适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第9章有机化学基础第51讲生物大分子合成高分子课件

第51讲生物大分子合成高分子【课标指引】

1.认识糖类和蛋白质的组成和性质特点。了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系,了解葡萄糖的结构特点、主要性质与应用。2.认识氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质,知道氨基酸和蛋白质的关系,了解氨基酸、蛋白质与人体健康的关系。3.认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点,了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。考点一糖类考点二氨基酸和蛋白质目录索引

考点三合成高分子素养发展进阶考点一糖类必备知识•梳理1.糖类的组成和分类

碳、氢、氧

多羟基醛、多羟基酮2~10102.单糖(1)葡萄糖和果糖①组成和分子结构名称分子式结构简式官能团葡萄糖

________、________果糖CH2OH(CHOH)3COCH2OH

、—OHC6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO—OH—CHO②葡萄糖的化学性质

新制Cu(OH)22C2H5OH+2CO2↑(2)核糖和脱氧核糖核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分。名称结构简式官能团核糖

________、________脱氧核糖

HOCH2(CHOH)3CHOHOCH2(CHOH)2CH2CHO—OH—CHO3.二糖——蔗糖和麦芽糖

比较项目蔗糖麦芽糖分子式均为________化学性质都能发生________反应

是否含醛基不含含有水解产物

4.多糖——淀粉和纤维素

比较项目淀粉纤维素分子式都属于天然有机高分子,分子式都可表示为________化学性质都能发生水解反应,最终生成葡萄糖;都不能发生银镜反应组成通式中n值不同显色反应淀粉遇碘呈现特殊的________,纤维素则不能

C12H22O11水解

葡萄糖和果糖

葡萄糖

(C6H10O5)n蓝色

关键能力•提升考向1糖类的结构与性质例1(2023·湖南卷)葡萄糖酸钙是一种重要的补钙剂,工业上以葡萄糖、碳酸钙为原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应制备葡萄糖酸钙,其阳极区反应过程如下。下列说法错误的是(

)A.溴化钠起催化和导电作用B.每生成1mol葡萄糖酸钙,理论上电路中转移了2mol电子C.葡萄糖酸能通过分子内反应生成含有六元环状结构的产物D.葡萄糖能发生氧化、还原、取代、加成和消去反应B[对点训练1]

下列说法正确的是(

)A.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,二者互为同分异构体B.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物C.油脂、淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定条件下都能发生水解反应A解析

油脂不是高分子化合物,B项错误;葡萄糖不能发生水解反应,C项错误;肌醇属于醇,不属于糖类化合物,D项错误。考向2实验探究糖类的水解反应例2为了检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80℃的水浴加热5~6min,试管乙不加热。待试管甲和丙中的溶液冷却后再进行后续实验。实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,没有砖红色沉淀出现。实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。下列结论错误的是(

)A.淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行B.欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水解液中直接加碘C.欲检验淀粉的水解产物具有还原性,可在水解液中加入新制氢氧化铜并加热D.若用唾液代替稀硫酸,则实验1可能出现预期的现象C解析

题中实验甲与乙、甲与丙都是对照实验,前者探究温度的影响,后者探究催化剂的影响,通过对照实验可知A正确;因为I2可与NaOH发生反应:I2+2NaOH═NaI+NaIO+H2O,故用I2检验淀粉是否存在时,不能有NaOH存在,B正确;用新制Cu(OH)2检验水解产物的还原性,必须在碱性环境中进行,故在水解液中先加NaOH中和稀硫酸至碱性后,再加入新制Cu(OH)2并加热,C错误;若用唾液代替稀硫酸,则不必加碱中和,直接加入新制Cu(OH)2,加热即可出现预期现象,D正确。[对点训练2]

某学生设计如下实验方案用于检验淀粉水解的情况:

根据上述实验流程及现象,下列结论正确的是(

)A.淀粉尚有部分未水解B.淀粉已经完全水解C.淀粉没有发生水解D.淀粉已发生水解,但不能判断是否完全水解D解析

中和液中加入银氨溶液,水浴加热,有银镜生成,说明淀粉水解得到了还原糖;中和液呈碱性,加入碘水后,I2与NaOH溶液反应生成NaI、NaIO和H2O,溶液不变蓝,不能判断是否有淀粉存在,故不能判断淀粉是否完全水解。考点二氨基酸和蛋白质必备知识•梳理1.氨基酸的结构与性质(1)组成与结构羧酸分子中烃基的氢原子被________取代后的产物。蛋白质水解后得到的几乎都是α-氨基酸,其通式为__________,官能团为_________________。氨基

