2024年高考化学一轮复习（新高考版） 第10章 第66讲　合成高分子　有机合成路线设计.docx

1、第66讲合成高分子有机合成路线设计复习目标1.了解高分子的组成与结构特点，能依据简单高分子的结构分析其链节和单体。2.了解加聚反应和缩聚反应的含义。3.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面的贡献。4.能根据常见官能团的性质和已知信息设计有机合成路线。考点一合成高分子1高分子的结构特点(1)单体：能够进行聚合反应形成高分子的低分子化合物。(2)链节：高分子中化学组成相同、可重复的最小单元。(3)聚合度：高分子链中含有链节的数目。2高分子的分类及性质特点其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为三大合成材料。3合成高分子的两个基本反应加聚反应缩聚反应概念由不饱和单体加成聚

2、合生成高分子的反应单体分子间通过缩聚反应生成高分子的反应，生成缩聚物的同时，还伴有小分子的副产物(如水、氨、卤化氢等)的生成单体特点含有双键或三键的不饱和有机物含有两个或两个以上的反应基团(如OH、COOH、NH2、X等)产物特征高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成4.按要求完成方程式(1)加聚反应nCH2=CHCH3。nCH2=CHCH=CH2CH2CH=CHCH2。nCH2=CH2。(2)缩聚反应nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH (2n1)H2O；nHOCH2CH2COOH(n1)H2O。nH2NCH2COOH(n1)H2O；

3、nH2NCH2COOH(2n1)H2O。nHCHOn (n1)H2O。1棉花、蚕丝、羊毛、天然橡胶都属于天然高分子()2天然橡胶是高聚物，不能使溴水褪色()3的单体是CH2=CH2和()4酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料()5聚乙烯、聚氯乙烯塑料都可用于包装食品()答案1.2.3.4.5.一、有机高分子材料的概述1下列对有机高分子的认识正确的是()A有机高分子被称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由高分子通过聚合反应得到的B有机高分子的相对分子质量很大，因而其结构很复杂C对于一块高分子材料来说，n是一个整数值，因而它的相对分子质量是确定的D高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类

4、答案D解析高分子主要是由小分子通过聚合反应制得的，故A错误；有机高分子的相对分子质量很大，但与结构无关，有的简单，有的复杂，故B错误；对于一块高分子材料，n是一个整数值，由于n不确定，所以它的相对分子质量也不确定，故C错误。2食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等种类。PE保鲜膜可直接接触食品，PVC保鲜膜则不能直接接触食品，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是()APE、PVC都属于链状高分子，受热易熔化BPE、PVC的单体都是不饱和烃，能使溴水褪色C焚烧PVC保鲜膜会放出有毒气体，如HClD废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染答案B3四氯乙烯()是一种衣物干

5、洗剂，聚四氟乙烯()是家用不粘锅内侧涂层的主要成分。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的叙述正确的是()A它们都可以由乙烯发生加成反应得到B它们的分子中都不含氢原子C四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用，聚四氟乙烯的化学性质比较活泼D它们都能发生加成反应，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色答案B解析四氯乙烯可由乙炔发生取代、加成反应得到，聚四氟乙烯是由四氟乙烯发生加聚反应得到，故A错误；二者都只含C和卤素原子，故B正确；聚四氟乙烯中不含碳碳不饱和键，性质较稳定，故C错误；聚四氟乙烯中不含碳碳双键，不能发生加成反应，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D错误。4(2023重庆检测)聚乙烯(CH2CH2)可用于制作食品包装

6、袋，在一定条件下可通过乙烯的加聚反应生成聚乙烯，下列说法正确的是()A等质量的乙烯和聚乙烯燃烧时，聚乙烯消耗的氧气多B工业合成的聚乙烯高分子的聚合度是相同的C乙烯和聚乙烯都能使溴水褪色D聚乙烯链节中碳元素的质量分数与其单体中碳元素的质量分数相等答案D解析乙烯是聚乙烯的单体，它们的最简式相同，都是CH2，故含C和H的质量分数分别相等，则等质量的二者燃烧时消耗氧气的量相同，故A错误、D正确；工业上用乙烯合成聚乙烯时，所得高分子的聚合度一般不等，故B错误；乙烯中含有碳碳双键，能使溴水褪色，聚乙烯中不含碳碳双键，不能使溴水褪色，故C错误。二、合成高分子单体的判断5下列说法不正确的是()A酚醛树脂属于热

