内容正文:
第54讲 生命中的基础有机物
合成高分子(基础课)
1.了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。 2.了解核酸的组成、结构和生物功能。 3.了解糖类、氨基酸和蛋白质、核酸在生命过程中的作用。 4.了解合成高分子的组成与结构特点。能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 5.了解加聚反应和缩聚反应的含义。 6.了解合成高分子在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。
糖类
1.糖类的组成与分类
(1)概念:从分子结构上看,可定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。
(2)组成:主要包含C、H、O三种元素。大多数糖类化合物的通式为Cm(H2O)n,所以糖类也被称为碳水化合物。但注意糖类与Cm(H2O)n不是等同的。
(3)分类
2.单糖——葡萄糖、果糖和戊糖
(1)葡萄糖、果糖的组成和分子结构
分子式
结构简式
官能团
二者关系
葡萄糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH、—CHO
同分异构体
果糖
CH2OH(CHOH)3COCH2OH
—OH、
(2)葡萄糖的性质
(3)核糖与脱氧核糖
核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分。它们都是含有5个碳原子的单糖——五碳醛糖。
①核糖的结构简式:
链式:;
环式:。
②脱氧核糖的结构简式:
链式:;
环式:。
3.二糖——蔗糖与麦芽糖
(1)相同点
①组成相同,分子式均为C12H22O11,二者互为同分异构体。
②能发生水解反应。
(2)不同点
①官能团不同:蔗糖分子中不含醛基;麦芽糖分子中含有醛基,能发生银镜反应,能还原新制的Cu(OH)2。
②水解产物不同:蔗糖和麦芽糖发生水解反应的化学方程式分别为,。
4.多糖——淀粉与纤维素
(1)相同点
①都属于高分子化合物,分子式都可表示为(C6H10O5)n。
②都能发生水解反应,反应的化学方程式分别为,。
③都不能发生银镜反应。
(2)不同点
①通式中n值不同,二者不互为同分异构体。
②淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。
①能发生银镜反应的糖称为还原糖,如葡萄糖、麦芽糖、核糖等;不能发生银镜反应的糖称为非还原糖,如蔗糖、淀粉等。
②纤维素在人体不能被吸收作为营养物质,但具有通便功能。
1.(2023·湖北卷)中科院院士研究发现,纤维素可在低温下溶于NaOH溶液,恢复至室温后不稳定,加入尿素可得到室温下稳定的溶液,为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法错误的是( )
A.纤维素是自然界分布广泛的一种多糖
B.纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
C.NaOH提供OH-破坏纤维素链之间的氢键
D.低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解性
D [淀粉、纤维素是自然界中广泛分布的两种多糖,A正确;根据纤维素单链结构,可以发现1个纤维素链节中存在3个—OH,链间可以形成较多的氢键,从而无法和H2O形成氢键,因此纤维素难溶于水,B正确;根据题干信息“纤维素可在低温下溶于NaOH溶液”可知,在碱性条件下,链间氢键被破坏,纤维素和水之间形成了较多氢键,从而增大了纤维素在水中的溶解度,C正确;由题干信息“纤维素可在低温下溶于NaOH溶液”可知,低温增大了纤维素在NaOH溶液中的溶解性,D错误。]
2.下列关于验证蔗糖属于非还原糖,而其水解产物具有还原性的实验方案的说法,正确的是( )
A.验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序:④③
B.验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序:④⑤
C.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①④⑤
D.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①⑤④⑤
B [某糖是否属于还原性糖,可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该采取水浴加热,同时考虑到银镜反应应该在碱性条件下进行,故蔗糖水解后应先加碱中和作催化剂的酸,然后才能进行银镜反应,综上所述,B项正确。]
3.可通过实验来验证淀粉水解生成还原糖,其实验包括下列一些操作过程,这些操作过程正确的顺序是( )
