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考向 32 生物大分子 有机高分子
(2022北京)高分子Y是一种人工合成的多肽,其合成路线如下。
下列说法不正确的是
A.F中含有2个酰胺基 B.高分子Y水解可得到E和G
C.高分子X中存在氢键 D.高分子Y的合成过程中进行了官能团保护
【答案】B
【详解】A.由结构简式可知,F中含有2个酰胺基,故A正确,
B.由结构简式可知,高分子Y一定条件下发生水解反应生成 和 ,故B
错误;
C.由结构简式可知,高分子X中含有的酰胺基能形成氢键,故C正确;
D.由结构简式可知,E分子和高分子Y中都含有氨基,则高分子Y的合成过程中进行了官能团氨基的保
护,故D正确;
故选B。知识点一 基本营养物质
一、糖类
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(HO),所以糖类也叫碳水化合物。
n 2 m
③分类
(2)单糖——葡萄糖与果糖
①组成和分子结构
二者关
分子式 结构简式 官能团
系
CHOH(CHOH —OH、
2
葡 萄 糖
)CHO — CH O
4
同分异
CH O
6 12 6
CHOH(CHOH 构体
2
果糖
)COCHOH
3 2
—OH
②葡萄糖的化学性质(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(CH 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
(CH O) + n H O ――→ n CH 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.淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。
[名师点拨] (1)糖类物质不一定有甜味,有甜味的不一定是糖类。
(2)糖类物质的分子通式为C(HO),但有些糖不符合此通式,如鼠李糖(CH O);符合C(HO) 的也不
n 2 m 6 12 5 n 2 m
一定为糖类,如醋酸[C(HO)]。
2 2 2
2.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
含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温
状态 下,一般呈液态。
含有饱和脂肪酸成分的甘油酯,常温下呈态
(4)化学性质
①油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例)
a.酸性条件下
b.碱性条件下——皂化反应
②油脂的氢化
烃基上含有 ,能与H 发生加成反应;其目的是提高油脂的饱和程度,便于油脂的保存和运
2
输。
[名师点拨] (1)油脂不是高分子化合物,淀粉、纤维素、蛋白质都是天然高分子化合物。
(2)天然油脂都是混合物,没有固定的熔、沸点。
3.氨基酸与蛋白质
(1)氨基酸的结构与性质
①结构
α氨基酸,其通式为 官能团为 — N H 和 — COO H。
2②氨基酸的性质
a.两性
甘氨酸与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式分别为
CHHOOCNH + HC l ― →C HHOOCNH C l ;
2 2 2 3
HN—CH —COO H + NaO H ― → HN—CH —COON a + H O 。
2 2 2 2 2
b.成肽反应
氨基酸可以发生分子间脱水生成二肽或多肽。
(2)氨基酸的成肽规律
①2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽
如甘氨酸与丙氨酸混合后,可以在相同分子之间,也可以在不同分子之间,形成以下4种二肽。结构
简式分别为
②氨基酸分子缩聚成高分子化合物
(3)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性质(4)酶
①大部分酶是蛋白质,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:
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。
[名师点拨] (1)用灼烧法可鉴别纤维素和蛋白质。
(2)大多数酶是蛋白质,因此用酶作催化剂时,反应一般不需要加热,否则会使蛋白质变性,失去催
化作用。
知识点二 合成有机高分子
1.有机高分子的基本概念
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
链节 高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位
聚合度 高分子链中含有链节的数目
示例
2.高分子化合物的分类及性质特点
3.合成高分子化合物的两大基本反应
(1)加聚反应
①概念:由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。
②加聚反应方程式的书写方法b.二烯烃型单体加聚时,“单变双,双变单,破两头,移中间,添上括号,右下写n”。例如:
nCH===CH—CH===CH――→
2 2
CH—CH===CH—CH。
2 2
c.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:
(2)缩聚反应
①概念:单体分子间缩合脱去小分子(如水、氨、卤化氢等)生成高分子化合物的反应。
②缩聚反应方程式的书写方法
