(duì)分子質(zhì)量用商余法確定烴的分子式：用烴的相對(duì)分子質(zhì)量除以碳原子的相對(duì)原子質(zhì)量12，所得商的整數(shù)部分就是烴分子中所含碳原子的最大值，余數(shù)則為所含氫原子的最小值。(2)根據(jù)有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、鍵線式或結(jié)構(gòu)模型等確定分子式。(3)物質(zhì)的量關(guān)系法：由密度或其他條件→求摩爾質(zhì)量→求1mol分子中所含各元素原子的物質(zhì)的量→求分子式。(4)化學(xué)方程式法(代數(shù)法)：利用化學(xué)方程式及題干要求→列方程組→求解未知數(shù)值→求分子式。(5)通式法：依據(jù)題干要求或物質(zhì)性質(zhì)→確定類(lèi)別及組成通式相對(duì)分子質(zhì)量，n值→分子式。2．確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)式基本步驟及策略(1)通過(guò)元素分析法，只能求得有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式，再測(cè)知有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量，可求有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量。(2)某些特殊組成的實(shí)驗(yàn)式不必測(cè)知其相對(duì)分子質(zhì)量，可根據(jù)其組成特點(diǎn)確定其分子式。如：實(shí)驗(yàn)式CH3→分子式C2H6(H原子飽和)；實(shí)驗(yàn)式CH3O→C2H6O2(乙二醇，H原子飽和)。(3)分子可能存在不同結(jié)構(gòu)時(shí)，需根據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)，通過(guò)定性或定量實(shí)驗(yàn)來(lái)確定其結(jié)構(gòu)式。二、有機(jī)高分子化合物的合成與性質(zhì)1．加聚反應(yīng)例4某軟質(zhì)隱形眼鏡材料為如圖所示的聚合物，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．生成該聚合物的反應(yīng)屬于加聚反應(yīng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為答案B解析該反應(yīng)是甲基丙烯酸羥乙酯通過(guò)加聚反應(yīng)生成了高分子化合物的反應(yīng)；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(jù)圖示可知，該高聚物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為考點(diǎn)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較題點(diǎn)加聚反應(yīng)2．縮聚反應(yīng)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(jié)構(gòu)片斷為則生成該樹(shù)脂的單體的種數(shù)和化學(xué)反應(yīng)所屬類(lèi)型正確的是()A．1種，加聚反應(yīng) B．2種，縮聚反應(yīng)C．3種，加聚反應(yīng) D．3種，縮聚反應(yīng)答案D解析從分子的組成來(lái)看，應(yīng)是縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物，而且分子是由三種單體縮聚得到，分別是HCHO、考點(diǎn)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較題點(diǎn)縮聚反應(yīng)規(guī)律方法加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)相同①單體是相對(duì)分子質(zhì)量小的有機(jī)物；②產(chǎn)物有高分子化合物；③單體可相同，也可不相同生成物無(wú)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(duì)分子質(zhì)量是單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍單體的相對(duì)分子質(zhì)量與縮去分子(小分子)的相對(duì)分子質(zhì)量之差的n倍反應(yīng)特點(diǎn)單體中含有不飽和鍵是加聚反應(yīng)的必要條件，打開(kāi)不飽和鍵，相互連成長(zhǎng)碳鏈單體通常含有兩個(gè)或兩個(gè)以上能夠相互作用的官能團(tuán)，如—NH2、—OH、—COOH；官能團(tuán)與官能團(tuán)間縮去一個(gè)小分子，逐步縮合例6根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A______________________，E_______________________________________________，G______________________。(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型：①____________，⑤____________。(3)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：②：________________________________________________________________________；④：________________________________________________________________________。