資源簡介

(共70張PPT)
第1課時　有機合成的關鍵
——碳骨架的構建和官能團的引入
必備知識·自主學習
關鍵能力·課堂探究
隨堂檢測·強化落實
課程標準
1．了解有機合成的基本程序和方法。
2．掌握碳骨架的構建和官能團的引入與轉化的方法。
3．掌握鹵代烴的消去反應和取代反應的特點。


學法指導
1.對比分析法。對比有機物分子的結構，分析有機物分子中的官能團和化學鍵，預測可能的斷鍵部位與相應的化學反應。
2．交流討論法。根據所學各類有機物的代表物的性質，交流研討有機物官能團的引入與轉化的途徑。
必備知識·自主學習
知識點一 有機合成的基本程序
1.有機合成的基本流程
2．合成路線的核心：合成路線的核心在于構建目標化合物分子的________和引入必需的________。
設計合成路線
性質或功能
碳骨架
官能團
知識點二 有機合成的關鍵
1.碳骨架的構建
(1)碳鏈的增長
①鹵代烴的取代反應
例如：溴乙烷與氰化鈉的反應：
________________________________________________________
CH3CH2CN_____________________
②利用羥醛縮合反應
例如：兩分子乙醛反應的化學方程式為
CH3CH2Br＋NaCN―→CH3CH2CN＋NaBr
CH3CH2COOH
(2)碳鏈的縮短
①烯烴、炔烴的氧化反應。
②脫羧反應
例如：無水醋酸鈉與氫氧化鈉反應的化學方程式為
CH3COONa＋NaOH___________________________
CH4↑＋Na2CO3
2．官能團的引入與轉化
(1)官能團的引入
CH2===CH2↑＋H2O
CH2===CH2↑＋NaBr＋H2O
CH3CH2Cl
CH3CH2Br＋H2O
CH3CH2OH
CH3CH2OH＋NaCl
CH3CH2OH
RCH2COOH＋CO2↑
CH3CH2COOH
(2)官能團的轉化
官能團的轉化可以通過取代、________、________以及氧化、________等反應實現。下面是以乙烯為起始物，通過一系列化學反應實現的某些官能團間的轉化。
消去
加成
還原
微點撥
1.炔烴、醛、酮中的不飽和鍵與HCN發生加成反應生成含有氰基(—CN)的物質，再在酸性條件下水解生成羧酸，或經催化加氫還原生成含氨基的物質。
2．羧酸或羧酸鹽的脫羧反應：
(1)羧酸或羧酸鹽的脫羧反應的實質：
其中—R為烴基。
(2)羧酸或羧酸鹽的脫羧反應屬于取代反應。
學思用
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)碳骨架的構建只包括碳鏈的增長及碳鏈的減短。(　　)
(2)酯的水解反應可使碳骨架的碳鏈縮短。(　　)
(3)可利用羥醛縮合反應增長碳鏈，該反應實質上屬于取代反應。(　　)
(4)烯烴中既可引入鹵素原子、羥基，又可引入羧基、羰基。(　　)
(5)石油的裂化或裂解可使碳鏈縮短。(　　)
×
√
×
√
√
2．下列反應中，不可能在有機化合物分子里引入—COOH的是(　　)
A．醛催化氧化
B．鹵代烴水解
C．氰化物酸性條件下水解
D．酮催化氧化
答案：D
解析：醛基催化氧化條件下可變為羧基；多鹵代烴可發生反應RCX3RCOOH；氰化物酸性條件下水解可使氰基變為羧基。
關鍵能力·課堂探究
提升點一 有機合成碳骨架的建立
1.常見增長碳鏈的方法
(1)醛、酮的加成
①與HCN加成：
(2)含有α-H的醛發生羥醛縮合反應：
2．常見減短碳鏈的方式
3．成環與開環的反應
(1)成環。
如羥基酸分子內酯化：
二元酸和二元醇分子間酯化成環：
(2)開環。
互動探究
問題1　下列烯烴可被酸性高錳酸鉀氧化，請寫出氧化后產物的結構簡式。
提示：（1）CH3COOH　（2） 、CH3COOH
（3）
（4）HOOC—COOH、HOOC—CH2CH2—COOH
問題2　H—C≡N分子可以和—C≡C—、 發生加成反應，請寫出下列物質與HCN反應的化學方程式。
提示：
（1）(1)CH3C≡CH＋HCN
或CH3C≡CH＋HCNCH3CH===CH—CN

（2）
（3）
（4）
典例示范
[典例1]　環己烯可通過1，3-丁二烯與乙烯發生環化加成反應制得
實驗證明：下列反應中反應物分子的環外雙鍵比環內雙鍵更易被氧
化， ，現僅以1，3-丁二烯為有機原料，無機試劑任選，按下列途徑合成甲基環己烷：
按要求填空：
(1)A的結構簡式：_____________，B的結構簡式：____________。
(2)寫出下列反應的化學方程式及反應類型
反應④____________________________________，___________。
反應⑤____________________________________，___________。
消去反應
加成反應
解析：由反應物和產物對比可知①為2分子1，3-丁二烯的加成反應，A的結構簡式應為 ，由題給信息推出B為 ，C為 ，D為 。
素養訓練
[訓練1]　以乙烯為初始反應物可制得正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)。已知兩個醛分子在一定條件下可以發生加成反應，下式為反應原理：
請運用已學過的知識和題干信息判斷下列反應與由乙烯制正丁醇的各步反應的化學方程式(反應條件省略)無關的是(　　)
A．CH2===CH2＋H2O―→CH3CH2OH
B．2CH3CH2OH＋O2―→2CH3CHO＋2H2O
C．2CH3CHO―→CH3CH===CHCHO＋H2O
D．2CH3CH2OH―→CH3CH2OCH2CH3＋H2O
答案：D
解析：由題干信息可知，醛分子間的加成反應可增長碳鏈，所以由乙烯制正丁醇時，首先應制得乙醛，然后依據題干信息，完成碳鏈增長，得到含4個碳原子的烯醛，再經催化加氫即可得到正丁醇，合成路線為
===CH3CHOCH3CH===CHCHOCH3CH2CH2CH2OH。
各步涉及的具體反應(反應條件省略)：
①CH2===CH2＋H2O―→CH3CH2OH，2CH3CH2OH＋O2―→2CH3CHO＋2H2O(或2CH2===CH2＋O2―→2CH3CHO)；
②2CH3CHO―→CH3CH===CHCHO＋H2O；
③CH3CH===CHCHO＋2H2―→CH3CH2CH2CH2OH。
故D項與由乙烯制正丁醇的各步反應的化學方程式無關。
提升點二 官能團的引入、轉化、消除和保護
1.官能團的引入
(1)鹵素原子的引入方式。
(2)羥基的引入方式。
①加成反應
a．烯烴與水加成：
CH2===CH2＋H2OCH3—CH2OH
b．醛、酮與H2加成：
c．醛、酮與HCN加成：
d．羥醛縮合：
②水解反應：
a．鹵代烴的水解：
b．酯的水解：
③酚鈉水溶液與酸：
(3)碳碳雙鍵或三鍵的引入方式。
2.官能團的轉化與衍變
根據合成需要(有時題目信息中會明確某些衍變途徑)可進行有機物的官能團衍變，以使中間產物向目標產物遞進。常見的有三種方式：
(3)官能位置的改變，如
3．官能團的消除
(3)通過氧化反應或加成反應可消除—CHO，如
。
(4)通過消去反應或水解反應可消除鹵素原子，如
(5)通過水解反應消除酯基，如
4．官能團的保護
有機合成時，往往在有機物分子中引入多個官能團，但有時在引入某一個官能團時容易對其他官能團造成破壞，導致不能實現目標化合物的合成。因此，在制備過程中要把分子中的某些官能團通過恰當的方法保護起來，在適當的時候再將其轉變回來，從而達到有機合成的目標。
(1)酚羥基的保護
因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團前可以先使其與NaOH反應，把—OH變為—ONa將其保護起來，待氧化后再酸化將其轉變為—OH。
(2)碳碳雙鍵的保護
碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團前可以利用其與鹵素單質、鹵化氫等的加成反應將其保護起來，待氧化后再利用消去反應轉變為碳碳雙鍵。
例如，已知烯烴中 在某些強氧化劑的作用下易發生斷裂，因而在有機合成中有時需要對其進行保護，過程可簡單表示如下：
(3)氨基(—NH2)的保護
例如，在對硝基甲苯合成對氨基苯甲酸的過程中應先把—CH3氧化成—COOH，再把—NO2還原為。防止當KMnO4氧化—CH3時，—NH2(具有還原性)也被氧化。
(4)醛基的保護
醛基可被弱氧化劑氧化，為避免在反應過程中受到影響，對其保護和恢復過程為：
再如檢驗碳碳雙鍵時，當有機物中含有醛基、碳碳雙鍵等多種官能團時，可以先用弱氧化劑，如銀氨溶液、新制Cu(OH)2懸濁液等氧化醛基，再用溴水、酸性KMnO4溶液等對碳碳雙鍵進行檢驗。
互動探究
問題1　由酯轉化為醇或酚引入—OH與鹵代烴轉化為醇引入—OH二者有何區別，反應類型相同嗎？
提示：由酯引入—OH，發生水解反應（取代反應），條件為稀硫酸或氫氧化鈉加熱，而鹵代烴轉化為醇引入—OH，必須是氫氧化鈉水溶液加熱發生取代反應。
問題2　請用有機合成流程圖形式表示出由乙苯和其他無機物合成
最合理方案(不超過3步)。
提示：
典例示范
[典例2]　對溴苯乙烯(E)是一種重要的化工原料，E的實驗室制取流程如圖所示：
已知：D的分子式為C8H8Br2，且分子中含有甲基。
回答下列問題：
(1)E中官能團的名稱為____________________________。
(2)D的結構簡式為_________________________。
(3)寫出反應B→C的化學方程式：
__________________________________________________，其反應類型為________。
(4)在A、B、C三種物質中，能使酸性KMnO4溶液褪色的有________(填標號)。
溴原子（或碳溴鍵）、碳碳雙鍵
取代反應
BC
解析：根據B的結構簡式并結合A的分子式可知，A為 ，A→B為苯與溴乙烷在AlCl3催化條件下發生取代反應生成乙苯；B→C為乙苯與Br2在FeBr3催化條件下發生的反應，結合E的結構簡式可知，該反應為Br原子取代了苯環上乙基對位碳原子上的氫原子，則C為
；C→D為C與Br2在光照（注意B→C與C→D的反應條件不同）條件下發生苯環側鏈上的取代反應，D可能是
或 ，結合已知信息可知D為 ；D發生消去反應生成 。
（1） 中所含官能團為溴原子（或碳溴鍵）、碳碳雙鍵。（3）反應B→C的化學方程式
，該反應為取代反應。（4）A為 ，不能使酸性KMnO4溶液褪色；B、C中與苯環直接相連的碳原子上都有氫原子，都能被酸性KMnO4溶液氧化，從而使酸性KMnO4溶液褪色。
素養訓練
[訓練2]　按以下步驟可由 合成 (部分試劑和反應條件已略去)：
請回答下列問題：
(1)寫出E的結構簡式：______________，B中______(填“可能”或“不可能”)所有碳原子共面。
(2)反應①～⑦中屬于消去反應的是________，屬于取代反應的是________。
(3)A→B反應的化學方程式為
____________________________________________________，
C→D反應的化學方程式為
__________________________________________________。
不可能
②④
⑦
解析：根據苯酚轉化為 的各步反應條件可推知：
·課堂總結·
知識導圖
誤區警示
對比分析有機物之間的轉化應注意
1．對比碳骨架的變化。對比原料分子和目標化合物分子的碳骨架的變化，看碳鏈是增長還是縮短，是碳鏈還是碳環，相差幾個碳原子，然后篩選碳鏈改變的常用方法，確定最合理的方法。
2．對比官能團的變化。聯想各類官能團的性質和轉化關系，注意多個官能團的連續轉化，綜合考慮各類官能團之間的轉化步驟和順序。
3．確定最佳方案。根據上面的兩個對比，依據轉化的科學性、原子的經濟性，遵循綠色化學思想，確定科學合理的方案。
隨堂檢測·強化落實
1．法國化學家格利雅發現了有機鎂試劑(也稱為格氏試劑)及其在有機合成中的應用。其反應機理是有機鎂試劑中帶有負電荷的烴基與帶有正電荷的基團結合，從而發生取代或者加成反應。下列反應中有機產物不合理的是(　　)
答案：A
解析：RMgBrROH的反應中帶有負電荷的烴基R—與帶有負電荷的—OH結合，不符合題述反應機理。
2．下列反應可以在烴分子中引入鹵素原子的是(　　)
A．苯和溴水共熱
B．光照甲苯與溴的蒸氣
C．溴乙烷與NaOH溶液共熱
D．溴乙烷與NaOH的醇溶液共熱
答案：B
解析：苯與溴水不發生反應，A項不正確；甲苯與溴蒸氣在光照條件下可發生取代反應生成溴代烴，B項正確；C項發生取代反應脫去溴原子；D項發生消去反應也脫去溴原子，故C、D項也不正確。
3．一定條件下，炔烴可以進行自身化合反應。如乙炔的自身化合反應為2H—C≡C—H―→H—C≡C—CH===CH2。
下列關于該反應的說法不正確的是(　　)
A．該反應使碳鏈增長了2個C原子
B．該反應引入了新官能團
C．該反應是加成反應
D．該反應屬于取代反應
答案：D
解析：乙炔自身化合反應為H—C≡C—H＋H—C≡C—H―→H—C≡C—CH===CH2。實質為一個分子中的H和—C≡C—H加在另一個分子中的不飽和碳原子上，使碳鏈增長，同時引入碳碳雙鍵。
4．(雙選)武茲反應是重要的有機增碳反應，可簡單表示為2R－X＋2Na―→R－R＋2NaX，應用這一反應，下列所給化合物中可以與鈉合成環丁烷的是(　　)
A．CH3Br B．CH3CH2CH2CH2Br
C．CH2BrCH2Br D．CH2BrCH2CH2CH2Br
答案：CD
解析：由題目所給信息可知，CH3Br與CH3CH2CH2CH2Br均可產生鏈狀烷烴，而不能產生環丁烷，A、B均錯；2分子的CH2BrCH2Br反應或1分子的CH2BrCH2CH2CH2Br反應均可得到1分子的環丁烷，C、D均正確。
5．根據下面的反應線路及所給信息填空。
(1)A的結構簡式是________，B的結構簡式是____________。
(2)①的反應類型是________；③的反應類型是________。
(3)反應④的條件是__________________。
(4)寫出反應②的化學方程式
___________________________________________。

