人教版选修5课件 第五章 本章整合

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一 有机高分子化合物的结构、性质及合成途径 1 ．有机高分子化合物的结构 (1) 线型结构：长链状，链与链之间以分子间作用力结合。 (2) 体型结构：网状结构，高分子链之间以化学键结合。 2 ．有机高分子化合物性质 (1) 溶解性 ①线型结构的有机高分子 ( 如有机玻璃 ) 能溶解在适当的溶 剂里，但溶解过程比小分子缓 慢。 ②体型结构的有机高分子 ( 如橡胶 ) 则不容易溶解，只是有 一定程度的胀大。 (2) 热塑性和热固性 ①线型高分子具有热塑性 —— 加热到一定温度开始软化 ， 直到熔化成流动的液体。例如聚氯乙烯塑料等。 ②体型高分子具有热固性 —— 经加工成型后就不会受热 熔 化。例如酚醛树脂等。 (3) 强度 高分子材料的强度一般都较大。这与高分子化合物的相对 分子质量大、分子间作用力强有密切关系。 (4) 电绝缘性 电绝缘性好，这是由于高分子化合物中只存在共价键，没 有自由电子的缘故。 3 ．合成有机高分子化合物的途径 (1) 单体通过加聚反应可得到有机高分子化合物。 (2) 单体通过缩聚反应可得到有机高分子化合物。 (3) 单体通过开环聚合反应可得到有机高分子化合物。 【 例 1】(2011 年广东佛山 模拟 ) 德国化学家列培是乙炔高压 化学 的 开拓者，他发现了一系列乙炔的高压反应 ( 被称为列培反 应 ) ，为有机合成工业作出了巨大的贡献。 (1) 部分列培反应的原理如下 ( 条件从略 ) ： R 2 NH ＋ HC≡CH―→R 2 NCH ＝ CH 2 等 (2) 列培反应的应用： 图 5 － M － 1 高聚物 D 用途十分 广泛，涉及化妆品乳化剂、染料的分散 剂 , 酒类的澄清剂等，合成流程如图 5 － M － 1 。试完成以下问题： ① A 的分子式是 _______ 。 ②写出能发生银镜反应的 A 的直链同分异构体 E 的结构简 式： ___________________ ，有关 E 的性质的说法正确的是 ____ ( 填字母 ) 。 a ．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 b ．能够发生酯化反应 c ．一定条件下能与氢气发生 加成反应 d ．能与金属钠发生置换反应 ③ Ⅲ 的反应类型是 _________ ，方程式是 ________________ ______________( 不需写反应条件 ) 。 ④ B 的结构简式是 ___________ 。 解析： 从 A 的结构简式可知 A 分子式为 C 4 H 8 O ， A 的直链 同分异构体能发生银镜反应，可知其含醛基，无支链，应为 CH 3 CH 2 CH 2 CHO ；由信息可知 C 发生加聚反应生成 D 。 (2) ① C 4 H 8 O ② CH 3 CH 2 CH 2 CHO ac ③加聚反应 答案： 【 例 2 】 已知 ： 现将 A 进行如图 5 － M － 2 所示反应，已知： D 的相对分子 质量比 E 小， B 不能发生银镜反应， F 可使溴水褪色，且其中 含有甲基。 图 5 － M － 2 试回答下列问题： (1) 写出下列物质的结构简式： A____________________ ， C____________________ ， D___________ 。 (2) 指明反应①和②的反应类型： 反应① _________ ；反应② __________ 。 (3) 写出下列反应的化学方程式： ① E 与邻苯二胺 ( ) 缩聚生成一种合成纤维 _________________________________________________ _____________________________________ ； ② F―→G _________________________________________________; ③A―→H _________________________________________________ 。 【 解析 】 本题是有机合成推断题，首先要弄清楚让酮类物 质氧化生成羧酸的规律，既可以断裂羰基左边，也可以断裂羰 基右边，这一信息使我们可以运用逆向思维，由产物确定反应 物的结构；另外，要弄清楚框图中的特征条件和转化关系。