2023屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)生物大分子與合成高分子學(xué)案

生物大分子與合成高分子【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)識性質(zhì),進(jìn)一步體會結(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: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?？键c(diǎn)考題考點(diǎn)一:生物大分子2021山東等級考第7題2021湖南選擇考第2題2020天津等級考第4題2018全國卷Ⅰ第7題考點(diǎn)二:合成高分子2019全國Ⅱ卷第7題2019上海高考第8題2018北京高考第10題考點(diǎn)三:有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)2021全國甲卷第36題2021全國乙卷第36題2021山東等級考第20題2020全國Ⅰ卷第36題考點(diǎn)一:生物大分子(基礎(chǔ)性考點(diǎn))從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來認(rèn)識生物大分子1.糖類(1)分類及轉(zhuǎn)化關(guān)系(2)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)系葡萄糖C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO—OH、—CHO互為同分異構(gòu)體果糖C6H12O6CH2OH(CHOH)3COCH2OH、—OH②葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)a.葡萄糖與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O。b.葡萄糖被新制Cu(OH)2懸濁液氧化的化學(xué)方程式為CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O。(3)常見的二糖、多糖項(xiàng)目蔗糖麥芽糖相同點(diǎn)組成分子式均為C12H22O11性質(zhì)都能發(fā)生水解反應(yīng)不同點(diǎn)是否含醛基否是水解產(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組成(C6H10O5)n(C6H10O5)n(n與淀粉分子式中的n是不同的值,故二者不是同分異構(gòu)體)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)幾百個(gè)到幾千個(gè)葡萄糖單元構(gòu)成的高分子化合物,有直鏈及支鏈結(jié)構(gòu)幾千個(gè)葡萄糖單元構(gòu)成的高分子化合物化學(xué)性質(zhì)1.不與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng),不顯還原性2.在稀酸作用下發(fā)生水解,最終產(chǎn)物是葡萄糖,在人體內(nèi)也水解為葡萄糖,反應(yīng)方程式為(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)3.淀粉遇碘變?yōu)樗{(lán)色1.不與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng),不顯還原性2.在酸作用下水解,最終產(chǎn)物是葡萄糖,但比淀粉水解困難(需水浴加熱,用70%的硫酸催化),反應(yīng)方程式為(C6H10O5)n(纖維素)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)3.纖維素在人體內(nèi)不能水解2.核酸核酸是由核苷酸單體形成的生物大分子,可以發(fā)生水解反應(yīng)?！颈嬉族e】①淀粉和纖維素具有相同的分子通式,互為同分異構(gòu)體(×)②淀粉和纖維素都屬于糖類,均可以為人體提供營養(yǎng)(×)③棉花、蠶絲的主要成分都是蛋白質(zhì)(×)④棉花、蠶絲、羊毛、天然橡膠都屬于天然高分子化合物(√)3.氨基酸與蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵相互連接形成的聚合物。氨基酸多肽蛋白質(zhì)【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。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→葡萄糖淀粉→遇碘單質(zhì)變藍(lán)葡萄糖→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)銀鏡溶液變藍(lán)色淀粉尚未水解2出現(xiàn)銀鏡溶液變藍(lán)色淀粉部分水解3出現(xiàn)銀鏡溶液不變藍(lán)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)。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:水解液中和液溶液變藍(lán)結(jié)論:淀粉完全沒有水解。方案B:淀粉液產(chǎn)生銀鏡現(xiàn)象水解液無紅色沉淀析出結(jié)論:淀粉完全沒有水解。方案C:淀粉液水解液中和液有銀鏡現(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。(1)方案A____________________________。

