第42讲 生物大分子 合成高分子
[目标速览] 1.列举典型糖类物质,能说明单糖、二糖和多糖的区别与联系,能探究葡萄糖的化学性质,能描述淀粉、纤维素的典型性质。2.辨识蛋白质结构中的肽键,能说明蛋白质的基本结构特点,能判断氨基酸的缩合产物、多肽的水解产物。分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。3.辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯键,能基于氢键分析碱基的配对原理。能说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命遗传的意义。4.对单体和高分子进行相互推断,能分析高分子的合成路线,能写出典型的加聚反应和缩聚反应的化学方程式。5.举例说明塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点,列举重要的合成高分子化合物,说明它们在材料领域中的应用。6.参与营养健康、材料选择与使用、垃圾处理等社会性议题的讨论,并作出有科学依据的判断、评价和决策。
微考点 核心突破
考点1 生物大分子
知|识|梳|理
一、糖类
1.糖类的概念与分类
(1)概念。
从分子结构上看,糖类可定义为________、________和它们的________。
(2)分类(从能否水解及水解后的产物分)。
①多糖:1 mol多糖水解后能生成________________________,如淀粉、纤维素和糖原等。
②低聚糖(或寡糖):1 mol低聚糖水解后能生成________________,如蔗糖、麦芽糖和乳糖等。
③单糖:不能水解的糖,如葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等。
2.葡萄糖与果糖
(1)组成和分子结构。
物质 分子式 结构简式 官能团 二者 关系
葡萄糖 ____________ ______________ ________、 ________ 同分异构体
果糖 ____________ ________________ ______、 ________
(2)葡萄糖的化学性质。
①还原性:能发生________反应和与________________反应。
②加成反应:与H2发生加成反应生成___________________________________________________________。
③酯化反应:葡萄糖中含有________,能与羧酸发生酯化反应。
④发酵成醇:由葡萄糖生成乙醇的化学方程式为___________________________________________________________。
⑤生理氧化反应的化学方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
3.蔗糖与麦芽糖
(1)相似点。
①组成相同,分子式均为__________________,二者互为____________。
②都属于二糖,能发生______________。
(2)不同点。
①官能团不同。
______分子中不含醛基,________分子中含有醛基,能发生银镜反应,能还原新制Cu(OH)2。
②水解产物不同。
蔗糖和麦芽糖发生水解反应的化学方程式分别为___________________________________________________________,
___________________________________________________________。
4.淀粉与纤维素
(1)相似点。
①都属于天然______________,属于多糖,分子式都可表示为__________________。
②都能发生________反应,反应的化学方程式分别为___________________________________________________________,
___________________________________________________________。
③都________发生银镜反应。
(2)不同点。
①通式中________不同。
②________遇碘显蓝色。
二、蛋白质
1.组成和结构
(1)蛋白质属于高分子化合物,基本结构单位是______。
(2)氨基酸的结构:α 氨基酸的通式为____________,既含有________________又含有________________,故氨基酸具有两性。
①与酸反应。
+HCl—→
②与碱反应。
+NaOH—→
氨基酸可以发生分子间脱水生成________。甘氨酸形成二肽的化学方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
2.性质
性质 内容
溶解性 有的蛋白质能溶于水,如________等;有的蛋白质难溶于水,如________等
水解 在________的作用下,最终水解生成________
盐析 向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐(如铵盐、钠盐等)溶液,可使蛋白质的溶解度______而从溶液中______,这种作用叫做盐析
变性 加热、紫外线、放射线、________、________、__________、某些有机物如甲醛、乙醇、苯甲酸等都能使蛋白质变性,产生________现象
显色 反应 含苯环的蛋白质与浓硝酸作用后,呈_______色,因此显色反应通常可用于鉴别蛋白质
灼烧 蛋白质灼烧时有________的气味,可用于蛋白质的鉴别
两性 蛋白质是由多个氨基酸脱水形成的多肽,多肽链两端存在着______基与______基,侧链中也有________基和______基,故有两性,能与酸、碱反应生成盐
3.酶
酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物,其中绝大多数是蛋白质。
酶作催化剂的特点:①______________;②具有高度的________;③反应条件________、不需要______。
三、核酸
1.核酸的概念与分类
2.核酸的组成
(1)核酸可以看成________、________和________通过一定方式结合而成的生物大分子。
(2)核酸的水解和生成。
核苷酸核酸
(3)核酸的组成。
组成 脱氧核糖核酸 (DNA) 核糖核酸 (RNA)
磷酸 都含有
核苷 戊糖 脱氧核糖 核糖
碱基 相同 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶
不同 胸腺嘧啶 尿嘧啶
3.核酸的结构
(1)DNA的结构——DNA分子的双螺旋结构模型。
①DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条链平行盘绕,形成双螺旋结构。
②每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,________排列在内侧。
③两条链上的碱基通过________作用,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,________(G)与胞嘧啶(C)配对,结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则。
(2)RNA以________为基本构成单位,其中的戊糖和碱基与DNA中的不同,核糖替代了脱氧核糖,尿嘧啶替代了胸腺嘧啶。RNA分子一般呈________状结构,比DNA分子小得多。
4.核酸的生物功能
(1)核酸是生物体遗传信息的________。有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息,被称为________。
(2)DNA的作用:决定生物体的一系列性状。
(3)RNA的作用:主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的________信息。
(4)DNA分子复制:亲代DNA分子的两条链解开后作为________模板,在酶的作用下,利用游离的核苷酸各自合成一段与母链互补的子链,最后形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代,并通过控制______的合成来影响生物体的性状。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.淀粉、纤维素的分子式均为(C6H10O5)n,它们是同分异构体。( )
2.蔗糖溶液中加入稀硫酸,水浴加热一段时间,冷却后加入少量新制的氢氧化铜,加热,检验蔗糖水解产生的葡萄糖。( )
3.蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4溶液会变性。( )
4.淀粉、油脂、蛋白质为有机高分子化合物。( )
知|识|拓|展
1.能够发生水解反应的物质归纳
(1)盐类水解。
①强酸弱碱盐水解呈酸性,如CuSO4、NH4NO3、FeCl3、Al2(SO4)3等。
②强碱弱酸盐水解呈碱性,如KF、Na2CO3、K2SiO3、Na[Al(OH)4]等。
③弱酸弱碱盐水解可呈中性,也可能呈酸性或碱性。
如CH3COO-+N+H2OCH3COOH+NH3·H2O(呈中性),N+CN-+H2OHCN+NH3·H2O(呈碱性),N+N+H2OHNO2+NH3·H2O(呈酸性)。
(2)卤化物水解生成酸。
PCl3+3H2O===H3PO3+3HCl,
PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl,
BrCl+H2O===HCl+HBrO。
(3)金属氮化物水解生成金属氢氧化物和氨气。
Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑。
(4)金属碳化物水解生成金属氢氧化物和烃类物质。
Al4C3+12H2O—→4Al(OH)3+3CH4↑,
CaC2+2H2O—→Ca(OH)2+CH≡CH↑。
(5)卤代烃的水解(碱性介质中)。
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。
(6)酯类水解。
①在酸性介质中生成酸和醇。
RCOOCH2R'+H2ORCOOH+R'CH2OH。
②在碱性介质中生成盐和醇。
RCOOCH2R'+NaOHRCOONa+R'CH2OH。
(7)糖类的水解。
①在酸性介质中低聚糖水解生成单糖。
②在酸性介质中多糖水解生成单糖。
(8)蛋白质的水解。
在酶的作用下生成氨基酸。
2.蛋白质盐析和变性的比较
盐析 变性
内涵 加入一定浓度的某些无机盐溶液,使蛋白质因溶解度降低而析出 在某些物理或化学因素的影响下,蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象
条件 较浓的轻金属盐或铵盐溶液,如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等
特点 可逆,蛋白质仍保持原有活性 不可逆,蛋白质已失去原有活性
应用 分离、提纯蛋白质,如向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液,使蛋白质析出 消毒、灭菌,给果树施用波尔多液,保存动物标本等
知|识|对|练
角度一 糖类、油脂、氨基酸、蛋白质
1.民以食为天,《黄帝内经》说:“五谷为养,五果为助,五畜为溢,五菜为充。”下列说法正确的是( )
A.“五谷”中富含淀粉,淀粉是天然高分子
B.“五果”中富含糖类,其中的葡萄糖、蔗糖都能发生水解反应
C.“五畜”中富含油脂和蛋白质,它们的组成元素相同
D.“五菜”中富含纤维素,纤维素不属于糖类物质
2.(2025·攀枝花模拟)某同学为了检验纤维素的水解产物是否为葡萄糖,他将纤维素与70%的硫酸共热后加入新制的Cu(OH)2并加热煮沸,无砖红色沉淀生成,下列解释正确的是( )
A.纤维素水解产物中无葡萄糖
B.使用的硫酸过浓只发生了脱水反应
C.由于水解后的混合液中含有H2SO4,所以见不到砖红色沉淀
D.加热时间不够长,所以见不到砖红色沉淀
3.中科院院士研究发现,纤维素可在低温下溶于NaOH溶液,恢复至室温后不稳定,加入尿素可得到室温下稳定的溶液,为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法错误的是( )
A.纤维素是自然界分布广泛的一种多糖
B.纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
C.NaOH提供OH-破坏纤维素链之间的氢键
D.低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解性
4.天然油脂结构的核心为甘油
[HOCH2CH(OH)CH2OH],有一瘦身用的非天然油脂,其结构的核心则为蔗糖(C12H22O11)。该非天然油脂可由直链形的不饱和油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应而得,其反应示意图如下(注意:图中的反应式不完整)。
下列说法正确的是( )
A.蔗糖酯也是高级脂肪酸的甘油酯,属于油脂类物质
B.该非天然油脂是高分子化合物
C.该非天然油脂不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.该蔗糖酯在稀硫酸的作用下完全水解,最终可生成三种有机化合物
5.2024年诺贝尔化学奖授予在蛋白质设计和蛋白质结构预测领域作出贡献的科学家。如图所示为蛋白质的一级、二级、三级、四级结构,下列说法不正确的是( )
A.蛋白质一级结构是氨基酸通过肽键有规律地连接形成多肽链
B.蛋白质二级结构是多肽链上的碱基通过氢键作用形成的特定的空间结构,常见形式有α 螺旋和β 折叠
C.蛋白质三级结构是在二级结构的基础上,由同一条多肽链中的氨基酸残基之间形成氢键等相互作用使多肽链进一步折叠卷曲形成
D.蛋白质四级结构是由一条具有特定三级结构的多肽链通过非共价键结合形成多聚体
角度二 核酸的结构与性质
6.核酸是生命的基础物质,是病毒的“身份证”。下列说法正确的是( )
A.核酸是核蛋白的非蛋白部分,也是由氨基酸残基组成的
B.核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基
C.核酸、核糖核苷酸都是高分子化合物
D.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用
7.图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段,它的碱基中胞嘧啶的结构如图2,下列说法正确的是( )
A.脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
B.2 脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物,都能发生银镜反应
C.胞嘧啶的分子式为C4H5N3O,含有的官能团是氨基和肽键
