2019《》高考化学总复习（人教版）讲义第十二章基础课4生命中的基础有机化学物质

基础课4生命中的基础有机化学物质、合成有机高分子明确考纲理清主干1.了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。2．了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。3．了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。4．了解加聚反应和缩聚反应的含义。5．了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。(对应学生用书P252)考点一糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和性质1．糖类(1)概念：指分子有两个或两个以上羟基的醛或酮以及水解后可以生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。(2)分类定义元素组成代表物的名称、分子式、相互关系单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单糖的糖C、H、O多糖1mol糖水解生成多摩尔单糖的糖C、H、O(3)性质①葡萄糖：多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO②二糖在稀酸催化下发生水解反应，如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。③多糖在稀酸催化下发生水解反应，水解的最终产物是葡萄糖。2．油脂(1)概念：油脂属于__酯__类，是__高级脂肪酸__和__甘油__生成的酯。常见的形成油脂的高级脂肪酸有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(饱和脂肪酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(硬脂酸：__C17H35COOH__,软脂酸：__C15H31COOH__)),不饱和脂肪酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(油酸：__C17H33COOH__,亚油酸：__C17H31COOH__))))(2)结构，官能团：____，有的可能含有____，若R、R′、R″相同，称为__简单甘油酯__；若R、R′、R″不同，称为__混合甘油酯__。(3)物理性质①油脂一般__不__溶于水，密度比水__小__。②天然油脂都是混合物，没有固定的__熔、沸点__。a．含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈__液__态。b．含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈__固__态。(4)化学性质①油脂的氢化(油脂的硬化)油脂的硬化是指烃基上的碳碳双键与H2发生加成反应。经硬化制得的油脂叫__人造脂肪__，也称__硬化油__。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为：__eq\a\vs4\al(＋3H2\o(→,\s\up7(Ni),\s\do5(△)))__。②水解反应a．酸性条件下__eq\a\vs4\al(＋3H2O\o(,\s\up7(H＋),\s\do5())3C17H35COOH＋)______，b．碱性条件下——皂化反应__eq\a\vs4\al(＋3NaOH→3C17H35COONa＋)______。如何区分植物油和矿物油？提示：取少量试样加入含有酚酞的NaOH溶液并加热，红色变浅的是植物油，无变化的是矿物油。3．氨基酸、蛋白质(1)氨基酸①组成与结构：氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。官能团为—COOH和—NH2。α­氨基酸结构简式可表示为：。②化学性质a．两性(以为例)与盐酸反应的化学方程式：____。与NaOH溶液反应的化学方程式：____。b．成肽反应两分子氨基酸缩水形成二肽多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质。(2)蛋白质的结构与性质①组成与结构a．蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。b．蛋白质是由氨基酸组成的，通过缩聚反应产生，蛋白质属于天然有机高分子化合物。②性质eq\a\vs4\al(题组一糖类、油脂、蛋白质的结构与性质)1．(2017·北京西城区期末)下列说法中，不正确的是()A．油脂水解的产物中一定含甘油B．糖类、油脂和蛋白质都属于高分子化合物C．氨基酸既能与盐酸反应，也能与NaOH反应D．医疗上用75%的酒精消毒是因为其能使蛋白质变性答案：B2．(2018·包头九中月考)下列说法正确的是()A．糖类化合物都具有相同的官能团B．酯类物质是形成水果香味的主要成分C．油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇D．蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基答案：B3．糖类、油脂、蛋白质是人体重要的能源物质，请根据它们的性质回答以下问题：(1)油脂在酸性和碱性条件下水解的共同产物是____________(写名称)。(2)蛋白质的水解产物具有的官能团是____________________(写结构简式)。已知A是人体能消化的一种天然高分子化合物，B和C分别是A在不同条件下的水解产物，它们有如下转化关系，请根据该信息完成(3)～(4)小题。(3)1molB完全氧化时可以放出2804kJ的热量，请写出其氧化的热化学方程式：__________________________________________________________________。