专题04 有机合成及其应用 合成高分子化合物（PDF版，不可编辑）（期末知识清单）高二化学下学期鲁科版

口专题04·有机合成及其应用·合成高分子化合物 高三化学下学期·期末知识速记卡片 考点01上碳骨架构建（增碳/减碳/成环） |必记点 ①碳链增长5大方法： 方法 反应/方程式 加成增碳 C=C/C=C/醛酮+HCN(增1个C) 羟醛缩合 酵酮（至少一种含c-H)相互缩合 卤代烃取代 RCl+NaCN→RCN+NaCI 加聚反应 烯烃、二烯烃、乙炔等加聚 缩聚反应 二元醇+二元酸、氨基酸缩合、酚+甲醒 酯化反应 CHsCHOH+CHBCOOH=CH3COOCH2CH3+H2O ②碳链减短5大方法 方法 方程式 氧化反应 苯同系物侧链一(KMnO4/H)苯甲酸 水解反应 RCOOR+H2O-RCOOH R'OH 裂化裂解 C16H34→CsH18+C8H16 脱羧反应 R-COONa+NaOH-(CaO,△)→R-H+Na2COs 烯缺氧化断键 烯/炔被酸性KMnO4氧化断裂C=C/C=C ③由链成环5种方法： 1.二元醇成环：HOCH2CH2OH→环醚+H2O 2.羟基酸酯化成环→内酯 3.氨基酸成环→内酰胺(H2NCH2CH2COOH) 4.二元羧酸成环→酸酐(HOOCCH2CH2COOH) 5.双烯合成(Diels-Alder反应) ④常见开环反应：环酯水解开环；环烯烃氧化开环 △易错点 1.羟醛缩合要求至少一种含-H才能反应(HCHO无a-H,但能作另一反应方) 2.脱羧反应是制烃的重要方法，碳链减1 3.苯环不被KMnO4氧化；但苯同系物侧链c-H能被氧化成苯甲酸 4.加成增碳：HCN增1个C;醛酮缩合可增更多C 5.裂化产物含烷烃+烯烃组合 6.一COONal脱羧需CaO+NaOH+加热条件 了一句话速记 增碳5法：加成/缩合/取代/聚合/酯化；减碳5法：氧化/水解/裂化/脱羧/断键。 一第1页 考点01下官能团的引入与保护 |必记点 ①官能团引入对照表： 引入 方法 典型方程式 C=C 醇/卤代烃消去 CH3CH2CH2OH→（浓H2SO4,170C)CbCH=CH2t+H2O -X 烯快+HXWX;醇+HX;烷/劳烃取代 CH2=CH2+HC→CHsCH2CI -OH 烯+O;酵酮还原；卤代烃酯水解 RCHO+H2→(Ni)RCH2OH C=O羰基) 醇催化氧化；烯被KMnO4氧化 2CHsCH2OH+O2-(Cu)2CHsCHO+2H2O -COOH 醒氧化；烯氧化断键；酯水解 2 CHsCHO+O2→2 CHsCOOH ②官能团消除方法： 。C=C/C≡C:加成反应消除 ·一OH:取代消去/氧化/酯化 ·一CHO:氧化（→一COOH)/加成（→一OH) ·一X:消去/水解 ·酯基/肽键：水解 ③官能团改变3类： ·种类变化：CH3CH2OH→CH3CHO→CH3COOH(醇一→醛一→羧酸) ·数目变化：通过不同途径增加官能团个数 位置变化：CH3CH2CH2OH→CH3CH=CH2(先消去再加水) ④官能团保护与恢复（关键技巧！） 官能团 保护方法 恢复方法 C=C 加HC1保护 消去反应恢复 酚一OH NaOH或CHsl保护 水解恢复 -CHO 乙醇/亿二醇加成保护 水解恢复 -NH2 醋酸酐转酰胺保护 水解恢复 醇一OH/一COOH 成酯保护 水解恢复 △易错点 1.醇消去需a-C的邻位B-C有H;CH3OH、新戊醇不能消去 2.