2018届一轮复习鲁科版生命中的基础有机化学物质合成有机高分子学案 19页

生命中的基础有机化学物质　合成有机高分子 考点一　糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和性质 ‎【基础知识梳理】‎ ‎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 葡萄糖果糖 ‎(C6H12O6)　　　　(C6H12O6)‎ 双糖 ‎1mol糖水解生成2mol单糖的糖 C、H、O 蔗糖麦芽糖 ‎(C12H22O11)　　　(C12H22O11)‎ 多糖 ‎1mol糖水解生成多摩尔单糖的糖 C、H、O 淀粉纤维素 ‎(C6H10O5)n　　　(C6H10O5)n ‎(2)性质 ‎①葡萄糖：多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO ‎②双糖 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。‎ ‎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 ‎＋3H2O3C17H35COOH＋‎ b．碱性条件下——皂化反应 ‎＋3NaOH―→3C17H35COONa＋‎ ‎②油脂的氢化 烃基上含有双键，能与H2发生加成反应。‎ ‎3．蛋白质和氨基酸 ‎(1)蛋白质的组成 蛋白质由C、H、O、N、S(至少五种)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 甘氨酸：、丙氨酸：、‎ 苯丙氨酸：、‎ 谷氨酸：。‎ ‎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：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ b．成肽反应 两分子氨基酸缩水形成二肽 ‎＋―→＋H2O。‎ ‎　　　丙氨酸　　　　　　丙氨酸二肽 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 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物(　　)‎ ‎(2)凡是符合Cn(H2O)m通式的有机物都是糖(　　)‎ ‎(3)油脂的皂化反应生成高级脂肪酸和丙三醇(　　)‎ ‎(4)油脂硬化和水解的反应都属于取代反应(　　)‎ ‎(5)淀粉和纤维素的通式相同，水解的最终产物都是葡萄糖(　　)‎ ‎(6)天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸(　　)‎ ‎(7)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白质变性(　　)‎ ‎2．用淀粉为原料酿酒的反应原理是什么？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎3．如何区分植物油和矿物油？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　糖类、油脂、蛋白质的组成、结构与性质 ‎1．下列有关糖类、油脂和蛋白质的说法正确的是(　　)‎ A．油脂水解的共同产物是乙二醇 B．从混合物中分离提纯蛋白质可采用过滤的方法 C．淀粉、油脂和蛋白质都能在NaOH溶液中发生水解 D．糖类、油脂和蛋白质中一定都含有碳、氢、氧三种元素 ‎2．下列有关蛋白质的说法正确的是 (　　)‎ ‎①氨基酸、淀粉均属于高分子化合物　②蛋白质是结构复杂的高分子化合物，分子中都含有C、H、O、N　③若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物一定不一致 ‎④用甘氨酸()和丙氨酸()缩合最多可形成四种二肽 A．①④B．②③C．①②D．②④‎ ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．在紫外线、饱和Na2SO4、CuSO4溶液、福尔马林等作用下，蛋白质均会发生变性 B．油脂属于高分子化合物，是混合物 C．在一定条件下，氨基酸之间能发生反应，合成更加复杂的化合物 D．检验淀粉在稀硫酸催化条件下水解产物的方法是：取适量水解液于试管中，加入少量新制Cu(OH)2悬浊液，加热，观察是否有砖红色沉淀 ‎4．(2016·福州期末)下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中(A)、(B)、(C)、(D)标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是(　　)‎ 归纳总结 能水解的有机物小结 类别 条件 水解通式 卤代烃 NaOH的水溶液，加热 ‎＋NaOHR—OH＋NaX 酯 在酸溶液或碱溶液中，加热 ‎＋H2ORCOOH＋R′OH ‎＋NaOHRCOONa＋R′OH 双糖 无机酸或酶 C12H22O11＋H2OC6H12O6＋C6H12O6‎ 蔗糖　　　　　　葡萄糖果糖 C12H22O11＋H2O2C6H12O6‎ 麦芽糖　　　　　　葡萄糖 多糖 酸或酶 ‎(C6H10O5)n＋nH2O nC6H12O6‎ 淀粉(或纤维素)葡萄糖 油脂 酸、碱或酶 ‎＋3NaOH―→＋R1COONa＋‎ R2COONa＋R3COONa 蛋白质 或多肽 酸、碱或酶 ‎＋H2OR—COOH＋H2N—R′‎ 题组二　氨基酸以及缩合规律 ‎5．氨基酸在溶液中按两种方式电离以下判断正确的是(　　)‎ ‎＋OH－＋H2O＋H3O＋‎ A．增大溶液的pH，浓度减小 B．降低溶液的pH，浓度减小 C．如溶液的pH适当，两种氨基酸离子的浓度可能相同 D．pH改变，对电离方式无影响 ‎6．(2016·陕西校级期末)甘氨酸()和丙氨酸()缩合最多可形成二肽的种类(　　)‎ A．1 B．2‎ C．3 D．4‎ ‎7．