因 为产物 G 和 I 的单体分子组成都是 C 4 H 6 O 2 ，可推得 A 分子中含 有 4 个碳原子，又根本在浓 H 2 SO 4 和加热条件下两分子 A 发生 酯化反应生成八元环酯，则 A 一定是羟基羧酸，其结构简式只 能是 ， A 有 左右两种脱水方式，从题目 限定条件 “ F 可使溴水褪 色，且其中含甲基 ” 。说明羟基和右 边碳上的氢原子发生消去 反应，生成烯烃 CHCH 3 CHCOOH ，然 后 F 在一定条件下发生加聚反应生 G ： n CH 3 CH===CHCOOH ，从 A→B 的变化，根据反应条件可 知发生的是脱氢氧化反应，产物是 ， 它在一定条件下氧化有左、右两种断键方式，将题给情景迁移 过来，即可得出 C 为： HOOCCH 2 COOH ， D 为： CH 3 COOH ， E 为： HOOCCOOH 。因为 F→G 发生的是加聚反应，则 A→I 一定是缩聚反应。 答案： (1)CH 3 —CH(OH)—CH 2 —COOH HOOC—CH 2 —COOH CH 3 COOH (2) 消去反应 缩聚反应 C A. 该有机玻璃是一种线型结构的高分子材料 B. 该有机玻璃的化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯 C. 可用过滤方法除去 CCl 4 中的少量该有机玻璃 D. 它在一定条件下发生水解反应时， C—O 键发生断裂 图 5-M-3 2 ．化合物 C 和 E 都是医用功能高分子材料 , 且由相同质量 分数的元素组成 , 均可由化合物 A(C 4 H 8 O 3 ) 制得，如图 5 － M － 4 所示， B 和 D 互为同分异构体。 图 5 － M － 4 试写出： (1) 化学方程式： A→D ： _____________________________ _____________________________________________________ ； B→C ： ___________________________________________ 。 (2) 反应类型： A→B______ ； B→C_____ ； A→E_____ 。 (3)E 的结构简式 _____________________ ； A 的同分异构体 ( 同类别且有支链 ) 的结构简式为 _________ 或 ______________ 。 解析： (1) 由 D 为五原子环状化合 物，结合 A 具有酸性，则 A 必为羟基酸，发生分子内脱 水成五元环，那么 A 结构为： ； (2) 由 A→B 可使溴水褪色，且 B→C 生成 高分子， A→B 发生消去反应， B→C 发生加聚反应， A 为羟基酸还可发生自身缩 聚反应， A→E 发生缩聚反应； (3) 由 (2) 可知 A→E 发生缩聚反应生成聚酯， E 结构简式为 。与 A 同类的 同分异构体， 只存在碳链异构和位置异构。 答案： (2) 消去 加聚 缩聚 (1) (3) 3 ．某些高分子催化剂可用于有机合成。图 5 － M － 5 是一 种高分子催化剂 (Ⅶ) 合成路线的一部分 (Ⅲ 和 Ⅵ 都是 Ⅶ 的单体； 反应均在一定条件下进行；化合物 Ⅰ ～ Ⅲ 和 Ⅶ 中含 N 杂环的性 质类似于苯环 ) ： 图 5 － M － 5 回答下列问题： (1) 写出由化合物 Ⅰ 合成化合物 Ⅱ 的反应方程式 _________ _________________________( 不要求标出反应条件 ) 。 (2) 下列关于化合物 Ⅰ 、 Ⅱ 和 Ⅲ 的说法中，正确的是 ______ ( 填字母 ) 。 A ．化合物 Ⅰ 可以发生氧化反应 B ．化合物 Ⅰ 与金属钠反应不生成氢气 C ．化合物 Ⅱ 可以发生水解反应 D ．化合物 Ⅲ 不可以使溴的四氯化碳溶液褪色 E ．化合物 Ⅲ 属于烯烃类化合物 (3) 化合物 Ⅵ 是 ____( 填字母 ) 类化合物。 A ．醇 B ．烷烃 C ．烯烃 D ．酸 E ．酯 (4) 写出两种可鉴别 Ⅴ 和 Ⅵ 的化学试剂 __________________ _____________________ 。 (5) 在上述合成路线中，化合物 Ⅳ 和 V 在催化剂的作用下与 氧 气 反 应 生 成 Ⅵ 和 水 ， 写 出 反 应 方 程 式 _____________ ____________________________________________( 不要求标出 反应条件 ) 。 解析： (2) 化合物 Ⅰ 官能团有羟基，碳碳 双键，故可发生氧 化反应，也可以与金属钠发生反应生成氢气，故 A 正确， B 错 误。化合物 Ⅱ 官能团有酯基，可以发生水解反应，生成相应的 酸和醇，故 C 正确。化合物 Ⅲ 的官能团有碳碳双键，可以使溴 的四氯化碳溶 液褪色，属于以乙烯为母体的烯烃 类衍生物，故 D 错误， E 正确。 (3)Ⅶ 是由 Ⅲ 和 Ⅵ 发生加聚反应生成 的，所以 Ⅵ 的结构简式 应为 CH 2 ===CHOOCCH 3 ，属于酯，选 E 。 (4) 由 CH 3 CH 2 OH 转化成 Ⅴ 的条件可知， Ⅴ 为 CH 3 COOH ， 而 Ⅵ 为 CH 2 ===CHOO CCH 3 ，所以可用溴水、酸性高锰酸钾或 Na 2 CO 3 来鉴别。 (5) 由 Ⅵ 和 Ⅴ 的结构简式可 推知， Ⅳ 应为 CH 2 === CH 2 ，其反 应方程式为： 2CH 2 ===CH 2 ＋ 2CH 3 COOH ＋ O 2 ―→ 2CH 2 ===CHOOCCH 3 ＋ 2H 2 O 。 (4) 溴水、酸性高锰酸钾或 Na 2 CO 3 溶液 答案： (1) (2)ACE (3)E (5) 2CH 2 ===CH 2 +2CH 3 COOH+O 2 ―→ 2CH 2 ===CHOOCCH 3 +2H 2 O 4 ．有机物 A(C 6 H 8 O 4 ) 为食品包装纸的常用防腐剂。 A 可以 使溴水褪色。 A 难溶于水，但在酸性条件下可发生水解反应， 得到 B(C 4 H 4 O 4 ) 和甲醇。通常状况下 B 为无色晶体，能与氢氧 化钠溶液发生反应。 ①③④ 碳碳双键 羧基 (1)A 可以发生的反应有 _______( 填序号 ) 。 ①加成反应 ②酯化反应 ③加聚反应 ④氧化反应 (2)B 分子所含官能团的名称是 __________ 、 ______ 。 (3)B 分子中没有支链，其结构简式是 ____________________ ， 与 B 具有相同官能团的同分异体的结构简式是 _______________ 。 (4) 由 B 制取 A 的化学方程式是 ______________________________________________________ ___________________________________ 。 CH 2 ==C(COOH) 2 5 ．近期国内外大量的研究表明，火灾中绝大多数人的第一 死因并非高温烘烤或火烧，而是慌忙奔跑时吸入的烟雾中毒， 且起火的建筑装修越豪华，这一特点越明显。聚氯乙烯是制作 装修材料的最常用原料，失火后，随着火焰的剧烈跳动， 聚氯 乙烯在不同的温度下，发生一系列的复杂化学变化，产生大量 的有害气体，其大致过程如图 5 － M － 6 ： 图 5 － M － 6 (1) 火灾中由聚氯乙烯产生的对人体有害气体，其化学成分 主要有 ______________; 在火灾现场 , 为防止气体中毒你应采取的 防护措施是 ___________________________________________ 。 (2) 有机化学的基本反应类型有： A. 加成反应， B. 消去反应， C. 取代反应， D. 重排反应四种，其中重排反应是指像 CH 2 ===CH － OH―→CH 3 CHO 的一类反应，请指出上述变化中下列 所属的 请回答下列问题： HCl 、 CO 、 C 6 H 6 基本类型 ( 填序号 ) ：① ___ ；③ ____ 。 B D 用湿毛巾捂住口鼻，尽量往低处走 ( 答案合理即可 ) 请写出制取聚乙烯缩丁醛黏合剂的化学方程式： ______________________________________________________ __________________________________________ 。 (3) 在装修中广泛使用的黏合剂也是极易发生火灾的物质。 聚乙烯缩丁醛就是这样一种黏合剂 , 它是由聚乙烯醇 ( ) 与丁醛缩合脱水得到的含有六元环的高分子化合物，若已知反 应： 2CH 3 OH ＋ HCHO CH 3 OCH 2 OCH 3 ＋ H 2 O 可以发生。 一定条件