高中化學(xué)訓(xùn)練【生物大分子與合成高分子】

生物大分子與合成高分子

【課標(biāo)要求】

1.能列舉典型糖類物質(zhì),能說明單糖、二糖和多糖的區(qū)別與聯(lián)系，能探究葡萄糖的

化學(xué)性質(zhì),能描述淀粉、纖維素的典型性質(zhì)。

2.能辨識(shí)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的肽鍵，能說明蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能判斷氨基酸的縮

合產(chǎn)物、多肽的水解產(chǎn)物。能分析說明氨基酸、蛋白質(zhì)與人體健康的關(guān)系。

3.能辨識(shí)核糖核酸、脫氧核糖核酸中的磷酯鍵，能基于氫鍵分析堿基的配對原理。

能說明核糖核酸、脫氧核糖核酸對于生命遺傳的意義。

4.能對單體和高分子進(jìn)行互相推斷，能分析高分子的合成路線，能寫出典型的加聚

反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的反應(yīng)式。

5.能舉例說明塑料、合成橡膠、合成纖維的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能列舉重要的合成

高分子化合物，說明它們在材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。

【學(xué)科素養(yǎng)】

1.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:能通過結(jié)構(gòu)預(yù)測有機(jī)物的性質(zhì)或分析解釋化學(xué)性質(zhì)，從結(jié)

構(gòu)特征認(rèn)識(shí)性質(zhì)，進(jìn)一步體會(huì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。

2.變化觀念與平衡思想:有機(jī)合成中官能團(tuán)的引入與轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)合成路線,認(rèn)識(shí)有

機(jī)化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，發(fā)展“變化觀念”的學(xué)科思想。

3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):能列舉物質(zhì)組成和測定的儀器分析方法，能運(yùn)用儀器分析

的數(shù)據(jù)或圖表推測簡單物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu);能對實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論

進(jìn)行評價(jià)提出進(jìn)一步探究的設(shè)想。

4.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任:能從“綠色化學(xué)”的角度設(shè)計(jì)、評價(jià)和優(yōu)化有機(jī)化合物的

合成方案，并能處理或解決生產(chǎn)和生活中的化學(xué)問題。

教師專用（命題分析

分析近五年全國高考試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：

1.從考查題型和內(nèi)容上看,高考命題以選擇題和非選擇題呈現(xiàn)，考查內(nèi)容主要有以

下兩個(gè)方面：

⑴考查生物大分子的性質(zhì)及應(yīng)用。

⑵高分子化合物一般考查聚合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、單體和鏈節(jié)與聚合物結(jié)構(gòu)

的關(guān)系。

2.從命題思路上看，側(cè)重考查有機(jī)物的合成路線的設(shè)計(jì)。

3.從考查學(xué)科素養(yǎng)的角度看，注重考查變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)

知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的學(xué)科素養(yǎng)。

教師專用備考策略

根據(jù)高考命題的特點(diǎn)和規(guī)律，復(fù)習(xí)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面:

1.生物大分子的性質(zhì)及應(yīng)用。

2.有機(jī)化合物的命名和結(jié)構(gòu)簡式的書寫。

3.有機(jī)反應(yīng)的條件及類型。

4.限定條件下的同分異構(gòu)體的書寫和數(shù)目判斷。

5.利用新信息和已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)有機(jī)合成路線。

考點(diǎn)一:生物大分子(基礎(chǔ)性考點(diǎn))

必備知識(shí)?夯實(shí)

從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來認(rèn)識(shí)生物大分子

1.糖類

(1)分類及轉(zhuǎn)化關(guān)系

水

解

⑵葡萄糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

①結(jié)構(gòu)

物質(zhì)分子式結(jié)構(gòu)簡式官能團(tuán)二者關(guān)系

葡萄一OH、互為

C6Hl2。6CH2OH(CHOH)4CHO

糖—CHO同分

異構(gòu)體

果糖C6Hl2。6CH20H(CHOH)3coeH20H一C—、

—OH

②葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)

_______廠能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

〔還，性能與新制Cu(0H)2懸濁液反應(yīng)

伽.反應(yīng))——與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成己六醇

4」二C6Hl2。62c2H50H+2co2t

［發(fā)酵成醇J一(葡萄糖)

