第三讲 基本营养物质 高分子化合物与有机合成(时间：45分钟 满分：100分)考 点题 号有机高分子化合物1、2、3、4、5、6、7有机合成及推断8、9、10、11一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意)1．下列说法不正确的是( )。A．高分子化合物材料一般不具有固定的熔点B．相对分子质量大的高分子一般具有热塑性，相对分子质量小的高分子一般具有热固性C．高聚物的聚合度(即结构单元的数目)一般是不确定的D．线型高分子化合物的溶解一般比较缓慢，体型高分子化合物一般难以溶解在任何溶剂中解析 对于高分子化合物来说，构成每个高分子的结构单元数目并不完全相同，即n不同，所以高分子化合物为混合物，无固定熔点，故A、C项正确；线型高分子化合物具有热塑性，一些体型高分子化合物具有热固状，是热塑性还是热固性与结构有关，与相对分子质量大小无直接关系，故B项错；线型结构有机高分子能溶解在适当溶剂里，但溶解速度缓慢，体型高分子化合物一般难以溶解在任何溶剂中，故D项正确。答案 B2．维通橡胶是一种耐腐蚀、耐油、耐高温、耐寒性能都特别好的氟橡胶。它的结构简式为，合成它的单体为( )。A．氟乙烯和全氟异丙烯B．1,1二氟乙烯和全氟丙烯C．1,1,1三氟甲基1,3丁二烯D．全氟异戊二烯解析 氟橡胶的链节主链中有四个碳原子且全部是单键，因此其单体应该是两种各含一个碳碳双键的单烯烃型。对应的单体为：CH2===CF2和CF2===CF—CF3。-18-\n答案 B3．下列对合成材料的认识不正确的是( )。A．有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的B．的单体是C．聚乙烯(CH2—CH2)是由乙烯加聚生成的纯净物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解析 有机高分子化合物分天然高分子化合物和合成高分子化合物两类，合成高分子化合物主要由加聚、缩聚两类反应制备，加聚和缩聚是聚合反应的两种类型。对于高分子化合物来说，尽管相对分子质量很大，却没有一个准确的相对分子质量，只有一个范围，但它们的结构均是由若干链节组成的。答案 C4．工程塑料PBT的结构简式为，下列有关PBT的说法正确的是( )。A．PBT是加聚反应得到的高分子化合物B．PBT分子中含有羧基、羟基和酯基C．PBT的单体中有芳香烃D．PBT的单体均能与Na、NaOH、Na2CO3反应解析 PBT是一种高分子化合物，是通过缩聚反应得到的，A错误；PBT分子中含有羧基、羟基和酯基，B正确；PBT的单体是对苯二甲酸和1,4丁二醇，不含芳香烃类物质，C错误；对苯二甲酸和1,4丁二醇都可以与Na反应，对苯二甲酸可以与NaOH、Na2CO3反应，1,4丁二醇不能与NaOH、Na2CO3反应，D错误。答案 B5．Nomex纤维是一种新型阻燃纤维，其结构简式为，据此可以推知在一定条件下，以等物质的量发生缩聚反应生成该物质的两种单体是( )。 A．间苯二甲酸和邻苯二胺-18-\nB．间苯二甲酸和间苯二胺C．间苯二甲酸和对苯二胺D．对苯二甲酸和对苯二胺解析 此物质是通过缩聚反应而生成的高分子化合物，从肽键处断键，接羟基，—NH—接H原子，即可得到两种单体。答案 B6．DAP是电表和仪表部件中常用的一种高分子化合物，其结构简式为则合成它的单体可能有：①邻苯二甲酸 ②丙烯醇(CH2===CH—CH2—OH) ③丙烯 ④乙烯 ⑤邻苯二甲酸甲酯下列选项正确的是( )。A．①②B．④⑤C．①③D．③④解析 该高聚物的形成过程属于加聚反应，直接合成该高聚物的物质为，该物质属于酯类，由CH2===CH—CH2OH和通过酯化反应生成，因此该高聚物是由CH2===CH—CH2OH和先发生酯化反应，后发生加聚反应生成的。答案 A-18-\n7．某高分子材料的结构如图所示：已知该高分子材料是由三种单体聚合而成的，以下与此高分子材料相关的说法正确的是( )。A．该高分子材料是体型高分子，合成它的反应是加聚反应B．形成该高分子材料的单体中，所有原子可能处于同一平面内C．三种单体中有两种有机物互为同系物D．三种单体都可以使溴水褪色，但只有两种能使酸性高锰酸钾溶液褪色解析 该高分子材料是线型高分子；苯和乙烯都是平面型分子，故苯乙烯中所有原子可能处于同一平面内；合成该高分子的三种单体是CH3CH===CHCN、苯乙烯、苯乙炔，其中没有互为同系物的物质，它们都能被酸性高锰酸钾溶液氧化。答案 B二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8．(12分)近年来，由于石油价格不断上涨，以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。下图是以煤为原料生产聚氯乙烯(PVC)和人造羊毛的合成路线。请回答下列问题：(1)写出反应类型：反应①________，反应②________。(2)写出结构简式：PVC________，C________。(3)写出A―→D的化学反应方程式：______________。(4)与D互为同分异构体且可发生碱性水解的物质有____________种(不包括环状化合物)，写出其中一种的结构简式：____________。答案 (1)加成反应 加聚反应-18-\n(2) H2CCHCN(3)HCCH＋CH3COOH(4)4 (合理即可)9．(14分)(2022·重庆联考)现有一种有机物A，分子式为C4H6O6。已知：①A的分子中有两个羧基；②A的核磁共振氢谱如图所示。