卤代烃水解用NaOH水溶液；消去用NaOH醇溶液 3.醇催化氧化需α-C上有H;叔醇不能催化氧化 4.官能团保护后必须能恢复，否则无意义 5.苯酚→醚(CH3保护)不能用一般取代 6.引入C00H常通过醛氧化（最常用）或酯水解 了一句话速记 引入看官能团对应反应；消除用加成/取代/消去/氧化：保护后必能恢复。 一第2页一 考点02 有机合成路线的设计 |必记点 ①合成过程：原料一中间体1→中间体2→…→目标产物 ②三大推断方法： 方法 思路 正合成分析 从原料出发，构建碳骨架+引入官能团 逆合成分析 从目标分子倒推，拆解到已知原料 综合推理 正逆结合，两边向中间挤压 ®设计思路三步： 1.判断目标物类别、官能团、相关知识信息 2.合理分割片段，找官能团引入/转化/保护方法 3.正逆推综合比较，选最优方案 ④一元合成路线： R一CH=CH→卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 ⑤二元合成路线： CH2=CH2→X一CH2一CH2一X→二元醇→二元醒一二元羧酸→二元酯 ⑥芳香化合物合成路线： 苯/甲苯→卤代芳烃硝基芳烃苯甲酸→目标芳香化合物 ⑦逆合成示例（乙二酸二乙酯） 乙二酸二乙酯←乙二酸+乙醇←乙烯（原料） ⑧正合成标例（乙烯→乙酸乙酯） CH2=CH→CHsCH2CI→CH3CH2OH→CHsCHO→CHsCOOH→CHsCOOCH2CH △易错点 1.优先用已知原料和给定信息反应 2.多官能团目标物要考虑官能团保护避免干扰 3.逆推关键：找断键位置（酯键/肽键/C=C/C一X) 4.路线步骤越短越好，但需可行性 5.反应条件不冲突（不能既消去又加成） 6.引入官能团时要考虑位置是否正确 了一句话速记 正推构碳架引官能团：逆推找关键断键；条件不冲突路线最短。 考点03 有机化合物分子式的测定 |必记点 ①确定实验式（最简式）： 。定性：然烧C→CO2,H→H2O,N→N2或NO2 。判断含0：若m(C)+mH)≠m样品)→含氧，差值为m(O) ·求n(C)n(H)n(O)最简整数比→实验式 m(C)=m(C02)×12/44;m(l=m(H2O)×2/18 ②确定分子式： 分子式=（实验式）。，n=相对分子质量÷实验式式量 ③质谱法测相对分子质量： ·原理：高能电子轰击一→分子离子+碎片离子→磁场分离 横坐标：质荷比m/z(离子相对质量÷电荷) ● 纵坐标：相对丰度 质荷比最大值=样品相对分子质量（即分子离子峰） 一第3页 考点04有机化合物结构式的测定 |必记点 ①常见官能团检验方法： 官能团 试剂 现象 C=C/C=C 溴的CCl4溶液 橙红色褪去 C=C/C=C 酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 一X卤素原子) NaOH+稀HNO3+AgNO3 白浅黄/黄沉淀 醇一OH 金属Na 放出H2 酚OH FeCl溶液 显紫色 酚一OH 浓溴水 白色沉淀 -CHO 银氨溶液 银镜 -CHO 新制Cu(OH)2 砖红色沉淀 -COOH NaHCO溶液 放出C02气体 ②红外光谱R: ·作用：鉴别分子式相同结构不同的有机物 ·原理：不同化学键/官能团吸收频率不同 。