①取少量淀粉加水制成溶液 ②加热煮沸 ③加入碱液中和并呈碱性 ④加入新制的Cu(OH)2 ⑤加入几滴稀硫酸 ⑥再加热
A.①②⑤⑥④③ B.①⑤②④⑥③
C.①⑤②③④⑥ D.①⑥④⑤③②
C [淀粉水解的实验步骤为取少量纯淀粉加适量水配成溶液;在淀粉溶液中加入3~5滴稀硫酸;将混合液煮沸几分钟、冷却;由于水解生成还原性葡萄糖,与新制的Cu(OH)2发生氧化还原反应须在碱性条件下进行,所以加入碱液,调pH至碱性,然后在冷却后的溶液中加入新制的Cu(OH)2并加热,有砖红色沉淀产生。所以该实验操作步骤的正确排列顺序为①⑤②③④⑥。]
糖类水解产物的检验方法
(1)实验流程
(2)注意问题
①检验淀粉时,必须直接取水解液加入碘水,不能取呈碱性的中和液,因为I2能与NaOH溶液反应。
②淀粉、蔗糖的水解实验是用稀硫酸作催化剂,而银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应的实验必须在碱性条件下进行,所以检验淀粉或蔗糖的水解产物前应先加入NaOH溶液至溶液呈碱性。
蛋白质 核酸
1.氨基酸
(1)氨基酸的概念:羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代得到的化合物。天然蛋白质水解后得到的几乎都是α-氨基酸,其通式为,官能团为—NH2和—COOH。
(2)氨基酸的化学性质
①两性:如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为
+HCl―→,
+NaOH―→+H2O。
②成肽反应:如丙氨酸分子成肽反应方程式为
+
―→+H2O。
两种不同氨基酸最多可形成4种二肽。
③缩聚反应:可形成多肽
―→+(n-1)H2O。
2.蛋白质的组成、结构与性质
(1)组成与结构:蛋白质主要含有C、H、O、N、S等元素,是由多种氨基酸通过缩聚反应生成的结构复杂的有机物,蛋白质属于天然有机高分子化合物。
(2)性质
(3)酶——生物催化剂
大多数酶属于蛋白质,具有蛋白质的性质。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。
3.核酸
(1)核酸的组成
(2)核酸结构
①DNA的结构——DNA分子的双螺旋结构模型
a.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。
b.每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,碱基排列在内侧。
c.两条链上的碱基通过氢键作用,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则。
②RNA以核糖核苷酸为基本构成单位,RNA分子一般呈单链状结构,比DNA分子小得多。
根据配对原则,DNA分子中碱基数目:A=T,G=C。
(3)核酸的生物功能
①核酸是生物体遗传信息的载体。细胞内携带遗传信息的物质。有一定的碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息,被称为基因。
②在生物体遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
——氨基酸与蛋白质
1.已知半胱氨酸的结构简式为,下列关于半胱氨酸的说法不正确的是( )
A.与甘氨酸可以形成二肽的结构为
B.既能与盐酸、又能与NaOH溶液反应
C.与 (高半胱氨酸)互为同系物
D.官能团不变的同分异构体有2种
D [半胱氨酸官能团不变的同分异构体有:巯基与氨基换位,巯基和氨基同在α-碳原子或同在β-碳原子上,共有3种,故D错误。]
2.现有分子式为C36H57O18N11的十一肽完全水解成甘氨酸(C2H5O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、谷氨酸(C5H9O4N),缩合十一肽化合物时,这3种氨基酸的物质的量之比为( )
A.3∶3∶5 B.3∶5∶3
C.5∶3∶3 D.8∶7∶7
B [在氨基酸缩合成十一肽时,脱去10分子H2O,三个氨基酸分子中只有谷氨酸含有2个羧基,设谷氨酸分子数为N,则根据氧元素守恒:(11-N)×2+4N-10=18,N=3,设甘氨酸、丙氨酸分子数分别为x、y,根据C、H元素守恒,,解得x=3,y=5,故选B。]
3.下列关于蛋白质的说法不正确的是( )
A.所有蛋白质遇浓硝酸均变黄色
B.通常用酒精消毒,其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性
C.浓的Na2SO4溶液能使溶液中的蛋白质析出,加水后析出的蛋白质又溶解
D.鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法
A [含苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色,A错误。]
