高三化学合成材料和有机合成人教实验版知识精讲Word下载.docx
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分子中的原子以共价键相互联结成一条很长的卷曲状态的“链”
分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三度空间的网状结构
溶解性
能缓慢溶解于适当溶剂
很难溶解，但往往有一定程度的胀大
性能
具热塑性，无固定熔点
具热固性，受热不熔化
特性
强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好
强度大、绝缘性好，有可塑性
（1）有机高分子化合物形成物质是混合物。
对高分子材料来说，它是由许多聚合度不完全相同的高分子聚集在一起（即许多不同分子），所以通常讲高分子化合物形成的物质是混合物。
（2）有机高分子化合物一般形成非晶体的分子型物质。
高分子化合物分子量虽然很大，但存在单个分子，所以不属于原子晶体。
3、合成有机高分子化合物的常见反应类型
（1）加聚反应：
由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的化合物分子的反应。
①均聚反应：
发生加聚反应的单体只有一种。
如：
②共聚反应：
发生加聚反应的单体有两种或多种。
nCH2＝CH2＋nCH2＝CH—CH2
【归纳总结】加聚反应的特点是：
①单体往往是带有双键或三键的不饱和化合物（如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、甲酸、异戊二烯等）；
②高分子链节与单体的化学组成相同；
③生成物只有高分子化合物，一般形成线型结构。
（2）缩聚反应：
有两个或两个以上官能团的单体相互结合，生成高分子化合物，同时生成小分子（如H2O、HX、NH3和醇等）。
①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。
＋nH2O
②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。
nHOOCCOOH＋nHOCH2CH2OH
＋2nH2O
③以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成H2O的方式而进行的缩聚反应。
nNH2—（CH2）6—NH2＋nHOOC—（CH2）6—COOH
＋2H2O
【归纳总结】缩聚反应的特点是：
①单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应基团（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）；
②缩聚反应的结果，不仅生成高聚物，而且还有小分子生成；
③所得高分子化合物的组成跟单体的化学组成不同。
（二）有机合成
1、合成原则：
原料价廉，原理正确，途径简便，便于操作，条件适宜，易于分离。
2、合成思路：
解答有机合成题常用方法有“正推法”和“逆推法”。
具体到某一个题目是用正推法还是逆推法，还是正推、逆推双向结合，这要由题目给出的条件决定。
近几年考题中出现的问题多以逆推为主，使用该方法的思维途径是：
（1）首先确定所要合成的有机物属何类型，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。
（2）以题中要求最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得。
若甲不是所给已知原料，需再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应制得，一直推导到题目中给定的原料为终点。
（3）在合成某一种产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，应当在兼顾原料省、产率高的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。
3、合成必备的基础知识：
（1）能团的引入：
①引入卤素原子：
烯、炔的加成，烷、苯及其同系物，醇的取代等；
②引入双键：
醇、卤代烃的消去，炔的不完全加成等；