答案(1)CH2=CH2HOOC(CH2)4COOH(2)加成反應(yīng)縮聚反應(yīng)(3)ClCH2CH2Cl＋NaOHeq\o(→,\s\up7(C2H5OH),\s\do5(△))CH2=CHCl＋NaCl＋H2OClCH2CH2Cl＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))HOCH2CH2OH＋2NaCl解析本題比較簡(jiǎn)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(guān)鍵是要掌握由高分子化合物書(shū)寫(xiě)單體或由單體分析高分子化合物結(jié)構(gòu)的方法。考點(diǎn)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較題點(diǎn)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較【相關(guān)鏈接】1．加聚反應(yīng)加成聚合反應(yīng)簡(jiǎn)稱(chēng)加聚反應(yīng)，是指以不飽和烴或含不飽和鍵的物質(zhì)為單體，通過(guò)不飽和鍵加成聚合成高聚物的反應(yīng)。常見(jiàn)的反應(yīng)類(lèi)型有(1)聚乙烯型，如nCH2=CH—CH3eq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))(2)聚1,3-丁二烯型，如eq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))(3)混合型，如nCH2=CH—CH=CH2＋nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))特別提示加聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě)：將鏈節(jié)寫(xiě)在方括號(hào)內(nèi)，聚合度n寫(xiě)在方括號(hào)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式2．縮聚反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)簡(jiǎn)稱(chēng)縮聚反應(yīng)，是指單體之間相互作用生成高分子，同時(shí)還生成小分子(如水等)的聚合反應(yīng)。常見(jiàn)的反應(yīng)類(lèi)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(yīng)。如二元酸和二元醇的縮聚反應(yīng)：nHO—R—OH＋nHOOC—R′—COOHeq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))＋2nH2O若單體為一種物質(zhì)，則通式為nHO—R—COOHeq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))＋nH2O若有兩種或兩種以上的單體，則通式為nHO—R—COOH＋nHO—R′—COOHeq\o(→,\s\up7(引發(fā)劑))＋2nH2O(2)羧基中的羥基與氨基中的氫原子縮合成水的反應(yīng)。如氨基酸聚合成蛋白質(zhì)：若此類(lèi)反應(yīng)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(shū)寫(xiě)此類(lèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式或高分子產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的方法是酸去羥基氨去氫。(3)中的氧原子與另一基團(tuán)中的活潑氫原子縮合成水的反應(yīng)。如苯酚和甲醛的縮聚：3．加聚產(chǎn)物單體的確定例7(2019·長(zhǎng)沙高二聯(lián)考)有5種有機(jī)物：④CH3—CH=CH—CN⑤CH2=CH—CH=CH2其中可用于合成高分子材料的正確組合為()A．①②④ B．①②⑤C．②④⑤ D．③④⑤答案D解析根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，該有機(jī)物為加聚反應(yīng)產(chǎn)物，其主鏈含有兩個(gè)碳碳雙鍵，從左向右按照“見(jiàn)雙鍵，四個(gè)碳，無(wú)雙鍵，兩個(gè)碳”畫(huà)線斷開(kāi)：，則可以得到該有機(jī)物的三種單體：④CH3—CH=CH—CN、⑤CH2=CH—CH=CH2、③，故D正確?？键c(diǎn)高分子化合物單體的推斷題點(diǎn)加聚產(chǎn)物單體的推斷4．縮聚產(chǎn)物的確定例8現(xiàn)有烴的含氧衍生物A，還原A時(shí)生成醇B；氧化A時(shí)生成C，由B、C反應(yīng)可生成高分子化合物以下敘述錯(cuò)誤的是()A．A屬于醛類(lèi)B．A的相對(duì)分子質(zhì)量為58C．A分子中有6個(gè)原子，含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%D．1molA與足量銀氨溶液反應(yīng)能生成4mol銀答案C解析A既能被氧化又能被還原，屬于醛類(lèi)；由高分子化合物可推知其單體為HOCH2CH2OH、HOOC—COOH，故A為其相對(duì)分子質(zhì)量為58；含碳為24÷58×100%≈41%；1molA中含2mol醛基，能與銀氨溶液反應(yīng)生成4mol銀?？键c(diǎn)高分子化合物單體的判斷題點(diǎn)縮聚產(chǎn)物單體的推斷易錯(cuò)警示判斷有機(jī)高分子化合物單體時(shí)，要先判斷是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物。(1)若是加聚產(chǎn)物：①判斷方法是：高聚物→鏈節(jié)→半鍵還原、雙鍵重現(xiàn)→正推驗(yàn)證。②若半鍵還原無(wú)法形成完整雙鍵可考慮再斷裂單鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時(shí)不是一種單體)或斷裂雙鍵構(gòu)成完整雙鍵(此時(shí)單體是二烯烴)。