2022年高考化学一轮复习第11章第51讲　生命中的基础有机化学物质　合成有机高分子_05高考化学_新高考复习资料_2022年新高考资料_2022年一轮复习各版本

第 51 讲 生命中的基础有机化学物质 合成有机高分子 复习目标 1.了解糖类、脱氧核糖核酸、核糖核酸、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，了解脱氧核糖核 酸、核糖核酸的生物功能。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。 考点一 糖类 核酸 油脂 1．糖类 (1)糖类的概念和分类 ①概念：从分子结构上看，糖类可以定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。 ②组成：碳、氢、氧三种元素。大多数糖类化合物的通式为C (H O) ，所以糖类也叫碳水化 n 2 m 合物。 ③分类： (2)单糖 ①葡萄糖：多羟基醛CHOH(CHOH) CHO，它与果糖[ ]互为同 2 4 分异构体。 ②戊糖——核糖、脱氧核糖 核糖和脱氧核糖是生命遗传物质——核酸的重要组成部分分子式 环式结构简式 核糖 C H O 5 10 5 脱氧核糖 C H O 5 10 4 (3)二糖——蔗糖与麦芽糖 比较项目 蔗糖 麦芽糖 分子式 均为C H O 12 22 11 相同点 性质 都能发生水解反应 是否含醛基 不含 含有 不同点 水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖 相互关系 互为同分异构体 (4)多糖——淀粉与纤维素 ①相似点 a．都属于天然有机高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为(C H O)。 6 10 5 n b．都能发生水解反应，如淀粉水解的化学方程式为 (C H O)＋nHO――→nC H O 6 10 5 n 2 6 12 6 淀粉 葡萄糖。 c．都不能发生银镜反应。 ②不同点 a．通式中n值不同。 b．淀粉溶液遇碘显蓝色。 2．核酸 (1)核糖核酸的形成 (2)脱氧核糖核酸的形成 3．油脂 (1)组成和结构油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯，由C、H、O三种元素组成，其结构可表示为 (2)分类 (3)物理性质 性质 特点 密度 密度比水小 溶解性 难溶于水，易溶于有机溶剂 含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈液态； 状态 含有饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈固态 熔、沸点 天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点 (4)化学性质 ①油脂的氢化(油脂的硬化) 烃基上含有碳碳双键，能与H 发生加成反应。如油酸甘油酯与H 发生加成反应的化学方程 2 2 式为 经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。 ②水解反应 a．酸性条件下 如硬脂酸甘油酯在酸性溶液中的水解反应方程式为 ＋ 3C H COOH。 17 35 b．碱性条件下——皂化反应 如硬脂酸甘油酯在氢氧化钠溶液中的水解反应方程式为＋ 3C H COONa； 17 35 碱性条件下其水解程度比酸性条件下水解程度大。 (1)凡能溶于水且具有甜味的物质都属于糖类(×) 错因：甘油能溶于水且具有甜味，但不是糖类。 (2)核糖和脱氧核糖互为同分异构体(×) 错因：二者的分子式不同，相差一个氧原子。 (3)油脂是高级脂肪酸甘油酯，属于有机高分子化合物(×) 错因：油脂的相对分子质量不大，不属于高分子化合物，属于有机小分子。 (4)核酸分为DNA和RNA，是生命遗传物质(√) 某学生设计了以下四个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。 方案甲：淀粉液――→水解液―――――→中和液――→溶液不变蓝。 结论：淀粉完全水解。 方案乙：淀粉液――→水解液――――→无银镜现象。 结论：淀粉尚未水解。 方案丙：淀粉液――→水解液――――――→中和液―――→有银镜现象。 结论：淀粉已经水解。 方案丁：淀粉液――→ 结论：淀粉部分水解。 根据上述操作现象，回答设计、结论是否正确。然后简要说明理由。 (1)甲方案________________________________________________________________。 (2)乙方案________________________________________________________________。 (3)丙方案________________________________________________________________。 (4)丁方案________________________________________________________________。 答案 (1)设计和结论都不正确。因为加入NaOH溶液呈碱性后，加入碘水，I 与NaOH溶液 2 发生反应，没有I 存在，不能证明淀粉是否存在 2 (2)设计和结论都不正确。因为在酸性条件下，加入的银氨溶液被破坏，不能与葡萄糖发生 银镜反应。按方案乙的设计，无银镜现象，淀粉可能是完全水解，也可能是部分水解或尚未 水解(3)设计和结论都正确。按设计的方案进行实验，有银镜现象，说明淀粉已水解生成了葡萄 糖 (4)设计和结论都正确。按设计方案进行实验，溶液变蓝又有银镜现象，说明既有淀粉又有 葡萄糖，淀粉部分水解 解析 在具体设计实验时，要注意两点：一是在检验葡萄糖存在时，加银氨溶液之前，要加 碱中和溶液中的硫酸，否则银氨络离子要被破坏；二是检验淀粉存在时，不能是碱性溶液， 因为碘能与NaOH反应，因此水解液可以直接加碘水检验，不必先中和。若淀粉水解完全 时，则在溶液中加入碘水，溶液不会出现蓝色；若淀粉尚未水解时，则加入银氨溶液，水浴 加热，溶液不会出现银镜反应；若淀粉部分水解，则既要用碘水检验淀粉的存在，又要用银 氨溶液检验葡萄糖的存在。 (1)淀粉水解程度的实验流程 (2)易错提醒 ①由于糖类水解常用无机酸(一般是稀硫酸)作催化剂，检验水解产物之前，必须先加碱中和 酸，以免硫酸与银氨溶液或新制Cu(OH) 悬浊液反应，导致实验失败。 2 ②用I 检验淀粉时，应直接取水解后的混合液加碘水。若取中和液加碘水，因 I 与NaOH溶 2 2 液反应而影响淀粉的检验。 题组一 糖类的性质与作用 1．血糖是指血液中的葡萄糖，下列有关说法不正确的是( ) A．葡萄糖的分子式可表示为C (H O) ，则葡萄糖分子中含有6个HO分子 6 2 6 2 B．葡萄糖与果糖互为同分异构体 C．葡萄糖与麦芽糖均含有醛基，但二者不互为同系物 D．淀粉与纤维素不互为同分异构体 答案 A 解析 葡萄糖分子中H、O原子个数之比为2∶1，葡萄糖分子中不存在水分子，故A错误； 葡萄糖与果糖的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，故B正确；葡萄糖与麦芽糖官 能团的数目不同，不互为同系物，同系物的官能团以及官能团的数目均相同，故C正确； 淀粉与纤维素分子式均可表示为(C H O) ，但分子式中n不同，所以淀粉与纤维素不互为 6 10 5 n 同分异构体，故D正确。 2．将淀粉浆和淀粉酶混合，充分反应后，分别取少量液体与①碘水、②新制的Cu(OH) (加 2热至沸腾)、③浓硝酸混合，其现象依次是( ) A．显蓝色、没有红色沉淀产生、显黄色 B．不显蓝色、没有红色沉淀产生、显黄色 C．显蓝色、有红色沉淀产生、不显黄色 D．不显蓝色、有红色沉淀产生、显黄色 答案 D 解析 将淀粉浆和淀粉酶混合，淀粉在淀粉酶的作用下水解，淀粉酶作催化剂，反应前后量 不变，而淀粉完全水解为葡萄糖，故所得溶液中含淀粉酶和葡萄糖。由于无淀粉，故加入碘 水不显蓝色；葡萄糖是还原性糖，能和新制氢氧化铜悬浊液反应生成红色沉淀；由于淀粉酶 属于蛋白质，故加入浓硝酸后变黄色。故选D。 题组二 核糖、核酸的结构与性质 3．下列分子中有2个手性碳原子的是( ) A．乳酸：CH—CHOH—COOH 3 B．甘油：CHOH—CHOH—CH OH 2 2 C．脱氧核糖：CHOH—CHOH—CHOH—CH —CHO 2 2 D．核糖：CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO 2 答案 C 解析 CH—CHOH—COOH分子只有中间碳是手性碳原子，故A错误；CHOH—CHOH— 3 2 CHOH分子中不存在手性碳原子，故 B错误；CHOH—CHOH—CHOH—CH —CHO分子 2 2 2 从左端起第二个碳和第三个碳是手性碳原子，故 C正确；CHOH—CHOH—CHOH—CHOH 2 —CHO中间3个碳原子都是手性碳原子，故D错误，故选C。 4．核酸检测对防疫新冠肺炎意义重大。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(C H O)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应 5 10 4 C．胞嘧啶分子式为C HNO，含有的官能团是氨基和肽键 4 5 3 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 答案 D 解析 脱氧核糖核酸中含有C—C，为非极性键，故A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，故B错误；由结构简式可知，含有肽键、氨基和碳碳双键等 官能团，故C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，故D正确。 