4.(2023·浙江6月卷)化学烫发巧妙利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是( )
A.药剂A具有还原性
B.①→②过程若有2 mol S—S键断裂,则转移4 mol电子
C.②→③过程若药剂B是H2O2,其还原产物为O2
D.化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S 键位置来实现头发的定型
C [①→②是氢原子添加进去,该过程是还原反应,因此①是氧化剂,具有氧化性,则药剂A具有还原性,A正确;①→②过程中S的价态由-1价变为-2价,若有2 mol S—S键断裂,则转移4 mol电子,B正确;②→③过程发生氧化反应,若药剂B是H2O2,则B化合价应该降低,因此其还原产物为H2O,C错误;通过①→②过程和②→③过程,某些蛋白质中S—S键位置发生了改变,因此化学烫发通过改变头发中某些蛋白质中S—S键位置来实现头发的定型,D正确。]
——核酸
5.(2024·湖南卷)组成核酸的基本单元是核苷酸,下图是核酸的某一结构片段,下列说法错误的是( )
A.脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)结构中的碱基相同,戊糖不同
B.碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,核苷酸缩合聚合得到核酸
C.核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应
D.核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对
A [脱氧核糖核酸(DNA)的戊糖为脱氧核糖,碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶,核糖核酸(RNA)的戊糖为核糖,碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶,两者的碱基不完全相同,戊糖不同,故A错误;碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成了组成核酸的基本单元——核苷酸,核苷酸缩合聚合可以得到核酸,如图所示:,故B正确;核苷酸中的磷酸基团能与碱反应,碱基与酸反应,因此核苷酸在一定条件下,既可以与酸反应,又可以与碱反应,故C正确;核酸分子中碱基通过氢键实现互补配对,DNA中腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,RNA中尿嘧啶(U)替代了胸腺嘧啶(T),结合成碱基对,遵循碱基互补配对原则,故D正确。]
6.某种海洋生物的DNA分子中,腺嘌呤的数量约占碱基总数的32%,则胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶的数量占碱基总数的百分比分别为 、 、________。
解析:DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶配对。
答案:32% 18% 18%
合成高分子
1.高分子化合物的组成与结构
高分子化合物一般是指由成千上万个原子以共价键连接形成的、相对分子质量很大(104~106,甚至更大)的化合物(简称高分子),又称大分子化合物(简称大分子)。高分子多是由小分子通过聚合反应而生成的,因此,也称为高聚物,常称为聚合物。
(1)单体:能用来合成高分子化合物的小分子化合物。
如的单体为CH2==CH2、。
(2)链节:化学组成和结构均可以重复的最小单位称为重复结构单元,又称链节。
(3)聚合度:高分子链中含有链节的数目。
如:
2.高分子材料的分类及性质
高分子材料
(3)纤维
3.两大聚合反应
(1)加成聚合反应——加聚反应
①定义:单体通过加成的方式生成高分子化合物的聚合反应,简称加聚反应。
。
②产物特征:高聚物与单体具有相同的组成,生成物一般为线型结构。
③类型
a.聚乙烯类(塑料、纤维):
(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。
b.聚1,3-丁二烯类(橡胶):
nCH2==
(—R为—H、—Cl、—CH3等)。
c.混合加聚类:两种或两种以上单体加聚
如:nCH2==CH—CH==CH2+nCH2==CH—CN
。
d.聚乙炔类:
(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。
(2)缩合聚合反应——缩聚反应
①定义:由单体通过分子间的相互缩合而生成高分子化合物的聚合反应,简称缩聚反应。
②产物特征:生成高聚物和小分子,高聚物与单体有不同的组成。
③类型
a.聚酯类:—OH与—COOH间的缩聚
nHOCH2—CH2OH+nHOOC—COOH
。
nHOCH2—CH2—COOH
。
b.聚氨基酸类:—NH2与—COOH间的缩聚