(生理氧化)——C6Hl2。6+6。2酶》6co2+6理O

a.葡萄糖與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為

CH20H(CHOH)4cHO+2Ag(NH3)2OH2典叫CH20H(CHOH)4coONH4+3NH3+2A

g；+H2Oo

b.葡萄糖被新制CU(OH)2懸濁液氧化的化學(xué)方程式為

CH20H(CHOH)4cHO+2Cu(OH)2+NaOH加女H20H(CHOH)4coONa+Cu2O1+3H2

Oo

⑶常見的二糖、多糖

項(xiàng)目蔗糖麥芽糖

皿分子式均為Cl2H22011

相同點(diǎn)

性質(zhì)都能發(fā)生水解反應(yīng)

是否含醛基否是

不同點(diǎn)

水解產(chǎn)物葡萄糖和果糖葡萄糖

相互關(guān)系互為同分異構(gòu)體

類別淀粉纖維素

分子(C6HIO0)?(/7與淀粉分子式中的n是不同的

(CHio0)5

組成65n值，故二者不是同分異構(gòu)體)

結(jié)構(gòu)幾百個(gè)到幾千個(gè)葡萄糖

幾千個(gè)葡萄糖單兀構(gòu)成的高分子化合物

特點(diǎn)單元構(gòu)成的高分子化合

物，有直鏈及支鏈結(jié)構(gòu)

1.不與銀氨溶液發(fā)生銀

鏡反應(yīng)，不顯還原性

2.在稀酸作用卜發(fā)生水1.不與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)，不顯還原性

解,最終產(chǎn)物是葡萄糖，2.在酸作用卜水解，最終產(chǎn)物是葡萄糖，但比

化學(xué)在人體內(nèi)也水解為葡萄淀粉水解困難（需水浴加熱，用70%的硫酸催

性質(zhì)糖,反應(yīng)方程式為化）,反應(yīng)月程式為（C6H10O5%（纖維

H+

（C6Hl0O5%（淀粉）+素）+〃H2OK〃C6Hl2。6（葡萄糖）

加0-3.纖維素在人體內(nèi)不能水解

6Hl2。6（葡萄糖）

3.淀粉遇碘變?yōu)樗{(lán)色

2核酸

核酸是由核茸酸單體形成的生物大分子,可以發(fā)生水解反應(yīng)。

"辨易錯(cuò)】

①淀粉和纖維素具有相同的分子通式，互為同分異構(gòu)體（x）

②淀粉和纖維素都屬于糖類，均可以為人體提供營養(yǎng)（x）

③棉花、蠶絲的主要成分都是蛋白質(zhì)（X）

④棉花、蠶絲、羊毛、天然橡膠都屬于天然高分子化合物N）

3.氨基酸與蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是由氨基酸通過速相互連接形成的聚合物。

_縮合縮食

氨基酸而多肽褊蛋白質(zhì)

水解在酸、堿或酶的作用下最終生成氨基酸

兩性,含彳j二NH?顯堿件和含有一COOH顯酸性

某些濃的無機(jī)鹽可降低蛋白質(zhì)的溶解度而使

而一蛋白質(zhì)從水溶液中析出.為三逆過程?？捎糜?/p>

|分離提純蛋白質(zhì)

|加熱、加壓、紫外線、X射線、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金

查畫屬鹽、一些有機(jī)物會(huì)使蛋白質(zhì)變性，屬于丕豈

I|逆過程。是殺菌、消毒的原理______________

］含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸,加熱顯黃色-蛋

I反應(yīng)|一|白質(zhì)的檢驗(yàn)方法

灼燒有燒焦羽毛的氣味——檢驗(yàn)毛、絲紡織品

【微點(diǎn)撥】酶

①大部分酶是一種蛋白質(zhì),具有蛋白質(zhì)的性質(zhì)。

②酶是一種生物催化劑，催化作用具有以下特點(diǎn)：

a.條件溫和，不需加熱；

b.具有高度的專一性；

c.具有高效催化作用。

關(guān)鍵能力?進(jìn)階

能力點(diǎn)一：淀粉水解程度的判斷

1.實(shí)驗(yàn)原理:水解

淀粉一葡萄糖

淀粉一遇碘單質(zhì)變藍(lán)

