第60讲　合成高分子　有机合成路线设计 （含答案 ） 2026届高三化学一轮总复习 教案

这是一份第60讲　合成高分子　有机合成路线设计 （含答案 ） 2026届高三化学一轮总复习 教案，共21页。教案主要包含了复习目标，微思考1，微思考2等内容，欢迎下载使用。
考点一 合成高分子
1.基本概念
(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。
【微思考1】 现有高聚物
其链节是 ，单体是 。
提示：
2.高分子的分类及性质特点
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
【微思考2】 按要求完成方程式
(1)加聚反应：氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为 。
(2)缩聚反应：己二酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为：
。
提示：(1)nCH2 CHCl
(2)nHOOC(CH2)4COOH＋nHOCH2CH2OH催化剂 △ ＋(2n－1)H2O
有机高分子材料的概述
1.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( )
A.PE、PVC都属于链状高分子，受热易熔化
B.PE、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HCl
D.废弃的PE和PVC均可回收利用以减少白色污染
答案：B
2.四氯乙烯()是一种衣物干洗剂，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：两种物质均无法由乙烯发生加成反应制得，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，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D错误。
聚合方程式的书写
3.按要求完成下列加聚反应方程式。
(1)nCH2CH－CH3催化剂 。
(2)nCH2CH－CHCH2催化剂 。
(3)nCH2CH2＋催化剂 。
答案：(1)
(2)?CH2－CHCH－CH2?
(3)
4.按要求完成下列缩聚反应方程式。
(1)nHOCH2－CH2OH＋nHOOC－COOH催化剂 △
。
(2)nHOCH2－CH2－COOH催化剂 △ 。
(3)nH2N－CH2COOH催化剂 。
(4)nH2NCH2COOH＋催化剂 。
(5)nHCHO＋n 。
答案：(1)＋(2n－1)H2O
(2)＋(n－1)H2O
(3)＋(n－1)H2O
(4)＋(2n－1)H2O
(5)＋(n－1)H2O
单体的判断
5.下列说法不正确的是( )
A.酚醛树脂属于热塑性塑料
B.结构为…－CHCH－CHCH－CHCH－…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…－CHCH－CHCH－CHCH－…的结构简式可以表示为?CHCH?，其单体为CH≡CH，B项正确。塑料的单体为CH2CH2、、三种，D项正确。
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
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。
HOCH2CHCHCH2OH
HOCH2CH2CHClCH2OH
HOOC－CHCH－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(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。
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。
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：①；
②R－CNR－COOH。
答案：
浓硫酸 △
解析：将目标分子拆解成两个，结合已知信息，苯甲醇催化氧化为苯甲醛，苯甲醛先与HCN加成，再在酸性条件下水解，即可得到。
2.以CH2CHCH2OH为主要原料(其他无机试剂任选)设计CH2CHCOOH的合成路线流程图(已知CH2CH2可被氧气催化氧化为)，并通过此题的解答，总结设计有机合成路线需注意的情况(至少写2条)。
答案：CH2CHCH2OHCH3CHClCH2OH
CH3CHClCOOHCH2CHCOONaCH2CHCOOH；选择合适的反应条件、要注意官能团的保护
解析：以CH2CHCH2OH为主要原料合成CH2CHCOOH，CH2CHCH2OH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。
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生成目标产物，合成路线见答案。
1.(2024·河北卷)高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是( )
A.线型聚乙烯塑料为长链高分子，受热易软化
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成，受热易分解
C.尼龙66由己二酸和己二胺缩聚合成，强度高、韧性好
D.聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成，透明度高
答案：B
解析：线型聚乙烯塑料具有热塑性，受热易软化，A正确；聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成，具有一定的热稳定性，受热不易分解，B错误；尼龙66即聚己二酰己二胺，由己二酸和己二胺缩聚合成，强度高、韧性好，C正确；聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成，又名有机玻璃，说明其透明度高，D正确。