(4)请设计实验证明A通过反应①已经全部水解，写出操作方法、现象和结论：_________________________________________________________________________。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，若溶液不变蓝，则证明淀粉已经全部水解能水解的有机物小结类别条件水解通式卤代烃NaOH的水溶液，加热＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))R—OH＋NaX酯在酸溶液或碱溶液中，加热＋H2Oeq\o(,\s\up7(H＋),\s\do5(△))RCOOH＋R′OH＋NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))RCOONa＋R′OH二糖无机酸或酶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(或纤维素)葡萄糖油脂酸、碱或酶＋3NaOH→＋R1COONa＋R2COONa＋R3COONa蛋白质或多肽酸、碱或酶＋H2Oeq\o(→,\s\up7(酸、碱或酶))R—COOH＋H2N—R′eq\a\vs4\al(题组二氨基酸的缩合规律)4．(2017·陕西校级期末)甘氨酸()和丙氨酸()缩合最多可形成二肽的种类()A．1 B．2C．3 D．4解析：选D氨基酸生成二肽，就是两个氨基酸分子脱去一个水分子，当同种氨基酸脱水，生成2种二肽；当异种氨基酸脱水，可以是甘氨酸脱去羟基，丙氨酸脱氢，也可以丙氨酸脱羟基，甘氨酸脱去氢，生成2种二肽，共4种。5．已知氨基酸可发生如下反应：＋HNO2→＋N2↑＋H2O且已知：E、F的相对分子质量分别为162和144，可发生如下物质转化关系，如下图所示：(1)写出A、E、F的结构简式：A____________、E____________、F____________(2)写出由生成B和C的化学方程式：B：________________________________________________________________________C：________________________________________________________________________答案：(1)(2)→＋H2O氨基酸的成肽规律(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间，也可以是不同分子之间)，如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽：(2)分子间或分子内脱水成环(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物→＋(n－1)H2O考点二合成有机高分子化合物1．基本概念(1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。(2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的__最小__单位。(3)聚合度：高分子链中含有链节的__数目__。如：2．合成高分子化合物的两个基本反应(1)加聚反应：小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应。如氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为__eq\o(→,\s\up7(催化剂))__。(2)缩聚反应：单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反应。如己二酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为__nHOOC(CH2)4COOH＋nHOCH2CH2OHeq\o(,\s\up7(催化剂))____＋(2n－1)H2O__。3．高分子化合物的分类及性质特点eq\a\vs4\al(高分子,化合物)eq\o(→,\s\up7(根据来源))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(按结构))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(线型结构：具有__热塑__性，如低压聚乙烯),\a\vs4\al(支链型结构：具有__热塑__性，如高压聚乙烯),\a\vs4\al(网状结构：具有__热固__性，如酚醛树脂)))))4．应用广泛的高分子材料——塑料、合成纤维、合成橡胶eq\a\vs4\al(题组一合成有机高分子化合物的结构与性质)1．下列有关线型高分子和体型高分子的说法错误的是()A．线型高分子是由许多链节相互连接成链状，通常不具有或很少具有支链，而体型高分子则是长链跟长链之间产生交联B．线型高分子通常具有热塑性，而体型高分子通常具有热固性C．线型高分子可在适当溶剂中溶解，而体型高分子通常很难在任何溶剂中溶解D．体型高分子化合物的相对分子质量一定比线型高分子化合物相对分子质量大答案：D2．(2017·北京丰台区期末)聚乙炔能够导电，关于聚乙炔CH=CH和聚合物ACH2—CH=CH—CH2的下列说法中正确的是()A．两种聚合物的单体互为同系物B．聚合物A不属于单双键交错的结构C．聚合物A的相对分子质量是聚乙炔的两倍D．1mol两种聚合物的单体分别与Br2发生加成反应，最多消耗Br2的物质的量之比为2∶1答案：B3．(2017·北京第三十一中学期中)关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是()A．顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然高分子材料B．顺丁橡胶的单体与反­2­丁烯互为同分异构体C．涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的D．酚醛树脂的单体是苯酚和甲醇答案：Ceq\a\vs4\al(题组二高分子化合物单体的判断)4．