葡萄糖一含醛基（能被銀氨溶液或新制氫氧化銅氧化）

2.實(shí)驗(yàn)步驟

淀粉稀硫酸NaOH.._銀氨溶液人

溶液』Hk中和液常這現(xiàn)象人

碘水“

現(xiàn)象B

3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論

編號現(xiàn)象A現(xiàn)象B結(jié)論

1未出現(xiàn)銀鏡溶液及藍(lán)色淀粉尚未水解

2出現(xiàn)銀鏡溶液父藍(lán)色淀粉部分水解

3出現(xiàn)銀鏡溶液不笠監(jiān)色淀粉完全水解

說明:①驗(yàn)證水解產(chǎn)物時(shí)，首先要加入NaOH溶液中和后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

②要驗(yàn)證混合液中是否還有淀粉應(yīng)直接取水解液加碘水，而不能在加入NaOH中

和后再加碘水，因碘水與NaOH溶液反應(yīng)。

夕遷移應(yīng)用

某學(xué)生設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用以檢驗(yàn)淀粉的水解情況。

方案A:

*必,、戶稀硫酸NaOH

淀粉液—二.A水解液-TTf中和液（呈堿性）

加熱溶液

碘水

y

無現(xiàn)象

NaOH+皿4碘水一一什什

水解液一中和液---^谷液變監(jiān)

結(jié)論:淀粉完全沒有水解。

方案民淀粉液比黑產(chǎn)生銀鏡現(xiàn)象

CU(()H)懸濁液

水解液2乎無紅色沉淀析出

△

結(jié)論:淀粉完全沒有水解。

士號，、*皿?H2S()t……NaOH.銀氨溶液

方案C：淀粉液------>水解椒------>中和液---1、八f

△水浴

有銀鏡現(xiàn)象

結(jié)論:淀粉已經(jīng)水解完全。

根據(jù)上述操作及現(xiàn)象首先回答其結(jié)論是否正確,然后簡要說明理由。如果三個(gè)方

案均不合理。請另設(shè)計(jì)一個(gè)方案來證明淀粉已經(jīng)水解完全了。

⑴方案A0

⑵方案Bo

⑶方案Co

(4)你的方案o

【解析】檢驗(yàn)淀粉未水解的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)證明沒有水解產(chǎn)物葡萄糖生成;檢驗(yàn)淀粉

部分水解的關(guān)鍵是既要用實(shí)驗(yàn)證明有水解產(chǎn)物葡萄糖生成,還要用實(shí)驗(yàn)證明仍有

未水解的淀粉存在;檢驗(yàn)淀粉水解完全的關(guān)鍵是要用實(shí)驗(yàn)證明淀粉已不存在。為

使淀粉水解而在淀粉溶液中加入了硫酸，而證明水解產(chǎn)物葡萄糖時(shí)，無論用新制

Cu(OH)2懸濁液還是銀氨溶液都必須在堿性環(huán)境中進(jìn)行，所以在加鑒別試劑前必

須用NaOH溶液中和硫酸。

答案：(1)結(jié)論不正確。如果淀粉只是部分發(fā)生水解，未水解的淀粉遇碘(⑸也會(huì)呈

藍(lán)色。

⑵結(jié)論不正確。如果淀粉發(fā)生水解會(huì)生成葡萄糖,但由于水解液沒有用NaOH溶

液中和，所以加入的CU(OH)2會(huì)溶于硫酸,從而無法氧化葡萄糖，也就無紅色沉淀

生成。

⑶結(jié)論不正確。該實(shí)驗(yàn)只能證實(shí)淀粉已經(jīng)或正在發(fā)生水解，沒有證明是否仍有淀

粉存在，所以無法證明淀粉是否水解完全。

(4)合理的方案應(yīng)該是

.、I、、、、稀硫酸NaOH-、~…

淀粉溶液一,jA水解液-~~~中和液（王堿性）

加熱溶液

碘水

V

無現(xiàn)象

銀氨溶液③L修H7

3T產(chǎn)生銀鏡現(xiàn)象

能力點(diǎn)二：糖、核酸、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)綜合性判斷

遷移應(yīng)用

1.“春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干”是唐代詩人李商隱的著名詩句，下列關(guān)于該

詩句中所涉及物質(zhì)的說法錯(cuò)誤的是（）

A.蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì)

B.蠶絲屬于天然高分子材料

C.“蠟炬成灰”過程中發(fā)生了氧化反應(yīng)

D.古代的蠟是高級脂肪酸酯，屬于高分子聚合物

【解析】選D。蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì),蠶絲屬于天然高分子材料,A、B正確;

