2019版高考化學微一輪復習 第41講 生命中的基礎有機化學物質合成有機高分子學案

1、第41講生命中的基礎有機化學物質合成有機高分子考綱要求1.糖類、氨基酸和蛋白質(1)了解糖類、氨基酸和蛋白質的組成、結構特點、主要化學性質及應用。(2)了解糖類、氨基酸和蛋白質在生命過程中的作用。2.合成高分子化合物(1)了解合成高分子的組成與結構特點，能依據簡單合成高分子的結構分析其鏈節(jié)和單體。(2)了解加聚反應和縮聚反應的含義。(3)了解合成高分子化合物在高新技術領域的應用以及在發(fā)展經濟、提高生活質量方面中的貢獻。考點一糖類、油脂、蛋白質的組成、結構和性質1糖類(1)糖的概念與分類概念：多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。分類多糖1 mol多糖水解后能生成多摩爾單糖，如淀粉、纖維素水解二

2、糖1 mol二糖水解后能生成 2_mol單糖，如蔗糖、麥芽糖水解單糖不能水解的糖，如葡萄糖、果糖(2)葡萄糖與果糖組成和分子結構名稱分子式結構簡式官能團兩者關系葡萄糖C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHOOH、CHO同分異構體果糖C6H12O6CH2OH(CHOH)3 COCH2OH(2)葡萄糖的化學性質 (3)蔗糖與麥芽糖相似點a組成相同，分子式均為C12H22O11，兩者互為同分異構體。b都屬于二糖，能發(fā)生水解反應。不同點a官能團不同：蔗糖中不含醛基，麥芽糖分子中含有醛基，能發(fā)生銀鏡反應，能還原新制Cu(OH)2。b水解產物不同：C12H22O11H2OC6H12O6C6H12O6；

3、蔗糖葡萄糖果糖C12H22O11H2O2C6H12O6麥芽糖葡萄糖(4)淀粉與纖維素相似點a都屬于高分子化合物，屬于多糖，分子式都可表示為(C6H10O5)n。b都能發(fā)生水解反應，反應的化學方程式分別為(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6淀粉葡萄糖(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6維生素葡萄糖c都不能發(fā)生銀鏡反應不同點a通式中n值不同；b淀粉遇碘呈現(xiàn)特殊的藍色。2油脂(1)概念：油脂屬于酯類，是高級脂肪酸和甘油形成的酯。(2)結構 (3)分類按烴基分按狀態(tài)分(4)物理性質油脂一般不溶于水，密度比水小。天然油脂都是混合物，沒有固定的熔、沸點。(5)化學性質油脂的氫化(油脂的硬化

4、)經硬化制得的油脂叫人造脂肪，也稱硬化油。如油酸甘油酯與H2發(fā)生加成反應的化學方程式為： 水解反應酸性條件下水解生成高級脂肪酸和甘油，為可逆反應。寫出硬脂酸甘油酯在堿性條件下水解的化學方程式： 3氨基酸、蛋白質(1)組成、結構與性質氨基酸的組成和結構氨基酸的化學性質a兩性(以CH2NH2COOH為例)與NaOH溶液反應的化學方程式： b成肽反應兩分子氨基酸縮水形成二肽，如多種氨基酸分子間脫水以肽鍵相互結合，可形成蛋白質。(2)蛋白質的組成、結構與性質組成與結構a蛋白質含有C、H、O、N、S等元素。b蛋白質是由氨基酸組成的，通過縮聚反應產生，蛋白質屬于天然有機高分子化合物。性質a水解：在酸、堿或

5、酶的作用下最終水解生成氨基酸。b兩性：具有氨基酸的性質。c鹽析：向蛋白質溶液中加入某些濃的無機鹽如(NH4)2SO4、Na2SO4等溶液后，可以使蛋白質的溶解度降低而從溶液中析出，為可逆過程，可用于分離和提純蛋白質。d變性：加熱、紫外線照射、X射線、強酸、強堿、重金屬鹽、某些有機物(甲醛、酒精、苯甲酸等)會使蛋白質變性，屬于不可逆過程。e顏色反應：含有苯環(huán)的蛋白質遇濃HNO3變黃色，該性質可用于蛋白質的檢驗。f蛋白質灼燒有燒焦羽毛的氣味。【感悟測評】判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)葡萄糖可用于補鈣藥物的合成。()(2)將(NH4)2SO4、CuSO4溶液分別加入蛋白質溶液，都出現(xiàn)沉

