2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案-第32講　生物大分子　合成高分子

第32講生物大分子合成高分子內(nèi)容要求1.認(rèn)識(shí)糖類(lèi)和蛋白質(zhì)的組成和性質(zhì)特點(diǎn)。2.了解淀粉和纖維素及其與葡萄糖的關(guān)系,了解葡萄糖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要性質(zhì)與應(yīng)用。3.認(rèn)識(shí)氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要化學(xué)性質(zhì),知道氨基酸和蛋白質(zhì)的關(guān)系。4.了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物功能。5.認(rèn)識(shí)人工合成多肽、蛋白質(zhì)、核酸等的意義,體會(huì)化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。6.了解聚合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn),認(rèn)識(shí)單體和單體單元(鏈節(jié))及其與聚合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系。了解加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)。7.認(rèn)識(shí)塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),了解新型高分子材料的優(yōu)異性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。知識(shí)點(diǎn)1糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、核酸一、糖類(lèi)1.組成和分類(lèi)含義組成元素代表物的名稱、分子式、相互關(guān)系單糖不能再水解為更小糖分子的糖C、H、O葡萄糖(C6二糖1mol糖水解生成2mol單糖的糖C、H、O蔗糖(C12多糖1mol糖水解生成多摩爾單糖的糖C、H、O淀粉(C62.性質(zhì)(1)葡萄糖:多羥基醛[CH2OH(CHOH)4CHO]。(2)二糖比較項(xiàng)目蔗糖麥芽糖相同點(diǎn)分子式均為C12H22O11性質(zhì)都能發(fā)生水解反應(yīng)不同點(diǎn)是否含醛基不含含有水解產(chǎn)物葡萄糖、果糖葡萄糖相互關(guān)系互為同分異構(gòu)體(3)多糖淀粉與纖維素不互為同分異構(gòu)體,在稀硫酸作用下均發(fā)生水解,且水解的最終產(chǎn)物均為葡萄糖。二、蛋白質(zhì)1.氨基酸(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(2)性質(zhì)①兩性②成肽反應(yīng)氨基酸可以發(fā)生分子間脫水生成二肽或多肽。氨基酸+氨基酸二肽多種氨基酸分子間脫水以肽鍵相互結(jié)合,可形成多肽或蛋白質(zhì)。2.蛋白質(zhì)(1)組成與結(jié)構(gòu)①組成:蛋白質(zhì)含有C、H、O、N、S等元素。②結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)是由多種氨基酸通過(guò)肽鍵等相互連接形成的一類(lèi)生物大分子。(2)性質(zhì)(3)酶①定義:酶具有生理活性,是一類(lèi)由細(xì)胞產(chǎn)生的,對(duì)生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的有機(jī)化合物,其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)。②酶的催化作用具有以下特點(diǎn):a.條件溫和,不需加熱。b.具有高度的專一性。c.具有高效的催化作用。三、核酸1.組成與結(jié)構(gòu)(1)組成:核酸含有C、H、O、N、P等元素。(2)結(jié)構(gòu):核酸是由許多核苷酸單體形成的生物大分子;核酸分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。2.化學(xué)性質(zhì)3.核酸的生物功能核酸是生物體遺傳信息的載體。有一定堿基排列順序的DNA片段含有特定的遺傳信息,被稱為基因。1.