2.(2024·新课标卷)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示：
下列说法正确的是( )
A.双酚A是苯酚的同系物，可与甲醛发生聚合反应
B.催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应，同时生成
D.在碱性条件下，W比聚苯乙烯更难降解
答案：B
解析：同系物之间的官能团的种类与数目均相同，双酚A有2个羟基，故其不是苯酚的同系物，A不正确；题干中两种有机物之间通过缩聚反应生成W，根据题干中的反应机理可知，也可以通过缩聚反应生成W，B正确；生成W的反应③为缩聚反应，同时生成(CH3)3SiF，C不正确；W为聚硫酸酯，酯类物质在碱性条件下可以发生水解反应，因此，在碱性条件下，W比聚苯乙烯易降解，D不正确。
3.(2023·新课标卷)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是( )
A.该高分子材料可降解
B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇
D.该聚合反应为缩聚反应
答案：B
解析：该高分子材料中含有酯基，可以降解，A正确；异山梨醇中四处的碳原子为手性碳原子，故异山梨醇分子中有4个手性碳，B错误；由制备反应方程式可知，反应式中生成的X为甲醇，C正确；该反应在生产高聚物的同时还有小分子的物质生成，属于缩聚反应，D正确。
4.(2024·安徽卷节选)化合物I是一种药物中间体，可由下列路线合成(Ph代表苯基，部分反应条件略去)：
已知：
ⅰ)
ⅱ)RMgX易与含活泼氢化合物(HY)反应：RMgX＋HY RH＋，HY代表H2O、ROH、RNH2、RC≡CH等。
参照上述合成路线，设计以和不超过3个碳的有机物为原料，制备一种光刻胶单体的合成路线(其他试剂任选)。
答案：
浓硫酸 △
解析：根据题目给出的流程，先将原料中的羰基还原为羟基，后利用浓硫酸脱水生成碳碳双键，随后将物质与Mg在无水醚中反应生成中间产物，后再与CF3COCF3在无水醚中反应再水解生成目标化合物，具体的流程见答案。
1.4-溴甲基-1-环己烯的一种合成路线如下：
下列说法正确的是( )
A.化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子
B.①②③的反应类型依次为加成反应、还原反应和消去反应
C.由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH的水溶液，加热
D.化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X
答案：C
解析：化合物X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子，化合物W中没有手性碳原子，A错误；1，3-丁二烯与丙烯酸乙酯加成生成X，X发生还原反应生成Y，Y发生取代反应生成Z，B错误；由化合物Z一步制化合物Y，应在NaOH的水溶液中进行，发生水解反应，C正确；Y中含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，D错误。
2.甲基丁香酚G()可用作食用香精，某小组设计的制备甲基丁香酚的流程如下：
已知：Ⅰ.A的分子式为C3H4O，A可与溴水发生加成反应，也能发生银镜反应；
Ⅱ.R－COOH；
Ⅲ.R－CHCH2R－CH2－CH2Br；
Ⅳ.R－CH2－R'，碳碳双键在此条件下也可被还原。
回答下列问题：
(1)K中所含官能团的名称是 。
(2)B→C、E→F、H→K的反应类型分别是 、 、
。
(3)完成下列各步的化学方程式并指明反应类型。
①(ⅰ) ；反应类型 。
③ ；反应类型 。
④ ；反应类型 。
⑥ ；反应类型 。
答案：(1)醚键 (2)取代反应 还原反应 取代反应
(3)①(ⅰ)CH2CHCHO＋2[Ag(NH3)2]OH △ CH2CHCOONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O 氧化反应
③＋CH2
＋HCl 取代反应
④＋HBr 加成反应
⑥＋NaOH＋NaBr＋H2O 消去反应
课时测评60 合成高分子 有机合成路线设计对应学生用书P499
(时间：45分钟 满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－8题，每小题5分，共40分。
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
答案：D
解析：高分子主要是由小分子通过聚合反应形成的，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.聚乙烯(?CH2－CH2?)可用于制作食品包装袋，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。
3.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CH2CHOCH3，C为，B与C发生加聚反应合成M，故D错误。
4.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
B.PBS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
D.1，4-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：丁二酸不能发生消去反应，A项错误；乙烯发生加聚反应生成PE(聚乙烯)，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。
5.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nCH2CH2催化剂 ?CH2－CH2?
