专题十二选修5第三单元

1、第三单元第三单元 合成有机化合物合成有机化合物1有机高分子化合物有机高分子化合物高分子化合物是相对小分子而言的，简称高分子化合物是相对小分子而言的，简称 。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过聚合反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。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。链节：链节： 。聚合度：聚合度： 。单体：单体： 。高分子高分子高分子化合物中重复的结构单元高分子化合物中重复的结构单元链节的重复次数，符号为链节的重复次数，符号为n能够合成高分子化合物的小分子物质能够合成高分子化合物的小分子物质2加聚反应和缩聚反应加聚反应和缩聚反应(1)加聚反应加聚反应

2、A定义：由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。定义：由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。 B产物特征：高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构。产物特征：高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构。C反应类型反应类型a聚乙烯类聚乙烯类(塑料纤维塑料纤维)b聚二烯类聚二烯类(橡胶橡胶) R可为可为H、Cl、CH3等。等。c混聚：两种或两种以上单体加聚：混聚：两种或两种以上单体加聚：nCH2=CHCH=CH2nCH2=CHCN d聚乙炔类：聚乙炔类：nCHCH (2)缩聚反应缩聚反应A定义：单体间相互作用生成高分子，同时还生成小分子定义：单体间相互作用生成高分子，同

3、时还生成小分子(如水、氨、卤代如水、氨、卤代氢等氢等)的聚合反应。的聚合反应。B产物特征：高聚物和小分子，高聚物与单体有不同组成。产物特征：高聚物和小分子，高聚物与单体有不同组成。C反应类型反应类型a聚酯类：聚酯类：OH与与COOH间的缩聚间的缩聚nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH nHOCH2CH2COOH b聚氨基酸类：聚氨基酸类：NH2与与COOH间的缩聚间的缩聚c酚醛树脂类酚醛树脂类合成高分子材料中，合成高分子材料中， 、 和和 应用最广泛，被称为应用最广泛，被称为“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剂，含有

4、少量使其具有特定性能的加工助剂，如增塑剂、防老化剂，其分类如下：如增塑剂、防老化剂，其分类如下： 塑料塑料合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶合成树脂合成树脂2合成纤维合成纤维 (1)合成纤维：合成纤维：利用利用 为原料制成单体，再经聚为原料制成单体，再经聚合反应而制成的纤维。其原料本身不是纤维。合反应而制成的纤维。其原料本身不是纤维。 (2)人造纤维：人造纤维：利利用用 为原料如芦苇、甘蔗渣、短棉、木材等经化学为原料如芦苇、甘蔗渣、短棉、木材等经化学加工和纺织而制成的纤维。它是利用原料本身所含的纤维素而制得的纤维。加工和纺织而制成的纤维。它是利用原料本身所含的纤维素而制得的纤维。石油、天然气、煤

5、和农副产品石油、天然气、煤和农副产品天然纤维天然纤维(3)合成纤维中，维纶具有较好的吸湿性，被称为合成纤维中，维纶具有较好的吸湿性，被称为“ ”；涤纶目前产量占第；涤纶目前产量占第一位，它是用对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下产生的，反应的化学方程式为：一位，它是用对苯二甲酸与乙二醇在催化剂作用下产生的，反应的化学方程式为：尼龙尼龙3. 合成橡胶合成橡胶 (1)橡橡胶的分类胶的分类(2)合成橡胶合成橡胶a原料：以石油、天然气为原料，以原料：以石油、天然气为原料，以 和和 等为单体，聚合而成。等为单体，聚合而成。b性能：具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。性能：具有高弹性、绝缘

6、性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。二烯烃二烯烃烯烃烯烃(3)几种常见的合成橡胶几种常见的合成橡胶名称名称单体单体结构简式结构简式顺丁顺丁橡胶橡胶CH2=CHCH=CH2丁苯橡胶丁苯橡胶(SBR)氯丁橡胶氯丁橡胶(CBR)4. 功能高分子的含义功能高分子的含义在在天然或合成高分子的天然或合成高分子的 上引入某种功能原子团，使其显示出在光、上引入某种功能原子团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能的高分子。电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能的高分子。主链或支链主链或支链5. 复合材料复合材料(1)含含义义指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中