(2)若是縮聚產(chǎn)物，可依據(jù)官能團(tuán)的形成過(guò)程逆向推出單體，把失去的小分子物質(zhì)分拆后加在相應(yīng)位置。【相關(guān)鏈接】1．加聚產(chǎn)物單體的確定方法(1)主碳鏈上沒(méi)有碳碳雙鍵，只有碳碳單鍵的情況。①若主碳鏈上只有兩個(gè)碳原子，則該高聚物的單體只有一種。只要把主碳鏈上兩個(gè)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：?jiǎn)误w是②若主碳鏈上有四個(gè)碳原子，則該高聚物的單體必為兩種。把主碳鏈上第二個(gè)碳原子和第三個(gè)碳原子之間的鍵斷開(kāi)，這樣把整個(gè)鏈節(jié)就切割成了兩部分，然后分別把未斷開(kāi)的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵，即可得兩種單體。如：?jiǎn)误w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(gè)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(shuō)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(gè)碳原子，則該高聚物的單體為兩種。解此類(lèi)題的方法是首先以雙鍵的兩個(gè)碳原子為中心，向左、向右各擴(kuò)張一個(gè)碳原子，斷開(kāi)碳鏈，這樣就將整個(gè)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(gè)碳原子的單體，另一種是含有兩個(gè)雙鍵、主碳鏈?zhǔn)撬膫€(gè)碳原子的單體。如：?jiǎn)误w是和CH2=CH—CH=CH2。③若主碳鏈為八個(gè)碳原子，則其高聚物的單體為三種。方法還是以雙鍵的兩個(gè)碳原子為中心，向左、向右各擴(kuò)張一個(gè)碳原子，斷開(kāi)碳鏈，這樣就將整個(gè)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(shù)脂：?jiǎn)误w是CH2=CH—CH=CH2和(3)主鏈?zhǔn)荂H2—O的高聚物，判斷單體的方法仍然是恢復(fù)雙鍵，其單體為HCHO。2．縮聚產(chǎn)物單體的確定方法(1)首先判斷縮聚產(chǎn)物的類(lèi)別，是屬于聚酯、醚類(lèi)還是多肽等。根據(jù)這些物質(zhì)的生成原理，從什么位置形成共價(jià)鍵的，書(shū)寫(xiě)單體時(shí)就從什么位置斷鍵還原，規(guī)律是斷鍵，補(bǔ)原子，即找到斷鍵點(diǎn)，斷鍵后再根據(jù)碳四價(jià)、氧二價(jià)、氮三價(jià)的原則在相應(yīng)部位加上氧原子、氫原子或羥基。所以，若是縮聚產(chǎn)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(jié)構(gòu)片段為—NH—(CH2)6—NH—CO—(CH2)4—CO—確定單體時(shí)：先從羰基與氮原子處斷開(kāi)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：H2N—(CH2)6—NH2和(2)如果鏈節(jié)中不含“—COO—”或“—CO—NH—”，只是在端點(diǎn)含有“—CO—”、“—O—”或“—NH—”，則說(shuō)明該聚合物只是由一種單體縮聚成的，書(shū)寫(xiě)單體時(shí)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(duì)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(jié)構(gòu)。規(guī)律是在苯環(huán)和側(cè)鏈連接處斷鍵，改寫(xiě)成酚和醛。如：的單體為和HCHO。(4)若鏈節(jié)中含“—O—CH2—CH2—”結(jié)構(gòu)，其單體可能為環(huán)氧物質(zhì)，也可能為多羥基醇。5．有機(jī)高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例9(2019·河北正定中學(xué)高二期末)聚乙炔導(dǎo)電聚合物的合成使高分子材料進(jìn)入了“合成金屬”和塑料電子學(xué)時(shí)代，當(dāng)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(guó)化學(xué)家近年來(lái)合成的聚乙炔衍生物分子M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及M在稀硫酸作用下的水解過(guò)程如圖所示：下列有關(guān)說(shuō)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(tuán)，B能發(fā)生消去反應(yīng)和酯化反應(yīng)C．1molM與熱的燒堿溶液反應(yīng)，可消耗2mol的NaOHD．A、B、C各1mol分別與金屬鈉反應(yīng)，放出的氣體的物質(zhì)的量之比為n∶2∶2答案C解析M為酯類(lèi)物質(zhì)，故在稀硫酸條件下M水解產(chǎn)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(xiàng)正確；B的結(jié)構(gòu)為，分子中含有羧基和羥基，可以發(fā)生酯化反應(yīng)，羥基的β-碳原子上含有氫原子，可以發(fā)生消去反應(yīng)，B項(xiàng)正確；1molM中有2nmol酯基，可以與2nmolNaOH發(fā)生反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；1molA中有nmol羧基，1molB中有1mol羧基、1mol羥基，1molC中有2mol羥基，它們與金屬鈉反應(yīng)放出的氣體的物質(zhì)的量分別為eq\f(n,2)mol、1mol、1mol，故放出的氣體的物質(zhì)的量之比為n∶2∶2，D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)高分子化學(xué)反應(yīng)題點(diǎn)高分子化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)6．