2020版高考化学苏教版大一轮复习精练：专题12 第5课时《基本营养物质　合成有机高分子》（含解析）

课时5　基本营养物质　合成有机高分子1．(2017·山西运城调研)以乙炔为主要原料可以合成聚氯乙烯、聚丙烯腈和氯丁橡胶。请写出①～⑦各步反应的化学方程式。解析　由②的产物知，①的产物为CHCH2Cl；由④的产物知，③的产物为CHCH2CN；由⑦的产物推知⑥的产物为，进一步推知⑤的产物为。答案　①CH≡CH＋HClCH2===CHCl②nCH2===CHCl―→(聚氯乙烯)③CH≡CH＋HCN―→CH2===CHCN④nCH2===CHCN―→(聚丙烯腈)⑤2CH≡CH―→CH2===CH—C≡CH⑥CH2===CH—C≡CH＋HCl―→⑦―→2．葡萄糖在不同条件下可以被氧化成不同物质。请结合题意回答问题：已知：RCOOH＋CH2===CH2＋O2RCOOCH===CH2＋H2O(1)葡萄糖在酒化酶作用下生成有机物A，A、B、C、D、E间的转化关系如下图所示：①B是石油化学工业最重要的基础原料，写出A→B的化学方程式：_______。②D的结构简式为_____________________________。(2)葡萄糖在一定条件下还可氧化为X和Y(Y和A的相对分子质量相同)。X可催化氧化成Y，也可与H2反应生成Z。X和Y的结构中有一种相同的官能团是________，检验此官能团需用的试剂是________。(3)F是人体肌肉细胞中的葡萄糖在缺氧的条件下进行无氧呼吸的产物。F、G、H间的转化关系是：FGH，H与(1)中的D互为同分异构体。①G还可以发生的反应有________(填字母)a．加成反应　b．水解反应　c．氧化反应　d．消去反应　e．还原反应②本题涉及的所有有机物中，与F不论以何种质量比混合(总质量一定)，完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量不变的有(写结构简式)______________。解析　(1)葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇和CO2，所以A是乙醇，由物质的转化关系可知B为CH2===CH2，C为CH3COOH，由题干信息可知B与C反应生成的D为CH3COOCH===CH2。(2)由X氧化成Y，与H2反应生成Z，可推知X为醛，Y为酸，Z为醇，又由于Y与CH3CH2OH的相对分子质量相同，可知Y为甲酸，X为甲醛，Z为甲醇；在甲酸中存在—CHO。(3)①Z为甲醇，由G＋Z―→H且H与CH3COOCH===CH2互为同分异构体可推知G为CH2===CH—COOH，H为CH2===CH—COOCH3，由转化关系可知F为：，分子式为C3H6O3。②符合要求的有机物必须满足最简式为CH2O。答案　(1)①C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O②CH3COOCH===CH2(2)—CHO　银氨溶液(或新制氢氧化铜)(3)①ace　②HOCH2(CHOH)4CHO、HCHO、CH3COOH3．PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料，可由马来酸酐等原料经下列路线合成：已知：RC≡CH＋(1)A→B的反应类型是__________；B的结构简式是____________。(2)C中含有的官能团名称是__________；D的名称(系统命名)是__________。(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体，分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基，但不含—O—O—键，半方酸的结构简式是____________。(4)由B和D合成PBS的化学方程式是______________________________________________________________________________________。(5)下列关于A的说法正确的是______(填字母)。a．能使酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液褪色b．能与Na2CO3反应，但不与HBr反应c．能与新制Cu(OH)2反应d．1 mol A完全燃烧消耗5 mol O2解析　(1)A的结构中含有碳碳双键，与H2发生加成反应生成B：HOOCCH2CH2COOH。(2)甲醛分子内的醛基与乙炔分子内的氢原子发生加成反应生成C：，含有碳碳三键和羟基。D的名称是1,4-丁二醇。(3)马来酸酐的分子式为C4H2O3，不饱和度为4，根据要求可写出半方酸的结构简式为。(4)HOOCCH2CH2COOH与HOCH2CH2CH2CH2OH发生酯化反应的化学方程式为nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OHHOOCCH2CH2COOCH2CH2CH2CH2OH＋(2n-1)H2O。