a.书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构式时,与加成聚合物(简称加聚物)结构式写法有点不同,缩聚
物结构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:
b.写缩聚反应方程式时,除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外,也要注意生成的小分
子的物质的量。由一种单体进行缩聚反应,生成的小分子物质的量为n-1;由两种单体进行缩聚反应,生
成的小分子物质的量应为2n-1。例如:
[名师点拨] (1)高分子化合物都是混合物,没有固定的熔、沸点。(2)凡链节中含有酚羟基结构的高分子化合物,其单体一般为酚和醛,如 的单
体是 和HCHO。
4.高聚物单体的推断方法
物质类
高分子化合物 方法 单体
别
CH—CH CH===CH
2 2 2 2
加聚物
缩聚物
1.《黄帝内经》有如下叙述:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”。以上食物中富含糖类、蛋
白质、油脂等营养物质。下列说法正确的是( )
A.葡萄糖和蔗糖均为还原性糖
B.蛋白质水解的最终产物为氨基酸C.天然油脂具有固定的熔、沸点
D.淀粉和纤维素互为同分异构体
2. 合成结构简式为
的高聚物,其单体应是( )
①苯乙烯 ②丁烯 ③丁二烯 ④丙炔 ⑤苯丙烯
A.①② B.④⑤ C.③⑤ D.①③
3.以玉米(主要成分是淀粉)为原料制取酒精的流程如下:
――→――→――→
下列说法中不正确的是( )
A.C H O 属于二糖
12 22 11
B.化合物X属于还原型糖
C.反应③中1 mol化合物X可分解成3 mol乙醇
D.欲使发酵液中的乙醇和水分离,可采取的操作是蒸馏
4.下列说法不正确的是( )
A.酚醛树脂属于热塑性塑料
B.结构为…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分子化合物,其单体是乙炔
5.为使桥体更牢固,港珠澳大桥采用高性能绳索吊起,该绳索是超高分子量的聚乙烯材料,同时也使用
了另一种叫芳纶(分子结构如图所示)的高性能材料。以下对这两种材料的说法错误的是( )A.芳纶是一种混合物
B.聚乙烯能使溴水褪色
C.聚乙烯和芳纶的废弃物在自然环境中降解速率慢,会造成环境压力
D.合成芳纶的反应的化学方程式为
1.(2022·广东·佛山市南海区九江中学高三阶段练习)中华文明源远流长、灿烂辉煌。下列绘画载体的主
要成分不属于天然有机高分子的是
文物
选项 A.木板画 B.彩陶画 C.帛画 D.纸本墨笔画
A.A B.B C.C D.D
2.(2022·广东佛山·一模)化学与生产、生活、科技、医药等密切相关。下列说法错误的是
A.冬奥会使用的二氧化碳跨临界制冰技术,与传统制冷剂氟利昂相比更加环保
B.新冠疫苗使用的中硼硅玻璃瓶含有的 是一种复杂的氧化物
C.“天宫二号”空间站的太阳能电池帆板,其主要材料含有晶体硅
D.C919国产大飞机风挡结构部分使用的有机玻璃属于有机高分子材料
3.(2022·山东临沂·高三开学考试)北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”“雪容融”由PVC、PC、ABS和亚克
力等环保材料制作而成。下列说法错误的是A.PVC( )的单体可以使溴水褪色
B.PC( )的核磁共振氢谱有四组峰
C.ABS的单体之一是苯乙烯,其碳的百分含量和乙炔相同
D.亚克力材料( )的单体是甲基丙烯酸甲酯
4.(2022·上海市七宝中学高三阶段练习)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是
A.m=n-1 B.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
C.聚乳酸分子中含有两个官能团 D.1mol乳酸与足量的Na反应生成1mol H
2
5.(2022·北京·清华附中高三阶段练习)高聚物A在生物医学上有广泛应用。以N-乙烯基吡咯烷酮
(NVP)和甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)为原料合成路线如图,下列说法正确的是A.HEMA具有顺反异构 B.NVP分子式为C HNO
6 9
C.HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A D.由高聚物A的分子结构可推测其水溶性很差
1.(2022·浙江卷)下列说法不正确的是
A.油脂属于高分子化合物,可用于制造肥皂和油漆
B.福尔马林能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本
C.天然气的主要成分是甲烷,是常用的燃料
D.中国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
2.(2021浙江卷6月)关于油脂,下列说法不正确的是
A. 硬脂酸甘油酯可表示为
B. 花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 植物油通过催化加氢可转变为氢化油
D. 油脂是一种重要的工业原料,可用于制造肥皂、油漆等
3. (2022山东)下列高分子材料制备方法正确的是
A. 聚乳酸( )由乳酸经加聚反应制备.
B 聚四乙烯( )由四氟乙烯经加聚反应制备
C. 尼龙 ( )由己胺和己酸经缩聚反应制备
D. 聚乙烯醇( )由聚乙酸乙烯酯( )经消去反应制备
4.(2022·湖南卷)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是
A.
