2019《》高考化學總復習（人教版）講義第十二章基礎課4生命中的基礎有機化學物質

基礎課4生命中的基礎有機化學物質、合成有機高分子明確考綱理清主干1.了解糖類、氨基酸和蛋白質的組成、結構特點、主要化學性質及應用。2．了解糖類、氨基酸和蛋白質在生命過程中的作用。3．了解合成高分子的組成與結構特點。能依據(jù)簡單合成高分子的結構分析其鏈節(jié)和單體。4．了解加聚反應和縮聚反應的含義。5．了解合成高分子在高新技術領域的應用以及在發(fā)展經(jīng)濟、提高生活質量方面中的貢獻。(對應學生用書P252)考點一糖類、油脂、蛋白質的組成、結構和性質1．糖類(1)概念：指分子有兩個或兩個以上羥基的醛或酮以及水解后可以生成多羥基醛或多羥基酮的有機化合物。(2)分類定義元素組成代表物的名稱、分子式、相互關系單糖不能再水解生成其他糖的糖C、H、O二糖1mol糖水解生成2mol單糖的糖C、H、O多糖1mol糖水解生成多摩爾單糖的糖C、H、O(3)性質①葡萄糖：多羥基醛CH2OH(CHOH)4CHO②二糖在稀酸催化下發(fā)生水解反應，如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。③多糖在稀酸催化下發(fā)生水解反應，水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖。2．油脂(1)概念：油脂屬于__酯__類，是__高級脂肪酸__和__甘油__生成的酯。常見的形成油脂的高級脂肪酸有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(飽和脂肪酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(硬脂酸：__C17H35COOH__,軟脂酸：__C15H31COOH__)),不飽和脂肪酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(油酸：__C17H33COOH__,亞油酸：__C17H31COOH__))))(2)結構，官能團：____，有的可能含有____，若R、R′、R″相同，稱為__簡單甘油酯__；若R、R′、R″不同，稱為__混合甘油酯__。(3)物理性質①油脂一般__不__溶于水，密度比水__小__。②天然油脂都是混合物，沒有固定的__熔、沸點__。a．含不飽和脂肪酸成分較多的甘油酯常溫下一般呈__液__態(tài)。b．含飽和脂肪酸成分較多的甘油酯常溫下一般呈__固__態(tài)。(4)化學性質①油脂的氫化(油脂的硬化)油脂的硬化是指烴基上的碳碳雙鍵與H2發(fā)生加成反應。經(jīng)硬化制得的油脂叫__人造脂肪__，也稱__硬化油__。如油酸甘油酯與H2發(fā)生加成反應的化學方程式為：__eq\a\vs4\al(＋3H2\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△)))__。②水解反應a．酸性條件下__eq\a\vs4\al(＋3H2O\o(,\s\up7(H＋),\s\do5())3C17H35COOH＋)______，b．堿性條件下——皂化反應__eq\a\vs4\al(＋3NaOH→3C17H35COONa＋)______。如何區(qū)分植物油和礦物油？提示：取少量試樣加入含有酚酞的NaOH溶液并加熱，紅色變淺的是植物油，無變化的是礦物油。3．氨基酸、蛋白質(1)氨基酸①組成與結構：氨基酸是羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代的化合物。官能團為—COOH和—NH2。α-氨基酸結構簡式可表示為：。②化學性質a．兩性(以為例)與鹽酸反應的化學方程式：____。與NaOH溶液反應的化學方程式：____。b．成肽反應兩分子氨基酸縮水形成二肽多種氨基酸分子間脫水以肽鍵相互結合，可形成蛋白質。(2)蛋白質的結構與性質①組成與結構a．蛋白質含有C、H、O、N、S等元素。b．蛋白質是由氨基酸組成的，通過縮聚反應產(chǎn)生，蛋白質屬于天然有機高分子化合物。②性質eq\a\vs4\al(題組一糖類、油脂、蛋白質的結構與性質)1．(2017·北京西城區(qū)期末)下列說法中，不正確的是()A．油脂水解的產(chǎn)物中一定含甘油B．糖類、油脂和蛋白質都屬于高分子化合物C．氨基酸既能與鹽酸反應，也能與NaOH反應D．醫(yī)療上用75%的酒精消毒是因為其能使蛋白質變性答案：B2．(2018·包頭九中月考)下列說法正確的是()A．糖類化合物都具有相同的官能團B．酯類物質是形成水果香味的主要成分C．