取代反應
加成反應
NaOH，乙醇，加熱
解析：（1）由物質A反應產生的條件及產物可推知A為 ，物質
與溴水發生加成反應得到物質B，則B為 。（2）①為取代反應，③為加成反應。（3）B為 ，故由B轉變為，需要在強堿的乙醇溶液中加熱發生消去反應。（4）反應②應為消去反應，其化學方程式為(共50張PPT)
第2課時　有機合成路線的設計
　有機合成的應用
必備知識·自主學習
關鍵能力·課堂探究
隨堂檢測·強化落實
課程標準
1．初步學會利用逆推法分析有機合成路線的思想。
2．熟知有機合成的基本規律，學會評價、優選合理的有機合成路線。
3．了解原子經濟和綠色化學的思想。

學法指導
1.對比學習法。通過正向合成分析法和逆向合成分析法的對比，體會有機合成的基本方法；通過原料分子與目標化合物分子的結構對比，設計合理的合成路線。
2．交流與討論法。在有機合成路線設計過程中，與同學交流、討論，確定最佳的合成路線。
3．案例法。通過對典型有機合成案例(苯甲酸苯甲酯的合成)的分析，體會有機合成路線的設計思路、方法。
必備知識·自主學習
知識點一 有機合成路線的設計
1.正推法
(1)路線：某種原料分子 目標分子。
(2)過程：首先比較原料分子和目標化合物分子在結構上的異同，包括________和________兩個方面的異同；然后，設計由原料分子轉向目標化合物分子的合成路線。
2．逆推法
(1)路線：目標分子原料分子。
(2)過程：在逆推過程中，需要逆向尋找能順利合成目標化合物的________________，直至選出合適的起始原料。
官能團
碳骨架
中間有機化合物
3．優選合成路線依據
(1)合成路線是否符合________。
(2)合成操作是否________。
(3)綠色合成
綠色合成主要出發點是：有機合成中的__________；原料的________；試劑與催化劑的_________。
化學原理
安全可靠
原子經濟性
綠色化
無公害性
4．利用逆合成分析法設計苯甲酸苯甲酯的合成路線
(1)觀察目標分子的結構
(2)逆推設計合成路線
(3)合成方法的設計(設計四種不同的合成方法)
①
②
③
④
(4)合成方法的優選
①路線由甲苯分別制取________和________，較合理。
②④路線中制備苯甲酸的________多、________高，且Cl2的使用不利于________。
③的________雖然少，但使用了價格昂貴的還原劑LiAlH4和要求________操作，成本高。
苯甲酸
苯甲醇
步驟
成本
環境保護
步驟
無水
微點撥
與Cl2反應時，條件不同產物不同。光照時，氯原子取代側鏈甲基上的氫原子；而當Fe存在時，氯原子取代苯環上甲基鄰、對位上的氫原子。
學思用
以乙烯為原料生產環氧乙烷的方法很多。經典的方法是氯代乙醇法，它包括兩步反應：
①CH2===CH2＋Cl2＋H2O―→ClCH2CH2OH＋HCl
現代石油化工采用銀作催化劑，可以實現一步完成，反應方程式為
2CH2===CH2＋O2
與經典方法相比，現代方法的突出優點是(　　)
A．所使用的原料沒有爆炸的危險
B．符合綠色化學中的最理想的“原子經濟”
C. 對設備的要求較低
D．充分利用了加成反應的原理
答案：B
解析：“綠色化學”的最大特點在于它是在始端就采用預防實際污染的科學手段，因而過程和終端均為零排放和零污染，經典方法：除生成環氧乙烷外還有CaCl2和H2O的生成，還使用有毒氣體氯氣，不符合綠色化學的原則；現代工藝：乙烯和氧氣反應全部生成了環氧乙烷，原子利用率為100%，符合綠色化學的原則。
知識點二 有機合成的應用
1.有機合成是化學學科中最活躍、最具創造性的領域之一，人工合成的有機物廣泛應用于農業(如高效低毒殺蟲劑)、輕工業(如表面活性劑)、重工業(如工程塑料)、國防工業(如高能燃料)等眾多領域。
2．有機合成是化學基礎研究的一個重要工具。
學思用
以2010年諾貝爾化學獎獲得者的名字命名的赫克反應、根岸反應和鈴木反應已成為化學家們制造復雜化學分子的“精致工具”，在科研、醫藥和電子等領域已經廣泛應用。下面反應的生成物就是由鈴木反應合成出來的一種聯苯的衍生物：
下列敘述正確的是(　　)
A．該反應為加成反應，且原子利用率達100%
B．該聯苯的衍生物屬于芳香烴
C．該聯苯的衍生物苯環上的一硝基取代產物有7種
D．該聯苯的衍生物可使酸性高錳酸鉀溶液褪色
答案：D
解析：從反應看，反應物不是一種，所以不是加成反應，原子利用率也不是百分之百；該聯苯的衍生物中含有氧元素，不屬于芳香烴；該聯苯的衍生物苯環上的位置有8個，有5種不同的環境，所以一硝基取代產物有5種；該聯苯的衍生物和苯直接相連的碳原子上有氫原子，所以可使酸性高錳酸鉀溶液褪色。
關鍵能力·課堂探究
提升點 有機合成路線的設計及應用
1.有機合成的三種常見方法
(1)正向合成法：此法采用正向思維方法，從已知原料入手，找出合成所需要的直接或間接的中間產物，逐步推向目標合成有機物，其思維程序是：原料→中間產物→產品。
(2)逆向合成法：簡稱逆推法，此法采用逆向思維方法，從目標合成有機物的組成、結構、性質入手，找出合成所需的直接或間接的中間產物，逐步推向已知原料，其思維程序是：產品→中間產物→原料。
(3)類比分析法：此法要點是采用綜合思維的方法，其思維程序為“比較題目所給知識原型→找出原料與合成物質的內在聯系→確定中間產物→產品”。
2．有機合成路線設計應遵循的四個原則
(1)符合綠色化學思想。
(2)原料價廉，原理正確。
(3)路線簡捷，便于操作，條件適宜。
(4)易于分離，產率高。
3．有機合成常見的三條合成路線
(1)一元合成路線：R—CH===CH2→鹵代烴→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯
(2)二元合成路線
(3)芳香化合物合成路線
互動探究
問題　請設計以乙烯為原料制備乙二酸乙二環酯的合成路線。
提示：逆推法尋找中間體，逐步推向已知原料乙烯。
正確的合成路線：
典例示范
[典例]　有機堿，例如二甲基胺( )、苯胺( )、吡啶
( )等，在有機合成中應用很普遍，目前“有機超強堿”的研究越來越受到關注，以下為有機超強堿F的合成路線：
已知如下信息：
③苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構體
回答下列問題：
(1)A的化學名稱為_________。
(2)由B生成C的化學方程式為
____________________________________________。
(3)C中所含官能團的名稱為________________。
三氯乙烯
碳碳雙鍵、氯原子
解析：（1）由題中信息可知，A的分子式為C2HCl3，其結構簡式為ClHC===CCl2，其化學名稱為三氯乙烯。
（2）B與氫氧化鉀的醇溶液共熱發生消去反應生成C（ ），該反應的化學方程式為
（3）由C的分子結構可知其所含官能團有碳碳雙鍵和氯原子。
(4)由C生成D的反應類型為________。
(5)D的結構簡式為____________________。
(6)E的六元環芳香同分異構體中，能與金屬鈉反應，且核磁共振氫譜有四組峰，峰面積之比為6∶2∶2∶1的有________種，其中，芳香
環上為二取代的結構簡式為________________。
取代反應
6
解析：（4）C（ ）與過量的二環己基胺生成D，D與E發生信息②的反應生成F，由F的分子結構可知，C的分子中的兩個氯原子被二環己基胺所取代，則由C生成D的反應類型為取代反應。
（5）由D的分子式及F的結構可知D的結構簡式為
（6）已知苯胺與甲基吡啶互為芳香同分異構體。E（ ）的六元環芳香同分異構體中，能與金屬鈉反應，則其分子中也有羥基；核磁共振氫譜有四組峰，峰面積之比為6∶2∶2∶1的有
共6種，其中，芳香環上為二取代的結構簡式為
素養訓練
[訓練]　已知RXRMgX(X表示鹵素原子)，以苯甲醇為原料制
備 ，畫出合成路線圖
_________________________________________________________
(無機試劑及有機溶劑任選)。已知：
(R、R1、R2均表示烴基)。
·課堂總結·
知識導圖
誤區警示
有機合成綜合題中容易出錯的地方
1．物質轉化缺乏依據。在所給合成路線中，有時存在一步或兩步的變化是中學有機化學中未曾學習過的，此時推斷過程往往難以進行下去。遇到這種情況，應該結合變化前后兩種有機物在碳骨架、官能團等方面的差異去尋找突破口，切勿主觀臆造化學反應使物質轉化缺乏依據。
2．容易混淆反應條件。有機化學反應大多需要在一定條件下才能進行，如酯化反應一般用濃硫酸，而酯的水解反應用稀硫酸即可；鹵代烴的取代反應需在NaOH的水溶液中進行，而鹵代烴的消去反應則需在NaOH的醇溶液中進行等。有些催化劑可能是與反應物發生反應的生成物，如苯的鹵代反應，一般加入鐵粉，而實際起催化作用的是鹵化鐵，有時題目給出了鹵化鐵，但學生由于思維定式，就會出現錯誤。
3．不能忽視在有機合成過程中對某些官能團的保護。有機合成中主要涉及酚羥基、醛基、碳碳雙鍵、氨基的保護。
隨堂檢測·強化落實
1.烏洛托品在合成、醫藥、染料等工業中有廣泛用途，其結構簡式如圖所示。將甲醛水溶液與氨水混合蒸發可制得烏洛托品。若原料完全反應生成烏洛托品，則甲醛與氨的物質的量之比為(　　)
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．2∶1
答案：C
解析：該物質中的碳原子來自于甲醛，而氮原子來自于氨，根據元素守恒關系可確定甲醛與氨的物質的量之比為6∶4，即3∶2。