蠟燭燃燒過程中有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng),C正確;高級脂肪酸酯屬于油脂，不是高分

子聚合物,D錯(cuò)誤。

2.某DNA分子的片段如圖所示。下列關(guān)于該片段的說法錯(cuò)誤的是（）

A.氫鍵的強(qiáng)度:①〉②

B.該片段中所有參與形成氫鍵的原子都共平面

C.該片段在一定條件下可發(fā)生水解反應(yīng)

D.胞口密碇與鳥D票嶺分子中酰胺基的化學(xué)活性并不完全相同

【解析】選B。A.氧原子的電負(fù)性大于氮原子，半徑小于氮原子，形成的氫鍵更強(qiáng),

則氫鍵的強(qiáng)度:①>②，故A正確;B.如圖中“*”所標(biāo)注的氮原子

5-3x1

成三個(gè)價(jià)鍵,N原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+—y—=4,因此采用sp3雜化，為四面體

結(jié)構(gòu),單鍵可以旋轉(zhuǎn)，因此該片段中所有參與形成氫鍵的原子不都共平面，故B錯(cuò)

誤;C.該片段中含有酰胺基，在一定條件下可發(fā)生水解反應(yīng)，故C正確;D.胞喀咤與

鳥瞟嶺分子中酰胺基的氮原子化學(xué)環(huán)境不同，故酰胺基的化學(xué)活性并不完全相同,

故D正確。

3.某同學(xué)進(jìn)行蔗糖水解實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)產(chǎn)物中的醛基，操作如下:向試管I中加入1

mL20%蔗糖溶液，加入3滴稀硫酸，水浴加熱5分鐘。打開盛有10%NaOH溶液

的試劑瓶將玻璃瓶塞倒放取1mL溶液加入試管II,蓋緊瓶塞;向試管II中加入5

滴2%CuSO4溶液。將試管II中反應(yīng)液加入試管I,用酒精燈加熱試管I并觀察

現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中存在的錯(cuò)誤有幾處（）

A.lB.2C.3D.4

【解析】選B。第1處錯(cuò)誤:利用新制氫氧化銅懸濁液檢驗(yàn)蔗糖水解生成的葡萄

糖中的醛基時(shí)，溶液需保持弱堿性否則作水解催化劑的酸會(huì)和氫氧化銅反應(yīng)，導(dǎo)

致實(shí)驗(yàn)失敗,題干實(shí)驗(yàn)過程中蔗糖水解后溶液未冷卻并堿化;第2處錯(cuò)誤:NaOH溶

液具有強(qiáng)堿性，不能用玻璃瓶塞，否則NaOH與玻璃塞中SiO2反應(yīng)生成具有黏性

的NazSiCh,會(huì)導(dǎo)致瓶蓋無法打開，共2處錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二:合成高分子（基礎(chǔ)性考點(diǎn)）

必備知識(shí)?夯實(shí)

（一）從結(jié)構(gòu)上認(rèn)識(shí)高分子

1.高分子與一般小分子有機(jī)化合物的區(qū)別

項(xiàng)目高分子一般小分子有機(jī)化合物

舉例淀粉、纖維素、聚乙烯等乙烯、葡萄糖、乙酸等

組成由若干個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單兀組成單一分子結(jié)構(gòu)

相對分

一般高達(dá)104~106較小

子質(zhì)量

2.高分子化合物的分類及性質(zhì)特點(diǎn)

（鋁高分子化合物

高（線型結(jié)構(gòu):具有熱塑性,

分如低壓法聚乙烯

子

化支鏈型結(jié)構(gòu):具有熱塑性,

合如高壓法聚乙烯

物合成

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：具有熱圉性.