已知氨基酸可发生如下反应：＋HNO2―→＋N2↑＋H2O 且已知：D、E的相对分子质量分别为162和144，可发生物质转化关系，如下图所示：‎ ‎(1)写出B、D的结构简式：B_______________________________________________，‎ D_______________________________________________________________________。‎ ‎(2)写出C→E的化学方程式：_______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出C→D的化学方程式：______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 规律方法 氨基酸的成肽规律 ‎(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 ‎―→＋2H2O ‎―→＋H2O ‎(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物 ‎―→＋nH2O 考点二　合成有机高分子 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．基本概念 ‎(1)单体：能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物。‎ ‎(2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的________单位。‎ ‎(3)聚合度：高分子链中含有链节的________。如：‎ ‎2．合成高分子化合物的两个基本反应 ‎(1)加聚反应：小分子物质以加成反应形式生成高分子化合物的反应。如氯乙烯合成聚氯乙烯的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)缩聚反应：单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等)生成高分子化合物的反应。如己二酸与乙二醇发生缩聚反应的化学方程式为___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎3．高分子化合物的分类及性质特点 ‎4．应用广泛的高分子材料——塑料、合成纤维、合成橡胶 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)天然橡胶聚异戊二烯()为纯净物(　　)‎ ‎(2)酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料(　　)‎ ‎(3)高聚物的链节和单体的组成相同、结构不同(　　)‎ ‎(4)加聚反应单体有一种，而缩聚反应的单体应该有两种(　　)‎ ‎(5)酚醛树脂的制取实验可以用浓氨水或浓盐酸作催化剂，可以用热水洗涤做过酚醛树脂实验的试管(　　)‎ ‎2．按要求完成下列方程式并指出反应类型 ‎(1)由苯乙烯合成聚苯乙烯。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(2)由对苯二甲酸与乙二醇合成涤沦。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(3)由2氯1,3丁二烯合成氯丁橡胶。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　合成有机高分子化合物的性质和用途 ‎1．下列有关线型高分子和体型高分子的说法错误的是(　　)‎ A．线型高分子是由许多链节相互连接成链状，通常不具有或很少具有支链，而体型高分子则是长链跟长链之间产生交联 B．线型高分子通常具有热塑性，而体型高分子通常具有热固性 C．线型高分子可在适当溶剂中溶解，而体型高分子通常很难在任何溶剂中溶解 D．体型高分子化合物的相对分子质量一定比线型高分子化合物相对分子质量大 ‎2．上海教师公寓大火与施工中大量使用的聚氨酯燃烧有关，再次表明HNHCOOH(聚氨酯)泡沫保温材料等易燃装修材料已经成为造成火灾的罪魁祸首。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．聚氨酯保温材料能耐高温 B．聚氨酯属于加聚型高分子材料 C．聚氨酯属于纯净物 D．聚氨酯材料没有固定的熔点 题组二　高分子化合物单体的判断 ‎3．(2016·郑州期末)今有高聚物对此分析正确的是(　　)‎ A．它是一种体型高分子化合物 B．其单体是CH2===CH2和 C．其链节是 D．其单体是 ‎4．下列关于合成材料的说法中，不正确的是(　　)‎ A．结构为…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分子的单体是乙炔 B．聚氯乙烯可制成薄膜、软管等，其单体是CH2===CHCl C．合成酚醛树脂()的单体是苯酚和甲醇 D．合成顺丁橡胶()的单体是CH2===CH—CH===CH2‎ ‎5．下面是一种线型高分子的一部分：‎ 由此分析，这种高分子化合物的单体至少有______种，它们的结构简式为__________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 方法技巧 找单体时，一定要先判断高聚物是加聚产物还是缩聚产物，然后运用逆向思维反推单体，找准分离处，聚合时的结合点必为分离处。‎ ‎1．加聚反应的特点 ‎(1)单体往往是带有双键或叁键的不饱和有机物(如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、异戊二烯等)。‎ ‎(2)高分子链节与单体的化学组成相同。‎ ‎(3)生成物只有高分子化合物，一般形成线型结构。‎ ‎2．缩聚反应的特点 ‎(1)单体不一定含有不饱和键，但必须含有两个或两个以上的反应基团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。