人教版高中化学选择性必修3第五章章末整合提升练含答案

第五章　合成高分子

章末整合提升

专题1　加聚反应和缩聚反应的比较

1.加聚反应

加成聚合反应简称加聚反应,是指不饱和单体通过加成反应生成高分子的反应。常见的反应类型如下:

(1)一种烯烃单体的聚合反应。

例如,由乙烯聚合得到聚乙烯。

(2)一种二烯烃单体的聚合反应。

例如,1,3-丁二烯的加聚反应:

(3)不同烯烃的聚合反应。

例如,由乙烯与丙烯聚合得到乙丙橡胶:

+

(4)单烯烃与二烯烃的聚合反应。

例如,乙烯与1,3-丁二烯的聚合反应:

+

(5)碳碳三键的加聚反应。如乙炔的加聚反应:

　　　　　　　　　   聚乙炔

2.缩聚反应

缩合聚合反应简称缩聚反应,是指单体分子之间通过缩合反应生成高分子,同时还生成小分子(如:水、氨、卤化氢等)的反应。常见的反应类型如下:

（1）聚酯类:—OH与—COOH间的缩聚。如：

(2)聚氨基酸类:—NH2与—COOH间的缩聚。如：

(3)酚醛树脂类。如：

3.加聚反应和缩聚反应的比较

【例1】某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子的结构

片段如下:

则生成该高分子的单体的种类和化学反应所属类型是 (　　)

A.1种,加聚反应　　　      B.2种,缩聚反应

C.3种,加聚反应            D.3种,缩聚反应

【思维提示】从结构片断得出该高分子的结构简式为,是由三种单体、、按1∶2∶1发生缩合聚合形成的高聚物。

答案:D

【例2】合成高分子材料用途广泛,性能优异,功能与其分子结构有密切的关系。下面是几种高分子材料的结构简式:

A.             

B.

C.           

 D.

(1)A是天然橡胶的主要成分,易老化,A中的官能团名称是　　　　　　。 

(2)B的单体是苯酚和　　　　　　,这两种单体在碱催化下,可得到网状高分子,俗称电木,电木是　　　　　　(填“热塑性”或“热固性”)塑料。 

(3)C与NaOH溶液在一定条件下反应,生成高吸水性树脂,该树脂的结构简式是　_________________________。 

(4)D是目前合成纤维中产量最大的聚酯纤维——涤纶,可由两种单体在一定条件下合成,该合成反应的两种单体是　               (填结构简式)。 

【思维提示】(1)A中含有碳碳双键。

(2)B为酚醛树脂,它的单体为苯酚和甲醛,在碱催化下可形成网状的热固性塑料。

(3)C与NaOH溶液在一定条件下水解生成CH3OH和,具有吸水性。

(4)由D的结构简式知其是由缩聚反应制得的,单体为和HOCH2CH2OH。

答案:(1)碳碳双键

(2)甲醛(或HCHO)　 热固性

(3)

(4)和HOCH2CH2OH

专题2　有机推断题的解题思路和策略

1.有机推断题的解题思路

2.解有机推断题的一般方法

(1)找已知条件最多的、信息量最大的。这些信息可以是化学反应、有机化合物性质(包括物理性质)、反应条件、实验现象、官能团的结构特征、变化前后的碳链或官能团间的差异、数据上的变化等。

(2)寻找特殊的或唯一的。包括具有特殊性质的物质(如:常温下处于气态的烃的含氧衍生物——甲醛)、特殊的分子式(这种分子式只能有一种结构)、特殊的反应、特殊的颜色等。

(3)根据数据进行推断。数据往往起突破口的作用,常用来确定有机化合物的分子式或某种官能团的数目。

(4)根据加成所需H2、Br2的量,确定分子中不饱和键的类型及数目;由加成产物的结构,结合碳的四价确定不饱和键的位置。

(5)如果不能直接推断某物质,可以假设几种可能,结合题给信息进行顺推或逆推,猜测可能,再验证可能,看是否符合题意,从而得出正确答案。

3.解有机推断题的关键——找准突破口

(1)根据反应现象推知官能团。

①能使溴水褪色,可推知该物质分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。

②能使酸性高锰酸钾溶液褪色,可推知该物质分子中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或为苯的同系物。

