复习题优秀获奖教案

微型专题五

进入合成有机高分子化合物的时代

[学习目标定位]

1.通过比较，进一步理解加聚反应和缩聚反应的原理。2.掌握高聚物单体确立的方法。3.学会有机推断题分析解答。

一、加聚反应和缩聚反应的比较

1．加聚反应

例1

某软质隐形眼镜材料为如图所示的聚合物，下列有关说法错误的是(

)

A．生成该聚合物的反应属于加聚反应

B．该聚合物的单体是丙酸乙酯

C．该聚合物分子中存在大量的—OH，所以具有较好的亲水性

D．该聚合物的结构简式为答案

B

解析

该反应是甲基丙烯酸羟乙酯通过加聚反应生成了高分子化合物的反应；单体是甲基丙烯酸羟乙酯；该聚合物分子中存在大量的—OH，和水能形成氢键，所以具有较好的亲水性；根据图示可知，该高聚物的结构简式为【考点】加聚反应和缩聚反应的比较

【题点】加聚反应

特别提示

加聚物结构简式的书写

将链节写在方括号内，聚合度n写在方括号的右下角。由于加聚物的端基不确定，通常用“—”表示，如聚丙烯的结构简式为

2．缩聚反应

例2

某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片断为

则生成该树脂的单体的种数和化学反应所属类型正确的是(

) A．1种，加聚反应

C．3种，加聚反应

答案

D 解析

从分子的组成来看，应是缩聚反应的产物，而且分子是由三种单体缩聚得到，分别是B．2种，缩聚反应

D．3种，缩聚反应

CH2O、【考点】加聚反应和缩聚反应的比较

【题点】缩聚反应

特别提示

缩聚物结构简式的书写

要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。如：

↑↑

端基原子团端基原子

3．加聚反应和缩聚反应的比较

例3

根据图示回答下列问题：

(1)写出下列物质的结构简式：

A______________________，E_____________________________________________，

G______________________。

(2)写出下列反应的反应类型：

①____________，⑤____________。

(3)写出下列反应的化学方程式：

②：________________________________________________________________________；

④：________________________________________________________________________。

答案

(1)CH2===CH2

(2)加成反应

缩聚反应

HOOC(CH2)4COOH (3)ClCH2CH2Cl＋NaOH――→CH2===CHCl＋NaCl＋H2O

ClCH2CH2Cl＋2NaOH――→△△HOCH2CH2OH＋2NaCl 解析

本题比较简单，由E是高分子化合物推出D是氯乙烯；由H可逆推出F、G，本题的关键是要掌握由高分子化合物书写单体或由单体分析高分子化合物结构的方法。

【考点】加聚反应和缩聚反应的比较

【题点】加聚反应和缩聚反应的比较

C2H5OHH2O

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1．常见的加聚反应类型

(1)聚乙烯型，如：

(2)聚1,3-丁二烯型，如：

―→(3)混合型，如：

nCH2===CH—CH===CH2＋nCH2===CH—CN―→

2．常见的缩聚反应类型

(1)醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基(—OH)缩合成水的反应。如：

二元酸和二元醇的缩聚反应

nHO—R—OH＋nHOOC—R′—COOH催化剂

＋(2n－1)H2O 若单体为一种物质，则通式为

nHO—R—COOH催化剂＋(n－1)H2O 若有两种或两种以上的单体，则通式为

nHO—R—COOH＋nHO—R′—COOH催化剂

＋(2n－1)H2O (2)羧基中的羟基与氨基中的氢原子缩合成水的反应。如：氨基酸聚合成蛋白质。

若此类反应只有一种单体，则通式为

nH2N—R—COOH―→若有两种或两种以上单体，则通式为

nH2N—R—COOH＋nH2N—R′—COOH―→

＋(n－1)H2O ＋(2n－1)H2O 书写此类反应的化学方程式或高分子产物的结构简式的方法是：酸去羟基氨去氢。

(3)反应：