2．用乙炔為原料制取CH2Br—CHBrCl，可行的反應途徑是(　　)
A．先加Cl2，再加Br2 B．先加Cl2，再加HBr
C．先加HCl，再加HBr D．先加HCl，再加Br2
答案：D
解析：由目標產物與原料對比可得知，乙炔應先與HCl按照1∶1發生加成反應，其產物再與Br2加成即可。
3．以溴乙烷為原料制備1，2-二溴乙烷，下列方案中最合理的是(　　)
A．CH3CH2BrCH3CH2OHCH2===CH2CH2BrCH2Br
B．CH3CH2BrCH2BrCH2Br
C．CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br
D．CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br
答案：D
解析：題干中強調的是最合理的方案，A項與D項相比，步驟多一步，且在乙醇發生消去反應時，容易發生分子間脫水、氧化反應等副反應；B項步驟最少，但取代反應不會停留在“CH2BrCH2Br”階段，副產物多，分離困難，原料浪費，C項比D項多一步取代反應，顯然不合理；D項相對步驟少，操作簡單，副產物少，較合理。
4．由有機物X合成有機高分子黏合劑G的流程圖如下：
下列敘述錯誤的是(　　)
A．有機物X中的含氧官能團是羧基和羥基
B．Z的結構簡式一定是
C．由X生成1 mol Y時，有1 mol H2O生成
D．反應Ⅲ是加聚反應
答案：B
解析：由有機物X的結構可知含氧官能團是羧基和羥基，A正確；Z可能為
B錯誤；X含有羥基且與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子連有氫原子，在濃硫酸作用、加熱條件下發生消去反應生成Y，生成1 mol Y時，有1 mol H2O生成，C正確；Z含有碳碳雙鍵，能發生加聚反應生成G，D正確。
5．工業上以丙酮為原料制取有機玻璃的合成路線如圖所示。
(1)寫出A、B的結構簡式：
A________________，B________________。
(2)寫出B→C、C→D的化學方程式：
B→C__________________________________________________；
C→D___________________________________________________。(共61張PPT)
第2節　有機化合物結構的測定
必備知識·自主學習
關鍵能力·課堂探究
隨堂檢測·強化落實
課程標準
1．了解研究有機化合物的基本步驟。
2．能進行確定有機化合物分子式的簡單計算。
3．能根據官能團的特殊性質確定官能團的存在。
4．知道紅外、核磁等現代儀器分析方法在有機化合物分子結構測定中的應用。
學法指導
1.現代儀器分析法。通過紅外光譜、核磁共振圖譜等信息分析判斷有機化合物的分子結構。
2．實驗探究法。通過教材P127“活動·探究”有機化合物中常見官能團的檢驗，學會通過實驗探究推斷有機化合物中的官能團。
必備知識·自主學習
知識點一 有機化合物分子式的確定
1.有機化合物元素組成的測定方法及步驟
CO2
H2O
N2
鹵化銀
100%
2．有機化合物相對分子質量的測定
(1)通過實驗，根據有關數據求算相對分子質量。
(2)有機物的相對分子質量一般用________進行測定。
3．有機化合物分子式的確定
有機化合物的分子式＝(實驗式)n，n＝。
質譜儀
微點撥
(1)吸收CO2和H2O時要注意先后順序，應先吸收H2O，后吸收CO2，以分別確定氫、碳元素的質量分數(一般用濃硫酸吸收H2O，用堿石灰吸收CO2)。
(2)實驗式：表示化合物分子中所含各元素的原子數目最簡整數比的式子。實驗式又叫最簡式。
求解某物質分子實驗式的公式為n(C)∶n(H)∶n(N)∶n(Cl)∶n(O)＝[m(C)/12]∶[m(H)/1]∶[m(N)/14]∶[m(Cl)/35.5]∶[m(O)/16]＝a∶b∶c∶d∶e，因此該物質分子的實驗式為CaHbNcCldOe。
學思用
判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)只根據有機物完全燃燒生成CO2和H2O，不能確定該有機物一定為烴。(　　)
(2)在有機物樣品中加入酸性KMnO4溶液，紫色褪去，說明有機物中一定含有碳碳雙鍵或三鍵。(　　)
(3)只要通過定性定量分析得到有機物的元素組成，即可確定有機物的分子式。(　　)
(4)有機化合物分子式一定不與其最簡式相同。(　　)
(5)燃燒0.1 mol某有機化合物得到0.2 mol CO2和0.3 mol H2O，不能由此確定有機化合物的分子式。(　　)
√
×
×
×
√
知識點二 有機化合物結構式的確定
1.確定有機化合物結構式的流程
化學鍵類型
官能團
2．不飽和度的計算公式
不飽和度＝________________。
說明：N(C)表示碳原子數，N(H)表示氫原子數。
(1)若有機化合物分子中含有鹵素原子，則將其視為________原子。
(2)若含有氧、硫原子，則____________。
(3)若含有氮原子，則氫原子總數________氮原子數。
N(C)＋1－
氫
不予考慮
減去
3．常見官能團的不飽和度
化學鍵 不飽和度 化學鍵 不飽和度
一個碳碳雙鍵 ________ 一個碳碳三鍵 ________
一個羰基 ________ 一個苯環 ________
一個脂環 ________ 一個氰基 ________
1
2
1
4
1
2
4.確定有機化合物的官能團
(1)實驗方法
常見官能團的實驗推斷方法：
官能團種類 試劑 判斷依據
碳碳雙鍵或碳碳三鍵 溴的四氯化碳溶液 ________________
酸性KMnO4溶液 ________________
鹵素原子 ____________________ ____________________ 有沉淀產生
醇羥基 鈉 ____________
酚羥基 FeCl3溶液 ________
溴水 ________________
橙紅色溶液褪色
紫色溶液褪色
NaOH溶液（加熱）、
稀硝酸、AgNO3溶液
有氫氣放出
顯色
有白色沉淀產生
醛基 ________(水浴) ____________
____________________(加熱) ________________
羧基 ____________ ________________
硝基 (NH4)2Fe(SO4)2溶液、硫酸及KOH的甲醇溶液 溶液由淡綠色變為________色
氰基 稀堿水溶液 有氨氣放出
(2)物理方法：通過紫外光譜(UV)、紅外光譜(IR)及核磁共振氫譜(NMR)等，能快速準確地確定有機化合物分子的結構。
銀氨溶液
有銀鏡生成
新制氫氧化銅懸濁液
有磚紅色沉淀產生
NaHCO3溶液
有二氧化碳氣體放出
紅棕
5．實例——醫用膠單體的結構確定
(1)確定分子式。
①通過測定各元素的含量確定其實驗式為C8H11NO2。
②由質譜分析法測定出該樣品的相對分子質量為153.0，則確定其分子式為C8H11NO2。
(2)推導結構式。
①計算該樣品分子的不飽和度，推測分子中是否含有苯環、碳碳雙鍵、碳碳三鍵或碳氧雙鍵，Ω＝N(C)＋1－＝8＋1－＝4。
②用化學方法推測樣品分子中的官能團。
a．加入溴的四氯化碳溶液，橙紅色溶液褪色，說明可能存在
。
b．加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液，H2SO4及KOH的甲醇溶液無明顯變化，說明無—NO2。
c．加入NaOH溶液并加熱，有氨氣放出，說明有—CN。
③波譜分析——據此推測樣品中的官能團在碳鏈上的位置。
a．紅外光譜圖：有機物中存在—CN、 、 。
b．核磁共振氫譜：有機物中有4種H，且個數比為2∶2∶1∶6；該
有機物中有 、 。
④確定有機物的結構簡式為
________________________________________________________。
微點撥
(1)不飽和度計算公式的推導：由x為碳原子數、y為氫原子數可知烴的分子式是CxHy，若為飽和烴，則氫原子數可用x表示為2x＋2。有機化合物中每個飽和度相當于2個氫原子，則飽和度Ω＝＝x＋1－。
(2)有機化合物的不飽和度也可以根據其結構簡式進行判斷，其方法
為Ω＝雙鍵數＋三鍵數×2＋環數。如 可看成1個環和3個雙鍵，所以Ω＝4。
學思用
1．烴分子中若含有雙鍵、三鍵或環，則分子具有一定的不飽和度，
有機化合物 的不飽和度為(　　)
A．5　　　 B．6 C．7　　　 D．8
答案：B
解析：苯環可看成1個環和3個雙鍵，根據Ω＝雙鍵數＋三鍵數×2＋環數， 的不飽和度為3＋1×2＋1＝6。
2．(雙選)下列化合物在核磁共振氫譜中能出現兩組峰，且其峰面積之比為2∶1的有(　　)
A．乙酸甲酯 B．對苯二酚
C．2 -甲基丙烷 D．對苯二甲酸
答案：BD
解析：
關鍵能力·課堂探究
提升點一 有機化合物分子式的確定方法
1.直接法
(1)由題意求算出1 mol有機化合物中各元素原子的物質的量，從而確定各原子的個數，即可推出分子式。
(2)利用相對分子質量及各元素質量分數直接求算出1分子有機物中各元素的原子個數，從而確定分子式。例如：
N(C)＝，N(H)＝，N(O)＝。
2．實驗式法：先利用有機物中各元素的質量分數求出有機物的最簡式，再結合有機物的相對分子質量求得分子式。例如：
N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶＝a∶b∶c(最簡整數比)，則最簡式為CaHbOc，分子式為(CaHbOc)n，n＝。