③引入羟基：
烯加水，醛、酮加H2，醛的氧化，酯水解，卤代烃水解，糖分解为乙醇和CO2等；
④生成醛、酮：
烯的催化氧化，醇的催化氧化等。
（2）碳链的改变：
①增长碳链：
酯化、炔、烯加HCN，聚合，肽键的生成等；
②减少碳链：
酯水解、裂化、裂解、脱羧，烯催化氧化，肽键水解等。
（3）成环反应：
不饱和烃小分子加成（三分子乙炔生成苯）；
酯化、分子间脱水，缩合、聚合等。
4、合成题的“突破口”：
（1）找已知条件最多的，信息量最大的地方；
（2）寻找最特殊的——特殊物质、特殊反应条件、特殊颜色等等；
（3）特殊的分子式，这种分子式只能有一种结构；
（4）如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。
【归纳总结】
（1）常见的有机反应类型：
常见的有机反应类型有：
取代反应、加成反应、消去反应、酯化反应、水解反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、缩聚反应等。
判断有机物反应类型，关键分析有机物含有的官能团。
醇羟基能发生氧化、取代、酯化、消去等反应，醛基能发生氧化、还原等反应，而羧基能发生酯化反应，酯往往发生水解，含有醛基、碳碳不饱和键的物质能发生加成反应。
（2）有机物（反应物与生成物）之间的相互联系：
一个有机化学反应，对反应物而言是该有机物的性质，对生成物而言则是它的制法。
性质—制法这个链条，就是有机物相互联系的桥梁。
①相互取代关系：
如卤代烃与醇的关系，R—X
R—OH，实际上是卤素原子与羟基的相互取代。
②氧化还原关系：
如醇与醛、酸之间的相互转化，实际上是醇中的—CH2—OH
—CHO
—COOH
③消去加成关系：
如CH3CH2OH与浓硫酸共热170℃发生消去反应生成乙烯和水，而乙烯在催化剂、加热、加压条件下与水发生加成反应生成乙醇，实际上是前者消去羟基和H原子形成新的官能团不饱和键，后者则是打开不饱和键结合水中的—H和—OH形成具有官能团—OH的醇的过程。
④结合重组关系：
如醇与羧酸的酯化反应以及酯的水解RCOOH＋
—OH
R—COO
＋H2O，酯化反应实际上是醇中—OH与羧酸中—COOH相互作用，重新组合生成—COO—和H—OH的过程，而酯的水解实际上是酯中—COO—和H—OH相互作用，重新组合形成具有官能团—OH的醇和—COOH的羧酸的过程。
（三）有机推断
有机推断属于综合运用各类有机物官能团性质、相互衍变关系的知识，结合有关计算的能力试题。
分析解答有机推断题，要灵活运用有机物官能团之间的相互转化关系，准确理解题中信息，抓住提示，找准解题的突破口（明显反应条件、已知结构和组成等），采用正向思维和逆向思维的方法，进行分析推理，大胆假设、小心求证，提高解题技能和技巧。
熟练掌握各类有机物的性质及其转化关系，是推断未知物的前提，分析有机物推断题常用的方法有：
1、顺推法：
抓住有机物的结构、性质和实验现象这条主线，由已知逐步推向未知，最后得出正确的结论。
2、逆推法：
从最终的生成物逐步推测各步所需的反应物，再把整个题中各物质联系起来，从而得出正确的推断。
3、剥离法：
先把明显的未知物剥离出来，然后根据已知物逐步推测未知物的结构，得出正确的结论。
4、分步推理法：
先根据题意进行分步推理，然后再将各步反应物（或生成物）的结构进行综合，最后得出正确的结论。
【典型例题】
例1.某高分子化合物的部分结构如下：
下列说法不正确的是（）
A.聚合物的链节是
B.聚合物的分子式为（C2H2Cl2）n
C.聚合物的单体是CHCl＝CHCl
D.若n为聚合度，则其相对分子质量为97n
分析：
因为高分子主链上均为C原子，又由于单体是重复的结构单元，且碳碳单键可以旋转，所以链节是
，单体是CHCl＝CHCl。
答案A
例2.感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。
其结构简式为：
，试回答下列问题：
（1）已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简式____、_____。
（2）写出在
（1）中由两种单体生成高聚物的化学反应方程式：
____________。
（3）对此高聚物的性质判断不正确的是_______________
A.在酸性条件下可以发生水解
B.此高聚物不能使溴水褪色
