202X年高考化学一轮复习第四章生命中的基础有机化学物质合成高分子化合物课件新人教版选修5

1、第四章生命中的基础有机化学物质合成高分子化合物考向一有机化学反应的基本类型考向一有机化学反应的基本类型 【通考点通考点融会贯通融会贯通】 有机化学反应基本类型有机化学反应基本类型1.1.取代反应取代反应(1)(1)特征特征: :上一下一上一下一, ,取而代之。取而代之。(2)(2)能发生取代反应的物质能发生取代反应的物质: :烷烃、芳香烃、醇、酚、烷烃、芳香烃、醇、酚、酯、羧酸、卤代烃。酯、羧酸、卤代烃。2.2.加成反应加成反应(1)(1)特征特征: :含不饱和键含不饱和键; ;断一上二断一上二, ,只上不下。只上不下。(2)(2)能发生加成反应的物质能发生加成反应的物质: :烯烃、炔烃、苯及

2、其同系烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮、单糖、不饱和高级脂肪酸的甘油酯等。物、醛、酮、单糖、不饱和高级脂肪酸的甘油酯等。3.3.消去反应消去反应(1)(1)特征特征: :含有含有XX或或OH,OH,与与XX或或OHOH相邻的碳相邻的碳原子上含有至少一个氢原子。消去后生成不饱和键。原子上含有至少一个氢原子。消去后生成不饱和键。(2)(2)能发生消去反应的物质能发生消去反应的物质: :卤代烃、醇等。卤代烃、醇等。4.4.加聚反应加聚反应(1)(1)特征特征: :含含 物质的性质物质的性质; ;生成物只有高分生成物只有高分子化合物子化合物, ,因此其组成与单体相同。因此其组成与单体相同。(2)(2)

3、能发生加聚反应的物质能发生加聚反应的物质: :烯、二烯、含烯、二烯、含 的其的其他类物质。他类物质。5.5.缩聚反应缩聚反应(1)(1)特征特征: :有小分子生成有小分子生成, ,因此高分子化合物的组成与因此高分子化合物的组成与单体不同。单体不同。(2)(2)能发生缩聚反应的物质能发生缩聚反应的物质: :苯酚与甲醛苯酚与甲醛; ;二元醇与二元酸二元醇与二元酸; ;羟基羧酸羟基羧酸; ;氨氨基酸基酸; ;葡萄糖。葡萄糖。6.6.氧化氧化还原反应还原反应(1)(1)氧化反应氧化反应类型类型:.:.在空气或氧气中燃烧在空气或氧气中燃烧.在催化剂存在时被氧气氧化在催化剂存在时被氧气氧化.有机物被某些非

4、有机物被某些非O O2 2的氧化剂氧化的氧化剂氧化a.a.能被酸性能被酸性KMnOKMnO4 4氧化的氧化的: :烯、炔、二烯、油脂烯、炔、二烯、油脂( (含含 的的) )、苯的同系物、酚、醛、葡萄糖等。、苯的同系物、酚、醛、葡萄糖等。b.b.能被银氨溶液或新制备的能被银氨溶液或新制备的Cu(OH)Cu(OH)2 2悬浊液氧化的悬浊液氧化的: :醛类、甲酸及甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖。醛类、甲酸及甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖。(2)(2)还原反应还原反应通常发生还原反应的物质通常发生还原反应的物质: :与氢气加成的醛或酮。与氢气加成的醛或酮。【通考法通考法一通百通一通百通】 聚合反应的应用聚合反应的应用

5、1.1.根据特点找单体根据特点找单体(1)(1)加聚反应的特点加聚反应的特点: :单体往往是带有双键或三键的单体往往是带有双键或三键的不饱和有机物不饱和有机物( (如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、异戊如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、异戊二烯等二烯等););高分子链节与单体的化学组成相同高分子链节与单体的化学组成相同; ;生生成物只有高分子化合物成物只有高分子化合物, ,一般形成线型结构。一般形成线型结构。(2)(2)缩聚反应的特点缩聚反应的特点: :单体不一定含有不饱和键单体不一定含有不饱和键, ,但但必须含有两个或两个以上的反应基团必须含有两个或两个以上的反应基团( (如如OHOH、COOHCOOH

6、、NHNH2 2、XX等等););缩聚反应不仅生成高聚物缩聚反应不仅生成高聚物, ,而且还生成小分子而且还生成小分子; ;所得高分子化合物的组成跟单所得高分子化合物的组成跟单体的化学组成不同。体的化学组成不同。2.2.简单高分子化合物单体的判断方法简单高分子化合物单体的判断方法(1)(1)加聚物单体的判断加聚物单体的判断(2)(2)缩聚物单体的判断缩聚物单体的判断【通考题通考题触类旁通触类旁通】 角度角度1 1有机反应类型的判断有机反应类型的判断1.(20191.(2019承德模拟承德模拟) )结构为结构为 的有机物的有机物可以通过不同的反应得到下列四种物质可以通过不同的反应得到下列四种物质生

