苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 人工合成有机化合物优秀课件ppt
展开1.通过乙酸乙酯合成路线的分析,学会简单有机物合成的基本方法 思路,初步形成绿色化学观念,培养微观探析与模型认知能力。2.知道常见的有机高分子化合物和三大合成材料,熟知加聚反应 原理,认识有机合成化学对人类社会可持续发展的伟大贡献, 培养宏观辨识及关注环境的社会责任。
一、常见有机化合物的合成
1.有机合成有机合成是利用简单、易得的原料,通过有机反应制取具有特定结构和功能的有机物。以乙烯为原料合成乙酸乙酯(1)常规合成路线:
写出上述转化过程中发生反应的化学方程式:①_____________________________________②_____________________________________③________________________________④__________________________________________________
2.有机合成路线的选择有机合成中要综合考虑原料 ,反应物 ,反应 、_____和 条件,是否有 以及生成成本等因素,其基本原则为:
→廉价、易得、低毒性、低污染。
→符合“绿色、环保”,步骤尽可能少。
→条件温和、操作简单、低能耗、易实现。
→要符合反应事实,要按一定的反应顺序和规律引入官能团, 不能臆造。
(1)自然界存在的有机物已经很多了,不需要人工合成( )(2)只要能合成有机物,原料和合成路线无关紧要( )(3)为秉持绿色化学的理念,在有机合成中,尽量使用含水的溶剂作为反应介质( )(4)制CH3CH2Cl时,选择CH3CH3和Cl2在光照条件下反应比乙烯和HCl加成更符合绿色化学思想( )
(5)乙烯是重要的工业原料,可通过加成、氧化、酯化反应三个步骤合成乙酸乙酯( )
1.A是一种重要的化工原料,部分性质及转化关系如下图:
请回答:(1)D中官能团的名称是______。(2)A→B的反应类型是______。A.取代反应 B.加成反应 C.氧化反应 D.还原反应(3)写出A→C反应的化学方程式:_________________________________。
2.α-甲基丙烯酸甲酯( )是合成有机玻璃的重要原料。在工业上,α-甲基丙烯酸甲酯是以丙酮、甲醇为原料,以氢氰酸、硫酸为主要试剂合成的,反应过程中有副产物硫酸铵生成,其合成流程为
经过改进后的合成方法为CH3C≡CH+CO+CH3OH
下列关于这两个合成路线的叙述不正确的是A.两方法相比,第一种方法步骤多,而改进后的方法一步完成,所以 优于前者B.后一种方法符合化学合成的“原子经济”理念C.前一种方法中的副产物硫酸铵可以加工成化肥D.两种方法中的原料都无毒,所以符合绿色化学概念
解析 第一种方法中经过三步,原子利用率不高,而后一种方法只有一步,原子利用率高,A正确;后一种方法产物只有一种,原子利用率为100%,符合“原子经济”理念,B正确;前一种方法中的副产物硫酸铵可以加工成化肥,(NH4)2SO4是一种常见的氮肥,俗称“硫铵”,C正确;第一种方法中的HCN,第二种方法中的CO都是有毒的原料,D错误。
1.有机高分子化合物(1)概念:相对分子质量高达几万乃至几百万的有机化合物,简称有机高分子。(2)分类①天然有机高分子,如 、 、 等。②合成有机高分子,如塑料、 、 (统称为三大合成材料)等。
2.有机高分子的合成方法——聚合反应(1)加聚反应①概念:含有 (或 )的相对分子质量小的有机物分子,在一定条件下,通过加成反应,互相结合成相对分子质量大的高分子化合物的反应。
②实例:写出下列物质在一定条件下发生加聚反应的化学方程式:a.乙烯制聚乙烯:___________________________________b.苯乙烯制聚苯乙烯:_______________________________c.氯乙烯制聚氯乙烯:___________________________________
nCH2==CH2 CH2—CH2
(2)加聚反应产物相关概念
3.有机高分子合成领域研究和解决的课题(1)对通用高分子材料进行改进和推广。(2)研制具有特殊功能的高分子材料。(3)研制用于物质分离、能量转换的高分子膜。(4)研制易分解的新型合成材料。
(1)蔗糖的相对分子质量很大,故蔗糖为高分子化合物( )(2)乙烯和聚乙烯都能使溴的CCl4溶液褪色( )(3)糖类、油脂和蛋白质都是天然的有机高分子材料( )(4)含有碳碳双键的有机物分子,可以通过加聚反应形成有机高分子化合物( )(5)纯净的聚乙烯塑料为纯净物,因为它具有一定的分子组成( )
(6)天然橡胶的成分为聚异戊二烯( ),合成该物质的小分子为CH2==CH2和CH2==CH—CH3( )(7)丁腈橡胶( )具有优良的性质,合成该物质的原料为CH2==CH—CH==CH2和CH2==CH—CN( )
加聚反应单体的判断方法方法一:弯箭头法(一边赶法),去掉[ ]和n,将链节中的一个键从左向右折叠,单变双,双变单,遇到碳超过4价,则断开。如维通橡胶
―→CH2==CF2和CF2==CF—CF3。
