专题04 有机合成及其应用 合成高分子化合物（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学下学期期末考点大串讲（鲁科版2019）

专题05 有机合成及其应用 合成高分子化合物 ◆考点01 有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入 1.有机合成中碳骨架的构建 （1）碳链增长的反应 加聚反应；缩聚反应；酯化反应；利用题目所给信息反应，如卤代烃的取代反应，醛、酮的加成反应…… ①炔烃、烯烃、醛、酮与HCN加成： ②醛酮的羟醛缩合(其中至少一种含有α­H)： ③卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3CCNa等的取代反应：RCl＋NaCNRCN＋NaCl。 ④聚合反应 a．加聚反应(烯烃、二烯烃、乙炔等)： b．缩聚反应：酯化反应类型(如乙二醇与乙二酸反应)、氨基酸缩合类型(如甘氨酸缩合)、甲醛与苯酚(酚醛树脂)。 ⑤酯化反应：CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O。 （2）碳链减短的反应 ①氧化反应，包括烯烃、炔烃的部分氧化，苯的同系物氧化成苯甲酸等。 ②水解反应，主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。如RCOOR′＋H2ORCOOH＋R′—OH。 ③烷烃发生裂化或裂解反应：C16H34C8H18＋C8H16；C8H18C4H10＋C4H8。 ④脱羧反应：R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3。 ⑤利用题目所给信息反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应…… （3）常见由链成环的方法 ①二元醇成环 如：HOCH2CH2OH ＋H2O ②羟基酸酯化成环 如： ③氨基酸成环 如：H2NCH2CH2COOH ④二元羧酸成环 如：HOOCCH2CH2COOH ⑤双烯合成 如： 【易错提醒】（1）通过羟醛缩合增长碳链时,至少一种分子中含有α-H才能完成该反应。 （2）脱羧反应是制取烃类物质的一种重要的方法,这个过程同时是一个碳链减短的反应过程。 （4）常见的开环反应 （1）环酯水解开环 （2）环烯烃氧化开环，如。 2．有机合成中官能团的转化 （1）官能团的引入 方法 举例 引入碳碳 双键 醇、卤代烃的消去反应[来源:学科网ZXXK] CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2↑+H2O CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH=CH2↑+NaCl+H2O[来 炔烃与H2、卤化氢、卤素的不完全加成反应 +HClCH2=CHCl 引入卤素 原子 炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应 CH2=CH2+HClCH3CH2Cl +HClCH2CHCl 烷烃、芳香烃的取代反应 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl +3Cl2+3HCl +Cl2+HCl 醇与氢卤酸(HX)的取代反应 R—OH+HXR—X+H2O 引入羟基 烯烃与水的加成反应 CH2CH2+H2O CH3CH2OH 醛、酮的还原反应 RCHO+H2RCH2OH 卤代烃、酯的水解 C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr +H—OH 羧酸在一定条件下被还原 RCOOHRCH2OH 引入羰基 醇的催化氧化 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化 2(CH3)2C=O 引入羧基 醛的氧化反应 2CH3CHO+O22CH3COOH 某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化 CH3CHCHCH32CH3COOH 酯的水解 CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH （2）官能团的消除 ①通过加成反应可以消除或。如：CH2=CH2+H2CH3CH3 ②通过取代反应、消去反应、氧化反应或酯化反应可消除—OH。如：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O ③通过氧化反应或加成反应可消除—CHO。如：2CH3CHO+O22CH3COOH ④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。 ⑤通过消去或水解反应可消除卤原子。 （3）官能团的改变 ①官能团种类变化：利用官能团的衍生关系进行衍变，如卤代烃醇醛羧酸 CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH。 ②官能团数目变化：通过不同的反应途径增加官能团的个数，如 ③官能团位置变化：通过不同的反应，改变官能团的位置，如CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2。 3．官能团的保护与恢复 （1）碳碳双键：在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==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OH HOOC—CH==CH—COOH。 （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：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 ① ② （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。 ◆考点02 有机合成路线的设计 1．有机合成过程 有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料，通过有机反应链上官能团或一段碳链，得到一个中间体；在此基础上利用中间体上的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成第二个中间体，经过多步反应，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。 有机合成过程示意图 2．有机合成路线设计思路 （1）设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关。 （2）其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键。 （3）最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。 3．有机合成推断方法 （1）正合成分析法 即从某种原料分子开始，对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团)，对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化)，从而设计出合理的合成路线。如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法： （2）逆合成分析法 即从目标分子着手，分析目标分子的结构，然后由目标分子逆推出原料分子，并进行合成路线的设计。 逆合成分析示意图 ①逆推法合成乙二酸二乙酯 ②逆推法合成对苯甲酸苯甲酯 通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得原料分子为甲苯，如图所示： ③综合推理法 设计有机合成路线时，用正合成分析法不能得到目标产物，而用逆合成分析法也得不到起始原料时，往往结合这两种思维模式，采用从两边向中间“挤压”的方式，使问题得到解决。 4.常见的有机合成路线 （1）一元合成路线 R—CH===CH2卤代烃一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 （2）二元合成路线 CH2===CH2XCH2—CH2X二元醇→二元醛→二元羧酸→ （3）芳香化合物合成路线 ◆考点03 有机化合物分子式的测定 （一）确定实验式 1. 