高分

、如酚醛樹脂

子化

（合成高分子材料（塑料、合

合物

按用途j成纖維、合成橡膠、黏合

和件能，、劑、涂料等）

、功能高分子材料

其中,塑料、合成纖維、合或橡膠又被稱為三大合成材料。

3.三大合成材料一塑料、合成纖維、合成橡膠

⑴塑料

名稱單體結(jié)構(gòu)簡式

聚乙烯CH=CH

22-ECH2—CH25F

聚丙烯-ECH2—CH5i

CH2=CH—CH3

（丙綸）CH3

聚氯乙烯-ECH—CHi

CH=CHCI

（氯綸）2Cl

-ECH—CH3n

聚苯乙烯CH2=CH—C6H52

C6H5

聚甲基丙

CH3

CH2=C—COOCH3

烯酸甲酯-FCH2—ci

CH3

（有機(jī)坡璃）COOCH3

⑵合成纖維

天然纖維

①纖維人造纖維］

化學(xué)纖維

,合成纖維1

②常見合成纖維

名

單體結(jié)構(gòu)簡式

稱

HOOC-^COOH

滌op

HO-EC-^~~c—OCliCKOiH

綸HOCH2cH20H

錦

HN(CH)COOH

綸225H^NH(CH2)5CO9nOH

睛-ECH2—CHi

CH2-CH—CN

綸CN

⑶合成橡膠

①按來源分橡膠一天然橡膠、合成橡膠

②常見合成橡膠

名稱單體結(jié)構(gòu)簡式

-tCH產(chǎn)2玉

順丁2

CHCHCHCHC-C

2=—=2/\

橡膠HH

-ECHX—CH-CH—CH2—CH,—CHi

」苯CH2=CH—CH=CH2、d

CH_(：H

橡膠12

氯丁CH2=CH—C=CH2ECHz—CH-C-CHz士

橡膠ClCl

丁睛-ECH：—CH-CH-CH,-CH：—CH-i

CH2-CH—CH-CH2.

橡膠CH2-CH—CNCN

"辨易錯(cuò)】

（1）天然橡膠是高聚物，不能使漠水褪色（X）

CH3

（2）天然橡膠聚異戊二烯（-ECH-CH=C-CH2i）為純凈物（X）

⑶酚醛樹脂和聚氯乙烯都是熱固性塑料（X）

-ECH2—CH=C—CH2-3nCH—CH2

（4）Cl的單體是CH2=CH2和Cl

（二）高分子的合成方法

1.加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的區(qū)別

項(xiàng)目加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)

含雙鍵、三鍵等具有雙官能團(tuán)（如一OH、—COOH.—NH2、其他活

單體

不飽和鍵潑氫原子及一X等）或多官能團(tuán)的小分子

產(chǎn)物沒有副產(chǎn)物有聚合物同時(shí)還有小分子（如H2O、NH3、HC1等）

鏈節(jié)的化學(xué)組成

鏈節(jié)和單體的化學(xué)組鏈節(jié)的化學(xué)組成和單體的化學(xué)組成不同

成相同

2.反應(yīng)實(shí)例

⑴氯乙烯合成聚氯乙烯的化學(xué)方程式為

"fH-CHz催化以耳H—CH3

ClfC1?

o

(2)rtHOOC(CH)4COOH+72HOCH2CHOHJ^II

22HO-EC(CH2)4COOCH2CH2—+

20c

(3)由本乙烯合成聚本乙烯：

■FCH—CHz玉

(4)由對苯二甲酸與乙二醇合成滌綸:

nHOOC<、COOH,CTTerr催化劑HO-EC—<Y-C—OCH2CH2O^H,

\一/2m2UHf\―/+

(2n-l)H2Oo

⑸由2-氯-1,3-丁二烯合成氯丁橡膠：

nCH-c—CH=CH-E-CH—C—CH—CH3n

2I2催化赴2I2

Cl?Clo

關(guān)鍵能力?進(jìn)階—

lv能力點(diǎn)：高聚物單體的推斷方法

(1)加聚產(chǎn)物的主鏈一般全為碳原子，按“凡雙鍵，四個(gè)碳;無雙鍵，兩個(gè)碳”的規(guī)律畫

線斷鍵，然后半鍵閉合、單雙鍵互換。

00H

⑵縮聚產(chǎn)物的鏈節(jié)中不全為碳,一般有“—LA、—”等結(jié)構(gòu)，在

00H

畫線處斷鍵，碳原子上連一OH,氧原子和氮原子上連一H,

即得單體。

遷移應(yīng)用

?命題角度一:聚合反應(yīng)的類型

1.高分子材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說法錯(cuò)誤的是()

A.蘆葦可用于制造黏膠纖維，其主要成分為纖維素

B.聚氯乙烯通過加聚反應(yīng)制得，可用于制作不粘鍋的耐熱涂層

C.淀粉是相對分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬的天然高分子物質(zhì)