7、一种材料作为指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种材料作为 ，其他材料作为其他材料作为 。(2)复合材料的性能复合材料的性能具有具有 、 、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。过了单一材料。 基体基体增强体增强体强度高强度高质量轻质量轻【例【例1】 (2008海南化学，海南化学，17)A、B、C、D、E均为有机化合物，它们之间的关均为有机化合物，它们之间的关系如下图所示系如下图所示( (提示提示： 在酸性高锰酸钾溶液中反应生成在酸性高锰酸钾溶液中反应生成RCOOH和和RCOOH，其中其中R和和R为烷基为烷基)。回答下列问题

8、：回答下列问题：(1)直链化合物直链化合物A的相对分子质量小于的相对分子质量小于90，A分子中碳、氢元素的总质量分数分子中碳、氢元素的总质量分数为为0.814，其余为氧元素，则，其余为氧元素，则A的分子式为的分子式为_；(2)已知已知B与与NaHCO3溶液完全反应，其物质的量之比为溶液完全反应，其物质的量之比为1 2，则在浓硫酸的，则在浓硫酸的催化下，催化下，B与足量的与足量的C2H5OH发生反应的化学方程式是发生反应的化学方程式是_，反应类型为反应类型为_；(3)A可以与金属钠作用放出氢气，能使溴的四氯化碳溶液退色，则可以与金属钠作用放出氢气，能使溴的四氯化碳溶液退色，则A的结构的结构简式是

9、简式是_；(4)D的同分异构体中，能与的同分异构体中，能与NaHCO3溶液反应放出溶液反应放出CO2的有的有_种，种，其相应的结构简式是其相应的结构简式是_。解析：解析：在在A中氧元素的质量分数为中氧元素的质量分数为0.186，若，若A的相对分子质量为的相对分子质量为90，则氧原子的，则氧原子的量为：量为： 1，由此推出，由此推出A中含有中含有1个氧原子，则个氧原子，则A的相对分子质量为的相对分子质量为 86。A能与金属钠作用放出能与金属钠作用放出H2，能使，能使Br2的的CCl4溶液退色，可知溶液退色，可知A中中有羟基和双键，由有羟基和双键，由D的分子式知的分子式知C是含有是含有2个个C的酸

10、即乙酸，则的酸即乙酸，则B含有含有3个个C且有且有2个个COOH，由以上可以推出，由以上可以推出A的结构简式的结构简式 ，分子，分子式：式：C5H10O，B为为HOOCCH2COOH。D是是CH3COOC2H5，属于酸的同分异构体，属于酸的同分异构体的是的是CH3CH2CH2COOH和和 。答案：答案：(1)C5H10O(2)HOOCCH2COOH2C2H5OH C2H5OOCCH2COOC2H52H2O酯化反应酯化反应(或取代反应或取代反应)(3)CH3CHCHCH2CH2OH(4)2CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH1有机合成的过程有机合成的过程(1)有机合成的概念有机合

11、成的概念有机合成指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和有机合成指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。功能的有机化合物。(2)有机合成的任务有机合成的任务有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。其过程示有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化。其过程示意图如下：意图如下：2有机合成的分析方法有机合成的分析方法(1)正合成法正合成法 (2)逆合成法逆合成法 (3)正逆结合法正逆结合法采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径结合起来，从采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径结合起来，从而

12、得到最佳合成路线。而得到最佳合成路线。3. 有机合成途径和路线选择的基本要求有机合成途径和路线选择的基本要求(1)起起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。始原料要廉价、易得、低毒性、低污染。(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。步骤越少，最后产率越高。应尽量选择步骤最少的合成路线。步骤越少，最后产率越高。(3)合成路线要符合合成路线要符合“绿色环保绿色环保”的要求。的要求。(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。(5)要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存

13、在的反应事实。4官能团及碳链的变化官能团及碳链的变化(1)官能团的引入官能团的引入引入羟基引入羟基(OH)：烯烃与水加成，卤代烃水解，酯的水解，醛、酮与：烯烃与水加成，卤代烃水解，酯的水解，醛、酮与H2加成等；加成等；引入卤原子引入卤原子(X)：烃的取代，不饱和烃与卤素：烃的取代，不饱和烃与卤素(X2)、HX的加成，醇与的加成，醇与HX的取代等；的取代等；引入双键：醇或卤代烃的消去，炔烃的加成，醇的氧化等。引入双键：醇或卤代烃的消去，炔烃的加成，醇的氧化等。(2)官能团的消除官能团的消除通过加成消除不饱和键；通过加成消除不饱和键；通过加成通过加成(加加H)或氧化或氧化(加加O)消除醛基；消除醛