定性分析——确定有什么元素。 将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物 C － CO2 ； H － H2O 2. 定量分析——最简整数比 判断是否含有 氧元素 。 碳元素的质量与氢元素质量之和等于有机物的质量则该物质中无氧元素。碳元素的质量与氢元素质量之和不等于有机物的质量则该物质中无氧元素。 方法： ①根据CO2的质量和H2O的质量分别求出C元素和氢元素的质量；剩下的即为氧的质量。 ②求C与H的个数比，或C、H与O的个数比，确定最简式。 （二 ）确定分子式 已知最简比，测分子相对质量即可得分子式 1. 质谱法测相对质量 质谱仪——可以精确测定相对分子质量。 原理：用高能电子流轰击样品，使分子失去电子变成带正电荷得分子离子和碎片离子，在磁场得作用下，由于他们得相对质量不同而使其到达检测器的时间先后不同，其结果被记录为质谱图。 质谱图：以 质荷比 为横坐标，以 各类离子的相对丰度 为纵坐标，根据记录结果所建立的坐标图。 补充： ①质荷比：是指离子的相对质量与其电荷的比值。 ②质谱图中，质荷比的最大值表示样品分子的相对分子质量。 ◆考点04 有机化合物结构式的测定 1.常见重要官能团的检验方法 官能团种类 试剂 判断依据 碳碳双键或碳碳三键 溴的CCl4溶液 橙红色褪去 卤素原子 酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 NaOH溶液、稀硝酸、AgNO3溶液 有沉淀生成 醇羟基 钠 有H2放出 酚羟基 FeCl3溶液 显紫色 醛基 浓溴水 有白色沉淀产生 银氨溶液 有银镜生成 羧基 新制Cu(OH)2悬浊液 有砖红色沉淀产生 NaHCO3溶液 有CO2气体放出 2.红外光谱 利用红外光谱可以鉴别分子式相同，结构不同的有机物。 不同官能团 或者 化学键 在光谱图中显示出的吸收频率不同，因此在红外光谱图中可获得分子的化学键信息，进而推出官能团信息。 如分子式为C2H6O的有机物A有如下两种可能的结构： CH3CH2OH 或 CH3OCH3 ，利用红外光谱来测定，分子中有O—H(或—OH)可确定A的结构简式为 CH3CH2OH 。 3.核磁共振氢谱 在有机物分子中， 处在同一化学环境下的氢原子，称作等效氢 。 补充： ①同C上的H为等效氢 ②同C上相同基团上的H为等效氢 ③对称位置上的H为等效氢 ◆考点05 高分子化合物的结构特点 1．高分子化合物的组成 （1）单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。 （2）链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小结构单元。 （3）聚合度：高分子中含有链节的数目。如 2．高分子化合物的分类 3．有机高分子化合物与低分子有机化合物的区别 有机高分子化合物 低分子有机化合物 相对分子质量 只是一个平均值，一般高达104～106 有一个明确的数值，一般在1 000以下 结构 由若干个重复结构单元组成 具有单一结构 性质 在物理、化学性质上有较大差异 ◆考点06 高分子化合物的合成方法 1.高分子化合物的合成方法 （1）加聚反应。 ①定义:由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。 ②加聚反应类型及书写方法: A.单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。例如： nCH2==CH—CH3 B.二烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”。 C.含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”。例如： ③加聚反应的特点： A.单体含不饱和键：如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。 B.没有小分子产物生成； C.链节和单体的化学组成相同； （2）缩聚反应。 ①定义:单体间相互作用生成高分子化合物,同时还生成小分子化合物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。 ②缩聚反应类型: a.聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚 nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOH＋(2n－1)H2O。 nHOCH2—CH2—COOH＋(n－1)H2O。 b.聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚 nH2N—CH2COOH ＋(n－1)H2O。 nH2NCH2COOH＋ ＋(2n－1)H2O]。 c.酚醛树脂类： nHCHO＋ (n－1)H2O＋。 ③缩聚反应的特点: A.单体含双官能团或多官能团；官能团间易形成小分子如二元醇与二元酸；氨基酸、羟基酸等。 B.聚合时有副产物小分子生成； C.链节和单体的化学组成不相同； ④缩合聚合反应书写注意点： A.方括号外侧写链节余下的端基原子（或端基原子团） B.由一同单体缩聚时，生成小分子的物质的量（n-1） 。由两种单体缩聚时，生成小分子的物质的量是（2n-1）。 C.成聚酯的反应是一个可逆反应,反应方程式中应用可逆符号。 ⑤缩聚反应的书写方法 a.缩聚物结构简式的书写:书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构式时，与加成聚合物(简称加聚物)结构式写法有点不同，缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。 b.缩聚反应方程式的书写: (a)各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致。 (b)注意生成的小分子的物质的量：由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为n－1；由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为2n－1。 （3）加聚反应与缩聚反应的区别与联系 加聚反应 缩聚反应 反应物的特征 含不饱和键 含有特征官能团，如羟基、羧基、氨基等 反应物的种类 相同或不相同的单体 相同或不相同的单体 产物的特征 高聚物和单体分子具有相同的组成 高聚物与单体分子的组成有所不同 产物的种类 只有高聚物 高聚物和小分子 （4）常见高分子化合物的结构简式和单体 名称 单体 结构简式 涤纶 HOCH2CH2OH 腈纶 CH2===CH—CN 聚丙烯腈 顺丁 橡胶 CH2===CH—CH===CH2 丁苯 橡胶 (SBR) CH2===CH—CH===CH2 氯丁 橡胶 【易错警示】正确地认识高分子化合物 （1）高分子化合物都属于混合物。 （2）光导纤维、碳纤维不属于有机高分子材料。 （3）天然橡胶含有,易发生加成反应和氧化反应(老化)。强氧化剂、卤素单质、有机溶剂等都易腐蚀橡胶。 2.高聚物单体的推断方法: 1)由高聚物推断单体的方法可归纳为一观二断三改写。 一观：观察高分子链节中主链的组成情况，是否全为碳原子，是否含有双键。 二断：在高分子链节上找到断键点，将链节切开。 三改写：将切下后的片段改写成单体。 2)由加聚产物推断单体 （1）主链链节全为碳原子，且为C—C键。 规律：将主链链节每两个碳原子切下，原子不变，把单键改成双键，改写成乙烯型。 （2）主链链节全为碳原子且有C===C键。 规律：以双键为中心，将主链中的四个碳原子切下，然后改写成1,3­丁二烯型。 3)由缩聚产物推断单体 规律：断键，补原子。即找到断键点，断键后在相应部位加上—OH或—H。 （1）链节主链中除碳原子外，还有、等原子团。 规律：在和的虚线处断开，然后在处加上—OH，在—O—处加上H，在—NH—处加上H，而得单体。 （2）主链链节中碳原子不连续，含有苯环和结构。 规律：在苯环和侧链R基连接处断键，改写成酚和醛。 （3）主链链节是结构的高聚物。 规律：单体为一种，断键后在—NH—上加H，在上加—OH。 （4）主链链节是结构的高聚物。