3．通式法
類別 通式 相對分子質量
烷烴 CnH2n＋2 Mr＝14n＋2(n≥1)
烯烴、環烷烴 CnH2n Mr＝14n(烯烴，n≥2)，Mr＝14n(環烷烴，n≥3)
炔烴、二烯烴 CnH2n－2 Mr＝14n－2(炔烴，n≥2；二烯烴，n≥4)
苯及其同系物 CnH2n－6 Mr＝14n－6(n≥6)
飽和一元醇 CnH2n＋2O Mr＝14n＋2＋16
飽和一元醛 CnH2nO Mr＝14n＋16
飽和一元酸及酯 CnH2nO2 Mr＝14n＋32
4.商余法：用烴(CxHy)的相對分子
質量除以14，看商數和余數。
(1)＝n……2，該烴分子式為CnH2n＋2。
(2)＝n……0，該烴分子式為CnH2n。
(3)＝(n－1)……12，該烴分子式為CnH2n－2。
(4)＝(n－1)……8，該烴分子式為CnH2n－6。
(Mr：相對分子質量　n：分子式中碳原子的數目)
5．化學方程式法：利用有機反應中反應物、生成物之間“量”的關系求分子式的方法。
利用燃燒反應的化學方程式，由題給條件并依據下列燃燒通式所得CO2和H2O的量求解x、y、z。
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O、
CxHyOz＋(x＋)O2xCO2＋H2O。
6．平均值法：當幾種烴混合時，往往能求出其平均分子式。把混合物當成一種烴分子計算時，可以得出平均摩爾質量，進而求出平均分子式。若平均摩爾質量為，兩種成分的摩爾質量分別為M1、M2，且M1互動探究
問題　咖啡、可可與茶為世界三大飲料，同為流行于世界的主要飲品。咖啡、茶中含有咖啡因，咖啡因是一種中樞神經興奮劑，能夠暫時驅走睡意并恢復精力，臨床上用于治療神經衰弱和昏迷復蘇。
經實驗測定，咖啡因各元素的質量分數分別為碳49.5%，氫5.20%，氧16.5%，氮28.9%，其摩爾質量為194 g·mol－1，請寫出確定咖啡因分子式的過程。(證據推理與模型認知)
提示：碳、氫、氮、氧的原子個數之比為∶∶∶≈4∶5∶2∶1，即最簡式為C4H5N2O，分子式可寫作(C4H5N2O)n，則97n＝194，n＝2，則咖啡因的分子式為C8H10N4O2。
典例示范
[典例1]　某有機化合物A的相對分子質量大于110，小于150。經分析得知，其中碳和氫的質量分數之和為52.24%，其余為氧。請回答：
(1)該化合物分子中含有________個氧原子，為什么？
___________________________________________________________
___________________________________________________________
________________________________________________________。
(2)該化合物的相對分子質量是________。
(3)該化合物的分子式是________。
(4)該化合物分子中最多含________個 。
4
因為110134
C5H10O4
1
解析：本題屬于計算型有機推斷題，該題的切入點是A的相對分子質量大于110，小于150，由C、H的質量分數之和推出O的質量分數從而求出分子式。本題主要考查學生計算推斷能力，同時也考查了學生對有機物組成及官能團的推斷能力。A中O的質量分數為1－52.24%＝47.76%。若A的相對分子質量為150，其中O原子個數為＝4.477 5；若A的相對分子質量為110，其中O原子個數為＝3.283 5。實際O原子個數介于3.283 5和4.477 5之間，即O原子個數為4。A的相對分子質量為＝134。其中C、H的相對原子質量之和為134－16×4＝70，可確定有機物A的分子式為C5H10O4。C5H10O4與5個C原子的飽和烴的衍生物(可表示為C5H12O4)比較可知，分子中最多含有1個 。
素養訓練
[訓練1]　已知9.2 g某有機化合物與足量氧氣在密閉容器中完全燃燒后，將反應生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰。測得濃硫酸質量增加10.8 g，堿石灰質量增加17.6 g，該有機化合物的分子式是(　　)
A．C2H6O B．C2H4O
C．CH4O D．C2H6O2
答案：A
解析：將反應生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰，濃硫酸增加的10.8 g為生成水的質量，堿石灰增加的17.6 g為生成二氧化碳的質量。生成水的物質的量為＝0.6 mol，氫原子的物質的量為0.6 mol×2＝1.2 mol；生成二氧化碳的物質的量為＝0.4 mol，碳原子的物質的量為0.4 mol；9.2 g該有機化合物分子中含有氧原子的物質的量為＝0.2 mol。該有機化合物分子中含有C、H、O原子的物質的量之比為0.4 mol∶1.2 mol∶0.2 mol＝2∶6∶1，該有機化合物的最簡式為C2H6O，由于氫原子已經飽和，故該有機化合物分子式為C2H6O，A正確。
提升點二 有機化合物結構式的確定方法
1.確定有機化合物結構式的基本思路
2．確定有機化合物結構式的常用方法
(1)根據價鍵規律確定：某些有機物根據價鍵規律只存在一種結構，則可直接根據分子式確定其結構式。例如：C2H6，只能是CH3CH3。
(2)通過定性實驗確定官能團的種類：實驗→有機物表現的性質及相關結論→官能團→確定結構式。
例如：能使溴的四氯化碳溶液褪色的有機物分子中可能含有
，不能使溴的四氯化碳溶液褪色卻能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的可能是苯的同系物等。
(3)通過定性實驗確定官能團的位置。
①若由醇氧化得到醛或羧酸，可推知—OH一定連接在有2個氫原子的碳原子上，即存在—CH2OH；由醇氧化為酮，推知—OH一定連在
有1個氫原子的碳原子上，即存在 ；若醇不能在催化劑作用下被氧化，則—OH所連的碳原子上無氫原子。
②由消去反應的產物，可確定—OH或—X的位置。
③由取代反應產物的種數，可確定碳鏈結構。如烷烴，已知其分子式和一氯代物的種數時，可推斷其可能的結構。有時甚至可以在不知其分子式的情況下，判斷其可能的結構簡式。
④由加氫后碳鏈的結構，可確定原物質分子
的位置。
(4)常用圖譜方法
質譜：相對分子質量＝最大質荷比。
紅外光譜：化學鍵和官能團信息。
核磁共振氫譜：吸收峰數目＝氫原子種類數，不同吸收峰的面積之比(強度之比)＝不同氫原子的個數之比。
互動探究
問題1　請思考下列官能團：醇羥基、酚羥基、羧基能否與金屬鈉反應生成氫氣？能否與Na2CO3溶液反應？能否與Na2CO3溶液反應生成CO2


提示：
官能團 能否與Na反應 能否與Na2CO3反應 能否與Na2CO3
反應生成CO2
醇羥基 √ × ×
酚羥基 √ √ ×
羧基 √ √ √

問題2　(思維升華)1-丁醇與乙醚互為同分異構體，兩者的質譜圖是否相同？
提示：不相同。互為同分異構體的有機物，最大質荷比相同，但其余碎片峰質荷比不同。
典例示范
[典例2]　某研究性學習小組為確定某蠟狀有機物A的結構和性質，他們擬用傳統實驗的手段與現代技術相結合的方法進行探究。請你參與過程探究。
Ⅰ.實驗式的確定
(1)取樣品A進行燃燒法測定。發現燃燒后只生成CO2和H2O，某次燃燒后，經換算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O。據此得出的結論是_____________________________________________________。
(2)另一實驗中，取3.4 g蠟狀A在3.36 L(標準狀況下，下同)氧氣中完全燃燒，兩者均恰好完全反應，生成2.8 L CO2和液態水。由此得出A的實驗式是_________。
分子中n(C)∶n(H)＝5∶12，分子式為C5H12Ox(x＝0，1，2……)
C5H12O4
解析：(1)取樣品A進行燃燒法測定，發現燃燒后只生成CO2和H2O，某次燃燒后，經換算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O，說明該有機物中含有C、H元素，可能含有O元素，分子中C、H元素的物質的量之比為n(C)∶n(H)＝0.125 mol∶(2×0.15)mol＝5∶12，分子式為C5H12Ox(x＝0，1，2……)。(2)生成CO2的物質的量為＝0.125 mol，則生成水的物質的量為0.15 mol，3.4 g有機物中氧元素的質量為3.4 g－0.125 mol×12 g·mol－1－0.15 mol×2×1 g·mol－1＝1.6 g，則氧元素的物質的量為0.1 mol，分子中n(C)∶n(H)∶n(O)＝5∶12∶4，故最簡式為C5H12O4。
Ⅱ.結構式的確定(經質譜測定A的相對分子質量為136)
(3)取少量樣品熔化，加入鈉有氫氣放出，說明A分子中含有________。
羥基
解析：取少量樣品熔化，加入鈉有氫氣放出，A分子中不含有不飽和鍵，說明A分子中含有羥基。
(4)進行核磁共振，發現只有兩組特征峰，且峰面積比為2∶1，再做紅外光譜，發現與乙醇一樣透過率在同一處波數被吸收。圖譜如下：
則A的結構簡式為____________。
C(CH2OH)4
解析：進行核磁共振，發現只有兩組特征峰，且面積比為2∶1，說明結構中含有兩種氫原子，數目分別為4和8，再做紅外光譜，發現與乙醇一樣透過率在同一處波數被吸收，說明結構中含有醇羥基，從紅外光譜圖可以看出分子中含有O—H、C—O、C—H鍵，該有機物的結構簡式為C(CH2OH)4。
素養訓練
[訓練2]　某有機物A的質譜圖如圖1，核磁共振氫譜圖如圖2，則A的結構簡式可能為(　　)
A．CH3CH2OH B．CH3CHO
C．HCOOH D．CH3CH2CH2COOH
答案：A
解析：根據質譜圖可知，該有機物的最大質荷比為46，則有機物A的相對分子質量為46；根據核磁共振氫譜圖可知，A分子中有3種H原子。選項中4種有機物只有CH3CH2OH符合題意。
·課堂總結·
知識導圖
誤區警示
有機物的結構式確定應注意的幾個方面
1．某些有機化合物根據價鍵規律只存在一種結構，則可直接由分子式確定其結構式。如C2H6只有一種結構：CH3—CH3；又如CH4O只有一種結構：CH3—OH。
2．當一個分子式可以代表兩種或兩種以上具有不同結構的物質時，可利用物質的特殊性質，通過定性或定量實驗來確定其結構式。
3．在核磁共振氫譜中，有幾組吸收峰就表明有幾種不同化學環境的氫原子，且吸收峰的峰面積之比等于其氫原子個數之比，但不能確定所含氫原子的具體數目。
4．很多有機化合物在標準狀況下是液體或固體，在利用n＝進行物質的量的計算時，注意有機化合物在標準狀況下是否為氣體。
隨堂檢測·強化落實
1．鯊魚是世界上唯一不患癌癥的動物，科學研究表明，鯊魚體內含有一種角鯊烯，具有抗癌性。已知角鯊烯分子中含有30個碳原子，其中有6個碳碳雙鍵且不含環狀結構，則其分子式為(　　)
A．C30H60 B．C30H56
C．C30H52 D．C30H50
答案：D
解析：由題意知角鯊烯分子的不飽和度為6，分子中的氫原子數應該比C30H62少12個。
2．某含C、H、O三種元素的有機物A經元素分析儀測定，含碳、氫的質量分數分別為52.16%、13.14%，則該有機物的分子式為(　　)
A．C2H6 B．C2H6O
C．C6H6O D．C2H6O2
答案：B
解析：有機物A中C、H、O的原子個數比為∶∶＝2∶6∶1，則該有機物的實驗式為C2H6O，其中氫原子數已達到飽和，該實驗式即為A的分子式，故B選項正確。
3．二甲醚和乙醇是同分異構體，其鑒別可采用化學方法或物理方法，下列鑒別方法中一般不能對二者進行鑒別的是(　　)
A．利用金屬鈉或者金屬鉀
B．利用質譜法
C．利用紅外光譜法
D．利用核磁共振氫譜
答案：B
解析：質譜是用于測定相對分子質量的。
4．有機化合物Y的分子式為C4H8O2，其紅外光譜圖如圖所示，則該有機化合物可能的結構簡式為(　　)
A．CH3COOCH2CH3
B．OHCCH2CH2OCH3
C．HCOOCH2CH2CH3
D．(CH3)2CHCOOH
答案：A
解析：由紅外光譜圖可看出該分子中有不對稱的—CH3，因此該分子中有2個—CH3，由圖還可以看出有機化合物Y含有C===O、C—O—C結構，則Y的結構簡式為CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3，A正確。
5．葡萄中含有酒石酸。酒石酸的相關信息如下：
①相對分子質量為150，完全燃燒后只生成CO2和H2O，分子中碳、氫元素的質量分數分別為32%和4%；
②1 mol酒石酸與足量的NaHCO3溶液反應放出44.8 L CO2，與足量的Na反應放出44.8 L H2(氣體體積均已折算為標準狀況)；
③核磁共振氫譜表明該分子中有3種不同化學環境的氫原子。
已知：同一個碳原子上連接兩個羥基時不穩定，會轉化為其他物質。
回答下列問題：
(1)酒石酸的分子式為____________。
(2)酒石酸的結構簡式為_____________________。
(3)有機化合物M是酒石酸的一種同分異構體，且M與酒石酸含有的
官能團種類和數目均相同，寫出M的結構簡式：____________。M的核磁共振氫譜中有________組吸收峰。