蔗糖溶液中加入稀硫酸,水浴加熱一段時(shí)間后,冷卻加入少量新制氫氧化銅,加熱,檢驗(yàn)蔗糖水解產(chǎn)生的葡萄糖。()2.淀粉、油脂、蛋白質(zhì)為有機(jī)高分子化合物。()3.氨基酸既能與鹽酸反應(yīng),又能與燒堿反應(yīng)。()4.蛋白質(zhì)溶液中加入濃(NH4)2SO4溶液會(huì)發(fā)生鹽析。()5.DNA和RNA的堿基組成相同,五碳糖不同。()6.細(xì)胞中的DNA一定有氫鍵。()答案:1.×2.×3.√4.√5.×6.√題點(diǎn)一糖類(lèi)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.葡萄糖作為維持生命的基礎(chǔ)物質(zhì),下列敘述錯(cuò)誤的是(D)A.常溫下,葡萄糖遇到新制的氫氧化銅變?yōu)榻{藍(lán)色B.工業(yè)上用葡萄糖的銀鏡反應(yīng)生產(chǎn)鏡子C.葡萄糖與H2發(fā)生反應(yīng)生成六羥基多元醇D.1mol葡萄糖最多與6mol乙酸反應(yīng)解析:A.葡萄糖中含有多個(gè)羥基,常溫下,多羥基化合物遇到新制氫氧化銅會(huì)反應(yīng)生成絳藍(lán)色溶液,正確;B.葡萄糖含有醛基,可以與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng),可用于生產(chǎn)鏡子,正確;C.葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2OH(CHOH)4CHO,醛基可以與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成羥基,所以葡萄糖與H2發(fā)生反應(yīng)生成六羥基多元醇,正確;D.1mol葡萄糖含有5mol羥基,最多與5mol乙酸反應(yīng),錯(cuò)誤。2.某學(xué)習(xí)小組擬設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究淀粉在酸性條件下的水解反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)在淀粉水解實(shí)驗(yàn)中“稀硫酸”的作用是。

(2)淀粉水解時(shí)最適宜的加熱方式為。

(3)流程中能證明淀粉已經(jīng)開(kāi)始水解成葡萄糖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為;甲同學(xué)認(rèn)為根據(jù)流程中加入碘水后溶液未變藍(lán)色的現(xiàn)象不能得到“淀粉已完全水解”的結(jié)論,他的理由為。

解析:(3)含有醛基的有機(jī)物能和新制氫氧化銅在加熱條件下反應(yīng)生成磚紅色固體,淀粉水解生成的葡萄糖分子中有醛基,所以流程中能證明淀粉已經(jīng)開(kāi)始水解成葡萄糖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有磚紅色固體出現(xiàn)。水解后加入的氫氧化鈉可能過(guò)量,碘能與過(guò)量的氫氧化鈉反應(yīng)I2+2NaOHNaI+NaIO+H2O。即使淀粉未完全水解,也可能導(dǎo)致加入碘水,溶液不變色。應(yīng)該取加入氫氧化鈉溶液之前的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用碘水檢驗(yàn)是否有淀粉溶液。答案:(1)作催化劑(2)水浴加熱(3)有磚紅色固體出現(xiàn)碘水可與過(guò)量的NaOH反應(yīng)糖類(lèi)還原性的檢驗(yàn)及水解產(chǎn)物的檢驗(yàn)1.糖類(lèi)還原性的檢驗(yàn)方法2.糖類(lèi)水解的條件(1)蔗糖和麥芽糖:稀硫酸作催化劑,水浴加熱。(2)淀粉:稀硫酸或酶作催化劑,水浴加熱。(3)纖維素:濃硫酸作催化劑,小火微熱。3.淀粉水解程度的檢驗(yàn)4.糖類(lèi)水解及檢驗(yàn)發(fā)生水解的操作步驟題點(diǎn)二氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)3.下列說(shuō)法不正確的是(B)A.蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物為氨基酸B.加熱能使蛋白質(zhì)變性,蛋白質(zhì)變性是可逆的過(guò)程C.重金屬鹽能使蛋白質(zhì)變性,但吞食“鋇餐”不會(huì)引起中毒D.病毒怕酒精是因?yàn)榫凭苁沟鞍踪|(zhì)失去生理活性解析:A.氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位,蛋白質(zhì)水解后最終產(chǎn)物是氨基酸,正確;B.