中的氧原子与另一基团中的活泼氢原子缩合成水的反应。如苯酚和甲醛的缩聚

3．加聚反应与缩聚反应的比较

加聚反应

缩聚反应

①单体是相对分子质量小的有机物；

相同

②生成物有高分子化合物；

③单体可相同，也可不相同

生成物

高分子与单体

无小分子

组成相同

有小分子(如H2O等) 组成不相同

高分子相对分子质量

是单体相对分子质量的整数倍

是单体的相对分子质量与缩去分子(小分子)的相对分子质量之差的n倍

单体通常含有两个或两个以上能够相互作用的官能团，如—NH2、—OH、—COOH；官能团与官能团间缩去一个小分子，逐步缩合

单体中含有不饱和键是反应特点

加聚反应的必要条件，打开不饱和键，相互连成长碳链

二、确定高聚物单体的常见方法

1．加聚产物单体的确定

例4

聚苯乙烯的结构为，试回答下列问题：

(1)聚苯乙烯的链节是____________________________________________，

单体是________________________________________________________________________。

(2)实验测得聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的聚合度n为________。

(3)已知聚苯乙烯为线型结构的高分子化合物，试推测：聚苯乙烯________(填“能”或“不能”)溶于CHCl3，具有__________(填“热塑”或“热固”)性。

答案

(1)(2)500

(3)能

热塑

解析

聚苯乙烯是苯乙烯(单体)通过加聚反应制得的，链节是；其聚合度n52 000＝＝500；根据线型高分子的性质可推知聚苯乙烯具有热塑性，可溶于CHCl3等有机104溶剂。

【考点】确定高聚物单体的常见方法

【题点】加聚产物单体的确定

2．缩聚产物单体的确定

例5

聚合物

(部分结构)可被人体吸收，常作为外科缝合手术的材料，该物质是由下列哪种物质聚合而成的

(

) A．CH3CH(OH)COOH B．HCOOCH2OH C．HOCH2CH2COOH D．HOCH(CH3)COOCH(CH3)CH2OH 答案

A 解析

由聚合物的结构简式可知其链节为【考点】确定高聚物单体的常见方法

【题点】缩聚产物单体的确定

特别提示

则其单体为

判断有机高分子化合物单体时，要先判断是加聚产物还是缩聚产物。

(1)若是加聚产物：①判断方法：高聚物→链节→半键还原、双键重现→正推验证。②若半键还原无法形成完整双键可考虑再断裂单键构成完整双键(此时不是一种单体)或断裂双键构成完整双键(此时单体是二烯烃)。

(2)若是缩聚产物，可依据官能团的形成过程逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。

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1．加聚产物单体的确定方法

(1)主碳链上没有碳碳双键，只有碳碳单键的情况。

①若主碳链上只有两个碳原子，则该高聚物的单体只有一种。只要把主碳链上两个碳原子间的碳碳单键改为碳碳双键即得到该高聚物的单体。

如：单体是

②若主碳链上有四个碳原子，则该高聚物的单体必为两种。把主碳链上第二个碳原子和第三

个碳原子之间的键断开，这样把整个链节就切割成了两部分，然后分别把未断开的碳碳单键改为碳碳双键，即可得两种单体。

如：单体是CH2===CH2和CH3—CH===CH2。

(2)主碳链上含有碳碳双键的情况。

①若主碳链为四个碳原子，则该高聚物的单体为一种。将主碳链上的碳碳单键改为碳碳双键，而碳碳双键改为碳碳单键即通常所说的“单变双、双变单”即得单体。

如：高聚物CH2—CCl===CH—CH2，单体是CH2===CCl—CH===CH2。

②若主碳链为六个碳原子，则该高聚物的单体为两种。解此类题的方法是首先以双键的两个碳原子为中心，向左、向右各扩张一个碳原子，断开碳链，这样就将整个链节切割为两部分，然后将每部分链节的单键改双键，双键改单键，便得到了两种单体，一种是主碳链为两个碳原子的单体，另一种是含有两个双键、主碳链是四个碳原子的单体。

如：单体是和CH2===CH—CH===CH2。

③若主碳链为八个碳原子，则其高聚物的单体为三种。方法还是以双键的两个碳原子为中心，向左、向右各扩张一个碳原子，断开碳链，这样就将整个链节切割为三部分，然后将每部分链节的单键改双键，双键改单键，即可得到三种单体。