题组三 油脂的性质及应用 5．油脂是油与脂肪的总称，它是多种高级脂肪酸的甘油酯。油脂既是重要食物，又是重要 的化工原料。油脂的以下性质和用途与其含有碳碳双键有关的是( ) A．油脂难溶于水 B．利用油脂在碱性条件下的水解，可以生产甘油和肥皂 C．油脂是产生能量最高的物质 D．植物油通过与H 加成可以制成植物奶油(人造奶油) 2 答案 D 解析 油脂难溶于水是油脂的物理性质，和碳碳双键无关，故 A错误；油脂是高级脂肪酸 与甘油形成的酯，碱性条件下水解得甘油和肥皂，与碳碳双键无关，故B错误；植物油高 级脂肪酸烃基中含有不饱和键，经过氢化(加氢)，可以变成脂肪，与碳碳双键有关，故D正 确。 6．目前航空燃油主要是矿物油(石油产品)，而利用地沟油(加工过的餐饮废弃油)可以生产生 物航空燃油。下列相关的说法正确的是( ) A．地沟油和矿物油一样都为各种烃的混合物 B．地沟油和矿物油分别与水混合，地沟油能浮于水面而矿物油沉于水底 C．地沟油和矿物油都不可再生 D．区分这两种燃油可采用加入足量氢氧化钠溶液共热的方法，分层的是矿物油 答案 D 解析 地沟油为高级脂肪酸甘油酯的混合物，不是烃的混合物，故 A错误；地沟油和矿物 油分别与水混合，都浮在水面上，故B错误；地沟油可以再生，矿物油为石油产品，不能 再生，故C错误；地沟油的成分是油脂，油脂在碱性条件下水解，矿物油的成分是烃类， 不水解，所以用加入足量氢氧化钠溶液共热的方法可以区分地沟油与矿物油，分层的是矿物 油，故D正确。 考点二 胺 酰胺 氨基酸与蛋白质 1．胺 (1)概念 胺可以看作是氨(NH )分子中的氢原子被烃基取代的产物。 3 (2)通式 胺有三种结构通式：(3)化学性质(胺的碱性) RNH ＋HORNH＋OH－； 2 2 RNH ＋HClRNHCl－； 2 RNHCl－＋NaOHRNH ＋NaCl＋HO。 2 2 2．酰胺 (1)概念 酰胺可看作羧基分子中羟基被氨基或烃氨基取代后的化合物，也可看作氨或胺分子中的氮原 子上的氢原子被酰基取代后的化合物。 (2)通式 ，其中酰胺键( )是酰胺的官 能团，R 、R 可以相同，也可以不同。 1 2 (3)化学性质——水解反应 酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。如果水解时加入碱，生成的酸就会变 成盐，同时有氨气逸出。 RCONH ＋HO＋HCl――→ RCOOH ＋ NH Cl； 2 2 4 RCONH ＋NaOH――→ RCOONa ＋ NH ↑。 2 3 3．氨基酸的结构与性质 (1)氨基酸的组成与结构 羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代后的产物。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 — NH 和— COOH 。 2 (2)氨基酸的化学性质 ①两性 氨基酸分子中既含有酸性基团 — COOH ，又含有碱性基团 — NH ，因此，氨基酸是两性化合 2 物。 如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为 ②成肽反应两个氨基酸分子(可以相同，也可以不同)，在酸或碱存在的条件下加热，通过一分子的氨基 与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含肽键 的化合物，称为成肽反应。 两分子氨基酸脱水形成二肽，如： 多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质。 4．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蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应生成的，蛋白质属于天然有机高分子化合物。 (2)蛋白质的性质 (3)酶 ①大部分酶是一种蛋白质，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： a．条件温和，不需加热； b．具有高度的专一性； c．具有高效催化作用。 (1)胺、酰胺化学性质相似，都具有碱性(×) 错因：酰胺没有碱性。 (2)氨基酸既能与盐酸反应，又能与烧碱反应(√)(3)向蛋白质溶液中加入硫酸钠因蛋白质变性而产生沉淀(×) 错因：硫酸钠不是重金属盐，该变化属于盐析。 题组一 胺 酰胺的结构与性质 1．120 ℃以上的温度烹制富含淀粉类食品时，会产生致癌物丙烯酰胺，其结构简式如下， 它可看作丙烯酸中的—OH被—NH 取代的产物，下列有关丙烯酰胺的叙述不正确的是( 2 ) A．