‎ ‎(2)缩聚反应不仅生成高聚物，而且还生成小分子。‎ ‎(3)所得高分子化合物的组成跟单体的化学组成不同。‎ 考点三　有机合成的思路与方法 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．有机合成题的解题思路 ‎2．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利用题目信息所给反应，如：醛酮中的羰基与HCN加成。‎ CH3CHO＋HCN ‎(2)碳链减短的反应 ‎①烷烃的裂化反应；‎ ‎②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应；‎ ‎③利用题目信息所给反应，如：烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应……‎ ‎(3)常见由链成环的方法 ‎①二元醇成环：‎ 如：HOCH2CH2OH________________________________________________________；‎ ‎②羟基酸酯化成环：‎ 如：____________________________________________________；‎ ‎③氨基酸成环：‎ 如：H2NCH2CH2COOH―→______________________________________________________；‎ ‎④二元羧酸成环：‎ 如：HOOCCH2CH2COOH＋H2O；‎ ‎⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环：‎ ‎。‎ ‎3．有机合成中官能团的转化 ‎(1)官能团的引入 引入官能团 引入方法 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；‎ ‎⑤葡萄糖发酵产生乙醇 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含碳碳叁键的物质与水加成 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通过加成反应可以消除不饱和键(双键、叁键、苯环)；‎ ‎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)官能团的改变 ‎①利用官能团的衍生关系进行衍变，如 R—CH2OHR—CHOR—COOH；‎ ‎②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如 CH3CH2OHCH2CH2Cl—CH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH；‎ ‎③通过某种手段改变官能团的位置，如 ‎。‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　给定合成路线的分析 ‎1．以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图，则(　　)‎ A．A的结构简式是 B．①②的反应类型分别是取代、消去 C．反应②③的条件分别是浓硫酸加热、光照 D．酸性KMnO4溶液退色可证明已完全转化为 ‎2．4溴甲基1环己烯的一种合成路线如下：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子 B．①、②、③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应 C．由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液，加热 D．化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X ‎3．由合成水杨酸的路线如下：‎ ‎(1)反应①的化学方程式____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)反应②的条件__________________________________________________________。‎ ‎4．化合物可由1氯丁烷经过四步反应合成：‎ 反应1的反应条件为____________，反应2的化学方程式为____________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 得分技巧 熟记中学常见的有机合成路线 ‎(1)一元合成路线 R—CH==CH2卤代烃一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 ‎(2)二元合成路线 CH2==CH2二元醇→二元醛→二元羧酸→ ‎(3)芳香化合物合成路线 a.‎ b．→→→→→芳香酯 题组二　给定原料的有机合成 ‎5．请设计以CH2CHCH3为主要原料(无机试剂任用)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。‎ 例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为 CH3CH2OHCH2CH2CH2—CH2 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎6．已知：R—CH2—COOH 有多种合成方法，写出由乙酸合成的路线流程图(其他原料任选)。‎ 合成路线流程图示例如下：‎ H2C===CH2CH3CH2OHCH3COOC2H5‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎7．请设计合理方案从合成(无机试剂任用，用反应流程图表示，并注明反应条件)。