未知物A的核磁共振氢谱(1)根据A的核磁共振氢谱，写出A的结构简式：________________________________________________________________________。如图是利用烃B和烃I合成高分子材料R的转化关系示意图，已知烃I的相对分子质量为28，且F的相对分子质量比E多28。已知：—CH2—OH优先于而被氧化。请回答下列问题：(2)写出下列反应的化学方程式：B―→C：________________；反应类型为________。E―→G：________________。(3)有机物E的同分异构体M满足下列三个条件：①1mol有机物与银氨溶液充分反应生成2molAg②1mol有机物与足量NaHCO3溶液反应产生1molCO2-18-\n③1mol有机物与足量金属Na反应产生1molH2请判断M的结构有________种，任写一种M的结构简式________________________________________________________________________。答案 (1)HOOC—CH(OH)—CH(OH)—COOH(2)CH2===CH—CH===CH2＋2Br2―→CH2Br—CHBr—CHBr—CH2Br 加成反应OHC—CH(OH)—CH(OH)—CHO＋4Ag(NH3)2OHH4NOOC—CH(OH)—CH(OH)—COONH4＋2H2O＋4Ag↓＋6NH310．(15分)(2022·苏锡常镇四市一调)以苯甲醛为原料合成化合物E的路线如下：-18-\n(1)储存苯甲醛时要避免其与空气接触，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)A的名称是________；⑤的反应类型是________________________________________________________________________。(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。①属于苯的对位二元取代物；②含有硝基、羟基和羧基。(4)在C转化为D的过程中可能生成了一种高分子化合物F，写出C―→F反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)2氰基2丁烯酸[CH3CH===C(CN)COOH]是合成某种医疗手术用黏合剂的重要物质。写出以丙醛(CH3CH2CHO)和必要的化学试剂来制备2氰基2丁烯酸的合成路线流程图。合成路线流程图示例如下：CH3CH2OHH2C===CH2H2CBrCH2BrCH3CH2CHO________________________________________________________________________。解析 (1)—CHO具有比较强的还原性，易被空气中的氧气氧化。(4)C中含有—OH和—COOH，可以发生分子间缩聚反应生成聚酯。(5)结合题中反应②的信息，可知HCN与CH3CH2CHO发生加成，生成CH3CH2CH(OH)CN，注意不能先水解生成CH3CH2CH(OH)COOH，若这样，后面发生消去反应时可能会发生酯化反应，因此要先进行醇的消去反应。然后再通过加成、水解、消去等步骤获得目标产物。由此可写出合成路线。答案 (1)苯甲醛易被空气中的氧气氧化 (2)间硝基苯甲醛(或3硝基苯甲醛) 还原反应-18-\n(5)CH3CH2CH(OH)CNCH3CH===CHCNCH3CHBrCHBrCNCH3CHBrCHBrCOOHCH3C≡CCOOHCH3CH===C(CN)COOH11．(17分)镇痉药物C、化合物N以及高分子树脂()的合成路线如下：已知：RCHORCOOHRCOOR′(R、R′代表烃基)(1)A的含氧官能团的名称是________。(2)A在催化剂作用下可与H2反应生成B。该反应的反应类型是________。(3)酯类化合物C的分子式是C15H14O3，其结构简式是____________________________。-18-\n(4)A发生银镜反应的化学方程式是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)扁桃酸()有多种同分异构体。属于甲酸酯且含酚羟基的同分异构体共有________种，写出其中一种含亚甲基(—CH2—)的同分异构体的结构简式______________________。(6)F与M合成高分子树脂的化学方程式是__________________________。(7)N在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式是________________________________________________________________________。解析 由A→扁桃酸与已知信息知A为CHO，由问题(2)知B为，结合问题(3)中由C的分子式可得C为。根据A→D→E的流程及题给信息可得D为，E为。由-18-\n逆推F为，进而知N为，故N在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式为-18-\n。问题(5)中，属于甲酸酯且含酚羟基的同分异构体有、答案 (1)醛基 (2)加成反应(或还原反应)-18-\n特色训练10 破解有机合成及推断 1．有机物A、B、C、D、E、F的转化关系如下：已知：①A是芳香族化合物，其苯环上有2个对位取代基，均不含支链，遇FeCl3溶液能发生显色反应。