规律：单体为一种，断键后在—O—上加H，在R基上加—OH。 ◆考点07 合成高分子材料 1.高分子化合物分类 2.塑料 （1）塑料＝树脂＋添加剂，树脂是指未经加工处理的聚合物。 （2）塑料分类 （3）常见的塑料 ①聚乙烯 高压低密度聚乙烯 低压高密度聚乙烯 合成条件 高压高温引发剂 较低压力催化剂 分子结构类型 支链型 线型 有无支链 有 少有或没有 高分子链长短 相对较短 相对较长 相对分子质量 较低 较高（≥50万） 熔融温度 相对较低 相对较高 密度 低密度 高密度 硬度 相对较小 相对较大 分子间作用力 相对较小 相对较大 （1）高分子化合物都具有一定的弹性。 （2）高压聚乙烯比低压聚乙烯熔点、密度小。 ②酚醛树脂：用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。 A.在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子。 B.在碱催化下，等物质的量的苯酚与甲醛或过量的甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。 3.合成纤维 维纶——聚乙烯醇：吸湿性好，因其分子链上有羟基。目前产量占第一位的：聚酯纤维（聚对苯二乙酸乙二醇酯，商品名涤纶）。 4.橡胶 性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐老化等各有其优势。橡胶硫化后，其强度和弹性都会增大。 5.几种功能高分子材料 （1）高吸水性树脂 ①合成方法： a、对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在他们的高分子链上再接上含强吸水性原子团 的支链 b、以带有强亲水性原子团的化合物，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。 （2）高分子分离膜 高分子分子膜的特点：能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。 （3）医用高分子材料应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官 6.常见的有机高分子化学反应 （1）降解：在一定条件下，高分子材料可降解为小分子。如有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）加热分解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有生物降解、化学降解、光降解等。 （2）橡胶硫化：天然橡胶经硫化，破坏了碳碳双键、形成单键（-S-）或双硫键（-S-S-），线型结构变为体型（网状）结构。 1．对于如图所示的有机物，要引入羟基(-OH)，可采用的方法有 ①加成  ②卤素原子的取代   ③还原    ④酯基的水解 A．只有①② B．只有②③ C．只有①③ D．①②③④ 2．由1-氯环己烷()制备1，2-环己二醇()时，需要经过下列哪几步反应 A．加成→消去→取代 B．消去→加成→取代 C．取代→消去→加成 D．取代→加成→消去 3．芳香化合物A()在一定条件下可以发生如图所示的转化(其他产物和水已略去)。其中有机物D也可以由丙烯酸经过几步有机反应制得，其中最佳的次序是 A．加成、水解、酸化、氧化 B．水解、加成、酸化、氯化 C．水解、酸化、加成、氧化 D．加成、氧化、水解、酸化 4．在有机合成中，常需将官能团消除或增加，下列合成路线合理的是 A． B．CH3CH2OHCH2=CH2ClCH2CH2ClHOCH2CH2OH C．CH≡CHCH2=CHCNCH2=CHCOOH D． 5．下列有机合成设计中，所涉及的反应类型有错误的是 A．由丙烯合成1，2-丙二醇：第一步加成反应，第二步取代反应 B．由1-溴丁烷合成1，3-丁二烯：第一步消去反应，第二步加聚反应 C．由乙醇合成乙炔：第一步消去反应，第二步加成反应，第三步消去反应 D．由乙烯合成乙二醛：第一步加成反应，第二步取代反应，第三步氧化反应 6．化合物F是合成环酯类抗生素药物的一种中间体，其合成路线如下： 下列说法错误的是 A．A的结构简式为 B．C既能发生水解反应，又能发生银镜反应 C．E可以发生缩聚反应生成高分子化合物 D．步骤①③的目的是保护A中的某官能团 7．对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基：+3Fe+6HCl→3FeCl2+2H2O+，产物苯胺的还原性强，易被氧化，则下列由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤中合理的是 A．甲苯XY对氨基苯甲酸 B．甲苯XY对氨基苯甲酸 C．甲苯XY对氨基苯甲酸 D．甲苯XY对氨基苯甲酸 8．化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等，现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列仪器分析手段的运用科学可行的是 A．元素分析仪用于测定分子的空间结构 B．通过红外光谱分析、核磁共振氢谱分析均可以区分丙醇和乙酸 C．质谱仪是通过分析最小的碎片离子测出分子的相对质量 D．的核磁共振氢谱中有四组峰，峰面积之比为 9．核磁共振(NMR)氢谱图上不是有3个吸收峰的是 A．2，5-二甲基-3-己烯 B．1，4-二甲基环己烷 C． D．   10．如图是一种分子式为C4H8O2的有机化合物的红外光谱图，则该有机化合物的结构简式    A．CH3CH2CH2COOH B．CH3COOCH2CH3 C．CH3CH(CH3)COOH D．HCOOCH(CH3)2 11．高分子材料与生产、生活密切相关，下列说法正确的是 A．高分子材料一定易燃烧 B．高分子材料一定难溶于水 C．高分子材料一定不导电 D．高分子材料可通过加聚或缩聚反应制备 12．有机小分子X通过选择性催化聚合可分别得到聚合物Y和Z，下列说法正确的是 A．Y和Z互为同系物 B．X的结构可表示为： C．Y和Z均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．Y和Z均能在NaOH溶液中降解为小分子 13．一种高分子材料G在生产、生活中用途广泛，其结构如图所示。下列叙述正确的是 已知：G的相对分子质量为M，合成G的两种单体的相对分子质量分别为a和b．\ A．G属于支链型高分子，具有热塑性 B．G中官能团有酯基、醚键 C．G由两种单体发生缩聚反应合成 D．G的聚合度 14．树脂用于制玻璃纤维增强塑料，合成方法如下图，表示链延长． 下列说法不正确的是 A．X、P均能被高锰酸钾溶液所氧化 B．的结构简式为 C．的强度比的大 D．的重复单元中有四种官能团 15．下列有关常见高分子聚合物的说法正确的是 A．聚乙烯是纯净物 B．聚氯乙烯可用于食品包装 C．聚—1，3—丁二烯（）是一种碳碳双键和碳碳单键依次交替排列的高分子 D．是由对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的 16．以煤、天然气和生物质为原料合成有机化合物日益受到重视。其中一种转化关系如下： （1）B→C 反应类型是 。 （2）E 是两种含碳碳双键的酯的混合物，C 与 D 反应得到 E 的化学方程式是 (写出一个即可)。 （3）以 A 为原料可以合成 D 的过程如下： 上述转化过程中方框里的物质或条件分别是： 、 、 。 17．根据以下有关信息确定有机物的组成：测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧实验测得其碳的质量分数为64.86%，氢的质量分数为13.51%，则其实验式是 。 18．常温常压下，某气态烃7.2克在足量氧气中完全燃烧，生成折合成S.T.P.状态下为，试回答下列问题： 根据上述数据，该气态烃的最简式(实验式)为 。 19．根据要求，回答下列问题： 为了测定某有机物A的结构，进行如下实验： a．将2.3g该有机物完全燃烧，生成和2.7g水； b．用质谱仪测定其相对分子质量，得到如图所示的质谱图。    ①有机物A的相对分子质量是 。 ②有机物A的实验式是 。 20．青蒿素为无色针状晶体，熔点为156～157℃，易溶于丙酮、氯仿和苯，在水中几乎不溶。 Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如图所示。 （1）在操作i前要对青蒿进行粉碎，其目的是 。 （2）操作ii的名称是 。 （3）操作iii涉及重结晶，则操作iii的步骤为加热溶解、 、过滤、洗涤、干燥。 Ⅱ.已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物，某同学为确定其化学式，进行如图实验： 实验步骤： ①按图所示连接装置，检查装置的气密性； ②称量装置E、F中仪器及试剂的质量； ③取14.10g青蒿素放入硬质玻璃管C中，点燃装置C、D处的酒精灯； ④实验结束后冷却至室温，称量装置E、F中仪器及试剂的质量。 （4）装置E、F应装入的试剂分别为 、 。 （5）实验测得数据如表： 装置 实验前 实验后 E 24.00g 33.90g F 100.00g 133.00g 通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282，结合上述数据，得出青蒿素的分子式为 。 （6）某同学认为使用上述方法会产生较大实验误差，你的改进方法是 。 21．有机合成中成环及环的元素增减是合成路线设计的关键问题之一，由合成路线如下： 已知：① ②+CH3CH2OH 回答下列问题： （1）写出A的分子式 ，B中所含官能团的名称 。 （2）C的分子式为，写出C的结构简式 ；E→F的反应类型是 。 （3）出D→E的化学方程式： 。 （4）E的同分异构体中，含“”结构的芳香族化合物的共有 种(不考虑立体异构)，核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为的所有同分异构体的结构简式为 。 （5）以、乙醇为原料合成(其它试剂任选)，设计其合成路线 。 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 有机合成及其应用 合成高分子化合物 ◆考点01 有机合成的关键——碳骨架的构建和官能团的引入 1.有机合成中碳骨架的构建 （1）碳链增长的反应 加聚反应；缩聚反应；酯化反应；利用题目所给信息反应，如卤代烃的取代反应，醛、酮的加成反应…… ①炔烃、烯烃、醛、酮与HCN加成： ②醛酮的羟醛缩合(其中至少一种含有α­H)： ③卤代烃与NaCN、CH3CH2ONa、CH3CCNa等的取代反应：RCl＋NaCNRCN＋NaCl。 ④聚合反应 a．加聚反应(烯烃、二烯烃、乙炔等)： b．缩聚反应：酯化反应类型(如乙二醇与乙二酸反应)、氨基酸缩合类型(如甘氨酸缩合)、甲醛与苯酚(酚醛树脂)。 ⑤酯化反应：CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O。 （2）碳链减短的反应 ①氧化反应，包括烯烃、炔烃的部分氧化，苯的同系物氧化成苯甲酸等。 ②水解反应，主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。如RCOOR′＋H2ORCOOH＋R′—OH。 ③烷烃发生裂化或裂解反应：C16H34C8H18＋C8H16；C8H18C4H10＋C4H8。 ④脱羧反应：R—COONa＋NaOHR—H＋Na2CO3。 ⑤利用题目所给信息反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应…… （3）常见由链成环的方法 ①二元醇成环 如：HOCH2CH2OH ＋H2O ②羟基酸酯化成环 如： ③氨基酸成环 如：H2NCH2CH2COOH ④二元羧酸成环 如：HOOCCH2CH2COOH ⑤双烯合成 如： 【易错提醒】（1）通过羟醛缩合增长碳链时,至少一种分子中含有α-H才能完成该反应。 （2）脱羧反应是制取烃类物质的一种重要的方法,这个过程同时是一个碳链减短的反应过程。 （4）常见的开环反应 （1）环酯水解开环 （2）环烯烃氧化开环，如。 2．有机合成中官能团的转化 （1）官能团的引入 方法 举例 引入碳碳 双键 醇、卤代烃的消去反应[来源:学科网ZXXK] CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2↑+H2O CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH=CH2↑+NaCl+H2O[来 炔烃与H2、卤化氢、卤素的不完全加成反应 +HClCH2=CHCl 引入卤素 原子 炔烃、烯烃与卤素单质或卤化氢的加成反应 CH2=CH2+HClCH3CH2Cl +HClCH2CHCl 烷烃、芳香烃的取代反应 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl +3Cl2+3HCl +Cl2+HCl 醇与氢卤酸(HX)的取代反应 R—OH+HXR—X+H2O 引入羟基 烯烃与水的加成反应 CH2CH2+H2O CH3CH2OH 醛、酮的还原反应 RCHO+H2RCH2OH 卤代烃、酯的水解 C2H5Br+NaOHC2H5OH+NaBr +H—OH 羧酸在一定条件下被还原 RCOOHRCH2OH 引入羰基 醇的催化氧化 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化 2(CH3)2C=O 引入羧基 醛的氧化反应 2CH3CHO+O22CH3COOH 某些烯烃被酸性KMnO4溶液氧化 CH3CHCHCH32CH3COOH 酯的水解 CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH （2）官能团的消除 ①通过加成反应可以消除或。如：CH2=CH2+H2CH3CH3 ②通过取代反应、消去反应、氧化反应或酯化反应可消除—OH。如：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O ③通过氧化反应或加成反应可消除—CHO。如：2CH3CHO+O22CH3COOH ④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。 ⑤通过消去或水解反应可消除卤原子。 （3）官能团的改变 ①官能团种类变化：利用官能团的衍生关系进行衍变，如卤代烃醇醛羧酸 CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH。 ②官能团数目变化：通过不同的反应途径增加官能团的个数，如 ③官能团位置变化：通过不同的反应，改变官能团的位置，如CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2。 3．官能团的保护与恢复 （1）碳碳双键：在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==CHCH2OHHOCH2CH2CHClCH2OH HOOC—CH==CH—COOH。 （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：在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。 ① ② （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。 ◆考点02 有机合成路线的设计 1．有机合成过程 有机合成的过程是利用简单的试剂作为基础原料，通过有机反应链上官能团或一段碳链，得到一个中间体；在此基础上利用中间体上的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成第二个中间体，经过多步反应，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。 有机合成过程示意图 2．有机合成路线设计思路 （1）设计有机合成路线时，首先要正确判断需合成的有机物的类别，它含有哪些官能团，与哪些知识信息有关。 （2）其次是根据现有的原料、信息和有关反应规律，尽可能合理地把目标化合物分成若干片段，或寻找官能团的引入、转换、保护方法，或设法将各片段拼凑衍变，尽快找出合成目标化合物的关键。 （3）最后将正向推导和逆向推导得出的若干个合成路线加以综合比较，选择最佳的合成方案。 3．有机合成推断方法 （1）正合成分析法 即从某种原料分子开始，对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团)，对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化)，从而设计出合理的合成路线。