油脂的皂化反應生成脂肪酸和丙醇D．蛋白質的水解產(chǎn)物都含有羧基和羥基答案：B3．糖類、油脂、蛋白質是人體重要的能源物質，請根據(jù)它們的性質回答以下問題：(1)油脂在酸性和堿性條件下水解的共同產(chǎn)物是____________(寫名稱)。(2)蛋白質的水解產(chǎn)物具有的官能團是____________________(寫結構簡式)。已知A是人體能消化的一種天然高分子化合物，B和C分別是A在不同條件下的水解產(chǎn)物，它們有如下轉化關系，請根據(jù)該信息完成(3)～(4)小題。(3)1molB完全氧化時可以放出2804kJ的熱量，請寫出其氧化的熱化學方程式：__________________________________________________________________。(4)請設計實驗證明A通過反應①已經(jīng)全部水解，寫出操作方法、現(xiàn)象和結論：_________________________________________________________________________。答案：(1)甘油(或丙三醇)(2)—NH2、—COOH(3)C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2804kJ/mol(4)取少量淀粉水解后的溶液，向其中加入碘水，若溶液不變藍，則證明淀粉已經(jīng)全部水解能水解的有機物小結類別條件水解通式鹵代烴NaOH的水溶液，加熱＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))R—OH＋NaX酯在酸溶液或堿溶液中，加熱＋H2Oeq\o(,\s\up7(H＋),\s\do5(△))RCOOH＋R′OH＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))RCOONa＋R′OH二糖無機酸或酶eq\o(→,\s\up7(酸或酶))＋＋H2Oeq\o(→,\s\up7(酸或酶))多糖酸或酶(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(酸或酶))nC6H12O6淀粉(或纖維素)葡萄糖油脂酸、堿或酶＋3NaOH→＋R1COONa＋R2COONa＋R3COONa蛋白質或多肽酸、堿或酶＋H2Oeq\o(→,\s\up7(酸、堿或酶))R—COOH＋H2N—R′eq\a\vs4\al(題組二氨基酸的縮合規(guī)律)4．(2017·陜西校級期末)甘氨酸()和丙氨酸()縮合最多可形成二肽的種類()A．1 B．2C．3 D．4解析：選D氨基酸生成二肽，就是兩個氨基酸分子脫去一個水分子，當同種氨基酸脫水，生成2種二肽；當異種氨基酸脫水，可以是甘氨酸脫去羥基，丙氨酸脫氫，也可以丙氨酸脫羥基，甘氨酸脫去氫，生成2種二肽，共4種。5．已知氨基酸可發(fā)生如下反應：＋HNO2→＋N2↑＋H2O且已知：E、F的相對分子質量分別為162和144，可發(fā)生如下物質轉化關系，如下圖所示：(1)寫出A、E、F的結構簡式：A____________、E____________、F____________(2)寫出由生成B和C的化學方程式：B：________________________________________________________________________C：________________________________________________________________________答案：(1)(2)→＋H2O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)分子間或分子內脫水成環(huán)(3)氨基酸分子縮聚成高分子化合物→＋(n－1)H2O考點二合成有機高分子化合物1．基本概念(1)單體：能夠進行聚合反應形成高分子化合物的低分子化合物。(2)鏈節(jié)：高分子化合物中化學組成相同、可重復的__最小__單位。(3)聚合度：高分子鏈中含有鏈節(jié)的__數(shù)目__。如：2．合成高分子化合物的兩個基本反應(1)加聚反應：小分子物質以加成反應形式生成高分子化合物的反應。如氯乙烯合成聚氯乙烯的化學方程式為__eq\o(→,\s\up7(催化劑))__。(2)縮聚反應：單體分子間縮合脫去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反應。如己二酸與乙二醇發(fā)生縮聚反應的化學方程式為__nHOOC(CH2)4COOH＋nHOCH2CH2OHeq\o(,\s\up7(催化劑))____＋(2n－1)H2O__。