③遇三氯化铁溶液显紫色,可推知该物质分子中含有酚羟基。

④遇碘水变蓝,可推知该物质为淀粉。

⑤加入新制的氢氧化铜,加热,有砖红色沉淀生成;或加入银氨溶液有银镜生成,可推知该分子结构中有醛基,则该物质可能为醛类、甲酸或甲酸某酯。

⑥加入金属钠放出氢气,可推知该物质分子结构中含有羟基或羧基。

⑦加入Na2CO3溶液或NaHCO3溶液产生CO2气体,可推知该物质分子结构中含有羧基。

⑧加入饱和溴水,出现白色沉淀,可推知该物质为苯酚或其衍生物。

(2)根据物质的性质推断官能团。

能使溴水褪色的物质,含有碳碳双键、碳碳三键或醛基;能发生银镜反应的物质,含有醛基;能与金属钠发生反应的物质,含有—OH或—COOH;能与碳酸钠溶液反应的物质,含有羧基或酚羟基;能与碳酸氢钠溶液反应的物质,含有羧基;能水解的物质,应为卤代烃或酯等,其中能水解生成醇和羧酸的物质是酯。但如果只谈与氢氧化钠反应,则酚、羧酸、卤代烃和酯都有可能。

(3)根据特征数字推断官能团。

①某有机化合物与乙酸反应,相对分子质量增加42,则分子中含有一个—OH;增加84,则含有两个—OH。因为—OH转变为—OOC—CH3。

②某有机化合物在催化剂作用下被氧气氧化,若相对分子质量增加16,则表明有机化合物分子内有一个—CHO(变为—COOH);若增加32,则表明有机化合物分

子内有两个—CHO(均变为—COOH)。

③有机化合物与Cl2发生加成反应,若有机化合物的相对分子质量增加71,则说明有机化合物分子内含有一个碳碳双键;若增加142,则说明有机化合物分子内含有两个碳碳双键或一个碳碳三键。

(4)根据反应产物推知官能团位置。

①若由醇氧化得醛或羧酸,可推知—OH一定连接在有两个氢原子的碳原子上;若由醇氧化为酮,可推知—OH一定连接在有一个氢原子的碳原子上;若醇不能在催化剂作用下被氧化,则—OH所连接的碳原子上无氢原子。

②由消去反应的产物,可确定—OH或—X的位置。

③由取代反应产物的种数,可确定碳链结构。如烷烃,已知其分子式和一氯代物的种数时,可推断其可能的结构。有时甚至可以在不知其分子式的情况下,判断其可能的结构简式。

④由加氢后碳链的结构,可推测原物质分子中的位置。

(5)根据反应条件推断反应类型。

①在NaOH溶液中发生水解反应,则反应可能为卤代烃的水解反应或酯的水解反应。

②在氢氧化钠的醇溶液中,加热条件下发生反应,则一定是卤代烃发生了消去

反应。

③在浓硫酸存在并加热至170 ℃时发生反应,则该反应为乙醇的消去反应。

④能与氢气在镍催化条件下发生反应,则为烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛的加成反应(或还原反应)。

⑤能在稀硫酸作用下发生反应,则为酯、二糖、淀粉等的水解反应。

⑥能与溴水反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。

 【例3】利用木质纤维可合成药物中间体H,还能合成高分子G,合成路线如下:

已知:①+||      

②

(1)A的化学名称是　　　　　　　。 

(2)B的结构简式是　　　　　　,由C生成D的反应类型为　　　　　。 

(3)化合物E的含氧官能团为　　　　　　　　。 

(4)F分子中处于同一平面的原子最多有　　　个。F生成G的化学方程式为　 　                             。 

(5)芳香族化合物I为H的同分异构体,苯环上一氯代物有两种结构,1 mol I发生水解反应消耗2 mol NaOH,符合要求的同分异构体有　　　　种,其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6∶3∶2∶1的I的结构简式为 　                              。 