7、成这四种有机物的反应类型依次为生成这四种有机物的反应类型依次为( () )A.A.取代、加成、酯化、消去取代、加成、酯化、消去B.B.取代、取代、加聚、消去取代、取代、加聚、消去C.C.酯化、取代、缩聚、取代酯化、取代、缩聚、取代D.D.取代、缩聚、酯化、消去取代、缩聚、酯化、消去【解析解析】选选D D。对比结构简式不同。对比结构简式不同, ,溴原子取代羟基溴原子取代羟基的位置的位置, ,发生取代反应发生取代反应; ;是高分子化合物是高分子化合物, ,链节上链节上有有COOHCOOH、OH,OH,故发生缩聚反应故发生缩聚反应; ;属于酯类属于酯类, ,故发故发生酯化反应生酯化反应( (取代反应

8、取代反应););对比不同无羟基有碳碳双对比不同无羟基有碳碳双键键, ,发生消去反应。发生消去反应。2.2.化合物化合物A( )A( )可由环戊烷经三步反应合成可由环戊烷经三步反应合成: : 则下列说法错误的是则下列说法错误的是( () )A.A.反应反应1 1可用的试剂是氯气可用的试剂是氯气B.B.反应反应3 3可用的试剂是氧气和铜可用的试剂是氧气和铜C.C.反应反应1 1为取代反应为取代反应, ,反应反应2 2为消去反应为消去反应D.AD.A可通过加成反应合成可通过加成反应合成Y Y【解析解析】选选C C。实现此过程。实现此过程, ,反应反应1 1为与卤素单质取代为与卤素单质取代, ,反应反

9、应2 2为卤代环戊烷与为卤代环戊烷与NaOHNaOH的水溶液取代生成醇的水溶液取代生成醇, ,反应反应3 3为醇的催化氧化为醇的催化氧化,A,A、B B正确正确,C,C错误错误; ;酮可催化加氢变酮可催化加氢变成相应的醇成相应的醇,D,D正确。正确。【加固训练加固训练】1.1.有机物的结构简式如图有机物的结构简式如图: : 。则此。则此有机物可发生的反应类型有有机物可发生的反应类型有( () )取代加成消去酯化水解氧化取代加成消去酯化水解氧化中和加聚中和加聚A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选D D。因含有羟基、羧基。因含有羟基、羧基, ,则能发生取代反应则能发生取代反应, ,故选

10、故选; ;因含有碳碳双键和苯环因含有碳碳双键和苯环, ,能发生加成反应能发生加成反应, ,故故选选; ;因与因与OHOH相连的相连的C C的邻位碳原子上有氢原子的邻位碳原子上有氢原子, ,则则能发生消去反应故能发生消去反应故, ,故选故选; ;因含有羟基、羧基因含有羟基、羧基, ,则能则能发生酯化反应发生酯化反应, ,故选故选; ;因含有酯基因含有酯基, ,则能发生水解反则能发生水解反应应, ,故选故选; ;因含有碳碳双键、因含有碳碳双键、OH,OH,能发生氧化反应能发生氧化反应, ,故选故选; ;因含有羧基因含有羧基, ,则能发生中和反应则能发生中和反应, ,选选; ;因有碳因有碳碳双键碳双

11、键, ,能发生加聚反应能发生加聚反应, ,故选。故选。2.(20192.(2019长沙模拟长沙模拟) )五倍子是一种常见的中草药五倍子是一种常见的中草药, ,其其有效成分为有效成分为X X。在一定条件下。在一定条件下X X可分别转化为可分别转化为Y Y、Z Z。下列说法错误的是下列说法错误的是( () )A.1 mol ZA.1 mol Z最多能与最多能与7 mol NaOH7 mol NaOH发生反应发生反应B.1 mol XB.1 mol X最多能与最多能与2 mol Br2 mol Br2 2发生取代反应发生取代反应C.YC.Y分子含有两种含氧官能团分子含有两种含氧官能团D.YD.Y能发