3．高分子化合物的分類及性質特點eq\a\vs4\al(高分子,化合物)eq\o(→,\s\up7(根據(jù)來源))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(天然高分子化合物,\a\vs4\al(合成高分,子化合物)\o(→,\s\up7(按結構))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(線型結構：具有__熱塑__性，如低壓聚乙烯),\a\vs4\al(支鏈型結構：具有__熱塑__性，如高壓聚乙烯),\a\vs4\al(網(wǎng)狀結構：具有__熱固__性，如酚醛樹脂)))))4．應用廣泛的高分子材料——塑料、合成纖維、合成橡膠eq\a\vs4\al(題組一合成有機高分子化合物的結構與性質)1．下列有關線型高分子和體型高分子的說法錯誤的是()A．線型高分子是由許多鏈節(jié)相互連接成鏈狀，通常不具有或很少具有支鏈，而體型高分子則是長鏈跟長鏈之間產(chǎn)生交聯(lián)B．線型高分子通常具有熱塑性，而體型高分子通常具有熱固性C．線型高分子可在適當溶劑中溶解，而體型高分子通常很難在任何溶劑中溶解D．體型高分子化合物的相對分子質量一定比線型高分子化合物相對分子質量大答案：D2．(2017·北京豐臺區(qū)期末)聚乙炔能夠導電，關于聚乙炔CH=CH和聚合物ACH2—CH=CH—CH2的下列說法中正確的是()A．兩種聚合物的單體互為同系物B．聚合物A不屬于單雙鍵交錯的結構C．聚合物A的相對分子質量是聚乙炔的兩倍D．1mol兩種聚合物的單體分別與Br2發(fā)生加成反應，最多消耗Br2的物質的量之比為2∶1答案：B3．(2017·北京第三十一中學期中)關于下列三種常見高分子材料的說法正確的是()A．順丁橡膠、滌綸和酚醛樹脂都屬于天然高分子材料B．順丁橡膠的單體與反-2-丁烯互為同分異構體C．滌綸是對苯二甲酸和乙二醇通過縮聚反應得到的D．酚醛樹脂的單體是苯酚和甲醇答案：Ceq\a\vs4\al(題組二高分子化合物單體的判斷)4．(2018·南昌五校聯(lián)考)高分子化合物的結構如下：其單體可能是()①CH2=CHCN②乙烯③1,3-丁二烯④苯乙炔⑤苯乙烯⑥1-丁烯A．①③⑤ B．②③⑤C．①②⑥ D．①③④答案：A5．下列關于合成材料的說法中，不正確的是()A．結構為…—CH=CH—CH=CH—CH=CH—CH=CH—…的高分子的單體是乙炔B．聚氯乙烯可制成薄膜、軟管等，其單體是CH2=CHClC．合成酚醛樹脂()的單體是苯酚和甲醇D．合成順丁橡膠()的單體是CH2=CH—CH=CH2答案：C6．下面是一種線型高分子的一部分：由此分析，這種高分子化合物的單體至少有____________種，它們的結構簡式為________________________________________________________________________。答案：5、、、、找單體時，一定要先判斷高聚物是加聚產(chǎn)物還是縮聚產(chǎn)物，然后運用逆向思維反推單體，找準分離處，聚合時的結合點必為分離處。(1)加聚反應的特點①單體往往是帶有雙鍵或三鍵的不飽和有機物(如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、異戊二烯等)。②高分子鏈節(jié)與單體的化學組成相同。③生成物只有高分子化合物，一般形成線形結構。(2)縮聚反應的特點①單體不一定含有不飽和鍵，但必須含有兩個或兩個以上的反應基團(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。②縮聚反應不僅生成高聚物，而且還生成小分子。③所得高分子化合物的組成跟單體的化學組成不同。合成有機高分子的兩大常見反應：加聚反應和縮聚反應(對應學生用書P256)加聚反應縮聚反應概念加聚反應是由不飽和的單體加成聚合生成高分子化合物的反應縮聚反應是指單體之間相互作用生成高分子，同時還生成小分子(如水、氨、鹵化氫等)的聚合反應常見類型a.聚乙烯類(塑料纖維)eq\o(→,\s\up7(催化劑))____(—R為—H、—Cl、—CH3、、—CN等)b．聚1,3-丁二烯類(橡膠)eq\o(→,\s\up7(催化劑))(—R可為—H、—Cl、—CH3等)c．混合加聚類：兩種或兩種以上單體加聚：nCH2=CH—CH=CH2＋nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up7(催化劑))d．聚乙炔類：eq\o(→,\s\up7(催化劑))(—R為—H、—Cl、—CH3、、—CN等)e．