该物质的化学式为C HNO 3 4 B．该物质能使酸性KMnO 溶液褪色 4 C．该物质含有酰胺键 D．该物质属于脂肪烃衍生物 答案 A 解析 根据结构简式可知，该物质的化学式为C HNO，故A错误；含碳碳双键，则能使酸 3 5 性高锰酸钾溶液褪色，故B正确； 为酰胺键官能团，故C正确；它可看作丙烯 酸中的—OH被—NH 取代的产物，属于脂肪烃衍生物，故D正确。 2 2．瑞德西韦是一种抗病毒的药物，其结构如图所示。下列关于该药物的结构与性质叙述不 正确的是( ) A．该药物分子中含有27个碳原子 B．该药物能发生酯化反应与水解反应 C．该药物分子中所有碳原子可能在同一平面内 D．该药物分子含有磷酸酰胺键等4种含氧官能团 答案 C 解析 根据该药物的结构简式，可推知分子中含有27个碳原子，故A正确；该药物含有羟 基，能发生酯化反应，含有酯基，能发生水解反应，故B正确；该药物分子含有饱和碳原 子，且有饱和碳原子同时连有3个碳原子，所有碳原子不可能在同一平面内，故C错误；该 药物分子含有磷酸酰胺键、酯基、羟基、醚键4种含氧官能团，故D正确。 题组二 氨基酸的成肽规律及蛋白质的水解 3．下列有关蛋白质的说法正确的是 ( )①氨基酸、淀粉均属于高分子化合物 ②蛋白质是结构复杂的高分子化合物，分子中都含有C、H、O、N ③若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物一定不一致 ④用甘氨酸( )和丙氨酸( )缩合最多可形成四种二肽 A．①④ B．②③ C．①② D．②④ 答案 D 解析 ①淀粉属于高分子化合物，氨基酸不属于高分子化合物，错误；②蛋白质是由氨基酸 缩合而成的高分子化合物，都含有C、H、O、N，有的也含S，正确；③如甘氨酸和丙氨酸 缩合形成的两种二肽互为同分异构体，但水解产物相同，错误；④两种氨基酸自身缩合可形 成两种二肽，交叉缩合又可形成两种二肽，故最多能形成四种二肽，正确。 4．下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、B、C、D标出了分子中不同的键，当蛋白 质发生水解反应时，断裂的键是________(填字母)。 答案 C 解析 两个氨基酸分子，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基和另一分子的羧基间脱 去一分子水缩合形成含有肽键的化合物，称为成肽反应，所以蛋白质水解断裂的是肽键，所 以应断裂的键是C。 5．化合物A是天然蛋白质水解的最终产物，其相对分子质量为165，其中O元素的质量分 数小于20%，N元素的质量分数小于10%。 (1)A的分子式为__________。 (2)红外光谱测定显示，化合物 A 分子结构中不存在甲基，则化合物 A 的结构简式为 ________________________________________________________________________。 (3)写出A发生缩聚反应的化学方程式：_____________________________________。 答案 (1)C H ON (2) 9 11 2 (3)n ＋(n－1)H O 2 解析 由A是天然蛋白质水解的最终产物，推断A为α-氨基酸，165×20%＝33，故只含有 2个氧原子，165×10%＝16.5，故只含有1个氮原子，即含有一个氨基和一个羧基，其余为 碳和氢元素，165－45－16＝104，为8个碳和8个氢原子，A的分子式为C H ON；A是天 9 11 2然蛋白质的水解产物，一定是一种α-氨基酸，光谱测定显示，分子结构中不存在甲基(— CH)，所以是含有苯环的结构，所以结构简式为 。含有氨基和羧 3 基，可发生缩聚反应。 氨基酸的成肽规律 (1)2种不同氨基酸(只含一个氨基和一个羧基)，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 ＋2HO 2 (3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物 (n－1)H O 2考点三 合成有机高分子 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：由含有不饱和键的化合物分子以加成反应形式结合成高分子化合物的反应。 (2)缩聚反应：单体分子间缩合 脱去小分子 ( 如 H O 、 HX 等 ) 生成高分子化合物的反应。 2 3．高分子化合物的分类及性质特点 其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 4．加聚反应、缩聚反应方程式的书写方法 (1)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，添上方括号，右下写n”。例如： nCH==CH—CH ――→ 。 