D.脱氧核糖核酸由磷酸、2 脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成
考点2 合成高分子
知|识|梳|理
一、有机高分子化合物
1.有机高分子化合物的特点
(1)相对分子质量只是一个平均值,一般高达104以上。
(2)由若干个低分子化合物聚合而成,由各种相对分子质量不等的高分子链组成的混合物。
(3)每个分子都是由若干个重复结构单元组成。
2.高分子化合物的组成
(1)单体:能够进行聚合反应形成高分子化合物的小分子化合物。
(2)链节:高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单元。
(3)聚合度:高分子链中含有链节的数目。
3.合成高分子化合物的基本反应
(1)加成聚合反应。
①概念:由含有________等不饱和键的有机物分子以________的形式结合成高分子化合物的反应,简称加聚反应。
②加聚反应方程式的书写。
a.乙烯的加聚反应:___________________________________________________________。
b.1,3 丁二烯的加聚反应:___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)缩合聚合反应。
①概念:有机小分子单体间反应生成高分子化合物,同时产生______________的反应,简称缩聚反应。
②缩聚反应方程式的书写。
a.羟基酸的缩聚。
如CH3CH(OH)COOH缩聚反应的化学方程式为___________________________________________________________。
b.多元醇与多元酸的缩聚。
如乙二酸与乙二醇的缩聚,化学方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
二、有机合成
1.有机合成的任务
2.有机合成的原则
(1)起始原料要________、________、低毒性、低污染。
(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。
(3)原子经济性高,具有较高的产率。
(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
3.常见的合成路线
(1)一元合成路线。
R—CH==CH2—→R—CH2—CH2X—→
R—CH2—CH2OH—→R—CH2—CHO—→
R—CH2—COOH—→R—CH2—COOR'
有关反应的化学方程式依次为
___________________________________________________________,
___________________________________________________________,
___________________________________________________________,
___________________________________________________________,
___________________________________________________________。
(2)二元合成路线。
CH2==CH2—→CH2X—CH2X—→
HO—CH2—CH2—OH—→OHC—CHO—→HOOC—COOH—→ROOC—COOR
有关反应的化学方程式依次为
___________________________________________________________,
___________________________________________________________,
___________________________________________________________,
___________________________________________________________,
___________________________________________________________。
4.有机合成中,特别是含有多个官能团的有机物,当需要某一官能团反应或拼接碳链时,其他官能团或者被破坏或者首先反应,需要把分子中某些官能团用恰当的方法保护起来,在适当的时候再将其转变回来,称为官能团保护。
5.分析有机合成中官能团的引入、消除及转化时,既要注意反应条件及各类有机物的结构是否符合相应官能团的转化要求,同时还要考虑对其他官能团的影响及官能团的保护。
三、解有机推断的一般方法
1.找已知条件最多、信息量最大的内容。这些信息可以是化学反应、有机物性质、反应条件、实验现象、官能团的结构特征、变化前后的碳链或官能团间的差异、数据上的变化等。
2.根据数据进行推断。数据往往起突破口的作用,常用来确定有机物的分子式、官能团的种类、位置和数目以及碳链结构。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.聚乙烯为纯净物。( )
2.聚氯乙烯塑料可用于包装食品。( )
3.高聚物的链节和单体的组成相同、结构不同。( )
4.缩聚反应生成的小分子的化学计量数为(n-1)。( )
知|识|拓|展
单体与高聚物的互推规律
聚合时找准结合点,反推单体时找准分离处,结合点即为分离处。
1.由单体推断高聚物及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,n写后面”。如
(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,n写后面”。如
(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,n写后面”。如
nCH2==CH2+
2.由高聚物推导单体的方法
(1)加聚产物单体的判断方法。
①凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将两个半键闭合即得对应单体。
②凡链节主链有四个碳原子(无其他原子),且链节无双键的聚合物,其单体必为两种,在主链中央画线断开,然后两键闭合即得对应单体。如
的单体为CH2==CH2和
(2)缩聚产物单体的判断方法。
①酯类高聚物中含有“”,它的单体有两种,从中间断开,恢复为,—O—恢复为—OH。如
的单体为和HOCH2CH2OH。
②酰胺类高聚物中含有“”,在亚氨基上加氢,羰基碳原子上加羟基,即得高聚物单体。
如的单体是H2N—CH2—COOH和
H2N—CH2CH2COOH。
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角度三 合成有机高分子化合物的性质和用途
8.有机化合物在生活中无处不在。下列说法中正确的是( )
A.食品包装材料聚乙烯(PE)因发生加成反应而易老化
B.用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂属于功能高分子材料
C.“电木”的主要成分是酚醛树脂,它是由苯酚和甲醛组成的混合物
D.塑料、纤维和橡胶都属于合成材料
9.尼龙66是一种重要的合成纤维,是由己二酸[HOOC(CH2)4COOH]和己二胺
[H2N(CH2)6NH2]在一定条件下聚合而成。下列有关叙述中不正确的是( )
A.合成尼龙66和聚乙烯的反应类型相同
B.尼龙66是线型结构高分子,耐磨性和强度较高
C.尼龙66的结构简式:
D.尼龙66的化学性质稳定,能发生氧化反应、水解反应
角度四 单体的判断
10.一种聚合物PHA的结构简式如下,下列说法不正确的是( )
A.PHA的重复单元中有两种官能团
B.PHA可通过单体缩聚合成
C.PHA在碱性条件下可发生降解
D.PHA中存在手性碳原子
11.下列高分子材料制备方法正确的是( )
A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B.聚四氟乙烯( CF2—CF2 )由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙66()由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备
12.(2025·鹰潭模拟)凯夫拉是一种高强度、耐腐蚀的芳纶纤维,军事上称为“装甲卫士”,但长期浸渍在强酸或强碱中其强度有所下降。下表中是凯夫拉的两种结构:
名称 结构简式
芳纶1313
芳纶1414
下列说法不正确的是( )
A.“芳纶1313”和“芳纶1414”互为同分异构体
B.“芳纶1313”“芳纶1414”中数字表示苯环上取代基的位置
C.凯夫拉在强酸或强碱中强度下降,可能与“”的水解有关
D.以和为原料制备芳纶1414的反应为缩聚反应
考点3 有机高分子材料
知|识|梳|理
一、高分子材料的分类
高分子材料按用途和性能可分为________材料(包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等)和____________材料(包括高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等)等类别。
二、通用高分子材料
(一)塑料
(1)改善塑料性能的加工助剂:为提高柔韧性加入______剂,为提高耐热性加入________剂,为赋予它各种漂亮的颜色加入着色剂……
(2)分类。
1.聚乙烯
高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的对比。
比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯
聚合反应条件 150 MPa~300 MPa,200 ℃左右,使用______剂 0.1 MPa~2 MPa,60~100 ℃,使用______剂
高分子链的结构 含有较多支链 支链较少
密度/(g·cm-3) 0.91~0.93 0.94~0.97
软化温度/℃ 105~120 120~140
主要性能 无毒,较柔软 无毒,较硬
2.酚醛树脂
(1)定义:酚醛树脂是____(如苯酚)与____(如甲醛)在________的催化下相互缩合而成的高分子。
(2)合成。
①在酸催化下,等物质的量的苯酚与甲醛反应生成线型结构的高分子。其反应方程式为
___________________________________________________________,
___________________________________________________________。
总反应为 n+nHCHO+(n-1)H2O
②在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应,生成__________、__________、__________等,然后加热继续反应,生成网状结构的酚醛树脂。
3.脲醛树脂
可以用尿素(H2NCONH2)与甲醛发生缩聚反应合成,其化学方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(二)合成纤维
1.纤维的分类
纤维
(1)合成纤维:以________________________等为原料,将其转化为单体,再经过聚合反应而得到的纤维。其原料本身________。
(2)再生纤维:以木材、秸秆等农副产品为原料,经过加工处理得到的纤维。
(3)六纶包括:______、______、______、______、______、______。
其性能具有______高、______好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点,除维纶外,其他合成纤维的______性和透气性明显不足。
2.常见合成纤维的合成
(1)聚酯纤维:涤纶——聚对苯二甲酸乙二酯纤维。
合成方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)聚酰胺纤维。
①聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)
合成方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
②高强度芳纶纤维合成:
+
+(2n-1)H2O。
3.几种纤维的性质
灼烧情况 受酸溶液 的影响 受碱溶液 的影响
纯棉布 灼烧后呈粉状,无异味 破碎 变化很小
羊毛 有烧焦羽毛气味,灼烧后成灰状 变化很小 断裂
合成纤维 灰烬成硬块 不变化 不变化
(三)合成橡胶
1.天然橡胶
天然橡胶的单体为异戊二烯(即2 甲基 1,3 丁二烯),合成反应方程式为
—→
2.合成橡胶
(1)优良性能有耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等。
(2)顺丁橡胶合成方程式为
________。
(3)橡胶的硫化。
将线型结构的橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的______打开,以__________________等把线型结构连接为网状结构,得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
三、功能高分子材料
常见功能高分子材料有高分子分离膜、高分子催化剂、磁性高分子、记忆高分子、高吸水性材料、医用高分子材料、高分子药物等。
1.高吸水性树脂
(1)改进思路:一是改造纤维素或淀粉分子,接入________基团;二是合成新的带有______________的高分子。
(2)合成方法。
①淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在它们的主链上再接入带有________基团的支链,以提高它们的吸水能力。如淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生共聚后与交联剂反应生成具有网状结构的淀粉 聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
②用带有______基团的烯类单体进行聚合,得到亲水基团的高聚物。如在丙烯酸钠中加入少量交联剂,在一定条件下发生聚合,得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。聚丙烯酸钠的结构简式为______________。
2.高分子分离膜
(1)原理:分离膜一般只允许________及一些______物质通过,其余物质则被截留在膜的另一侧,形成浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)分类:分离膜根据膜孔大小分为________、________、________和________等。
(3)应用:高分子分离膜已广泛用于________和________的制取,以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.棉花、羊毛属于天然高分子材料。( )
2.含有碳、氢元素的化合物称为烃。( )
3.属于芳香烃。( )
4.化学纤维分为再生纤维和合成纤维。( )