6、淀，表明兩者均可使蛋白質變性。()(3)溫度越高，酶催化的化學反應越快。()(4)利用糧食釀酒經歷了淀粉葡萄糖乙醇的化學變化過程。()(5)糖類、油脂和蛋白質均可發(fā)生水解反應。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)糖類的特征反應(1)葡萄糖的特征反應：堿性、加熱條件下，使新制的氫氧化銅懸濁液產生磚紅色沉淀；堿性、加熱條件下，使銀氨溶液析出銀(銀鏡反應)。(2)淀粉的特征反應：淀粉遇碘變藍色?？枷蛞惶穷惖慕M成與性質 1(2018河南安陽滑縣六中期中)下列關于葡萄糖的性質的敘述中不正確的是()A葡萄糖能發(fā)生酯化反應B葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液加熱時生成紅色沉淀C葡萄糖充分燃燒的產物為CO2

7、和H2OD充分燃燒等質量的葡萄糖和甲醛(HCHO)，所需氧氣的物質的量不相同解析：葡萄糖寫為(CH2O)6，分子中各元素質量分數與甲醛相同，等質量的兩種物質各元素質量相同，充分燃燒時消耗氧氣的物質的量相同。答案：D2制備乙酸乙酯的綠色合成路線之一為下列說法正確的是()A淀粉與纖維素互為同分異構體BM的分子式為C12H22O11CN的結構簡式為C2H4O2D的反應類型屬于取代反應解析：淀粉和纖維素的化學式中聚合度(n值)不同，不屬于同分異構體關系，A項錯誤；淀粉和纖維素完全水解產物為葡萄糖，分子式為C6H12O6，B項錯誤；由轉化關系可知N為乙酸，其結構簡式為CH3COOH，C項錯誤；反應是酯化

8、反應，屬于取代反應，D項正確。答案：D考向二油脂的組成與性質 3下列關于油脂的敘述中，正確的是()A各種油脂水解后的產物中都有甘油B不含其他雜質的天然油脂屬于純凈物C油脂都不能使溴水褪色D油脂的烴基部分飽和程度越大，熔點越低解析：天然油脂都是混合物，B錯；有些油脂含有碳碳雙鍵，可以使溴水褪色，C錯；油脂烴基飽和程度越大熔點越高，D錯。答案：A4(2018湖北宜昌三峽高中、宜昌金東方高級中學聯(lián)考)回答下列問題：(1)石蠟油是一種礦物油，是從原油_(填分離操作的名稱)中得到的無色無味的混合物。(2)食用油和石蠟油雖然都稱作“油”，但從化學組成和分子結構看，它們是完全不同的。食用油的主要成分屬于_類

9、(填有機物類別，下同)，石蠟油屬于_類。(3)如何用化學方法鑒別食用油和石蠟油(簡述所用的試劑、操作步驟、實驗現(xiàn)象和結論)：_。解析：(1)根據沸點的不同，利用分餾的方法得到各種石油的餾分。(2)食用油屬于油脂，油脂屬于酯類。(3)油脂屬于酯類能發(fā)生水解；烴不能發(fā)生水解。答案：(1)分餾(2)酯烴 (3)分別取少量食用油和石蠟油于潔凈的試管中，加入NaOH溶液，加熱，溶解的是食用油，不溶解且出現(xiàn)分層現(xiàn)象的是石蠟油考向三氨基酸、蛋白質的結構及性質5(2018江西上饒玉山一中高三測試)阿斯巴甜(結構簡式如圖)具有清爽的甜味，甜度約為蔗糖的200倍。下列關于阿斯巴甜的錯誤說法是() A在一定條件下能