C4H6O6
4
解析：(1)酒石酸分子中C、H的質量分數分別為32%、4%，則O的質量分數為100%－32%－4%＝64%；1 mol酒石酸與足量的NaHCO3溶液反應放出44.8 L CO2(標準狀況下)，說明1個酒石酸分子中含有2個—COOH，與足量的Na反應放出44.8 L H2(標準狀況下)，說明1個酒石酸分子中除含有2個—COOH外還含有2個—OH。酒石酸的相對分子質量為150，則分子中N(C)＝＝4，N(H)＝＝6，N(O)＝＝6，則酒石酸的分子式為C4H6O6。(2)酒石酸的分子式為C4H6O6，該分子中有3種不同化學環境的氫原子，1個分子中含有2個—COOH、2個—OH，所以該分子結構對稱，其結構簡式為
。
(3)有機化合物M的分子式為C4H6O6，與酒石酸含有的官能團種類和數目均相同，則1個M分子中含有2個—COOH、2個—OH，因同1個碳原子上連接2個羥基時不穩定，會轉化為其他物質，所以滿足該條件
的同分異構體為 ，該物質的核磁共振氫譜中有4組吸收峰。(共69張PPT)
第3節　合成高分子化合物
必備知識·自主學習
關鍵能力·課堂探究
隨堂檢測·強化落實
課程標準
1．了解聚合物的組成與結構特點，認識單體和單體單元(鏈節)及其與聚合物結構的關系。
2．了解加聚反應和縮聚反應的特點。
3．認識塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結構特點，了解新型高分子材料的優異性能及其在高新技術領域中的應用。
學法指導
1.調查與交流討論法。通過教材及其他途徑閱讀交流常見塑料、合成纖維和合成橡膠的應用與合成；閱讀交流各種新型功能高分子的性能與應用。
2．聯系實際法。結合生活、生產及學習中常見的有機高分子化合物的性能與用途，學習高分子化合物的性質。
必備知識·自主學習
知識點一 高分子化合物的概述
1.概念：一般是指由成千上萬個原子以________連接形成的、_____________很大(104～106甚至更大)的化合物(簡稱高分子)，又稱大分子化合物(簡稱大分子)。由于高分子多是由小分子通過聚合反應生成的，也被稱為高聚物，通常稱為聚合物。
共價鍵
相對分子質量
2．結構(以 為例)
相同　
可重復
小分子化合物
例如：
說明：①一種單體聚合后形成的高分子化合物：結構單元數＝聚合度＝鏈節數。
②兩種或兩種以上的單體形成的高分子化合物：結構單元數＝聚合度≠鏈節數。
單體
鏈節
鏈節數
3．高分子化合物的分類
天然
合成
線型
支鏈型
體型
熱塑性
熱固性
4．高分子化合物的合成——聚合反應
(1)概念
由________物質合成________化合物的化學反應。
(2)加成聚合反應
①概念：單體通過________的方式生成高分子化合物的聚合反應，簡稱________反應，反應過程中沒有________化合物產生。
小分子
高分子
加成
加聚
小分子
②例如
(3)縮合聚合反應
①概念：單體通過分子間的相互________而生成高分子化合物的聚合反應，簡稱________反應。反應過程中伴隨有________化合物(如水)生成。
②例如
nH2N(CH2)6NH2＋nHOOC(CH2)4COOH
____________________________________________。
縮合
縮聚
小分子
微點撥
(1)某些環狀化合物開環后可以相互結合，生成高聚物，如環氧乙烷
的開環聚合： 。由加聚反應的特點可知該反應也屬于加聚反應。
(2)書寫縮聚物的結構簡式時，要在方括號外側寫出鏈節余下的端基原子或原子團，如
學思用
下列物質中能發生加成、加聚和縮聚反應的是(　　)
答案：B
解析：有機物若發生加成反應或加聚反應，則有機物分子結構中需含有碳碳雙鍵或三鍵；若發生縮聚反應，則分子結構中應含有兩個或兩個以上的官能團，如：—COOH、—OH或—NH2等，符合條件的只有B項。
知識點二 高分子化學反應及合成高分子材料
1.高分子化學反應
(1)概念：有高分子化合物參與的化學反應。
(2)應用：可將已有的天然或合成高分子轉變為新的高分子。
(3)分類
①聚合度變大的反應
例如：聚丁二烯和苯乙烯混合。
②聚合度變小的反應
高分子化合物可以在____________________________等作用下降解，發生聚合度變小的反應。
力、熱、光、化學物質、水或微生物
③聚合度不變的反應
例如：
2．合成高分子材料
(1)基本組成
合成高分子材料是以合成_____________為基本原料，加入適當的助劑，經過一定加工過程制成的材料，其中助劑通常指________、________、________、________等。
(2)常見的合成高分子材料
①三大合成材料：________________________。三大合成材料的主要成分是________，其是人工合成的、未經加工處理的任何________的統稱。
②生活中常見的合成高分子材料還有_____________________等。
高分子化合物
填料
增塑劑
顏料
發泡劑
塑料、合成橡膠、合成纖維
樹脂
聚合物
涂料、黏合劑與密封材料
3．功能高分子材料
(1)概念：是指除了具有一般高分子的________性能外，還具有特殊________________等功能的高分子。一般在高分子鏈的________、________或______________________含有某種功能性基團。
(2)制備方法
①將功能性基團通過某種反應或作用連接到已有的高分子中。
②將含有功能性基團的單體進行聚合。
力學
物理、化學或生物
主鏈
側鏈
交聯網絡的內部或表面
(3)常見功能高分子
①離子交換樹脂
類型 含義 例子
陽離子交換樹脂 常用樹脂母體是苯乙烯與二乙烯基苯的交聯聚合物，向聚合物中引入____________等基團，可得到酸性的陽離子交換樹脂，可與溶液中的陽離子進行交換反應 2R—SO3H＋Ca2＋ __________________
陰離子交換樹脂 向聚合物中引入________等基團，可以得到堿性陰離子交換樹脂，可與溶液中的酸根離子進行交換
磺酸基、羧基
（R—SO3）2Ca＋2H＋
氨基
②醫用高分子
類型 應用 例子
生物可降解型 可吸收縫合線、黏合劑、緩釋藥物等 聚乳酸：
生物非降解型 可用于制作人造血管、人造心臟、隱形眼鏡等 硅橡膠等
微點撥
塑料和樹脂的區別
(1)塑料是由樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、脫模劑、顏料等助劑組成的，其主要成分是樹脂。
(2)樹脂是指人工合成的、未經加工處理的任何聚合物。
(3)塑料的性能不僅取決于樹脂的性質，助劑也起著重要的作用。
學思用
判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)葡萄糖、油脂、淀粉屬于高分子化合物。(　　)
(2)按照分子鏈的連接形式可將高分子化合物分為熱塑性高分子和熱固性高分子兩類。(　　)
(3)縮合聚合反應與加成聚合反應一樣，產物中均只有高分子化合物。(　　)
(4)橡膠的硫化過程屬于物理變化。(　　)
(5)黏合劑屬于常見高分子材料。(　　)
×
×
×
×
√
關鍵能力·課堂探究
提升點一 加聚反應和縮聚反應
1.加聚反應和縮聚反應的比較
加聚反應 縮聚反應
單體結構 單體必須是含有雙鍵等不飽和鍵的化合物(如乙烯、氯乙烯、丙烯腈等)
反應機理 反應發生在不飽和鍵上 反應發生在官能團之間
聚合方式 通過不飽和鍵上的加成連接 通過縮合脫去小分子而連接
反應特點 只生成高聚物，沒有副產物產生 生成高聚物的同時，還有小分子副產物生成(如H2O、NH3、HCl)
聚合物化學組成 所得高聚物的化學組成跟單體的化學組成相同 所得高聚物的化學組成跟單體的化學組成不同
2.加聚反應的常見類型
(1)單烯自聚型：分子內含有一個 的烯烴及其衍生物發生的加聚反應。如合成聚乙烯：
合成聚氯乙烯： 。
(2)二烯自聚型：分子內具有共軛雙鍵(C===C—C===C)的烯烴及其衍生物發生的加聚反應。如
(3)兩種及兩種以上的單體共聚型：單體的雙鍵彼此斷開，相互連接形成高聚物。
3．縮聚反應的常見類型
(1)酸與醇縮聚
(2)氨基酸縮聚
(3)羥基酸縮聚
(4)酚醛縮聚
互動探究
“噴水溶液法”是一種使沙漠變綠洲的新技術，它先是在沙漠中噴灑一定量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子與沙土粒子結合，在地表下30～50 cm處形成一個厚0.5 cm的隔水層，既能阻止地下的鹽分上升，又有攔截、蓄積雨水的作用。
問題1　聚丙烯酸酯有沒有固定的熔沸點？



提示：聚丙烯酸酯屬于混合物，沒有固定的熔沸點。
問題2　合成聚丙烯酸酯的反應屬于加聚反應還是縮聚反應？
提示：聚丙烯酸酯的單體為丙烯酸酯，結構簡式為CH2===CHCOOR，合成聚丙烯酸酯的反應屬于加聚反應。
典例示范
[典例1]　近年來，由于石油價格不斷上漲，以煤為原料制備一些化工產品的前景又被看好。下圖是以烴A為原料生產人造羊毛的合成路線：
下列說法正確的是(　　)
A．合成人造羊毛的反應屬于縮聚反應
B．A生成C的反應屬于加成反應
C．A生成D的反應屬于取代反應
D．烴A的結構簡式為CH2===CH2
答案：B
解析：一定條件下，CH2===CH—CN、CH3COOCH===CH2發生加聚反應：
（人造羊毛），無小分子生成，故A項錯誤；A是乙炔，其結構簡式為CH≡CH，D項錯誤；A是乙炔，與HCN發生加成反應得到C（H2C===CH—CN），故B項正確；A→D反應的化學方程式為HC≡CH＋CH3COOHH2C===CH—OOCCH3，屬于加成反應，故C項錯誤。
素養訓練
[訓練1]　下列合成高分子材料的化學方程式和反應類型均正確的是(　　)
A．①②　　　 B．②③ C．②④ D．①④
答案：B
提升點二 聚合物單體的推斷方法
1.加聚產物推斷單體——半鍵
還原法：每隔2個碳斷一個鍵，再把兩個半鍵還原為一個共價鍵。
(1)凡鏈節的碳鏈為兩個碳原子的，其合成的單體為一種，如
單體為 。
(2)凡鏈節中無碳碳雙鍵的，則鏈節中必為每2個碳原子分為一組，作為一個單體，如
單體為和。
(3)鏈節中存在碳碳雙鍵結構。
①主鏈節為四個碳原子且雙鍵在中間的，其單體必為一種，將鏈節的單鍵和雙鍵互換即得高聚物的單體。
②若雙鍵不在四個碳原子的中心，可能為烯烴和烴炔的共聚產物。如
2．縮聚產物推斷單體
類型1：在聚酯中斷開羰基與氧原子間的共價鍵，羰基連羥基，氧原子連氫原子
實例：高聚物
單體：HOOC—COOH　HOCH2CH2OH
類型2：在蛋白質中斷開羰基與氮原子間的共價鍵，羰基連羥基，氮原子連氫原子
實例：高聚物
單體： 　 H2NCH2COOH
互動探究
感光高分子也稱為“光敏高分子”，是一種在集成電路制造中應用較廣的新型高分子材料，某光敏高分子A的結構簡式如圖所示。
問題1　已知它是由兩種單體經酯化后聚合而成的，試寫出這兩種單體的結構簡式。
提示：由高聚物的結構簡式可知，它相當于由
聚合而成，這種酯由
酯化制得。
問題2　寫出由(1)中兩種單體生成A的化學反應方程式。