D.大豆蛋白纖維是一種可降解材料

【解析】選B。蘆葦中含有天然纖維素，可用于制造黏膠纖維,A正確;聚氯乙烯在

高溫條件下會(huì)分解生成有毒氣體,不能用于制作不粘鍋的耐熱涂層,B錯(cuò)誤;淀粉

屬于天然高分子物質(zhì)，其相對分子質(zhì)量可達(dá)幾十萬,C正確;大豆蛋白纖維的主要

成分為蛋白質(zhì)，能夠被微生物分解，因此大豆蛋白纖維是一種可降解材料,D正確。

?命題角度二:高聚物單體的判斷

CII3

-ECH—CH—CH=C—CH2—CH3n

CN人人

2.(1)的單體有.

o

⑵4H的單體是

的單體是____________和

0

(4)N—(CH2)6N—C—(CH2)4—Ci()H的單體是和

答案:⑴CH-N、CrCH—CH2

⑵hoocOoh

(3)(ZX0HHCHO

(4)H2N—(CH2)6—NH2HOOC—(CH2)4—COOH

的邈【加固訓(xùn)練】

高聚物(L)是一種來源于生物學(xué)靈感的新型黏合劑，其原料取材于植物和貽

貝。下列關(guān)于高聚物(L)的說法不正確的是()

HO-yj^-CHCOOH

A.單體之一為QH0H

B.在一定條件下能發(fā)生水解反應(yīng)

C.生成1molL的同時(shí)，會(huì)有(%+y-l)molH2O生成

D.lmolL最多可與3molH2發(fā)生加成反應(yīng)

CII3CIICOOII

【解析】選D。生成高聚物L(fēng)的反應(yīng)類型為縮聚反應(yīng),單體是OH與

HHCOOH

OH0H,A正確;根據(jù)L的結(jié)構(gòu)簡式,L中含有酯基，因此在一定條件下

可以發(fā)生水解反應(yīng),B正確;根據(jù)原子守恒，生成1molL時(shí)生成H2O的物質(zhì)的量為

(x+y-1)mol,故C正確;L中能與法發(fā)生加成反應(yīng)的結(jié)構(gòu)是苯環(huán)』molL中含有x

mol苯環(huán)，因此1molL最多與3xmolH?發(fā)生加成反應(yīng),D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)三:有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)(應(yīng)用性考點(diǎn))

必備知識(shí)?夯實(shí)

(一)有機(jī)合成原則

⑴步驟:步驟少、操作簡單、安全可靠。

⑵符合“綠色化學(xué)”的思想:原子的經(jīng)濟(jì)性、原料的綠色化，試劑與催化劑的無公害

性。

(二)有機(jī)合成路線的分析方法

方法流程

逆合成分析法目標(biāo)產(chǎn)物一中間產(chǎn)物一原料

正合成分析法原料T中間產(chǎn)物一目標(biāo)產(chǎn)物

綜合比較法原料-中間產(chǎn)物一目標(biāo)產(chǎn)物

【助理解】原子經(jīng)濟(jì)性

原子經(jīng)濟(jì)性可以用原子利用率來衡量:

預(yù)期產(chǎn)物的相對原子質(zhì)量總和

原子利用率(％)=xlOO%

反應(yīng)物的相對原子質(zhì)量總和

(三)有機(jī)合成的主要任務(wù)

1.碳骨架的構(gòu)建

(1)增長碳鏈

①醛、酮的加成;②加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng);③酯化反應(yīng);④利用題給信息。

(2)縮短碳鏈

①酯類、糖類、蛋白質(zhì)的水解反應(yīng);②烯快的氧化反應(yīng);③脫竣反應(yīng);④利用題給信

息。

⑶成環(huán)

①醇成環(huán)酸;②成環(huán)酯;③氨基酸成環(huán);④利用題目所給信息成環(huán)。

2.官能團(tuán)的引入或轉(zhuǎn)化

項(xiàng)目官能團(tuán)常見方法

①煌、酚、醇的取代

—X（鹵素原子）

②不飽和睡的加成

①烯峰與水加成

—OH②醛、酮與H2加成

③鹵代煌、酯水解

引入①醇、鹵代煌的消去

碳碳雙鍵

②煥煌的不完全加成

①醇的催化氧化

碳氧雙鍵

②烯、快被高鎰酸鉀氧化

①醛的氧化

竣基

②蛋白質(zhì)、竣酸衍生物的水解

雙鍵、三鍵、苯環(huán)加成反應(yīng)

—0H消去、氧化、酯化

消除

-CHO加成、氧化

酯基、酰胺基、一X水解

官能團(tuán)種類同官能團(tuán)的引入方法

改變官能團(tuán)個(gè)數(shù)消去一加成一（水解）

官能團(tuán)位置消去、加成、a-H的取代等

保護(hù)如:一0H——ONa——OH

【微點(diǎn)撥】常見有機(jī)信息

（1）雙烯合成——六元環(huán)

Qi0或工+IIQ.