知|识|对|练
角度五 有机高分子材料
13.现代以石油化工为基础的三大合成材料是( )
①合成氨 ②合成塑料 ③合成盐酸
④合成橡胶 ⑤合成尿素 ⑥合成纤维
⑦合成洗涤剂
A.①④⑦ B.②④⑥
C.①③⑤ D.④⑤⑥
14.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时,都要加入交联剂。下列说法错误的是( )
A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为体型结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为体型结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
微充电 素养提升
一手考情——创新情境素材,加强信息的提取与应用
【考情归纳】
近年出现命题角度新、背景前沿的试题,如考查超分子知识,涉及更多的考点——有机化学、物质结构,反应原理等,这种题往往背景新颖,起点高,落点低,只要考生克服恐惧心理,找出化学本质,即可轻松作答。
【母题1】 (2024·黑吉辽卷)环六糊精(D 吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
【母题2】 (2024·湖北卷)科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”,能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是( )
芳烃 芘 并四苯 蒄
结构
结合常数 385 3 764 176 000
A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子
B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同
C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘
D.芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合
微真题 把握方向
考向一 糖类、油脂、氨基酸、蛋白质、核酸
1.(2024·广东卷)我国饮食注重营养均衡,讲究“色香味形”。下列说法不正确的是( )
A.烹饪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖属于二糖
B.新鲜榨得的花生油具有独特的油香,油脂属于芳香烃
C.凉拌黄瓜加醋使其具有可口的酸味,食醋中含有极性分子
D.端午时节用棕叶将糯米包裹成形,糯米中的淀粉可水解
2.(2024·湖南卷)组成核酸的基本单元是核苷酸,如图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是( )
A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸在一定条件下既可以与酸反应,又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
3.(2024·北京卷)下列说法不正确的是( )
A.葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应
B.核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
C.由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
D.向饱和的NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析
考向二 高分子材料
4.(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
考向三 有机合成
5.(2024·全国甲卷)我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.PLA在碱性条件下可发生降解反应
B.MP的化学名称是丙酸甲酯
C.MP的同分异构体中含羧基的有3种
D.MMA可加聚生成高分子
6.(2024·甘肃卷)曲美托嗪是一种抗焦虑药,合成路线如图所示,下列说法错误的是( )
A.化合物Ⅰ和Ⅱ互为同系物
B.苯酚和(CH3O)2SO2在条件①下反应得到苯甲醚
C.化合物Ⅱ能与NaHCO3溶液反应
D.曲美托嗪分子中含有酰胺基团
7.(2024·江苏卷)化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是( )
A.X分子中所有碳原子共平面
B.1 mol Y最多能与1 mol H2发生加成反应
C.Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D.Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
8.(2024·浙江卷1月)制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下:
XC2H4Br2YMC6H10O3
下列说法不正确的是( )
A.试剂a为NaOH乙醇溶液
B.Y易溶于水
C.Z的结构简式可能为
D.M分子中有3种官能团
9.(2024·浙江卷6月)丙烯可发生如下转化(反应条件略):
下列说法不正确的是( )
A.产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构)
B.H+可提高Y→Z转化的反应速率
C.Y→Z过程中,a处碳氧键比b处更易断裂
D.Y→P是缩聚反应,该工艺有利于减轻温室效应
10.(2024·北京卷)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用CO2为原料可以合成新型可降解高分子P,其合成路线如下。
已知:反应①中无其他产物生成。
下列说法不正确的是( )
A.CO2与X的化学计量数比为1∶2
B.P完全水解得到的产物的分子式和Y的分子式相同
C.P可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构
D.Y通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解
第42讲 生物大分子 合成高分子
微考点·核心突破
考点1
知识梳理
一、1.(1)多羟基醛 多羟基酮 脱水缩合物
(2)①10 mol以上单糖 ②2~10 mol单糖
2.(1)C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO —OH —CHO C6H12O6 CH2OH(CHOH)3COCH2OH —OH
(2)①银镜 新制Cu(OH)2 ②己六醇 ③醇羟基
④2C2H5OH+2CO2↑
⑤+6O26CO2+6H2O
3.(1)①C12H22O11 同分异构体 ②水解反应
(2)①蔗糖 麦芽糖 ②+H2O+
+H2O
4.(1)①有机高分子 (C6H10O5)n ②水解
+nH2O
+nH2O
③不能 (2)①n值 ②淀粉
二、1.(1)氨基酸 (2) 氨基(—NH2)
羧基(—COOH) ②二肽或多肽
—→
2.鸡蛋清 丝、毛 酸、碱或酶 氨基酸 降低 析出 强酸 强碱 重金属盐 凝聚 黄 烧焦羽毛 氨 羧 氨 羧
3.①催化效率高 ②专一性 ③温和 加热
三、1.核苷酸 脱氧核糖核酸 核糖核酸
2.(1)磷酸 戊糖 碱基
3.(1)②碱基 ③氢键 鸟嘌呤 (2)核苷酸 单链
4.(1)载体 基因 (3)遗传 (4)母链 蛋白质
思维辨析
1.× 提示:淀粉、纤维素的分子式中n值不同,它们分子式不同,不是同分异构体。
2.× 提示:应在冷却后的溶液中加入碱调至呈碱性,才能加入新制的氢氧化铜检验葡萄糖,否则加入的新制氢氧化铜与稀硫酸反应。
3.× 提示:蛋白质溶液中加入重金属盐能使蛋白质变性,加入浓的轻金属盐和铵盐使蛋白质盐析。
4.× 提示:油脂为小分子,淀粉、蛋白质为有机高分子化合物。
知识对练
1.A 解析 谷类包括玉米、小麦、水稻,其主要成分为淀粉,属于天然高分子化合物,A项正确;葡萄糖不能水解,B项错误;畜类包括鸡、鸭、鹅等,富含油脂和蛋白质,油脂和蛋白质的组成元素是不同的,C项错误;菜类富含纤维素,纤维素属于糖类,D项错误。
2.C 解析 葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应必须在碱性环境下发生,因而纤维素水解后应先加入NaOH溶液中和硫酸,再和新制的Cu(OH)2反应。
3.D 解析 纤维素是一种多糖,广泛存在于各类植物中,A项正确;纤维素分子中含有羟基,羟基之间形成氢键,纤维素与H2O之间不易形成氢键,故导致纤维素难溶于水,B项正确;氢氧化钠中的OH-能有效破坏纤维素分子内和分子间的氢键,从而促进纤维素的溶解,C项正确;低温下纤维素可溶于氢氧化钠溶液,而恢复至室温后不稳定,所以低温增强了纤维素在氢氧化钠溶液中的溶解性,D项错误。
4.D 解析 蔗糖酯是由高级脂肪酸与蔗糖形成的酯,而油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的甘油酯,故蔗糖酯不属于油脂类物质,A项错误;虽然该非天然油脂的相对分子质量较大,但不是高分子化合物,B项错误;该非天然油脂可由直链形的不饱和油酸和蔗糖发生酯化反应而得,其中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,C项错误;该蔗糖酯在稀硫酸作用下水解生成不饱和油酸和蔗糖,而蔗糖还可水解生成葡萄糖和果糖,因此该蔗糖酯最终水解产物为不饱和油酸、葡萄糖和果糖,D项正确。
5.D 解析 由题图分析可知,蛋白质的形成过程为氨基酸脱水缩合形成多肽链(一级结构)、多肽链盘绕或折叠形成特定的空间结构(二级结构)、二级结构进一步盘曲折叠形成更复杂的空间结构(三级结构)、多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用(如氢键等)排列组装,形成蛋白质的四级结构,综上所述,D项错误。
6.D 解析 核酸是由磷酸、戊糖和碱基通过一定的方式结合而成的,A项错误;核酸水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基,B项错误;核酸是高分子化合物,但核糖核苷酸不是高分子化合物,C项错误;核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,分别是RNA和DNA,二者共同对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用,D项正确。
7.D 解析 脱氧核糖核酸中含有C—C键,为非极性键,A项错误;2 脱氧核糖为环状,与葡萄糖结构不同,二者不是同系物,B项错误;由结构简式可知,胞嘧啶分子中含有肽键、氨基和碳碳双键等官能团,C项错误;由结构简式可知,磷酸、2 脱氧核糖和碱基可通过取代、加成反应等生成脱氧核糖核酸,D项正确。
考点2
知识梳理
一、2.(3)单体 链节 聚合度
3.(1)①双键、三键 加成反应
②a.nCH2==CH2 CH2—CH2
b.nCH2==CH—CH==CH2 CH2—CH==CH—CH2
(2)①小分子副产物
②a.+(n-1)H2O
b.nHOOC—COOH+nHOCH2CH2OH
HO OCCOOCH2CH2O H+(2n-1)H2O
二、1.碳骨架 官能团
2.(1)廉价 易得
3.(1)R—CH==CH2+HXR—CH2—CH2X
R—CH2—CH2X+NaOHR—CH2—CH2OH+NaX
2R—CH2—CH2OH+O22R—CH2—CHO+2H2O
2R—CH2—CHO+O22R—CH2COOH
R—CH2—COOH+R'OHR—CH2—COOR'+H2O
(2)CH2==CH2+X2—→CH2X—CH2X
CH2X—CH2X+2NaOHHO—CH2—CH2—OH+2NaX
HO—CH2—CH2—OH+O2OHC—CHO+2H2O
OHC—CHO+O2HOOC—COOH
HOOC—COOH+2ROHROOC—COOR+2H2O
思维辨析
1.× 提示:聚乙烯( CH2—CH2 )因n值不同而含有不同的分子,聚乙烯为混合物。
2.× 提示:聚氯乙烯塑料中常含有对人体有害的增塑剂,不能用于包装食品。
3.× 提示:同类单体形成的加聚产物的链节和单体的组成相同、结构不同,不同单体形成的加聚产物和缩聚产物的单体和链节组成不同。
4.× 提示:缩聚反应生成的小分子的化学计量数与单体的数量有关,一种单体时为(n-1),两种单体时为(2n-1)。
知识对练
8.B 解析 聚乙烯中不存在双键,聚乙烯塑料的老化是由于长链断裂等原因引起的,A项错误;酚醛树脂是苯酚和甲醛发生缩聚反应的产物,C项错误;合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶,纤维、橡胶有的是天然有机高分子化合物,不属于合成材料,D项错误。
9.A 解析 1个己二酸分子中含2个—COOH,1个己二胺分子中含2个—NH2,二者发生缩聚反应生成尼龙66,聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成,A项错误;尼龙66属于合成纤维,是线型结构高分子,具有耐磨性和强度高等优良性能,B项正确;结合缩聚反应机理及合成单体的结构推知,尼龙66的结构简式为,C项正确;尼龙66分子中含有,一定条件下可发生水解反应,D项正确。
10.A 解析 PHA的重复单元中只含有酯基一种官能团,A项错误;由PHA的结构可知其为聚酯,由单体缩聚合成,B项正确;PHA为聚酯,碱性条件下可发生降解,C项正确;PHA的重复单元中只连有1个甲基的碳原子为手性碳原子,D项正确。
11.B 解析 聚乳酸由乳酸()经缩聚反应制备,A项错误;尼龙66由己二胺[H2N—(CH2)6—NH2]和己二酸[HOOC—(CH2)4—COOH]经缩聚反应制备,C项错误;聚乙烯醇由聚乙酸乙烯酯经水解反应(或取代反应)制备,D项错误。
12.A 解析 “芳纶1313”和“芳纶1414”都是高分子,n值不一定相同,所以它们不互为同分异构体,A项错误;“芳纶1313”是指苯环上1、3位置被取代,“芳纶1414”是指苯环上1、4位置被取代,B项正确;可水解成—COOH、—NH2,在强酸或强碱中水解程度增大,故芳纶纤维的强度在强酸或强碱中下降,C项正确;和反应生成和HX,属于缩聚反应,D项正确。
考点3
知识梳理
一、通用高分子 功能高分子
二、(一)(1)增塑 热稳定 (2)热塑性 热固性
1.引发 催化 2.(1)酚 醛 酸或碱
(2)①+
n+(n-1)H2O
②羟甲基苯酚 二羟甲基苯酚 三羟甲基苯酚
3.nH2NCONH2+nHCHOH NHCONHCH2 OH+(n-1)H2O
(二)1.天然 化学 (1)石油、天然气、煤和农副产品 不是纤维
(3)涤纶 锦纶 腈纶 丙纶 维纶 氯纶 强度 弹性 吸湿
2.(1)+nHOCH2CH2OH
+(2n-1)H2O
(2)①nH2N—(CH2)6—NH2+nHOOC(CH2)4COOH+(2n-1)H2O
