第9章 第30讲 生物大分子、合成高分子 -【名师大课堂】2025年新高考化学艺术生总复习必备

第30讲 生物大分子、合成高分子 考点一 生物大分子 油脂 一、糖类 1.糖类的概念及分类 (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。 大多数糖类化合物的通式为Cn(H2O)m,所 以糖类又称碳水化合物。 (2)分类 单糖 不能再水解的糖 含C、H、O元素 代聚糖 1mol糖 水 解 生 成 2~10mol单糖的糖 含C、H、O元素 多糖 1mol糖水解生成多 摩尔单糖的糖 含C、H、O元素 2.单糖———葡萄糖与果糖 分子式 结构简式 官能团 二者 关系 葡萄 糖 果糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4 CHO 羟基、 醛基 CH2OH(CHOH)3 COCH2OH 羟基、 羰基 同分异 构体 3.二糖———蔗糖与麦芽糖 蔗糖 麦芽糖 相同点 分子式均为 C12H22O11 都能发生 水解 反应 不同点 不含醛基 含有醛基 水解产物: 葡萄糖、果糖 水解产物: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 ①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 (C6H10O5)n 。 ②都能发生水解反应,如淀粉水解的化学方 程式为(C6H10O5)n 淀粉 +nH2O 酸或酶 →nC6H12O6 葡萄糖 。 ③都不能发生银镜反应。 (2)不同点 ①通式中n值不同; ②淀粉遇碘呈现 蓝色 。 [注意] (1)淀粉和纤维素具有相同的最简 式,都含有单糖单元,但由于单糖单元的数 目不相同,即n值不同,二者不互为同分异 构体。 (2)利用银镜反应或与新制Cu(OH)2 悬浊 液反应可检验葡萄糖的存在。 (3)淀粉遇碘变蓝色,这里的“碘”指的是碘 单质。 二、蛋白质 1.氨基酸的组成、结构与性质 (1)组成与结构 氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被 氨 基 取代的化合物。组成蛋白质的氨基酸 几乎都是α-氨基酸。α-氨基酸的结构简式 可表示为 CHR NH2 COOH 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 202 (2)化学性质 ①两性(以 CH2 NH2 C O 􀪅􀪅 OH 为例) 氨基酸分子中既含有酸性基团 —COOH , 又含有碱性基团 —NH2 ,因此,氨基酸 是两性化合物。 与盐酸反应的化学方程式: CH2 NH2 C O 􀪅􀪅 OH +HCl → CH2 NH3Cl C O 􀪅􀪅 OH ; 与NaOH溶液反应的化学方程式: CH2 NH2 C O 􀪅􀪅 OH +NaOH → CH2 NH2 CONa O 􀪅􀪅 +H2O。 ②成肽反应 两分子氨基酸脱水缩合形成二肽。例如: CHCH3 NH2 COOH + CHH2N CH3 COOH → 丙氨酸 丙氨酸 CHCH3 NH2 C O 􀪅􀪅 N H CH CH3 COOH (二肽) +H2O。 多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合,可 形成蛋白质。 2.蛋白质的组成、结构 蛋白质含有 C、H、O、N、S 等元素,由氨 基酸通过 缩聚 反应产生,属于天然有机 高分子化合物。 3.酶 (1)绝大多数酶是一种蛋白质,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: ①条件温和,不需加热;②具有高度的专一 性;③具有高效催化作用。 三、核酸 1.分类 根据其组成中所含戊糖的不同,分为脱氧核 糖核酸(DNA)和 核糖核酸(RNA) 。 2.组成 核酸是一种生物大分子,是由许多核苷酸单 体形 成 的 聚 合 物,相 对 分 子 质 量 可 达 上 百万。 3.水解 核酸可以发生一系列水解反应,最终得到戊糖 和碱基,发生反应为:核酸 酶 水解→ 核苷酸 酶 水解→ 磷酸 核苷 酶 水解→ 戊糖 碱基 (1)生成的戊糖是 核糖 或 脱氧核糖 , 对应的核酸为RNA和DNA。 (2)生成的碱基是具有碱性的杂环有机化合 物,RNA中的碱基主要有腺嘌呤,鸟嘌呤、 胞嘧啶和 尿嘧啶 (用A、G、C、U表示)。 DNA中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧 啶和 胸腺嘧啶 (用A、G、C、T表示)。 4.结构 (1)DNA DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,两条 链平行盘绕,形成双螺旋结构,其中碱基通 过氢键作用,A与 T 配对,G与 C 配对。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 302 (2)RNA RNA分子一般呈单链状结构,比 DNA分 子小得多。 5.生物功能 核酸是生物体遗传信息的载体。DNA片段 含有遗传信息,决定生物体的性状。 RNA则负责传递、翻译和表达 DNA所携 带的遗传信息。 四、油脂 1.组成和结构 油脂是 高级脂肪酸 与 甘油 形成的酯, 由C、H、O三种元素组成,其结构简式可表示 为 R'COOCH CH2RCOO CH2R″COO ,官能团为 C O 􀪅􀪅 O , 有的烃基中还含有 碳碳双键 。 2.分类 油 脂 根据状态 液态 油,含有较多的不饱和 脂肪酸成分 → 固态 脂肪,含有较多的饱和脂肪 酸成分 → 根据羧酸中 烃基种类 烃基相同 简单 甘 油 脂(R、R'、 R″相同) → 烃基不同 混合 甘 油 脂(R、R'、 R″不同) → 3.物理性质 密度 密度比水 小 溶解性 难 溶于水, 易 溶于有机溶剂 状态 含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常 温下一般呈 液 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 H2 发生加成反 应。如油酸甘油酯与 H2 发生加成反应的 化学方程式为: CHC17H33COO CH2C17H33COO CH2C17H33COO +3H2 Ni △→ CHC17H35COO CH2C17H35COO CH2C17H35COO ,经硬化制得的油 脂叫人造脂肪,也称硬化油。 (2)水解反应 ①酸性条件下 如硬脂酸甘油酯的水解反应的化学方程式为 CHC17H35COO CH2C17H35COO CH2C17H35COO +3H2 H+ △􀜩􀜨􀜑 CH —OH CH2—OH CH2—O + 3C17H35COOH。 ②碱性条件下———皂化反应 如硬脂酸甘油酯的水解反应的化学方程式为 CHC17H35COO CH2C17H35COO CH2C17H35COO +3NaOH △ → CHOH CH2OH CH2OH + 3C17H35COONa。 其水解程度比酸性条件下水解程度 大 。 [注意] (1)油脂虽然相对分子质量较大, 但不属于高分子化合物。 (2)液态的油脂烃基中含有不饱和键,能使 溴水褪色。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 402 1.油脂的性质 (1)水解反应,油脂在酸性条件下水解为高 级脂肪酸和甘油,为可逆反应;在碱性条件 下水解为高级脂肪酸盐和甘油,称为皂化反 应,可用于工业制取肥皂。 (2)加成反应,植物油含有碳碳双键,能与溴 发生加成反应使溴水褪色,能与 H2 等发生 加成反应生成高级脂肪酸甘油酯,用于制造 人造脂肪。 (3)氧化反应,植物油含有碳碳双键,能发生 氧化反应,油脂变质发生氧化反应,称为 酸败。 2.判断淀粉的水解程度 (1)实验原理: 淀粉在酸作用下发生水解反应最终生成葡 萄糖,反应物淀粉遇碘变蓝色,不能发生银 镜反应;产物葡萄糖遇碘不变蓝,能发生银 镜反应。 (2)实验步骤: 淀粉 溶液 稀硫酸 微热→水解液 NaOH 溶液→中和液 银氨溶液 水浴加热→ 现象A 碘水 ↓ 现象B (3)实验现象及结论: 现象A 现象B 结论 1 未出现银镜 溶液变蓝色 淀粉尚未水解 2 出现银镜 溶液变蓝色 淀粉部分水解 3 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解 说明:① 验 证 水 解 产 物 时,首 先 要 加 入 NaOH溶液中和后再进行实验。