②F分子中除了2个苯环外，还含有一个六元环。请回答下列问题：(1)A中含氧官能团的名称是________，1molA与足量溴水反应最多可以消耗________molBr2。(2)反应①～③中属于加成反应的有________(填序号)。(3)C的结构简式为________，F的结构简式为________________________________________________________________________。(4)A→B的化学方程式是________________________________________________________________________。解析 从A→B的转化可知，A中含有羧基且其分子式为C9H8O3；比较A和C的分子式可知反应①为加成反应，则A中含有碳碳双键，A能够与FeCl3-18-\n发生显色反应，故A中含有酚羟基，又因为A的苯环上有2个对位取代基，且均不含支链，所以A的结构简式为HOCHCHCOOH。答案 (1)羟基、羧基 3(2)①(3)HOCH2CHClCOOHHOCH2CHCOOCHCOOCH2OH(4)HOCHCHCOOH＋NaHCO3―→HOCHCHCOONa＋CO2↑＋H2O2．由环己烷可制备1,4环己醇二醋酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去)。ClABBrBrCDCH3COOOOCCH3(1)在上述8步反应中，属于取代反应的有________，属于加成反应的有________，反应④属于________反应。(2)写出下列化合物的结构简式。B：________，C：________。(3)写出反应④、⑤、⑥的化学方程式。④____________________________________________________________，⑤___________________________________________________________，⑥__________________________________________________________。(4)写出CH3COOOOCCH3在NaOH溶液中水解的化学方程式：__________________________________________________________。解析 该题的目标产物是1,4环己醇二醋酸酯，通过正向合成，可以逐步推出各步未知的中间产物及反应类型。ClA()B(ClCl)BrBrC(HOOH)D(CH3COOOOCCH3)CH3COOOOCCH3。答案 (1)①⑥⑦ ③⑤⑧ 消去(2)ClCl HOOH-18-\n(3)④ClCl＋2NaOH＋2NaCl＋2H2O⑤＋Br2―→BrBr⑥BrBr＋2NaOHHOOH＋2NaBr(4)CH3COOOOCCH3＋2NaOH2CH3COONa＋HOOH3．A～I九种有机物有如下转化关系：已知：R1CHOHCHOHR2＋HIO4―→R1CHO＋R2CHO＋HIO3＋H2O；又知C的核磁共振氢谱图上共有5个峰。请回答下列问题：(1)写出下列物质的结构简式：C________；I________。(2)由H生成G的有机反应类型为________________________________________________________________________。(3)写出下列反应的化学方程式。D→B过程中的第①步：________________________________________________________________________。G→F：________________________________________________________________________。(4)化合物C的同分异构体甚多，写出满足下列条件的所有芳香族同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________________________________________________________。①属于对位二取代苯；②能发生银镜反应；③在NaOH溶液中可发生水解反应。解析 根据烯烃H中含有4个碳原子及题给信息，可初步判断A、B、D三种物质中都含有2个碳原子，则C中含有8个碳原子。A是乙醇，D是乙醛，B是乙酸。根据C的核磁共振氢谱图上共有5个峰，再结合框图中C的性质可知C的结构简式为HOCH2COOH。再逆推可知E为CH3CHOHCHOHCH3，F为CH3CHClCHClCH3，G为CH2===CHCHClCH3，H为CH2===CHCH2CH3。化合物C的同分异构体在NaOH溶液中可发生水解反应，则其为酯类化合物；能发生银镜反应则含有醛基。欲满足题意，只能是甲酸酯，有两种情况：一是HCOO—直接连于苯环上，其他的基团(—OCH3或—CH2OH)位于其对位；二是HCOOCH2—直接连于苯环上，剩余的一个羟基位于其对位。答案 (1)HOCH2COOH-18-\nCH3COOCH2COOCH2CH3(2)取代反应(3)CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2OCH2===CHCHClCH3＋HCl―→CH3CHClCHClCH3(4)HCOOOCH3、HCOOCH2OH、HCOOCH2OH4．有机物A、B、C互为同分异构体，分子式为C5H8O2，有关的转化关系如下图所示。