高三化学合成材料和有机合成人教实验版知识精讲

用心 爱心 专心 高三化学合成材料和有机合成人教实验版

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

合成材料和有机合成

1. 合成材料

2. 有机合成

二. 复习重点：

1. 了解重要合成材料的主要品种的主要性质和用途。

2. 掌握有机化合物官能团、性质、有机反应和反应类型之间的综合应用。

三. 复习过程：

（一）合成材料

1、有机高分子化合物的基本概念

基本概念 单体 结构单元（链节） 聚合度 高聚物

含义 能合成高分子化合物的小分子，一般是不饱和的或含有两个或更多官能团的小分子 高聚物分子中具有代表性的、重复出现的最小部分 每个高分子里链节的重复次数 由单体聚合而成的相对分子质量较大的化合物，相对分子质量高达数千至数万以上

实例（以聚乙烯为例） CH2＝CH2 —CH2—CH2— n

（1）有机高分子化合物：由千百个原子以共价键连接的大分子化合物，又称高聚物。

（2）有机高分子化合物可分为天然高分子化合物（如淀粉、蛋白质等）和合成高分子化合物。除塑料、合成橡胶和合成纤维三大传统的合成材料以外，又出现了高分子膜、具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料、医用高分子材料、隐形材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料。

2、高分子化合物的结构与性质

线型高分子 体型（网状）高分子

结构 分子中的原子以共价键相互联结成一条很长的卷曲状态的“链” 分子链与分子链之间还有许多共价键交联起来，形成三度空间的网状结构

溶解性 能缓慢溶解于适当溶剂 很难溶解，但往往有一定程度的胀大

性能 具热塑性，无固定熔点 具热固性，受热不熔化

特性 强度大、可拉丝、吹薄膜、绝缘性好 强度大、绝缘性好，有可塑性

（1）有机高分子化合物形成物质是混合物。对高分子材料来说，它是由许多聚合度不完全相同的高分子聚集在一起（即许多不同分子），所以通常讲高分子化合物形成的物质是混合物。

（2）有机高分子化合物一般形成非晶体的分子型物质。高分子化合物分子量虽然很大，但存在单个分子，所以不属于原子晶体。

3、合成有机高分子化合物的常见反应类型

（1）加聚反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的化合物

用心 爱心 专心 分子的反应。

①均聚反应：发生加聚反应的单体只有一种。如：

②共聚反应：发生加聚反应的单体有两种或多种。如：

nCH2＝CH2＋nCH2＝CH—CH2

【归纳总结】加聚反应的特点是：①单体往往是带有双键或三键的不饱和化合物（如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、甲酸、异戊二烯等）；②高分子链节与单体的化学组成相同；③生成物只有高分子化合物，一般形成线型结构。

（2）缩聚反应：有两个或两个以上官能团的单体相互结合，生成高分子化合物，同时生成小分子（如H2O、HX、NH3和醇等）。

①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。

＋nH2O

②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。

nHOOCCOOH＋nHOCH2CH2OH一定条件下＋ 2nH2O

③以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成H2O的方式而进行的缩聚反应。

nNH2—（CH2）6—NH2＋nHOOC—（CH2）6—COOH一定条件下

＋2H2O

【归纳总结】缩聚反应的特点是：①单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应基团（如—OH、—COOH、—NH2、—X等）；②缩聚反应的结果，不仅生成高聚物，而且还有小分子生成；③所得高分子化合物的组成跟单体的化学组成不同。

（二）有机合成

1、合成原则：原料价廉，原理正确，途径简便，便于操作，条件适宜，易于分离。

2、合成思路：解答有机合成题常用方法有“正推法”和“逆推法”。具体到某一个题目是用正推法还是逆推法，还是正推、逆推双向结合，这要由题目给出的条件决定。近几年考题中出现的问题多以逆推为主，使用该方法的思维途径是：

（1）首先确定所要合成的有机物属何类型，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。

（2）以题中要求最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得。若甲不是所给已知原料，需再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应制得，一直推导到题目中给定的原料为终点。

（3）在合成某一种产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，应当在兼顾原料省、产率高的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。

3、合成必备的基础知识：

用心 爱心 专心 （1）能团的引入：

①引入卤素原子：烯、炔的加成，烷、苯及其同系物，醇的取代等；

②引入双键：醇、卤代烃的消去，炔的不完全加成等；

③引入羟基：烯加水，醛、酮加H2，醛的氧化，酯水解，卤代烃水解，糖分解为乙醇和CO2等；

④生成醛、酮：烯的催化氧化，醇的催化氧化等。

（2）碳链的改变：

①增长碳链：酯化、炔、烯加HCN，聚合，肽键的生成等；

②减少碳链：酯水解、裂化、裂解、脱羧，烯催化氧化，肽键水解等。

（3）成环反应：不饱和烃小分子加成（三分子乙炔生成苯）；酯化、分子间脱水，缩合、聚合等。

4、合成题的“突破口”：

（1）找已知条件最多的，信息量最大的地方；

（2）寻找最特殊的——特殊物质、特殊反应条件、特殊颜色等等；

（3）特殊的分子式，这种分子式只能有一种结构；

（4）如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。

【归纳总结】

（1）常见的有机反应类型：常见的有机反应类型有：取代反应、加成反应、消去反应、酯化反应、水解反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、缩聚反应等。判断有机物反应类型，关键分析有机物含有的官能团。醇羟基能发生氧化、取代、酯化、消去等反应，醛基能发生氧化、还原等反应，而羧基能发生酯化反应，酯往往发生水解，含有醛基、碳碳不饱和键的物质能发生加成反应。