⑵羥醛縮合

I—I

OH0H

III0H-?

CH—C—H+CH2—CHO-CHj—CH—CH—CHO

3t__I2

-^-CH3—CH=CH—CHO

—H2O

關(guān)鍵能力?進(jìn)階

能力點(diǎn)：有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本思路

教師專用（》典例精研

【典例】近年來，以大豆素（化合物C）為主要成分的大豆異黃酮及其衍生物，因其

具有優(yōu)良的生理活性而備受關(guān)注。大豆素的合成及其衍生化的一種工藝路線如

下:

、

P"CH2.(C|9HISO6)TSOH

CHJOHEPhMe

回答下列問題：

（1）由G生成H分兩步進(jìn)行:反應(yīng)1）是在酸催化下水與環(huán)氧化合物的加成反應(yīng)，則

反應(yīng)2）的反應(yīng)類型為o

⑵根據(jù)上述路線中的相關(guān)知識(shí)，以丙烯為主要原料用不超過三步的反應(yīng)設(shè)計(jì)合

成：

COOH

【解析】由合成路線圖，可知,A（間苯二酚）和B（HO）反應(yīng)生成

C(與（CH3co）2。發(fā)生酯化反應(yīng)，生成

H3C—c—O

與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成

O

II

n3c—c—0

發(fā)生消去反應(yīng)，生成F,F

先氧化成環(huán)氧化合物G,G在酸催化下發(fā)生水與環(huán)氧化合物的加成反應(yīng)，然后發(fā)生

酯的水解生成H,據(jù)此分析解答。

⑴由G生成H分兩步進(jìn)行:反應(yīng)1）是在酸催化下水與環(huán)氧化合物的加成反應(yīng)，則

反應(yīng)2）是將酯基水解生成羥基，反應(yīng)類型為取代反應(yīng)；

⑵以丙烯為主要原料用不超過三步的反應(yīng)設(shè)計(jì)合成題干中有機(jī)物,可以將丙烯在

m-CPBA的作用下生成環(huán)氧化合物,環(huán)氧化合物在酸催化下與水發(fā)生加成反應(yīng)，然

后再與（CH3CCO2O發(fā)生酯化反應(yīng)即可,故合成路線為

m-CPBAH2SO4/THF0H(CH3co)2。

八CHCI^H2O~1OH

22Py

m-CPBA,H2SO4/THF(CH3co)2。

CHCIH2O~1

答案：（1）取代反應(yīng)⑵八22Py

丫31

0

r技法積累

￡1支”*

無憑曲導(dǎo)

請總結(jié)有機(jī)推斷題的解題思路。

提示:

特征反應(yīng)

推官能團(tuán)種類

分析

利用

反應(yīng)機(jī)理,綜合

質(zhì)

物

目

題推官迪位置確定

分析

化

傳

供

提有機(jī)

系

關(guān)

息

信數(shù)據(jù)處理，

推官能團(tuán)數(shù)目物結(jié)構(gòu)

產(chǎn)物結(jié)構(gòu)

推碳架結(jié)構(gòu)

遷移應(yīng)用

已知

根據(jù)上述信息，寫出以苯酚的一種同系物及HOCH2cH2。為原料合成的路

線（不需注明反應(yīng)條件）。

【解析】根據(jù)題給已知條件對甲基苯酚與HOCH2cH2cl反應(yīng)能得到

()O

OCH2cH20,之后水解反應(yīng)得到OCH2CH2OH，觀察題中反應(yīng)可知得到目標(biāo)產(chǎn)

OHO

一定條件

物需要利用反應(yīng)a,所以合成的路線為CH3HOCH2cH2clOCH2CH2C1

o

加熱

NaOH溶忌*OCH2cH20H

OHO

一定條件

答案：CH3HOCH2CH2CI'OCH2cH2cl

加熱

NaOH溶液OCH2cH20H

教師獨(dú)具6甘境培索表?命題新視南-O提供;富;