B.该转化的总反应为?CH2－CH2?＋nO2nCH3COOH
C.“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，由题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?CH2－CH2?＋nO2nCH3COOH，B项正确；CH3COOH不能与H2发生加成反应，C项错误；CH3COOH、HCOOCH3、HOCH2CHO的分子式均为C2H4O2，三者互为同分异构体，D项正确。
6.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( )
A.m＝n－1
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C.1 ml乳酸与足量的Na反应生成1 ml H2
D.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：3n＝2n＋1＋m，则m＝n－1，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 ml乳酸和足量的Na反应生成1 ml 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。
7.(2024·安徽卷)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如下)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法正确的是( )
A.分子式为C8H14O6N
B.能发生缩聚反应
C.与葡萄糖互为同系物
D.分子中含有σ键，不含π键
答案：B
解析：由该物质的结构可知，其分子式为C8H15O6N，故A错误；该物质结构中含有多个醇羟基，能发生缩聚反应，故B正确；结构相似，组成相差若干个CH2原子团的化合物互为同系物，葡萄糖分子式为C6H12O6，该物质分子式为C8H15O6N，不互为同系物，故C错误；单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，该物质结构中含有CO键，即分子中σ键和π键均有，故D错误。
8.已知异氰酸(H－N C O)与醇(ROH)混合得到的产物是氨基甲酸酯(H2N－COO－R)，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①为取代反应，反应②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(H－NCO)与醇(ROH)混合得到的产物是氨基甲酸酯(H2N－COO－R)，不能用苯甲醇与异氰酸脱水制备异氰酸酯，故D错误。
9.(5分)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：＋
答案：
解析：根据题给信息，目标物质W可由2个与1个合成，合成路线见答案。
10.(5分)已知：①
②
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：催化剂
11.(5分)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：
空空空 A 空空空 BCDEFG
已知：ⅰ.RCOOR1
ⅱ.
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制备的路线(其他试剂任选)。
答案：
12.(5分)物质J是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下：
参照上述合成路线，以和为原料，设计合成的路线(无机试剂任选)。
答案：
解析：结合G→I的转化过程可知，可先将转化为，再使和反应生成，并最终转化为。
加聚反应
缩聚反应
概念
由不饱和单体加成聚合生成高分子的反应
单体分子间通过缩合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
学生用书⬇第327页
1.加聚反应的书写方法
(1)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”。
(2)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”。
(3)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”。
2.缩聚反应的书写方法
与加成聚合物结构简式写法有点不同，缩聚物结构简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。
学生用书⬇第328页
高聚物单体的推断方法
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”的规律画线断键，然后半键闭合、单双键互换。如的单体为CH2CH2和CH2CHCN，的单体为CH2CHCH3和CH2CH－CHCH2。
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。
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
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学生用书⬇第330页
学生用书⬇第331页
反应类型
官能团、有机物
(或类别)
试剂、反应条件
加成反应
碳碳双键或碳碳三键
X2(X＝Cl、Br，后同)，H2，HX，H2O(后三种需要催化剂)
取代
反应
饱和烃
X2(光照)
苯
X2(FeX3作催化剂)；浓硝酸(浓硫酸作催化剂)
酯
H2O(稀硫酸作催化剂，加热)；NaOH溶液(加热)
－OH
羧酸(浓硫酸作催化剂，加热)
氧化
反应
C2H5OH
O2(Cu或Ag作催化剂，加热)
CH2CH2
或C2H5OH
酸性KMnO4溶液
消去
反应
醇羟基(有β-H)
浓硫酸作催化剂，加热
－X(有β-H)
NaOH醇溶液，加热
加聚
反应
碳碳双键、碳碳三键
催化剂
缩聚
反应
含有两个或两个以上能发生缩聚反应的官能团
催化剂
学生用书⬇第332页