7、塑性塑料B结构为CH=CHCH=CHCH=CH的高分子，其单体是乙炔C有机硅聚醚()可由单体和缩聚而成D某塑料为，它的单体有3种答案A解析酚醛树脂属于热固性塑料，A项错误；高分子CH=CHCH=CHCH=CH的结构简式可以表示为CH=CH，其单体为CHCH，B项正确。6现有高聚物回答下列问题：(1)其链节是_。(2)其单体是_。(3)得到该高聚物的反应为_，它是一种_(填“体型”或“线型”)高分子。答案(1)(2)(3)加聚反应线型高聚物单体的推断方法推断单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物，并找准分离处。(1)加聚产物的主链一般全为碳原子，按“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”的规律画线

8、断键，然后半键闭合、单双键互换。如的单体为CH2=CH2和CH2=CHCN，的单体为CH2=CHCH3和CH2=CHCH=CH2。(2)缩聚产物的链节中不全为碳原子，一般有“”“ ”等结构，在或画线处断键，碳原子上连OH，氧原子或氮原子上连H，即得单体。考点二有机合成路线的设计1有机合成的基本思路2有机合成路线的分析方法方法流程逆合成分析法目标产物中间产物原料正合成分析法原料中间产物目标产物综合比较法原料中间产物目标产物3.正确解答有机合成的关键(1)熟练掌握常见官能团的性质特点。(2)用好已知新信息。(3)注意有机合成反应顺序的选择，官能团的转化和保护。4官能团的保护与恢复(1)碳碳双键：在

9、氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。HOCH2CH=CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OHHOOCCH=CHCOOH。(2)酚羟基：在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。(3)醛基(或酮羰基)：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。(4)氨基：在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺，然后再水解转化为氨基。(5)醇羟基、羧基可以成酯保护。一、根据已知信息和官能团的转化设计合成路线1请设计合理方案，以苯甲醇()为主要原料合成(无机试剂及有机溶剂任用)。已知：；RCNRCOOH。答案解析将目标分子拆解成

10、两个，结合已知信息，苯甲醛先与HCN加成，再在酸性条件下水解，即可得到。2以CH2=CHCH2OH为主要原料(其他无机试剂任选)设计CH2=CHCOOH的合成路线流程图(已知CH2=CH2可被氧气催化氧化为)，通过此题的解答，总结设计有机合成路线需注意的情况(至少写2条)：_。答案CH2=CHCH2OHCH3CHClCH2OHCH3CHClCOOHCH2=CHCOONaCH2=CHCOOH；选择合适的反应条件、要注意官能团的保护解析以CH2=CHCH2OH为主要原料合成CH2=CHCOOH，CH2=CHCH2OH可先和HCl发生加成反应，保护碳碳双键，再利用强氧化剂将醇羟基氧化为羧基，最后结合

11、卤代烃的消去引入碳碳双键；在选择合成路线时，需要选择合适的反应条件，同时注意官能团的保护，上述流程中用强氧化剂氧化羟基生成羧基时需要防止碳碳双键被氧化，故需要先保护碳碳双键。二、从有机合成路线图中提取信息设计合成路线3沙罗特美是一种长效平喘药，其合成的部分路线如图：请写出以、(CH3)2C(OCH3)2、CH3NO2为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。答案解析根据已知的流程图可推知，若要制备，则需将与(CH3)2C(OCH3)2发生取代反应得到，再与CH3NO2反应得到，再利用羟基的消去反应引入碳碳双键，将碳碳双键与硝基通过加氢最终还原生成氨基，合成路线见