(2018·南昌五校联考)高分子化合物的结构如下：其单体可能是()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．合成酚醛树脂()的单体是苯酚和甲醇D．合成顺丁橡胶()的单体是CH2=CH—CH=CH2答案：C6．下面是一种线型高分子的一部分：由此分析，这种高分子化合物的单体至少有____________种，它们的结构简式为________________________________________________________________________。答案：5、、、、找单体时，一定要先判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物，然后运用逆向思维反推单体，找准分离处，聚合时的结合点必为分离处。(1)加聚反应的特点①单体往往是带有双键或三键的不饱和有机物(如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、异戊二烯等)。②高分子链节与单体的化学组成相同。③生成物只有高分子化合物，一般形成线形结构。(2)缩聚反应的特点①单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。②缩聚反应不仅生成高聚物，而且还生成小分子。③所得高分子化合物的组成跟单体的化学组成不同。合成有机高分子的两大常见反应：加聚反应和缩聚反应(对应学生用书P256)加聚反应缩聚反应概念加聚反应是由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应缩聚反应是指单体之间相互作用生成高分子，同时还生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应常见类型a.聚乙烯类(塑料纤维)eq\o(→,\s\up7(催化剂))____(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)b．聚1,3­丁二烯类(橡胶)eq\o(→,\s\up7(催化剂))(—R可为—H、—Cl、—CH3等)c．混合加聚类：两种或两种以上单体加聚：nCH2=CH—CH=CH2＋nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up7(催化剂))d．聚乙炔类：eq\o(→,\s\up7(催化剂))(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)e．醛的聚合：如nHCHO→CH2—Oa.聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOHeq\o(→,\s\up7(催化剂))＋(2n－1)H2OnHOCH2—CH2—COOHeq\o(→,\s\up7(催化剂))＋(n－1)H2Ob．聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚nH2N—CH2COOHeq\o(→,\s\up7(催化剂))＋(n－1)H2OnH2NCH2COOH＋eq\o(→,\s\up7(催化剂))＋(2n－1)H2Oc．酚醛树脂类nHCHO＋neq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do5(△))(n－1)H2O＋特点高分子链节与单体的化学组成相同，生成物只有高分子化合物，一般形成线型结构①单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)②缩聚反应的结果，不仅生成高聚物，而且还有小分子生成③所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同1．(2018·湖北松滋一中月考)下图表示某高分子化合物的结构片断。关于该高分子化合物的推断正确的是()A．3种单体通过加聚反应聚合B．形成该化合物的单体只有2种C．其中一种单体为D．其中一种单体为1,5­二甲基苯酚解析：选C链节上含有除碳、氢外的其他元素，通过缩聚反应形成该高分子化合物，故A错误；其单体为、、HCHO，故B、D错误，C正确。2．(2018·南宁高三质检)下列工业生产过程中，属于应用缩聚反应制取高聚物的是()A．单体CH2=CH2制高聚物CH2—CH2B．单体与CH2=CH—CH=CH2制高聚物C．单体CH2=CH—CH3制高聚物D．单体与制高聚物答案：D3．链状高分子化合物，可由有机化工原料R和其他有机试剂，通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到，则R是()A．1­丁烯 B．乙烯C．1,3­丁二烯 D．2­丁烯答案：B4．(2018·菏泽模拟)化合物M是一种光致抗蚀剂，可用于印刷电路和集成电路工艺中，其合成路线如下：已知：Ⅰ.Ⅱ.羟基直接连接在碳碳双键的碳原子上的有机物是不稳定的。回答下列问题：(1)下列关于M的说法正确的是____________(填序号)。a．M属于高分子化合物b．M在碱性溶液中能稳定存在c．M能使酸性高锰酸钾溶液褪色d．1molM与足量氢气反应时，最多消耗4molH2(2)C中官能团的名称为____________，由E生成F的反应类型为____________。(3)F的化学名称为____________，由F生成G的化学方程式为_____________________。(4)二取代芳香族化合物W(只含苯环，不含其他的环，且不含“C=C=C”结构)是D的同分异构体，W能与三氯化铁溶液发生显色反应，则W的结构共有____________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为_________________________________。(5)参照上述合成路线，设计一条以HCCH为原料(其他无机试剂任选)制备G的合成路线。(已知：HCCH＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温高压))CH3CHO)解析：A和乙醛反应生成B，分子中增加了7个C原子，再根据信息I和D中含有苯环，推出A为苯甲醛，则B为，C为。