方法二:单变双,双变单,超过四价则断开。如:丁苯橡胶
―→CH2==CH—CH==CH2和
1.腈纶又名“人造羊毛”,其结构简式为 ,按要求回答问题。(1)“人造羊毛”的链节为_____________,单体为_______________。
解析 高聚物 的链节为 ,单体为CH2==CH—CN。
(2)实验测得“人造羊毛”的相对分子质量(平均值)为32 800,则该高聚物的聚合度n为______。
解析 高聚物的链节的化学式为C3H3N,式量为53,链节的个数也就是聚合度n,故n= ≈619。
(3)工业上以乙炔和HCN为原料合成腈纶,合成路线如下:CH≡CH CH2==CH—CN 。
写出有关的化学方程式并注明反应类型:①________________________________________________;②______________________________________________。
解析 根据反应流程,CH≡CH和HCN先发生加成反应生成CH2==CHCN,再发生加聚反应生成聚丙烯腈,故化学方程式为①CH≡CH+HCN CH2==CH—CN;②nCH2==CH—CN
2.ABS树脂( )是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。用于制备仪表、电气、电器、机械等各种零件。(1)ABS树脂的链节为_________________________________。(2)合成ABS树脂的单体为_______________、_____________________、________________。
CH2==CH—CH==CH2
CH2==CH—C6H5
1.用乙炔(CH≡CH)为原料制取CH2Br—CHBrCl,可行的反应途径是A.先加Cl2,再加Br2 B.先加Cl2,再加HBrC.先加HCl,再加HBr D.先加HCl,再加Br2
解析 CH≡CH与HCl反应可以生成CH2==CHCl,再与Br2加成即可生成目标产物CH2Br—CHBrCl。
则下列推断不正确的是A.鉴别A和甲烷可选择使用酸性高锰酸钾溶液B.D中含有的官能团为羧基,利用D物质可以清除水壶中的水垢C.物质C的结构简式为CH3CHO,E的名称为乙酸乙酯D.B+D―→E的化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOC2H5
2.已知,有机化合物A只由C、H两种元素组成且能使溴水褪色,其产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平。A、B、C、D、E有如下关系:
解析 从题意可知A为乙烯,根据框图提示,B为乙醇,C为乙醛,D为乙酸,乙醇和乙酸反应生成乙酸乙酯,即为E物质。乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲烷不可以,A选项正确;
醋酸的官能团为羧基,可以与水垢的主要成分反应,B选项正确;化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O,D选项错误。
3.人们在日常生活中大量使用各种高分子材料,下列说法中正确的是A.天然橡胶易溶于水B.羊毛是合成高分子化合物C.聚乙烯塑料是天然高分子材料D.聚氯乙烯塑料会造成“白色污染”
解析 聚氯乙烯塑料在自然界中难以降解会造成“白色污染”,天然橡胶、羊毛和聚乙烯塑料都是高分子材料,难溶于水,羊毛是天然的,而聚乙烯塑料是合成的高分子材料,综上所述,选择D项。
4.(2020·哈尔滨第二中学高一检测)下列说法正确的是A.乙烯通过聚合反应可得到高分子材料B.聚丙烯的结构单元是—CH2—CH2—CH2—C.碳纤维属于合成有机高分子化合物D.聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
解析 乙烯加聚得到的聚乙烯是高分子材料,A正确;聚丙烯是丙烯发生加成聚合反应生成的,结构单元是 ,B错误;碳纤维是一种含碳量在95%以上的新型无机非金属材料,C错误;聚乙烯分子中不含有碳碳双键,不能发生加成反应,D错误。
5.(2020·杭州高一检测)下列说法正确的是A.氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃B.聚苯乙烯的结构简式为C.氯乙烯制取聚氯乙烯的反应方程式为nCH2==CHClD.乙烯和聚乙烯都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
解析 氯乙烯含有氯元素,不属于烃,而聚乙烯为饱和烃,故A错误;聚苯乙烯的结构简式为 ,故B错误;乙烯含有碳碳双键,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,但聚乙烯的结构单元为—CH2—CH2—,不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,故D错误。
6.能在一定条件下发生加聚反应生成 的单体是A.氯乙烯 B.氯乙烯和乙烯C. D.