(2)方案B____________________________。

(3)方案C____________________________。

(4)你的方案_________________________。

【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(I2)也會呈藍(lán)色。(2)結(jié)論不正確。如果淀粉發(fā)生水解會生成葡萄糖,但由于水解液沒有用NaOH溶液中和,所以加入的Cu(OH)2會溶于硫酸,從而無法氧化葡萄糖,也就無紅色沉淀生成。(3)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1.(2019·全國卷Ⅱ)“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錯誤。2.(2022·潮州模擬)某DNA分子的片段如圖所示。下列關(guān)于該片段的說法錯誤的是()A.氫鍵的強(qiáng)度:①>②B.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.胞嘧啶與鳥嘌呤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)注的氮原子成三個(gè)價(jià)鍵,N原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+QUOTE5-3×12eq\f(5－3×1,2)=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.胞嘧啶與鳥嘌呤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.(2021·山東等級考)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1mL20%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)中存在的錯誤有幾處()A.1B.2C.3D.4【解析】選B。第1處錯誤: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Na2SiO3,會導(dǎo)致瓶蓋無法打開,共2處錯誤?？键c(diǎn)二:合成高分子(基礎(chǔ)性考點(diǎn))(一)從結(jié)構(gòu)上認(rèn)識高分子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)單元組成單一分子結(jié)構(gòu)相對分子質(zhì)量一般高達(dá)104~106較小2.高分子化合物的分類及性質(zhì)特點(diǎn)其中,塑料、合成纖維、合成橡膠又被稱為三大合成材料。3.三大合成材料—塑料、合成纖維、合成橡膠(1)塑料名稱單體結(jié)構(gòu)簡式聚乙烯CH2＝CH2聚丙烯(丙綸)CH2＝CH—CH3聚氯乙烯(氯綸)CH2＝CHCl聚苯乙烯CH2＝CH—C6H5聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)(2)纖維分天然纖維、人造纖維、合成纖維。常見合成纖維名稱單體結(jié)構(gòu)簡式滌綸HOCH2CH2OH錦綸H2N(CH2)5COOH腈綸CH2＝CH—CN(3)合成橡膠①按來源分橡膠→天然橡膠、合成橡膠②常見合成橡膠名稱單體結(jié)構(gòu)簡式順丁橡膠CH2＝CH—CH＝CH2丁苯橡膠CH2＝CH—CH＝CH2、氯丁橡膠丁腈橡膠CH2＝CH—CH＝CH2、CH2＝CH—CN【辨易錯】(1)天然橡膠是高聚物,不能使溴水褪色(×)(2)天然橡膠聚異戊二烯()為純凈物(×)(3)酚醛樹脂和聚氯乙烯都是熱固性塑料(×)(4)的單體是CH2＝CH2和(×)(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)單體含雙鍵、三鍵等不飽和鍵具有雙官能團(tuán)(如—OH、—COOH、—NH2、其他活潑氫原子及—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、HCl等)鏈節(jié)鏈節(jié)的化學(xué)組成和單體的化學(xué)組成相同鏈節(jié)的化學(xué)組成和單體的化學(xué)組成不同2.反應(yīng)實(shí)例(1)氯乙烯合成聚氯乙烯的化學(xué)方程式為。(2)nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O。(3)由苯乙烯合成聚苯乙烯:n。(4)由對苯二甲酸與乙二醇合成滌綸:

+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O。(5)由2-氯-1,3-丁二烯合成氯丁橡膠:。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。(2)縮聚產(chǎn)物的鏈節(jié)中不全為碳,一般有“、”等結(jié)構(gòu),在或畫線處斷鍵,碳原子上連—OH,氧原子和氮原子上連—H,即得單體?！っ}角度一:高分子材料1.(2021·河北選擇考)高分子材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說法錯誤的是()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分解生成有毒氣體,不能用于制作不粘鍋的耐熱涂層,B錯誤;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?！っ}角度二:高聚物單體的判斷2.(2022·清遠(yuǎn)模擬)苯丙炔酸()廣泛用于醫(yī)藥、香料等化工產(chǎn)品中。下列關(guān)于苯丙炔酸的說法正確的是()A.分子式為C9H7O2B.與丙炔酸(CH≡C—COOH)互為同系物C.是高分子化合物的單體D.1mol苯丙炔酸最多可與4mol氫氣發(fā)生反應(yīng)【解析】選C。由結(jié)構(gòu)簡式可知分子式為C9H6O2,故A錯誤;含有苯環(huán),與CH≡C—COOH結(jié)構(gòu)不同,不是同系物,故B錯誤;可發(fā)生加聚反應(yīng)生成,為的單體,故C正確;能與氫氣反應(yīng)的為苯環(huán)和碳碳三鍵,則1mol苯丙炔酸最多可與5mol氫氣發(fā)生反應(yīng),故D錯誤。3.(2022·潮州模擬)某種高強(qiáng)度、耐腐蝕的芳綸纖維,軍事上稱為“裝甲衛(wèi)士”,但長期浸泡在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中強(qiáng)度有所下降。下表是該纖維的兩種結(jié)構(gòu):名稱結(jié)構(gòu)簡式芳綸1313(PMTA)芳綸1414(PPTA)以下說法不正確的是()A.PMTA和PPTA互為同分異構(gòu)體B.“芳綸1313”“芳綸1414”中的數(shù)字表示苯環(huán)上取代基的位置C.該纖維在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中強(qiáng)度下降,可能與“”的水解有關(guān)D.以和為原料制備PPTA的反應(yīng)為縮聚反應(yīng)【解析】選A。PMTA和PPTA都是高分子化合物,聚合度不相同,所以它們不是同分異構(gòu)體,A選項(xiàng)錯誤;“芳綸1313”表示苯環(huán)上1、3位置上的氫原子被取代了,“芳綸1414”表示苯環(huán)上1、4位置上的氫原子被取代了,B選項(xiàng)正確;肽鍵()在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下能夠水解成—COOH、—NH2,所以該纖維在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中強(qiáng)度會有所下降,C選項(xiàng)正確;和為原料制備PPTA的反應(yīng),除了生成高分子PPTA外,還生成小分子HX,為縮聚反應(yīng),D選項(xiàng)正確?？键c(diǎn)三:有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)(應(yīng)用性考點(diǎn))(一)有機(jī)合成原則(1)步驟:步驟少、操作簡單、安全可靠。(2)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→中間產(chǎn)物→原料正合成分析法原料→中間產(chǎn)物→目標(biāo)產(chǎn)物綜合比較法原料→中間產(chǎn)物←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:原子利用率(%)=QUOTE預(yù)期產(chǎn)物的相對原子質(zhì)量總和反應(yīng)物的相對原子質(zhì)量總和eq\f(預(yù)期產(chǎn)物的相對原子質(zhì)量總和,反應(yīng)物的相對原子質(zhì)量總和)×100%(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烯炔的氧化反應(yīng);③脫羧反應(yīng);④利用題給信息。(3)成環(huán)①醇成環(huán)醚;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)常見方法引入—X(鹵素原子)①烴、酚、醇的取代②不飽和烴的加成—OH①烯烴與水加成②醛、酮與H2加成③鹵代烴、酯水解碳碳雙鍵①醇、鹵代烴的消去②炔烴的不完全加成碳氧雙鍵①醇的催化氧化②烯、炔被高錳酸鉀氧化羧基①醛的氧化②蛋白質(zhì)、羧酸衍生物的水解消除雙鍵、三鍵、苯環(huán)加成反應(yīng)—OH消去、氧化、酯化—CHO加成、氧化酯基、酰胺基、—X水解改變官能團(tuán)種類同官能團(tuán)的引入方法官能團(tuán)個(gè)數(shù)消去→加成→(水解)官能團(tuán)位置消去、加成、α-H的取代等保護(hù)酚—OH如:—OH→—ONa→—OH【微點(diǎn)撥】常見有機(jī)信息(1)雙烯合成——六元環(huán)+‖或+‖。(2)羥醛縮合能力點(diǎn):有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本思路【典例】(2021·全國甲卷節(jié)選)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: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______________。