合成高分子化合物合成路線的設(shè)計(jì)例10(2019·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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_________________________________________。(2)試劑a是________________。(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式：_____________________________________________。(4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能團(tuán)：________________。(5)反應(yīng)④的反應(yīng)類(lèi)型是________________。(6)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式：________________________________________________。(7)已知：以乙烯為起始原料，選用必要的無(wú)機(jī)試劑合成E，寫(xiě)出合成路線(用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示有機(jī)物，用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系，箭頭上注明試劑和反應(yīng)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(yīng)(6)＋nC2H5OH(7)H2Ceq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(一定條件))C2H5OHeq\o(→,\s\up7(O2，Cu),\s\do5(△))CH3CHOeq\o(→,\s\up7(OH－))eq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))CH3CHeq\o(→,\s\up7(O2，催化劑),\s\do5(△))CH3CHeq\o(→,\s\up7(C2H5OH),\s\do5(濃H2SO4/△))CH3CH解析1該題可用逆推法，由高分子P的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)該為甲苯。2甲苯和濃硝酸在濃硫酸催化作用下生成對(duì)硝基甲苯，所以試劑a為濃硫酸和濃硝酸。3反應(yīng)③C生成D，條件是氫氧化鈉的水溶液，加熱，化學(xué)方程式為＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O))＋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(tuán)為碳碳雙鍵、酯基。5反應(yīng)④由ECH3CH=CH—COOC2H5生成F，反應(yīng)類(lèi)型應(yīng)為加聚反應(yīng)。6反應(yīng)⑤是F發(fā)生酸性條件的水解反應(yīng)生成G和乙醇，化學(xué)方程式為＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))＋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(yīng)生成在濃硫酸加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成CH3CHCHCHO，CH3CHCHCHO在催化劑、氧氣加熱條件下發(fā)生催化氧化生成CH3CHCHCOOH，CH3CH=CHCOOH和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)，即可得物質(zhì)E，合成路線為H2CCH2eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(一定條件))C2H5OHeq\o(→,\s\up7(O2，Cu),\s\do5(△))CH3CHOeq\o(→,\s\up7(OH－))eq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))CH3CHCHCHOeq\o(→,\s\up7(O2，催化劑),\s\do5(△))CH3CHCHCOOHeq\o(→,\s\up7(C2H5OH),\s\do5(濃H2SO4/△))CH3CH考點(diǎn)高分子化合物的合成題點(diǎn)高分子化合物加聚物合成路線的設(shè)計(jì)方法點(diǎn)撥采用逆向合成分析法，即先根據(jù)高分子化合物的結(jié)構(gòu)確定單體，再逆向推斷，最后確定最適合的基礎(chǔ)原料。例11塑料是日常生活中常用的有機(jī)合成高分子材料。常用塑料F、G均可由烴C3H6經(jīng)下列反應(yīng)得到：1寫(xiě)出高分子化合物G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_______________________________________。2寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________。3寫(xiě)出C與新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng)生成D的化學(xué)方程式：_____________________。4PBT是一種重要的工程塑料。已知：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方案以CH2=CH—CH=CH2、為原料合成PBT，用反應(yīng)流程圖表示，并注明反應(yīng)條件。