②要验证 混合液中是否还有淀粉应直接取水解液加 碘水,而不能在加入 NaOH 中和后再加碘 水,因碘水与NaOH溶液反应。 3.蛋白质(或多肽)水解产物的判断 (1)抓住肽键“ C O 􀪅􀪅 􀜛􀜛 N H ”的断键规律, 即从虚线处断开。 (2) C O 􀪅􀪅 接—OH 生 成—COOH,而— NH—接—H生成—NH2。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 鉴别淀粉、蛋白质、葡萄糖溶液,依次可 分别使用的试剂和对应的现象正确的是 ( ) A.碘水,变蓝色;新制Cu(OH)2 悬浊液,砖 红色沉淀;浓硝酸,变黄色 B.浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2 悬浊液, 砖红色沉淀;碘水,变蓝色 C.新制Cu(OH)2 悬浊液,砖红色沉淀;碘 水,变蓝色;浓硝酸,变黄色 D.碘 水,变 蓝 色;浓 硝 酸,变 黄 色;新 制 Cu(OH)2悬浊液,砖红色沉淀 (双选)下列有关说法中正确的是 ( ) A.用甘氨酸(CH2 NH2 COOH )与丙氨酸 (CH3 CH NH2 COOH )缩合最多 可 得 到四种链状二肽 B.脱氧核糖核酸(DNA)是生物体遗传信息 的载体 C.蛋白质的一级结构的主键是肽键与氢键 D.绝大多数酶是蛋白质,具有高效的催化 活性,本身不能水解 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 502 考点二 合成高分子 1.高分子化合物的分类 高 分 子 化 合 物 根据 来源→ 天然 高分子化合物 合 成 高 分 子 化 合 物 → 按结构 → 线型结构:具有 热塑 性,如低压聚乙烯 支链型结构:具有 热塑 性,如高压聚乙烯 网状结构:具有 热固 性,如酚醛树脂 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 按用途 和性能→ 合成高分子材料(塑料、合 成纤维,合成橡胶、黏 合剂、涂料等) 复合材料、功能高分子材 料其中, 塑料、合成纤 维、合成橡胶 又被称为 三大合成材料。 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 2.高分子化合物的基本性质 (1)溶解性:线型高分子(如有机玻璃)能溶 解在适当的有机溶剂中;网状结构高分子 (如硫化橡胶)不溶于有机溶剂,只有一定程 度的溶胀。 (2)热塑性和热固性:线型高分子具有 热 塑性 (如聚乙烯),网状结构高分子具有 热固性 (如电木、硫化橡胶)。 (3)强度:高分子材料强度一般比较大。 (4)电绝缘性:通常高分子材料电绝缘性 良好。 3.合成高分子化合物的基本反应 (1)加成聚合反应(加聚反应)。 ①定义:由含有不饱和键的化合物分子以加 成反应的形式结合成高分子化合物的反应。 ②反应特点: 单体 含有双键、三键等不饱和键的化合物 如烯烃、二烯烃、炔烃等 产物 没有副产物产生 链节 链节的化学组成跟单体的化学组成 相同 相对分 子质量 聚合物的相对分子质量为单体相对 分子质量的整数倍 ③加聚反应实例 a.聚乙烯类: CHnCH2 􀪅 CH3 催化剂 → CH􀰻􀰷CH2 CH3 。 b.聚1,3-丁二烯类:nCH2􀪅CH—CH􀪅CH2 催化剂 → 􀰷CH2—CH􀪅CH—CH2􀰻 。 c.混合加聚类: nCH2􀪅CH2+nCH2􀪅CH—CH3 催化剂 → CH2􀰷CH2 CH2 CH􀰻 CH3 。 (2)缩合聚合反应(缩聚反应)。 ①定义:有机小分子单体间反应生成高分子 化合物,同时产生小分子化合物的反应。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 602 ②反应特点: 单体 具 有 双 官 能 团 (如 —OH、—COOH、 —NH2、其他活泼氢原子及 —X等)或 多官能团的小分子 产物 生成聚合物的同时,还有小分子副产物 (如H2O、NH3、HCl等)生成 链节 聚合物链节的化学组成与单体的化学组 成不同 产物 书写 要在缩聚结构式方括号外侧写出链节余 下的端基原子或原子团 ③缩聚反应实例: a.