(2)根據(jù)上述路線中的相關(guān)知識,以丙烯為主要原料用不超過三步的反應(yīng)設(shè)計(jì)合成:【解析】由合成路線圖,可知,A(間苯二酚)和B()反應(yīng)生成C(),與(CH3CO)2O發(fā)生酯化反應(yīng),生成,與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成,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。(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)是將酯基水解生成羥基,反應(yīng)類型為取代反應(yīng);(2)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(CH3CO)2O發(fā)生酯化反應(yīng)即可,故合成路線為。答案:(1)取代反應(yīng)(2)請總結(jié)有機(jī)推斷題的解題思路。提示:(2021·廣東選擇考節(jié)選)已知根據(jù)上述信息,寫出以苯酚的一種同系物及HOCH2CH2Cl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,之后水解反應(yīng)得到,觀察題中反應(yīng)可知得到目標(biāo)產(chǎn)物需要利用反應(yīng)a,所以合成的路線為。答案:【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腈(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,表面端基為氰基的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)涂覆不同端基薄膜的PAN納米纖維的合成路徑b)表面端基為氰基的PAN纖維(CTFPNs)的SEM圖c)CTFPNs的TEM圖命題視角1:合成高分子寫出聚丙烯腈的結(jié)構(gòu)簡式,找出合成聚丙烯腈的單體。提示:;CH2＝CH—CN命題視角2:設(shè)計(jì)合成路線以乙炔為主要原料設(shè)計(jì)合成聚丙烯腈的路線。提示:1.(2019·北京高考)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(圖中表示鏈延長)()X為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)【解析】選D。X為,Y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錯誤。2.(2018·北京高考)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。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)—COOH或—NH2C.氫鍵對該高分子的性能沒有影響D.結(jié)構(gòu)簡式為【解析】選B。根據(jù)圖示可知,該高分子完全水解后生成、,苯環(huán)上的氫原子具有相同的化學(xué)環(huán)境,含有官能團(tuán)—COOH或—NH2,A錯誤,B正確;氫鍵能影響物質(zhì)的物理性質(zhì),故氫鍵對該高分子的性能有影響,C錯誤;該高分子的結(jié)構(gòu)簡式為,D錯誤。知識點(diǎn)避坑:合成高分子的性質(zhì)(1)水溶性:有親水基團(tuán),能和水分子形成氫鍵,都可以增大水溶性