解析 此高分子化合物通过加聚反应生成,“单变双,双变单,超过四价断裂”,即单体为CH2==CCl—CH==CH2,故选项C正确。
7.(2020·山西太原一中高一检测)聚氯乙烯塑料在工农业生产中广泛应用,其结构简式为 ,它是由CH≡CH、HCl两种小分子经过系列反应形成的,由聚氯乙烯分析合成过程中发生的反应类型有①取代反应 ②加成反应 ③加聚反应 ④氧化反应A.①③B.②③C.①②③D.①③④
解析 由聚氯乙烯的结构简式可知,其单体为 ,据题给原料, 应由CH≡CH和HCl加成反应制得,因此制聚氯乙烯的过程应有加成反应和加聚反应。
题组一 常见的有机化合物的合成1.若按以下路线从乙烯合成乙酸乙酯:乙烯→醇→醛→酸→酯。则经历的反应类型应为A.加成—氧化—氧化—酯化 B.氧化—加成—氧化—酯化C.取代—氧化—氧化—酯化 D.加成—还原—氧化—取代
解析 乙烯→醇:与水发生加成反应;醇→醛:氧化反应;醛→酸:氧化反应;醇+酸→酯:酯化(取代)反应。
2.制备乙酸乙酯的绿色合成路线之一为
下列说法不正确的是A.M的分子式为C6H12O6B.N的结构简式为CH3COOHC.④的反应类型属于取代反应D.淀粉与纤维素互为同分异构体
解析 淀粉和纤维素的化学式都是(C6H10O5)n,但是两者的n值不相同,所以化学式不同,不是同分异构体,D选项错误;淀粉和纤维素水解的最终产物为葡萄糖(C6H12O6),A选项正确;葡萄糖在酒化酶的作用下发生发酵反应:C6H12O6 2CH3CH2OH+2CO2↑,乙醇通过下列催化氧化反应:CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH,所以得到的N为乙酸,B选项正确;乙醇和乙酸发生酯化反应(本质是取代反应)生成乙酸乙酯,C选项正确。
3.合成聚丙烯腈纤维的单体是丙烯腈,它可以由以下两种方法制备:方法一:CaCO3 CaO CaC2 CH≡CH CH2==CH—CN方法二:CH2==CHCH3+NH3+ O2 CH2==CH—CN+3H2O对于以上两种制备途径的分析如下:①方法二比方法一步骤少、能源消耗低、生产成本也低;②方法二比方法一原料丰富、工艺简单;③方法二降低了有毒气体的使用,减少了污染;④方法二需要的反应温度高,耗能大。其中分析正确的是A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
解析 ①根据反应原理可知,方法一中CaCO3 CaO,CaOCaC2都需要高温,则方法二比方法一反应步骤少,且能源消耗低,成本低,故①正确;②根据反应原理可知,方法二中的原料来源于石油,比方法一原料丰富,且生产工艺简单,故②正确;③方法一中使用有毒的HCN,而方法二比方法一降低了有毒气体的使用,减少了污染,故③正确;④方法一中CaCO3 CaO CaC2都需要高温、耗能大,方法二比方法一需要的反应温度低,耗能小,故④错误,故选A。
题组二 有机高分子化合物及合成4.丙烯是合成聚丙烯塑料的化工原料,反应的方程式为nCH2==CH—CH3―→ ,下列有关说法错误的是A.丙烯通过加聚反应合成聚丙烯B.丙烯和聚丙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.丙烯为纯净物,聚丙烯为混合物D.聚丙烯的平均相对分子质量为42n(n为聚合度)
解析 丙烯通过加聚反应生成聚丙烯, 中的n不确定,因此聚丙烯为混合物,其平均相对分子质量为42n。故A、C、D正确;在聚丙烯的链中,不存在 ,故不能使酸性KMnO4溶液褪色,B错误。
5.(2020·山西康杰中学高一期末)科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术,即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯 与水的混合物,使其与沙粒结合,形成既能阻止地下的盐分上升,又能拦截、蓄积雨水的作用。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是①聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2==CHCOOR②聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点③聚丙烯酸酯能发生加成反应④合成聚丙烯酸酯的单体属于烯烃A.③④ B.①② C.①②③ D.①②③④
解析 聚丙烯酸酯是由单体CH2==CHCOOR发生加聚反应得到的高分子化合物,在高聚物中,聚合度不确定,故聚丙烯酸酯为混合物,无固定的熔、沸点。