应用：C2H6O有CH3CH2OH和CH3OCH3两种，含O一H吸收峰一乙醇 ③核磁共振氢谱HNMR: 等效氢：处于相同化学环境的氢原子 ● 等效H3条判定：①同C上的H②同C上相同基团的H③对称位置的H 峰数=等效氢种类数 峰面积此=各等效氢数目比 ④等效氢判断举例： 物质 等效氢种类 峰面积比 CH3CH2OH 3种 3:2:1 CH3OCH3 1种 CHsCOOH 2种 3:1 C6H6闲 1种 △易错点 1.检验C=C前若有一CHO:先消除醛基（银氨/Cu(OH)2),或直接用Br2的cdl4溶液 2.检验卤素必须先水解后酸化，不可直接加AgNO3 3.酚检验：FeCl3显紫色或溴水生白沉淀 4等效氢口决：同碳、同基、对称 5.红外看官能团吸收峰；HNMR看H数目和环境 6.羧酸用NaHCO3(产CO2)区别于苯酚（不反应） ?一句话速记 官能团各有专属试剂；红外鉴别同分异构；HNMR数等效氢种类与个数。 一第4页一 考点05高分子化合物的结构特点 |必记点 ①三大组成概念 名词 定义 单体 能形成高分子的低分子化合物 链节 高分子中化学组成相同、可重复的最小结构单元 聚合度n 高分子中含链节的数目 ②高分子Vs低分子有机物对比 项目 有机高分子 低分子有机物 相对分子质量 104≈105，平均值 <1000,明确值 结构 由若干重复单元组成 具有单结构 性质 物理化学性质差异大 状态 混合物 纯争物 △易错点 1.高分子化合物都是混合物，不是纯净物 2.光导纤维、碳纤维不属于有机高分子材料 3.单体可1种（亿烯）或2种（二元醇+二元酸） 4.加聚物链节=单体组成；缩聚物链节≠单体组成 5.聚合度n是统计平均值 了一句话速记 单体一→链节→聚合度；高分子都是混合物：分子量是平均值。 考点06上 加聚反应 |必记点 ①加聚反应定义：不饱和单体加成聚合成高分子 ②三种加聚类型口诀： 类型 口决 单烯烃型 断双键，键分两端，添括号，右下n 二烯轻型 单变双，双变单，破两头移中间 共聚型（两种单体） 双键打开，中间相连 ③典型加聚方程式： nCH2=CH2一催化剂→一[CH2一CHl。一（聚乙烯） nCH=CH-CH=CH→一[CH一CH=CH一CH]。一（顺丁橡胶） ④加聚反应3大特征 1.单体含不饱和键（烯/二烯/炔/醛） 2.无小分子产物生成 3.链节与单体化学组成相同 ⑤由加聚物推单体规律： 主链情况推单体规律主链全C一C单键每两个C切开→单键改双键→乙烯型单体主链全C含C=C以双键为中心切 4个C→1,3-丁二烯型单体 △易错点 1.加聚物链节原子数=单体原子数×链节中单体数 2.二烯烃加聚是1,4-加成：单变双、双变单、移中间 3.共聚物中两种单体按比例进入主链 4.加聚物无端基，用”一"表示 5.加聚物分子量=单体分子量×n(无小分子损失) 一第5页 考点06下 缩聚反应 |必记点 ①定义：单体相互作用生成高分子+小分子(H2ONH3/HX) ②三类缩聚反应： (a)聚酯类（一OH+一COoH): nHOCH-CH:OH nHOOC-COOH HO-[-OCH:CH:OOC-CO-1-H +(2n-1)H:O nHOCH-CH-COOH-HO-[-OCH:CH:CO-]-OH +(n-1)H2O (b)聚酰胺/氨基酸类（一NH2+一COOH): nHN-CH-COOH→H-「-NH-CHCO-l-OH+(n-1)HO (G)酚醛树脂类 n苯酚+nHCHO一（催化剂）酚醛树脂+(n-1)H2O ③缩聚反应3大特征： 1.