加熱能使蛋白質(zhì)變性,失去了原來(lái)的生理活性,蛋白質(zhì)變性是不可逆的過(guò)程,錯(cuò)誤;C.重金屬離子能使蛋白質(zhì)變性,“鋇餐”是硫酸鋇,硫酸鋇是不溶于水和酸的,不會(huì)引起中毒,正確;D.酒精能使蛋白質(zhì)變性,失去生理活性,所以酒精能消滅病毒,正確。4.核酸檢測(cè)為確認(rèn)病毒感染提供了關(guān)鍵的支持性證據(jù)。某核糖核酸(RNA)的結(jié)構(gòu)片段示意圖如圖,它在蛋白酶的催化作用下能完全水解生成戊糖、堿基和某酸。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(C)A.該核糖核酸可能通過(guò)人工合成的方法得到B.該核糖核酸催化水解所使用的蛋白酶是蛋白質(zhì),其催化活性與溫度有關(guān)C.該核糖核酸水解生成的堿基中不含氮元素D.該核糖核酸完全水解生成的酸是H3PO4解析:A.核酸序列已知,能通過(guò)人工合成的方法得到,正確;B.題述蛋白酶屬于蛋白質(zhì),其催化活性與溫度有關(guān),正確;C.堿基中含有C、H、N等元素,錯(cuò)誤;D.該核糖核酸為磷酸、戊糖、堿基發(fā)生縮聚反應(yīng)生成,可水解生成磷酸,正確。氨基酸的成肽規(guī)律1.2種不同氨基酸脫水可形成4種二肽(可以是相同分子之間,也可以是不同分子之間),如甘氨酸與丙氨酸混合后可形成以下4種二肽:、、、。2.分子間或分子內(nèi)脫水成環(huán)+2H2O;+H2O。3.氨基酸分子縮聚成高分子化合物+(n-1)H2O。知識(shí)點(diǎn)2合成有機(jī)高分子一、有機(jī)高分子化合物的相關(guān)概念1.單體:能合成高分子的小分子物質(zhì)。2.鏈節(jié):高分子化合物中化學(xué)組成相同、可重復(fù)的最小結(jié)構(gòu)單元。3.聚合度:高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目。如二、合成高分子化合物的基本反應(yīng)1.加聚反應(yīng)(1)概念:由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的聚合物的反應(yīng)叫做加聚反應(yīng)。(2)加聚反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)由不飽和的單體加成聚合生成高分子化合物的反應(yīng)。如:。2.縮聚反應(yīng)(1)概念:有機(jī)小分子單體間通過(guò)縮合反應(yīng)生成高分子化合物,同時(shí)產(chǎn)生小分子副產(chǎn)物的反應(yīng),簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)。(2)產(chǎn)物特征:生成高聚物和小分子,高聚物與單體有不同的組成。(3)反應(yīng)類(lèi)型①聚酯類(lèi):—OH與—COOH間的縮聚nHOCH2—CH2OH+nHOOC—COOH;nHO—CH2—CH2—COOH。②聚氨基酸類(lèi):—NH2與—COOH間的縮聚nH2N—CH2COOH(n-1)H2O;nH2NCH2COOH+③酚醛樹(shù)脂類(lèi)nHCHO+n(n-1)H2O3.高分子材料的分類(lèi)(1)高分子化合物天然高分子化合物合成(2)高分子材料傳統(tǒng)高分1.聚乙烯為純凈物,具有固定的熔點(diǎn)。()2.聚氯乙烯塑料可用于包裝食品。()3.高聚物的鏈節(jié)和單體的組成相同、結(jié)構(gòu)不同。()4.從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某種高分子的相對(duì)分子質(zhì)量只能是平均值。()5.縮聚反應(yīng)生成的小分子的化學(xué)計(jì)量數(shù)為(n-1)。()6.聚苯乙烯的單體是。()答案:1.×2.×3.×4.√5.×6.√題點(diǎn)一有機(jī)高分子化合物的合成及性質(zhì)1.高分子材料在疫情防控和治療中起到了重要的作用。下列說(shuō)法正確的是(B)A.聚乙烯是生產(chǎn)隔離衣的主要材料,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B.聚丙烯酸樹(shù)脂是3D打印護(hù)目鏡鏡框材料的成分之一,可以與NaOH溶液反應(yīng)C.天然橡膠是制作醫(yī)用無(wú)菌橡膠手套的原料,它是異戊二烯發(fā)生縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物D.