聚酯类:—OH与—COOH间的缩聚。 nHOCH2—CH2—OH+nHOOC—COOH→ OOCH􀰷OCH2CH2 C􀰻OH O 􀪅􀪅 +(2n -1)H2O nHOCH2—CH2—COOH→ C􀰻OHH􀰷OCH2CH2 O 􀪅􀪅 +(n-1)H2O b.聚 氨 基 酸 类:—NH2 与—COOH 间 的 缩聚。 nH2N—CH2COOH→ NH􀰷 H CH2 C O 􀪅􀪅 􀰻OH + (n - 1) H2O nH2NCH2COOH+ nH2NCH CH3 COOH → CH2H􀰷NH C O 􀪅􀪅 NH CH CH3 C􀰻OH O 􀪅􀪅 +(2n-1)H2O c.酚醛树脂类:nHCHO+n 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 OH → (n-1)H2O+ 􀜏 􀜏 􀜏􀜏H􀰶 OH CH2􀰻OH 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 1.加聚反应 (1)定义:由不饱和的相对分子质量小的化 合物分子通过相互加成的方式连接成相对 分子质量大的化合物分子的反应叫作加成 聚合反应,简称加聚反应。如: n 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 CH CH2􀪅 催化剂 → 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 CH􀰷 CH2􀰻 (2)特点 ①单体必须为含有双键或三键等不饱和键 的化合物。 ②发生加聚反应的过程中,没有副产物产 生,聚合物链节的化学组成与单体的化学组 成相同。 (3)常考的加聚反应:单烯烃加聚、共轭二烯 烃加聚、炔烃加聚、醛的加聚。 2.缩聚反应 (1)定义:由单体分子间通过缩合反应生成 高分子的反应称为缩合聚合反应,简称缩聚 反应。如: nHOCH2—CH2OH + nHOOC—COOH 催化剂 → CH2CH2H􀰷O O C O 􀪅􀪅 C􀰻OH O 􀪅􀪅 +(2n-1)H2O (2)特点 ①发生缩聚反应的单体应至少含有两个官 能团,含两个官能团的单体缩聚后生成的聚 合物呈线型结构。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 702 ②书写缩聚物的结构式时,要在方括号外侧 写出链节余下的端基原子或原子团。 (3)常考的缩聚反应:羟基酸的缩聚、二元羧 酸和二元醇的缩聚、氨基酸的缩聚、二元胺 和二元羧酸的缩聚、酚醛树脂的制备。 3.高分子材料 (1)分类 高分子材料 根据用途 和性能 → 通用高分 子材料 塑料 合成纤维 合成橡胶 …… 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 功能高分 子材料 高吸水性树脂 高分子分离膜 …… 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 (2)塑料 结构 决定 →性质 决定 →用途 塑料 热塑性塑料:可反复加热熔融加工,多次 使用(链状结构),如聚乙烯 热固性塑料:不能加热熔融,只能一次成型 (网状结构),如酚醛树脂 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 (3)合成纤维 纤维 天然纤维:棉花、麻、羊毛、蚕丝等 化学 纤维 再生纤维 合成纤维:如“六大纶”,即涤纶、 锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁 􀪁􀪁 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁􀪁 􀪁 􀪁􀪁 (4)合成橡胶 橡胶 天然橡胶 合成橡胶:丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、 氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁 􀪁􀪁 (5)高吸水性树脂 合成思路:一是在淀粉或纤维素的主链上接 入带有强亲水基团的支链;二是合成新的带 有强亲水基团的高分子,如用带有强亲水基 团的烯类单体进行聚合。 (6)高分子分离膜 ①一般只允许水及一些小分子物质通过; ②根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤 膜和反渗透膜等,用于分离不同物质;③已 广泛用于海水淡化和饮用水的制取,以及果 汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等 领域。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2024·全国甲卷)我国化学工作者开 发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材 料的方法,其转化路线如图所示。 下列叙述错误的是 ( ) A.PLA在碱性条件下可发生降解反应 B.MP的化学名称是丙酸甲酯 C.MP的同分异构体中含羧基的有3种 D.MMA可加聚生成高分子 C􀰻􀰷CH2 CH3 COOCH3 (2023·北京卷)一种聚合物PHA的结 构简式如下,下列说法不正确的是 ( ) A.PHA的重复单元中有两种官能团 B.PHA 可通过单体 O 􀪅􀪅 HO OH 缩聚 合成 C.PHA在碱性条件下可发生降解 D.PHA中存在手性碳原子 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 802 考点三 有机合成与推断 1.有机合成的过程 2.有机合成的原则 (1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。 (2)尽量选择步骤最少的合成路线,使得反 应过程中副反应少、产率高。 (3)符合“绿色化学”的要求,操作简单、条件 温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染 少,尽量实现零排放。 (4)按照一定的反应顺序和规律引入官能 团,不能臆造不存在的反应事实。在引入官 能团的过程中,要注意先后顺序,以及对先 引入的官能团的保护。 3.有机合成分析方法 (1)正向合成分析法 从已知的原料入手,找出合成所需的直接或 间接的中间体,逐步推向合成目标有机物, 其合成示意图为 (2)逆向合成分析法 从目标化合物的组成、结构、性质入手,找出 合成所需的直接或间接的中间体,逐步推向 已知原料,其逆向推导示意图为 (3)综合比较法 此法采用综合思维的方法,将正向和逆向推 导的几种合成途径进行比较,最后得出最佳 合成路线。 4.有机合成中碳骨架的构建 (1)碳链增长的反应 ①加聚反应 ②缩聚反应 ③酯化反应 ④利用题目中提供的信息构建碳骨架。如 醛、酮与 HCN的加成反应,可使醛、酮分子 中增加1个碳原子:CH3CHO+HCN 加成 → CH3CH OH CN 水解 → CH3CHCOOH OH (2)碳链减短的反应 ①烷烃的裂化反应 ②油脂、糖类、蛋白质等的水解反应 ③利用题目中提供的信息构建碳骨架。如 不饱 和 烃 的 氧 化 反 应: CHCH3 C􀪅 CH3 CH3 酸性KMnO4 溶液 → CH3COOH + CCH3 O 􀪅􀪅 CH3 ; CH3CH2C≡CCH3 酸性KMnO4 溶液 →CH3CH2COOH +CH3COOH。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 902 (3)常见由链成环的方法 ①二元醇成环 例如,HOCH2CH2OH 浓硫酸 △ → CH2 CH2 O +H2O ②羟基酸酯化成环 例如: CHO(CH2)3 O 􀪅􀪅 OH 浓硫酸 △􀜩 􀜨􀜑􀜑􀜑 CH2 C O 􀪅􀪅 CH2 CH2 O +H2O ③氨基酸成环 例如:H2NCH2CH2COOH → NH CH2 CH2 C O 􀪅􀪅 +H2O ④二元羧酸成环 例如:HOOCCH2CH2COOH 浓硫酸 △ → CH2 CH2 C O 􀪅C O 􀪅 O +H2O ⑤二烯烃与单烯烃的聚合成环 例如: 􀪅 􀪅 +‖ 一定条件 → 􀜍􀜍 5.