【同步讲义】高中化学（苏教版2019）选修第三册--4.2.2 缩聚反应 酮 讲义

第2课时 缩聚反应 酮

1．知道酚醛树脂的制备原理；

2．知道缩聚反应的特点；

3．认识酮的结构和性质，了解酮在生产、生活中的重要应用。

知识点01  酚醛树脂

1．酚醛树脂

(1)酚醛树脂是人类合成的第______种高分子材料。

在浓氨水催化催化下，主要得到_________酚醛树脂，是_________性的；在浓盐酸催化下，主要得到_________酚醛树脂，是_________性的。

(2)酚醛树脂的合成反应：浓盐酸（或浓氨水）的催化下，甲醛分子中的________原子和苯酚分子中羟基_________或_________上的氢原子结合成水，其余部分形成高分子化合物。

线型酚醛树脂的合成反应为：

________________________________________________________________________

2．应用

酚醛树脂主要用于绝缘、隔热、难燃、隔音材料和复合材料，如烹饪器具的手柄、电器与汽车部件等。

脲醛树脂可制成_________性高分子黏合剂。

知识点02  缩聚反应

1．概念

由有机化合物分子间脱去_________获得__________________的反应。

缩聚反应是单体之间相互作用生成高分子，同时还生成_________(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。

2．缩聚反应的特点

(1)单体为含有两个或两个以上的官能团 (如—OH、—COOH、—NH2、—X等) 的小分子。

(2)缩聚反应过程中生成高聚物的同时，还有小分子副产物生成(如H2O、NH3、HCl)。

(3)所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同。

【即学即练1】酚醛树脂常用作绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料等。其合成反应的化学方程式如下：

+

n+(n-1)H2O

下列叙述不正确的是(　　)

A．苯酚与甲醛生成酚醛树脂单体的反应是取代反应

B．酚醛树脂是一种高分子化合物

C．在一定条件下，酚醛树脂能与乙酸反应

D．酚醛树脂遇到FeCl3溶液会显紫色

知识点03  酮的结构和性质

1．酮的概念和结构特点

(1)概念：羰基碳原子上连接的两个基团都是_________，这一类有机化合物就是酮。

(2)官能团：__________________，通式：

2．常见的酮

(1)丙酮：__________________

是常用的有机溶剂，主要用于制备重要化工原料_________和制备__________________。

(2)环己酮(C6H10O)常作为生产合成纤维、合成树脂、合成橡胶和制药中间体的溶剂，还可用于制备己二酸和己内酰胺。

3．酮的化学性质

酮能与H2、HX、HCN、NH3、醇等发生_________反应，酮_________发生银镜反应，也_________被新制的Cu(OH)2氧化。因此可用__________________或___________________________来区分醛和酮。

酮和氢气发生加成反应的化学方程式为：

_____________________________________________

【即学即练2】已知丙酮通常是无色的液体，易溶于水，密度小于1 g·cm-3，沸点约为55 ℃。要从水与丙酮的混合物中将丙酮分离出来，应选用(　　)

A．过滤         B．蒸馏       C．分液       D．蒸发

【即学即练3】分子式为C3H6O的有机化合物其核磁共振氢谱图如下图所示，则该有机化合物是(　　)

A．丙醇 B．丙醚         C．丙醛      D．丙酮

考法01  缩聚反应

1．缩聚反应的概念

缩聚反应是缩合聚合反应的简称，是指单体之间相互作用生成高分子，同时还生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。