nH2N—CH2COOH
。
nH2NCH2COOH+
+(2n-1)H2O。
c.酚醛树脂类:
nHCHO+n+(n-1)H2O。
1.(2024·河北卷)高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是( )
A.线型聚乙烯塑料为长链高分子,受热易软化
B.聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,受热易分解
C.尼龙-66由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好
D.聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成,透明度高
B [线型聚乙烯塑料具有热塑性,受热易软化,A正确;聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成,具有一定的热稳定性,受热不易分解,B错误;尼龙66即聚己二酰己二胺,由己二酸和己二胺缩聚合成,强度高、韧性好,C正确;聚甲基丙烯酸酯由甲基丙烯酸酯加聚合成,又名有机玻璃,说明其透明度高,D正确。]
2.合成导电高分子材料PPV的反应:
下列说法正确的是( )
A.合成PPV的反应为加聚反应
B.PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元
C.和苯乙烯互为同系物
D.通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量,可得其聚合度
D [由题干反应方程式可知,合成PPV的反应为缩聚反应,A错误;聚苯乙烯的重复结构单元为,不含碳碳双键,而该高聚物的结构单元中含有碳碳双键,二者不相同,B错误;同系物是指结构相似,组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,故和苯乙烯不互为同系物,C错误;质谱仪能记录分子离子、碎片离子的相对质量,质谱图中数值最大的即是该分子的相对分子质量,可得其聚合度,D正确。]
3.(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
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。]
4.(1)工程塑料ABS树脂的结构简式为,合成时用了3种单体,这3种单体的结构简式分别是________、________、________。
(2)下图是一种线型高分子化合物结构的一部分:
由此分析,这种高分子化合物的单体至少有 种,它们的结构简式分别为____________________。
答案:(1)CH2==CHCN CH2==CHCH==CH2
(2)5 HOCH2CH2OH、HOOC—COOH、
、、HOOC—CH2—COOH
根据高分子结构确定单体的思维模板
(1)加聚产物:⇒
、CH2==CH—CH==CH2。
(2)缩聚产物:⇒
、HOCH2CH2OH。
1.(2024·新课标卷)中国美食享誉世界,东坡诗句“芽姜紫醋炙银鱼”描述了古人烹饪时对食醋的妙用。食醋风味形成的关键是发酵,包括淀粉水解、发酵制醇和发酵制酸等三个阶段。下列说法错误的是( )
A.淀粉水解阶段有葡萄糖产生
B.发酵制醇阶段有CO2产生
C.发酵制酸阶段有酯类物质产生
D.上述三个阶段均应在无氧条件下进行
D [淀粉属于多糖,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,反应为+nH2O,A项正确;发酵制醇阶段的主要反应为2CH3CH2OH+2CO2↑,该阶段有CO2产生,B项正确;发酵制酸阶段的主要反应为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O、2CH3CHO+O22CH3COOH,CH3COOH与CH3CH2OH会发生酯化反应生成CH3COOCH2CH3,CH3COOCH2CH3属于酯类物质,C项正确;发酵制酸阶段CH3CH2OH发生氧化反应生成CH3COOH,其应在有氧条件下进行,D项错误。]
2.(2023·新课标卷)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是( )
A.该高分子材料可降解
B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇
D.该聚合反应为缩聚反应
B [聚碳酸异山梨醇酯属于聚酯类物质,含有酯基,可通过水解反应而降解,A说法正确;1个异山梨醇分子中有4个手性碳,如图所示(带*的碳为手性碳),B说法错误;分析题给反应可知,一个异山梨醇分子失去两个羟基氢,一个碳酸二甲酯分子失去两个—OCH3,—H与—OCH3结合生成X,故X为CH3OH,C说法正确;该反应通过聚合反应产生了小分子,故该反应属于缩聚反应,D说法正确。]