(5)A分子内含有碳碳双键，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，能与溴发生加成反应而使溴的CCl4溶液褪色，也能与HBr发生加成反应；分子内含有羧基，可以与Na2CO3反应生成CO2；A分子内不含醛基，但含有羧基，能与氢氧化铜发生酸碱中和反应；A的分子式为C4H4O4,1 mol A完全燃烧消耗氧气3 mol。答案　(1)加成反应(或还原反应)　HOOCCH2CH2COOH(2)碳碳三键、羟基　1,4-丁二醇(3)(4)nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH＋(2n-1)H2O(5)ac4．(2013·山东理综，33)聚酰胺-66常用于生产帐篷、渔网、降落伞及弹力丝袜等织物，可利用下列路线合成：(1)能与银氨溶液反应的B的同分异构体的结构简式为__________。(2)D的结构简式为___________；①的反应类型为________________。(3)为检验D中的官能团，所用试剂包括NaOH水溶液及_____________。(4)由F和G生成H的反应方程式为______________________。解析　结合题给反应信息及聚酰胺-66的合成路线，推断各物质的分子结构及发生反应的类型，分析、解决相关问题。(1)B的分子式为C4H8O，能与银氨溶液发生反应的B的同分异构体中含有—CHO，则剩余部分基团为—C3H7(即丙基)，而—C3H7的结构有两种：—CH2CH2CH3和—CH(CH3)2，因此符合条件的B的同分异构体的结构简式为CH3CH2CH2CHO和(CH3)2CHCHO。(2)分析C→D→E转化过程中各物质所含官能团的变化可知，C与HCl发生取代反应，生成ClCH2CH2CH2CH2Cl(D)，D再与NaCN发生取代反应生成E，反应①为取代反应。(3)D为ClCH2CH2CH2CH2Cl，分子中含有的官能团为—Cl，可先在NaOH溶液中发生水解反应，再和稀硝酸酸化，最后加入AgNO3溶液，根据生成的白色沉淀确定D中含有氯原子。(4)由题给信息可知，E在H2O、H＋条件下发生水解反应，生成HOOCCH2CH2CH2CH2COOH(F)，E在Ni催化作用下，与H2发生加成反应，生成H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2(G)，F和G发生缩聚反应生成H(聚酰胺-66)。答案　(1)CH3CH2CH2CHO、(CH3)2CHCHO(2)CH2ClCH2CH2CH2Cl　取代反应(3)HNO3、AgNO3溶液(4)nH2N—(CH2)6—NH2＋nHOOC—(CH2)4—COOH―→＋(2n-1)H2OO5．(2015·课标全国Ⅱ，38)聚戊二酸丙二醇酯(PPG)是一种可降解的聚酯类高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的应用前景。PPG的一种合成路线如下：已知；已知：①烃A的相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢②化合物B为单氯代烃；化合物C的分子式为C5H8③E、F为相对分子质量差14的同系物，F是福尔马林的溶质④R1CHO＋R2CH2CHO回答下列问题：(1)A的结构简式为________。(2)由B生成C的化学方程式为_________________________。(3)由E和F生成G的反应类型为________，G的化学名称为________。(4)①由D和H生成PPG的化学方程式为_______________________________________________________________________________________；②若PPG平均相对分子质量为10 000，则其平均聚合度约为________(填标号)。a．48　　　　 b．58　　　　c．76　　　　 d．122(5)D的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构)；①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体②既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，其中核磁共振氢谱显示为3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的是________(写结构简式)；D的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是________(填标号)。a．质谱仪   b．红外光谱仪c．元素分析仪   d．核磁共振仪解析　(1)70÷12＝5……10，则A的分子式为C5H10，因A分子中只有一种化学环境的氢原子，故A为环戊烷，结构简式为。