由信息Ⅱ可知，羟基直接连接在碳碳双键的碳原子上的有机物是不稳定的，推出F到G发生的是加聚反应，而不是酯的水解反应，因为F水解后会生成一个不稳定的有机物(乙烯醇)，它会自动发生分子结构重排转化为乙醛，只有发生加聚反应之后再水解，才能转化为H(聚乙烯醇)。答案：(1)ac(2)碳碳双键、羧基加成反应(3)乙酸乙烯酯nCH2=CHOOCCH3eq\o(→,\s\up7(催化剂))(4)9(5)HCCHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(催化剂/高温高压))CH3CHOeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂/△))CH3COOHeq\o(→,\s\up7())CH3COOCH=CH2eq\o(→,\s\up7(催化剂))(对应学生用书P257)1．(2017·北京卷，11)聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂，聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘，其结构表示如下：下列说法不正确的是()A．聚维酮的单体是B．聚维酮分子由(m＋n)个单体聚合而成C．聚维酮碘是一种水溶性物质D．聚维酮在一定条件下能发生水解反应解析：选BA对：聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘，由聚维酮碘的结构可知，聚维酮是由经加聚反应生成的，故聚维酮的单体为。B错：由聚维酮碘的结构推知，聚维酮分子由(2m＋n)个单体聚合而成。C对：由聚维酮碘的结构可知，该物质属于盐类，易溶于水。D对：由聚维酮碘的结构可知，该结构中含有，在一定条件下能发生水解反应。2．(2016·上海卷·11)合成导电高分子化合物PPV的反应为：＋nCH2eq\o(→,\s\up7(一定条件))＋2nHI下列说法正确的是()A．PPV是聚苯乙炔B．该反应为缩聚反应C．PPV与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同D．1mol最多可与2molH2发生反应解析：选BA．根据物质的分子结构可知该物质不是聚苯乙炔，错误；B.该反应除产生高分子化合物外，还有小分子生成，属于缩聚反应，正确；C.PPV与聚苯乙烯的重复单元不相同，错误；D.该物质一个分子中含有2个碳碳双键和苯环都可以与氢气发生加成反应，故1mol最多可以与5mol氢气发生加成反应，错误。3．(2016·全国卷Ⅰ，38)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。如图是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线。回答下列问题：(1)下列关于糖类的说法正确的是____________(填标号)。a．糖类都有甜味，具有CnH2mOm的通式b．麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖c．用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全d．淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物(2)B生成C的反应类型为____________。(3)D中的官能团名称为____________，D生成E的反应类型为____________。(4)F的化学名称是____________，由F生成G的化学方程式为______________________。(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体，0.5molW与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2，W共有____________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为____________________________________________。(6)参照上述合成路线，以(反，反)­2,4­己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线：___________________________________________________________________。答案：(1)cd(2)取代反应(酯化反应)(3)酯基、碳碳双键消去反应(4)己二酸＋eq\o(→,\s\up7(催化剂),\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的合成路线如下：(1)A的分子式是C7H8，其结构简式是________________。(2)试剂a是____________。(3)反应③的化学方程式为___________________________________________________。(4)E的分子式是C6H10O2，E中含有的官能团为________________________。(5)反应④的反应类型是__________________。(6)反应⑤的化学方程式为____________________________________________________。(7)已知：2CH3CHOeq\o(→,\s\up7(OH—),\s\do5())。以乙烯为起始原料，选用必要的无机试剂合成E，写出合成路线(用结构简式表示有机物)，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件。解析：(1)该题可用逆推法，由高分子P的结构简式和A的分子式为C7H8，可以推出D为，G为，由D可推出C为，由C可推出B为，那么A应该为。(2)甲苯和浓硝酸在浓硫酸催化作用下生成对硝基甲苯，所以试剂a为浓硫酸和浓硝酸。(3)反应③C()生成D()，条件是氢氧化钠的水溶液，加热，化学方程式为：＋NaOH