14、基；通过消去或氧化或酯化等消去羟基。通过消去或氧化或酯化等消去羟基。(3)官能团的衍变官能团的衍变利用衍生关系引入官能团，如伯醇利用衍生关系引入官能团，如伯醇 通过化学反应增加官能团通过化学反应增加官能团通过某种手段，改变官能团位置通过某种手段，改变官能团位置(4)碳链的增长或缩短碳链的增长或缩短增长：有机物与增长：有机物与HCN加成；单体通过加聚或缩聚等。加成；单体通过加聚或缩聚等。减少：烃的裂化或裂解，脱羧反应减少：烃的裂化或裂解，脱羧反应(如制如制CH4)，苯的同系物的氧化，烯烃，苯的同系物的氧化，烯烃的氧化等。的氧化等。1(2008全国全国，29)A、B、C、D、E、F、G、H、I、J

15、均均为有机化合物。根据为有机化合物。根据以下框图，回答问题：以下框图，回答问题：(1)B和和C均为有支链的有机化合物，均为有支链的有机化合物，B的结构简式为的结构简式为_；C在浓硫酸作用下加热反应只能生成一种烯烃在浓硫酸作用下加热反应只能生成一种烯烃D，D的结构简式为：的结构简式为：_。(2)G能发生银镜反应，也能使溴的四氯化碳溶液退色，则能发生银镜反应，也能使溴的四氯化碳溶液退色，则G的结构简式为的结构简式为_。(3)的化学反应方程式是的化学反应方程式是_；的化学反应方程式是的化学反应方程式是_。(4)的反应类型是的反应类型是_，的反应类型是的反应类型是_，的反应类型是的反应类型是_。(5)

16、与与H具有相同官能团的具有相同官能团的H的同分异构体的结构简式为的同分异构体的结构简式为_。解析：解析：(1)根据框图，根据框图，A水解生成羧酸水解生成羧酸B和醇和醇C，由于，由于B中有支链，因此中有支链，因此B的结的结构简式为构简式为 ，而，而C为丁醇，又由于为丁醇，又由于C有支链，且其消去反有支链，且其消去反应生成一种烯烃应生成一种烯烃D，因此，因此C为为 或或 ，则则D的结构简式为的结构简式为 (D)在光照条件下和在光照条件下和Cl2发生取代反应，再结合发生取代反应，再结合G能发生银能发生银镜反应，可推得镜反应，可推得E、F、G的结构简式分别为：的结构简式分别为：G与新制与新制Cu(OH

17、)2反应生成反应生成H： 。(3)H和和CH3OH发生酯化反应生成发生酯化反应生成I： ，I再发生加聚反应生再发生加聚反应生成成J，方程式为：，方程式为： 而反应而反应为在为在NaOH的水溶液中发生卤代烃的水解反应。方程式为：的水溶液中发生卤代烃的水解反应。方程式为：(4)为酯的水解反应。为酯的水解反应。为烃的取代反应。为烃的取代反应。为醛的氧化反应为醛的氧化反应(5)H的结构简式为：的结构简式为： ；因此符合条件的同分异构体；因此符合条件的同分异构体有：有： (4)水解反应取代反应氧化反应水解反应取代反应氧化反应(5)CH2CHCH2COOH，CH3CHCHCOOH【例【例2】 下下面是一种

18、线型高分子的一部分：面是一种线型高分子的一部分：由此分析，这种高分子化合物的单体至少有由此分析，这种高分子化合物的单体至少有_种，它们的结构简式为种，它们的结构简式为_。解析解析：从本题所示的高分子化合物的长链结构中可以看出多处出现类似酯结构：从本题所示的高分子化合物的长链结构中可以看出多处出现类似酯结构的的 结构单元，所以这种高分子化合物是由酸与醇缩聚而成的聚酯。结构单元，所以这种高分子化合物是由酸与醇缩聚而成的聚酯。据长链可以得知结合处为据长链可以得知结合处为 ，则断裂处亦为，则断裂处亦为 ，断裂，断裂后后 部分加羟基，其余部分加氢，从左到右可依次得出它们的结构简部分加羟基，其余部分加氢，