2 3 ②二烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上方括号，右下写n”。 例如： nCH==CH—CH==CH――→CH—CH==CH—CH 。 2 2 2 2 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，右下写n”。例如： nCH==CH＋ ――→ 2 2 (2)缩聚反应的书写方法 书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构简式时，与加成聚合物(简称加聚物)结构简式写法有点不同，缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团，而加聚物的端基不 确定，通常用横线“—”表示。例如： ①聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚 nHOCH —CHOH＋nHOOC—COOH 2 2 nHOCH —CH—COOH 2 2 ②聚氨基酸类：—NH 与—COOH间的缩聚 2 nHN—CH COOH――→ 2 2 ――→ ③酚醛树脂类： ――→ ( n － 1)H O＋ 。 2 (1)丙烯和聚丙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色(×) 错因：聚丙烯分子中没有不饱和键，不能与溴发生加成反应。 (2)加聚反应的原子利用率为100%(√) (3)聚合度就是链节的个数(×) 错因： 有多个单体聚合形成的高分子化合物的聚合度等于 n × 单体数 。 [应用体验] 按要求完成下列方程式并指出反应类型。 (1)由苯乙烯合成聚苯乙烯： _________________________，______________________________________________。答案 n ――→ 加聚反应 (2)由对苯二甲酸与乙二醇合成涤纶： ____________________，_____________________________________________________。 答案 nHOCH CHOH 2 2 (2n－1)H O 缩聚反应 2 (3)由2-氯-1,3-丁二烯合成氯丁橡胶： ________________________，_______________________________________。 答案 ――→ 加聚反应 题组一 合成高分子材料的化学成分及性能 1．下列关于合成高分子材料的说法不正确的是( ) ①高分子化合物不溶于任何溶剂 ②高分子化合物对环境都会产生污染 ③天然高分子材料主要成分都是纤维素 ④塑料均有热塑性 ⑤许多合成高分子材料在性能上优于天然高分子材料 A．①③④⑤ B．②③⑤ C．①②③⑤ D．①②③④ 答案 D 解析 ①高分子化合物可溶于相应的溶剂；②可降解塑料属于高分子化合物，但对环境不会 产生污染；③蚕丝的成分是蛋白质；④塑料有线型、体型两种，线型具有热塑性，体型具有 热固性；⑤许多合成高分子材料具有的特殊性能，在性能上优于天然高分子材料。 2．聚乳酸(PLA)是以有机酸乳酸为原料生产的新型聚酯材料，性能胜于现有的塑料聚乙烯、 聚丙烯、聚苯乙烯等材料，是新世纪最有发展前途的新型包装材料，是环保材料中的一颗明 星。聚乳酸可以玉米为原料发酵生产，利用聚乳酸制成生物降解性发泡材料。该材料的强度，压缩应力、缓冲性，耐药性等与聚苯乙烯塑料相同，经焚烧后不污染环境，还可肥田。下列 说法不正确的是( ) A．聚乳酸使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境 B．聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛 C．聚乳酸(PLA)是一种对环境友好的天然高分子聚酯材料 D．聚乳酸是以淀粉发酵(或化学合成)得到的，以乳酸为基本原料制备的一种聚酯材料 答案 C 解析 聚乳酸(PLA)经焚烧后不污染环境，是一种对环境友好的合成高分子聚酯材料，故C 错误。 3．(2019·北京模拟)一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下： 下列关于该高分子说法正确的是( ) A．结构简式： B．氢键对该高分子的性能没有影响 C．完全水解得到的高分子有机物，含有官能团羧基和碳碳双键 D．完全水解得到的小分子有机物，具有4种不同化学环境的氢原子 答案 A 解 析 根 据 题 中 隐 形 眼 镜 材 料 的 聚 合 物 片 段 可 知 ， 该 高 分 子 的 链 节 为 ，则该高分子的结构简式： ，故A正确； 氢键为一种特殊的分子间作用力，影响物质的物理性质，如熔、沸点，故B错误；该高分 子完全水解的产物 和HOCH CHOH，其中高分子有机物为 ，含 2 2 有的官能团为羧基，故 C错误；根据 C选项的分析，完全水解得到的小分子有机物为 HOCH CHOH，分子中有2种不同化学环境的氢原子，故D错误。 