如利用乙烯为原料合成乙酸乙酯，可采用正推法： （2）逆合成分析法 即从目标分子着手，分析目标分子的结构，然后由目标分子逆推出原料分子，并进行合成路线的设计。 逆合成分析示意图 ①逆推法合成乙二酸二乙酯 ②逆推法合成对苯甲酸苯甲酯 通过对苯甲酸苯甲酯()的结构分析可知合成该有机化合物的是苯甲酸与苯甲醇，继续逆推可得原料分子为甲苯，如图所示： ③综合推理法 设计有机合成路线时，用正合成分析法不能得到目标产物，而用逆合成分析法也得不到起始原料时，往往结合这两种思维模式，采用从两边向中间“挤压”的方式，使问题得到解决。 4.常见的有机合成路线 （1）一元合成路线 R—CH===CH2卤代烃一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 （2）二元合成路线 CH2===CH2XCH2—CH2X二元醇→二元醛→二元羧酸→ （3）芳香化合物合成路线 ◆考点03 有机化合物分子式的测定 （一）确定实验式 1. 定性分析——确定有什么元素。 将某有机物在O2中充分燃烧后，各元素对应的燃烧产物 C － CO2 ； H － H2O 2. 定量分析——最简整数比 判断是否含有 氧元素 。 碳元素的质量与氢元素质量之和等于有机物的质量则该物质中无氧元素。碳元素的质量与氢元素质量之和不等于有机物的质量则该物质中无氧元素。 方法： ①根据CO2的质量和H2O的质量分别求出C元素和氢元素的质量；剩下的即为氧的质量。 ②求C与H的个数比，或C、H与O的个数比，确定最简式。 （二 ）确定分子式 已知最简比，测分子相对质量即可得分子式 1. 质谱法测相对质量 质谱仪——可以精确测定相对分子质量。 原理：用高能电子流轰击样品，使分子失去电子变成带正电荷得分子离子和碎片离子，在磁场得作用下，由于他们得相对质量不同而使其到达检测器的时间先后不同，其结果被记录为质谱图。 质谱图：以 质荷比 为横坐标，以 各类离子的相对丰度 为纵坐标，根据记录结果所建立的坐标图。 补充： ①质荷比：是指离子的相对质量与其电荷的比值。 ②质谱图中，质荷比的最大值表示样品分子的相对分子质量。 ◆考点04 有机化合物结构式的测定 1.常见重要官能团的检验方法 官能团种类 试剂 判断依据 碳碳双键或碳碳三键 溴的CCl4溶液 橙红色褪去 卤素原子 酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 NaOH溶液、稀硝酸、AgNO3溶液 有沉淀生成 醇羟基 钠 有H2放出 酚羟基 FeCl3溶液 显紫色 醛基 浓溴水 有白色沉淀产生 银氨溶液 有银镜生成 羧基 新制Cu(OH)2悬浊液 有砖红色沉淀产生 NaHCO3溶液 有CO2气体放出 2.红外光谱 利用红外光谱可以鉴别分子式相同，结构不同的有机物。 不同官能团 或者 化学键 在光谱图中显示出的吸收频率不同，因此在红外光谱图中可获得分子的化学键信息，进而推出官能团信息。 如分子式为C2H6O的有机物A有如下两种可能的结构： CH3CH2OH 或 CH3OCH3 ，利用红外光谱来测定，分子中有O—H(或—OH)可确定A的结构简式为 CH3CH2OH 。 3.核磁共振氢谱 在有机物分子中， 处在同一化学环境下的氢原子，称作等效氢 。 补充： ①同C上的H为等效氢 ②同C上相同基团上的H为等效氢 ③对称位置上的H为等效氢 ◆考点05 高分子化合物的结构特点 1．高分子化合物的组成 （1）单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。 （2）链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小结构单元。 （3）聚合度：高分子中含有链节的数目。如 2．高分子化合物的分类 3．有机高分子化合物与低分子有机化合物的区别 有机高分子化合物 低分子有机化合物 相对分子质量 只是一个平均值，一般高达104～106 有一个明确的数值，一般在1 000以下 结构 由若干个重复结构单元组成 具有单一结构 性质 在物理、化学性质上有较大差异 ◆考点06 高分子化合物的合成方法 1.高分子化合物的合成方法 （1）加聚反应。 ①定义:由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。 ②加聚反应类型及书写方法: A.单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。例如： nCH2==CH—CH3 B.二烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”。 C.含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”。例如： ③加聚反应的特点： A.单体含不饱和键：如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。 B.没有小分子产物生成； C.链节和单体的化学组成相同； （2）缩聚反应。 ①定义:单体间相互作用生成高分子化合物,同时还生成小分子化合物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。 ②缩聚反应类型: a.聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚 nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOH＋(2n－1)H2O。 nHOCH2—CH2—COOH＋(n－1)H2O。 b.聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚 nH2N—CH2COOH ＋(n－1)H2O。 nH2NCH2COOH＋ ＋(2n－1)H2O]。 c.酚醛树脂类： nHCHO＋ (n－1)H2O＋。 ③缩聚反应的特点: A.单体含双官能团或多官能团；官能团间易形成小分子如二元醇与二元酸；氨基酸、羟基酸等。 B.聚合时有副产物小分子生成； C.链节和单体的化学组成不相同； ④缩合聚合反应书写注意点： A.方括号外侧写链节余下的端基原子（或端基原子团） B.由一同单体缩聚时，生成小分子的物质的量（n-1） 。由两种单体缩聚时，生成小分子的物质的量是（2n-1）。 C.成聚酯的反应是一个可逆反应,反应方程式中应用可逆符号。 ⑤缩聚反应的书写方法 a.缩聚物结构简式的书写:书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构式时，与加成聚合物(简称加聚物)结构式写法有点不同，缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。 b.缩聚反应方程式的书写: (a)各单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标一般要一致。 (b)注意生成的小分子的物质的量：由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为n－1；由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子物质的量一般为2n－1。 （3）加聚反应与缩聚反应的区别与联系 加聚反应 缩聚反应 反应物的特征 含不饱和键 含有特征官能团，如羟基、羧基、氨基等 反应物的种类 相同或不相同的单体 相同或不相同的单体 产物的特征 高聚物和单体分子具有相同的组成 高聚物与单体分子的组成有所不同 产物的种类 只有高聚物 高聚物和小分子 （4）常见高分子化合物的结构简式和单体 名称 单体 结构简式 涤纶 HOCH2CH2OH 腈纶 CH2===CH—CN 聚丙烯腈 顺丁 橡胶 CH2===CH—CH===CH2 丁苯 橡胶 (SBR) CH2===CH—CH===CH2 氯丁 橡胶 【易错警示】正确地认识高分子化合物 （1）高分子化合物都属于混合物。 （2）光导纤维、碳纤维不属于有机高分子材料。 （3）天然橡胶含有,易发生加成反应和氧化反应(老化)。强氧化剂、卤素单质、有机溶剂等都易腐蚀橡胶。 2.高聚物单体的推断方法: 1)由高聚物推断单体的方法可归纳为一观二断三改写。 一观：观察高分子链节中主链的组成情况，是否全为碳原子，是否含有双键。 二断：在高分子链节上找到断键点，将链节切开。 三改写：将切下后的片段改写成单体。 