示例：由乙醇合成聚乙烯的反應(yīng)流程圖可表示為CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(170℃))CH2=CH2eq\o(→,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))CH2—CH2答案(1)(2)＋2NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(△))＋2NaBr(3)＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(△))＋Cu2O↓＋2H2O(4)CH2=CH—CH=CH2eq\o(→,\s\up7(Br2/CCl4))eq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))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(jié)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(duì)于(4)的有機(jī)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(duì)苯二甲酸?？键c(diǎn)高分子化合物的合成題點(diǎn)高分子化合物(縮聚物)合成路線的設(shè)計(jì)題組1有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)的確定1．燃燒0.1mol某有機(jī)物得0.2molCO2和0.3molH2O，由此得出的結(jié)論不正確的是()A．該有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3—CH3B．該有機(jī)物中碳、氫原子數(shù)目之比為1∶3C．該有機(jī)物分子中不可能含有D．該有機(jī)物分子中可能含有氧原子答案A解析n(有機(jī)物)∶n(CO2)∶n(H2O)＝0.1mol∶0.2mol∶0.3mol＝1∶2∶3，所以n(有機(jī)物)∶n(C)∶n(H)＝1∶2∶6，故該有機(jī)物的分子式為C2H6Ox。考點(diǎn)有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定題點(diǎn)燃燒法確定有機(jī)物的分子式2．將有機(jī)化合物完全燃燒，生成CO2和H2O。將12g該有機(jī)化合物的完全燃燒產(chǎn)物通過(guò)濃硫酸，濃硫酸增重14.4g，再通過(guò)堿石灰，堿石灰增重26.4g。則該有機(jī)化合物的分子式為()A．C4H10 B．C2H6OC．C3H8O D．C2H4O2答案C解析n(H2O)＝eq\f(14.4g,18g·mol－1)＝0.8mol，n(CO2)＝eq\f(26.4g,44g·mol－1)＝0.6mol。有機(jī)化合物中氧原子的物質(zhì)的量為：eq\f(12g－0.6mol×12g·mol－1－0.8mol×2×1g·mol－1,16g·mol－1)＝0.2mol。則n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.6∶(0.8×2)∶0.2＝3∶8∶1。故有機(jī)物的分子式為C3H8O?？键c(diǎn)有機(jī)物分子式的確定題點(diǎn)燃燒法確定有機(jī)物的分子式3．(2019·河北邯鄲一中高二月考)某有機(jī)物A用質(zhì)譜議測(cè)定如圖①，核磁共振氫譜示意圖如圖②，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可能為()A．HCOOH B．CH3CHOC．CH3CH2OH D．CH3CH2CH2COOH答案C解析根據(jù)圖示可知，該有機(jī)物的最大質(zhì)荷比為46，則A的相對(duì)分子質(zhì)量為46，則分子式為C2H6O或CH2O2，故B、D錯(cuò)誤；根據(jù)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?？键c(diǎn)有機(jī)物分子式和結(jié)構(gòu)式的確定題點(diǎn)核磁共振氫譜和質(zhì)譜法確定有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)題組2加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)比較4．下列物質(zhì)中既能發(fā)生加聚，又能發(fā)生縮聚反應(yīng)的是()A．B．C．HO—CH2—COOHD．H2N—CH2—CH=CH—COOH答案D考點(diǎn)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較題點(diǎn)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較5．下列合成高分子材料的化學(xué)方程式和反應(yīng)類(lèi)型均正確的是()A．nCH2=CH—CH3eq\o(→,\s\up7(一定條件下))CH2—CH2—CH2加聚反應(yīng)B．＋nHCHOeq\o(→,\s\up7(一定條件下))加聚反應(yīng)C．eq\o(→,\s\up7(一定條件下))縮聚反應(yīng)D．＋nCH2=CHCH3eq\o(→,\s\up7(一定條件下))加聚反應(yīng)答案D解析A、C、D發(fā)生的反應(yīng)都是加聚反應(yīng)，加聚反應(yīng)是發(fā)生在碳碳雙鍵上，A應(yīng)為故A、C錯(cuò)誤，D正確。B發(fā)生縮聚反應(yīng)，應(yīng)為＋nHCHOeq\o(→,\s\up7(一定條件下))＋nH2O，故B錯(cuò)誤。