問題3　此高聚物能否使溴水或高錳酸鉀酸性溶液因反應而褪色？
提示：能。由高聚物的結構簡式可以看出，該高分子材料中含有 ，具有烯烴的性質，能與溴發生加成反應，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。
典例示范
[典例2]　可生物降解的高分子材料聚苯丙生(L)的結構片段如圖所示。
聚苯丙生(L) Xm—Yn—Xp—Yq ( 表示鏈延長)
下列有關L的說法不正確的是(　　)
A．制備L的單體分子中都有兩個羧基
B．制備L的反應是縮聚反應
C．L中的官能團是酯基和醚鍵
D．m、n、p和q的大小對L的降解速率有影響
答案：C
解析：由X和Y的結構可知，合成聚苯丙生的單體為
、 ，每個單體分子中都有兩個羧基，A項正確；由已知信息可知，合成聚苯丙生的反應過程中發生了羧基間的脫水反應，在生成聚苯丙生的同時，還生成了小分子物質H2O，屬于縮聚反應，B項正確；聚苯丙生中含有的
官能團為醚鍵和 ，不含酯基（ ），C項錯誤；聚合物的分子結構對聚合物的降解有本質影響，故m、n、p、q的大小會影響聚苯丙生的降解速率，D項正確。
素養訓練
[訓練2]　如圖表示某高分子的結構片段。關于該高分子的推斷正確的是(　　)
A．由3種單體通過加聚反應形成
B．形成該高分子的單體只有2種
C．形成該高分子的一種單體為
D．形成該高分子的一種單體為1，5-二甲基苯酚
答案：C
解析：題述高分子鏈節上含有除碳、氫外的其他元素，可通過縮聚反應形成該高分子，故A錯誤；其單體為 、 、HCHO，故B、D錯誤，C正確。
·課堂總結·
知識導圖
誤區警示
1.加聚反應和縮聚反應區分時主要是通過反應的產物情況進行分析，加聚反應的產物往往只有一種表示形式即只生成高聚物；縮聚反應的產物除了生成高聚物之外，還有小分子物質生成。
2．由高聚物推斷單體時，需要聯系該高聚物的合成過程，若高聚物的主鏈上只有碳原子，沒有其他的官能團，則是通過加成聚合得到的，用“半鍵還原法”找出單體；若主鏈上有除了碳原子以外的“氧”原子“氮”原子或有其他的官能團，則是通過縮合聚合形成的。通過官能團找準斷鍵位置，然后補上—H或—OH。
隨堂檢測·強化落實
1．下列物質不屬于天然高分子化合物的是(　　)
A．淀粉 B．纖維素
C．聚氯乙烯 D．蛋白質
答案：C
解析：聚氯乙烯是合成高分子化合物；淀粉、纖維素、蛋白質都是天然高分子化合物。
2．科學佩戴口罩對防控新冠肺炎疫情有重要作用，生產一次性醫用口罩的主要原料為聚丙烯。下列說法錯誤的是(　　)
A．聚丙烯的結構簡式為
B．由丙烯合成聚丙烯的反應類型為縮聚反應
C．聚丙烯為熱塑性合成樹脂
D．聚丙烯在自然環境中不容易降解
答案：B
解析：聚丙烯由丙烯（CH2===CHCH3）通過加聚反應制得，結構簡
式為 ，A項正確，B項錯誤；由聚丙烯的結構可知，聚丙烯為線型結構，具有熱塑性，C項正確；聚丙烯結構中的化學鍵都為單鍵，不易被氧化、不能水解，因此聚丙烯在自然環境中不容易降解，D項正確。
3．以乙烯和丙烯的混合物為單體發生加聚反應，不可能得到的是(　　)
答案：B
解析：乙烯分子間加聚可生成 ，丙烯分子間加聚可生
成 ，乙烯分子與丙烯分子間加聚可生成
故B項物質不可能得到。
4．聚合物 (結構片段)可被人體吸收，常作為外科縫合手術的材料，該物質由下列哪種物質聚合而成(　　)
A．CH3CH(OH)COOH
B．HCOOCH2OH
C．HOCH2CH2COOH
D．HOCH(CH3)COOCH(CH3)CH2OH
答案：A
解析：由題干中給出的高聚物的部分結構可知，該高聚物中含有酯基，是某單體通過縮聚反應制得，單體是CH3CH（OH）COOH。
5．以乙炔為主要原料可以合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡膠，如圖所示是有關合成路線。
回答下列問題：
(1)寫出物質的結構簡式：A____________，C________________。
(2)寫出下列反應的化學方程式：
反應②_____________________________________________；
反應③_____________________________________________；
反應⑥______________________________________________。
CH2===CHCl
CH≡CCH===CH2
解析：（1）由反應②的生成物 逆推可知A為CH2===CHCl；兩分子乙炔聚合生成的C的結構簡式是CH≡CCH===CH2。（2）反應②是氯乙烯發生加聚反應生成聚氯乙烯。反應③是乙炔與HCN發生的加成反應。反應⑥是CH≡CCH===CH2與HCl的加成反應生成 。(共62張PPT)
微項目3 改進手機電池中的離子導體材料
——有機合成在新型材料研發中的應用
必備知識·自主學習
關鍵能力·課堂探究
隨堂檢測·強化落實
課程標準
1．通過設計手機新型電池中的離子導體材料，將研究材料性能問題轉化為研究有機化合物的性質問題，聚焦有機化合物的功能基團，設計高分子化合物的分子結構，建立從化學視角分析、解決材料問題的思路和方法。
2．合理應用逆推法和正推法設計有機材料的合成路線，并通過合成路線的選擇和評價活動，體會官能團保護、“綠色化學”等思想。
學法指導
1.查閱資料討論法。查閱、搜集與鋰離子電池中離子導體材料有關的有機化合物的結構與性質方面的資料，課上討論這些有機化合物的結構與性質，及有關合成路線的設計。
2．構建有機合成的思維模型，并能運用相關模型合成一些含有目標官能團的有機化合物。
必備知識·自主學習
知識點一 鋰離子電池的工作原理
1.電極材料
負極材料 石墨
正極材料 過渡金屬氧化物
離子導體 鋰鹽的液態有機溶劑
2.原理
(1)放電
(2)充電
外電路 電子從負極移動到正極
內電路 鋰離子通過有機溶劑的傳導從負極移動到正極
外電路 電子從陽極移動到電源正極；從電源負極移動到陰極
內電路 鋰離子通過有機溶劑的傳導從陽極移動到陰極
知識點二 手機新型電池中離子導體的結構
1.離子導體中有機溶劑的結構特點
(1)作為溶劑應具備溶解并傳導鋰離子的性能。
(2)酯基的存在能很好地提高有機溶劑對鋰鹽的溶解性，醚鍵的存在對鋰離子的傳導具有很好的效果。
(3)有機溶劑應該性能穩定且為固態，具有交聯結構的高分子滿足這一要求。
2．離子導體材料
我國科學家提出以二縮三乙二醇二丙烯酸酯與丙烯酸丁酯的共聚物做有機溶劑基體，通過與鋰鹽復合形成聚合物離子導體材料。
3．合成離子導體材料中有機溶劑的單體
(1)合成反應中一些反應原理
(2)合成二縮三乙二醇的方法
關鍵能力·課堂探究
項目活動1 設計手機新型電池中離子導體材料的結構
材料1：2020年5月31日下午4時53分，我國在酒泉衛星發射中心使用長征二號丁運載火箭，成功將高分九號02星、和德四號衛星送入預定軌道，發射取得圓滿成功。此次長二丁火箭遙測系統上采用的一組鋰離子蓄電池，替換了原先的一組鋅銀電池，在滿足總體對電池的體積和重量的要求下，同時滿足了電性能要求的方案。同時，鋰電池在同等能量情況下體積更小、重量更輕。
材料2：某鋰離子電池的工作原理如圖所示。
材料3：傳統鋰離子電池中一般使用LiClO4、LiPF6、LiBF4等鋰鹽作為電解質，酯類對其有較好的溶解性。
材料4：醚鍵的化學和電化學性質穩定，它能通過醚氧原子與鋰離子之間不斷地結合、分離而實現離子傳導。例如，分子中含有—CH2CH2O—、—CH2CH2OCH2CH2O—、—CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2O—等醚鍵結構單元的有機化合物，對鋰鹽均能起到良好的離子導體的作用。
互動探究
問題1　認識傳統鋰離子電池的離子導體的優缺點
(1)傳統鋰離子電池中離子導體有什么優點？