(三)2.(2) (3)双键 二硫键(—S—S—)
三、1.(1)强亲水 强亲水基团 (2)①强亲水 ②强亲水
2.(1)水 小分子 (2)微滤膜 超滤膜 纳滤膜 反渗透膜
(3)海水淡化 饮用水
思维辨析
1.√ 2.× 3.× 4.√
知识对练
13.B
14.D 解析 顺丁橡胶和高吸水性树脂都是体型结构,都不溶于水,D项错误。
微充电·素养提升
母题1 B 解析 1 mol糖水解后能产生2~10 mol单糖的称为寡糖,由图1环六糊精的结构可知,1 mol环六糊精水解产生6 mol D 吡喃葡萄糖,故环六糊精属于寡糖,A项正确;只有分子的尺寸大小适配环六糊精的空腔大小时才能被环六糊精包合形成超分子,B项错误;由图3加入环六糊精后生成96%的对氯苯甲醚知,图2中甲氧基对位暴露在反应环境中,C项正确;环六糊精腔外极性较大,腔内极性较小,由“相似相溶”及环六糊精含较多羟基,可与水形成氢键而易溶于水知,可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚,D项正确。
母题2 B 解析 “分子客车”能装载多种稠环芳香烃,故芳烃与“分子客车”通过分子间作用力形成分子聚集体——超分子,A项正确;“分子客车”的长为2.2 nm、高为0.7 nm,从长的方向观察,有与并四苯分子适配的结构,从高的方向观察则缺少合适结构,故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性,B项错误;芘与“分子客车”的中间部分结构大小适配,故从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘,C项正确;芘、并四苯、蒄中π电子数逐渐增多,与“分子客车”的结合常数逐渐增大,而结合常数越大越稳定,故芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”结合,D项正确。
微真题·把握方向
1.B 解析 蔗糖属于二糖,1 mol蔗糖水解可得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖,A项正确;油脂主要是高级脂肪酸和甘油形成的酯,不属于芳香烃,B项错误;食醋中含有CH3COOH、H2O等多种物质,CH3COOH、H2O均为极性分子,C项正确;糯米中的淀粉可水解,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,D项正确。
2.A 解析 脱氧核糖核酸(DNA)的戊糖为脱氧核糖,碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,核糖核酸(RNA)的戊糖为核糖,碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶,两者的碱基不完全相同,戊糖不同,A项错误;碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸,核苷酸缩合聚合可以得到核酸,如图:核苷酸核酸,B项正确;核苷酸中的磷酸基团能与碱反应,碱基与酸反应,因此核苷酸在一定条件下既可以与酸反应,又可以与碱反应,C项正确;核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对,DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则,D项正确。
3.C 解析 葡萄糖氧化生成CO2和H2O是放热反应,在人体内葡萄糖缓慢氧化成CO2和H2O为人体提供能量,A项正确;核酸是一种生物大分子,分析核酸水解的产物可知,核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物,核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷,核苷进一步水解得到戊糖和碱基,故核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,B项正确;氨基乙酸的结构简式为H2NCH2COOH,形成的二肽的结构简式为H2NCH2CONHCH2COOH,该二肽中含1个氨基、1个羧基和1个肽键,C项错误;鸡蛋清溶液为蛋白质溶液,NaCl溶液属于轻金属盐溶液,向饱和NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液,蛋白质发生盐析,D项正确。
4.B 解析 线型聚乙烯塑料具有热塑性,受热易软化,A项正确;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项错误;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项正确;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项正确。
5.C 解析 根据PLA的结构简式,聚乳酸是其分子中的羧基与另一分子中的羟基发生聚合反应得到的,含有酯基,可以在碱性条件下发生降解反应,生成相应的羧酸盐和醇,A项正确;根据MP的结构简式,MP可视为丙酸和甲醇发生酯化反应得到的,因此其化学名称为丙酸甲酯,B项正确;MP的同分异构体中,含有羧基的有2种,分别为正丁酸和异丁酸,C项错误;MMA中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高分子,D项正确。
6.A 解析 化合物Ⅰ中含有的官能团有羧基、酚羟基,化合物Ⅱ中含有的官能团有羧基、醚键,官能团种类不同,化合物Ⅰ和化合物Ⅱ不互为同系物,A项错误;根据题中流程可知,化合物Ⅰ中的酚羟基与SO2反应生成醚,故苯酚和SO2在条件①下反应得到苯甲醚,B项正确;化合物Ⅱ中含有羧基,可以与NaHCO3溶液反应,C项正确;由曲美托嗪的结构简式可知,曲美托嗪中含有的官能团为酰胺基、醚键,D项正确。
7.D 解析 X中饱和C原子sp3杂化形成4个单键,具有类似甲烷的四面体结构,所有碳原子不可能共平面,A项错误;Y中含有1个羰基和1个碳碳双键,因此1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应,B项错误;Z中含有碳碳双键,可以与Br2的CCl4溶液反应,C项错误;Y、Z中均含有碳碳双键,可以使酸性KMnO4溶液褪色,D项正确。
8.A 解析 X可与溴的四氯化碳溶液反应生成C2H4Br2,可知X为乙烯;C2H4Br2发生水解反应生成HOCH2CH2OH,在浓硫酸、加热条件下与Z发生反应生成单体M,结合Q可反推知单体M为CH2==C(CH3)COOCH2CH2OH;则Z为;根据分析可知,1,2 二溴乙烷发生水解反应,反应所需试剂为NaOH水溶液,A项错误;根据分析可知,Y为HOCH2CH2OH,含羟基,可与水分子间形成氢键,增大在水中的溶解度,B项正确;根据分析可知,Z的结构简式可能为,C项正确;M的结构简式为CH2==C(CH3)COOCH2CH2OH,含碳碳双键、酯基和羟基3种官能团,D项正确。
9.D 解析 丙烯与HOCl发生加成反应得到M,M有CH3—CHCl—CH2OH和CH3—CHOH—CH2Cl 2种可能的结构,A项正确;在Ca(OH)2环境下脱去HCl生成物质Y(),Y在H+环境水解引入羟基再脱H+得到主产物Z,故其可提高Y→Z转化的反应速率,B项正确;从题干部分可看出,是a处碳氧键断裂,故a处碳氧键比b处更易断裂,C项正确;Y→P是CO2与Y发生加聚反应,没有小分子生成,不是缩聚反应,该工艺有利于消耗CO2,减轻温室效应,D项错误。
10.B 解析 结合已知信息,通过对比X、Y的结构可知CO2与X的化学计量数比为1∶2,A项正确;P完全水解得到的产物的结构简式为,分子式为C9H14O3,Y的分子式为C9H12O2,二者分子式不相同,B项错误;P的支链上有碳碳双键,可进一步交联形成网状结构,C项正确;Y通过碳碳双键加聚得到的高分子主链主要为长碳链,难以降解,D项正确。(共145张PPT)
第42讲
大单元八 有机化合物
生物大分子 合成高分子
目
标
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1.列举典型糖类物质，能说明单糖、二糖和多糖的区别与联系，能探究葡萄糖的化学性质，能描述淀粉、纤维素的典型性质。2.辨识蛋白质结构中的肽键，能说明蛋白质的基本结构特点，能判断氨基酸的缩合产物、多肽的水解产物。分析说明氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。3.辨识核糖核酸、脱氧核糖核酸中的磷酯键，能基于氢键分析碱基的配对原理。能说明核糖核酸、脱氧核糖核酸对于生命
目
标
速
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遗传的意义。4.对单体和高分子进行相互推断，能分析高分子的合成路线，能写出典型的加聚反应和缩聚反应的化学方程式。5.举例说明塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点，列举重要的合成高分子化合物，说明它们在材料领域中的应用。6.参与营养健康、材料选择与使用、垃圾处理等社会性议题的讨论，并作出有科学依据的判 断、评价和决策。
考点1 生物大分子
微考点/核心突破
第一部分
一、糖类
1.糖类的概念与分类
(1)概念。
从分子结构上看，糖类可定义为__________、___________和它们的
______________。
(2)分类(从能否水解及水解后的产物分)。
①多糖：1 mol多糖水解后能生成________________，如淀粉、纤维素和糖原等。
多羟基醛
多羟基酮
脱水缩合物
10 mol以上单糖
②低聚糖(或寡糖)：1 mol低聚糖水解后能生成______________，如蔗糖、麦芽糖和乳糖等。
③单糖：不能水解的糖，如葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖等。
2.葡萄糖与果糖
(1)组成和分子结构。
2~10 mol单糖
物质 分子式 结构简式 官能团 二者
关系
葡萄糖 ________ ______________________ _____________、 ______________
同分异构体
果糖 ________ __________________________ _____________、 ______________
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH
—CHO
C6H12O6
CH2OH(CHOH)3COCH2OH
—OH
(2)葡萄糖的化学性质。
①还原性：能发生_________反应和与______________反应。
②加成反应：与H2发生加成反应生成________。
③酯化反应：葡萄糖中含有__________，能与羧酸发生酯化反应。
④发酵成醇：由葡萄糖生成乙醇的化学方程式为
___________________________。
⑤生理氧化反应的化学方程式为_____________________________。
银镜
新制Cu(OH)2
己六醇
醇羟基
3.蔗糖与麦芽糖
(1)相似点。
①组成相同，分子式均为__________，二者互为_____________。
②都属于二糖，能发生____________。
(2)不同点。
①官能团不同。
_______分子中不含醛基，_________分子中含有醛基，能发生银镜反应，能还原新制Cu(OH)2。
C12H22O11
同分异构体
水解反应
蔗糖
麦芽糖
②水解产物不同。
蔗糖和麦芽糖发生水解反应的化学方程式分别为
____________________________________________，
____________________________________________。
4.淀粉与纤维素
(1)相似点。
①都属于天然_____________________，属于多糖，分子式都可表示为______________。
②都能发生___________反应，反应的化学方程式分别为
______________________________________，
_______________________________________。
有机高分子
(C6H10O5)n
水解
③都________发生银镜反应。
(2)不同点。
①通式中_______不同。
②_________遇碘显蓝色。
不能
n值
淀粉
氨基酸
氨基(—NH2)
羧基(—COOH)
氨基酸可以发生分子间脱水生成_____________。甘氨酸形成二肽的
化学方程式为_______________________________________________
_____________________________________________。
二肽或多肽
2.性质
性质 内容
溶解性 有的蛋白质能溶于水，如_______等；有的蛋白质难溶于水，如________等
水解 在____________的作用下，最终水解生成_________
鸡蛋清
丝、毛
酸、碱或酶
氨基酸
盐析 向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐(如铵盐、钠盐等)溶液，可使蛋白质的溶解度_______而从溶液中_______，这种作用叫做盐析
变性 加热、紫外线、放射线、_______、_______、_________、某些有机物如甲醛、乙醇、苯甲酸等都能使蛋白质变性，产生_______现象
显色 反应 含苯环的蛋白质与浓硝酸作用后，呈______色，因此显色反应通常可用于鉴别蛋白质
降低
析出
强酸
强碱
重金属盐
凝聚
黄
灼烧 蛋白质灼烧时有__________的气味，可用于蛋白质的鉴别
两性 蛋白质是由多个氨基酸脱水形成的多肽，多肽链两端存在着____基与____基，侧链中也有____基和____基，故有两性，能与酸、碱反应生成盐
烧焦羽毛
氨
羧
氨
羧
3.酶
酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物，其中绝大多数是蛋白质。
酶作催化剂的特点：①_____________；②具有高度的_________；③反应条件________、不需要________。
催化效率高
专一性
温和
加热
三、核酸
1.核酸的概念与分类
核苷酸
脱氧核糖核酸
核糖核酸
2.核酸的组成
(1)核酸可以看成________、 ________和________通过一定方式结合而成的生物大分子。
(2)核酸的水解和生成。
磷酸
戊糖
碱基
(3)核酸的组成。
组成 脱氧核糖核酸 (DNA) 核糖核酸
(RNA)
磷酸 都含有
核苷 戊糖 脱氧核糖 核糖
碱基 相同 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶
不同 胸腺嘧啶 尿嘧啶
3.核酸的结构
(1)DNA的结构——DNA分子的双螺旋结构模型。
①DNA分子由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构。