(2)B为单氯代烃，故B为，B转化为C是卤代烃的消去反应，化学方程式为。(3)由题给信息③知E为CH3CHO，F为HCHO，由信息④知生成G的反应式为：CH3CHO＋HCHOHO—CH2—CH2—CHO，G的化学名称为3-羟基丙醛，生成G的反应是加成反应。(4)①由题给转化路线知D为戊二酸(HOOCCH2CH2CH2COOH)，H为HOCH2—CH2—CH2OH，则生成PPG反应的化学方程式为：nHOOCCH2CH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2OH＋(2n-1)H2O。②PPG的链节是，相对质量为172,10 000÷172≈58。(5)D的同分异构体能与饱和NaHCO3溶液反应生成气体，说明分子中含有—COOH；既能发生银镜反应，又能发生皂化反应，说明它是甲酸酯类，符合条件的同分异构体有如下5种：、、、、。其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积比为6∶1∶1的是CHOOCCH3CH3COOH。因同分异构体的分子式相同，则所含元素种类相同；因同分异构体结构不同，故质谱仪中显示的碎片相对质量的大小可能不完全相同，红外光谱仪及核磁共振仪显示的信号也会不同。答案　(1)(2)(3)加成反应　3-羟基丙醛(或β-羟基丙醛)(4)＋(2n-1)H2O　b(5)5　　c6．(2016·江苏六校第一次联考)卡托普利(E)是用于治疗各种原发性高血压的药物，其合成路线如下：(1)A的系统命名为____________，B中官能团的名称是________，B→C的反应类型是________。(2)C→D转化的另一产物是HCl，则试剂X的分子式为________。(3)D在NaOH醇溶液中发生消去反应，经酸化后的产物Y有多种同分异构体，写出同时满足下列条件的物质Y的同分异构体的结构简式：_________、________________________________________________。a．红外光谱显示分子中含有苯环，苯环上有四个取代基且不含甲基b．核磁共振氢谱显示分子内有6种不同环境的氢原子c．能与FeCl3溶液发生显色反应(4)B在氢氧化钠溶液中的水解产物酸化后可以发生聚合反应，写出该反应的化学方程式：_______________________________________。解析　(1)根据流程图，反应①为加成反应，即A中含碳碳双键，结合B的结构可推出A的结构，所以A为2-甲基丙烯酸；B中含羧基、氯原子，B→C即B中羟基被氯原子取代，所以为取代反应。(2)C→D是取代反应，所以X的结构为，分子式为C5H9NO2。(3)Y为，满足条件的同分异构体需含苯环，结合不饱和度，分子中不再含羧基，另外分子中不含甲基，氮原子只能为氨基，含酚羟基，分子内有6种不同环境的氢原子所以分子较对称，则可试写出同分异构体的结构简式：、。(4)B在氢氧化钠溶液中的水解产物酸化后为，可聚合生成。答案　(1)2-甲基丙烯酸　羧基、氯原子　取代反应(2)C5H9NO2(3)(4)＋(n-1)H2O7．(2015·北京海淀一模)高分子材料PET聚酯树脂和PMMA的合成路线如下：已知：Ⅰ.RCOOR′＋R″18OHRCO18OR″＋R′OH(R、R′、R″代表烃基)Ⅱ.(R、R′代表烃基)(1)①的反应类型是________。(2)②的化学方程式为____________________________________。(3)PMMA单体的官能团名称是____________、_____________。(4)F的核磁共振氢谱显示只有一组峰，⑤的化学方程式为___________。(5)G的结构简式为__________________________________。(6)下列说法正确的是________(填字母序号)。a．⑦为酯化反应b．B和D互为同系物c．D的沸点比同碳原子数的烷烃高d．1 mol 与足量NaOH溶液反应时，最多消耗4 mol NaOH(7)J的某种同分异构体与J具有相同官能团，且为顺式结构，其结构简式是________________________________________。(8)写出由PET单体制备PET聚酯并生成B的化学方程式：______。解析　乙烯发生加成反应生成BrCH2CH2Br，B为HOCH2CH2OH，PET单体含有12个碳原子，结合信息Ⅰ可知PET单体为，D为CH3OH。由PMMA可推知单体为CH2===C(CH3)COOCH3，则J为CH2===C(CH3)COOH，G为，由信息Ⅱ可知F为丙酮。(6)反应⑦为CH2===C(CH3)COOH与CH3OH的酯化反应，a正确；B、D官能团的数目不同，不是同系物，b错误；CH3OH呈液态，CH4呈气态，c正确；1 mol 与足量NaOH溶液反应时，最多消耗2 mol NaOH，d错误。答案　(1)加成反应(2)＋2NaOH＋2NaBr(3)碳碳双键　酯基(4)＋O2＋2H2O(5)(6)ac(7)(8)＋