（2）有机物（反应物与生成物）之间的相互联系：一个有机化学反应，对反应物而言是该有机物的性质，对生成物而言则是它的制法。性质—制法这个链条，就是有机物相互联系的桥梁。如：

①相互取代关系：如卤代烃与醇的关系，R—XR—OH，实际上是卤素原子与羟基的相互取代。

②氧化还原关系：如醇与醛、酸之间的相互转化，实际上是醇中的—CH2—OH—CHO氧化—COOH

③消去加成关系：如CH3CH2OH与浓硫酸共热170 ℃发生消去反应生成乙烯和水，而乙烯在催化剂、加热、加压条件下与水发生加成反应生成乙醇，实际上是前者消去羟基和H原子形成新的官能团不饱和键，后者则是打开不饱和键结合水中的—H和—OH形成具有官能团—OH的醇的过程。

④结合重组关系：如醇与羧酸的酯化反应以及酯的水解RCOOH＋R—OHR—COOR＋H2O，酯化反应实际上是醇中—OH与羧酸中—COOH相互作用，重新组合生成—COO—和H—OH的过程，而酯的水解实际上是酯中—COO—和H—OH相互作用，重新组合形成具有官能团—OH的醇和—COOH的羧酸的过程。

（三）有机推断

有机推断属于综合运用各类有机物官能团性质、相互衍变关系的知识，结合有关计算的

用心 爱心 专心 能力试题。分析解答有机推断题，要灵活运用有机物官能团之间的相互转化关系，准确理解题中信息，抓住提示，找准解题的突破口（明显反应条件、已知结构和组成等），采用正向思维和逆向思维的方法，进行分析推理，大胆假设、小心求证，提高解题技能和技巧。熟练掌握各类有机物的性质及其转化关系，是推断未知物的前提，分析有机物推断题常用的方法有：

1、顺推法：抓住有机物的结构、性质和实验现象这条主线，由已知逐步推向未知，最后得出正确的结论。

2、逆推法：从最终的生成物逐步推测各步所需的反应物，再把整个题中各物质联系起来，从而得出正确的推断。

3、剥离法：先把明显的未知物剥离出来，然后根据已知物逐步推测未知物的结构，得出正确的结论。

4、分步推理法：先根据题意进行分步推理，然后再将各步反应物（或生成物）的结构进行综合，最后得出正确的结论。

【典型例题】

例1. 某高分子化合物的部分结构如下：

下列说法不正确的是（ ）

A. 聚合物的链节是

B. 聚合物的分子式为（C2H2Cl2）n

C. 聚合物的单体是CHCl＝CHCl

D. 若n为聚合度，则其相对分子质量为97n

分析：因为高分子主链上均为C原子，又由于单体是重复的结构单元，且碳碳单键可以旋转，所以链节是，单体是CHCl＝CHCl。答案A

例2. 感光性高分子也称为“光敏性高分子”，是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。其结构简式为：，试回答下列问题：

（1）已知它是由两种单体经酯化后聚合而成的，试推断这两种单体的结构简式____、_____。

（2）写出在（1）中由两种单体生成高聚物的化学反应方程式：____________。

（3）对此高聚物的性质判断不正确的是_______________

A. 在酸性条件下可以发生水解

B. 此高聚物不能使溴水褪色

C. 此高聚物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色

用心 爱心 专心 D. 此高聚物可与液溴发生取代反应E.此高聚物水解后可得到另外一种高聚物

分析：（1）由高聚物的结构简式可知，它相当于由聚合而成的，这种酯由单体CH2＝CH—OH和制得。

（2）先写出CH2＝CH—OH和发生酯化反应的化学方程式，再写出生成物发生加聚反应的化学方程式，将两者相加消去中间产物得到要写的化学方程式。

（3）由高聚物的结构简式可以看出，该高分子材料中含有碳碳双键（）和两种官能团，具有烯烃和酯类物质的性质，B不正确。

答案：（1）CH2＝CH—OH；

（2）nCH2＝CH—OH＋n

（3）B

例3. 根据图示填空：

NaHC [Ag(NH ) ] , HNa H溶液(足量)H (足量)Ni(催化剂)HNa H醇溶液(足量)H是环状化合物C HF的碳原子在一条直线上222233++BrCADGEFBH△△△△△-46

（1）化合物A含有的官能团是_______________。

（2）B在酸性条件下与Br2反应得到E，E在足量的氢氧化钠醇溶液作用下转变成F，由E转变成F时发生两种反应，其反应类型分别是____________。

（3）D的结构简式是____________。

（4）1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol G，反应方程式是____________。

（5）与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是_______________。

分析：A能与银氨溶液反应，说明Ａ中有—CHO，能与NaHCO3反应，则Ａ中还有 —COOH，当A与H2反应生成G时，—CHO转变为—CH2OH，G既有—COOH又有—OH，在酸性条件下，发生酯化反应，生成环内酯C4H6O2。又因为F中碳原子在一条直线上（说明F中存在C≡C），则4个C原子无支链结构。所以H为，G为CH2OHCH2CH2COOH。根据（4）中1 mol

A与2 mol H2反应，其中—CHO需1 mol H2，则说明A中还有一个C＝C，因此A为OHC—CH