②每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，_____排列在内侧。
③两条链上的碱基通过______作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，_________(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。
碱基
氢键
鸟嘌呤
(2)RNA以________为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA中的不同，核糖替代了脱氧核糖，尿嘧啶替代了胸腺嘧啶。RNA分子一般呈______状结构，比DNA分子小得多。
4.核酸的生物功能
(1)核酸是生物体遗传信息的________。有一定碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，被称为________。
(2)DNA的作用：决定生物体的一系列性状。
核苷酸
单链
载体
基因
(3)RNA的作用：主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的_______信息。
(4)DNA分子复制：亲代DNA分子的两条链解开后作为______模板，在酶的作用下，利用游离的核苷酸各自合成一段与母链互补的子 链，最后形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。核酸携带的遗传信息通过DNA复制被精确地传递给下一代，并通过控制__________的合成来影响生物体的性状。
遗传
母链
蛋白质
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.淀粉、纤维素的分子式均为(C6H10O5)n，它们是同分异构体。( )
2.蔗糖溶液中加入稀硫酸，水浴加热一段时间，冷却后加入少量新制的氢氧化铜，加热，检验蔗糖水解产生的葡萄糖。( )
提示：淀粉、纤维素的分子式中n值不同，它们分子式不同，不是同分异构体。
提示：应在冷却后的溶液中加入碱调至呈碱性，才能加入新制的氢氧化铜检验葡萄糖，否则加入的新制氢氧化铜与稀硫酸反应。
3.蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4溶液会变性。( )
4.淀粉、油脂、蛋白质为有机高分子化合物。( )
提示：蛋白质溶液中加入重金属盐能使蛋白质变性，加入浓的轻金属盐和铵盐使蛋白质盐析。
提示：油脂为小分子，淀粉、蛋白质为有机高分子化合物。
1.能够发生水解反应的物质归纳
(1)盐类水解。
①强酸弱碱盐水解呈酸性，如CuSO4、NH4NO3、FeCl3、Al2(SO4)3 等。
②强碱弱酸盐水解呈碱性，如KF、Na2CO3、K2SiO3、Na[Al(OH)4] 等。
(7)糖类的水解。
①在酸性介质中低聚糖水解生成单糖。
②在酸性介质中多糖水解生成单糖。
(8)蛋白质的水解。
在酶的作用下生成氨基酸。
2.蛋白质盐析和变性的比较
盐析 变性
内涵 加入一定浓度的某些无机盐溶液，使蛋白质因溶解度降低而析出 在某些物理或化学因素的影响下，蛋白质的性质和生理功能发生改变的现象
条件 较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等 加热、紫外线、X射线、重金属盐、强酸、强碱、甲醛等
特点 可逆，蛋白质仍保持原有活性 不可逆，蛋白质已失去原有活性
应用 分离、提纯蛋白质，如向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液，使蛋白质析出 消毒、灭菌，给果树施用波尔多液，保存动物标本等
角度一 糖类、油脂、氨基酸、蛋白质
1.民以食为天，《黄帝内经》说：“五谷为养，五果为助，五畜为 溢，五菜为充。”下列说法正确的是( )
A.“五谷”中富含淀粉，淀粉是天然高分子
B.“五果”中富含糖类，其中的葡萄糖、蔗糖都能发生水解反应
C.“五畜”中富含油脂和蛋白质，它们的组成元素相同
D.“五菜”中富含纤维素，纤维素不属于糖类物质
谷类包括玉米、小麦、水稻，其主要成分为淀粉，属于天然高分子化合物，A项正确；葡萄糖不能水解，B项错误；畜类包括鸡、鸭、鹅等，富含油脂和蛋白质，油脂和蛋白质的组成元素是不同的，C项错误；菜类富含纤维素，纤维素属于糖类，D项错误。
解析
2.(2025·攀枝花模拟)某同学为了检验纤维素的水解产物是否为葡萄 糖，他将纤维素与70%的硫酸共热后加入新制的Cu(OH)2并加热煮 沸，无砖红色沉淀生成，下列解释正确的是( )
A.纤维素水解产物中无葡萄糖
B.使用的硫酸过浓只发生了脱水反应
C.由于水解后的混合液中含有H2SO4，所以见不到砖红色沉淀
D.加热时间不够长，所以见不到砖红色沉淀
葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应必须在碱性环境下发生，因而纤维素水解后应先加入NaOH溶液中和硫酸，再和新制的Cu(OH)2反应。
解析
3.中科院院士研究发现，纤维素可在低温下溶于NaOH溶液，恢复至室温后不稳定，加入尿素可得到室温下稳定的溶液，为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法错误的是( )
A.纤维素是自然界分布广泛的一种多糖
B.纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
C.NaOH提供OH-破坏纤维素链之间的氢键
D.低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解性
纤维素是一种多糖，广泛存在于各类植物中，A项正确；纤维素分子中含有羟基，羟基之间形成氢键，纤维素与H2O之间不易形成氢键，故导致纤维素难溶于水，B项正确；氢氧化钠中的OH-能有效破坏纤维素分子内和分子间的氢键，从而促进纤维素的溶 解，C项正确；低温下纤维素可溶于氢氧化钠溶液，而恢复至室温后不稳定，所以低温增强了纤维素在氢氧化钠溶液中的溶解 性，D项错误。
解析
4.天然油脂结构的核心为甘油[HOCH2CH(OH)CH2OH]，有一瘦身用的非天然油脂，其结构的核心则为蔗糖(C12H22O11)。该非天然油脂可由直链形的不饱和油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应而得，其反应示意图如下(注意：图中的反应式不完整)。
下列说法正确的是( )
A.蔗糖酯也是高级脂肪酸的甘油酯，属于油脂类物质
B.该非天然油脂是高分子化合物
C.该非天然油脂不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.该蔗糖酯在稀硫酸的作用下完全水解，最终可生成三种有机化合物
蔗糖酯是由高级脂肪酸与蔗糖形成的酯，而油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的甘油酯，故蔗糖酯不属于油脂类物质，A项错误；虽然该非天然油脂的相对分子质量较大，但不是高分子化合物，B项错误；该非天然油脂可由直链形的不饱和油酸和蔗糖发生酯化反应而得，其中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，C项错误；该蔗糖酯在稀硫酸作用下水解生成不饱和油酸和蔗糖，而蔗糖还可水解生成葡萄糖和果糖，因此该蔗糖酯最终水解产物为不饱和油酸、葡萄糖和果糖，D项正确。
解析
5.2024年诺贝尔化学奖授予在蛋白质设计和蛋白质结构预测领域作出贡献的科学家。如图所示为蛋白质的一级、二级、三级、四级结 构，下列说法不正确的是( )
A.蛋白质一级结构是氨基酸通过肽键有规律地连接形成多肽链
B.蛋白质二级结构是多肽链上的碱基通过氢键作用形成的特定的空间结构，常见形式有α-螺旋和β-折叠
C.蛋白质三级结构是在二级结构的基础上，由同一条多肽链中的氨基酸残基之间形成氢键等相互作用使多肽链进一步折叠卷曲形成
D.蛋白质四级结构是由一条具有特定三级结构的多肽链通过非共价键结合形成多聚体
由题图分析可知，蛋白质的形成过程为氨基酸脱水缩合形成多肽链(一级结构)、多肽链盘绕或折叠形成特定的空间结构(二级结 构)、二级结构进一步盘曲折叠形成更复杂的空间结构(三级结 构)、多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用(如氢键等)排列组装，形成蛋白质的四级结构，综上所述，D项错 误。
解析
角度二 核酸的结构与性质
6.核酸是生命的基础物质，是病毒的“身份证”。下列说法正确的是( )
A.核酸是核蛋白的非蛋白部分，也是由氨基酸残基组成的
B.核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基
C.核酸、核糖核苷酸都是高分子化合物
D.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用
核酸是由磷酸、戊糖和碱基通过一定的方式结合而成的，A项错误；核酸水解的最终产物是磷酸、戊糖和碱基，B项错误；核酸是高分子化合物，但核糖核苷酸不是高分子化合物，C项错误；核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类，分别是RNA和DNA，二者共同对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用，D项正确。
解析
7.图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段，它的碱基中胞嘧啶的结构如图2，下列说法正确的是( )
A.脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
B.2-脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应
C.胞嘧啶的分子式为C4H5N3O，含有的官能团是氨基和肽键
D.脱氧核糖核酸由磷酸、2-脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成
脱氧核糖核酸中含有C—C键，为非极性键，A项错误；2-脱氧核糖为环状，与葡萄糖结构不同，二者不是同系物，B项错误；由结构简式可知，胞嘧啶分子中含有肽键、氨基和碳碳双键等官能团，C项错误；由结构简式可知，磷酸、2-脱氧核糖和碱基可通过取代、加成反应等生成脱氧核糖核酸，D项正确。
解析
考点2 合成高分子
微考点/核心突破
第一部分
一、有机高分子化合物
1.有机高分子化合物的特点
(1)相对分子质量只是一个平均值，一般高达104以上。
(2)由若干个低分子化合物聚合而成，由各种相对分子质量不等的高分子链组成的混合物。
(3)每个分子都是由若干个重复结构单元组成。
2.高分子化合物的组成
(1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的小分子化合物。
(2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单元。
(3)聚合度：高分子链中含有链节的数目。
单体
链节
聚合度
3.合成高分子化合物的基本反应
(1)加成聚合反应。
①概念：由含有____________等不饱和键的有机物分子以________的形式结合成高分子化合物的反应，简称加聚反应。
②加聚反应方程式的书写。
a.乙烯的加聚反应：___________________________。
b.1，3-丁二烯的加聚反应：___________________________________
________________。
双键、三键
加成反应
(2)缩合聚合反应。
①概念：有机小分子单体间反应生成高分子化合物，同时产生________________的反应，简称缩聚反应。
②缩聚反应方程式的书写。
a.羟基酸的缩聚。
如CH3CH(OH)COOH缩聚反应的化学方程式为
________________________________________________________。
小分子副产物
b.多元醇与多元酸的缩聚。
如乙二酸与乙二醇的缩聚，化学方程式为
____________________________________________
____________________________________________。
二、有机合成
1.有机合成的任务
2.有机合成的原则
(1)起始原料要_______、_______、低毒性、低污染。
(2)应尽量选择步骤最少的合成路线。
(3)原子经济性高，具有较高的产率。
(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
碳骨架
官能团
廉价
易得
3.常见的合成路线
(1)一元合成路线。
R—CH==CH2—→R—CH2—CH2X—→
R—CH2—CH2OH—→R—CH2—CHO—→
R—CH2—COOH—→R—CH2—COOR'
有关反应的化学方程式依次为
_____________________________________________，
_____________________________________________，
_____________________________________________，
_____________________________________________，
_____________________________________________。
(2)二元合成路线。
CH2==CH2—→CH2X—CH2X—→
HO—CH2—CH2—OH—→OHC—CHO—→
HOOC—COOH—→ROOC—COOR
有关反应的化学方程式依次为
_____________________________________________，
_____________________________________________，
_____________________________________________，
_____________________________________________，
_____________________________________________。
4.有机合成中，特别是含有多个官能团的有机物，当需要某一官能团反应或拼接碳链时，其他官能团或者被破坏或者首先反应，需要把分子中某些官能团用恰当的方法保护起来，在适当的时候再将其转变回来，称为官能团保护。
5.分析有机合成中官能团的引入、消除及转化时，既要注意反应条件及各类有机物的结构是否符合相应官能团的转化要求，同时还要考虑对其他官能团的影响及官能团的保护。
三、解有机推断的一般方法
1.找已知条件最多、信息量最大的内容。这些信息可以是化学反应、有机物性质、反应条件、实验现象、官能团的结构特征、变化前后的碳链或官能团间的差异、数据上的变化等。
2.根据数据进行推断。数据往往起突破口的作用，常用来确定有机物的分子式、官能团的种类、位置和数目以及碳链结构。
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.聚乙烯为纯净物。( )
2.聚氯乙烯塑料可用于包装食品。( )
