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- 2021-07-05 发布
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第4讲 基本营养物质、有机高分子化合物
【2020·备考】
最新考纲: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.了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。3.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。4.了解加聚反应和缩聚反应的含义。5.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。
核心素养:1.宏观辨识与微观探析:能从官能团角度认识生命中的基础有机化学物质的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念,并能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.证据推理与模型认知:具有证据意识,能对生命中的基础有机化学物质的组成、结构及其变化提出可能的假设,并能解释某些化学现象,揭示现象的本质和规律。
考点一 糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和性质
(频数:★★☆ 难度:★☆☆)
名师课堂导语 本考点在选修中考查力度不是很大,重点掌握糖类、油脂、蛋白质的组成特点以及常见性质。
1.糖类
(1)分类
定义
元素
组成
代表物的名称、分子式、相互关系
单糖
不能再水解生成其他糖的糖
C、H、O
二糖
1 mol糖水解生成2 mol单糖的糖
C、H、O
多糖
1 mol糖水解生成多摩尔单糖的糖
C、H、O
(2)性质
①葡萄糖:多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO
②二糖
在稀酸催化下发生水解反应,如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
③多糖
在稀酸催化下发生水解反应,水解的最终产物是葡萄糖。
1.有些糖类物质分子式不符合Cn(H2O)m,符合Cn(H2O)m的不一定为糖类。
2.糖类不一定有甜味,有甜味的不一定是糖类。
2.油脂
(1)组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由
C、H、O三种元素组成,其结构可表示为。
(2)性质
①油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例)
a.酸性条件下
b.碱性条件下——皂化反应
②油脂的氢化
烃基上含有,能与H2发生加成反应。
1.油脂不属于高分子化合物。
2.天然油脂一般都是混合物。
3.蛋白质和氨基酸
(1)蛋白质的组成
蛋白质由C、H、O、N、S等元素组成,蛋白质分子是由氨基酸分子连接成的高分子化合物。
(2)氨基酸的结构与性质
①氨基酸的组成和结构:氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。官能团为—COOH和—NH2。α氨基酸结构简式可表示为。
②几种重要的α氨基酸
③氨基酸的化学性质
a.两性(以为例)
与盐酸反应的化学方程式:
与NaOH溶液反应的化学方程式:
H2NCH2COOH+NaOH―→H2NCH2COONa+H2O。
b.成肽反应
两分子氨基酸缩水形成二肽
多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合,可形成蛋白质。
(3)蛋白质的性质
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”,错误的打“×”
(1)(海南化学)淀粉水解制葡萄糖不属于取代反应(×)
(2)(海南化学)油脂与浓NaOH反应制高级脂肪酸钠不属于取代反应(×)
(3)(广东理综)木材纤维和土豆淀粉遇碘水均显蓝色(×)
(4)(广东理综)食用花生油和鸡蛋清都能发生水解反应(√)
(5)(浙江理综)油脂皂化反应得到高级脂肪酸盐与甘油(√)
(6)向淀粉水解后所得水解液中滴加碘水,溶液未变蓝色,说明淀粉没有发生水解(×)
(7)磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸(×)
2.(教材改编题)(1)食品工业上用淀粉酿酒发生的反应方程式为______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2)油脂皂化后,要使肥皂和甘油从混合物里充分分离,可采用①分液 ②蒸馏 ③过滤 ④盐析 ⑤渗析中的________。
(2)④③②
[A组 基础知识巩固]
1.(2018·福州质检)下列有关基本营养物质的说法中正确的是( )
A.吃馒头时越嚼越甜,是因为淀粉发生了水解反应
B.变质的油脂有难闻的哈喇味,是因为油脂发生了加成反应
C.人体中没有水解纤维素的酶,所以纤维素在人体中没有任何作用
D.牛奶中含有丰富的蛋白质,所以羊毛衫上的奶渍可以用加酶洗衣粉洗涤
解析 油脂变质是发生了氧化反应,B错误;纤维素在人体中不能水解,但能促进肠胃蠕动,C错误;羊毛衫主要成分是蛋白质,不能用加酶洗衣粉洗涤,D错误。
答案 A
2.天然油脂结构的核心为甘油[HOCH2CH(OH)CH2OH],有一瘦身用的非天然油脂,其结构的核心则为蔗糖(C12H22O11)。该非天然油脂可由直链形的不饱和油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应而得,其反应示意图如下(注意:图中的反应式不完整)。
下列说法正确的是( )
A.蔗糖酯也是高级脂肪酸的甘油酯,属于油脂类物质
B.该非天然油脂是高分子化合物
C.该非天然油脂不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.该蔗糖酯在稀硫酸的作用下完全水解,最终可生成三种有机化合物
解析 蔗糖酯是由高级脂肪酸与蔗糖形成的酯,而油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的甘油酯,故蔗糖酯不属于油脂类物质,A项错误;该非天然油脂的相对分子质量较大,但不是高分子化合物,B项错误;该非天然油脂可由直链形的不饱和油酸和蔗糖发生酯化反应而得,其中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,C项错误;该蔗糖酯在稀硫酸作用下水解生成不饱和油酸和蔗糖,而蔗糖还可水解生成葡萄糖和果糖,因此该蔗糖酯最终水解产物为不饱和油酸、葡萄糖和果糖,D项正确。
答案 D
3.(2018·泰安模拟)由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解,能产生的氨基酸是( )
解析 根据蛋白质的分子结构片段可知在胃液中水解可以产生
NH2CH2COOH、H2N—CH2CH2COOH,A项符合题意。
答案 A