例如己二酸与己二醇之间的缩合聚合反应：

+nHO(CH2)6OH+(2n-1)H2O

2．缩聚反应的特点

(1)单体为含有两个或两个以上的官能团的(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)小分子。

(2)缩聚反应过程中生成高聚物的同时，还有小分子副产物生成(如H2O、NH3、HCl)。

(3)所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同。

3．常见的缩聚反应

(1)醛和酚的缩聚：

例如苯酚和甲醛的缩聚反应：

n++(n-1)H2O

(2)羟基和羧基的缩聚：

包括二元羧酸和二元醇的缩聚、羟基酸的缩聚等，例如对苯二甲酸和乙二醇的缩聚反应：

+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O

(3)氨基和羧基的缩聚：

包括二元羧酸和二元胺的缩聚、氨基酸的缩聚等，例如

nHOOC—COOH+nH2NCH2CH2NH2+(2n-1)H2O

+(n-1)H2O

【典例1】下列物质中，自身既能发生加成反应，又能发生加聚反应，还能发生缩聚反应的是(　　)

A．

B．

C．CH2CH—COOH

D．

考法02  酮的结构与性质

1．酮的组成和结构

酮是两个烃基与羰基()碳原子相连而成的化合物。

酮的通式为，其官能团为羰基(酮基)。

饱和一元脂肪酮的分子通式为CnH2nO(n≥3)，分子式相同的醛、酮、烯醇互为同分异构体。

2．丙酮

丙酮()是组成最简单的酮，是有特殊气味的无色液体，沸点为56.2 ℃，能与水以任意比例互溶，并能溶解多种有机物。

3．酮的化学性质

酮能与H2、HX、HCN、NH3、醇等发生加成反应，酮不能发生银镜反应，也不能被新制的Cu(OH)2氧化。因此可用银氨溶液或新制的Cu(OH)2来区分醛和酮。

+H2

4．醛和酮的区别与联系

【典例2】已知伞形酮可用雷琐苯乙酮和苹果酸在一定条件下反应制得

下列说法中不正确的是 (　　)

A．1 mol雷琐苯乙酮最多能与4 mol氢气发生加成反应

B．两分子苹果酸的一种缩合产物是

C．1 mol产物伞形酮与溴水反应，最多可消耗3 mol Br2，均发生取代反应

D．雷琐苯乙酮和伞形酮都能跟FeCl3溶液发生显色反应

题组A  基础过关练

1．下列方法能用于鉴别丙酮(CH3COCH3)和丙醛的是(　　)

A．李比希燃烧法     B．钠融法 C．铜丝燃烧法 D．1H-NMR谱

2．下列物质属于酮的是(　　)

3．苯氯乙酮是一种具有荷花香味的化学试剂，吸入可引起咽喉炎、气管及支气管炎，主要作为军用与警用催泪性毒剂。苯氯乙酮的结构简式如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．苯氯乙酮中含有三种官能团：苯环、羰基、碳氯键

B．1 mol苯氯乙酮最多可与4 mol H2发生加成反应

C．苯氯乙酮能发生银镜反应

D．苯氯乙酮既能发生取代反应，又能发生消去反应

4．如图为香芹酮分子的结构，下列有关叙述正确的是(　　)

A．香芹酮化学式为C10H12O

B．香芹酮可以发生加成反应、消去反应和氧化反应

C．香芹酮能使酸性KMnO4溶液褪色

D．香芹酮分子中有3种官能团

5．贝里斯-希尔曼反应条件温和，其过程具有原子经济性，示例如图所示，下列说法正确的是(　　)

+

A．Ⅰ的同分异构体中含有苯环的醛有3种

B．该反应属于取代反应

C．Ⅱ中所有碳原子共平面

D．Ⅲ可以发生消去反应

6．留兰香(薄荷中的一种)可用来治疗感冒咳嗽、胃痛腹胀、神经性头痛等，其有效成分为葛缕酮(结构简式如图)。下列有关葛缕酮的说法正确的是(　　)

A．葛缕酮的分子式为C10H16O

B．葛缕酮使溴水和酸性KMnO4溶液褪色的原理相同

C．葛缕酮中所有碳原子可能处于同一个平面

D．羟基直接连苯环且苯环上有2个取代基的葛缕酮的同分异构体有12种

7．酚醛树脂材料具有绝缘、隔热、难燃等性能，合成酚醛树脂反应如下：

n+nHCHO+(　　)H2O

下列说法正确的是(　　)