提示：聚乙烯( )因n值不同而含有不同的分子，聚乙烯为混合物。
提示：聚氯乙烯塑料中常含有对人体有害的增塑剂，不能用于包装食品。
3.高聚物的链节和单体的组成相同、结构不同。( )
4.缩聚反应生成的小分子的化学计量数为(n-1)。( )
提示：同类单体形成的加聚产物的链节和单体的组成相同、结构不同，不同单体形成的加聚产物和缩聚产物的单体和链节组成不同。
提示：缩聚反应生成的小分子的化学计量数与单体的数量有关，一种单体时为(n-1)，两种单体时为(2n-1)。
单体与高聚物的互推规律
聚合时找准结合点，反推单体时找准分离处，结合点即为分离处。
1.由单体推断高聚物及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，n写后 面”。如
(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，n写后面”。如
(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，n写后面”。如
2.由高聚物推导单体的方法
(1)加聚产物单体的判断方法。
①凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的聚合物，其合成单体必为一种，将两个半键闭合即得对应单体。
②凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的聚合物，其单体必为两种，在主链中央画线断开，然后两键闭合即得对应单体。如
角度三 合成有机高分子化合物的性质和用途
8.有机化合物在生活中无处不在。下列说法中正确的是( )
A.食品包装材料聚乙烯(PE)因发生加成反应而易老化
B.用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂属于功能高分子材料
C.“电木”的主要成分是酚醛树脂，它是由苯酚和甲醛组成的混合物
D.塑料、纤维和橡胶都属于合成材料
聚乙烯中不存在双键，聚乙烯塑料的老化是由于长链断裂等原因引起的，A项错误；酚醛树脂是苯酚和甲醛发生缩聚反应的产 物，C项错误；合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶，纤 维、橡胶有的是天然有机高分子化合物，不属于合成材料，D项错误。
解析
9.尼龙66是一种重要的合成纤维，是由己二酸[HOOC(CH2)4COOH]和己二胺[H2N(CH2)6NH2]在一定条件下聚合而成。下列有关叙述中不正确的是( )
A.合成尼龙66和聚乙烯的反应类型相同
B.尼龙66是线型结构高分子，耐磨性和强度较高
C.尼龙66的结构简式：
D.尼龙66的化学性质稳定，能发生氧化反应、水解反应
解析
解析
解析
解析
考点3 有机高分子材料
微考点/核心突破
第一部分
一、高分子材料的分类
高分子材料按用途和性能可分为________________材料(包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等)和_______________材料(包括高分子分离膜、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等)等类别。
通用高分子
功能高分子
二、通用高分子材料
(一)塑料
(1)改善塑料性能的加工助剂：为提高柔韧性加入_______剂，为提高耐热性加入________剂，为赋予它各种漂亮的颜色加入着色剂……
(2)分类。
增塑
热稳定
热塑性
热固性
1.聚乙烯
高压法聚乙烯与低压法聚乙烯的对比。
比较项目 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯
聚合反应条件 150 MPa~300 MPa，200 ℃左右，使用______剂 0.1 MPa~2 MPa，60~100 ℃，使用_______剂
高分子链的结构 含有较多支链 支链较少
密度/(g·cm-3) 0.91~0.93 0.94~0.97
软化温度/℃ 105~120 120~140
主要性能 无毒，较柔软 无毒，较硬
引发
催化
2.酚醛树脂
(1)定义：酚醛树脂是____(如苯酚)与____(如甲醛)在________的催化下相互缩合而成的高分子。
(2)合成。
①在酸催化下，等物质的量的苯酚与甲醛反应生成线型结构的高分子。其反应方程式为
酚
醛
酸或碱
________________________________，
_______________________________________。
总反应为
②在碱催化下，苯酚与过量甲醛反应，生成_________________、________________、__________________等，然后加热继续反应，生成网状结构的酚醛树脂。
3.脲醛树脂
可以用尿素(H2NCONH2)与甲醛发生缩聚反应合成，其化学方程式为
_________________________________________________________。
羟甲基苯酚
二羟甲基苯酚
三羟甲基苯酚
天然
化学
石油、天然气、煤和农副产品
不是纤维
(2)再生纤维：以木材、秸秆等农副产品为原料，经过加工处理得到的纤维。
(3)六纶包括：______、 ______ 、 ______ 、 ______ 、 ______ 、 ______ 。
其性能具有______高、 ______好、耐腐蚀、不缩水、保暖等优点，除维纶外，其他合成纤维的______性和透气性明显不足。
2.常见合成纤维的合成
(1)聚酯纤维：涤纶——聚对苯二甲酸乙二酯纤维。
涤纶
锦纶
腈纶
丙纶
维纶
氯纶
强度
弹性
吸湿
2.常见合成纤维的合成
(1)聚酯纤维：涤纶——聚对苯二甲酸乙二酯纤维。
合成方程式为__________________________________________
____________________________________________________。
(2)聚酰胺纤维。
①聚己二酰己二胺纤维(又称锦纶66、尼龙66)
合成方程式为_____________________________________________
_________________________________________________________。
②高强度芳纶纤维合成：
3.几种纤维的性质
灼烧情况 受酸溶液 的影响 受碱溶液
的影响
纯棉布 灼烧后呈粉状，无异味 破碎 变化很小
羊毛 有烧焦羽毛气味，灼烧后成灰状 变化很小 断裂
合成纤维 灰烬成硬块 不变化 不变化
(三)合成橡胶
1.天然橡胶
天然橡胶的单体为异戊二烯(即2-甲基-1，3-丁二烯)，合成反应方程式为
2.合成橡胶
(1)优良性能有耐磨、耐油、耐寒、耐热、耐腐蚀等。
(2)顺丁橡胶合成方程式为
____________________。
(3)橡胶的硫化。
将线型结构的橡胶与硫等硫化剂混合后加热，硫化剂将聚合物中的_______打开，以_____________________等把线型结构连接为网状结构，得到既有弹性又有强度的顺丁橡胶。
双键
二硫键(—S—S—)
三、功能高分子材料
常见功能高分子材料有高分子分离膜、高分子催化剂、磁性高分 子、记忆高分子、高吸水性材料、医用高分子材料、高分子药物 等。
1.高吸水性树脂
(1)改进思路：一是改造纤维素或淀粉分子，接入__________基团；二是合成新的带有______________的高分子。
强亲水
强亲水基团
(2)合成方法。
①淀粉、纤维素等天然吸水材料的改性。在它们的主链上再接入带有_______基团的支链，以提高它们的吸水能力。如淀粉与丙烯酸钠在一定条件下发生共聚后与交联剂反应生成具有网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂。
②用带有_________基团的烯类单体进行聚合，得到亲水基团的高聚物。如在丙烯酸钠中加入少量交联剂，在一定条件下发生聚合，得到具有网状结构的聚丙烯酸钠高吸水性树脂。聚丙烯酸钠的结构简
式为_____________。
强亲水
强亲水
2.高分子分离膜
(1)原理：分离膜一般只允许____及一些________物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)分类：分离膜根据膜孔大小分为_________、_________、_______和__________等。
(3)应用：高分子分离膜已广泛用于___________和________的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
水
小分子
微滤膜
超滤膜
纳滤膜
反渗透膜
海水淡化
饮用水
角度五 有机高分子材料
13.现代以石油化工为基础的三大合成材料是( )
①合成氨 ②合成塑料 ③合成盐酸 ④合成橡胶 ⑤合成尿素 ⑥合成纤维 ⑦合成洗涤剂
A.①④⑦ B.②④⑥
C.①③⑤ D.④⑤⑥
14.在制备顺丁橡胶和高吸水性树脂时，都要加入交联剂。下列说法错误的是( )
A.加入交联剂都可使线型结构变为网状结构
B.橡胶工业中将线型结构连接为体型结构是为了增强橡胶的强度
C.制备高吸水性树脂时将线型结构连接为体型结构是为了使它既吸水又不溶于水
D.顺丁橡胶和高吸水性树脂都可溶于水
顺丁橡胶和高吸水性树脂都是体型结构，都不溶于水，D项错 误。
解析
一手考情——创新情境素材，加强信息的提取与应用
微充电/素养提升
第二部分
【考情归纳】
近年出现命题角度新、背景前沿的试题，如考查超分子知识，涉及更多的考点——有机化学、物质结构，反应原理等，这种题往往背景新颖，起点高，落点低，只要考生克服恐惧心理，找出化学本质，即可轻松作答。
【母题1】 (2024·黑吉辽卷)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构，腔内极性较小，腔外极性较大，可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
1 mol糖水解后能产生2~10 mol单糖的称为寡糖，由图1环六糊精的结构可知，1 mol环六糊精水解产生6 mol D-吡喃葡萄糖，故环六糊精属于寡糖，A项正确；只有分子的尺寸大小适配环六糊精的空腔大小时才能被环六糊精包合形成超分子，B项错误；由图3加入环六糊精后生成96%的对氯苯甲醚知，图2中甲氧基对位暴露在反应环境 中，C项正确；环六糊精腔外极性较大，腔内极性较小，由“相似相溶”及环六糊精含较多羟基，可与水形成氢键而易溶于水知，可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚，D项正确。
解析
【母题2】 (2024·湖北卷)科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”，能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是( )
A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子
B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同
C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘
D.芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合
“分子客车”能装载多种稠环芳香烃，故芳烃与“分子客车”通过分子间作用力形成分子聚集体——超分子，A项正确；“分子客车”的长为2.2 nm、高为0.7 nm，从长的方向观察，有与并四苯分子适配的结构，从高的方向观察则缺少合适结构，故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性，B项错误；芘与“分子客车”的中间部分结构大小适配，故从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘，C项正确；芘、并四苯、蒄中π电子数逐渐增多，与“分子客车”的结合常数逐渐增大，而结合常数越大越稳定，故芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”结合，D项正确。
解析
微真题/把握方向
第三部分
考向一 糖类、油脂、氨基酸、蛋白质、核酸
1.(2024·广东卷)我国饮食注重营养均衡，讲究“色香味形”。下列说法不正确的是( )
A.烹饪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色，蔗糖属于二糖
B.新鲜榨得的花生油具有独特的油香，油脂属于芳香烃
C.凉拌黄瓜加醋使其具有可口的酸味，食醋中含有极性分子
D.端午时节用棕叶将糯米包裹成形，糯米中的淀粉可水解
蔗糖属于二糖，1 mol蔗糖水解可得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖，A项正确；油脂主要是高级脂肪酸和甘油形成的酯，不属于芳香 烃，B项错误；食醋中含有CH3COOH、H2O等多种物质，CH3COOH、H2O均为极性分子，C项正确；糯米中的淀粉可水 解，淀粉水解的最终产物为葡萄糖，D项正确。
解析
2.(2024·湖南卷)组成核酸的基本单元是核苷酸，如图是核酸的某一结构片段，下列说法错误的是( )
A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同，戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷，核苷与磷酸缩合形成核苷酸，核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸在一定条件下既可以与酸反应，又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
解析
中的磷酸基团能与碱反应，碱基与酸反应，因此核苷酸在一定条件下既可以与酸反应，又可以与碱反应，C项正确；核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对，DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T)，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则，D项正确。
解析
3.(2024·北京卷)下列说法不正确的是( )
A.葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应
B.核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
C.由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
D.向饱和的NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析