6.下列有关高分子化合物的说法不正确的是A.丙烯(CH3CH==CH2)在一定条件下加聚后可得聚丙烯:CH2—CH—CH3B.某塑料 可由CF2==CF2和CF2==CFCF3通过加 聚反应制得C.合成高分子 的单体是CF2==CF2D.一种全降解塑料O—CH(CH3)CH2O—CO可由 和 CO2在催化剂作用下加聚生成
解析 丙烯(CH3CH==CH2)在一定条件下加聚后可得聚丙烯: ,故A错误。
题组三 加聚反应与高分子化合物7.丁腈橡胶( )具有优良的耐油、耐高温性能,合成丁腈橡胶的原料是①CH2==CH—CH==CH2 ②CH3—C≡C—CH3 ③CH2==CH—CN ④CH3—CH==CHCN ⑤CH3—CH==CH2 ⑥CH3—CH==CH—CH3A.①③ B.③⑥C.②③ D.④⑤
解析 高聚物属于加聚产物,链节主链上存在碳碳双键结构,有6个碳原子,单体为两种。按如图所示断开
然后打开双键中的1个C—C,将半键闭合就得到高聚物单体:CH2==CH—CH==CH2和CH2==CH—CN,故选A。
8.某高聚物可表示为 ,下列有关叙述错误的是A.该高聚物是通过加聚反应制得的B.合成该高聚物的单体有3种C.该物质能被酸性高锰酸钾溶液氧化D.1 ml该物质最多可与1 ml H2发生加成反应
解析 该高聚物是由 、CH3—CH==CH2、CH2==CH2 3种单体经加聚反应制得;该高聚物中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化;1 ml该物质中含有n ml碳碳双键,故可与n ml H2发生加成反应。
9.(2020·安徽阜阳一中高一检测)聚苯乙烯是日常生活中用途非常广泛的一种塑料,下列说法不正确的是A.其单体为 ,经过加聚反应制得B.链节为C.平均相对分子质量为104n(n为聚合度)D.是一种难降解的塑料,会造成环境污染
解析 聚苯乙烯是由 经过加聚反应生成,单体为 ,链节为 ,故A正确,B错误;聚苯乙烯链节的相对分子质量为104,故聚苯乙烯的平均相对分子质量为104n(n为聚合度),C正确;聚苯乙烯是一种难降解的塑料,会导致环境污染,故D正确。
10.(2020·辽宁期中)下列哪种物质不是的单体—CH3C.CH≡CHD.
解析 该高聚物链节主链不含杂原子,属于加聚反应生成的高聚物,主链上存在碳碳双键结构,有8个碳原子,单体有3种,按如图方式断开, ,然后将半键闭合即可得到该高聚物单体是 、CH≡CH、 ,故选B。
11.(2020·山西省实验中学检测)2-丁烯(CH3CH==CHCH3)是石油裂解的产物之一,是一种重要的有机化工原料,按要求回答下列问题:(1)在催化剂作用下,2-丁烯与溴水反应的化学方程式为__________________________________________,反应类型为__________,由2-丁烯在一定条件下合成一种高聚物的化学方程式为__________________________ ,反应类型为__________。
CH3CH==CHCH3
nCH3CH==CHCH3
解析 2-丁烯和Br2加成反应生成 ,2-丁烯在一定条件下加聚反应生成
(2)烯烃A是2-丁烯的一种同分异构体,它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷,则A的结构简式为_____________;A分子中能够共平面的碳原子个数为____,A与HBr发生加成生成两种结构的一溴代物,它们的结构简式分别为______________和________________。
解析 烯烃A为 ,根据乙烯分子中6个原子在同一平面上,则烯烃A中4个碳原子均在同一平面上。因为 分子中“ ”不对称, 与溴化氢发生加成反应的产物为两种产物,分别为 和 。
1.1,4-二氧六环是一种常见的有机溶剂。它可以通过下列合成路线制得:已知:R—CH2—Br R—CH2OH,则A可能是A.乙烯 B.乙醇C.CH2==CH—CH==CH2 D.乙醛
解析 根据最终产物可逆推出C为HO—CH2—CH2—OH,则结合信息知B为Br—CH2—CH2—Br,A为CH2==CH2。
2.(2020·山东昌乐二中月考)“不粘锅”是在内壁涂了一层聚四氟乙烯的金属锅,以下对聚四氟乙烯的叙述中正确的是A.它的单体不含碳碳双键B.其中的C—F很稳定C.它在没有水的时候容易燃烧D.分子内支链繁多,互相缠绕,故而不粘食物