聚乙二醇可用于制備治療病毒的藥物,聚乙二醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為解析:乙烯通過(guò)加聚反應(yīng)生成聚乙烯,聚乙烯中不含碳碳雙鍵,不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故A錯(cuò)誤;丙烯酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2CHCOOH,它通過(guò)加聚反應(yīng)生成聚丙烯酸樹(shù)脂,該聚合物中含有羧基,具有酸性,可與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng),故B正確;天然橡膠的主要成分是聚異戊二烯,它是由異戊二烯通過(guò)加聚反應(yīng)生成的,故C錯(cuò)誤;乙二醇分子含有兩個(gè)羥基,可發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚乙二醇,該聚合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,故D錯(cuò)誤。2.(2020·浙江1月選考)下列關(guān)于的說(shuō)法,正確的是(C)A.該物質(zhì)可由n個(gè)單體分子通過(guò)縮聚反應(yīng)生成B.0.1mol該物質(zhì)完全燃燒,生成33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的CO2C.該物質(zhì)在酸性條件下水解產(chǎn)物之一可作汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的抗凍劑D.1mol該物質(zhì)與足量NaOH溶液反應(yīng),最多可消耗3nmolNaOH解析:A項(xiàng),該有機(jī)物的單體為,通過(guò)加聚反應(yīng)生成該物質(zhì),錯(cuò)誤;B項(xiàng),0.1mol該物質(zhì)含有碳為0.1×15nmol=1.5nmol,完全燃燒生成33.6nL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的CO2,錯(cuò)誤;C項(xiàng),酸性條件下,該物質(zhì)水解產(chǎn)物之一為,可作汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的抗凍劑,正確;D項(xiàng),1mol該物質(zhì)中有3nmol酯基,可與3nmolNaOH反應(yīng),水解后生成nmol酚羥基,又消耗nmolNaOH,故1mol該物質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)時(shí),最多消耗4nmolNaOH,錯(cuò)誤。3.合成導(dǎo)電高分子材料PPV的反應(yīng):下列說(shuō)法正確的是(D)A.合成PPV的反應(yīng)為加聚反應(yīng)B.PPV與聚苯乙烯具有相同的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元C.和苯乙烯互為同系物D.通過(guò)質(zhì)譜法測(cè)定PPV的平均相對(duì)分子質(zhì)量,可得其聚合度解析:A.合成PPV的反應(yīng)為縮聚反應(yīng),錯(cuò)誤;B.聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)單元中無(wú)碳碳雙鍵,PPV的結(jié)構(gòu)單元中含有碳碳雙鍵,錯(cuò)誤;C.與的官能團(tuán)(碳碳雙鍵)的數(shù)目不同,兩者不互為同系物,錯(cuò)誤;D.質(zhì)譜法可以測(cè)定PPV的相對(duì)分子質(zhì)量,再依據(jù)PPV的結(jié)構(gòu)單元的相對(duì)分子質(zhì)量,可計(jì)算出PPV的聚合度,正確。題點(diǎn)二有機(jī)高分子化合物單體的判斷4.填寫(xiě)下列單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。(1)的單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(2)的單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(3)的單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