单体含双官能团或多官能团（一OH、一COOH、一NH2) 2.有副产物小分子生成 3.链节与单体化学组成不同 ④缩聚物书写规则： ·方括号外侧写链节余下的端基原子 。一种单体缩聚：生成小分子=-1) 两种单体缩聚：生成小分子=(2n-1) ·聚酯反应用÷（可逆符号） ⑤加聚Vs缩聚对比： 项目 加聚反应 缩聚反应 单体特征 含不饱和键 含特征官能团（一OH/一COOH/一NH) 产物 仅高聚物 高聚物+小分子 链节与单体 组成相同 组成不同 端基 不确定，用”一” 有明确端基 ⑥由缩聚物推单体规律（断键补原子）： 链节中含 断键处理 一0-C0一酯键) 一O-加H,一CO一加OH→醇+酸 一NH-CO(肽键) -NH-加H,一CO一加OH一胺+酸 的环+一C一 苯环与基连接数处断键→酚+醛 △易错点 1.缩聚物必须写出端基，加聚物不需要 2.一种单体攸如氨基酸)缩聚生成(-1)小分子 3.两种单体攸如二醇+二酸)缩聚生成(2n-1)小分子 4.聚酯反应用→，聚酰胺通常不可逆 5.酚醛树脂单体是苯酚+甲醛(HCHO),不是乙醛 6.缩聚物分子量≠单体分子量×n(要减去小分子质量) 7.各单体物质的量与缩聚物下标n要一致 ?一句话速记 缩聚单体多官能团，副产物小分子；端基写在括号外：一种单体得-1)，两种得(2n-1)。 一第6页一 考点07上合成高分子材料（塑料+橡胶） |必记点 ①三大合成高分子材料： 塑料：聚乙烯、酚醛树脂、聚氯乙烯 ● 合成纤维：涤纶、腈纶、锦纶、维纶 合成橡胶：顺丁、丁苯、氯丁橡胶 ②塑料定义：塑料=树脂+添加剂（树脂是未加工聚合物） ③高/低压聚乙烯对比： 项目 高压低密度 低压高密度 合成条件 高压高温引发剂 较低压力催化剂 分子结构 支链型 线型 分子链长 较短 较长 相对分子质量 较低 ≥50万 熔融温度 较低 较高 密度 低 高 硬度 较小 较大 分子间作用力 较小 较大 ④酚醛树脂：苯酚+甲醛→催化剂→酚醛树脂 催化剂 条件 结构 酸催化 等摩尔苯酚+甲醒 线型高分子 碱催化 等摩尔或甲醋过量 网状结构（加热生成） ⑤橡胶的硫化 。天然橡胶含C=C,加硫(S)反应 破坏C=C,形成-S一（单硫键）或一S一S一 (双硫键)交联 ● 线型→体型（网状）结构 。 强度和弹性增大 ⑥橡胶性质：耐磨、耐寒、耐油、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐老化 ⑦常见合成橡胶单体： 名称 单体 顺丁橡胶 CH2=CH一CH=CH(1,3-丁二烯) J苯橡胶(SBR) CH2=CH一CH=CH+CHs一CH=Cb(苯乙烯) 氯丁橡胶 CH2=CC一CH=CH2(2-氯-1,3-丁二烯) △易错点 1.塑料=树脂+添加剂，树脂是核心成分 2.高压聚乙烯比低压聚乙烯：熔点低、密度小、硬度小 3.酚醛树脂酸催化得线型，碱催化+甲过量得网状 4.橡胶硫化是不可逆变化，破坏C=C形成交联 5.天然橡胶含C=C,易被强氧化剂、卤素、有机溶剂腐蚀（老化） 6.碳纤维、光导纤维不属于有机高分子材料 7.高分子化合物都具有一定弹性 了一句话速记 塑料=树脂+添加剂；高压聚乙烯支链熔点低；橡胶硫化变网状增弹性。 