12、生加成、取代、消去、氧化、缩聚反应能发生加成、取代、消去、氧化、缩聚反应【解析解析】选选A A。A A项项,Z,Z中含有中含有5 5个酚羟基、个酚羟基、1 1个个COOHCOOH、1 1个酚酯基个酚酯基,1 mol Z,1 mol Z最多消耗最多消耗8 mol NaOH,8 mol NaOH,错误错误;B;B项项,X,X中酚羟基的邻、对位上的中酚羟基的邻、对位上的H H能被能被BrBr取代取代, ,正确正确;C;C项项,Y,Y中中含有羟基和羧基两种含氧官能团含有羟基和羧基两种含氧官能团, ,正确正确;D;D项项,Y,Y中有中有 , ,能发生加成反应能发生加成反应,OH,OH能发生取代反应能发生

13、取代反应,OH,OH邻位碳上有邻位碳上有H,H,能发生消去反应能发生消去反应, , 、OHOH均能被均能被氧化氧化,COOH,COOH和和OHOH能缩聚成酯能缩聚成酯, ,正确。正确。角度角度2 2高分子化合物单体的判断高分子化合物单体的判断3.3.高分子化合物的结构如下高分子化合物的结构如下: :其单体可能是其单体可能是( () )CHCH2 2CHCNCHCN乙烯乙烯1,3-1,3-丁二烯苯乙炔丁二烯苯乙炔苯乙烯苯乙烯1-1-丁烯丁烯A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选A A。该高分子化合物属于加聚反应生成的。该高分子化合物属于加聚反应生成的高聚物高聚物, ,链节的主链上存在碳

14、碳双键结构链节的主链上存在碳碳双键结构, ,按如图方式按如图方式断键断键: ,: ,其单体是其单体是CHCH2 2CHCNCHCN、CHCH2 2CHCHCHCHCHCH2 2、 , ,故故A A正确。正确。【加固训练加固训练】1.1.最新研究表明最新研究表明, ,咖啡中含有的咖啡酸能使人的心脑咖啡中含有的咖啡酸能使人的心脑血管更年轻。咖啡酸的球棍模型如图血管更年轻。咖啡酸的球棍模型如图, ,下列有关咖啡下列有关咖啡酸的叙述中不正确的是酸的叙述中不正确的是 ( () )A.A.咖啡酸的分子式为咖啡酸的分子式为C C9 9H H8 8O O4 4B.B.咖啡酸中的含氧官能团只有羧基、酚羟基咖啡酸

15、中的含氧官能团只有羧基、酚羟基C.C.咖啡酸可以发生氧化反应、消去反应、酯化反应、咖啡酸可以发生氧化反应、消去反应、酯化反应、加聚反应加聚反应D. D. 是咖啡酸的一种同分异构体是咖啡酸的一种同分异构体,1 mol,1 mol该物质与该物质与NaOHNaOH溶液反应时最多消耗溶液反应时最多消耗NaOH 3 molNaOH 3 mol【解析解析】选选C C。根据球棍模型可知咖啡酸的结构简式。根据球棍模型可知咖啡酸的结构简式为为 , ,其分子式为其分子式为C C9 9H H8 8O O4 4,A,A项正项正确。咖啡酸中的含氧官能团有羧基和酚羟基确。咖啡酸中的含氧官能团有羧基和酚羟基,B,B项正项正

16、确。根据结构简式可知咖啡酸不能发生消去反应确。根据结构简式可知咖啡酸不能发生消去反应, ,故故C C项错误。项错误。1 mol 1 mol 水解时水解时,2 mol,2 mol酯基消酯基消耗耗2 mol NaOH,2 mol NaOH,水解生成的水解生成的1 mol1 mol酚羟基又消耗酚羟基又消耗1 mol 1 mol NaOH,NaOH,共消耗共消耗3 mol NaOH,D3 mol NaOH,D项正确。项正确。2.(20192.(2019晋城模拟晋城模拟) )下面是下面是2,6-2,6-二氯苯胺的合成路线二氯苯胺的合成路线: :下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.反应属于

17、取代反应反应属于取代反应, ,反应属于加成反应反应属于加成反应B.B.反应属于取代反应反应属于取代反应, ,反应属于氧化反应反应属于氧化反应C.C.反应属于取代反应反应属于取代反应, ,反应属于取代反应反应属于取代反应D.D.反应属于取代反应反应属于取代反应, ,反应属于加成反应反应属于加成反应【解析解析】选选C C。根据取代反应的定义。根据取代反应的定义, ,可以判断出反应可以判断出反应均属于取代反应。均属于取代反应。3.3.某高聚物可表示为某高聚物可表示为: : 下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是( () )A.A.该高聚物是通过加聚反应生成的该高聚物是通过加聚反应生成的B.B.合成该高