(2)傳統鋰離子電池有哪些安全隱患？



提示：由于金屬鋰的性質特點，導致離子電池具有工作電壓高、體積小、質量輕、能量高、無污染、循環壽命長等優點。
提示：傳統鋰離子電池中所用的離子導體多為液態，易發生泄漏、爆炸等危險，安全性低。
(3)為使鋰離子電池正常工作，同時避免有機溶劑為液態時帶來的安全隱患，理想的離子導體材料中的有機溶劑應該具備哪些基本性能？
提示：溶解并傳導鋰離子，性能穩定且為固態。
問題2　認識新型有機型溶劑
(1)結合材料3、4中提供的信息，討論滿足上述性能要求的有機溶劑的結構特點。
(2)總結在生產生活中實際開發材料的思路。
提示：（1）新型的有機溶劑應該是一種結構單元中有酯基、醚鍵的高分子。
（2）首先要依據產品需求充分分析材料性能，進而依據材料性能需求，建立性能與性質之間的關聯，依據性質尋找關鍵結構單元，最終完成分子的結構設計。
歸納提升
鋰電池有機溶劑的選擇
1．常見鋰電池的有機溶劑的類別
(1)質子溶劑，如乙醇、乙酸等；
(2)極性非質子溶劑，如碳酸酯、醚類等；
(3)惰性溶劑，如四氯化碳等。
鋰電池常用的溶劑一般是極性非質子溶劑，這些溶劑中常含有C===O、S===O、C===N、C—O等極性基團，能夠有效地溶解鋰鹽并提高電解液的電化學穩定性。
2．有機溶劑選擇的原則
(1)有機溶劑對電極應是惰性的，在電池充放電過程中不與正負極發生電化學反應，穩定性好。
(2)有機溶劑應具有較高的介電常數，以使鋰鹽有足夠高的溶解度，保證電解液高的電導率。
(3)溶劑的沸點要高(150 ℃以上)，熔點要低(－40 ℃以下)，即具有較寬的液程，以使鋰電池有較寬的溫度范圍及優良的高低溫性能。
(4)與電極材料有較好的相容性，電極在其構成的電解液中能夠表現出優良的電化學性能。
(5)電池循環效率、成本、環境因素等方面的考慮等，單一溶劑很少能同時滿足以上要求，而多種溶劑按一定比例混合得到的混合溶劑能夠滿足鋰電池工作的需要。
[典例1]　鋰電池在充電時因容易形成枝晶而導致穩定性和安全性存在問題，近日我國多個科研部門聯合研究出了一種鋰鈉合金作負極材料的電池，該電池使用了三氟甲磺酸鈉(NaCF3SO3)的四乙二醇二甲醚(TEGDME)溶液作為電解液，其簡化結構如圖所示，電池工作時正極材料表面生成Li2O2和Na2O2，下列說法錯誤的是(　　)
A．外電路中電子由鋰鈉合金電極移向碳納米管電極
B.電解液中的溶劑四乙二醇二甲醚不能換成水
C．電池工作時消耗標準狀況下的22.4 L O2，轉移電子
數為4NA
D．充電時陽極反應之一是Na2O2－2e－===2Na＋＋O2↑
答案：C
解析：鋰鈉合金是電池負極，碳納米管是正極，外電路中電子由負極移向正極，A項正確；鋰、鈉均與水反應，因此電極直接與電解質液接觸時必須使用非水溶劑，B項正確；由于生成的是Li2O2和Na2O2，因此每消耗標準狀況下的22.4 L O2，轉移電子數為2NA，C項錯誤；充電時陽極的Li2O2和Na2O2均失去電子轉化為O2和相應的金屬離子，因此陽極反應之一是Na2O2－2e－===2Na＋＋O2，D項正確。
素養訓練
[訓練1]　下列物質是常見的鋰離子電池的有機溶劑，有關說法不正確的是(　　)
A. 四種物質的共同點就是含有酯基或醚鍵
B．醚鍵中的氧原子能和鋰離子緊密結合
C．酯類物質能提高對鋰離子的溶解性
D．鋰離子電池放電時是電能轉化為化學能
答案：D
解析：鋰離子電池放電時是原電池工作過程，化學能轉化為電能。
項目活動2 合成離子導體材料中有機溶劑的單體
材料：我國科學家提出以二縮三乙二醇丙烯酸酯與丙烯酸丁酯的共聚物作有機溶劑的基體，通過與鋰鹽復合可以形成良好的聚合物離子導體材料，將固態新型聚合物鋰離子電池的發展向前推進了一步。
互動探究
問題1　二縮三乙二醇丙烯酸酯與丙烯酸丁酯的合成
(1)生成二縮三乙二醇丙烯酸酯需要什么有機物？并寫出生成過程涉及的化學反應方程式。
互動探究
問題1　二縮三乙二醇丙烯酸酯與丙烯酸丁酯的合成
(2)生成丙烯酸丁酯需要什么有機物？寫出反應的化學方程式。
提示：根據物質的名稱和結構簡式進行拆分，可以得到生成丙烯酸
丁酯的有機物分別是 、CH3CH2CH2CH2OH。反應的化學方程式為
問題2　以乙烯或丙烯為基礎原料(其他無機試劑任選)合成HO—CH2—CH2—OH、 、CH3CH2CH2CH2OH。
(1)設計乙二醇(HO—CH2—CH2—OH)的合成路線。
提示：根據正、逆合成分析法探究：
（1）根據碳原子數應該由乙烯合成乙二醇，因此可以先與鹵素單質加成生成二元鹵代烴，再水解得到，合成路線為：
(2)若以乙烯為原料，請盡可能多地設計丙烯酸 )的合成路線。
提示：合成路徑1：
合成路徑2：
(3)若以丙烯為原料，請盡可能多地設計丙烯酸 )的合成路線。
提示：合成路徑1：
合成路徑2：
(4)分別以乙烯和丙烯為原料設計正丁醇的合成路線。
提示：合成路徑1：
合成路徑2：
歸納提升
1.烴、鹵代烴、烴的含氧衍生物之間的轉化關系
2．一元合成路線
3．二元合成路線
4．芳香族化合物合成路線
典例示范
[典例2]　聚甲基丙烯酸甲酯是一種重要的醫用高分子材料。已知烯烴在一定條件下可被酸性KMnO4溶液氧化成二元醇，如
HOCH2CH2OH。現以甲基丙烯為原料合成聚甲基丙烯酸甲酯的流程如下：
請寫出A、B、C、D的結構簡式：
A_____________________，B_____________________，
C_____________________，D_____________________。

（CH3）2COHCH2OH
CH2===C（CH3）COOH
CH2===C（CH3）COOCH3
素養訓練
[訓練2]　香豆素是廣泛存在于植物中的一類芳香族化合物，大多具有光敏性，有的還具有抗菌和消炎作用。它的核心結構是芳香內酯A，其分子式為C9H6O2。該芳香內酯A經下列步驟轉變為水楊酸和乙二酸。
已知：
(1)寫出C的結構簡式。