—NH2和—COOH(2)化学性质①两性氨基酸分子中既含有羧基,又含有氨基,故氨基酸是________化合物,能与酸、碱反应生成盐。

例如,甘氨酸(HOOCCH2NH2)与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为__________________________________________________;__________________________________________________。

两性

②成肽反应两个氨基酸分子(可以相同,也可以不同)在一定条件下,通过氨基与羧基间缩合脱去水,形成含有________(

)的化合物,发生成肽反应。

由两个氨基酸分子缩合后形成的含有________的化合物称为________,反应通式如下:

肽键

肽键

二肽

二肽还可以继续与其他氨基酸分子缩合生成三肽、四肽、五肽,以至生成长链的多肽,多肽的结构表示如下:多肽常呈________,因此也叫肽链,肽链能盘曲、折叠,还可以相互结合,形成_______。

链状

蛋白质

2.蛋白质的结构与性质(1)组成与结构①蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。②蛋白质是由________通过________反应生成的,蛋白质属于天然有机高分子。

氨基酸

缩聚

(2)化学性质

氨基酸

—NH2—COOH可逆

不可逆黄烧焦羽毛3.酶(1)酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有________作用的有机化合物,其中绝大多数是蛋白质,具有蛋白质的性质。

(2)酶是一种生物催化剂,催化作用具有以下特点:①条件温和,一般在接近体温和中性的条件下进行;②具有高度的________性;

③具有高效催化作用。催化

专一

关键能力•提升考向1氨基酸的结构与性质例1(教材改编题)甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的氨基酸。下列说法不正确的是(

)A.甘氨酸是两性化合物,既能与NaOH溶液反应,也能与盐酸反应B.一定条件下,氨基酸之间能发生成肽反应生成更为复杂的多肽,进而构成蛋白质C.甘氨酸分子中有手性碳原子,存在对映异构体D.在一定条件下,2分子甘氨酸只能形成1种二肽C解析

甘氨酸中含有羧基和氨基,羧基能与NaOH溶液反应,氨基能与盐酸反应,因此甘氨酸属于两性化合物,A正确;构成蛋白质的基本单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合(成肽反应)形成多肽,进而构成蛋白质,B正确;手性碳原子连有4个不同的原子或原子团,根据甘氨酸的结构简式可知,甘氨酸中不含有手性碳原子,C错误;在一定条件下,两分子甘氨酸脱水形成二肽,其结构为H2NCH2CONHCH2COOH,D正确。[对点训练1]

味精的主要成分为谷氨酸单钠盐,谷氨酸的结构简式如下。X是谷氨酸的同分异构体,与谷氨酸具有相同种类与数目的官能团。下列说法正确的是(

)

A.谷氨酸单钠盐不能与碱反应B.谷氨酸与氨基乙酸属于同系物C.X与谷氨酸的物理性质完全相同D.符合条件的X有8种(不含立体异构)D解析

谷氨酸单钠盐,还有1个羧基,与NaOH可发生中和反应,A错误;谷氨酸与氨基乙酸中羧基的个数不同,二者不属于同系物,B错误;X与谷氨酸的结构不同,物理性质不同,C错误;X与谷氨酸具有相同的官能团种类和数目,说明X中含有2个羧基、1个氨基,符合条件的结构简式有共有8种,D正确。

考向2蛋白质的结构与性质例2下列说法不正确的是(

)A.氨基酸之间能发生聚合反应生成多肽,进而构成蛋白质B.向鸡蛋清溶液中加入硝酸,可析出蛋白质,再加水重新溶解C.免洗手消毒液的成分中乙醇、活性银离子均能使蛋白质变性D.疫苗一般要在规定的冷链状态下运输和储存,其目的是防止蛋白质变性B解析

氨基酸分子通过成肽反应生成多肽,多肽的肽链盘曲、折叠或相互结合,形成蛋白质,A正确;向鸡蛋清溶液中加入硝酸,蛋白质发生变性而凝固,析出蛋白质,再加水不能重新溶解,B错误;75%乙醇、重金属活性银离子均能使蛋白质变性,C正确;疫苗采用冷链状态下运输和储存,防止蛋白质变性而失效,D正确。[对点训练2]

埃博拉病毒的主要成分是核酸和蛋白质,核酸构成核心,蛋白质构成外壳。下列相关说法中错误的是(

)A.高温能使蛋白质变性,所以加热煮沸能杀灭埃博拉病毒B.蛋白质中有肽键,肽键的结构式为C.蛋白质的水解产物都是α-氨基酸D.氨基酸既能和盐酸反应又能和NaOH反应生成盐C解析