19、从左到右可依次得出它们的结构简式。式。1加聚高聚物加聚高聚物(1)凡凡链节的主链只有两个碳原子链节的主链只有两个碳原子(无其他原子无其他原子)的高聚物，其合成单体为一的高聚物，其合成单体为一种，将两个半键闭合即可。如：种，将两个半键闭合即可。如： ，单体是单体是 。(2)凡链节主链有四个碳原子凡链节主链有四个碳原子(无其他原子无其他原子)，且链节无双键的高聚物，其单体，且链节无双键的高聚物，其单体为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。为两种，在正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。如：如： 的单体为的单体为 。(3)凡链节主链中只有碳原子，并存在凡链节主链中只有碳原子，并存在CC双键

20、结构的高聚物，其规律是：双键结构的高聚物，其规律是：“凡双凡双键，四个碳；无双键，两个碳键，四个碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将两个半键闭合，即单双键互换。划线断开，然后将两个半键闭合，即单双键互换。2缩聚高聚物缩聚高聚物(1)凡链节为凡链节为 结构的高聚物，其合成单体必为一种。在结构的高聚物，其合成单体必为一种。在亚氨基上加氢，在羰基碳上加羟基，即得高聚物单体。亚氨基上加氢，在羰基碳上加羟基，即得高聚物单体。(2)凡链节中间凡链节中间(不在端上不在端上)含有肽键的高聚物，从肽键中间断开，若两侧为不对称含有肽键的高聚物，从肽键中间断开，若两侧为不对称性结构的，其单体为两种；在亚氨基上加氢，

21、羰基碳原子上加羟基，即得高聚物性结构的，其单体为两种；在亚氨基上加氢，羰基碳原子上加羟基，即得高聚物单体。单体。(3)凡链节中间凡链节中间(不在端上不在端上)含有含有 酯基结构的高聚物，其合成单体为两酯基结构的高聚物，其合成单体为两种，从种，从 中间断开，羰基碳原子加羟基，氧原子上加氢原子，即得高中间断开，羰基碳原子加羟基，氧原子上加氢原子，即得高聚物单体。聚物单体。(4)高聚物高聚物 其链节中的其链节中的CH2来自于甲醛，故合成单体来自于甲醛，故合成单体为为 2某高聚物的结构片断如下：某高聚物的结构片断如下： 下列分析正确的是下列分析正确的是()A它是缩聚反应的产物它是缩聚反应的产物 B其单

22、体是其单体是CH2=CH2和和HCOOCH3C其链节是其链节是CH3CH2COOCH3 D其单体是其单体是CH2=CHCOOCH3解析：解析：首先要明确由于主链上没有特征基团，如首先要明确由于主链上没有特征基团，如“CH2”、“COOCH2”和和“CONH”等，因此该高聚物应是加聚产物。再根据加聚反应的特点去等，因此该高聚物应是加聚产物。再根据加聚反应的特点去分析，若主链内只有分析，若主链内只有CC键，这两个碳原子为一链节，取这个片断，将键，这两个碳原子为一链节，取这个片断，将CC链链变为有变为有C=C键，就找到合成这种高分子的单体。若主链内有键，就找到合成这种高分子的单体。若主链内有C=C键

23、，则以键，则以C=C为中心取四个碳原子为一个片断，变为中心取四个碳原子为一个片断，变C=C键为键为CC键，把原来与键，把原来与C=C键相邻的单键变为双键，即找到单体。本题属于第一种情况，主碳链只有键相邻的单键变为双键，即找到单体。本题属于第一种情况，主碳链只有CC键，因此其单体是键，因此其单体是CH2=CHCOOCH3。链节是该高聚物最小的重复单位，。链节是该高聚物最小的重复单位，应为应为 。答案：答案：D3. 以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到一种重要的化工产品增塑以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到一种重要的化工产品增塑剂剂G，如下图所示。，如下图所示。请完成下列各题：请完成下