3.(2022·山东卷)下列高分子材料的制备方法正确的是( )
A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B.聚四氟乙烯(CF2—CF2)由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙-66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
B [聚乳酸是由乳酸[HOCH(CH3)COOH]分子间脱水缩聚而得,即发生缩聚反应,A错误;聚四氟乙烯是由四氟乙烯(CF2==CF2)经加聚反应制备,B正确;尼龙-66是由己二胺和己二酸经缩聚反应制得,C错误;聚乙烯醇由聚乙酸乙烯酯()发生水解反应制得,D错误。]
4.(2024·新课标卷)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示:
下列说法正确的是( )
A.双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
B.催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成
D.在碱性条件下,W比聚苯乙烯更难降解
B [同系物之间的官能团的种类与数目均相同,双酚A有2个羟基,故其不是苯酚的同系物,A错误;题干中两种有机物之间通过缩聚反应生成W,根据题干中的反应机理可知,也可以通过缩聚反应生成W,B正确;生成W的反应③为缩聚反应,同时生成(CH3)3SiF,C错误;W为聚硫酸酯,酯类物质在碱性条件下可以发生水解反应,因此,在碱性条件下,W比苯乙烯易降解,D错误。]
课时分层作业(五十四)
(建议用时:30分钟)
一、选择题(本题共6小题,每小题3分,共18分。每小题有一个或两个选项符合题目要求)
1.化学与生产、生活、科技密切相关。下列叙述错误的是( )
A.医用口罩和防护服的主要原材料是聚丙烯(PP),它与聚乙烯互为同系物
B.动力电池上使用的石墨烯是一种新型的无机非金属材料
C.可用丁达尔效应来区分白酒和淀粉溶液
D.化妆品中添加的甘油可以起保湿作用
A [聚丙烯与聚乙烯为高聚物,属于混合物,二者不互为同系物,A错误。]
2.某病毒怕酒精、不耐高温,50~60 ℃持续30分钟病毒就死亡。下列有关该病毒的说法错误的是( )
A.核酸检测是确认病毒种类的有效手段,核酸属于生物大分子
B.该病毒颗粒直径为80~120 nm,在空气中能形成气溶胶,可能传播较远的距离
C.加热可破坏蛋白质中的氢键,而使病毒丧失生物活性,从而死亡
D.戴口罩可有效阻断该病毒的传播,口罩中的熔喷布的主要原料聚丙烯是丙烯缩聚而成
D [核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,病毒都有其独特的基因序列,通过检测人体内的病毒核酸,就可判断人体内是否存在病毒,A正确;胶体的分散质粒子直径为1~100 nm,该病毒直径为80~120 nm,它形成的气溶胶粒子直径一般在100 nm左右,在空气中能形成气溶胶,B正确;天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的,而加热变性后氢键被破坏,病毒死亡,C正确;聚丙烯是丙烯发生加聚反应形成的,D不正确。]
3.(2024·安徽卷)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如图)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法正确的是( )
A.分子式为C8H14O6N B.能发生缩聚反应
C.与葡萄糖互为同系物 D.分子中含有σ键,不含π键
B [由该物质的结构简式可知,其分子式为 C8H15O6N,故A错误;该物质结构中含有多个醇羟基,能发生缩聚反应,故B正确;葡萄糖的分子式为C6H12O6,该物质的分子式为C8H15O6N,不互为同系物,故C错误;该物质结构中含有C==O键,即分子中σ键和π键均有,故D错误。]
4.(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,其转化路线如下所示。
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 [根据PLA的结构简式,聚乳酸是分子中的羧基与另一分子中的羟基发生聚合反应得到的,含有酯基,可以在碱性条件下发生降解反应,A正确;根据MP的结构可知,MP可视为是丙酸和甲醇发生酯化反应得到的,因此其化学名称为丙酸甲酯,B正确;MP的同分异构体中,含有羧基的有2种,分别为正丁酸和异丁酸,C错误;MMA中含有双键结构,可以发生加聚反应生成高分子,D正确。]
5.完成下列各组实验,所选仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)( )
选项
实验目的
玻璃仪器
试剂
A
检验葡萄糖中的醛基