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C. 乳酸与足量的 反应生成
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
5.(2019全国Ⅱ卷)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能,已广泛应用
于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:已知以下信息:
① + +H O
2
回答下列问题:
(1)A是一种烯烃,化学名称为 ,C中官能团的名称为 、 。
(2)由B生成C的反应类型为 。
(3)由C生成D的反应方程式为 。
(4)E的结构简式为 。
(5)E的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式 、
。
①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1。
(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G,若生成的NaCl和HO的总质量为
2765 g,则G的n值理论上应等于 。
1.【答案】B
【解析】葡萄糖含有醛基具有还原性,蔗糖由一分子葡萄糖的半缩醛羟基与一分子果糖的半缩醛羟基彼此
缩合脱水而成,没有醛基,不具有还原性,故A错误;氨基酸通过脱水缩合反应生成肽链,肽链最终按照
特定方式组合生成蛋白质,所以蛋白质水解最终产物是氨基酸,故B正确;天然油脂是混合物,混合物没
有固定的熔、沸点,故C错误;分子式相同、结构不同的有机物互称为同分异构体,纤维素和淀粉分子式
都为(C H O),n值不同导致其分子式不同,所以淀粉和纤维素不是同分异构体,故D错误。
6 10 5 n
2. 【答案】D
【解析】合成结构简式为
的高聚物,一定要寻找链状的单键,
,从断键角度来分析,得到苯乙烯和丁二烯,故D正确。
3.【解析】淀粉水解生成了C H O ,C H O 属于二糖,A项正确;化合物X是葡萄糖,葡萄糖属于
12 22 11 12 22 11
还原型糖,B项正确;葡萄糖发酵生成乙醇和二氧化碳,化学方程式为CH O――→2CHOH+2CO↑,C项
6 12 6 2 5 2
错误;乙醇能溶于水,分离互溶且沸点相差较大的液体混合物可用蒸馏的方法,D项正确。
4.【答案】A
【解析】苯酚和甲醛发生缩聚反应生成酚醛树脂,它属于热固性塑料,A项错误;高分子化合物…—
CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的结构简式可以表示为CH===CH,其单体为 ,B项正确。
5.【答案】B
【解析】芳纶中聚合度n为不确定值,属于混合物,A正确;乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,聚乙烯
中不含有碳碳双键,不能使溴水褪色,B错误;合成高分子化合物聚乙烯和芳纶的废弃物在自然环境中降解速率慢,会形成白色污染,造成环境压力,C正确;芳纶是由单体
在一定条件下发生缩聚反应生成的高分子化合物,D正确。
1.【详解】A.木材属于天然有机高分子材料,A错误;
B.陶为无机非金属材料,B正确;
C.帛为丝质品,属于天然有机高分子材料,C错误;
D.纸本为植物纤维制品,属于天然有机高分子材料,D错误;
故选B。
2. 【答案】B
【详解】A.氟利昂会使臭氧遭受破坏,而二氧化碳不属于大气污染物,对环境不会造成破坏,A正确;
Na OB O SiO
B.中硼硅玻璃的主要成分为 2 2 3 2,它是一种硅酸盐,不是氧化物,B错误;
C.太阳能电池帆板,主要材料含有晶体硅,用于将太阳能转化为电能,C正确;
D.有机玻璃的主要成分为聚α-甲基丙烯酸甲酯,属于有机高分子材料,D正确;
故选B。
3. 【答案】B
【详解】A.PVC的单体CH=CHCl分子中含有不饱和的碳碳双键,能够与溴水发生加成反应而使溴水褪
2
色,A正确;
B.根据PC结构简式可知:在该物质分子中含有5种不同位置的H原子,因此其核磁共振氢谱有五组峰,
B错误;
C.ABS的单体之一是苯乙烯结构简式是 ,该物质分子式是C H,与乙炔分子C H 的最简
8 8 2 2
式相同,都是CH,因此离子物质中碳元素的百分含量相同,C正确;
D.亚克力材料的单体是 ,名称为甲基丙烯酸甲酯,D正确;
故合理选项是B。
4.【答案】C
【详解】A.根据原子守恒,可知m=n-1,故A正确;B.两个乳酸分子可形成六元环状酯,其结构简式为 ,故B正确;