如：工程塑料ABS树脂：

单体是(3)主链是CH2—O

CH2===CH—CH===CH2和

的高聚物，判断单体的方法仍然是恢复双键，其单体为HCHO。

2．缩聚产物单体的确定方法

(1)首先判断缩聚产物的类别，是属于聚酯、醚类还是多肽等。根据这些物质的生成原理，从什么位置形成共价键的，书写单体时就从什么位置断键还原，规律是断键，补原子，即找到断键点，断键后再根据碳四价、氧二价、氮三价的原则在相应部位加上氧原子、氢原子或羟基。所以，若是缩聚产物，其单体的确定方法可用“切割法”：羰、氧断，羰基连羟基，氧原子、氮原子都连氢原子。

如：尼龙的结构片段为

—NH—(CH2)6—NH—CO—(CH2)4—CO—

确定单体时：先从羰基与氮原子处断开成为两部分，然后在羰基碳原子上连上羟基，氧原子或氮原子上连上氢原子，这样就得到聚合物单体的结构简式：

H2N—(CH2)6—NH2和

(2)如果链节中不含“—COO—”或“—CO—NH—”，只是在端点含有“—CO—”、“—O—”或“—NH—”，则说明该聚合物只是由一种单体缩聚成的，书写单体时只需依照上述方法在羰基上连上“—OH”，“—O—”或“—NH—”上直接连上“—H”就行了。

如：对于这种情况，就是加—OH，—NH—上加氢原子，即得到单体H2N(CH2)5COOH。

(3)如果主链链节中碳原子不连续，含有苯环和羟基结构。规律是在苯环和侧链连接处断键，改写成酚和醛。

如：的单体为和HCHO。

(4)若链节中含“—O—CH2—CH2—”结构，其单体可能为环氧物质，也可能为多羟基醇。

三、有机推断题的解题思路和策略

1．有机推断题的解题思路

例6

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)，请填写：

(1)写出反应类型：

反应①____________；反应⑦____________。

(2)写出下列有机物的结构简式：

B________________；H________________。

(3)写出反应⑥的化学方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________________。

答案

(1)消去反应

氧化反应

(2)C6H5—CH===CH2

C6H5—CH2—COOCH2CH2OOC—CH2—C6H5

(3)

解析

由题中反应的转化关系可知，A发生消去反应得到B，B与溴发生加成反应生成C，

C发生消去反应得到D，D与氢气发生加成后生成乙苯，可知D应为炔烃，含有C≡C官能团，则D为C6H5—C≡CH，C为C6H5—CHBr—CH2Br，B为C6H5—CH===CH2，E连续氧化得到G，G含有羧基，根据H的分子式可知，G为C6H5—CH2—COOCH2CH2OOC—CH2—C6H5，逆推可知F为，故H为

E为则A为卤代烃，可能为

【考点】有机推断题的解题思路和策略

【题点】有机推断题的解题思路

方法点拨

本题的解题思路有这样几点：一是E到G连续两步氧化，根据直线型转化关系，E为醇；二是反应条件的特征，A能在强碱的水溶液和醇溶液中都发生反应，A为卤代烃；再由A到D的一系列变化中碳的个数并未发生变化，所以A应是含有苯环且侧链上含2个碳原子的卤代烃，再综合分析可得出结果。

2．解有机推断题的一般方法

例7

近年来，由于石油价格不断上涨，以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。如图所示是以煤为原料生产聚氯乙烯(PVC)和人造羊毛的合成路线。

请回答下列问题：

(1)写出下列反应的反应类型：

①______________________，②_______________________________________________。

(2)写出下列物质的结构简式：

PVC______________________，C_______________________________________。

(3)写出A―→D反应的化学方程式：__________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)与D互为同分异构体且可发生碱性水解的物质有________种(不包括环状化合物)，写出其中一种的结构简式_________________________________________________。

答案

(1)加成反应

加聚反应

(2)

H2C===CH—CN 催化剂(3)HC≡CH＋CH3COOH――→H2C===CH—OOCCH3

(4)4

CH2===CHCOOCH3(其他合理答案也可)

解析

根据图示可知A为乙炔，则B、C分别为CH2===CHCl和H2C===CHCN，结合人造羊毛的结构简式可知，D为CH2===CH—OOCCH3。根据对D的同分异构体的描述可知，该同分异构体属于酯类，其同分异构体分别为H2C===CH—CH2—OOCH、H2C===C(CH3)—OOCH、CH3CH===CH—OOCH和CH2===CHCOOCH3，共4种。