2 2 题组二 有机高分子化合物单体的判断4．(2020·郑州调研)今有高聚物 ，对此分析正确的是( ) A．它是一种体型高分子化合物 B．其单体是CH==CH 和 2 2 C．其链节是 D．其单体是 答案 D 解析 高聚物 为线型高分子化合物，其链节为 ，是 的加聚产物。 5．下列关于合成材料的说法不正确的是( ) 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CH==CHCl 2 C．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CH==CH—CH==CH 2 2 答案 C 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CH==CHCl；C项，合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛。 2 高聚物单体的推断方法推断单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物，并找准分离处。 (1)加聚产物的主链一般全为碳原子，按“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”的规律画线 断键，然后半键闭合、单双键互换。如 的单体为 CH==CH 和 2 2 CH==CHCN ， 的 单 体 为 CH==CHCH 和 CH==CH— 2 2 3 2 CH==CH。 2 (2)缩聚产物的链节中不全为碳，一般有“ 、 ”等结构，在 或 画线处断键，碳原子上连—OH，氧原子和氮原子上连—H，即得单体。 考点四 有机合成的思路与方法 1．有机合成题的解题思路 2．有机合成中碳骨架的构建 (1)碳链增长的反应 加聚反应；缩聚反应；酯化反应；利用题目所给信息反应，如卤代烃的取代反应，醛、酮的 加成反应…… ①醛、酮与HCN加成： ②醛、酮与RMgX加成： ③醛、酮的羟醛缩合(其中至少一种有α-H)：④苯环上的烷基化反应： ⑤卤代烃与活泼金属作用： 2CHCl＋2Na―→CH—CH＋2NaCl 3 3 3 (2)碳链减短的反应 ①烷烃的裂化反应； ②利用题目所给信息反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应…… (3)常见由链成环的方法 ①二元醇成环： 如：HOCH CHOH――→ ； 2 2 ②羟基酸酯化成环： 如：  ； ③氨基酸成环： 如：HNCH CHCOOH―→ ＋HO； 2 2 2 2 ④二元羧酸成环： 如：HOOCCH CHCOOH――→ ＋HO； 2 2 2 ⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环： ――――→ 。 3．有机合成中官能团的转化 (1)官能团的引入 引入官能团 引入方法 引入卤素原子 ①烃、酚的取代；②不饱和烃与HX、X 的加成； 2 ③醇与氢卤酸(HX)反应 ①烯烃与水加成； ②醛酮与氢气加成； 引入羟基 ③卤代烃在碱性条件下水解； ④酯的水解 ①某些醇或卤代烃的消去； 引入碳碳双键 ②炔烃不完全加成； ③烷烃裂化 ①醇的催化氧化； 引入碳氧双键 ②连在同一个碳上的两个羟基脱水； ③含碳碳三键的物质与水加成 ①醛基氧化； 引入羧基 ②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 (2)官能团的消除 ①通过加成反应可以消除不饱和键(双键、三键、苯环)； ②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基； ③通过加成或氧化反应等消除醛基； ④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。 (3)官能团的改变 ①利用官能团的衍生关系进行衍变，如 R—CHOHR—CHO――→R—COOH； 2 ②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如 CHCHOH――→CH==CH――→Cl—CH —CHCl――→HO—CH —CH—OH； 3 2 2 2 2 2 2 2 ③通过某种手段改变官能团的位置，如 。 4．官能团的保护 (1)酚羟基的保护：因为酚羟基易被氧化，所以在氧化其他基团前可以先与 NaOH反应，把 —OH变为—ONa保护起来，待氧化后再酸化将其转变为—OH。 (2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加 成反应将其保护起来，待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。 (3)氨基(—NH )的保护：如在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH 氧化成— 2 3 COOH之后，再把—NO 还原为—NH 。防止当KMnO 氧化—CH 时，—NH (具有还原性) 2 2 4 3 2 也被氧化。1．(2018·天津，7节选)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成，例如制备醇类化合 物的合成路线如下： RBr―――→RMgBr (R：烃基；R′：烃基或H) 依据上述信息，写出制备 所需醛的可能结构简式：____________。 答案 CHCHCHO、CHCHO 3 2 3 解析 由题给信息可知， 可能是由CHCHMgBr与CHCHO或CHMgBr 3 2 3 3 与CHCHCHO经过一系列反应制得的。 3 2 2．以CH==CHCH OH为主要原料(无机试剂任用)设计CH==CHCOOH的合成路线流程图 2 2 2 (已知CH==CH 可被氧气催化氧化为 )，通过此题的解答，总结设计有机合成路线需注意 2 2 的情况(至少写2条)______________________________________________________。 答 案 CH==CHCH OH――――→CHCHClCH OH――→CHCHClCOOH――――→CH==CHCOONa――→CH 2 2 3 2 3 2 2 ==CHCOOH；选择合适的反应条件、要注意官能团的保护 解析 以CH==CHCH OH为主要原料合成CH==CHCOOH，CH==CHCH OH可先和HCl 2 2 2 2 2 发生加成反应，保护碳碳双键，再利用强氧化剂将醇羟基氧化为羧基，最后结合卤代烃的消 去引入碳碳双键；在选择合成路线时，需要选择合适的反应条件，同时注意官能团的保护， 上述流程中用强氧化剂氧化羟基生成羧基时需要防碳碳双键被氧化，故需要先保护碳碳双键。 题组一 有机合成路线的分析 1．(2019·武汉调研)4-溴甲基-1-环己烯的一种合成路线如下： 下列说法正确的是( ) A．化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子 B．①②③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应 C．由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液，加热 D．化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X答案 B 解析 A项，X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子，连接4个不同的原子或原子团， W中没有手性碳原子，错误；B项，由官能团的转化可知1,3-丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成 反应生成X，X发生还原反应生成Y，Y发生取代反应生成Z，正确；C项，由化合物Z一 步制备化合物Y，应发生水解反应，应在氢氧化钠的水溶液中进行，错误；D项，Y中含有 碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，错误。 2．(2020·启东市期末)四氢呋喃是常用的有机溶剂，可由有机物A(分子式：C HO)通过下列 4 8 路线制得： 已知：R X＋R OH――→R OR ＋HX 1 2 1 2 下列说法不正确的是( ) A．A的结构简式是CHCH==CHCH OH 3 2 B．C中含有的官能团为醚键和溴原子 C．D、E均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．①③的反应类型分别为加成反应、消去反应 答案 A 解析 由分析可知A的结构简式为CH==CHCH CHOH，故A错误；物质C为 ，含 2 2 2 有的官能团有醚键、溴原子，故B正确；D和E分别为 中的一种，含有碳碳双键， 可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C正确；反应①是CH==CHCH CHOH与溴发生加成反 2 2 2 应生成CHBrCHBrCH CHOH，反应③是 转化为 ，发生消去反应，故D正 2 2 2 确。 题组二 有机合成路线的设计 3．已知在一定条件下可实现下列转变： 逆推法是常用的有机合成路线设计方法。所谓逆推法就是从产物逆推出原料，设计出合理的 合成路线。在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机物，直至选出合适 的起始原料。