常见的官能团转化 (1)官能团的引入 引入卤 素原子 ①烃、酚的取代;②不饱和烃与:HX、X2 的 加成;③醇与氢卤酸(HX)反应 引入 羟基 ①烯烃与水加成;②醛、酮与氢气加成; ③卤代烃在碱性条件下水解;④酯的水解 引入碳 碳双键 ①某些醇或卤代烃的消去;②炔烃不完全 加成;③烷烃裂化 引入碳 氧双键 ①醇的催化氧化;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 引入 羧基 ①醛基氧化;②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的 水解 (2)官能团的消除 ①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键); 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)官能团数目的改变 通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如 CH3CH2OH 消去 —H2O →CH2 􀪅CH2 加成 +Cl2 →Cl— CH2—CH2—Cl 水解 →HO—CH2—CH2—OH。 (4)官能团位置的改变 通过某种手段改变官能团的位置,如 CH3CH2CH2Cl 消去(—HCl)CH3CH→ CH2􀪅 加成(+HCl) Cl ↑ CH2CH3 CH3 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 012 1.有机物的性质及转化 2.有机合成的设计 (1)析结构,找差异。 分析目标有机物和所给基础原料的结构,找 出目标有机物和所给基础原料之间的差异。 (2)据信息,推变化。 针对目标有机物中的基团,利用题给信息和 已学知识,逐一分析用何种方法实现这些 转化。 (3)排顺序,定路线。 根据目标有机物基团合成的条件以及反应 条件对其他基团的影响,排出合成顺序,形 成合成路线。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2024·永州高三模拟)由 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 CH3 合成 水杨酸的路线如下: 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 CH3 ① → 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 CH3 Br ②→ 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 Br COOH ③NaOH溶液,催化剂 高温、高压 → 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 ONa COONa ④H+→ 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 OH COOH (1)反应①的化学方程式为 。 (2)反应②的条件为 。 根据某有机合成的片段: 􀜍􀜍 􀜏􀜏 CHO HCN→ A H2O/H+,△ → 􀜏 􀜏 􀜍 CHCOOH OH 写出以C2H5OH为原料 合成 乳 酸( CHCH3 OH COOH )的 路 线 (其他试剂任选): 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 112 考点二 经典例题剖析 例1 B 该 分 子 中 有5个 手 性 碳,如 图 中“*”所 示: ,A正确;该分子中含有过氧键,不 稳定,在120℃条件下干燥样品,会造成样品变质,B错 误;鹰爪甲素的分子式为C15H26O4,不饱和度为3,故其 同分异构体的结构中不可能含有苯环,C正确;该物质中 含有O—H,故红外光谱中会出现3000cm-1以上的吸收 峰,D正确。 例2 D α-萜品醇分子中含有1个碳碳双键,则1mol该 物质最多能与1molH2发生加成反应,A正确;该有机物 分子中含有羟基和碳碳双键两种官能团,B正确;该有机 物分子中含有羟基,能与金属钾反应产生 H2,C正确;由 该有机物的结构可知,其分子式为C10H18O,D错误。 