A．方程式中水的化学计量数是 2n-1

B．常温下比更易溶于水

C．1 mol HCHO与银氨溶液反应最多可以生成2 mol Ag

D．的单体是和HCHO

8．某有机物的结构简式如图所示，下列说法不正确的是(    )

A．所有碳原子都有可能共平面

B．此有机物存在顺反异构体

C．l mol此有机物最多能与2 mol Br2发生反应

D．能发生还原反应和取代反应

9．乙烯酮(CH2==C==O)在一定条件下能与含活泼氢原子的化合物发生加成反应，反应可表示为CH2==C==O＋H—A―→CH3—CA==O。乙烯酮在一定条件下与下列试剂加成，其产物不正确的是(　　)

A．与HCl加成生成

B．与H2O加成生成

C．与CH3OH加成生成

D．与CH3COOH加成生成

10．双酚A是重要的有机化工原料，工业上可以用苯酚和丙酮合成双酚A：

2++H2O

(1)丙酮含氧官能团名称为____________；双酚A的分子式为________。 

(2)双酚A分子共平面的碳原子最多可以有________个。 

(3)在盐酸或氨水催化下，苯酚和甲醛混合共热可得到酚醛树脂：

n+nHCHO+(n-1)H2O

关于该反应及相关物质的判断正确的是________(填选项符号)。 

A．甲醛可溶于水

B．该反应属于缩聚反应

C．甲醛防腐可用于保存海鲜

D．酚醛树脂常用于制造电器材料

E．苯酚的酸性介于醋酸和盐酸之间

题组B  能力提升练

1．茉莉酮可用作食用香精，其结构如图所示，下列关于其叙述正确的是 (　　)

A．茉莉酮易溶于水

B．茉莉酮中含有三种官能团

C．茉莉酮可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色

D．茉莉酮与二氢茉莉酮互为同分异构体

2．企鹅酮因结构类似企鹅，因此而得名(见图)。下列有关企鹅酮的说法不正确的是(　　)

A．分子式为C10H14O

B．1 mol企鹅酮分子最多可以和2 mol氢气加成

C．1 mol企鹅酮分子最多可以和含2 mol溴的溴水加成

D．企鹅酮能使酸性高锰酸钾溶液褪色

3．酚醛树脂是1907年世界上第一个合成的高分子材料。它是用酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的。

如图是实验室制取酚醛树脂的装置图(该实验所用催化剂为浓盐酸)。下列说法错误的是(　　)

A．装置中玻璃导管的作用是冷凝回流

B．试管中发生的反应是n++(n-1)H2O

C．待制备实验结束后，取出试管，冷却至室温，加入适温乙醇，并加热，沉淀溶解，说明酸性条件下制得的酚醛树脂为体型结构

D．实验完毕后，若试管用水不易洗涤，可以加入少量乙醇浸泡几分钟，然后洗净

4．在含羰基的化合物中，羰基碳原子与两个烃基直接相连时，叫做酮。当两个烃基都是脂肪烃基时，叫做脂肪酮，如甲基酮；如两个烃基是相互连接的闭合环状结构时，叫脂环酮，如环己酮。像醛一样，酮也是一类化学性质活泼的化合物，如羰基也能进行加成反应。加成时试剂的带负电部分先进攻羰基中带正电的碳，而后试剂中带正电部分加到羰基带负电的氧上，这类加成反应叫亲核加成。但酮羰基的活泼性比醛羰基稍差，不能被弱氧化剂氧化。许多酮都是重要的化工原料的优良溶剂，一些脂环酮还是名贵香料。