C.此高聚物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.此高聚物可与液溴发生取代反应E.此高聚物水解后可得到另外一种高聚物
（1）由高聚物的结构简式可知，它相当于由
聚合而成的，这种酯由单体CH2＝CH—OH和
制得。
（2）先写出CH2＝CH—OH和
发生酯化反应的化学方程式，再写出生成物发生加聚反应的化学方程式，将两者相加消去中间产物得到要写的化学方程式。
（3）由高聚物的结构简式可以看出，该高分子材料中含有碳碳双键（
）和
两种官能团，具有烯烃和酯类物质的性质，B不正确。
答案：
（1）CH2＝CH—OH；
（2）nCH2＝CH—OH＋n
（3）B
例3.根据图示填空：
（1）化合物A含有的官能团是_______________。
（2）B在酸性条件下与Br2反应得到E，E在足量的氢氧化钠醇溶液作用下转变成F，由E转变成F时发生两种反应，其反应类型分别是____________。
（3）D的结构简式是____________。
（4）1molA与2molH2反应生成1molG，反应方程式是____________。
（5）与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是_______________。
A能与银氨溶液反应，说明Ａ中有—CHO，能与NaHCO3反应，则Ａ中还有—COOH，当A与H2反应生成G时，—CHO转变为—CH2OH，G既有—COOH又有—OH，在酸性条件下，发生酯化反应，生成环内酯C4H6O2。
又因为F中碳原子在一条直线上（说明F中存在C≡C），则4个C原子无支链结构。
所以H为
，G为CH2OHCH2CH2COOH。
根据（4）中1molA与2molH2反应，其中—CHO需1molH2，则说明A中还有一个C＝C，因此A为OHC—CH＝CHCOOH，B为HOOC—CH＝CH—COOH，D为NaOOC—CH＝CH—COONa，C为OHC—CH＝CH—COONa，在醇碱溶液中发生消去反应与中和反应后生成的F为NaOOC—C≡C—COONa，又因为—CHO与—COOH必须在碳链链端，将—CHO（或—COOH）看作为取代基团，可移到C＝C的另一个碳原子上，所以A的同分异构体（具有相同官能团）为
。
（1）碳碳双键、醛基、羧基
（2）消去反应、中和反应（3）NaOOC—CH＝CH—COONa（4）OHC—CH＝CH—COOH＋2H2
HO—CH2—CH2—CH2—COOH（5）
例4.已知水解聚马来酸酐（HPMA）普遍在锅炉用水中做阻垢剂，按下图步骤可以从不饱和烃A合成HPMA。
（1）写出结构简式：
A_______，C_______；
（2）反应①属于_______反应，反应②属于_______反应。
（填反应类型）；
（3）写出②⑤⑧的化学方程式
②_____________________________________________________________；
⑤_____________________________________________________________；
⑧_____________________________________________________________；
（4）在上述合成路线中，有人提议略去③④⑤⑥，由C直接制得H而使实验简化，请你评论该建议是否合理？
理由是什么？
综观整个框图及题干信息，可知本题的突破点有两个：
一是A为不饱和烃，二是分子的结构。
从它们在框图中所在的位置来看，此题应采用正向、逆向思维相结合的方式来推理。
由不饱和烃A与Br2按1∶1的关系进行反应，可知①为加成反应，B为卤代烃，而A的不饱和度可能大于1；
由B生成C的条件可知，反应②应为卤代烃的水解反应，其实质为取代反应，C应为醇类物质；
再由
可推得反应③为加成反应，即C中应含有C＝C双键，由醇—OH的位置可知反应①所加成的Br原子位于B分子的两端，再由
中含有4个碳原子，逆推回去，A中也应含有4个碳原子。
综合反应①②③的信息可知，A为1，3－丁二烯（CH2＝CH—CH＝CH2），B是A与Br2发生1，4－加成的产物BrCH2—CH＝CH—CH2Br，C为HO—CH2—CH＝CH—CH2—OH。
依以上结论由反应④顺推下去，可知F为
，G为NaOOC—CH＝CH—COONa，H为HOOC—