(6)写出以为原料制备的合成路线(其他试剂任选)。

【思维提示】结合框图和各步反应条件分析各物质结构简式:由已知信息

①+||,又可知,生成物B的结构简式为,再根据已知信息②可知C为,推知D为,H为,E为,F为。由此分析作答。

(1)由合成路线可知A的化学名称是2-甲基-1,3-丁二烯。

(2)由分析可知,B的结构简式为,C为,D为,故C生成D的反应类型为氧化反应。

(3)由分析可知,E为,其含氧官能团为羧基。

(4)F为,因苯环为平面形,所以直接与其相连的—CH2OH和—COOH上的碳原子与其在同一平面,通过旋转单键,—CH2OH中—OH上的原子可能与苯环共面,—COOH中的所有原子可能与苯环共面,故F中处于同一平面的原子最多有17个。由分析可知,F生成G的化学方程式为n。

(5)由分析可知,H为,芳香族化合物I为H的同分异构体,且1 mol I发生水解反应消耗 2 mol NaOH,则I为酚酯,苯环上一氯代物有2种结构,说明苯环上有2种不同化学环境的氢,故符合条件的同分异构体有、、、、、、、、、,共10种,其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6∶3∶2∶1的I的结构简式为,

。

(6)结合已知信息①②,以为原料制备,应先发生消去反应在环上形成双键,然后发生脱氢反应生成苯环,最后发生氧化反应即可。具体的合成路线如下:

答案:(1)2-甲基-1,3-丁二烯

(2)　氧化反应

(3)羧基 (4)17　n

(5)10 、

(6)

【例4】化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如下:

回答下列问题。

(1)A中的官能团是　　　　。 

(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出B的结构简式,用星号(*)标出B中的手性碳:　                。 

(3)写出具有六元环结构,并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式:                         (不考虑立体异构,只需写出3个)。

(4)反应④所需的试剂和条件是　　　　　　　。 

(5)⑤的反应类型是　　　　　。 

(6)写出F到G反应的化学方程式: 　                         。 

(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(结构简式为CH3COCH2COOC2H5)制备

的合成路线(无机试剂任选)。

【思维提示】有机化合物A经氧化反应生成B,B与甲醛发生加成反应生成C,CD发生的是氧化反应,结合E的结构简式可推出D的结构简式为,D与乙醇发生酯化反应生成E,结合G的结构简式以及EF的反应条件和试剂可知,E与1-溴丙烷发生取代反应生成F,故F的结构简式为,F经过水解和酸化后得到G,据此分析作答。

(1)由题意可知A中的官能团名称是羟基。

(2)由手性碳的结构特点可知,B有2个手性碳原子,如图所示: 。

(3)B的同分异构体含有六元环且能发生银镜反应,说明含有醛基。若六元环上只有1个侧链,则取代基为—CH2CHO;若六元环上有2个取代基,则可能是—CH3和—CHO,2个取代基可位于六元环的同一个碳原子上,也可能位于六元环的不同碳原子上,分别有邻、间、对3种情况(不考虑立体异构)。

(4)由分析可知,反应④所需的试剂和条件是C2H5OH、浓硫酸、加热。

(5)由分析可知,反应⑤为取代反应。

(6)由分析可知,反应⑥是酯基在碱性条件下水解再酸化的反应,化学方程式为,。

(7)结合反应⑤的反应条件,甲苯先转化为,再与乙酰乙酸乙酯发生取代反应生成,在碱性条件下发生水解反应后再酸化即可得产物。

答案:(1)羟基

(2)

(3)、、、、(任写3个即可)

(4)C2H5OH、浓硫酸、加热

(5)取代反应

(6),

(7) ,CH3COCH2COOC2H5