2024年高考化学一轮复习　第63讲　合成高分子　有机合成路线设计 学案（含答案）

这是一份2024年高考化学一轮复习　第63讲　合成高分子　有机合成路线设计 学案（含答案），共16页。
考点一 合成高分子
1．高分子的结构特点
(1)单体：能够进行__________________的低分子化合物。
(2)链节：高分子中化学组成________、可重复的________单元。
(3)聚合度：高分子链中含有链节的________。
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
4.按要求完成方程式
(1)加聚反应
①nCH2==CH—CH3eq \(―――→,\s\up7(一定条件))_______________________________________________________。
②nCH2==CH—CH==CH2eq \(―――→,\s\up7(一定条件))___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
③nCH2==CH2＋eq \(―――→,\s\up7(一定条件))________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)缩聚反应
①nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOHeq \(,\s\up7(一定条件),\s\d5())_______________________________________
_______________________________________________________________________________；
nHOCH2—CH2—COOHeq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②nH2N—CH2COOHeq \(――→,\s\up7(催化剂))_________________________________________________________
_______________________________________________________________________________；
nH2NCH2COOH＋eq \(――→,\s\up7(催化剂))__________________________________________
_______________________________________________________________________________。
③nHCHO＋neq \(――→,\s\up7(浓盐酸))_________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
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( )
一、有机高分子材料的概述
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
3．四氯乙烯()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
二、合成高分子单体的判断
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
6．现有高聚物
回答下列问题：
(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。
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。
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
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==CHCH2OHeq \(――→,\s\up7(HCl))_____________________eq \(――――→,\s\up7(KMnO4/H＋))eq \(――――→,\s\up7(1NaOH/醇),\s\d5(2酸化))________________________。
(2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。
eq \(――――→,\s\up7( ))________________eq \(――→,\s\up7( ))。
(3)醛基(或羰基)：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。
①eq \(――→,\s\up7(C2H5OH),\s\d5(HCl))_______________________________eq \(――→,\s\up7(H＋/H2O))__________________________。
②eq \(――――――――→,\s\up7( ),\s\d5(H＋))eq \(――→,\s\up7(H＋/H2O))。
(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。
eq \(――――→,\s\up7(CH3CO2O))___________________________eq \(―――→,\s\up7(H2O),\s\d5(H＋或OH－))____________________________。
(5)醇羟基、羧基可以成酯保护。
一、根据已知信息和官能团的转化设计合成路线
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：①eq \(――→,\s\up7(HCN),\s\d5(催化剂))；
②R—CNeq \(――→,\s\up7(H3O＋))R—COOH。
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
2．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)。
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
二、从有机合成路线图中提取信息设计合成路线
3．沙罗特美是一种长效平喘药，其合成的部分路线如图：
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．(2022·河北，3)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”