10、發(fā)生取代反應、加成反應B酸性條件下的水解產物中有兩種氨基酸C在一定條件下既能與酸反應、又能與堿反應D分子式為C14H18N2O3，屬于蛋白質解析：阿斯巴甜中含有COOH、酯基、肽鍵，可發(fā)生取代反應，含有苯環(huán)，可發(fā)生加成反應，A正確；酸性條件下肽鍵發(fā)生水解，生成兩種氨基酸，B正確；阿斯巴甜中含有氨基，具有堿性，可與酸反應，含有COOH，具有酸性，可與堿反應，C正確；蛋白質屬于高分子化合物，該有機物分子式為C14H18N2O5，相對分子質量較小，不屬于蛋白質，D錯誤。答案：D6(2018江蘇揚州中學月考)下列關于蛋白質的說法正確的是()A蛋白質屬于天然高分子化合物，組成元素只有C、H、O、NB用甘

11、氨酸()和丙氨酸()縮合最多可形成三種二肽C蛋白酶是蛋白質，它不僅可以催化蛋白質的水解反應，還可以催化淀粉的水解反應D蛋白質水解產生的甘氨酸(H2NCH2COOH)既顯酸性，又顯堿性，是最簡單的氨基酸解析：蛋白質的組成元素除有C、H、O、N外，還有S等元素，A錯；甘氨酸和丙氨酸縮合最多形成四種二肽，B錯；酶的催化作用有高度的專一性，蛋白酶只能催化蛋白質的水解反應，C錯。答案：D考點二有機高分子化合物1高分子化合物的分類及組成(1)分類有機高分子材料按來源分為天然高分子材料 (如淀粉、纖維素、天然橡膠、蛋白質等)和合成高分子材料(如塑料、合成纖維、合成橡膠等)。(2)高分子化合物的組成單體：能夠

12、進行聚合反應形成高分子化合物的低分子化合物。鏈節(jié)：高分子化合物中化學組成相同、可重復的最小單位。聚合度：高分子鏈中含有鏈節(jié)的數目。如 2高分子化合物的合成方法(1)加聚反應：加成聚合反應簡稱加聚反應，是指不飽和單體通過加成反應生成高分子化合物的反應。(2)縮聚反應：縮合聚合反應簡稱縮聚反應，是指單體之間相互作用生成高分子，同時還生成小分子(如水、氨、鹵化氫等)的聚合反應。如己二酸與乙二醇之間的縮合聚合反應： 3高分子材料【感悟測評】判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)棉花、蠶絲、羊毛、天然橡膠都屬于天然高分子化合物。()(2)盛放汽油的試劑瓶不能用橡膠塞。()(3)天然橡膠是高聚物，不

13、能使溴水褪色。() (5)聚乙烯塑料可包裝食品，而聚氯乙烯塑料不可用于包裝食品。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)根據高聚物推斷單體的方法(1)首先判斷高聚物是加聚產物還是縮聚產物。觀察高聚物的書寫方法，如果有端基原子或原子團則是縮聚產物。觀察高聚物結構中的成鍵情況，如果高聚物結構中含有酯基或肽鍵等則屬于縮聚產物；如果高分子鏈節(jié)與單體的化學組成相同則屬于加聚產物。(2)根據加聚反應和縮聚反應的特點寫出對應單體的結構簡式?？枷蛞缓铣捎袡C高分子化合物的性質和用途 1(2018北京懷柔區(qū)模擬)下列說法正確的是()A聚丙烯塑料的結構簡式為 B聚氯乙烯塑料單體的電子式為 C塑料購物袋的生產原料需要

14、消耗大量木材 D聚乙烯中含碳質量分數與其單體的含碳質量分數相同解析：聚丙烯加聚是碳碳雙鍵打開一個鍵進行連接，支鏈甲基不變，A項錯誤；氯乙烯的電子式C原子間有2個共用電子對，B項錯誤；生產塑料袋不耗用木材，而是耗用石油資源，C項錯誤；聚乙烯的生成是發(fā)生了加成反應，單體與聚合物組成相同，D項正確。答案：D2(2018山西陽泉一中月考)下列原料或制成的產品中，若出現(xiàn)破損不可以進行熱修補的是()A聚氯乙烯涼鞋B.電木插座C聚丙烯材料 D.聚乙烯塑料膜 解析：聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯均為線型分子，具有熱塑性，可進行加熱熔化再加工；電木具有熱固性，不能進行熱修補。答案：B【題后悟道】線型高分子化合物與體型