下面是采用逆推法设计乙酰水杨酸的合成路线：请写出适当的中间有机物A、B、C、D的结构简式： A：_______；B: ______；C：_______；D：_______。 答案 CHCOOH CHCHO 3 3 解析 根据题给信息知，苯酚和 CHCl /OH－反应，然后酸化得到 ，则 B 为 3 ；邻羟基苯甲醛发生氧化反应生成邻羟基苯甲酸，则A为 ；乙醇发 生催化氧化生成乙醛，则D为CHCHO，乙醛发生氧化反应生成乙酸，则C为CHCOOH。 3 3 4．聚对苯二甲酸丁二醇酯( PBT)是一种性能优异的热塑性高分子材料。PBT的一种合成路 线如图所示： 回答下列问题： (1)A的结构简式是________，C的化学名称是________。 (2)⑤的反应试剂和反应条件分别是____________________。 (3)F的分子式是________，⑥的反应类型是________。 (4)⑦的化学方程式是__________________________________________________________。 (5)M是H的同分异构体，同时符合下列条件的M可能的结构有________种(不考虑立体异 构)。 a．0.1 mol M与足量金属钠反应生成氢气2.24 L(标准状况) b．同一个碳原子上不能连接2个羟基 其中核磁共振氢谱显示有3组峰，且峰面积之比为3∶1∶1的结构简式是________________。 (6)以2-甲基-1-3-丁二烯为原料(其他试剂任选)，设计制备 的合成路线：________________________________________________________________________。 答案 (1) 对苯二甲醛 (2) NaOH溶液，加热(或H＋/△) (3)C H O 加成反应(或还原反应) 8 12 4 (4) (5)5 (6) 解析 由 ――→ 可知A为： ； 由 ―――――→可知 C 为 ；由 ―→ 以及 PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯可知G为 、H为 。 5．丁苯酞是我国自主研发的一类用于治疗急性缺血性脑卒的新药。合成丁苯酞(J)的一种路 线如图所示：已知： (1)B的化学名称是________，F中官能团名称是______。 (2)由E生成F的反应类型是______________，由H生成J的反应类型是________。 (3)试剂a是________。 (4)J是一种环酯，则J的结构简式为______________________________________。 H在一定条件下还能生成高分子化合物K，H生成K的化学方程式为_____________。 (5)利用题中信息写出以乙醛和苯为原料，合成 的流程图(其他试剂自选)。 答案 (1)2-甲基-2-溴丙烷 醛基、溴原子 (2)氧化反应 酯化反应(或取代反应) (3)铁粉(或FeBr )、液溴 3 (4) (5) 解析 利用逆推原理，根据 G 的化学式和题给已知信息，可推出 C 的化学式为 (CH)CMgBr，F是 ，E是 ，D是 ；B是 ，A是 3 3 ；H是 ，J是 。1．(2020·浙江7月选考，14)下列说法不正确的是( ) A．相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧，放出的热量依次增加 B．油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分 C．根据纤维在火焰上燃烧产生的气味，可以鉴别蚕丝与棉花 D．淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物 答案 A 解析 相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧放出的热量由小到大依次是汽油、甲 烷、氢气，A错误。 2．(2016·天津理综，2)下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是( ) A．蛋白质水解的最终产物是氨基酸 B．氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性 C．α-氨基丙酸与α-氨基苯丙酸混合物脱水成肽，只生成2种二肽 D．氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子，在电场作用下向负极移动 答案 A 解析 A项，蛋白质水解的最终产物是氨基酸，正确；B项，只有蛋白质遇重金属离子会变 性，氨基酸不能，错误；C项，α-氨基丙酸和α-氨基苯丙酸均自身脱水成二肽，有2种，二 者两两脱水所成二肽有2种，共4种二肽，错误；D项，氨基酸有两性，与氢氧化钠溶液反 应生成氨基酸钠，阴离子在电场作用下向正极移动，错误。 3．(2020·北京，8)淀粉在人体内的变化过程如图： 下列说法不正确的是( ) A．n