葡萄糖氧化生成CO2和H2O是放热反应，在人体内葡萄糖缓慢氧化成CO2和H2O为人体提供能量，A项正确；核酸是一种生物大分 子，分析核酸水解的产物可知，核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物，核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷，核苷进一步水解得到戊糖和碱基，故核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子，B项正确；氨基乙酸的结构简式为
解析
H2NCH2COOH，形成的二肽的结构简式为H2NCH2CONHCH2COOH，该二肽中含1个氨基、1个羧基和1个肽键，C项错误；鸡蛋清溶液为蛋白质溶液，NaCl溶液属于轻金属盐溶液，向饱和NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液，蛋白质发生盐析，D项正确。
解析
考向二 高分子材料
4.(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
线型聚乙烯塑料具有热塑性，受热易软化，A项正确；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项错误；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项正确；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项正确。
解析
考向三 有机合成
5.(2024·全国甲卷)我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法，其转化路线如图所示。
下列叙述错误的是( )
解析
6.(2024·甘肃卷)曲美托嗪是一种抗焦虑药，合成路线如图所示，下列说法错误的是( )
A.化合物Ⅰ和Ⅱ互为同系物
B.苯酚和(CH3O)2SO2在条件①下反
应得到苯甲醚
C.化合物Ⅱ能与NaHCO3溶液反应
D.曲美托嗪分子中含有酰胺基团
化合物Ⅰ中含有的官能团有羧基、酚羟基，化合物Ⅱ中含有的官能团有羧基、醚键，官能团种类不同，化合物Ⅰ和化合物Ⅱ不互为同系物，A项错误；根据题中流程可知，化合物Ⅰ中的酚羟基与SO2反应生成醚，故苯酚和SO2在条件①下反应得到苯甲醚，B项正确；化合物Ⅱ中含有羧基，可以与NaHCO3溶液反应，C项正确；由曲美托嗪的结构简式可知，曲美托嗪中含有的官能团为酰胺基、醚键，D项正确。
解析
7.(2024·江苏卷)化合物Z是一种药物的重要中间体，部分合成路线如下：
下列说法正确的是( )
A.X分子中所有碳原子共平面
B.1 mol Y最多能与1 mol H2发生加成反应
C.Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D.Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
X中饱和C原子sp3杂化形成4个单键，具有类似甲烷的四面体 构，所有碳原子不可能共平面，A项错误；Y中含有1个羰基和1个碳碳双键，因此1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应，B项错误；Z中含有碳碳双键，可以与Br2的CCl4溶液反应，C项错误；Y、Z中均含有碳碳双键，可以使酸性KMnO4溶液褪色，D项正确。
解析
解析
解析
9.(2024·浙江卷6月)丙烯可发生如下转化(反应条件略)：
下列说法不正确的是( )
A.产物M有2种且互为同分异构体(不
考虑立体异构)
B.H+可提高Y→Z转化的反应速率
C.Y→Z过程中，a处碳氧键比b处更
易断裂
D.Y→P是缩聚反应，该工艺有利于
减轻温室效应
解析
解析
10.(2024·北京卷)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用CO2为原料可以合成新型可降解高分子P，其合成路线如下。
已知：反应①中无其他产物生成。
下列说法不正确的是( )
A.CO2与X的化学计量数比为1∶2
B.P完全水解得到的产物的分子式和Y的分子式相同
C.P可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构
D.Y通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解
解析课时微练(四十二) 生物大分子 合成高分子
基础训练
1.2024年诺贝尔化学奖授予在蛋白质设计和蛋白质结构预测方面作出贡献的科学家,谷氨酸(结构如图所示)是一种大量存在于谷类和动物脑中的氨基酸,在生物体内的蛋白质代谢过程中占据重要地位,参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。下列关于谷氨酸说法不正确的是( )
A.谷氨酸的分子式为C5H9NO4
B.谷氨酸分子中含有1个手性碳原子
C.等物质的量的谷氨酸分别与足量HCl、NaOH反应,消耗HCl和NaOH的物质的量之比为1∶2
D.与谷氨酸具有相同官能团种类与数目的同分异构体(不含立体异构)有7种
2.《诗经·大雅·文王之什》有“堇荼如饴”之句,“饴”即饴糖。饴糖的主要成分是一种低聚糖,1 mol该低聚糖完全水解可生成2 mol葡萄糖,则饴糖的主要成分是( )
A.果糖 B.纤维素
C.核糖 D.麦芽糖
3.(2024·安徽卷)下列资源利用中,在给定工艺条件下转化关系正确的是( )
A.煤煤油 B.石油乙烯
C.油脂甘油 D.淀粉乙醇
4.高分子材料与生产、生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.聚苯胺可用于制备导电高分子材料
B.含增塑剂的聚氯乙烯薄膜可用于食品包装
C.人造草坪使用了合成纤维
D.酚醛树脂可作为宇宙飞船外壳的烧蚀材料
5.市面上有一种被称为“海洋宝宝”的物品,呈颗粒状,在水中浸泡一段时间后会长大数百倍。其主要成分为聚丙烯酸钠树脂[分子式为(C3H3NaO2)n,简称PAAS],是一种高吸水性树脂,加工过程中会添加锌、锰、氯、硫等元素。下列有关“海洋宝宝”的说法错误的是( )
A.聚丙烯酸钠树脂是一种高分子化合物
B.“海洋宝宝”具有较强的吸水性,可以利用这种性质来养殖水培植物
C.“海洋宝宝”无毒无害,可以当作孩子的玩具
D.聚丙烯酸钠树脂的相对分子质量为94n
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:
+mH2O
乳酸
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 mol 乳酸与足量的Na反应生成1 mol H2
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
7.检验蔗糖在稀硫酸催化下得到的水解液中含有葡萄糖,下列操作未涉及的是( )
8.PBT是最坚韧的工程热塑性材料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性,其结构简式为
下列叙述错误的是( )
A.PBT具有热固性,受热不熔化
B.PBT的单体是对苯二甲酸和丁二醇
C.由单体合成PBT的反应属于缩聚反应
D.1 mol PBT与NaOH溶液反应时,最多可消耗2n mol NaOH
9.为了自制肥皂,某化学兴趣小组设计方案如图所示,下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ中,试剂Ⅰ可以为乙醇,作用是提供均相溶剂
B.用玻璃棒蘸取混合液A,滴入装有冷水的试管中,观察有无油滴浮在液面上来判断油脂是否水解完全
C.步骤Ⅱ中,试剂Ⅱ为饱和食盐水,目的是降低高级脂肪酸钠盐溶解度,使其析出
D.步骤Ⅲ中,可用多组纱布进行过滤操作
10.下列说法不正确的是( )
A.质谱法可用来测定物质的部分结构信息
B.天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成,支链淀粉含量很高的谷物,有比较黏的口感
C.肽链通过肽键中的氧原子与氢原子之间存在的氢键作用形成蛋白质的二级结构
D.顺丁橡胶用二硫键等作用力将线型结构连接为网状结构,且硫化交联的程度越大,弹性和强度越好
11.某聚合物商品的结构简式(假设为理想单一结构)如下:
下列有关该聚合物的叙述错误的是( )
A.属于线型高分子,具有热塑性
B.属于合成纤维,可降解
C.可通过缩聚反应制得
D.聚合单体有3种
12.高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化,下列材料不属于功能高分子材料的是( )
A.用于生产光盘等产品的光敏高分子材料
B.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C.能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D.能导电的碘掺杂聚乙炔
13.核酸是一类生物大分子,下列关于核酸的说法正确的是( )
A.核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
B.DNA两条链上的碱基通过形成氢键进行互补配对
C.核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
D.腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子的杂化方式完全相同
能力训练
14.航天员的航天服采用了很多新型超高性能材料,其中一种新型超高性能纤维M的防热和防火性能十分出色。新型超高性能纤维M的结构简式为。如图为新型超高性能纤维M的一种合成路线(部分反应未注明条件):
ABCD EF G
H
(1)A的结构简式为________________;E的结构简式为________________________________。
(2)写出下列反应的反应类型。
B→C__________;G+H→M__________。
(3)写出M中含氧官能团的名称:________________________。
(4)生成B的同时还可能生成B的一种同分异构体,该同分异构体的结构简式为____________________________________。
(5)写出C→D的化学方程式:___________________________________ ________________________。
(6)有多种芳香类同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体共有________种。
①能与NaHCO3溶液反应生成气体;②能发生银镜反应;③不能发生水解。
课时微练(四十二) 生物大分子 合成高分子
1.D 解析 根据谷氨酸的结构和碳四键理论,可知其分子式为C5H9NO4,A项正确。连接4个不同的原子或原子团的碳原子是手性碳原子,谷氨酸分子中只有与—NH2直接相连的碳原子是手性碳原子,即只有1个手性碳原子,B项正确。1 mol谷氨酸分子中含有1 mol氨基,能与1 mol HCl反应;含有2 mol羧基,能与2 mol NaOH反应,则等物质的量的谷氨酸分别与足量HCl、NaOH反应,消耗HCl和NaOH的物质的量之比为1∶2,C项正确。1个谷氨酸分子中含有2个—COOH、1个—NH2,书写与谷氨酸具有相同官能团种类与数目的同分异构体时可以先确定2个—COOH的位置,再确定—NH2的位置。第一步书写不含官能团的碳骨架,即C—C—C。第二步确定2个相同官能团的位置,有4种:、、、。第三步补充第3个官能团,即、、、(数字代表—NH2的位置),共8种(不含立体异构),D项错误。
2.D 解析 果糖、核糖为单糖,单糖不能水解,A、C两项错误;纤维素为多糖,B项错误;麦芽糖为二糖,1 mol麦芽糖完全水解可生成2 mol葡萄糖,故饴糖的主要成分是麦芽糖,D项正确。
3.C 解析 煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,干馏的过程不产生煤油,煤油是石油分馏的产物,A项错误;石油分馏是利用其组分中不同物质的沸点不同将组分彼此分开,石油分馏不能得到乙烯,B项错误;油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸盐,C项正确;淀粉是多糖,发生水解反应生成葡萄糖,D项错误。
4.B 解析 聚氯乙烯有毒,不能用于食品包装,B项错误。
5.C 解析 该物品加工过程中添加了锌、锰、氯、硫等元素,使其含有重金属离子,重金属含量超过一定标准时会对人体造成危害,因此不能将“海洋宝宝”当作孩子的玩具,C项错误;聚丙烯酸钠树脂的分子式为(C3H3NaO2)n,相对分子质量为(12×3+1×3+23+16×2)×n=94n,D项正确。
6.B 解析 根据氧原子数目守恒可得3n=2n+1+m,则m=n-1,A项正确;聚乳酸分子中含有三种官能团,分别是羟基、羧基、酯基,B项错误;1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基,则1 mol 乳酸和足量的Na反应生成1 mol H2,C项正确;1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基,则两分子乳酸可以缩合产生含六元环的分子(),D项正确。
7.A 解析 蔗糖在稀硫酸催化、加热条件下水解生成葡萄糖和果糖,检验水解液中含有葡萄糖,即检验醛基,可在碱性条件下加入新制的Cu(OH)2并加热来检验,B、C、D三项不符合题意;A项装置为蒸发装置,检验水解液中含有葡萄糖无需进行蒸发操作,A项符合题意。
8.A 解析 PBT属于线性高分子,具有热塑性,受热会熔化,A项错误;PBT的单体为和HOCH2—CH2—CH2—CH2OH,两者通过缩聚反应生成PBT,B、C两项正确;1 mol PBT与NaOH溶液发生水解反应生成n mol和n mol HO(CH2)4OH,n mol能与2n mol NaOH反应,D项正确。
9.B 解析 油脂在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸钠,随后加入试剂Ⅱ进行盐析,步骤Ⅲ为过滤得到高级脂肪酸钠,最后经过洗涤成型。油脂和NaOH溶液都溶于乙醇,试剂Ⅰ可以为乙醇,使得油脂和NaOH溶液都溶解在乙醇中,提供均相溶剂,A项正确;检验油脂是否水解完全,应该用玻璃棒蘸取混合液A,滴入装有热水的试管中,若用冷水,则反应平衡会逆向移动,一定会见到油水分层从而得出错误的结论,B项错误;盐析过程中,试剂Ⅱ为饱和食盐水,目的是降低高级脂肪酸钠的溶解度,从而促使其析出,C项正确;步骤Ⅲ中,为使得高级脂肪酸钠与液体充分分离同时减少高级脂肪酸钠的损失,可用多组纱布进行过滤操作,D项正确。
10.D 解析 质谱法可以测定分子的相对分子质量,从而得到物质的部分结构信息,A项正确;支链淀粉含量很高的谷物有比较黏的口感,B项正确;蛋白质的二级结构主要依靠肽链中—NH—上的H原子与羰基上的O原子形成氢键而实现的,C项正确;橡胶硫化程度越高,强度越大,弹性越差,D项错误。