2．(2022·山东，4)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
3．(2022·湖南，3)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 ml乳酸与足量的Na反应生成1 ml H2
D．两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
4．[2022·河北，18(6)]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：＋eq \(――→,\s\up7(碱))
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
5．(2021·广东，21节选)已知：
①
②eq \(――――→,\s\up7(YCH2OH),\s\d5(一定条件))
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。
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
6．(2022·海南，18节选)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
(7)设计以为原料合成的路线(其他试剂任选)。
已知：eq \(――→,\s\up7(碱),\s\d5(△))＋CO2。
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
第63讲 合成高分子 有机合成路线设计
考点一
归纳整合
1．单体 链节 聚合度 (1)聚合反应形成高分子 (2)相同 最小 (3)数目
2．天然 塑料 合成纤维 合成橡胶
3．加成聚合 高分子 缩聚反应 双键或三键 两个或两个以上
4．(1)① ②CH2—CH==CH—CH2 ③
(2)①＋(2n－1)H2O ＋(n－1)H2O
②＋(n－1)H2O ＋(2n－1)H2O ③(n－1)H2O＋
易错辨析
1．√ 2.× 3.× 4.× 5.×
专项突破
1．D 2.B 3.B 4.D
5．A [酚醛树脂属于热固性塑料，A项错误；高分子…—CH==CH—CH==CH—CH==CH—…的结构简式可以表示为CH==CH，其单体为CH≡CH，B项正确。]
6．(1)
(2)
(3)加聚反应 线型
考点二
归纳整合
4．(1)HOCH2CH2CHClCH2OH HOOC—CH==CH—COOH (2)CH3I HI
(3)① ②HO—CH2CH2—OH (4)
专项突破
1．eq \(――→,\s\up7(Cu、O2),\s\d5(△))eq \(――→,\s\up7(HCN),\s\d5(催化剂))eq \(――→,\s\up7(H3O＋))eq \(――→,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))
2．CH2==CHCH2OHeq \(―――→,\s\up7(HCl),\s\d5(催化剂/△))CH3CHClCH2OHeq \(――→,\s\up7(KMnO4),\s\d5(H＋))CH3CHClCOOHeq \(――→,\s\up7(NaOH/醇),\s\d5(△))CH2==CHCOONaeq \(――→,\s\up7(H＋))CH2==CHCOOH；选择合适的反应条件、要注意官能团的保护
3.
真题演练 明确考向
1．B [氮化铝是一种新型陶瓷，属于新型无机非金属材料，A正确；天然橡胶的单体为异戊二烯，合成橡胶的单体如顺丁烯等中均含有碳碳双键，通过加聚反应合成橡胶，B错误；芳纶为合成纤维，属于有机高分子材料，C正确；可降解聚乳酸塑料的推广应用，可以减少难以降解塑料的使用，从而减少“白色污染”，D正确。]
2．B [聚乳酸()由乳酸[HOCH(CH3)COOH]分子间脱水缩聚而得，A错误；聚四氟乙烯(CF2—CF2)由四氟乙烯(CF2==CF2)经加聚反应制备，B正确；尼龙-66()由己二胺和己二酸经过缩聚反应制备，C错误；聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()发生水解反应制备，D错误。]
3．B [根据氧原子守恒可得：3n＝2n＋1＋m，则m＝n－1，A正确；聚乳酸分子中含有三种官能团，分别是羟基、羧基、酯基，B错误；1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基，则1 ml乳酸和足量的Na反应生成1 ml H2，C正确；乳酸分子中含有羟基和羧基，则两分子乳酸可以反应生成含六元环的分子()，D正确。]
4.
解析 根据题给信息，目标物质W可由2个与1个合成，故合成路线见答案。
5．eq \(―――――→,\s\up7(HOCH2CH2Cl),\s\d5(一定条件))eq \(――――→,\s\up7(NaOH水溶液),\s\d5(加热))eq \(――→,\s\up7(催化剂))
6．(1)取代反应(或磺化反应)
(2)＋NaOH―→＋H2O
(3)
(5)(或)
(7)eq \(――→,\s\up7(浓H2SO4),\s\d5(△))eq \(―――――→,\s\up7(NaOH，熔融),\s\d5(HCl))eq \(―――→,\s\up7(CH3COCl))eq \(――→,\s\up7(氧化))eq \(――→,\s\up7(AlCl3))
解析 根据合成路线，A()在浓硫酸、加热的条件下发生苯环上的取代反应生成B()，B依次与NaOH熔融、HCl反应生成C()，比较C、E的结构，结合D的分子式为C7H6O3及其与CH3CH2COCl发生取代反应生成E，确定D的结构简式为，E与AlCl3反应生成F，F与苯甲酸酐在一定条件下生成G，G经一系列反应生成黄酮哌酯。
(5)F的分子式为C10H10O4，X是F的同分异构体，X含有苯环和酯基，其核磁共振氢谱有两组峰，说明X只有2种不同化学环境的H原子，则满足条件的X的结构简式为或。
加聚反应
缩聚反应
概念
由不饱和单体__________生成________的反应
单体分子间通过________生成高分子的反应，生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物(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
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