解析 聚四氟乙烯的单体是四氟乙烯,化学式为CF2==CF2,含碳碳双键,A错误;F为最活泼的非金属元素,聚四氟乙烯中饱和键C—F很稳定,B正确;聚四氟乙烯俗称塑料之王,它耐酸碱,不易发生化学反应,出于食品安全考虑,制作锅具的内壁表面的材料不能轻易发生化学反应,即在没有水的时候也不容易燃烧,C错误;四氟乙烯只有一条主链,且只有一个双键,发生了加聚反应之后,就没有不饱和键来发生交联反应,所以不会有支链缠绕,D错误。
3.(2020·江苏海安高级中学期中)加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如图所示装置探究废旧塑料的再利用。下列叙述不正确的是A.聚丙烯塑料和丙烯都能使溴的 四氯化碳溶液褪色B.装置乙的试管可收集到液态烃, 主要成分为苯和甲苯C.装置丙内发生的反应为加成反应D.最后收集到的气体是优良的燃料
解析 聚丙烯塑料结构中无“ ”,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,A错误;产物中的 和 沸点较高,经液化可被收集,B正确;乙烯、丙烯在丙装置中和Br2发生加成反应而被吸收,C正确;最后气体为H2和CH4,是优良的燃料,D正确。
4.(2019·山东泰山一中高一检测)高分子化合物结构如下:
其单体可能是①CH2==CH—CN ②CH2==CH2 ③CH2==CH—CH==CH2 ④ ⑤ ⑥CH2==CH—CH2—CH3A.①③⑤ B.②③⑤ C.①②⑥ D.①③④
解析 根据“见双键,四个碳;无双键,两个碳”划线断开,则该聚合物按照如下断键方式断裂: ,断键后将半键闭合,即将单双键互换,得到的单体为CH2==CHCN、CH2==CH—CH==CH2和 ,则A项正确。
5.某实验小组设计的糖厂甘蔗渣利用方案如下图所示:
其中:A能催熟水果,B是高分子化合物,D是有水果香味的物质。请回答以下问题:(1)“C6H12O6” 所示物质的名称是________;A的结构简式为__________;C中官能团的名称为______。
解析 根据以上分析可知“C6H12O6”所示物质的名称是葡萄糖;A是乙烯,其结构简式为CH2==CH2;C是乙酸,其中官能团的名称为羧基。
(2)写出下列转化的化学方程式并指出反应类型:CH3CH2OH―→CH3CHO:______________________________________,反应类型为__________。
2CH3CHO+2H2O
解析 CH3CH2OH发生催化氧化生成CH3CHO,方程式为2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O。
(3)下列说法正确的是_____(填字母)。A.目前生产A的主要方法是石油的裂解,其产量是衡量一个国家石油 化工水平的标志之一B.分馏石油得到的各个馏分为纯净物C.动物的脂肪在酸性条件下水解可以得到肥皂的主要成分D.塑料、合成橡胶、合成纤维、淀粉都是高分子化合物
解析 目前生产乙烯的主要方法是石油的裂解,其产量是衡量一个国家石油化工水平的标志之一,A正确;分馏石油得到的各个馏分仍然为混合物,B错误;动物的脂肪在碱性条件下水解可以得到肥皂的主要成分,C错误。
6.(2020·日照高一检测)聚四氟乙烯的耐热性和化学稳定性都超过其他塑料,甚至在“王水”中也不发生变化,故号称“塑料王”,在工业上有着广泛的用途。(1)按照下列所示的合成路线,试在方框中填入合适的化合物的结构简式:
二氟一氯甲烷________
四氟乙烯__________
聚四氟乙烯_____________
(2)写出下列化学方程式:B→C:_____________________________。C→D:______________________________。(3)聚四氟乙烯的链节为______________,单体为__________,四氟乙烯生成聚四氟乙烯的反应类型为__________。
解析 根据信息,氯仿为三氯甲烷(CHCl3),找出反应物与生成物之间的关系,写出化学方程式。
苏教版 (2019)选择性必修3专题5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺第三单元 有机合成设计精品ppt课件: 这是一份苏教版 (2019)选择性必修3专题5 药物合成的重要原料——卤代烃、胺、酰胺第三单元 有机合成设计精品ppt课件,共31页。PPT课件主要包含了加成反应,CH3COOH+,+H2O等内容,欢迎下载使用。
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