醛的聚合：如nHCHO→CH2—Oa.聚酯類：—OH與—COOH間的縮聚nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOHeq\o(→,\s\up7(催化劑))＋(2n－1)H2OnHOCH2—CH2—COOHeq\o(→,\s\up7(催化劑))＋(n－1)H2Ob．聚氨基酸類：—NH2與—COOH間的縮聚nH2N—CH2COOHeq\o(→,\s\up7(催化劑))＋(n－1)H2OnH2NCH2COOH＋eq\o(→,\s\up7(催化劑))＋(2n－1)H2Oc．酚醛樹脂類nHCHO＋neq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))(n－1)H2O＋特點高分子鏈節(jié)與單體的化學組成相同，生成物只有高分子化合物，一般形成線型結構①單體不一定含有不飽和鍵，但必須含有兩個或兩個以上的反應基團(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)②縮聚反應的結果，不僅生成高聚物，而且還有小分子生成③所得高分子化合物的化學組成跟單體的化學組成不同1．(2018·湖北松滋一中月考)下圖表示某高分子化合物的結構片斷。關于該高分子化合物的推斷正確的是()A．3種單體通過加聚反應聚合B．形成該化合物的單體只有2種C．其中一種單體為D．其中一種單體為1,5-二甲基苯酚解析：選C鏈節(jié)上含有除碳、氫外的其他元素，通過縮聚反應形成該高分子化合物，故A錯誤；其單體為、、HCHO，故B、D錯誤，C正確。2．(2018·南寧高三質檢)下列工業(yè)生產(chǎn)過程中，屬于應用縮聚反應制取高聚物的是()A．單體CH2=CH2制高聚物CH2—CH2B．單體與CH2=CH—CH=CH2制高聚物C．單體CH2=CH—CH3制高聚物D．單體與制高聚物答案：D3．鏈狀高分子化合物，可由有機化工原料R和其他有機試劑，通過加成、水解、氧化、縮聚反應得到，則R是()A．1-丁烯 B．乙烯C．1,3-丁二烯 D．2-丁烯答案：B4．(2018·菏澤模擬)化合物M是一種光致抗蝕劑，可用于印刷電路和集成電路工藝中，其合成路線如下：已知：Ⅰ.Ⅱ.羥基直接連接在碳碳雙鍵的碳原子上的有機物是不穩(wěn)定的?；卮鹣铝袉栴}：(1)下列關于M的說法正確的是____________(填序號)。a．M屬于高分子化合物b．M在堿性溶液中能穩(wěn)定存在c．M能使酸性高錳酸鉀溶液褪色d．1molM與足量氫氣反應時，最多消耗4molH2(2)C中官能團的名稱為____________，由E生成F的反應類型為____________。(3)F的化學名稱為____________，由F生成G的化學方程式為_____________________。(4)二取代芳香族化合物W(只含苯環(huán)，不含其他的環(huán)，且不含“C=C=C”結構)是D的同分異構體，W能與三氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應，則W的結構共有____________種(不含立體異構)，其中核磁共振氫譜為五組峰的結構簡式為_________________________________。(5)參照上述合成路線，設計一條以HCCH為原料(其他無機試劑任選)制備G的合成路線。(已知：HCCH＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(高溫高壓))CH3CHO)解析：A和乙醛反應生成B，分子中增加了7個C原子，再根據(jù)信息I和D中含有苯環(huán)，推出A為苯甲醛，則B為，C為。由信息Ⅱ可知，羥基直接連接在碳碳雙鍵的碳原子上的有機物是不穩(wěn)定的，推出F到G發(fā)生的是加聚反應，而不是酯的水解反應，因為F水解后會生成一個不穩(wěn)定的有機物(乙烯醇)，它會自動發(fā)生分子結構重排轉化為乙醛，只有發(fā)生加聚反應之后再水解，才能轉化為H(聚乙烯醇)。答案：(1)ac(2)碳碳雙鍵、羧基加成反應(3)乙酸乙烯酯nCH2=CHOOCCH3eq\o(→,\s\up7(催化劑))(4)9(5)HCCHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(催化劑/高溫高壓))CH3CHOeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化劑/△))CH3COOHeq\o(→,\s\up7())CH3COOCH=CH2eq\o(→,\s\up7(催化劑))(對應學生用書P257)1．