C.聚乳酸分子结构中含有酯基,端基含有羟基和羧基,共3种官能团,故C错误;
D.乳酸分子中含有羟基和羧基,均能与Na反应生成氢气,则1mol乳酸与足量的Na反应生成1molH ,
2
故D正确;
故选:C。
5. 【答案】B
【详解】A.HEMA结构中碳碳双键的其中一个不饱和碳原子连接2个氢原子,没有顺反异构,故A错误;
B.NVP分子含有6个碳原子、9个氢原子、1个氮原子、1个氧原子,其分子式为C HNO,故B正确;
6 9
C.是碳碳双键之间发生加聚反应生成高聚物,故C错误;
D.高聚物A的分子结构中有亲水基团,不能推测其水溶性很差,故D错误;
故答案选B。
1. 【答案】A
【解析】A.油脂的相对分子质量虽然较大,但比高分子化合物的相对分子质量小的多,油脂不是高分子
化合物,A错误;
B.福尔马林是甲醛的水溶液,能使蛋白质发生变性,可用于浸制动物标本,B正确;
C.天然气是三大化石燃料之一,其主要成分是甲烷,是生产生活中常用的一种清洁燃料,C正确;
D.我国科学家合成的结晶牛胰岛素,是世界上首次人工合成的具有活性的蛋白质,蛋白质的基本组成单
位是氨基酸,D正确;
答案选A。
2. 【答案】A
【详解】A.硬脂酸为饱和高级脂肪酸,其结构可以表示为: ,硬脂酸甘油酯可表示为:
,A错误;
B.花生油是含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯,含有碳碳双键可以使酸性高锰酸钾褪色,B正确;C.花生油是含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯,可以和氢气发生加成反生成氢化植物油,C正确;
D.油脂是一种重要的工业原料,在碱性条件下水解发生皂化反应制造肥皂,D正确;
答案为:A。
3. 【答案】B
【解析】
【详解】A.聚乳酸( )是由乳酸[HOCH(CH )COOH]分子间脱水缩聚而得,即发
3
生缩聚反应,A错误;
B.聚四氟乙烯( )是由四氟乙烯(CF=CF )经加聚反应制备,B正确;
2 2
C.尼龙-66( )是由己二胺和己二酸经过缩聚反应制得,
C错误;
D.聚乙烯醇( )由聚乙酸乙烯醇酯( )发生水解反应制得,D错
误;
故答案为:B。
4. 【答案】B
【解析】A.根据氧原子数目守恒可得:3n=2n+1+m,则m=n-1,A正确;
B.聚乳酸分子中含有三种官能团,分别是羟基、羧基、酯基,B错误;
C.1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基,则1mol乳酸和足量的Na反应生成1mol H,C正确;
2
D.1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基,则两分子乳酸可以缩合产生含六元环的分子(
),D正确;故选B。
5.【答案】(1)丙烯 氯原子 羟基 (2)加成反应
(3) +NaOH +NaCl+HO
2
(或 +NaOH +NaCl+HO)
2
(4) (5)
(6)8
【解析】(1)由烯烃A的分子式C H 可知A为丙烯
3 6
(CH CHCH ),根据反应条件和B的分子式可知B为CH CHCH Cl,由B、C的分子式可知
2 3 2 2
CH CHCH Cl与HOCl(次氯酸)发生加成反应生成C,结构简式为CHOHCHClCH Cl或
2 2 2 2
CHClCHOHCH Cl,官能团的名称为氯原子、羟基。
2 2
(2)由(1)分析可知B生成C的反应类型为加成反应。
(3)由反应条件结合原子守恒可写出C生成D的反应方程式为
+NaOH +NaCl+HO
2
或 +NaOH +NaCl+HO。
2
(4)由已知信息①,再结合F的结构简式可知,E的结构简式为 。
(5)由“能发生银镜反应”知含有醛基—CHO;E的二氯代物一共含有6个氢原子,其同分异构体的核磁共振
氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1,一定含有1个甲基和1个醛基,另外2个氢原子对称,则结构简式为
、 。
(6)由已知信息②③知,每发生反应②生成1 mol醚键,同时生成1 mol NaCl和1 mol H O,若生成的NaCl和HO的总质量为765 g,即生成10 mol NaCl和
2 2
10 mol H O,则D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G时共形成
2
10 mol与反应②类似的醚键,即1个G分子中含有10个反应②形成的醚键,结合G的结构简式,可知n值理论
上应等于8。