考点三 经典例题剖析 例1 B 分析:由阿魏萜宁的分子结构可知,其分子中存在 醇羟基、酚羟基、酯基和碳碳双键等多种官能团。 解析:该有机物含有酚羟基,故又可看作是酚类物质,酚 羟基能显示酸性,且酸性强于 HCO-3 ;Na2CO3 溶液显碱 性,故该有机物可与 Na2CO3 溶液反应,A正确;由分子 结构可知,与醇羟基相连的C原子共与3个不同化学环 境的C原子相连,且这3个C原子上均连接了H原子,因 此,该有机物发生消去反应时,其消去反应产物最多有3 种,B不正确;该有机物酸性条件下的水解产物有2种,其 中一种含有碳碳双键和2个醇羟基,这种水解产物既能 通过发生加聚反应生成高聚物,也能通过缩聚反应生成 高聚物;另一种水解产物含有羧基和酚羟基,其可以发生 缩聚反应生成高聚物,C正确;该有机物分子中含有酚羟 基且其邻位上有 H原子,故其可与浓溴水发生取代反应; 还含有碳碳双键,故其可Br2 发生加成,因此,该有机物 与Br2反应时可发生取代和加成两种反应,D正确;综上 所述,本题选B。 例2 B 考点四 经典例题剖析 例1 C 由A、B的结构简式可知,B分子比A分子多2个 “CH”,即B的相对分子质量比A大26,①错误;—CHO具有 还原性,能被酸性KMnO4溶液氧化,②错误;碳碳双键不属 于合氧官能团,③错误;B的同类同分异构体,除B外还有 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 CHO CH CH2􀪅 (邻、间、对共3种)、 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 C CH2 􀪅􀪅 CHO , ⑥正确;由于碳碳单键能旋转,故A分子中所有原子可能 共平面,但醛基中的O、H原子与苯环也可能不在同一平 面上,⑦错误。 例2 AD 根据结构简式可知,分子中含有25个C,22个H, 3个O,1个Cl和1个N,所以其分子式为C25H22O3NCl, 故A正确;连接4个不同的原子或原子团的碳原子称为 手性碳原子,根据结构简式,可判断该结构中含有2个手 性碳原子,位置如图 􀜍􀜍 􀜏􀜏 Cl * C O 􀪅􀪅 O* CN 􀜍􀜍 􀜏􀜏 O 􀜍􀜍 􀜏􀜏, 故B错误;根据结构简式,可判断该结构中存在碳碳单 键、碳氧双 键、碳 氮 三 键,因 而 碳 原 子 杂 化 方 式 为sp3、 sp2、sp杂化,故C错误;根据结构简式,该结构中含有酯 基,可发生水解反应,含有苯环,可发生加成反应,与苯环 相连的碳原子上连有氢原子,可发生氧化应,故D正确。 微专题9 多官能团有机物的结构与性质 专题精练 1.A 根据物质结构简式可知:该物质分子只含有酚羟基、 醚键、羰基、碳碳双键四种官能团,A错误;黄芩素分子中 含有酚羟基,由于酚的酸性比NaHCO3强,所以黄芩素能 与Na2CO3溶液反应产生NaHCO3,B正确;酚羟基不稳 定,容易被空气中的氧气氧化,C正确;该物质分子中含 有酚羟基,由于羟基所连的苯环的邻、对位有 H原子,因 此可以与浓溴水发生苯环上的取代反应;分子中含有不 饱和的碳碳双键,可以与Br2等发生加成反应,D正确。 2.D 奥昔布宁分子中的含氧官能团为羟基和酯基,不含有 羧基,A不正确;奥昔布宁分子中碳原子的杂化轨道类型 有即sp3杂化(环己基、链烃基)、sp2杂化(苯环、酯基)、sp 杂化(碳碳三键),共3种类型,B不正确;奥昔布宁分子中 含有—C≡C—,能使溴的CCl4溶液褪色,C不正确;奥昔 布宁分子中和—OH相连的碳原子与环己基上的邻位碳 原子间可通过脱水形成碳碳双键,从而发生消去反应,D 正确。 第30讲 生物大分子、合成高分子 考点一 经典例题剖析 例1 D 淀粉遇碘单质变蓝色,可用碘水鉴别淀粉溶液; 蛋白质遇浓硝酸变黄色,可用浓硝酸鉴别蛋白质溶液;葡 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —323— 萄糖溶液在碱性条件下与新制Cu(OH)2 悬浊液共热生 成砖红色沉淀,可用新制Cu(OH)2 悬浊液鉴别葡萄糖 溶液。 例2 AB A项,同种氨基酸分子形成的二肽有两种,不同 的氨基酸分子间形成的二肽也有两种,共4种,正确;B 项,生物体遗传信息的载体是DNA,正确,C项,主键中没 有氢键,错误;D项,蛋白质均可水解,错误。 