CH＝CH—COOH，I为
，反应⑦的方程式为HOOC—CH＝CH—COOH
（Ⅰ）＋H2O因上述生成物Ⅰ中含有C＝C双键，故可发生加聚反应
生成聚合物（C4H2O3）n。
若由C直接制H，即由HO—CH2—CH＝CH—CH2OH直接制HOOC—CH＝CH—COOH，则—CH2OH在氧化为—COOH的过程中C＝C也要被氧化，从而使合成HPMA的目的难以实现。
而③④⑤⑥步的操作，实际上是起了一个保护C＝C的作用。
（1）CH2＝CH—CH＝CH2；
HO－CH2—CH＝CH—CH2OH
（2）加成取代
例5.乙酰水杨酸（俗称阿司匹林）是一种常见的解热、消炎、镇痛药物。
以苯为主要原料，可以通过下图所示途径制取阿司匹林和冬青油：
请按要求回答：
（1）请写出有机物的结构简式：
A_________；
B_________；
C_________。
（2）写出变化过程中①、⑥的化学方程式（注明反应条件）
反应①________________________；
反应⑥____________________________。
（3）变化过程中的②属于____________反应，⑦属于___________反应。
（4）物质的量相等的冬青油和阿司匹林完全燃烧时消耗氧气的量，冬青油比阿司匹林____________。
（5）怎样根据化学平衡移动的观点理解用乙酸酐代替乙酸可以提高阿司匹林的产率?
__________________________________________。
请写出当用乙酸酐作原料时，合成阿司匹林的化学方程式___________________________________。
（6）返潮的阿司匹林片为什么不能服用?
本题为有机合成题。
题中给出以苯为主要原料合成阿司匹林和冬青油的流程图，要求学生写出有关有机物的结构简式、反应的化学方程式和反应类型，从而考查学生对有机物知识的掌握程度。
解答该题可以按照合成流程图进行顺推和逆推，判断出各物质的属类和结构简式，然后写出相应的化学方程式。
由B与CH3COOH反应生成了阿司匹林可逆推B为
，由此可顺推C为
（1）A：
B：
C：
（2）①
＋Br2
＋HBr
⑥
＋CH3OH
＋H2O
（3）②为水解反应（取代）⑦为酯化反应（取代）
（4）少
（5）乙酸酐能与水反应，生成乙酸，使平衡向右移动。
（6）阿司匹林片在潮湿空气中会水解生成水杨酸和乙酸，返潮的阿司匹林已变质，所以不能服用。
【模拟试题】
1.烷基苯在高锰酸钾酸性溶液的作用下，侧链被氧化成羧基，例如：
化合物A～E的转化关系如图1所示，已知：
A是芳香化合物，只能生成三种一溴化合物，B有酸性，C是常用增塑剂，D是有机合成的重要中间体和常用化学试剂（D也可由其他原料催化氧化得到），E是一种常用的指示剂——酚酞，结构如图2。
图1图2
写出A、B、C、D的结构简式：
（1）A.___________________________________________________________________；
（2）B.___________________________________________________________________；
（3）C.___________________________________________________________________；
（4）D.___________________________________________________________________。
2.有机物A是人体生理活动代谢的中间产物，在一定条件下可发生如图所示的化学反应，其中F作为可降解塑料受到关注，E是六原子环的化合物。
回答有关问题：
（1）上述物质中含官能团（—COOH）的有_______________。
（2）E的结构简式是_______________。
（3）由A生成B的化学反应方程式是____________。
（4）写出反应类型：
C→D_______________；
A→F_______________。
（5）写出A的同类别的同分异构体：
_______________。
3.乙烯利是目前农业生产中普遍使用的植物生长调节剂，对促进橡胶、蔬菜、水果、棉花等的早熟均具有非常好的效果。
乙烯利的工业生产是用乙烯等为原料经下列步骤进行的（其中乙烯转化为氯乙醇有图示的两种途径）：
