人教版高中化学选修5课件 第5章 本章整合 31页

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)： R2NH＋HC≡CH―→R2NCH＝CH2 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： ①A 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 ③Ⅲ的反应类型是_________，方程式是________________ ______________(不需写反应条件)。 ④B 的结构简式是___________。 解析：从A 的结构简式可知 A 分子式为C4H8O，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 CH3CH2CH2CHO；由信息可知C发生加聚反应生成D。 (2) ① C4H8O ②CH3CH2CH2CHO 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： ①E 与邻苯二胺( )缩聚生成一种合成纤维 _________________________________________________ _____________________________________； ②F―→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C4H6O2，可推得A 分子中含 有 4 个碳原子，又根本在浓H2SO4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 CHCH3CHCOOH，然 后 F 在一定条件下发生加聚反应生 G：nCH3CH===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：HOOCCH2COOH，D 为：CH3COOH， 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)CH3—CH(OH)—CH2—COOH HOOC—CH2—COOH CH3COOH (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 CCl4 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(C4H8O3)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 CH2===CHOOCCH3，属于酯，选 E。 (4)由 CH3CH2OH 转化成Ⅴ的条件可知，Ⅴ为 CH3COOH， 而Ⅵ为 CH2===CHOOCCH3，所以可用溴水、酸性高锰酸钾或 Na2CO3 来鉴别。 (5)由Ⅵ和Ⅴ的结构简式可推知，Ⅳ应为 CH2===CH2，其反 应方程式为：2CH2===CH2＋2CH3COOH＋O2―→ 2CH2===CHOOCCH3＋2H2O。 (4)溴水、酸性高锰酸钾或 Na2CO3 溶液 答案：(1) (2)ACE (3)E (5)2CH2===CH2+2CH3COOH+O2―→2CH2===CHOOCCH3 +2H2O 4．有机物 A(C6H8O4)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(C4H4O4)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 ______________________________________________________ ___________________________________。 CH2==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 CH2===CH －OH―→CH3CHO 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、C6H6 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： 2CH3OH＋HCHO CH3OCH2OCH3＋H2O可以发生。一定条件