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考点一:合成高分子
1.高分子的结构特点
(1)单体:能 的小分子化合物。
(2)链节:高分子中化学组成和结构均可以重复的 单位。
(3)聚合度:指在一个高分子化合物中,结构单元的总数表示形成该高分子化合物时反应掉的单体数。
2.高分子的分类及性质特点
其中, 、 、 又被称为三大合成材料。
3.合成高分子的两个基本反应
加聚反应
缩聚反应
概念
单体通过 的方式生成
单体通过分子间的 而生成高分子化合
物的聚合反应,生成缩聚物的同时,还伴有
第60 讲 合成高分子 有机合成路线设计
01 了解高分子的组成与结构特点,能依据简单高分子的结构分析其链节和单体。
02 了解加聚反应和缩聚反应的含义。
03 了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
04 能根据常见官能团的性质和已知信息设计有机合成路线。
重点·夯基易错
1
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的聚合反应
小分子的副产物(如水、氨、卤化氢等)的生
成
单体特点
含有 的不饱和有机
物
含有 的反应基团(如—
OH、—COOH、—NH2、—X 等)
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
生成高聚物和小分子,高聚物与单体有不同
的组成
4.按要求完成方程式
(1)加聚反应
①nCH2==CH—CH3―――→
。
②nCH2==CH—CH==CH2―――→CH2—CH==CH—CH2。
③nCH2==CH2+n
―――→
。
(2)缩聚反应
①nHOCH2—CH2OH+nHOOC—COOH
+(2n-1)H2O;
nHOCH2—CH2—COOH
+(n-1)H2O。
②nH2N—CH2COOH――→
+(n-1)H2O;
nH2NCH2COOH+n
―――→
+ 。
③nHCHO+n
――→(n-1)H2O+
。
1.棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子( )
2.天然橡胶是高聚物,不能使溴水褪色( )
3.
的单体是CH2==CH2和
( )
4.酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料( )
5.聚乙烯、聚氯乙烯塑料都可用于包装食品( )
2
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高聚物单体的推断方法
推断单体时,一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物,并找准分离处。
(1)加聚产物的主链一般全为碳原子,按“凡双键,四个碳;无双键,两个碳”的规律画线断键,然后半键
闭合、单双键互换。如
的单体为CH2==CH2 和CH2==CHCN ,
的单体为CH2==CHCH3和CH2==CH—CH==CH2。
(2)缩聚产物的链节中不全为碳原子,一般有“
”“
”等结构,在
或
画线处断键,碳原子上连—OH,氧原子或氮原子上连—H,即得单体。
1.下列对有机高分子的认识正确的是( )
A.有机高分子被称为聚合物或高聚物,是因为它们大部分是由高分子通过聚合反应得到的
B.有机高分子的相对分子质量很大,因而其结构很复杂
C.对于一块高分子材料来说,n 是一个整数值,因而它的相对分子质量是确定的
D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类
2.食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE 保鲜膜可直接接触食品,PVC 保鲜膜
则不能直接接触食品,它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是( )
A.PE、PVC 都属于链状高分子,受热易熔化
B.PE、PVC 的单体都是不饱和烃,能使溴水褪色
C.焚烧PVC 保鲜膜会放出有毒气体,如HCl
D.废弃的PE 和PVC 均可回收利用以减少白色污染
3.现有高聚物
回答下列问题:
方法·规律总结
点拨·能力培养
3
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(1)其链节是________________。
(2)其单体是________________。
(3)得到该高聚物的反应为________________,它是一种__________(填“体型”或“线型”)高分子。
1.(2024·浙江·高考真题)物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途
的是
选
项
结构或性质
用途
A
石墨呈层状结构,层间以范德华力结合
石墨可用作润滑剂
B
具有氧化性
可用作漂白剂
C
聚丙烯酸钠(
)中含有亲水基团
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
D
冠醚18-冠-6 空腔直径(
)与
直径(
)接近
冠醚18-冠-6 可识别
,能增大
在有机溶
剂中的溶解度
A.A
B.B
C.C
D.D
2.(2024·河北·高考真题)高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是
A.线型聚乙烯塑料为长链高分子,受热易软化
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受热易分解
C.尼龙66 由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好
D.聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高
3.(2024·贵州·高考真题)历史文物见证了中华民族共同体在发展中的交往交流交融。下列贵州出土的文
物中主要由天然高分子材料制成的是
选项
A
B
C
D
真题·明考向
4
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文物图
示
选项
青陶罐
带盖铜托杯
鹭鸟纹蜡染百褶
裙
九凤三龙嵌宝石金冠
A.A
B.B
C.C
D.D
考点二:有机合成路线的设计
1.有机合成的基本思路
2.有机合成路线的分析方法
方法
流程
逆合成分析法
目标产物→中间产物→原料
正合成分析法
原料→中间产物→目标产物
综合比较法
原料→中间产物←目标产物
3.正确解答有机合成的关键
(1)熟练掌握常见官能团的性质特点。
(2)用好已知新信息。
(3)注意有机合成反应顺序的选择,官能团的转化和保护。
4.官能团的保护与恢复
(1)碳碳双键:在氧化其他基团前可以利用其与HCl 等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应
转变为碳碳双键。
HOCH2CH==CHCH2OH――→HOCH2CH2CHClCH2OH――――→
重点·夯基易错
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――――→HOOC—CH==CH—COOH。
(2)酚羟基:在氧化其他基团前可以用NaOH 溶液或CH3I 保护。
――→
――→
。
(3)醛基(或酮羰基):在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。
①
――――→
―――→
。
②
――――――――→
――→
。
(4)氨基:在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺,然后再水解转化为氨基。
――――→
――――→
。
(5)醇羟基、羧基可以成酯保护。
1.请设计合理方案,以苯甲醇(
)为主要原料合成
(无机试剂及有机溶剂
任用)。
已知:①
――→
;
②R—CN――→R—COOH。
2.沙罗特美是一种长效平喘药,其合成的部分路线如图:
点拨·能力培养
6
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请写出以
、(CH3)2C(OCH3)2、CH3NO2为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂
任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
1.(2024·浙江·高考真题)丙烯可发生如下转化(反应条件略):
下列说法不正确的是
A.产物M 有2 种且互为同分异构体(不考虑立体异构)
B.