2)由加聚产物推断单体 （1）主链链节全为碳原子，且为C—C键。 规律：将主链链节每两个碳原子切下，原子不变，把单键改成双键，改写成乙烯型。 （2）主链链节全为碳原子且有C===C键。 规律：以双键为中心，将主链中的四个碳原子切下，然后改写成1,3­丁二烯型。 3)由缩聚产物推断单体 规律：断键，补原子。即找到断键点，断键后在相应部位加上—OH或—H。 （1）链节主链中除碳原子外，还有、等原子团。 规律：在和的虚线处断开，然后在处加上—OH，在—O—处加上H，在—NH—处加上H，而得单体。 （2）主链链节中碳原子不连续，含有苯环和结构。 规律：在苯环和侧链R基连接处断键，改写成酚和醛。 （3）主链链节是结构的高聚物。 规律：单体为一种，断键后在—NH—上加H，在上加—OH。 （4）主链链节是结构的高聚物。规律：单体为一种，断键后在—O—上加H，在R基上加—OH。 ◆考点07 合成高分子材料 1.高分子化合物分类 2.塑料 （1）塑料＝树脂＋添加剂，树脂是指未经加工处理的聚合物。 （2）塑料分类 （3）常见的塑料 ①聚乙烯 高压低密度聚乙烯 低压高密度聚乙烯 合成条件 高压高温引发剂 较低压力催化剂 分子结构类型 支链型 线型 有无支链 有 少有或没有 高分子链长短 相对较短 相对较长 相对分子质量 较低 较高（≥50万） 熔融温度 相对较低 相对较高 密度 低密度 高密度 硬度 相对较小 相对较大 分子间作用力 相对较小 相对较大 （1）高分子化合物都具有一定的弹性。 （2）高压聚乙烯比低压聚乙烯熔点、密度小。 ②酚醛树脂：用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。 A.在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基加成生成羟甲基苯酚，然后羟甲基苯酚之间相互脱水缩合成线型结构高分子。 B.在碱催化下，等物质的量的苯酚与甲醛或过量的甲醛与苯酚反应，生成羟甲基苯酚、二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，然后加热继续反应，就可以生成网状结构的酚醛树脂。 3.合成纤维 维纶——聚乙烯醇：吸湿性好，因其分子链上有羟基。目前产量占第一位的：聚酯纤维（聚对苯二乙酸乙二醇酯，商品名涤纶）。 4.橡胶 性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐老化等各有其优势。橡胶硫化后，其强度和弹性都会增大。 5.几种功能高分子材料 （1）高吸水性树脂 ①合成方法： a、对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，在他们的高分子链上再接上含强吸水性原子团 的支链 b、以带有强亲水性原子团的化合物，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。 （2）高分子分离膜 高分子分子膜的特点：能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。 （3）医用高分子材料应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官 6.常见的有机高分子化学反应 （1）降解：在一定条件下，高分子材料可降解为小分子。如有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）加热分解为甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯用氧化钡处理，能分解为苯乙烯。常见的高分子降解方法有生物降解、化学降解、光降解等。 （2）橡胶硫化：天然橡胶经硫化，破坏了碳碳双键、形成单键（-S-）或双硫键（-S-S-），线型结构变为体型（网状）结构。 1．对于如图所示的有机物，要引入羟基(-OH)，可采用的方法有 ①加成  ②卤素原子的取代   ③还原    ④酯基的水解 A．只有①② B．只有②③ C．只有①③ D．①②③④ 【答案】D 【解析】①所给有机物分子中含有碳碳双键，可以和水发生加成反应引入羟基，故①正确；②所给有机物分子中含有溴原子，可以发生卤素原子的取代，故②正确；③所给有机物分子中含有醛基，可被氢气还原引入羟基，故③正确；④所给有机物分子中含有酯基，可发生水解反应引入羟基，故④正确；故选D。 2．由1-氯环己烷()制备1，2-环己二醇()时，需要经过下列哪几步反应 A．加成→消去→取代 B．消去→加成→取代 C．取代→消去→加成 D．取代→加成→消去 【答案】B 【解析】由1-氯环己烷制取1，2-环己二醇，正确的过程为：，即依次发生消去反应、加成反应、取代反应；故选B。 3．芳香化合物A()在一定条件下可以发生如图所示的转化(其他产物和水已略去)。其中有机物D也可以由丙烯酸经过几步有机反应制得，其中最佳的次序是 A．加成、水解、酸化、氧化 B．水解、加成、酸化、氯化 C．水解、酸化、加成、氧化 D．加成、氧化、水解、酸化 【答案】A 【解析】由芳香化合物A的结构简式和反应后B和C的分子式判断，A在碱性条件下水解后酸化得到BC，C的结构为，C氧化得到D，且D能发生银镜反应，则D为HCOCOCOOH；丙烯酸CH2=CH-COOH与Cl2加成得到，后在NaOH水溶液中水解生成，最后酸化得到，再氧化得到D；故选A。 4．在有机合成中，常需将官能团消除或增加，下列合成路线合理的是 A． B．CH3CH2OHCH2=CH2ClCH2CH2ClHOCH2CH2OH C．CH≡CHCH2=CHCNCH2=CHCOOH D． 【答案】C 【解析】A．到，是苯环侧链甲基中的H被取代，光照条件下和氯气反应才能实现，合成路线不合理，故A不符合题意；B．乙醇发生消去反应生成乙烯需控制温度为170℃，140℃时会生成乙醚，合成路线不合理，故B不符合题意；C．乙炔和HCN发生加成反应可生成丙烯腈，丙烯腈中的氰基容易发生水解生成羧基，故乙炔先加成后水解可得到丙烯酸，合成路线合理，故C符合题意；D．该合成路线中的第二步和最后一步都涉及卤代烃的消去反应，应在加热条件下与氢氧化钠乙醇溶液反应，加热条件下与氢氧化钠水溶液反应发生的是氯原子的取代反应，该合成路线不合理，故D不符合题意；故选C。 5．下列有机合成设计中，所涉及的反应类型有错误的是 A．由丙烯合成1，2-丙二醇：第一步加成反应，第二步取代反应 B．由1-溴丁烷合成1，3-丁二烯：第一步消去反应，第二步加聚反应 C．由乙醇合成乙炔：第一步消去反应，第二步加成反应，第三步消去反应 D．由乙烯合成乙二醛：第一步加成反应，第二步取代反应，第三步氧化反应 【答案】B 【分析】根据反应物和目标产物，利用官能团的性质进行设计有机合成路线，碳碳双键可以发生加成反应，卤代烃和醇可以发生消去反应变为烯烃或炔烃，醇羟基可以在催化剂的条件下被氧化成醛； 【解析】A．丙烯含有碳碳双键生成1,2-丙二醇，先与氯气发生加成反应上两个氯原子，再在氢氧化钠水溶液加热条件下发生取代反应即可生成，故A正确；B．1-溴丁烷先在氢氧化钠醇加热条件下发生消去反应，生成2-丁烯，2-丁烯与溴单质发生加成反应后，生成2,3-二溴丁烷，最后在氢氧化钠醇溶液条件下再发生消去反应即可制得，故B不正确；C．由乙醇合成乙炔，先在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成乙烯，第二步乙烯与溴单质发生加成反应生成1,2-二溴乙烷，第三步在氢氧化钠醇加热条件下发生消去反应生成乙炔，故C正确；D．由乙烯合成乙二醛；第一步乙烯与溴单质发生加成反应生成1,2-二溴乙烷，第二步在氢氧化钠水溶液加热条件下发生取代反应生成乙二醇，第三步在催化剂的条件下发生氧化反应生成乙二醛，故D正确；故选答案B。 6．化合物F是合成环酯类抗生素药物的一种中间体，其合成路线如下： 下列说法错误的是 A．A的结构简式为 B．C既能发生水解反应，又能发生银镜反应 C．E可以发生缩聚反应生成高分子化合物 D．步骤①③的目的是保护A中的某官能团 【答案】AB 【解析】由有机物的转化关系可知，在浓硫酸作用下与足量乙酸共热发生酯化反应生成，则A为、B为；在催化剂作用下与氧气共热发生催化氧化反应生成，则C为；与氢氧化钠溶液共热反应生成，则D为；与酸反应生成，则E为；在浓硫酸作用下发生分子内酯化反应生成。A．由分析可知，A的结构简式为，故A错误；B．由分析可知，C的结构简式为，分子中不含有醛基，不能发生银镜反应，故B错误；C．