考点二 经典例题剖析 例1 C PLA中含有酯基,故碱性条件下可被降解,A正 确;MP由丙酸与甲醇发生酯化反应生成,故按酯类命名 规则,其 名 称 为 丙 酸 甲 酯,B 正 确;MP 的 分 子 式 为 C4H8O2,其 同 分 异 构 体 中 含 羧 基 的 有 2种,分 别 为 CHCH3 COOH CH3 、CH3—CH2—CH2—COOH,C 错 误;MMA 中 C 􀪅C 键 能 发 生 加 聚 反 应,故 可 生 成 􀰷CH2 C CH3 COOCH3 􀰻 ,D正确。 例2 A PHA的重复单元中只含有酯基一种官能团,A 项 错 误;由 PHA 的 结 构 可 知 其 为 聚 酯,由 单 体 O 􀪅􀪅 HO OH 缩聚合成,B项正确;PHA为聚酯,碱性 条件下可发生降解,C项正确;PHA的重复单元中只连有 1个甲基的碳原子为手性碳原子,D项正确;故选A。 考点三 经典例题剖析 例1 (1) 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 CH3 +Br2 FeBr3 → 􀜏 􀜏 􀜏􀜏 CH3 Br+HBr (2)酸性KMnO4溶液 例2 CH3CH2OH O2/Cu △ →CH3CHO HCN → CH3CHCN OH H2O/H+ △ → CH3CHCOOH OH 第十章 化学实验 第31讲 化学实验仪器和基本操作 考点一 经典例题剖析 例1 A 调控酸式滴定管的滴加速度,左手拇指、食指和 中指轻轻向内扣住玻璃活塞,手心空握,所以A选项的操 作符合规范;用pH试纸测定溶液pH不能将pH试纸伸 入溶液中,B操作不规范;加热试管中的液体,试管中液体 体积不能超过试管体积的三分之一,C操作不规范;向试 管中滴加液体,胶头滴管应该在试管上方竖直悬空,D操 作不规范;故选A。 例2 D Na2CO3 受热不分解,即该装置不 能 用 于 制 备 CO2,A错误;乙醇和乙酸互溶,图示为分液装置,不能用 于分离乙醇和乙酸,B错误;SO2通入品红溶液中,品红溶 液褪色,可证明SO2 具有漂白性,C错误;量气管和水准 管中液面高度相同时,O2 排开的水的体积与 O2 的体积 相等,即图示装置可用于测量O2体积,D正确。 考点二 经典例题剖析 例1 C 例2 C 考点三 经典例题剖析 例1 B H2为可燃性气体,点燃前需要先验纯,A正确;K 为活泼金属单质,可以和水发生反应放出氢气,故金属K 着火不能用湿抹布盖灭,需要用干燥的沙土来灭火,B错 误;水银和硫单质可以发生反应 Hg+S􀪅􀪅HgS,故可用 硫粉处理洒落地面的水银,C正确;苯酚对皮肤有腐蚀 性,若不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,根据“相似相 溶”规律可知,苯酚易溶于乙醇,水和乙醇可以任意比互 溶,故再用水冲洗,D正确。 例2 A MgCl2溶液、AlCl3溶液与氨水反应现象相同,都 生成白色沉淀,且沉淀均不溶于氨水,无法判断镁和铝的 金属性强弱,A符合题意;乙醇、乙酸在浓硫酸作催化剂、 加热条件下反应制备乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可以吸 收乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯在水中的溶解度,有利 于分层,便于分离得到产物,题给试剂和用品均正确,B不 符合题意;取少量CuSO4 溶液于试管中,用胶头滴管向 CuSO4溶液中滴加氨水至生成的沉淀溶解,即可制得[Cu (NH3)4]SO4溶液,题给试剂和用品均正确,C不符合题 意;向沸水中滴加饱和FeCl3 溶液可制备Fe(OH)3 胶 体,题给试剂和用品均正确,D不符合题意。 第32讲 物质的分离、提纯和检验 考点一 经典例题剖析 例1 B CH2Cl2和CCl4互溶,但二者沸点不同,可用蒸馏 法进行分离,A正确;苯酚和 NaHCO3 溶液不互溶,采用 分液的方法进行分离,B错误;将青蒿浸泡在有机溶剂中 得到提取液,利用合适的萃取剂可以将提取液中的青蒿 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —423—