(4)的單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為和。(5)的單體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為和。

答案:(1)CH2CHCOOCH3(2)、CH2CH—CHCH2(3)(4)HOCH2CH2OH(5)H2NCH2COOHH2NCH2CH2COOH高聚物單體的判斷方法1.由加聚產(chǎn)物推斷單體——半鍵還原法類(lèi)型結(jié)構(gòu)中無(wú)雙鍵,以兩個(gè)碳原子為一組,從中間斷開(kāi)共價(jià)鍵,然后兩個(gè)碳原子間形成雙鍵,即“無(wú)雙鍵,兩個(gè)碳,單鍵變雙鍵”結(jié)構(gòu)中有雙鍵的一般以雙鍵為中心左右各兩個(gè)碳原子,共四個(gè)碳原子為一組,雙鍵打開(kāi),在原雙鍵兩側(cè)生成新雙鍵,即“有雙鍵,四個(gè)碳,單鍵變雙鍵,雙鍵變單鍵”實(shí)例高聚物單體CH2CH2CH3—CHCH22.由縮聚產(chǎn)物推斷單體類(lèi)型在聚酯中斷開(kāi)羰基與氧原子間的共價(jià)鍵,羰基連羥基,氧原子連氫原子在蛋白質(zhì)中斷開(kāi)羰基與氮原子間的共價(jià)鍵,羰基連羥基,氮原子連氫原子實(shí)例高聚物單體HOOC—COOHHOCH2CH2OHH2NCH2COOH當(dāng)堂檢測(cè)1.(2021·河北卷)高分子材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A.蘆葦可用于制造黏膠纖維,其主要成分為纖維素B.聚氯乙烯通過(guò)加聚反應(yīng)制得,可用于制作不粘鍋的耐熱涂層C.淀粉是相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬(wàn)的天然高分子物質(zhì)D.大豆蛋白纖維是一種可降解材料解析:蘆葦?shù)闹饕煞质抢w維素,可用于制造黏膠纖維,A說(shuō)法正確;聚氯乙烯有毒,不能用于制作不粘鍋的耐熱涂層,不粘鍋的耐熱涂層是聚四氟乙烯等耐熱材料,B說(shuō)法錯(cuò)誤;淀粉是天然高分子物質(zhì),其相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬(wàn),C說(shuō)法正確;大豆蛋白纖維可降解,D說(shuō)法正確。2.(2021·浙江1月選考)下列說(shuō)法不正確的是(B)A.甘氨酸和丙氨酸混合,在一定條件下可生成4種二肽B.乙酸、苯甲酸、乙二酸(草酸)均不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.纖維素與乙酸酐作用生成的醋酸纖維可用于生產(chǎn)電影膠片片基D.工業(yè)上通常用植物油與氫氣反應(yīng)生產(chǎn)人造奶油解析:草酸H2C2O4可被酸性KMnO4溶液氧化,從而使酸性KMnO4溶液褪色,B不正確。3.(2020·浙江7月選考)下列說(shuō)法不正確的是(A)A.相同條件下等質(zhì)量的甲烷、汽油、氫氣完全燃燒,放出的熱量依次增加B.油脂在堿性條件下水解生成的高級(jí)脂肪酸鹽是肥皂的主要成分C.根據(jù)纖維在火焰上燃燒產(chǎn)生的氣味,可以鑒別蠶絲與棉花D.淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)都屬于高分子化合物解析:單位質(zhì)量H元素燃燒放出的熱量大于C元素,甲烷為含氫量最高的烴,則相同條件下,等質(zhì)量的甲烷、汽油、氫氣完全燃燒,氫氣放出的熱量最多,甲烷次之,汽油最少,A項(xiàng)不正確;油脂在堿性條件下的水解即為皂化反應(yīng),得到的高級(jí)脂肪酸鹽是肥皂的主要成分,B項(xiàng)正確;蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì),燃燒時(shí)有燒焦羽毛的氣味,棉花的主要成分是纖維素,燃燒時(shí)沒(méi)有此氣味,可用燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣味區(qū)別蠶絲與棉花,C項(xiàng)正確;淀粉、纖維素和蛋白質(zhì)均屬于高分子化合物,D項(xiàng)正確。4.圖1是脫氧核糖核酸(DNA)的結(jié)構(gòu)片段,它的堿基中胞嘧啶的結(jié)構(gòu)如圖2,下列說(shuō)法正確的是(D)A.脫氧核糖核酸中含有的化學(xué)鍵都是不同原子形成的極性共價(jià)鍵B.2-脫氧核糖(C5H10O4)與葡萄糖屬于同系物,