18、聚物的单体有三种合成该高聚物的单体有三种C.1 molC.1 mol该物质能与该物质能与1 mol H1 mol H2 2加成加成, ,生成不含生成不含 的物质的物质D.D.该高聚物能被酸性该高聚物能被酸性KMnOKMnO4 4溶液氧化溶液氧化【解析解析】选选C C。1 mol 1 mol 该高分子化合物中含有该高分子化合物中含有n n个个 , ,故故1 mol 1 mol 该高分子化合物能与该高分子化合物能与n mol Hn mol H2 2加成加成, ,能使能使KMnOKMnO4 4酸性溶液褪色。合成该物质的单体有三种酸性溶液褪色。合成该物质的单体有三种, ,即即 、CHCH2 2CHCH

19、2 2和和CHCH3 3CHCHCHCH2 2。4.(20194.(2019长沙模拟长沙模拟) )聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯( )( )的缩写代号为的缩写代号为PMMA,PMMA,俗称有机玻璃。下列有关说法中错俗称有机玻璃。下列有关说法中错误的是误的是( () )A.A.合成合成PMMAPMMA的单体是甲基丙烯酸和甲醇的单体是甲基丙烯酸和甲醇B.B.聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为(C(C5 5H H8 8O O2 2) )n nC.C.聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子合成材料聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子合成材料D.D.甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯CHCH

20、2 2C(CHC(CH3 3)COOCH)COOCH3 3 中碳原子可能中碳原子可能都处于同一平面都处于同一平面【解析解析】选选A A。聚甲基丙烯酸甲酯的单体为。聚甲基丙烯酸甲酯的单体为CHCH2 2C(CHC(CH3 3)COOCH)COOCH3 3, ,故故A A错误错误; ;由题给结构简式可知由题给结构简式可知, ,聚聚甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为甲基丙烯酸甲酯的分子式可表示为(C(C5 5H H8 8O O2 2) )n n, ,故故B B正确正确; ;聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子合成材料聚甲基丙烯酸甲酯属于有机高分子合成材料, ,故故C C正确正确; ;甲基丙烯酸甲酯中碳碳双键、

21、甲基丙烯酸甲酯中碳碳双键、 均为平面结构均为平面结构, ,且直接相连且直接相连, ,则通过单键的旋转碳原子可能都处于同一则通过单键的旋转碳原子可能都处于同一平面平面, ,故故D D正确。正确。考向二有机合成中碳骨架的构建和官能团的转化考向二有机合成中碳骨架的构建和官能团的转化 【通考点通考点融会贯通融会贯通】 1.1.有机合成中碳骨架的构建有机合成中碳骨架的构建碳链增长的反应碳链增长的反应加聚反应加聚反应: :如如 缩聚反应缩聚反应: :如如酯化反应酯化反应: :如如CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2OH+CHOH+CH3 3COOH CHCOOH CH3 3COOCHCOOCH2 2

22、CHCH2 2CHCH3 3+H+H2 2O O。利用题目信息所给反应利用题目信息所给反应, ,如如: :醛酮中的羰基与醛酮中的羰基与HCNHCN加成。加成。2.2.碳链减短的反应碳链减短的反应(1)(1)烷烃的裂化反应烷烃的裂化反应: :如如C C8 8H H1818 C C4 4H H1010+C+C4 4H H8 8(2)(2)酯类、糖类、蛋白质的水解反应酯类、糖类、蛋白质的水解反应: :如如CHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+ +NaOH CHNaOH CH3 3COONa+CCOONa+C2 2H H5 5OHOH利用题目信息所给反应利用题目信息所给反应, ,如如: :

23、烯烃、炔烃的氧化反应烯烃、炔烃的氧化反应, ,羧酸及其盐的脱羧反应羧酸及其盐的脱羧反应(3)(3)常见由链成环的方法常见由链成环的方法二元醇成环二元醇成环: :羟基酸酯化成环羟基酸酯化成环: :氨基酸成环氨基酸成环: :二元羧酸成环二元羧酸成环: :利用题目所给信息成环利用题目所给信息成环, ,如常给信息二烯烃与单烯如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环烃的聚合成环: :3.3.有机合成中官能团的转化有机合成中官能团的转化(1)(1)官能团的引入官能团的引入引入官能团引入官能团引入方法引入方法引入卤素引入卤素原子原子烃、酚的取代烃、酚的取代; ;不饱和烃与不饱和烃与HXHX、X X2 2的加成的加