12、答案。1(2022河北，3)化学是材料科学的基础。下列说法错误的是()A制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料B制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成C制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料D可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”答案B解析氮化铝是一种新型陶瓷，属于新型无机非金属材料，A正确；天然橡胶的单体为异戊二烯，合成橡胶的单体如顺丁烯等中均含有碳碳双键，通过加聚反应合成橡胶，B错误；芳纶为合成纤维，属于有机高分子材料，C正确；可降解聚乳酸塑料的推广应用，可以减少难以降解塑料的使用，从而减少“白色污染”，D正确。2(2022山东，4)下列高分子材料制备方法正确的是()A聚

13、乳酸()由乳酸经加聚反应制备B聚四氟乙烯(CF2CF2)由四氟乙烯经加聚反应制备C尼龙-66()由己胺和己酸经缩聚反应制备D聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备答案B解析聚乳酸()由乳酸HOCH(CH3)COOH分子间脱水缩聚而得，A错误；聚四氟乙烯(CF2CF2)由四氟乙烯(CF2=CF2)经加聚反应制备，B正确；尼龙-66()由己二胺和己二酸经过缩聚反应制备，C错误；聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()发生水解反应制备，D错误。3(2022湖南，3)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料，其合成路线如下：下列说法错误的是()Amn1B聚乳酸分子中含有两种官能团C1 mol乳酸与足量的Na

14、反应生成1 mol H2D两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子答案B解析根据氧原子守恒可得：3n2n1m，则mn1，A正确；聚乳酸分子中含有三种官能团，分别是羟基、羧基、酯基，B错误；1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基，则 1 mol乳酸和足量的Na反应生成1 mol H2，C正确；乳酸分子中含有羟基和羧基，则两分子乳酸可以反应生成含六元环的分子()，D正确。42022河北，18(6)W()是一种姜黄素类似物，以香兰素()和环己烯()为原料，设计合成W的路线(无机及两个碳以下的有机试剂任选)。已知：H2CR2COR答案解析根据题给信息，目标物质W可由2个与1个合成，故合成路线见答案。5(20

15、21广东，21节选)已知：根据上述信息，写出以苯酚的一种同系物及HOCH2CH2Cl为原料合成的路线。答案6(2022海南，18节选)黄酮哌酯是一种解痉药，可通过如下路线合成：回答问题：(1)AB的反应类型为_。(2)已知B为一元强酸，室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为_。(3)D的结构简式为_。(5)X是F的同分异构体，符合下列条件。X可能的结构简式为_(任写一种)。含有酯基含有苯环核磁共振氢谱有两组峰(7)设计以为原料合成的路线_(其他试剂任选)。已知：CO2。答案(1)取代反应(或磺化反应)(2)NaOHH2O(3)(5)(或)(7) 解析根据合成路线，A()在浓硫酸、加热的条件下

16、发生苯环上的取代反应生成B()，B依次与NaOH熔融、HCl反应生成C()，比较C、E的结构，结合D的分子式为C7H6O3及其与CH3CH2COCl发生取代反应生成E，确定D的结构简式为，E与AlCl3反应生成F，F与苯甲酸酐在一定条件下生成G，G经一系列反应生成黄酮哌酯。(5)F的分子式为C10H10O4，X是F的同分异构体，X含有苯环和酯基，其核磁共振氢谱有两组峰，说明X只有2种不同化学环境的H原子，则满足条件的X的结构简式为或。课时精练1高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是()A中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳，聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的B高分子材料蚕丝、尼

17、龙、棉花均为天然纤维，其中蚕丝的主要成分为蛋白质C有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)的单体能发生加成反应、取代反应、氧化反应D医用口罩所使用的熔喷布为聚丙烯，聚丙烯属于合成高分子材料答案B解析二氧化碳的分子结构是O=C=O，由于分子中存在碳氧双键，聚二氧化碳是通过加聚反应制得的，A项正确；尼龙为合成纤维，B项错误；聚甲基丙烯酸甲酯的单体为甲基丙烯酸甲酯，其含有碳碳双键、酯基，能发生加成反应、取代反应、氧化反应，C项正确；聚丙烯是由丙烯加聚得到，属于合成高分子材料，D项正确。2高分子M广泛用于牙膏、牙科黏合剂等口腔护理产品，合成路线如图：下列说法错误的是()A试剂a是甲醇，B分子中可能共平面的原子最多