已知：A的碳链无支链，且1molA能与4molAg(NH3)2OH完全反应；B为五元环酯。提示：CH3—CH===CH—RBr—CH2—CH===CH—R请回答下列问题：(1)A中所含官能团是_________________________________________。(2)B、H的结构简式分别为____________________________________。(3)写出下列反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)：D→C________________________________________________________________________；E→F(只写①条件下的反应)_________________________________________。(4)F的加聚产物的结构简式为________________________________。答案 (1)醛基(或—CHO)(2)CHH3CCH2CH2COOOHC—CH2—CH2—CH2—COOH(3)CHCH3OHCH2CH2COOHCH3—CH===CH—CH2—COOH＋H2OBr—CH2—CH===CH—CH2—COOH＋2NaOHHO—CH2—CH===CH—CH2—COONa＋NaBr＋H2O(4)CHCH2OHCHCH2COOH5．铅尘污染对人体危害极大，为了减少铅尘污染，各国都在推广使用无铅汽油。所谓无铅汽油是用甲基叔丁基醚代替四乙基铅做抗震剂添加于汽油中，用于提高汽油的辛烷值。甲基叔丁基醚可通过如下方法合成：-18-\n(CH3)3CBrAB(CH3)3COH(CH3)3CONa(CH3)3COCH3。资料支持：①ROSO3H(R表示烃基)ROH②OH＋2H2SO4(浓)SO3HOHSO3H＋2H2O试回答下列问题：(1)试剂a是________，中间产物A是________。(2)与产物甲基叔丁基醚互为同分异构体的醇类有________种。(3)已知由A生成B的反应属于加成反应，则反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________________。最后一步属于取代反应，则反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)请用流程图表示以苯酚为唯一有机原料合成BrOH(例如由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CH3CH2OHCH2===CH2CH2—CH2)。解析 (1)(CH3)3CBr在NaOH醇溶液中发生消去反应生成烯烃A[CH2===C(CH3)2]，A和H2SO4发生加成反应生成B，根据信息“ROSO3H(R表示烃基)ROH”可知B的结构简式为(CH3)3COSO3H，B水解得醇(CH3)3COH，醇可以和金属Na反应生成醇钠(CH3)3CONa，(CH3)3CONa和CH3I发生取代反应得(CH3)3COCH3。(2)与产物甲基叔丁基醚互为同分异构体的醇类物质的化学式为C5H12O，考虑到戊基有8种，故醇类共有8种。(4)若苯酚直接和溴水反应，则会生成BrBrOHBr，因此可根据题中信息先用磺酸基占据两个位置，再和溴反应，最后再水解把磺酸基脱掉。答案 (1)Na (CH3)2C===CH2(2)8 (3)(CH3)2C===CH2＋H2SO4(浓)―→(CH3)3COSO3H(CH3)3CONa＋CH3I―→(CH3)3COCH3＋NaI(4)OHHO3SOHSO3HHO3SBrOHSO3HBrOH6．敌草胺是一种除草剂。它的合成路线如下：-18-\n回答下列问题：(1)在空气中久置，A由无色转变为棕色，其原因是________________________________________________________________________。(2)C分子中有2个含氧官能团，分别为________和________(填官能团名称)。(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：______________。①能与金属钠反应放出H2；②是萘()的衍生物，且取代基都在同一个苯环上；③可发生水解反应，其中一种水解产物能发生银镜反应，另一种水解产物分子中有5种不同化学环境的氢。(4)若C不经提纯，产物敌草胺中将混有少量副产物E(分子式为C23H18O3)，E是一种酯。E的结构简式为________。(5)已知：RCH2COOHRCHCOOHCl，写出以苯酚和乙醇为原料制备OCH2COOCH2CH3的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下：H2CCH2CH3CH2BrCH3CH2OH解析 (1)因A属于酚类，所以露置于空气中易被氧化；(2)分析C的结构简式，可知C分子中含有羧基和醚键；(3)与C互为同分异构体且满足①②③条件的有机物的结构简式为CH2OCOHCH2OH(或CH2OCOHCH2OH)答案 (1)A被空气中的O2氧化(2)羧基 醚键(3)CH2OCOHCH2OH(或CH2OCOHCH2OH)(4)OCHCH3COO(5)CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHClCH2COOHOHONaOCH2COOHOCH2COOCH2CH3-18-\n-18-