由分析可知，E的结构简式为，分子中含有羟基和羧基，一定条件下能发生缩聚反应生成高分子化合物，故C正确；D．由分析可知，A、E中均含有羟基，所以步骤①③的目的是保护A中的羟基，故D正确；故选AB。 7．对氨基苯甲酸可用甲苯为原料合成，已知苯环上的硝基可被还原为氨基：+3Fe+6HCl→3FeCl2+2H2O+，产物苯胺的还原性强，易被氧化，则下列由甲苯合成对氨基苯甲酸的步骤中合理的是 A．甲苯XY对氨基苯甲酸 B．甲苯XY对氨基苯甲酸 C．甲苯XY对氨基苯甲酸 D．甲苯XY对氨基苯甲酸 【答案】B 【解析】由甲苯制取产物时，需发生硝化反应引入硝基，再还原得到氨基，将甲基氧化才得到羧基；但氨基易被氧化，故甲基氧化为羧基应在硝基还原前，否则生成的氨基也被氧化，故先进行硝化反应，再将甲基氧化为羧基，最后将硝基还原为氨基。另外还要注意-CH3为邻、对位取代定位基；而-COOH为间位取代定位基，步骤为，故选B。 8．化学分析的手段通常有定性分析、定量分析、仪器分析等，现代化学中仪器分析是研究物质结构的基本方法和实验手段。下列仪器分析手段的运用科学可行的是 A．元素分析仪用于测定分子的空间结构 B．通过红外光谱分析、核磁共振氢谱分析均可以区分丙醇和乙酸 C．质谱仪是通过分析最小的碎片离子测出分子的相对质量 D．的核磁共振氢谱中有四组峰，峰面积之比为 【答案】B 【解析】A．元素分析仪可对物质中的元素及含量进行定量分析，但无法确定分子的空间构型，故A错误； B．丙醇的结构简式为CH3CH2CH2OH，乙酸的结构简式为CH3COOH，通过红外光谱分析，可以判断出所含官能团、化学键的信息，能够区分两者，核磁共振氢谱可以获得不同类型的氢原子及它们的相对数目等信心，也可以区分两者，故B正确； C．质谱仪通过分析最大的碎片离子测出分子的相对质量，即最大质荷比等于相对分子质量，故C错误； D．苯甲醇中有五种不同的氢原子，峰面积之比为1∶2∶2∶2∶1，故D错误； 答案为B。 9．核磁共振(NMR)氢谱图上不是有3个吸收峰的是 A．2，5-二甲基-3-己烯 B．1，4-二甲基环己烷 C． D．   【答案】C 【解析】A．2，5-二甲基-3-己烯以碳碳双键轴对称，有3种H原子，核磁共振氢谱中有3组吸收峰，故A不选； B．1，4-二甲基环己烷有3种H原子，核磁共振氢谱中有3组吸收峰，故B不选； C．有5种H原子，核磁共振氢谱中有5组吸收峰，故C选； D．有3种H原子，核磁共振氢谱中有3组吸收峰，故D不选； 故选：C。 10．如图是一种分子式为C4H8O2的有机化合物的红外光谱图，则该有机化合物的结构简式    A．CH3CH2CH2COOH B．CH3COOCH2CH3 C．CH3CH(CH3)COOH D．HCOOCH(CH3)2 【答案】B 【分析】由红外光谱图可看出该分子中有不对称CH3-和-CH2-，含有C=O双键，C-O-C单键，因此该分子中有2个-CH3，1个-CH2-，书写C4H8O2的结构简式，据此解答。 【解析】由红外光谱图可看出该分子中有不对称CH3，因此该分子中有2个CH3，由图也可以看出含有C=O双键，C-O-C单键。所以A的结构简式为CH3COOCH2CH3或是CH3CH2COOCH3，故选B。 11．高分子材料与生产、生活密切相关，下列说法正确的是 A．高分子材料一定易燃烧 B．高分子材料一定难溶于水 C．高分子材料一定不导电 D．高分子材料可通过加聚或缩聚反应制备 【答案】D 【解析】A．大多数高分子含有碳、氢元素，一般易燃烧，但高分子材料不一定易燃烧，如聚氯乙烯、含氟塑料等不易燃，A错误；B．高分子材料不一定难溶于水，有溶于水的高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物，B错误；C．高分子材料不一定不导电，导电聚合物包括聚乙炔、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔等，C错误；D．合成高分子材料的方法一般有加聚、缩聚反应两种方法，D正确；故答案为：D。 12．有机小分子X通过选择性催化聚合可分别得到聚合物Y和Z，下列说法正确的是 A．Y和Z互为同系物 B．X的结构可表示为： C．Y和Z均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．Y和Z均能在NaOH溶液中降解为小分子 【答案】B 【解析】A．Y与Z相比，碳链的两端缺少-OH、-H，二者的分子式不相同，不互为同系物，A不正确；B．采用弯箭头法，由Y的高聚物确定链节，然后再确定单体，或者采用同样方法由Z确定单体，都可确定X的结构简式可表示为：，B正确；C．Z分子中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但Y分子中不含有碳碳不饱和键等，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C不正确；D．Z能在NaOH溶液中降解为小分子，但Y不能在NaOH溶液中发生降解，D不正确；故选B。 13．一种高分子材料G在生产、生活中用途广泛，其结构如图所示。下列叙述正确的是 已知：G的相对分子质量为M，合成G的两种单体的相对分子质量分别为a和b．\ A．G属于支链型高分子，具有热塑性 B．G中官能团有酯基、醚键 C．G由两种单体发生缩聚反应合成 D．G的聚合度 【答案】C 【解析】A．G属于非支链型高分子，具有热固性，故A错误；B．高分子G中含酯基，没有醚键，故B错误；C．根据高分子结构可以判断是由两种单体发生缩聚反应合成，故C正确；D．G的链节相对分子质量为（a+b-36），聚合度，故D错误；答案选C。 14．树脂用于制玻璃纤维增强塑料，合成方法如下图，表示链延长． 下列说法不正确的是 A．X、P均能被高锰酸钾溶液所氧化 B．的结构简式为 C．的强度比的大 D．的重复单元中有四种官能团 【答案】D 【解析】A．X和P中都含有羟基，均能被高锰酸钾溶液所氧化，故A正确；B．根据X和P结构简式对比可知，若干条P链与交联剂M反应后，P链和M分子通过碳碳双键发生加成反应而交联成立体网状结构，因此M为苯乙烯，故B正确；C．对比X和P结构简式可知，P为线型高分子，而X为体型高分子，体型高分子具有更的强度，故C正确；D．根据结构示意图可知，P的重复单元中有两种官能团，分别是：碳碳双键、酯基，故D错误；故选D。 15．下列有关常见高分子聚合物的说法正确的是 A．聚乙烯是纯净物 B．聚氯乙烯可用于食品包装 C．聚—1，3—丁二烯（）是一种碳碳双键和碳碳单键依次交替排列的高分子 D．是由对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的 【答案】D 【解析】A．聚乙烯的聚合度n值为不确定值，所以聚乙烯是没有固定熔点的混合物，故A错误；B．聚氯乙烯有毒，不能用于食品包装，故B错误；C．聚—1，3—丁二烯是1，3—丁二烯一定条件下发生加聚反应生成链节为的有机高分子化合物，则其中碳碳双键和碳碳单键之比不是1:1，故C错误；D．是由对苯二甲酸和乙二醇一定条件下通过缩聚反应得到的有机高分子化合物，故D正确；故选D。 16．以煤、天然气和生物质为原料合成有机化合物日益受到重视。其中一种转化关系如下： （1）B→C 反应类型是 。 （2）E 是两种含碳碳双键的酯的混合物，C 与 D 反应得到 E 的化学方程式是 (写出一个即可)。 （3）以 A 为原料可以合成 D 的过程如下： 上述转化过程中方框里的物质或条件分别是： 、 、 。 【答案】（1）氧化反应 （2）CH2=CHCOOH+ (或)+H2O （3）Cl2 ClCH2CHClCH2Cl NaOH水溶液、加热 【分析】CO与H2在催化剂作用下发生反应生成A(CH2=CHCH3)，A被氧化剂氧化生成B(CH2=CHCHO)，B催化氧化生成C(CH2=CHCOOH)；油脂水解生成D()，C(CH2=CHCOOH)与D()发生酯化反应生成的分子式为C6H10O4的酯可能为，也可能为。 【解析】（1） CH2=CHCHO→CH2=CHCOOH，即-CHO被氧化为-COOH，反应类型是氧化反应。答案为：氧化反应； （2）E 是两种含碳碳双键的酯的混合物，其可能为或，CH2=CHCOOH与反应得到 E 的化学方程式是CH2=CHCOOH+ (或)+H2O。答案为：CH2=CHCOOH+ (或)+H2O； （3） A为CH2=CHCH3，D为，以A 为原料合成 D，先在500℃的条件下与Cl2发生取代反应生成CH2=CHCH2Cl，再与Cl2发生加成反应生成ClCH2CHClCH2Cl，最后在NaOH水溶液、加热条件下发生水解反应生成。