可提高Y→Z 转化的反应速率
C.Y→Z 过程中,a 处碳氧键比b 处更易断裂
D.Y→P 是缩聚反应,该工艺有利于减轻温室效应
2.(2024·湖北·高考真题)化学用语可以表达化学过程,下列化学用语表达错误的是
真题·明考向
7
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A.用电子式表示
的形成:
B.亚铜氨溶液除去合成氨原料气中的
:
C.用电子云轮廓图示意
键的形成:
D.制备芳纶纤维凯芙拉:
3.(2024·北京·高考真题)
的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用
为原料可以合成新型可降
解高分子P,其合成路线如下。
已知:反应①中无其他产物生成。下列说法不正确的是
A.
与X 的化学计量比为
B.P 完全水解得到的产物的分子式和Y 的分子式相同
C.P 可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构
D.Y 通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解
4.(2024·全国·高考真题)我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化
路线如下所示。
下列叙述错误的是
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A.PLA 在碱性条件下可发生降解反应
B.MP 的化学名称是丙酸甲酯
C.MP 的同分异构体中含羧基的有3 种
D.MMA 可加聚生成高分子
1.(2023·江苏·高考真题)化合物Z 是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X 不能与
溶液发生显色反应
B.Y 中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C.1molZ 最多能与
发生加成反应
D.X、Y、Z 可用饱和
溶液和2%银氨溶液进行鉴别
2.(2022·江苏·高考真题)精细化学品Z 是X 与
反应的主产物,X→Z 的反应机理如下:
下列说法不正确的是
演练·提能力
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A.X 与
互为顺反异构体
B.X 能使溴的
溶液褪色
C.X 与HBr 反应有副产物
生成
D.Z 分子中含有2 个手性碳原子
3.四氯乙烯(
)是一种衣物干洗剂,聚四氟乙烯(
)是家用不粘锅内侧涂层的主要成
分。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述正确的是( )
A.它们都可以由乙烯发生加成反应得到
B.它们的分子中都不含氢原子
C.四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用,聚四氟乙烯的化学性质比较活泼
D.它们都能发生加成反应,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
4.聚乙烯(CH2—CH2)可用于制作食品包装袋,在一定条件下可通过乙烯的加聚反应生成聚乙烯,下列
说法正确的是( )
A.等质量的乙烯和聚乙烯燃烧时,聚乙烯消耗的氧气多
B.工业合成的聚乙烯高分子的聚合度是相同的
C.乙烯和聚乙烯都能使溴水褪色
D.聚乙烯链节中碳元素的质量分数与其单体中碳元素的质量分数相等
5.下列说法不正确的是( )
A.酚醛树脂属于热塑性塑料
B.结构为…—CH==CH—CH==CH—CH==CH—…的高分子,其单体是乙炔
C.有机硅聚醚(
)可由单体
和
缩聚而成
D.某塑料为
,它的单体有3 种
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6.化学是材料科学的基础。下列说法错误的是( )
A.制造5G 芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料
B.制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成
C.制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
D.可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
7.下列高分子材料制备方法正确的是( )
A.聚乳酸(
)由乳酸经加聚反应制备
B.聚四氟乙烯(CF2—CF2)由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙-66(
)由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇(
)由聚乙酸乙烯酯(
)经消去反应制备
8.聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是( )
A.m=n-1
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C.1 mol 乳酸与足量的Na 反应生成1 mol H2
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
9.W(
)是一种姜黄素类似物,以香兰素(
)和环己烯(
)
为原料,设计合成W 的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。
已知:
+
――→
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10.已知:①
②
――――→
根据上述信息,写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl 为原料合成
的路线。
11.黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
回答问题:
(1)A→B 的反应类型为____________。
(2) 已知
B
为一元强酸,室温下
B
与
NaOH
溶液反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)D 的结构简式为______________。
(5)X 是F 的同分异构体,符合下列条件。X 可能的结构简式为__________________(任写一种)。
①含有酯基 ②含有苯环 ③核磁共振氢谱有两组峰
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(7)设计以
为原料合成
的路线(其他试剂任选)。已知:
――→
+CO2。
12.以CH2==CHCH2OH 为主要原料(其他无机试剂任选)设计CH2==CHCOOH 的合成路线流程图(已知
CH2==CH2可被氧气催化氧化为
),通过此题的解答,总结设计有机合成路线需注意的情况(至少写2 条):
_______________________________________________________________________________。
13