15、高分子化合物的比較(1)線型高分子化合物具有熱塑性，可反復加熱熔融加工，而熱固性塑料(體型高分子)只能一次成型。(2)線型高分子為長鏈結構，分子鏈之間不存在化學鍵，體型高分子為網狀結構，鏈與鏈之間存在化學鍵?？枷蚨?有機高分子與單體之間相互推斷 3(2018菏澤月考)2014年南京青奧會吉祥物為“砳砳”。一種“砳砳”的外用材料是純羊毛線，內充物為滌綸(結構簡式為)。下列有關說法不正確的是()A羊毛的主要成分屬于蛋白質B滌綸屬于天然高分子化合物C合成滌綸的單體之一是HOCH2CH2OHD可用灼燒的方法區(qū)別羊毛和滌綸解析：羊毛的成分屬于蛋白質，A正確；滌綸是人工合成的有機高分子物質，是合成材料，B

16、錯誤；合成滌綸的單體之一是乙二醇，C正確；羊毛的成分是天然的蛋白質，羊毛燃燒會有燒焦羽毛味，而滌綸沒有，所以可以用灼燒的方法來區(qū)分羊毛和滌綸，D正確。答案：B4(2018河南南陽一中月考)是制作電木的原料。下列圍繞此物質的討論正確的是()A該有機物沒有確定的熔點B該有機物通過加聚反應得到C該有機物通過苯酚和甲醇反應得到D該有機物的單體是C6H3OHCH2解析：聚合物中的n值不同，是混合物，沒有確定的熔點，A正確；是苯酚和甲醛通過縮聚制取的，B錯誤；合成酚醛樹脂的單體是苯酚和甲醛，C、D錯誤。答案：A考點三有機合成1有機合成的任務 2有機合成的原則(1)起始原料要廉價、易得、低毒性、低污染。(2

17、)應盡量選擇步驟最少的合成路線。(3)原子經濟性高，具有較高的產率。(4)有機合成反應要操作簡單、條件溫和、能耗低、易于實現(xiàn)。3有機合成的分析方法(1)正合成法即正向思維法：其思維程序是：原料中間體產物。(2)逆合成法即逆向思維法，其思維程序是：產物中間體原料。(3)正逆結合法采用綜合思維的方法，將正向和逆向推導出的幾種合成途徑結合起來，從而優(yōu)選得到最佳合成路線。4有機合成中碳骨架的構建(1)碳鏈增長的反應加聚反應；縮聚反應；酯化反應；利用題目信息所給反應，如鹵代烴的取代反應，醛酮的加成反應(2)碳鏈減短的反應烷烴的裂化反應；酯類、糖類、蛋白質等的水解反應；利用題目信息所給反應，如烯烴、炔烴的

18、氧化反應，羧酸及其鹽的脫羧反應(3)常見由鏈成環(huán)的方法二元醇成環(huán)羥基酸酯化成環(huán)氨基酸成環(huán)二元羧酸成環(huán) 5有機合成中官能團的轉化(1)官能團的引入引入官能團引入方法引入鹵素原子烴、酚的取代；不飽和烴與HX、X2的加成 醇與氫鹵酸(HX)取代引入羥基烯烴與水加成；醛酮與氫氣加成；鹵代烴在堿性條件下水解；酯的水解引入碳碳雙鍵某些醇或鹵代烴的消去；炔烴不完全加成；烷烴裂化引入碳氧雙鍵醇的催化氧化；連在同一個碳上的兩個羥基脫水；含碳碳三鍵的物質與水加成引入羧基醛基氧化；酯、羧酸鹽的水解，苯環(huán)上烴基的氧化(2)官能團的消除通過加成反應消除不飽和鍵(雙鍵、三鍵、苯環(huán))。通過消去、氧化或酯化反應等消除羥基。通

19、過加成或氧化反應等消除醛基。通過水解反應消除酯基、肽鍵、鹵素原子。(3)官能團的改變通過官能團之間的衍變關系改變官能團。如烴鹵代烴醇醛酸酯。通過“消去”“加成”等使官能團數目增加。如a.CH3CH2OHCH2=CH2CH2XCH2XCH2OHCH2OHbCH2=CHCH2CH3CH3CHXCH2CH3CH3CH=CHCH3CH3CHXCHXCH3CH2=CHCH=CH2通過“消去”“加成”等改變官能團的位置。如CH3CHXCHXCH3CH2=CHCH=CH2CH2XCH2CH2CH2X。(4)官能團的保護有機合成時，往往要在有機物分子中引入多個官能團，但有時在引入某一個官能團時會對其他官能團造