命題新情境

【科技前沿】吉林大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種制備具有液下雙疏特性表面材料的

有效方法,通過在靜電紡絲的聚丙烯睛(PAN)納米纖維膜上涂覆具有不同端基的

薄膜，系統(tǒng)地調(diào)變PAN纖維膜表面的化學(xué)組成，開發(fā)了一系列具有:(1)水下親油/

油下疏水;(2)水下疏油/油下親水;(3)液下雙疏的膜材料(TFPNMs)。同時(shí)，該修飾層

可以提高PAN纖維在非質(zhì)子性溶劑(例如DMF和DMSO)中的穩(wěn)定性。其中，表

面端基為氟基的PAN纖維膜(CTFPNM)具有液下超雙疏液的特性,可以實(shí)現(xiàn)對傳

統(tǒng)油水混合物，甚至于表面活性劑穩(wěn)定的水包油型和油包水型乳狀液的高效分

離。如圖為表面涂覆薄膜的PAN納米纖維膜(TFPNMs)的制備。

a)

H-V

N,NHO—CHi—CH2—OH

1

HN—NH2-2HCI

2NC—Ph-CN2

H2N—NH2H2O

―^CH-CHL2—1H—CH2—CH)??-

HN^^N

CNH—NH—C

IIII4R—CN

NHNH

丫HO—CH2—CH2—OH

PhH2N—NH2-2HC1

3%H2N—NH2H2O

a）涂覆不同端基薄膜的PAN納米纖維的合成路徑

b）表面端基為氨基的PAN纖維（CTFPNs）的SEM圖

c）CTFPNs的TEM圖

命題新視角

命題視角1：合成高分子

寫出聚丙烯睛的結(jié)構(gòu)簡式,找出合成聚丙烯睛的單體。

-ECH2-CH±

提示：CN;CH2=CH—CN

命題視角2:設(shè)計(jì)合成路線

以乙煥為主要原料設(shè)計(jì)合成聚丙烯睛的路線。

~ECH2-CH-

提示：CH』CHCH2=CH—CN"CN

O~、真題研習(xí)?考上演稱,~r。

真題研習(xí)

.⑥相似題尋變

1.交聯(lián)聚合物P的結(jié)構(gòu)片段如圖所示。下列說法不正確的是（圖中加表示鏈延長）

XYXrX

x

I

YXY

--X—Y—X—Yow

W'X

OO

I1

CC

x為

—O—CH2—CH—CH2—o—

O

Y為)

A.聚合物P中有酯基,能水解

B.聚合物P的合成反應(yīng)為縮聚反應(yīng)

C.聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解獲得

D.鄰苯二甲酸和乙二醇在聚合過程中也可形成類似聚合物P的交聯(lián)結(jié)構(gòu)

OO

C—O—CH2—CH—CH2—o—

【解析】選D°X為〈_）,丫為?，由P的結(jié)構(gòu)片段可

以看出,X與Y相連，構(gòu)成酯基,聚合物P能發(fā)生水解反應(yīng)，故A正確；縮聚反應(yīng)為

單體經(jīng)多次縮合而聚合成大分子的反應(yīng)，該反應(yīng)常伴隨著小分子的生成，由P的結(jié)

構(gòu)片段可以看出，合成P的過程中伴隨有小分子出現(xiàn)，會(huì)發(fā)生縮聚反應(yīng)，故B正確;

油脂是一種酯，在酸性條件和堿性條件下水解都可得到丙三醇，故C正確;由鄰苯

二甲酸和乙二醇的結(jié)構(gòu)式可知，二者發(fā)生縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)或環(huán)式結(jié)構(gòu),

不能形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，故D錯(cuò)誤。

2.一種芳綸纖維的拉伸強(qiáng)度比鋼絲還高,廣泛用作防護(hù)材料。其結(jié)構(gòu)片段如圖。

H

下列關(guān)于該高分子的說法正確的是()

A.完全水解產(chǎn)物的單個(gè)分子中，苯環(huán)上的氫原子具有不同的化學(xué)環(huán)境

B.完全水解產(chǎn)物的單個(gè)分子中，含有官能團(tuán)一COOH或一NH2

C.氫鍵對該高分子的性能沒有影響

。

H-EN—CjnOH

D.結(jié)構(gòu)簡式為H_

【解析L選B。根據(jù)圖示可知，該高