‎ 例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CH3CH2OHCH2===CH2CH2—CH2 提示：R—CH===CH2R—CH2—CH2—Br ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 解法指导 根据原料设计合成目标产品的路线时，可采用逆向合成分析法，对此产品与原料结构上的区别，然后由后向前推，先找出产品的前一步原料(即中间产物)，并依次找出前一步原料，直至达到已知的原料为止，其思维程序可概括为“产品→中间产物1→中间产物2……→原料”。‎ 题组三　类比已知合成路线的有机合成 ‎8．根据某有机合成的片段：‎ 写出以C2H5OH为原料合成乳酸()的路线(其他试剂任选)。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎9．(2016·银川二模)伪麻黄碱(D)是新康泰克的成分之一，能够缓解感冒时带来的鼻塞、流鼻涕和打喷嚏症状，其中一种合成路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)伪麻黄碱(D)的分子式为________________；B中含有的官能团有____________(写名称)。‎ ‎(2)写出B→C反应的化学方程式：________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________________________。‎ C→D的反应类型为____________。‎ ‎(3)B的消去反应产物可以用于合成高分子化合物E，请写出E的结构简式：________________________________________________________________________。‎ ‎(4)满足下列要求的A的同分异构体有________种；其结构简式为________________________________________________________________________。‎ ‎①能发生银镜反应；‎ ‎②苯环上的一氯代物有两种结构其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为6∶2∶1∶1。‎ ‎(5)已知RCOOH参照上述合成路线，设计一条由苯和乙酸为起始原料制备的合成路线。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 答案解析 考点一 基础知识梳理 ‎3．(2)③H2N—CH2COOH＋HCl―→‎ H2NCH2COOH＋NaOH―→H2NCH2COONa＋H2O 深度思考 ‎1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×‎ ‎2．食品工业上用淀粉酿酒发生的化学方程式为 ‎(C6H10O5)n(淀粉)＋nH2OnC6H12O6(葡萄糖)，C6H12O62CH3CH2OH＋2CO2↑‎ ‎3．取少量试样加入含有酚酞的NaOH溶液并加热，红色变浅的是植物油，无变化的是矿物油。‎ 解题探究 ‎1．D　2.D　3.C　4.C ‎5．C　[A项，增大溶液的pH，c(H3O＋)减小，平衡正向移动；B项，降低溶液的pH，c(H3O ‎＋)增大，平衡逆向移动；C项，根据电荷守恒，当溶液呈中性时，两种氨基酸离子的浓度可能相同；D项，pH改变影响电离平衡的移动方向。]‎ ‎6．D ‎7．(1)‎ ‎(2)＋2H2O ‎(3)＋H2O 解析　氨基酸能发生缩聚反应，脱去一个H2O分子，—COOH脱去—OH，—NH2脱去—H，发生缩聚反应生成蛋白质。由此可推知，两个丙氨酸分子间脱去两个水分子可生成B：。由题目中所给信息可总结出：在HNO2作用下，氨基酸中的—NH2可转变成—OH，可得C：。由于C中含有—COOH和—OH，所以分子间可以脱水，脱去一个水分子可得D：，脱去两个水分子可得E：。‎ 考点二 基础知识梳理 ‎1．(2)最小　(3)数目　单体　键节　聚合度 ‎2．(1) ‎(2)nHOOC(CH2)4COOH＋nHOCH2CH2OH＋2nH2O ‎3．热塑　热塑　热固 深度思考 ‎1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×‎ ‎2．(1)、加聚反应 ‎(2)＋nHOCH2CH2OH＋2nH2O、缩聚反应 ‎(3)、加聚反应 解题探究 ‎1．D ‎2．D　[因聚氨酯易燃烧，A错；由聚氨酯结构简式知其为缩聚产物，B错；聚氨酯属于高分子合成材料，是混合物，C错、D对。]‎ ‎3．D　[高聚物为线型高分子，其链节为，是的加聚产物，据此进行判断。]‎ ‎4．C ‎5．5　、、、、‎ 考点三 基础知识梳理 ‎2．(3)①＋H2O ‎②＋H2O ‎③＋H2O 解题探究 ‎1．B ‎2．B　[A项，X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子，连接4个不同的原子或原子团，W中没有手性碳原子，错误；B项，由官能团的转化可知1,3丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X，X发生还原反应生成Y，Y发生取代反应生成Z，正确；C项，由化合物Z一步制备化合物Y，应发生水解反应，应在氢氧化钠的水溶液中进行，错误；D项，Y含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾氧化，错误。]‎ ‎3．(1)＋Br2＋HBr ‎(2)酸性KMnO4溶液 ‎4．NaOH水溶液、加热　2CH3CH2CH2CH2OH＋O22CH3CH2CH2CHO＋2H2O 解析　反应1为CH3CH2CH2CH2Cl的水解反应，反应条件为NaOH水溶液、加热。反应2为CH3CH2CH2CH2OH的催化氧化反应。‎ ‎5．CH2CHCH3 ‎6．CH3COOH ‎7． ‎8．CH3CH2OHCH3CHO ‎9．(1)C10H15NO　羰基和溴原子 ‎(2)＋CH3NH2―→＋HBr　还原反应 ‎(3)‎ ‎(4)2　、‎ ‎(5)CH3COOH