【规律方法】
氨基酸的成肽特点
(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间,也可以是不同分子之间),如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽:
(2)分子间或分子内脱水成环:
(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物:
[B组 考试能力过关]
4.(2016·全国卷Ⅰ改编)下列关于糖类的说法正确的是(双选)( )
A.糖类都有甜味,具有CnH2mOm的通式
B.麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
C.用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
D.淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
答案 CD
5.(2016·天津卷)下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是( )
A.蛋白质水解的最终产物是氨基酸
B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C.α-氨基丙酸与α-氨基苯丙酸混合物脱水成肽,只生成2种二肽
D.氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子,在电场作用下向负极移动
解析 蛋白质遇重金属离子会变性,氨基酸与重金属离子反应,不属于变性,B项错误;两种氨基酸可以自身脱水形成二肽,也可以相互之间脱水形成二肽,故可以生成4种二肽,C项错误;氨基酸中存在羧基,与OH-反应生成羧酸根阴离子,在电场作用下向正极移动,D项错误。
答案 A
考点二 合成有机高分子化合物
(频数:★★☆ 难度:★☆☆)
名师课堂导语本考点主要考查加聚反应和缩聚反应的特点。特别是二烯烃的加聚反应以及形成聚酯的反应是考查重点,复习时要加以关注。
1.有机高分子化合物
高分子化合物是相对小分子而言的,简称高分子。大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的,所以常被称为聚合物或高聚物。
以聚乙烯为例(了解有机高分子化合物的几个概念)
含义或表达式
三者间的关系
单体
CH2===CH2
聚乙烯是由简单的结构单元—CH2—CH2—重复n次连接而成的
高分子聚合物
链节
—CH2—CH2—
聚合度
n
2.合成高分子化合物的两个基本反应——加聚反应、缩聚反应
(1)加聚反应
①定义:由不饱和的单体加成聚合生成高分子化合物的反应。
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反应类型
a.聚乙烯类(塑料纤维)
b.聚1,3丁二烯类(橡胶)
c.混合加聚类:两种或两种以上单体加聚:
(2)缩聚反应
①定义:单体间相互作用生成高分子化合物,同时还生成小分子化合物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。
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反应类型
a.聚酯类:—OH与—COOH间的缩聚
b.聚氨基酸类:—NH2与—COOH间的缩聚
c.酚醛树脂类
(3)高分子材料的分类
②高分子材料
[速查速测]
1.(易混点排查)正确的打“√”,错误的打“×”
(1)高分子化合物为纯净物(×)
(2)聚氯乙烯塑料可用于包装食品(×)
(3)高聚物的链节和单体的组成相同、结构不同(×)
(4)缩聚反应生成小分子的化学计量数为(n-1)(×)
(5)加聚反应单体有一种,而缩聚反应的单体应该有两种(×)
2.(教材改编题)(1)(RJ选修5·P1123改编)合成橡胶
是用两种单体共聚而成,可能的单体有:
a.CH2===CH—CH===CH2 b.CH3—C≡C—CH3
c.CH3—CH===CH2 d.CH2===CH—CN
该聚合物是由________和________聚合而成的。
答案 a d
(2)(RJ选修5·P1162改编)聚碳酸酯
的透光率良好,可制作车、船、飞机的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘、唱片等。原来合成聚碳酸酯的一种原料是用有毒的光气(又称碳酰氯COCl2),现在改用绿色化学原料碳酸二甲酯与________缩合聚合而成。
A.二醇类 B.二酚类
C.二醛类 D.二炔类
答案 B
[A组 基础知识巩固]
1.合成导电高分子化合物PPV的反应为
,则下列说法正确的是( )
A.PPV是聚苯乙炔
B.该反应为缩聚反应
C.PPV与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同
D. 最多可与2 mol H2发生反应
解析 聚苯乙炔的结构简式为,A项错误;缩聚反应除生成高分子化合物,还有小分子物质产生,B项正确;PPV与聚苯乙烯的最小结构单元不相同,C项错误;分子中含1个苯环、2个碳碳双键,故1 mol该物质最多可与5 mol H2发生加成反应,D项错误。
答案 B
2.DAP是电器和仪表部件中常用的一种高分子材料,其结构如下:
则合成它的单体的正确组合是( )
①邻苯二甲酸 ②丙烯 ③丙烯酸 ④邻苯二甲醇
⑤丙烯醇
A.①② B.③④
C.①⑤ D.①③
解析 对于DAP的结构简式:,把其中两个半键闭合可得其单体的结构简式为,合成需要(邻苯二甲酸)和CH2===CH—CH2—OH(丙烯醇)发生酯化反应。
答案 C
【方法技巧】
简单高分子化合物单体的判断方法
[B组 考试能力过关]
3.(2017·北京卷)聚维酮碘的水溶液是一种常见的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘,其结构表示如下:
(图中虚线表示氢键)
下列说法不正确的是( )
A.聚维酮的单体是
B.聚维酮分子由(m+n)个单体聚合而成
C.聚维酮碘是一种水溶性物质
D.聚维酮在一定条件下能发生水解反应
解析 A.根据结构分析,可得聚维酮的单体是;B.聚维酮分子左侧包括2m个链节,故其由(2m+n)个单体聚合而成;C.聚维酮碘存在氢键,能够溶于水;D.聚维酮含有类似肽键的结构,在一定条件下能发生水解反应。
答案 B
4.按要求完成以下题目:
(1)(上海化学)结构为…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分子化合物用碘蒸气处理后,其导电能力大幅度提高。上述高分子化合物的单体是________。
(2)(广东理综)聚合物可用于制备涂料,其单体结构简式为___________________________________________________。
(3)(海南)由G()与NH2RNH2
合成尼龙的化学方程式为______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
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