高温能使蛋白质变性,所以加热煮沸能杀灭埃博拉病毒,A正确;蛋白质由氨基酸组成,然后不同氨基酸进行脱水缩合之后形成多肽链,这些链状结构不断盘曲、折叠等形成了空间结构复杂的蛋白质,因此蛋白质中有肽键,肽键的结构式为

,B正确;病毒的主要成分是核酸和蛋白质,核酸构成核心,蛋白质构成外壳,蛋白质的最终水解产物大部分是α-氨基酸,不是所有的水解产物都是α-氨基酸,C错误;构成蛋白质的基本单位是氨基酸,每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,氨基酸既能和盐酸反应又能和NaOH反应生成盐,D正确。考点三合成高分子必备知识•梳理1.基本概念(1)单体:能够进行________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________、可重复的________单位。

(3)聚合度:高分子链中含有链节的________。

例如:聚合反应

相同

最小

数目

单体

链节

聚合度

2.合成高分子的基本反应(1)加聚反应:由含有________的小分子化合物以________反应形式生成高分子化合物的反应。

(2)缩聚反应:由单体分子间缩合脱去________(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反应。

不饱和键

加成

小分子

3.高分子的分类及特性

其中,________、___________、___________又被称为“三大合成材料”。

热塑

热塑

热固塑料合成纤维合成橡胶关键能力•提升考向1加聚(或缩聚)反应方程式的书写例1按要求书写下列反应的化学方程式并指出反应类型。(1)由苯乙烯合成聚苯乙烯:_______________________________________,反应类型:________。(2)由2-氯-1,3-丁二烯合成氯丁橡胶:________________________________,反应类型:________。

(3)由对苯二甲酸与乙二醇合成涤纶:_______________________________,反应类型:________。

加聚反应

加聚反应

缩聚反应

[对点训练1]

下列合成高分子化合物的反应及类型均正确的是(

)答案C

解析

CH2=C(CH3)COOCH3中含碳碳双键,CH2=C(CH3)COOCH3发生加聚反应合成有机玻璃,A错误;CH2=C(CH3)CH=CH2发生加聚反应生成的高分子化合物的结构简式为

,B错误;产物的化学计量数错误,HCl的化学计量数应为2n-1,D错误。考向2高分子合成单体的推断例2(2022·山东卷)下列高分子材料制备方法正确的是(

)B解析

本题考查高分子化合物的单体以及制备过程的反应类型。聚乳酸是由乳酸分子间脱水经缩聚反应制备,A项错误;聚四氟乙烯是由四氟乙烯经加聚反应制备,B项正确;尼龙-66是由己二胺和己二酸经缩聚反应制备,C项错误;聚乙烯醇由聚乙酸乙烯酯经水解反应制备,D项错误。[对点训练2]

下列关于合成材料的说法中,不正确的是(

)A.结构为…—CH=CH—CH=CH—CH=CH—CH=CH—…的高分子的单体是乙炔B.聚氯乙烯可制成薄膜、软管等,其单体是CH2=CHClC解析

A项,根据加聚产物的单体推断方法,凡链节的主链上只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物,其合成单体必为一种,将两半键闭合即可知其单体为CH≡CH;B项,聚氯乙烯的单体是CH2=CHCl;C项,合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛。素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱1.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)与葡萄糖互为同系物,都能发生银镜反应C.胞嘧啶分子式为C4H5N3O,含有的官能团只有氨基和肽键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D解析

脱氧核糖核酸中含有C—C,为非极性共价键,故A错误;2-脱氧核糖为环状,与葡萄糖结构不相似,二者不互为同系物,且2-脱氧核糖中无醛基,不能发生银镜反应,故B错误;由结构简式可知,胞嘧啶含有的官能团为肽键、氨基和碳碳双键等,故C错误。A.X可与H2发生加成反应生成YB.Y的核磁共振氢谱有4组峰C.X、Y生成PCT的反应属于缩聚反应D.PCT制品应避免长时间与碱性物质接触A解析

A.根据题干信息分析,Y的结构为

,X与H2发生加成反应不能生成Y,符合题意;B.Y为对称结构,核磁共振氢谱有4组峰,不符合题意;C.二元酸和二元醇通过缩聚反应生成高聚物,不符合题意;D.PCT含有酯基,在碱性条件下能水解,不应该长时间和碱性物质接触,不符合题意。进阶2练热点·提素能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:下列说法不正确的是(

)A.试剂a是甲醇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D解析

CH≡CH与试剂a发生加成反应生成B,HOOCCH=CHCOOH分子内脱水生成C,B和C聚合生成M,根据聚合物M的结构式可知,B为CH2=CH—O—CH3,C为

,则试剂a为CH