(1)写出甲基酮与氢氰酸(HCN)反应的化学方程式：_____________________________________。 

(2)下列化合物中不能和银氨溶液发生反应的是____________。 

a．HCHO   b．HCOOH      c．   d．

(3)有一种名贵香料——灵猫香酮，它属于________。  

a．脂肪酮 b．脂环酮 c．芳香酮

(4)樟脑也是一种重要的酮，它不仅是家用杀虫剂，而且是香料、塑料、医药工业的重要原料，它的分子式为____________。 

5．β-紫罗兰酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一种天然香料。

(1)β-紫罗兰酮分子式是__________。 

(2)1 mol β-紫罗兰酮最多能与__________mol H2发生加成反应。 

(3)β-紫罗兰酮与等物质的量溴加成时，能生成__________种产物。 

题组C  培优拔尖练

1．格氏试剂是卤代烃与金属镁在无水乙醚中作用得到的，它可与羰基发生加成反应，如：

RX+MgRMgX，+RMgX

今欲通过上述反应合成2-丙醇，选用的有机原料正确的一组是(　　)

A．氯乙烷和甲醛　　 B．氯乙烷和丙醛

C．一氯甲烷和丙酮  D．一氯甲烷和乙醛

2．糠叉丙酮()是一种重要的医药中间体，可由糠醛()和丙酮(CH3COCH3)反应制备。下列说法错误的是(　　)

A．糠醛的全部原子可共平面

B．1 mol糠醛最多可与3 mol H2发生加成反应

C．糠叉丙酮的分子式为C8H8O2，可发生还原反应

D．含苯环和羧基的糠叉丙酮的同分异构体有3种

3．β-紫罗兰酮是存在于紫罗兰等多种植物中的一种天然香料，它经多步反应可合成维生素A1。

下列说法正确的是

A．β-紫罗兰酮可使酸性KMnO4溶液褪色

B．和β-紫罗兰酮相比，中间体X具有更大共轭体系

C．维生素A1易溶于NaOH溶液

D．β-紫罗兰酮与中间体X互为同分异构体

4．用丙酮为原料来合成化合物(B)(其中部分产物未列出)的路线如下：

(1)写出反应③的无机产物的化学式________，化合物(B)所含有官能团的名称__________； 

(2)中间产物(A)可经过著名的黄鸣龙还原法，直接得到对应相同碳骨架的烷烃，请写出得到的该烷烃的分子式________，对该烷烃用系统命名法命名：________________； 

(3)丙酮同分异构体有多种，其中一种环状的同分异构体发生加聚反应后得到某种高聚物的结构简式是，则该同分异构体的结构简式为______________； 

(4)反应②是著名的频哪醇(pinacol)重排，试写出用环戊酮()来代替丙酮，连续发生上述路线中反应①、②之后，得到的有机产物的结构简式为___________________。 

5．苯乙酮既可用于制香皂和香烟，也可用作纤维素脂和树脂等的溶剂。实验室以苯和乙酐为原料制备苯乙酮：+ +CH3COOH，制备过程中还有CH3COOH+AlCl3—→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应发生，实验装置见下图，相关物质的沸点见下表。

实验步骤如下：

步骤1：在三颈烧瓶中按一定配比将苯和研碎的无水氯化铝粉末充分混合后，在搅拌下缓慢滴加乙酐。

乙酐滴加完后，升温至70～80℃，保温反应一段时间，冷却。

步骤2：冷却后将反应物倒入含盐酸的冰水中，然后分出苯层。苯层依次用水、5%氢氧化钠溶液和水洗涤。

步骤3：向洗涤的有机相中加入适量无水MgSO4固体，放置一段时间后进行分离。

步骤4：常压蒸馏有机相，且收集相应馏分。

回答下列问题：

(1)步骤4中常压蒸馏有机相，且收集相应馏分，用到下列仪器的名称是___________________。

(2)锥形瓶中的导管不插入液面以下的原因是__________________________________。

(3)实验装置中冷凝管的主要作用是______________，干燥管的作用是______________________。

(4)乙酐滴加完后，升温至70～80℃的目的是______________________________________(答出两点)。

(5)步骤2中用5%氢氧化钠溶液洗涤的目的是_______________________。

(6)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是_______________________，分离操作的名称是___________。