试管、胶头滴管、酒精灯
葡萄糖溶液、银氨溶液
B
除去苯中的苯酚
分液漏斗、烧杯
氢氧化钠溶液
C
从碘的四氯化碳溶液中提取碘单质
胶头滴管、分液漏斗、烧杯
氢氧化钠溶液、稀硫酸
D
检验纤维素的水解产物
试管、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯
脱脂棉、蒸馏水、稀硫酸、新制氢氧化铜悬浊液
B [用银氨溶液检验葡萄糖中醛基,需要葡萄糖溶液与银氨溶液水浴加热条件下进行,实验所需的试剂为硝酸银溶液、稀氨水、葡萄糖溶液、蒸馏水,所需玻璃仪器为试管、烧杯、酒精灯、胶头滴管,A错误;苯和苯酚混合物放于烧杯中,加入氢氧化钠溶液,和苯酚反应生成苯酚钠,和苯不互溶,用分液漏斗分离即可,所用的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗,B正确;碘的四氯化碳溶液中加入氢氧化钠浓溶液,碘发生歧化反应生成碘化钠和次碘酸钠,用分液漏斗分液回收四氯化碳,水相中加入硫酸,酸性条件下碘化钠和次碘酸钠发生归中反应生成碘沉淀,过滤获取碘单质,需要过滤装置,C错误;纤维素水解通常使用浓硫酸,水解液需加NaOH溶液中和过量的酸,然后用新制氢氧化铜悬浊液检验水解产物,缺少氢氧化钠溶液,D错误。]
6.(2021·北京卷)可生物降解的高分子材料聚苯丙生(L)的结构片段如图。
聚苯丙生(L) Xm—Yn—Xp—Yq (表示链延长)
X为,
Y为。
已知:R1COOH+R2COOH+H2O。
下列有关L的说法不正确的是( )
A.制备L的单体分子中都有两个羧基
B.制备L的反应是缩聚反应
C.L中的官能团是酯基和醚键
D.m、n、p和q的大小对L的降解速率有影响
C [聚苯丙生中含有的官能团有—O—、,不存在酯基,C错误。]
二、非选择题(本题共2小题,共22分)
7.(10分)聚苯乙烯塑料性质稳定,会造成严重的“白色污染”。为此人们开发出一种聚乳酸塑料来替代聚苯乙烯。聚乳酸合成过程如下:
(1)淀粉和纤维素的分子式均可表示为(C6H10O5)n,下列关于淀粉和纤维素的说法正确的是________(填标号)。
A.互为同分异构体 B.水解最终产物相同
C.纤维素是纯净物 D.均是高分子化合物
(2)乳酸分子所含官能团有________________________(填名称)。
(3)根据结构推断聚乳酸可能发生的反应类型是________________,并据此说明用聚乳酸塑料替代聚苯乙烯塑料的好处是__________________。
(4)乳酸与足量Na反应的化学方程式为____________________________。
解析:(1)淀粉和纤维素的分子式均可表示为(C6H10O5)n,其中n不同,它们不是同分异构体,A错误;都是混合物,C错误;淀粉和纤维素的最终水解产物均为葡萄糖,B正确;都是高分子化合物,D正确。(2)乳酸分子的结构简式为CH3CH(OH)COOH,所含官能团为羟基和羧基。(3)乳酸发生缩聚反应得到聚乳酸,聚乳酸中有酯基,可以发生水解反应(取代反应),聚乳酸降解生成无毒无害物质,对环境无污染。(4)乳酸与足量Na反应,乳酸中的羟基与羧基都能与钠反应生成氢气,反应的化学方程式为+2Na―→+H2↑。
答案:(1)BD (2)羟基和羧基 (3)水解反应(或取代反应) 聚乳酸可降解,生成无毒无害物质,对环境无污染
(4) ―→+H2↑
8.(12分)基于聚碳酸酯的3D打印材料PC—PBT为一种新型复合材料。该共混聚合物既具有PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)良好的化学耐受性,也具有PC(聚碳酸酯)的强度和韧性,在低温下能保持良好的韧性和天然韧性断裂行为,通常用于汽车行业。合成某聚碳酸酯X()的一种绿色路线如下:
已知以下信息:
Ⅰ.烃A的密度是同温、同压下H2密度的21倍。
Ⅱ.D的核磁共振氢谱为单峰。
回答下列问题:
(1)烃A的结构简式为______________,E中官能团的名称为________。
(2)反应①的条件为__________________________,反应②的类型为________。
(3)由C→D的反应方程式为__________________________。
(4)F的结构简式为______________________________。
(5)写出以1,3-丁二烯和对苯二甲酸为原料合成PBT即聚对苯二甲酸丁二酯的线路(其他试剂任选)。
解析:根据题意知:A为CH2==CHCH3,B为,C为,D为,E为,F为。
答案:(1)CH2==CHCH3 羟基
(2)NaOH水溶液,加热 缩聚反应
(3)2CH3CHOHCH3+O22CH3COCH3+2H2O
(4)
(5)CH2==CHCH==CH2BrCH2CH==CHCH2Br
HOCH2CH==CHCH2OHHOCH2CH2CH2CH2OH
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