考點(diǎn)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較題點(diǎn)加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)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(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)(如)的高分子有可能成為導(dǎo)電塑料。下列高分子中可能成為導(dǎo)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(xiàn)的結(jié)構(gòu)，故選B?？键c(diǎn)高分子化合物單體的推斷題點(diǎn)高分子化合物單體的推斷7．(2019·三門(mén)峽高二檢測(cè))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=CH2②CH3—C≡C—CH3③CH2=CH—CN④CH3—CH=CH—CN⑤CH3—CH=CH2⑥CH3—CH=CH—CH3A．①④ B．②③C．①③ D．④⑥答案C解析丁腈橡膠的鏈節(jié)上有6個(gè)碳原子，一個(gè)碳碳雙鍵，它是通過(guò)加聚反應(yīng)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?？键c(diǎn)高分子化合物單體的推斷題點(diǎn)高分子化合物單體的推斷8．(2019·遼寧撫順重點(diǎn)高中協(xié)作校高二期末)下列各組物質(zhì)中，前者為高聚物，后者為它的單體，其中錯(cuò)誤的是()A．和CH2=CH—CH=CH2B．和C．D．H2N(CH2)4NH2和OHC(CH2)4CHO答案D解析的鏈節(jié)上含有6個(gè)碳原子，單體為和CH2=CH—CH=CH2，故A正確；的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于酚醛樹(shù)脂，單體為和故B正確；是通過(guò)加聚反應(yīng)生成的，故C正確；的單體為H2N(CH2)4NH2和HOOC(CH2)4COOH，故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)高分子化合物單體的推斷題點(diǎn)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(jù)高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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?？键c(diǎn)高分子化合物單體的推斷題點(diǎn)高分子化合物單體的推斷題組4高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及合成10．(2019·山東棗莊三中高二月考)用丙醛(CH3CH2CHO)制取聚丙烯CH2CH(CH3)的過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)類(lèi)型依次為()①取代②消去③加聚④酯化⑤氧化⑥還原A．①④⑥ B．⑤②③C．⑥②③ D．②④⑤答案C解析由目標(biāo)產(chǎn)物可知，需要的單體為CH2=CH—CH3，而CH2=CH—CH3可通過(guò)CH3CH2CH2OH發(fā)生消去反應(yīng)而制得，CH3CH2CH2OH可由CH3CH2CHO通過(guò)加成反應(yīng)得到，故選C?？键c(diǎn)高分子化合物合成路線的設(shè)計(jì)題點(diǎn)逆合成分析法11．聚維酮碘的水溶液是一種常用的碘伏類(lèi)緩釋消毒劑，聚維酮通過(guò)氫鍵與HI3形成聚維酮碘，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)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(gè)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(yīng)答案B解析聚維酮與HI3通過(guò)氫鍵形成聚維酮碘，聚維酮結(jié)構(gòu)為，是由通過(guò)加聚反應(yīng)生成的，A正確；聚維酮的聚合度為2m＋n，B錯(cuò)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(lèi)似肽鍵的結(jié)構(gòu)()，一定條件下可以發(fā)生水解反應(yīng)，D正確?？键c(diǎn)高分子化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及合成題點(diǎn)高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及合成12．(2019·北京豐臺(tái)區(qū)高二期末)下列關(guān)于聚乙炔CH=CH和聚合物ACH2—CH=CH—CH2的說(shuō)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(cuò)的結(jié)構(gòu)C．聚合物A的相對(duì)分子質(zhì)量是聚乙炔的兩倍D．1mol兩種聚合物的單體分別與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，最多消耗Br2的物質(zhì)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ACH2—CH=CH—CH2的單體是1,3-丁二烯，結(jié)構(gòu)不相似，不互為同系物，故A錯(cuò)誤；聚合物A中每3個(gè)單鍵與1個(gè)雙鍵交錯(cuò)，故B正確；聚合物A和聚乙炔的n值不同，二者的相對(duì)分子質(zhì)量沒(méi)有確定的關(guān)系，故C錯(cuò)誤；1mol乙炔能夠與2molBr2發(fā)生加成反應(yīng)，1mol1,3-丁二烯也能與2molBr2發(fā)生加成反應(yīng)，故最多消耗Br2的物質(zhì)的量之比為1∶1，故D錯(cuò)誤。