请回答下列问题：
（1）有机化学的基本反应类型有：
A.加成反应B.消去反应C.取代反应D.重排反应四种。
其中重排反应是指像CH2＝CH—OH
一类的反应，即反应的过程只是原子在分子内的结合方式发生重新排列。
请指出合成路线中下列反应所属的基本类型（填代号）：
③_______________，⑥_______________，⑦_______________。
（2）写出反应方程式：
①_______________；
⑤____________。
（3）乙烯利的制取过程较好地体现了绿色化学的两个特征：
原料的原子利用率高（原料中的原子尽可能多地转化到产品中），不向或少向环境中遗留副产物。
如上述过程中的有机副产物（写结构简式）_______________就可以在该合成中重复利用。
4.提示：
通常，溴代烃既可以水解生成醇，也可以消去溴化氢生成不饱和烃。
请观察下列化合物A～H的转换反应的关系图（图中副产物均未写出），并填写空白：
（1）写出图中化合物C、G、H的结构简式：
C_________、G____________、H__________。
（2）属于取代反应的有（填数字代号）____________。
5.已知烯烃中C＝C双键在某些强氧化剂作用下易发生断裂，因而在有机合成中有时需要对其进行保护。
保护的过程可简单表示如下：
①
②
又知卤代烃在碱性条件下易发生水解，例如：
CH3CH2Cl＋H2O
CH3CH2OH＋HCl，但烯烃中
在酸性条件下才能与水发生加成反应。
现用石油产品丙烯及必要的无机试剂合成丙烯酸，设计的合成流程如下：
CH3CH＝CH2
请写出②③④三步反应的化学方程式。
6.已知烯烃经臭氧氧化，再用Zn和水还原可得含
的化合物：
如
已知酰卤极易与水反应，如：
现以氯丁橡胶的废弃物A为原料，经如下转化可得一种新的聚酯纤维D。
氯丁橡胶结构简式为
（已知B能发生银镜反应）
（1）写出B、D的结构简式：
B._______________，D._______________。
（2）写出C转化为D的化学方程式，并注明反应条件_______________。
（3）以上转化，具有的意义是________________________________________________。
7.乳酸
是人体生理活动的一种代谢产物，以下是采用化学方法对乳酸进行加工处理的过程，其中F、G为链状高分子化合物。
B.____________；
C._______________；
E.____________。
（2）从下述三个有机反应基本类型中选择，指出反应①、⑤所属的反应类型（填代号）。
①________，⑤________。
a.取代反应b.加成反应c.消去反应
（3）写出下列反应的化学方程式③_______________；
⑦_______________。
（4）作为隐形眼镜的制作材料，对其性能除应具有良好的光学性能外，还应具有良好的透气性和亲水性，一般采用D的聚合物G，而不是C的聚合物F作隐形眼镜，其主要理由是_____________________________________________________________。
试题答案
1.
（1）
（2）
（3）
（4）
2.
（1）AB
（3）CH3CH（OH）COOH
CH2＝CHCOOH＋H2O
（4）消去反应缩聚反应（5）HOCH2CH2COOH
3.
（1）ADC
（2）CH2＝CH2＋Cl2→CH2Cl—CH2Cl；
＋PCl3→P（OCH2CH2Cl）3
（3）CH2ClCH2Cl
4.
（1）C6H5—CH＝CH2、C6H5—C≡CH、
（2）①③⑥⑧
5.②CH2＝CH—CH2Cl＋H2O
CH2＝CH—CH2OH＋HCl
③CH2＝CH—CH2OH＋Br2
④
6.
（1）
；
（3）废物重新利用，减少废物对环境的污染
7.
（1）CH2＝CH—COOCH3、
、
（2）ca
（3）2CH2＝CHCOOH＋
CH2＝CHCOOCH2CH2OOCCH＝CH2＋2H2O
nCH2＝CHCOOCH2CH2OH
（4）因为G的结构简式为
分子中存在水溶性较好的醇羟基，而F的结构简式为
，分子中无—OH，其透气性和水溶性都很差
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