【考点】有机推断题的解题思路和策略

【题点】解有机推断题的一般方法

3．解有机推断题的关键——找准突破口

例8

化合物I(C11H12O3)是制备液晶材料的中间体之一，其分子中含有醛基和酯基。I可以用E和H在一定条件下合成：

已知以下信息：

①A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢；

①B2H6②R—CH===CH2R—CH2CH2OH；

H2O2②－OH③化合物F苯环上的一氯代物只有两种；

④通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。

回答下列问题：

(1)C的化学名称为__________________________________________________。

(2)D的结构简式为_____________________________________________________。

(3)E的分子式为________________________________________________________。

(4)F生成G的化学方程式为____________________________________________________，

该反应类型为______________________。

(5)I的结构简式为_________________________________________________________。

(6)I的同系物J比I相对分子质量小14，J的同分异构体中能同时满足如下条件：①苯环上只有两个取代基，②既能发生银镜反应，又能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2，共有________种(不考虑立体异构)。J的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为2∶2∶1，写出J的这种同分异构体的结构简式___________________。

答案

(1)2-甲基-1-丙醇

(2)(CH3)2CHCHO (3)C4H8O2

(4)――→

光照

取代反应

(5)(6)18

解析

A为饱和氯代烃，A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢，则A的结构简式为(CH3)3CCl，在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应，生成B为CH2===C(CH3)2，B发生信息②中的反应生成C为(CH3)2CHCH2OH，C发生催化氧化生成D为(CH3)2CHCHO，D再与氢氧化铜反应，酸化得到E为(CH3)2CHCOOH，F的分子式为C7H8O，苯环上的一氯代物只有两种，应含有2个不同的侧链，且处于对位，则F为与氯气在光照条件下发生取代反应，生成G为G在氢氧化钠水溶液发生水解反应，酸化得到H，由于同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基，故H为H与E发生酯化反应生成I，其分子中含有醛基和酯基，故I为

I的同系物J比I相对分子质量小14，则J比I少一个—CH2原子团，J的同分异构体中能同时满足如下条件：①苯环上只有两个取代基，②既能发生银镜反应，又能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2，说明J的同分异构体含有—CHO、—COOH，侧链为—CHO、

—CH2CH2COOH，有邻、间、对三种位置，侧链为—CHO、—CH(CH3)COOH，有邻、间、对三种位置，侧链为—CH2CHO、—CH2COOH，有邻、间、对三种位置，侧链为—CH2CH2CHO、—COOH，有邻、间、对三种位置，侧链为—CH(CH3)CHO、—COOH，有邻、间、对三种位置，侧链为—CH3、—CH(CHO)COOH，有邻、间、对三种位置，故符合条件的同分异构体有6×3＝18种，J的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为2∶2∶1，而J的同分异构体发生银镜反应并酸化后的产物苯环侧链至少有2种H原子，故产物中苯环上只有1种H原子，产物有2个—COOH，应还含有2个—CH2—，2个侧链相同且处于对位，产物中侧链为—CH2COOH，故符合条件的同分异构体结构简式为

【考点】有机推断题的解题思路和策略

【题点】解有机推断题的关键——找准突破口

相关链接

1．有机推断的基本思路

2．有机物推断的常见突破口

(1)根据有机物的特殊反应条件进行推断

反应条件

浓硫酸，△

稀硫酸，△

NaOH水溶液，△

NaOH醇溶液，△

H2，催化剂，△

O2/Cu或Ag，△

醇羟基(—CH2OH、Cl2(Br2)/Fe或Cl2(Br2)/FeCl3(FeBr3) Cl2(Br2)/光照

)氧化为醛或酮

苯环上的取代反应

烷烃或烷基上的氯(溴)代反应

可能发生的反应

①醇的消去(醇羟基)；②酯化反应；③纤维素的水解

①酯的水解；②二糖、多糖(淀粉)的水解

①卤代烃的水解；②酯的水解

卤代烃的消去

碳碳双键、碳碳三键、醛基、羰基、苯环的加成

(2)根据有机物的性质推断官能团

官能团种类

卤素原子

试剂

NaOH溶液、AgNO3和稀硝酸的混合液

FeCl3溶液

饱和溴水

银氨溶液

新制Cu(OH)2悬浊液

NaHCO3溶液

判断依据

有沉淀产生

显紫色

有白色沉淀产生

有银镜产生

有砖红色沉淀产生

有CO2气体放出

酚羟基

醛基

羧基