一第7页一 考点07下合成纤维+功能高分子+反应 |必记点 ①常见合成纤维： 名称 单体 特性 涤纶（聚酯纤维） HOCH2CH2OH+对苯二甲酸 产量第一 腈纶 CH2=CH一CN(丙烯腈) 似羊毛 锦纶 己二胺+己二酸 耐磨 维纶（聚乙烯醇） -CH2-CH(OH)- 吸湿性好含一OH ②功能高分子材料： 类型 合成方法/特点 高吸水性树脂 ①天然材料（淀粉/纤维素接强吸水原子团 ②亲水性单体均聚或共聚 高分子分离膜 有选择透过性，分离特定物质 医用高分子 制作皮肤、骨骼、心肺、肝、肾等人工器宫 ③常见有机高分子化学反应 反应 示例 降解 有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）→（加构甲基丙烯酸甲酯 聚苯乙烯一(BaO处理)苯乙烯 降解方法 生物降解、化学降解、光降解 硫化 天然橡胶+S→破坏C=C,形成-一S一或一S一S 线型一网状结构 ④高分子化合物分类总结 分类标准 类别 按来源 天然高分子（淀粉、蛋白质） 合成高分子（塑料、纤维、橡胶） 按结构 线型、支链型、网状（体型） 按用途 塑料、纤维、橡胶、功能材料 按合成反应 加聚物、缩聚物 ⑤易错警示总结： ·高分子化合物都是混合物 光导纤维、碳纤维不属于有机高分子 天然橡胶含C=C,易加成和氧化（老化 △易错点 1.涤纶=聚对苯二甲酸乙二醇酯，产量第一 2.维纶=聚乙烯醇，含一OH吸湿性好，类似棉花 3.有机玻璃=聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),可降解为单体 4.橡胶硫化破坏C=C,不可逆，强度弹性增大 5.高吸水性树脂两种合成方法要会区分 6.降解方法：生物/化学/光，三种途径 7."塑料王"是聚四氟乙烯(PTFE) ?一句话速记 涤纶产量第一；维纶吸湿（含一OH);硫化破C=C成网状增弹性；降解可生物/化学/光。 一第8页一 @专题04核心串记·速查总表 风有机合成核心三问 1.碳骨架怎么变？→增碳/减碳/成环/开环 2.官能团怎么变？→引入/消除改变/保护 3.合成路线怎么定？→正推/逆推/综合推 仑官能团衍变链（核心记忆） 烯烃→卤代烃→醇一醛→羧酸→酯 炔烃一烯烃一二卤代烃→二醇→二醛→二酸→聚酯 甲苯→苯甲酸；甲苯→苯甲醇一苯甲醛一苯甲酸 夕高频易混对比 对比 关键差异 加聚vs缩聚 加聚无小分子，链节=单体；缩聚有小分子，链节≠单体 线型vs网状 线型可塑可溶；网状不熔不溶 盐析Vs变性 盐析可逆保活性；变性不可逆失活性 降解vs硫化 降解：高分子一小分子；硫化：线型一网状 一种单体Vs两种单体缩聚 小分子数(n-1)vs(2n-1) 定量关系速记 ·一种单体缩聚：生成(-1)个小分子 两种单体缩聚：生成(2n-1)个小分子 ·加聚物分子量=单体分子量×n ● 缩聚物分子量=n×单体-小分子总质量 ·n个氨基酸成肽：(n-1)肽键+(n-1)H20 ●」 聚乙烯链节一[CH2一CH2]一，含2个C ·顺丁橡胶链节一[CH2一CH=CH一CH2]一，含4个C ©三大测定方法速记 分子式测定：燃烧定元素+质谱定相对分子质量 红外光谱：鉴别官能团/化学键（同分异构区分） 。 核磁共振氢谱：等效氢种类（峰数）+数目比（面积比） 自高分子材料速查表 类别 代表物 关键 塑料 聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂 =树脂+添加剂 纤维 涤纶、腈纶、维纶 涤纶产量第 橡胶 顺丁、丁苯、氯丁 硫化增弹性 功能 高吸水、分离膜、医用 一第9页/完一