18、有8个B化合物B不存在顺反异构体C化合物C的核磁共振氢谱有一组峰D合成M的聚合反应是缩聚反应答案D解析根据题意推知B为CH2=CHOCH3，C为，B与C发生加聚反应合成M，故D错误。3(2022太原模拟)PBS是一种新型的全生物降解塑料，它是以丁二醇(C4H10O2)和丁二酸(C4H6O4)合成的聚酯加工而成，其结构如图所示。下列说法正确的是()A丁二醇和丁二酸均可以发生消去反应BPBS和PE(聚乙烯)塑料均属于加聚反应的产物C若不考虑立体异构和两个羟基同时连在同一个碳原子上的结构，则丁二醇共有6种结构D1,4-丁二醇()能被酸性KMnO4溶液氧化生成丁二酸，二者互为同系物答案C解析丁二酸不能

19、发生消去反应，A项错误；乙烯发生加聚反应生成PE(聚乙烯)，但丁二醇与丁二酸缩聚生成PBS和水，B项错误；若不考虑立体异构和两个羟基同时连在同一个碳原子上的结构，则丁二醇有、，共有6种结构，C项正确；丁二醇可以被酸性高锰酸钾溶液氧化生成丁二酸，但丁二醇含有羟基，而丁二酸含有羧基，二者结构不相似，不互为同系物，D项错误。4塑料垃圾PE在空气、水和阳光的存在下，五氧化二铌(Nb2O5)作催化剂时只需要40 h就能100%转化为CO2，随后这些CO2在光的诱导下转化为有价值的C2燃料，转化关系如图所示。下列叙述错误的是()A工业生产PE的加聚反应为nCH2=CH2CH2CH2B该转化的总反应为CH2

20、CH2nO2nCH3COOHC“C2燃料”可以分别与H2、C2H5OH发生加成反应、酯化反应D“C2燃料”与甲酸甲酯、羟基乙醛互为同分异构体答案C解析由题中“C2燃料”的球棍模型知，“C2燃料”为乙酸，由图可知该转化的反应物有聚乙烯、氧气，在阳光、水和催化剂作用下，反应生成乙酸，总反应的化学方程式为CH2CH2nO2nCH3COOH，B项正确；CH3COOH、HCOOCH3、HOCH2CHO的分子式均为C2H4O2，三者互为同分异构体，D项正确。5我国科学家实现了无催化剂熔融缩聚合成聚酯，其反应历程如图：下列说法错误的是()A合成聚酯的反应属于缩聚反应B.是产物之一C上述转化中有双键的断裂，没

21、有双键的形成D合成上述聚酯的单体是二元醇和二元羧酸答案C解析合成聚酯的反应中除了生成聚酯外，还生成了小分子水，所以该反应属于缩聚反应，A正确；由图可知是其中一种生成物，B正确；上述转化中断裂了碳氧双键，又形成了碳氧双键，C错误；由图可知，HOOCRCOOH中含有2个羧基，HOROH中含有两个羟基，所以合成上述聚酯的单体是二元醇和二元羧酸，D正确。6(2022山东滕州市第一中学模拟)一种自修复材料的结构(图甲)和修复原理(图乙)如图所示。下列说法错误的是()A该高分子材料所制容器不能用于盛放碳酸钠溶液B合成该高分子的两种单体均为乙酸乙酯的同系物C该高分子可通过加聚反应合成D图示高分子材料破坏及自