考點(diǎn)高分子化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及合成題點(diǎn)高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及合成題組5有機(jī)高分子化合物合成路線的設(shè)計(jì)13．(2019·河北冀州中學(xué)高二期中)以1,3-丁二烯和對(duì)二甲苯為原料，制備化工產(chǎn)品G的合成路線如圖所示：(1)寫(xiě)出E中含氧官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：___________________________________。(2)寫(xiě)出①的反應(yīng)類(lèi)型：____________。(3)寫(xiě)出③的反應(yīng)條件：_____________________________________________。(4)已知Feq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Cu△))Heq\o(→,\s\up7(新制CuOH2懸濁液),\s\do5(△))Jeq\o(→,\s\up7(H＋))K。K是合成滌綸的重要原料之一，寫(xiě)出下列化學(xué)方程式：①H→J___________________________________________________________________；②E＋F→G______________________________________________________________。(5)的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)，且苯環(huán)上有三個(gè)取代基的有________種。答案(1)—COOH(2)取代反應(yīng)(或水解反應(yīng))(3)NaOH的醇溶液，加熱(4)①＋2Cu2O↓＋4H2O②＋nHOOC—CH=CH—COOHeq\o(→,\s\up7(一定條件))＋2nH2O(5)16解析對(duì)比原料1,3-丁二烯(CH2=CH—CH=CH2)與的結(jié)構(gòu)可知，1,3-丁二烯可與鹵素單質(zhì)(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(hù)碳碳雙鍵，防止其被氧化，所以反應(yīng)②中與HCl發(fā)生加成反應(yīng)生成B()，B經(jīng)氧化生成C()后，再通過(guò)消去反應(yīng)脫去HCl，還原成碳碳雙鍵，酸化后得到E(HOOC—CH=CH—COOH)；對(duì)二甲苯與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成的經(jīng)水解生成F，E與F發(fā)生縮聚反應(yīng)生成G()。(1)根據(jù)上述分析，E為丁烯二酸，含氧官能團(tuán)為羧基，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為—COOH。(2)反應(yīng)①為鹵代烴的水解反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)。(3)反應(yīng)③是鹵代烴的消去，反應(yīng)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(yīng)；E＋F→G是二元羧酸與二元醇之間的縮聚反應(yīng)。(5)苯環(huán)上有三個(gè)取代基可以是1個(gè)—CH2Cl、1個(gè)—CH3和1個(gè)—Cl，有10種；也可以是2個(gè)—Cl和1個(gè)—CH2CH3，有6種，共有16種同分異構(gòu)體?？键c(diǎn)有機(jī)高分子化合物合成路線的設(shè)計(jì)題點(diǎn)有機(jī)高分子化合物合成路線的設(shè)計(jì)14．A(C2H2)是基本有機(jī)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(yīng)條件略去)如下所示：回答下列問(wèn)題：(1)A的名稱(chēng)是__________________，B含有的官能團(tuán)的名稱(chēng)是_________________。(2)①的反應(yīng)類(lèi)型是________________，⑦的反應(yīng)類(lèi)型是______________。(3)C和D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為_(kāi)_____________________、____________________。(4)異戊二烯分子中最多有________個(gè)原子共平面，順式聚異戊二烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(5)寫(xiě)出與A具有相同官能團(tuán)的異戊二烯的所有同分異構(gòu)體_______________________(填結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。(6)參照異戊二烯的上述合成路線，設(shè)計(jì)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(yīng)消去反應(yīng)(3)CH3CH2CH2CHO(4)11(5)CH3—CH2—CH2C≡CH、CH3—CH2—C≡C—CH3(6)HC≡CHeq\o(→,\s\up7(CH3CHO),\s\do5(KOH))eq\o(→,\s\up7(Al2O3),\s\do5(△))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(yīng)生成可知B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CHOOCCH3，含有碳碳雙鍵和酯基，由此說(shuō)明CH≡CH與CH3COOH發(fā)生了加成反應(yīng)。水解生成C，C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為由聚乙烯醇縮丁醛