答案：
(2)A在NaOH溶液中水解，1 mol A消耗多少摩爾NaOH？試寫出反應的化學方程式。



(3)在上述轉化過程中，反應步驟B→C的目的是什么？

答案：2 mol　
答案：保護酚羥基，使之不被高錳酸鉀氧化 。
·課堂總結·
知識導圖
誤區警示
1.醚鍵傳導Li＋原理：醚鍵的化學和電化學性質穩定，它能通過醚氧原子與Li＋之間不斷地結合、分離而實現離子傳導。
2．常見的傳導Li＋的醚鍵結構單元有—CH2CH2O—、—CH2CH2OCH2CH2O—、—CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2O—等。
3．優選有機合成路線。分析合成路線是否符合化學原理、安全可靠、原子經濟等要求。
隨堂檢測·強化落實
1．下列對于鋰離子電池所用材料分類不正確的是(　　)
A B C D
正極(LiCoO2) 負極(C) 電解液(碳酸丙烯酯) 隔膜(聚烯烴)
無機物 有機物 酯類 合成高分子
答案：B
解析：LiCoO2屬于無機物，A項正確；碳為單質，是無機物，B項錯誤；碳酸丙烯酯的結構簡式是 ，屬于酯類，C項正確；聚烯烴是由烯烴通過加聚反應得到的高分子化合物，D項正確。
2.有下述有機反應類型：①消去反應；②水解反應；③加聚反應；④加成反應；⑤還原反應；⑥氧化反應。以丙醛為原料制取1，2-丙二醇，所需進行的反應類型依次是(　　)
A．⑥④②① B．⑤①④②
C．①③②⑤ D．⑤②④①
答案：B
3．DAP是電器和儀表部件中常用的一種高分子化合物，其結構簡式為
合成它的單體可能有(　　)
①鄰苯二甲酸　②丙烯醇　③丙烯　④乙烯
⑤鄰苯二甲酸甲酯
A．僅①② B．僅④⑤
C．僅①③ D．僅③④
答案：A
解析：因DAP鏈節中含有酯基，所以該物質可以由羧酸和醇酯化反應得到，即丙烯醇加聚后再與鄰苯二甲酸發生酯化反應得到DAP，故A項正確。
4．綠色化學對化學反應提出了“原子經濟性”(原子節約)的新概念及要求。理想的原子經濟性反應是原料分子中的原子全部轉變成所需產物，不產生副產物，實現零排放。下列生產乙苯 )的方法中，原子經濟性最好的是(反應均在一定條件下進行)(　　)
答案：C
解析：“原子經濟性”即是原料中的原子全部轉變為所需產物，不產生副產物。A、B、D項中均有副產物生成，故選C。
5．現在廣泛使用的鋰離子電池有多種類型。某可充電鈷酸鋰電池的工作原理如圖所示：
(1)該電池放電時，其中一極的電極反應式是LixC6－xe－===6C＋xLi＋，則該極應為圖中的________(填“A”或“B”)。
(2)碳酸乙烯酯(EC)常用作電解液的溶劑，其結構為 ，熔點為35 ℃，可燃，可由二氧化碳和有機物X在一定條件下合成。X與乙醛互為同分異構體，核磁共振氫譜顯示只有一組峰。寫出合成EC的化學方程式：
____________________________________。
A
解析：（1）題中給出的電極反應為失電子的氧化反應，即為負極上發生的電極反應，原電池裝置中，陽離子從負極移向正極，故圖中的
A為負極。（2）結合目標產物 的結構特點及反應物X與乙醛互為同分異構體，X分子中只有1種化學環境的氫原子可知，X為環氧乙烷，則合成EC的化學方程式是 。(共36張PPT)
章末專題整合提升
專題1　確定有機物分子式和結構式的一般途徑和步驟
1．確定有機物分子式、結構式的思維流程
2．確定有機物分子式的方法
(1)直接法
→分子式
(2)最簡式法
分子式
最簡式 對應物質
CH 乙炔、苯、苯乙烯
CH2 烯烴和環烷烴
CH2O 甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖
(3)商余法
對于烴類物質來說，的余數為0或碳原子數大于氫原子數時，將碳原子數依次減少1，則每減少1個碳原子就增加12個氫原子，直到分子式存在為止。
(4)燃燒方程式法
CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O
CxHyOz＋(x＋)O2xCO2＋H2O
(5)組成通式法
類別 組成通式 相對分子質量
烷烴 CnH2n＋2 Mr＝14n＋2(n≥1)
烯烴、環烷烴 CnH2n Mr＝14n(烯烴，n≥2)
Mr＝14n(環烷烴，n≥3)
炔烴、二烯烴 CnH2n－2 Mr＝14n－2(炔烴，n≥2)
Mr＝14n－2(二烯烴，n≥3)
苯及其同系物 CnH2n－6 Mr＝14n－6(n≥6)
飽和一元醇 CnH2n＋2O Mr＝14n＋2＋16(n≥1)
飽和一元醛 CnH2nO Mr＝14n＋16(n≥1)
飽和一元羧酸、酯 CnH2nO2 Mr＝14n＋32(飽和一元羧酸，n≥1)
Mr＝14n＋32(飽和一元酯，n≥2)
(6)平均值法
當烴為混合物時，可結合題給條件先求出平均分子式(或平均相對分子質量)，再利用平均值確定分子式，最后一步采用十字交叉法計算較為簡捷。
①常溫下，兩種氣態烴混合，若求出的平均分子式為CxHy，則：
a．當x<2時，混合烴中必含CH4；
b．當x＝2時，可能是乙炔與乙烯的混合物，也可能是CH4與C3Hm(或CH4與C4Hm等)的混合物，具體是哪種，可用十字交叉法計算確定；
c．當y<4時，混合烴中必含C2H2；
d．當y＝4時，可能是CH4、C2H4、C3H4中的兩種，也可能是C2H2與CnH6(或CnH8、CnH10等)的混合物，具體是哪種，可用十字交叉法計算確定。
②常溫下，兩種氣態烴混合，若求出的平均相對分子質量為，則：
a．當＝26時，混合烴中必不含C2H2(26)；
b．當≤26時，混合烴中必含CH4(16)；
c．當≤28時，混合烴中必含CH4、C2H2中的其中之一；
d．當＝28時，混合烴中必不含C2H4(28)。
最后用十字交叉法求出另一種烴的相對分子質量。
3．由分子式確定有機物結構式的一般步驟
[典例1]　胡椒酚A是植物揮發油中的一種成分。某研究性學習小組在對其分子組成結構的研究中發現：A的相對分子質量不超過150；A中C、O的質量分數分別為w(C)＝80.60%，w(O)＝11.94%，完全燃燒后產物只有CO2和H2O。根據以上信息，回答下列問題：
(1)A的摩爾質量為____________。
(2)光譜分析發現A中不含甲基(—CH3)，苯環上的一氯代物有2種；1 mol A與足量溴水反應，最多消耗3 mol Br2，則A的結構簡式為
________________________。
134 g·mol－1
(3)A的一種同分異構體中，苯環上有2個取代基，取代基位置與A相同，且能發生銀鏡反應。
①符合條件的A的同分異構體的結構簡式為__________________。
②上述A的一種同分異構體發生銀鏡反應的化學方程式為
________________________________________________________。
2Ag↓＋3NH3＋H2O
解析：由題意知胡椒酚A中至少含有一個酚羥基，設1個A分子中含有N個氧原子，則A的摩爾質量M＝16 g·mol－1×N÷11.94%，由M≤150 g·mol－1，可知N只能取1，解得M≈134 g·mol－1，1個A分子中含有的碳原子數為134×80.60%÷12≈9，氫原子數為134×（1－80.60%－11.94%）÷1≈10，則A的分子式為C9H10O。A中苯環上的一氯代物有2種，說明酚羥基和烴基在苯環對位上，1 mol A與足量溴水反應，最多消耗3 mol Br2，且A中不含甲基，則烴基為CH2===CHCH2—，從而可確定胡椒酚A的結構簡式為
專題集訓
1.某有機化合物的相對分子質量為142，其部分質譜圖如圖所示，則該有機物可能為(　　)
A．正癸烷 B．2，6-二甲基辛烷
C．4，4-二甲基辛烷 D．3-甲基壬烷
答案：A
解析：由題給質譜圖可看出，相鄰峰值相差14或15，即1個CH2原子團或1個CH3原子團，則該有機物結構中只含有亞甲基與甲基，故該有機物可能為正癸烷。
2．①物質A與(NH4)2Fe(SO4)2溶液、硫酸以及KOH的甲醇溶液混合，在1 min內溶液由淺綠色變為紅棕色；②物質A能與FeCl3溶液反應顯色；③物質A與NaOH溶液混合、加熱后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，能產生淡黃色沉淀。已知：(NH4)2Fe(SO4)2溶液、硫酸以及KOH的甲醇溶液可檢驗硝基(—NO2)的存在，判斷依據是Fe2＋被氧化為Fe(OH)3，混合液呈現紅棕色。則A可能的結構是(　　)
答案：D
解析：物質A與（NH4）2Fe（SO4）2溶液、硫酸以及KOH的甲醇溶液混合，在1 min內溶液由淺綠色變為紅棕色，說明A中含有硝基；物質A能與FeCl3溶液反應顯色，說明A中含有酚羥基；物質A與NaOH溶液混合、加熱后，加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，能產生淡黃色沉淀，說明A中含有溴原子。綜上所述，D項正確。
3．某有機化合物經燃燒分析法測得其中含碳的質量分數為54.5%、含氫的質量分數為9.1%，其余為氧。用質譜法分析知該有機物的相對分子質量為88。請回答下列有關問題：
(1)該有機物的分子式為____________。
(2)若該有機物的水溶液呈酸性，且結構中不含支鏈，則其核磁共振氫譜圖中的峰面積之比為____________。
C4H8O2
3∶2∶2∶1
解析：（1）1 mol該有機物中n（C）＝（88×54.5%÷12） mol＝4 mol，n（H）＝（88×9.1%÷1） mol＝8 mol，n（O）＝（88×36.4%÷16） mol＝2 mol，故該有機物的分子式為C4H8O2。（2）該有機物為CH3CH2CH2COOH，其核磁共振氫譜圖中的峰面積之比為3∶2∶2∶1。
(3)若實驗測得該有機物不發生銀鏡反應，利用紅外光譜儀測得該有機物的紅外光譜如圖所示。則該有機物的結構簡式可能是_____________________________(寫出兩種即可)。
CH3COOCH2CH3、CH3COCH2OCH3
解析：（3）由圖可知，該有機物分子中有2個—CH3、1個 、1個—C—O—C—結構，或2個—CH3、1個—COO—，據此可寫出該有機物可能的結構簡式：CH3COOCH2CH3、CH3COCH2OCH3、CH3CH2COOCH3。
專題2　有機推斷題的解題思路和技巧
1．有機推斷題的特點
(1)題目的考查內容一般為通過推導轉化圖中的有機物的結構，寫某物質的結構簡式、寫某物質的官能團名稱、判斷某步驟的反應類型、書寫某步驟的化學反應方程式、寫限定條件下的某物質的同分異構體或判斷同分異構體的數目、設計簡單的合成路線圖(轉化圖)等。
(2)提供的條件一般有缺少部分有機物的轉化圖、推斷物質所需要的新信息。
(3)有機推斷題通常以簡單的烯烴(乙烯、丙烯、丁烯)、苯或苯的同系物(甲苯、乙苯等)、乙醇或乙醇的同系物等常見物質為原料，以合成酯類、高分子化合物等為最終目的，以加成反應、取代反應、水解反應、酯化反應、消去反應、氧化反應為核心反應，考查有機物的性質和相互轉化關系。
2．有機推斷題的解題思路
解答有機推斷題的關鍵是確定官能團的種類和數目，從而推斷出物質。首先必須全面掌握有機物的性質以及有機物間相互轉化的關系，其次要把握解題步驟：
(1)審清題意。分析題意，弄清題目的來龍去脈，掌握命題意圖。
(2)充分利用信息。準確獲取信息，并有效遷移應用。
(3)積極思考。合理判斷，綜合推斷，代入驗證。
3．有機物推斷題的突破口
特殊的結構或組成 (1)分子中所有原子處于同一平面的物質：乙烯、苯、甲醛、乙炔、CS2(乙炔和CS2中所有原子在同一直線上)等。
(2)一鹵代物只有一種的烷烴(碳原子數小于10)：甲烷、乙烷、新戊烷和2，2，3，3-四甲基丁烷。
(3)烴中含氫量最高的為甲烷，等質量的烴完全燃燒耗氧量最多的也是甲烷。
(4)常見的有機物中C、H個數比：
C、H個數比為1∶1的有乙炔、苯、苯酚、苯乙烯等；
C、H個數比為1∶2的有單烯烴、甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖等；
C、H個數比為1∶4的有甲烷、尿素、乙二胺等。
特殊的現象和物理性質 (1)特殊的顏色：苯酚遇FeCl3溶液顯紫色；淀粉遇碘單質呈藍色；含苯環的蛋白質遇濃硝酸呈黃色；多羥基的物質遇新制Cu(OH)2懸濁液呈絳藍色；苯酚無色，但在空氣中因部分被氧化而呈粉紅色。
(2)特殊的氣味(或味道)：硝基苯有苦杏仁氣味；乙醇和低級酯有香味；甲醛、乙醛、甲酸、乙酸有刺激性氣味；乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖有甜味；苯及其同系物、苯酚、石油、萘有特殊氣味；工業用乙炔因混有H2S、PH3等而帶有臭味。
(3)特殊的水溶性、熔點、沸點等：苯酚常溫時微溶于水，但溫度高于65 ℃時能與水互溶；常溫下呈氣態的物質有碳原子數小于等于4的烴類、甲醛、新戊烷、CH3Cl、CH3CH2Cl等。
(4)特殊的用途：乙二醇可用于制防凍液；甲醛的水溶液可用來浸制生物標本；葡萄糖或醛類物質可用于制鏡業。
特殊的化學性質、轉化關系和反應
特殊的化學性質、轉化關系和反應 (5)交叉型轉化
(6)能形成環狀物質的反應：多元醇(大于或等于二元，下同)和多元羧酸發生酯化反應、羥基羧酸分子間或分子內發生酯化反應、氨基酸分子間或分子內脫水、多元醇分子間或分子內脫水、多元羧酸分子間或分子內脫水。
(7)數據的應用：應用好數據可以為解答有機推斷題提供很多捷徑。如一元醇與醋酸發生酯化反應，每反應1 mol醋酸，有機產物質量增加42 g；能與鈉反應產生H2的物質可以是醇、酚或羧酸，且根據有機物與產生H2的物質的量之比，可以確定原物質中含官能團的數目等。
[典例2]　水楊酸的結構簡式為 ，水楊酸酯E為紫外吸收劑，可用于配制防曬霜。E的一種合成路線如圖所示：
已知：
回答下列問題：
(1)飽和一元醇A中氧元素的質量分數約為21.6%，則A的分子式為________；結構分析顯示A中只有一個甲基，則A的名稱為________。
(2)第③步的反應類型為________；D中所含官能團的名稱為________。
(3)第①步反應的化學方程式為
_________________________________________________________。
C4H10O
1-丁醇
加成反應
羥基
解析：飽和一元醇A中氧元素的質量分數約為21.6%，根據飽和一元醇的組成通式CnH2n＋2O計算，×100%≈21.6%，可得n＝4，A的分子式為C4H10O，根據A中只有一個甲基可知，A的結構簡式為CH3CH2CH2CH2OH。根據轉化關系、反應條件和題給已知信息可知，B為CH3CH2CH2CHO，C為CH3CH2CH2CH===C（CH2CH3）CHO，結合D的相對分子質量為130及E為水楊酸酯可知，D的結構簡式為CH3CH2CH2CH2CH（CH2CH3）CH2OH。
（1）根據以上分析可知，A的分子式為C4H10O，結構簡式為CH3CH2CH2CH2OH，名稱為1-丁醇。
（2）C→D為碳碳雙鍵和碳氧雙鍵與H2的加成反應，D中所含的官能團為羥基。
（3）第①步為羥基被氧化為醛基的反應，化學方程式為2CH3（CH2）2CH2OH＋O2 2CH3（CH2）2CHO＋2H2O。
(4)E的分子式是________。
(5)1 mol水楊酸分別消耗NaOH、NaHCO3的物質的量之比是________。
(6)X是比水楊酸多一個碳原子的同系物。X的同分異構體中，符合下列條件的共有________種，其中取代基在苯環的對位且能消耗3
mol NaOH的同分異構體的結構簡式是__________________。
①苯環上有兩個取代基
②與FeCl3溶液發生顯色反應
③能發生水解反應

C15H22O3
2∶1
9
解析：（4）由題圖知CH3CH2CH2CH2CH（CH2CH3）CH2OH和水楊酸發生酯化反應生成E，根據原子守恒可知E的分子式為C15H22O3。
（5） 中的酚羥基和羧基均能與NaOH反應，而只有羧基能與NaHCO3反應，故1 mol水楊酸分別消耗NaOH、NaHCO3的物質的量之比為2∶1。（6）X是比水楊酸多一個碳原子的同系物。X的同分異構體中，能與FeCl3溶液發生顯色反應，說明含有酚羥基，苯環上有兩個取代基且能發生水解反應，說明含有酯基，即含有—COOCH3、—CH2OOCH或—OOCCH3，其與酚羥基都有鄰、間、對三種位置關系，所以符合條件的X的同分異構體共有9種；其中取代基在苯環的對位且能消耗3 mol NaOH的同分異構體的結構簡式是
。
專題集訓
1.芳香族化合物A可進行如下轉化：
注：滌綸的化學式為
回答下列問題：
(1)B的化學名稱為________。
(2)由C合成滌綸的化學方程式為
_________________________________________________________。
(3)E的苯環上一氯代物僅有兩種，E的結構簡式為________________。
醋酸鈉
(4)寫出A所有可能的結構簡式：_______________________________。
(5)寫出符合下列條件的E的同分異構體的結構簡式：
________________。
①核磁共振氫譜顯示苯環上僅有兩種氫
②可發生銀鏡反應和水解反應
2．化合物F(異戊巴比妥)是臨床常用的鎮靜催眠藥物。其合成路線如下(部分反應條件和試劑略)：
請回答下列問題：
(1)試劑Ⅰ的化學名稱是________，化合物B的官能團名稱是________，第④步的化學反應類型是______________________。
(2)第①步反應的化學方程式是
________________________________________________________。
乙醇
醛基
取代反應（或酯化反應）
(3)第⑤步反應的化學方程式是________________________。
(4)試劑Ⅱ的相對分子質量是60，其結構簡式是________________。
(5)化合物B的一種同分異構體G與NaOH溶液共熱反應，生成乙醇和化合物H。H在一定條件下發生聚合反應得到高吸水性樹脂，該聚合
物的結構簡式是________________。

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