由此得出，上述转化过程中方框里的物质或条件分别是：Cl2、ClCH2CHClCH2Cl、NaOH水溶液、加热。答案为：Cl2；ClCH2CHClCH2Cl；NaOH水溶液、加热。 17．根据以下有关信息确定有机物的组成：测定实验式：某含C、H、O三种元素的有机物，经燃烧实验测得其碳的质量分数为64.86%，氢的质量分数为13.51%，则其实验式是 。 【答案】该有机物中C∶H∶O=∶∶=4∶10∶1，实验式为C4H10O；故答案为C4H10O； 18．常温常压下，某气态烃7.2克在足量氧气中完全燃烧，生成折合成S.T.P.状态下为，试回答下列问题： 根据上述数据，该气态烃的最简式(实验式)为 。 【答案】 根据题干信息，7.2g烃完全燃烧生成标况下CO2的物质的量0.5mol，因此C元素质量为6g，H原子物质的量为，因此该气态烃的碳氢最简数目比为5：12，该气态烃的最简式为。 19．根据要求，回答下列问题： 为了测定某有机物A的结构，进行如下实验： a．将2.3g该有机物完全燃烧，生成和2.7g水； b．用质谱仪测定其相对分子质量，得到如图所示的质谱图。    ①有机物A的相对分子质量是 。 ②有机物A的实验式是 。 【答案】 46 C2H6O 【解析】①根据相对分子质量等于最大质荷比，根据图像可知，该有机物的相对分子质量为46；故答案为46； 2.3g该有机物的物质的量为=0.05mol，根据原子守恒，0.05mol有机物中碳原子物质的量0.1mol，氢原子物质的量为=0.3mol，含有氧原子物质的量为=0.05mol，有机物中C、H、O物质的量比为0.1∶0.3∶0.05=2∶6∶1，因此该有机物的实验式为C2H6O；故答案为C2H6O； 20．青蒿素为无色针状晶体，熔点为156～157℃，易溶于丙酮、氯仿和苯，在水中几乎不溶。 Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如图所示。 （1）在操作i前要对青蒿进行粉碎，其目的是 。 （2）操作ii的名称是 。 （3）操作iii涉及重结晶，则操作iii的步骤为加热溶解、 、过滤、洗涤、干燥。 Ⅱ.已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物，某同学为确定其化学式，进行如图实验： 实验步骤： ①按图所示连接装置，检查装置的气密性； ②称量装置E、F中仪器及试剂的质量； ③取14.10g青蒿素放入硬质玻璃管C中，点燃装置C、D处的酒精灯； ④实验结束后冷却至室温，称量装置E、F中仪器及试剂的质量。 （4）装置E、F应装入的试剂分别为 、 。 （5）实验测得数据如表： 装置 实验前 实验后 E 24.00g 33.90g F 100.00g 133.00g 通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282，结合上述数据，得出青蒿素的分子式为 。 （6）某同学认为使用上述方法会产生较大实验误差，你的改进方法是 。 【答案】（1）增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸出率 （2）蒸馏 （3）趁热过滤、冷却结晶 （4）无水氯化钙(或五氧化二磷等) 碱石灰 （5）C15H22O5 （6）在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置，同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置 【分析】从青蒿中提取青蒿素时，先将青蒿粉碎，用乙醚萃取，然后过滤；将提取液进行蒸馏，收集乙醚，并得到青蒿素粗品；将粗品进行重结晶，从而获得精品。 【解析】（1）为增大青蒿中有效成分与有机溶剂的接触面积，常需将青蒿粉碎，则在操作i前要对青蒿进行粉碎，其目的是：增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸出率。答案为：增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸出率； （2）由分析可知，操作ii的名称是蒸馏。答案为：蒸馏； （3）操作iii涉及重结晶，需要分离出粗品中的杂质，并让青蒿素结晶析出，则操作iii的步骤为：加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。答案为：趁热过滤、冷却结晶； （4）青蒿素燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳通常用碱石灰吸收，水用无水氯化钙等吸收，且应先吸收水，后吸收二氧化碳，则装置E、F应装入的试剂分别为无水氯化钙(或五氧化二磷等)、碱石灰。答案为：无水氯化钙(或五氧化二磷等)；碱石灰； （5）m(H2O)=33.90g-24.00g=9.9g，m(CO2)=133.00g -100.00g =33.00g，n(H2O)==0.55mol，n(CO2)==0.75mol，则青蒿素中含氧元素的质量为m(O)=14.10g-0.55mol×2×1g/mol-0.75mol×12g/mol=4.00g，n(O)==0.25mol，C:H:O=0.75mol:1.1mol:0.25mol=15:22:5，青蒿素的最简式为C15H22O5，其式量刚好为282，所以青蒿素的分子式为C15H22O5。答案为：C15H22O5； （6）由于通入的空气中含有CO2和水蒸气，会干扰测定结果，空气也会从F装置右侧的导管进入E、F装置，所以使用上述方法会产生较大实验误差，改进方法是：在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置，同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置。答案为：在装置C左侧增加除去空气中二氧化碳、水蒸气的除杂装置，同时在装置F右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入F的装置。 21．有机合成中成环及环的元素增减是合成路线设计的关键问题之一，由合成路线如下： 已知：① ②+CH3CH2OH 回答下列问题： （1）写出A的分子式 ，B中所含官能团的名称 。 （2）C的分子式为，写出C的结构简式 ；E→F的反应类型是 。 （3）出D→E的化学方程式： 。 （4）E的同分异构体中，含“”结构的芳香族化合物的共有 种(不考虑立体异构)，核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为的所有同分异构体的结构简式为 。 （5）以、乙醇为原料合成(其它试剂任选)，设计其合成路线 。 【答案】（1） 羰基、酯基 （2） 加聚反应 （3） +2H2O （4）14 （5） 【分析】由信息①可知，发生氧化反应生成A为，A与乙醇发生转化反应生成B为，B发生信息②中取代反应生成C为，C与氢气发生加成反应生成D为，由F的结构简式（），可知D发生消去反应生成E为，E再发生加聚反应生成。 【解析】（1）A为，分子式为；B的结构简式为，B中所含官能团名称为羰基、酯基。故答案为：；羰基、酯基； （2）C的结构简式为；E→F过程中碳碳双键断裂，生成高聚物，反应类型是加聚反应，故答案为：；加聚反应； （3）D发生消去反应生成E为，D→E的化学方程式： +2H2O。故答案为： +2H2O； （4）E（）的芳香族化合物的同分异构体，只含有1个苯环，侧链为烷基，若苯环上含有一个侧链，则有-CH2CH2−C(CH3)3和-CH(CH3)−C(CH3)3，有2种，若有两个侧链，有-CH2−C(CH3)3和-CH3、−C(CH3)3和-CH2CH3两种情况，苯环上有邻、间、对三个位置，有6种；若有三个侧链，则为-CH3、-CH3、−C(CH3)3，有6种，E的同分异构体中，含“−C(CH3)3”结构的芳香族化合物的共有14种(不考虑立体异构)，核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为9：6：2：1，说明存在两组甲基，其中3个甲基相同、另外2个甲基相同，符合条件的同分异构体的结构简式为，故答案为：14；； （5）用酸性高锰酸钾溶液氧化生成，然后与乙醇发生酯化反应生成，再发生信息②中取代反应生成，合成路线为 ，故答案为： 。 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$