20、成破壞，導致不能實現(xiàn)目標化合物的合成。因此，在制備過程中要把分子中某些官能團用恰當的方法保護起來，在適當的時候再將其轉變回來，從而達到有機合成的目的。酚羥基的保護：因酚羥基易被氧化，所以在氧化其他基團前先使其與NaOH反應，把OH變?yōu)镺Na保護起來，待氧化后再酸化將其轉變?yōu)镺H。碳碳雙鍵的保護：碳碳雙鍵也容易被氧化，在氧化其他基團前利用其與HCl等的加成反應將其保護起來，待氧化后再利用消去反應轉變?yōu)樘继茧p鍵。氨基(NH2)的保護：如對硝基甲苯制取對氨基苯甲酸的過程中應先把CH3氧化成COOH，之后再把NO2還原為NH2，防止當KMnO4氧化CH3時，NH2(具有還原性)也被氧化。有機合成題的解

21、題思路考向有機合成 (2018鄭州高中畢業(yè)年級第二次質量預測)香料G的一種合成工藝如圖所示。核磁共振氫譜顯示A有兩種峰，其強度之比為11。請回答下列問題：(1)A的結構簡式為_，G中官能團的名稱為_。(2)檢驗M已完全轉化為N的實驗操作是_。(3)有學生建議，將MN的轉化用KMnO4 (H)代替O2，老師認為不合理，原因是_。(4)寫出下列轉化的化學方程式，并標出反應類型：KL：_，反應類型_。(5)F是M的同系物，比M多一個碳原子。滿足下列條件的F的同分異構體有_種。(不考慮立體異構)能發(fā)生銀鏡反應能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應苯環(huán)上有2個對位取代基(6)以丙烯和NBS試劑為原料制備甘油(

22、丙三醇)，請設計合成路線(其他無機原料任選)。請用以下方式表示：AB目標產物解析：由于E和N在濃硫酸作用下加熱，形成G，從G的結構簡式和反應條件推知，E是，N是，采用逆推的方法，得到每一種物質。(1)從G的結構簡式可以看出，G中官能團為碳碳雙鍵、酯基，A的結構簡式為。(2)M向N的轉化，就是醛基被氧化為羧基，如果M完全轉化，那么所得反應后的物質中就不會有醛基存在，所以可以采用檢驗是否有醛基來證明是否完全轉化。(3)酸性高錳酸鉀的氧化性很強，除了可以將醛基氧化為羧基，還可以將碳碳雙鍵氧化。(4)依據題給信息中的反應寫出KL的化學方程式為： (5)F和M互為同系物，而F比M多一個碳原子，同時滿足能

23、發(fā)生銀鏡反應，能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應，苯環(huán)上有2個對位取代基，所以必須保證碳碳雙鍵、醛基和苯環(huán)對位兩個取代基的存在和完整。共有下列6種符合條件的同分異構體： (6)由題給信息知，丙烯和NBS作用，在碳碳雙鍵的相鄰碳原子上引入溴原子，然后再和溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應，每個碳原子上引入一個溴原子，再進行堿性水解即可。答案：(1) (2)取少量M氧化后的溶液碳碳雙鍵、酯基于試管中，滴加稀NaOH溶液至呈堿性，再加新制的Cu(OH)2加熱，若沒有磚紅色沉淀產生，說明M已完全轉化為N(其他合理操作均可)(3)KMnO4(H)在氧化醛基的同時，還可以氧化碳碳雙鍵 (5)6 1(2017高考全國卷)氟他胺G是一種可用于治療腫瘤的藥物。實驗室由芳香烴A制備G的合成路線如下： 回答下列問題：(1)A的結構簡式為_。C的化學名稱是_。(2)的反應試劑和反應條件分別是_，該反應的類型是_。(3)的反應方程式為_。吡啶是一種有機堿，其作用是_。(4)G的分子式為_。(5)H是G的同分異構體，其苯環(huán)上的取代基與G的相同但位置不同，則H可能的結構有_種。(6)4甲氧基