易错警示 绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫),故橡胶有较强的还原性。因此,在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶不能用橡胶塞。
11.D 解析 由结构简式可知,该聚合物属于线型高分子,具有热塑性,A项正确;该聚合物属于合成纤维,其中含有酯基,可以发生水解反应而降解,B项正确;由结构简式可知,该聚合物可通过缩聚反应制得,C项正确;由结构简式可知,生成该物质的反应为缩聚反应,其单体为和,共2种,D项错误。
12.B 解析 B项中半导体材料单晶硅属于传统的无机非金属材料;A项中光敏高分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。
13.B 解析 核酸水解得到磷酸和核苷,核苷水解得到戊糖和碱基,其中戊糖有脱氧核糖和核糖,A项错误;DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,每条链中的脱氧核糖与磷酸之间通过磷脂键连接,两条链上的碱基之间都是通过氢键而连接,B项正确;碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,C项错误;腺嘌呤分子中六元环中的N原子为sp2杂化,—NH2中N原子为sp3杂化,C原子为双键的连接方式,因此只有sp2杂化,D项错误。
14.答案 (1)
(2)取代(水解)反应 缩聚反应 (3)羧基、(酚)羟基、酰胺基
(4)
(5)+O2+2H2O
(6)10
解析 由C经连续氧化得到对苯二甲酸可知,C为,D为。A经光照与氯气发生取代反应得到B,则B中含有碳氯键,而B又能转化为醇,可推知A为,B为。由G和H反应生成高聚物M可知,G、H为合成M的单体,再结合反应路线可知,G为,H为,再由对苯二甲酸→E→F→G的转化及转化条件可推出,E为,F为。(4)A与氯气在光照条件下会发生烷基上的取代反应,可生成多种氯代烃,B为,则生成的B的同分异构体为。(6)能与NaHCO3溶液反应生成气体,则该同分异构体中应含有羧基,能发生银镜反应,则该同分异构体中应含有醛基或甲酸酯基,不能发生水解,则该同分异构体中不含酯基,故该同分异构体中含有羧基和醛基,进而推出其分子中还应含有一个羟基,根据取代基的“定二动一”原则判断,三个不同取代基在苯环上有10种位置关系,则满足条件的芳香类同分异构体共有10种。(共38张PPT)
课时微练(四十二)
生物大分子 合成高分子
1.2024年诺贝尔化学奖授予在蛋白质设计和蛋白质结构预测方面作出贡献的科学家，谷氨酸(结构如图所示)是一种大量存在于谷类和动物脑中的氨基酸，在生物体内的蛋白质代谢过程中占据重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。下列关于谷氨酸说法不正确的是( )
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A.谷氨酸的分子式为C5H9NO4
B.谷氨酸分子中含有1个手性碳原子
C.等物质的量的谷氨酸分别与足量HCl、NaOH反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为1∶2
D.与谷氨酸具有相同官能团种类与数目的同分异构体(不含立体异构)有7种
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根据谷氨酸的结构和碳四键理论，可知其分子式为C5H9NO4，A项正确。连接4个不同的原子或原子团的碳原子是手性碳原子，谷氨酸分子中只有与—NH2直接相连的碳原子是手性碳原子，即只有1个手性碳原子，B项正确。1 mol谷氨酸分子中含有1 mol氨基，能与1 mol HCl反应；含有2 mol羧基，能与2 mol NaOH反应，则等物质的量的谷氨酸分别与足量HCl、NaOH反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为1∶2，C项正确。1个谷氨酸分子中含有2个
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2.《诗经·大雅·文王之什》有“堇荼如饴”之句，“饴”即饴糖。饴糖的主要成分是一种低聚糖，1 mol该低聚糖完全水解可生成2 mol葡萄糖，则饴糖的主要成分是( )
A.果糖 B.纤维素
C.核糖 D.麦芽糖
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果糖、核糖为单糖，单糖不能水解，A、C两项错误；纤维素为多糖，B项错误；麦芽糖为二糖，1 mol麦芽糖完全水解可生成2 mol葡萄糖，故饴糖的主要成分是麦芽糖，D项正确。
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煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，干馏的过程不产生煤油，煤油是石油分馏的产物，A项错误；石油分馏是利用其组分中不同物质的沸点不同将组分彼此分开，石油分馏不能得到乙烯，B项错误；油脂在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸盐，C项正确；淀粉是多糖，发生水解反应生成葡萄糖，D项错误。
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4.高分子材料与生产、生活密切相关，下列说法错误的是( )
A.聚苯胺可用于制备导电高分子材料
B.含增塑剂的聚氯乙烯薄膜可用于食品包装
C.人造草坪使用了合成纤维
D.酚醛树脂可作为宇宙飞船外壳的烧蚀材料
聚氯乙烯有毒，不能用于食品包装，B项错误。
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5.市面上有一种被称为“海洋宝宝”的物品，呈颗粒状，在水中浸泡一段时间后会长大数百倍。其主要成分为聚丙烯酸钠树脂[分子式为(C3H3NaO2)n，简称PAAS]，是一种高吸水性树脂，加工过程中会添加锌、锰、氯、硫等元素。下列有关“海洋宝宝”的说法错误的是( )
A.聚丙烯酸钠树脂是一种高分子化合物
B.“海洋宝宝”具有较强的吸水性，可以利用这种性质来养殖水培植物
C.“海洋宝宝”无毒无害，可以当作孩子的玩具
D.聚丙烯酸钠树脂的相对分子质量为94n
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该物品加工过程中添加了锌、锰、氯、硫等元素，使其含有重金属离子，重金属含量超过一定标准时会对人体造成危害，因此不能将“海洋宝宝”当作孩子的玩具，C项错误；聚丙烯酸钠树脂的分子式为(C3H3NaO2)n，相对分子质量为(12×3+1×3+23+16×2)×n
=94n，D项正确。
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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 mol 乳酸与足量的Na反应生成1 mol H2
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
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7.检验蔗糖在稀硫酸催化下得到的水解液中含有葡萄糖，下列操作未涉及的是( )
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蔗糖在稀硫酸催化、加热条件下水解生成葡萄糖和果糖，检验水解液中含有葡萄糖，即检验醛基，可在碱性条件下加入新制的Cu(OH)2并加热来检验，B、C、D三项不符合题意；A项装置为蒸发装置，检验水解液中含有葡萄糖无需进行蒸发操作，A项符合题意。
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8.PBT是最坚韧的工程热塑性材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性，其结构简式为
下列叙述错误的是( )
A.PBT具有热固性，受热不熔化
B.PBT的单体是对苯二甲酸和丁二醇
C.由单体合成PBT的反应属于缩聚反应
D.1 mol PBT与NaOH溶液反应时，最多可消耗2n mol NaOH
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9.为了自制肥皂，某化学兴趣小组设计方案如图所示，下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ中，试剂Ⅰ可以为乙醇，作用是提供均相溶剂
B.用玻璃棒蘸取混合液A，滴入装有冷水的试管中，观察有无油滴浮在液面上来判断油脂是否水解完全
C.步骤Ⅱ中，试剂Ⅱ为饱和食盐水，目的是降低高级脂肪酸钠盐溶解度，使其析出
D.步骤Ⅲ中，可用多组纱布进行过滤操作
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油脂在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸钠，随后加入试剂Ⅱ进行盐析，步骤Ⅲ为过滤得到高级脂肪酸钠，最后经过洗涤成型。油脂和NaOH溶液都溶于乙醇，试剂Ⅰ可以为乙醇，使得油脂和NaOH溶液都溶解在乙醇中，提供均相溶剂，A项正确；检验油脂是否水解完全，应该用玻璃棒蘸取混合液A，滴入装有热水的试管中，若用冷水，则反应平衡会逆向移动，一定
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会见到油水分层从而得出错误的结论，B项错误；盐析过程中，试剂Ⅱ为饱和食盐水，目的是降低高级脂肪酸钠的溶解度，从而促使其析出，C项正确；步骤Ⅲ中，为使得高级脂肪酸钠与液体充分分离同时减少高级脂肪酸钠的损失，可用多组纱布进行过滤操作，D项正确。
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10.下列说法不正确的是( )
A.质谱法可用来测定物质的部分结构信息
B.天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，支链淀粉含量很高的谷 物，有比较黏的口感
C.肽链通过肽键中的氧原子与氢原子之间存在的氢键作用形成蛋白质的二级结构
D.顺丁橡胶用二硫键等作用力将线型结构连接为网状结构，且硫化交联的程度越大，弹性和强度越好
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质谱法可以测定分子的相对分子质量，从而得到物质的部分结构信息，A项正确；支链淀粉含量很高的谷物有比较黏的口感，B项正确；蛋白质的二级结构主要依靠肽链中—NH—上的H原子与羰基上的O原子形成氢键而实现的，C项正确；橡胶硫化程度越高，强度越大，弹性越差，D项错误。
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绝大多数橡胶的结构中有碳碳双键或还原性元素(如硫)，故橡胶有较强的还原性。因此，在实验室中盛放强氧化性物质(如高锰酸钾)的试剂瓶不能用橡胶塞。
易错警示
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11.某聚合物商品的结构简式(假设为理想单一结构)如下：
下列有关该聚合物的叙述错误的是( )
A.属于线型高分子，具有热塑性
B.属于合成纤维，可降解
C.可通过缩聚反应制得
D.聚合单体有3种
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12.高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化，下列材料不属于功能高分子材料的是( )
A.用于生产光盘等产品的光敏高分子材料
B.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C.能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D.能导电的碘掺杂聚乙炔
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B项中半导体材料单晶硅属于传统的无机非金属材料；A项中光敏高分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分子材料。
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13.核酸是一类生物大分子，下列关于核酸的说法正确的是( )
A.核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
B.DNA两条链上的碱基通过形成氢键进行互补配对
C.核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
D.腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子的杂化方式完全相同
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核酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和碱基，其中戊糖有脱氧核糖和核糖，A项错误；DNA分子由两条多聚核苷酸链组成，每条链中的脱氧核糖与磷酸之间通过磷脂键连接，两条链上的碱基之间都是通过氢键而连接，B项正确；碱基与戊糖缩合形成核苷，核苷与磷酸缩合形成核苷酸，C项错误；腺嘌呤分子中六元环中的N原子为sp2杂化，—NH2中N原子为sp3杂化，C原子为双键的连接方式，因此只有sp2杂化，D项错误。
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能力训练
(1)A的结构简式为____________；E的结构简式为______________。
(2)写出下列反应的反应类型。
B→C__________________；G+H→M__________________。
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取代(水解)反应
缩聚反应
(3)写出M中含氧官能团的名称：_________________________。
(4)生成B的同时还可能生成B的一种同分异构体，该同分异构体的结
构简式为__________________。
(5)写出C→D的化学方程式：__________________________________
______________________________。
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羧基、(酚)羟基、酰胺基
(6) 有多种芳香类同分异构体，其中符合下列条件的同分异构体共有_______种。
①能与NaHCO3溶液反应生成气体；②能发生银镜反应；③不能发生水解。
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