22、修复过程不涉及化学键的变化答案B解析该高分子材料中含有酯基，能与碱溶液发生水解反应，则其所制容器不能用于盛放碳酸钠溶液，故A正确；合成该高分子的两种单体分别为CH2=C(CH3)COOCH3、CH2=CHCOOCH2CH2CH2CH3，乙酸乙酯只有酯基，没有碳碳双键，结构不相似，不互为同系物，故B错误；由图可知，自修复过程中“COOCH2CH2CH2CH3”基团之间没有化学键的变化，故D正确。7(2022山东济宁模拟)已知异氰酸(HN=C=O)与醇(ROH)混合得到的产物是氨基甲酸酯(H2NCOOR)，异氰酸酯需要通过如图工艺流程得到：下列说法正确的是()A可以通过增大化合物1浓度、降低光气浓

23、度的方式提高主反应选择性B副产物4和5互为同分异构体C反应为取代反应，反应为消去反应D若3中R为H，则可以用苯甲醇与异氰酸脱水制备异氰酸酯答案C解析由流程图可知，副反应有化合物1参与，不能通过增大化合物1浓度、降低光气浓度的方式提高主反应选择性，故A错误；副产物4和5是同种物质，故B错误；若3中R为H，则异氰酸酯为，异氰酸(HN=C=O)与醇(ROH)混合得到的产物是氨基甲酸酯(H2NCOOR)，不能用苯甲醇与异氰酸脱水制备异氰酸酯，故D错误。8有机物G()是一种调香香精，也可用作抗氧化剂，工业合成路线之一如下：AB已知：.RCOOR1. 已知A转化为B的原理与F转化为G的原理相似，请写出由A

24、制备的路线(其他试剂任选)。答案9丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如图：已知：写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和乙醇任用，合成路线流程图示例见本题题干)。答案解析对比与和的结构简式并根据题给信息可知，需要由合成，官能团的变化为由1个碳碳双键变为2个碳碳双键，联想官能团之间的相互转化，由与Br2发生加成反应生成，在NaOH醇溶液中发生消去反应生成；与发生加成反应生成，与H2发生加成反应生成。10染料中间体DSD酸的结构可表示为。请选用甲苯和其他合适的试剂，并设计合理方案合成DSD酸(本合成过程反应条件可不写)。已知：；(弱碱性，苯胺易被氧化)1,2-二苯乙

25、烯答案11高聚物G是一种合成纤维，由A与E为原料制备J和G的一种合成路线如下：已知：酯能被LiAlH4还原为醇；。回答下列问题：(1)A的结构简式为_，B生成C的反应条件为_。(2)H的名称是_，J中含有的官能团名称为过氧键和_。(3)D生成H和I生成J的反应类型分别为_、_。(4)写出反应FDG的化学方程式：_。(5)芳香族化合物M是C的同分异构体，符合下列要求的M有_种(不考虑立体异构)。与碳酸钠溶液反应产生气体只有1种官能团苯环上有2个取代基其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积之比为1112的结构简式为_。(6)参照上述合成路线，写出用为原料制备化合物的合成路线(其他无机试

26、剂任选)。答案(1)浓硫酸、加热(2)邻苯二甲醛(或1,2-苯二甲醛)醚键(3)氧化反应取代反应(4)(5)12(6)解析由有机物的转化关系可知，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成B()；在浓硫酸作用下，B与甲醇共热发生酯化反应生成C()；C与LiAlH4发生还原反应生成D()；在铜作催化剂条件下，D与氧气共热发生催化氧化反应生成，H与过氧化氢反应生成I()；I与甲醇发生取代反应生成J；E与KCN发生取代反应后，酸化得到F，在催化剂作用下，F与D共热发生缩聚反应生成。(5)C的结构简式为，由C的同分异构体M符合的条件可知，M的取代基可能为2个CH2COOH或COOH、CH2CH2COOH或COOH、CH(CH3)COOH或CH3、CH(COOH)2，每组取代基在苯环上都有邻、间、对3种位置关系，则符合条件的同分异构体共有3412种，其中核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积之比为1112的结构简式为。