24、成; ;醇与氢卤酸醇与氢卤酸(HX)(HX)反应反应引入羟基引入羟基烯烃与水加成烯烃与水加成; ;醛酮与氢气加醛酮与氢气加成成; ;卤代烃在碱性条件下水解卤代烃在碱性条件下水解; ;酯酯的水解的水解; ;葡萄糖发酵产生乙醇葡萄糖发酵产生乙醇引入官能团引入官能团引入方法引入方法引入碳引入碳碳双键碳双键某些醇或卤代烃的消去某些醇或卤代烃的消去; ;炔烃不完炔烃不完全加成全加成; ;烷烃裂化烷烃裂化引入碳引入碳氧双键氧双键醇的催化氧化醇的催化氧化; ;连在同一个碳上的连在同一个碳上的两个羟基脱水两个羟基脱水; ;含碳碳三键的物质与含碳碳三键的物质与水加成水加成引入羧基引入羧基醛基氧化醛基氧化; ;酯

25、、肽、蛋白质、羧酸酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解盐的水解(2)(2)官能团的消除官能团的消除通过加成反应可以消除不饱和键通过加成反应可以消除不饱和键( (双键、三键、双键、三键、苯环苯环););通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基通过消去、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。通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。(3)(3)官能团的改变官能团的改变利用官能团的衍生关系进行衍变利用官能团的衍生关系进行衍变, ,如如通过某种化学途径使一个官能团变为两个通过某种化学途径使一个官能团变为两个, ,如如通过某种手段

26、改变官能团的位置通过某种手段改变官能团的位置, ,如如【通考题通考题触类旁通触类旁通】 角度角度1 1有机合成中碳骨架的构建有机合成中碳骨架的构建1.1.化合物化合物C C是某合成路线的中间体是某合成路线的中间体, ,可通过下列路径合可通过下列路径合成成: :回答下列问题回答下列问题: :(1)CH(1)CH3 3CHCH2 2OHOH分子中的官能团名称是分子中的官能团名称是_。(2)A(2)A与与H H2 2反应的反应类型为反应的反应类型为_;A_;A的一氯代物同的一氯代物同分异构体数目有分异构体数目有_种。种。(3)(3)写出由写出由B B生成生成C C的化学方程式的化学方程式:_:_。【

27、解析解析】(1)CH(1)CH3 3CHCH2 2OHOH分子中含有的官能团的名称为分子中含有的官能团的名称为羟基。羟基。(2) (2) 分子中含有苯环分子中含有苯环, ,苯环在催化剂条件下可与氢苯环在催化剂条件下可与氢气发生加成反应气发生加成反应,A,A的一氯代物的同分异构体有的一氯代物的同分异构体有4 4种种, ,分别分别为为 (3) (3) 可被酸性高锰酸钾溶液氧化生成可被酸性高锰酸钾溶液氧化生成 , , 再与再与CHCH3 3OHOH发生酯化反应可生成发生酯化反应可生成 答案答案: :(1)(1)羟基羟基(2)(2)加成反应加成反应4 4【加固训练加固训练】(2019(2019漳州模拟

28、漳州模拟)1,4-)1,4-二氧六环醚是一种常见的有机二氧六环醚是一种常见的有机溶剂。它可以通过下列合成路线制得溶剂。它可以通过下列合成路线制得: :其中的其中的A A可能是可能是( () )A.A.乙烯乙烯 B.B.乙醇乙醇C.C.乙二醇乙二醇D.D.乙醛乙醛【解析解析】选选A A。本题采用逆推法分析。本题采用逆推法分析, , 由由2 2分分子子HOCHHOCH2 2CHCH2 2OHOH脱水生成脱水生成,C,C由由CHCH2 2BrCHBrCH2 2BrBr水解生成水解生成,B,B由由CHCH2 2CHCH2 2和和BrBr2 2加成生成。加成生成。2.(20192.(2019九江模拟九江

29、模拟) )工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯乙酯( ),( ),其过程如下其过程如下: :根据合成路线填写下列空白根据合成路线填写下列空白: :(1)(1)有机物有机物A A的结构简式的结构简式_,B_,B的结构的结构简式简式_。(2)(2)反应属于反应属于_反应反应, ,反应属于反应属于_反反应。应。(3)(3)反应和的目的是反应和的目的是_。(4)(4)写出反应的化学方程式写出反应的化学方程式:_:_。【解析解析】此题可采用此题可采用“顺推法顺推法”和和“逆推法逆推法”相结合相结合的方式的方式, ,反应是甲苯与反应是甲苯与ClCl2 2的取代反应的取代反应, ,可知可知A A是卤代是卤代烃烃, ,从反应的产物可知反应是一个卤代烃的水解反从反应的产物可知反应是一个卤代烃的水解反应应, ,这样就可直接推出有机物这样就可直接推出有机物A A。B B、C C两种物质的推断两种物质的推断应结合起来应结合起来, ,反应是反应是B B与