(2017·北京卷，11)聚維酮碘的水溶液是一種常用的碘伏類緩釋消毒劑，聚維酮通過氫鍵與HI3形成聚維酮碘，其結構表示如下：下列說法不正確的是()A．聚維酮的單體是B．聚維酮分子由(m＋n)個單體聚合而成C．聚維酮碘是一種水溶性物質D．聚維酮在一定條件下能發(fā)生水解反應解析：選BA對：聚維酮通過氫鍵與HI3形成聚維酮碘，由聚維酮碘的結構可知，聚維酮是由經(jīng)加聚反應生成的，故聚維酮的單體為。B錯：由聚維酮碘的結構推知，聚維酮分子由(2m＋n)個單體聚合而成。C對：由聚維酮碘的結構可知，該物質屬于鹽類，易溶于水。D對：由聚維酮碘的結構可知，該結構中含有，在一定條件下能發(fā)生水解反應。2．(2016·上海卷·11)合成導電高分子化合物PPV的反應為：＋nCH2eq\o(→,\s\up7(一定條件))＋2nHI下列說法正確的是()A．PPV是聚苯乙炔B．該反應為縮聚反應C．PPV與聚苯乙烯的最小結構單元組成相同D．1mol最多可與2molH2發(fā)生反應解析：選BA．根據(jù)物質的分子結構可知該物質不是聚苯乙炔，錯誤；B.該反應除產(chǎn)生高分子化合物外，還有小分子生成，屬于縮聚反應，正確；C.PPV與聚苯乙烯的重復單元不相同，錯誤；D.該物質一個分子中含有2個碳碳雙鍵和苯環(huán)都可以與氫氣發(fā)生加成反應，故1mol最多可以與5mol氫氣發(fā)生加成反應，錯誤。3．(2016·全國卷Ⅰ，38)秸稈(含多糖類物質)的綜合利用具有重要的意義。如圖是以秸稈為原料合成聚酯類高分子化合物的路線?；卮鹣铝袉栴}：(1)下列關于糖類的說法正確的是____________(填標號)。a．糖類都有甜味，具有CnH2mOm的通式b．麥芽糖水解生成互為同分異構體的葡萄糖和果糖c．用銀鏡反應不能判斷淀粉水解是否完全d．淀粉和纖維素都屬于多糖類天然高分子化合物(2)B生成C的反應類型為____________。(3)D中的官能團名稱為____________，D生成E的反應類型為____________。(4)F的化學名稱是____________，由F生成G的化學方程式為______________________。(5)具有一種官能團的二取代芳香化合物W是E的同分異構體，0.5molW與足量碳酸氫鈉溶液反應生成44gCO2，W共有____________種(不含立體異構)，其中核磁共振氫譜為三組峰的結構簡式為____________________________________________。(6)參照上述合成路線，以(反，反)-2,4-己二烯和C2H4為原料(無機試劑任選)，設計制備對苯二甲酸的合成路線：___________________________________________________________________。答案：(1)cd(2)取代反應(酯化反應)(3)酯基、碳碳雙鍵消去反應(4)己二酸＋eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5())＋(2n－1)H2O(5)12(6)eq\o(→,\s\up7(C2H4),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(Pd/C),\s\do5(△))eq\o(→,\s\up7(KMnO4/H＋),\s\do5())4．(2016·北京卷，25)功能高分子P的合成路線如下：(1)A的分子式是C7H8，其結構簡式是________________。(2)試劑a是____________。(3)反應③的化學方程式為___________________________________________________。(4)E的分子式是C6H10O2，E中含有的官能團為________________________。(5)反應④的反應類型是__________________。(6)反應⑤的化學方程式為____________________________________________________。(7)已知：2CH3CHOeq\o(→,\s\up7(OH—),\s\do5())。以乙烯為起始原料，選用必要的無機試劑合成E，寫出合成路線(用結構簡式表示有機物)，用箭頭表示轉化關系，箭頭上注明試劑和反應條件。解析：(1)該題可用逆推法，由高分子P的結構簡式和A的分子式為C7H8，可以推出D為，G為，由D可推出C為，由C可推出B為，那么A應該為。(2)甲苯和濃硝酸在濃硫酸催化作用下生成對硝基甲苯，所以試劑a為濃硫酸和濃硝酸。(3)反應③C()生成D()，條件是氫氧化鈉的水溶液，加熱，化學方程式為：＋NaOH