
考綱和考試說明是備考的指南針,認(rèn)真研究考綱和考試說明,可增強(qiáng)日常復(fù)習(xí)的針對(duì)性和方向性,避免盲目備考,按方抓藥,弄清楚高考檢測(cè)什么,檢測(cè)的價(jià)值取向,高考的命題依據(jù)。
2.精練高考真題,明確方向
經(jīng)過對(duì)近幾年高考題的橫、縱向分析,可以得出以下三點(diǎn):一是主干知識(shí)考查“集中化”,二是基礎(chǔ)知識(shí)新視角,推陳出新,三是能力考查“綜合化”。
3.摸清問題所在,對(duì)癥下藥
要提高后期的備考質(zhì)量,還要真正了解學(xué)生存在的問題,只有如此,復(fù)習(xí)備考才能更加科學(xué)有效。所以,必須加大信息反饋,深入總結(jié)學(xué)情,明確備考方向,對(duì)癥開方下藥,才能使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加符合高考立體網(wǎng)絡(luò)化要求,才能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)→能力→分?jǐn)?shù)的轉(zhuǎn)化。
4.切實(shí)回歸基礎(chǔ),提高能力
復(fù)習(xí)訓(xùn)練的步驟包括強(qiáng)化基礎(chǔ),突破難點(diǎn),規(guī)范作答,總結(jié)方法,通過這樣的總結(jié),學(xué)生印象深刻,應(yīng)用更加靈活。
第40講 生物大分子 合成高分子
目錄
考情分析
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
考點(diǎn)一 糖類
【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)1 糖類的定義和分類
知識(shí)點(diǎn)2 單糖
知識(shí)點(diǎn)3 二糖
知識(shí)點(diǎn)4 多糖
【提升·必考題型歸納】
考向1 考查糖類的性質(zhì)
考向2 考查糖類的水解
考點(diǎn)二 蛋白質(zhì)、核酸
【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)1 氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
知識(shí)點(diǎn)2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
知識(shí)點(diǎn)3 核酸
【提升·必考題型歸納】
考向1 考查氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
考向2 考查蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
考向3 考查核酸的組成與結(jié)構(gòu)
考點(diǎn)三 合成高分子
【夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)1 高分子化合物的組成
知識(shí)點(diǎn)2 高分子化合物的分類
知識(shí)點(diǎn)3 高分子化合物的合成方法
【提升·必考題型歸納】
考向1 考查聚合反應(yīng)及單體的判斷
考向2 考查高分子材料及應(yīng)用
真題感悟
考點(diǎn)一 糖類
知識(shí)點(diǎn)1 糖類的定義和分類
1.定義:從分子結(jié)構(gòu)上看,糖類可定義為多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。
2.組成:含碳、氫、氧三種元素。大多數(shù)糖類化合物符合通式Cm(H2O)n,所以糖類也叫碳水化合物。
糖類不一定都符合該通式,如脫氧核糖(C5H10O4),符合該通式的不一定是糖,如乙酸(C2H4O2)。
3.分類:
(1)根據(jù)糖類能否水解以及水解后的產(chǎn)物,糖類可分為
①單糖:凡是不能水解的糖稱為單糖。如:葡萄糖、果糖、核糖及脫氧核糖等;
②寡糖(低聚糖):1 ml糖水解后能產(chǎn)生2~10 ml單糖的稱為寡糖或低聚糖。若水解生成2 ml單糖,則稱為二糖,重要的二糖有麥芽糖、乳糖和蔗糖等;
③多糖:1 ml糖水解后能產(chǎn)生10 ml以上單糖的稱為多糖,如:淀粉、纖維素和糖原等。
④相互轉(zhuǎn)化
(2)根據(jù)能否發(fā)生銀鏡反應(yīng)劃分
①還原性糖:能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的糖,如:葡萄糖、麥芽糖;
②非還原性糖:不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的糖,如:蔗糖、淀粉、纖維素。
【易錯(cuò)提醒】 ①大多數(shù)糖類化合物的分子式可用通式一般為Cm(H2O)n,m與n是可以相同、也可以不同的正整數(shù);
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②糖類不一定均符合Cm(H2O)n組成,如:脫氧核糖的分子式為C5H10O4;
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③符合Cm(H2O)n組成的物質(zhì)不一定是糖類,如:乙酸的分子式為C2H4O2[或C2(H2O)2],故碳水化合物表示糖類并不準(zhǔn)確;
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④有甜味的不一定是糖,如:甘油、木糖醇等;沒有甜味的也可能是糖,如:淀粉、纖維素等。因此,糖類物質(zhì)不完全屬于碳水化合物,也不等于甜味物質(zhì)。
⑤脫水縮合一般指兩個(gè)或更多反應(yīng)物生成一個(gè)主要產(chǎn)物,并伴隨著失去H2O等小分子的反應(yīng)。
知識(shí)點(diǎn)2 單糖
1.組成和分子結(jié)構(gòu)
2.葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)
(1)還原性:能發(fā)生銀鏡反應(yīng),能與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)
(2)加成反應(yīng):與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成己六醇
(3)發(fā)酵成醇:eq \(\s\up7(C6H12O6),\s\d5(?葡萄糖?))eq \(――→,\s\up7(酒化酶))2C2H5OH+2CO2↑
(4)生理氧化:C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O+能量
知識(shí)點(diǎn)3 二糖
知識(shí)點(diǎn)4 多糖——淀粉與纖維素
1.相似點(diǎn)
①都屬于高分子化合物,屬于多糖,分子式都可表示為(C6H10O5)n;
②都能發(fā)生水解反應(yīng),如淀粉水解的化學(xué)方程式為(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
③都不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。
2.不同點(diǎn)
①結(jié)構(gòu)不同;通式中n值不同;不是同分異構(gòu)體。
②淀粉遇碘顯藍(lán)色。
③纖維素可以與醋酸、硝酸發(fā)生酯化反應(yīng)制備醋酸纖維、硝酸纖維。
3.淀粉水解程度的判斷
①實(shí)驗(yàn)原理:判斷淀粉水解的程度時(shí),要注意檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否生成葡萄糖,同時(shí)還要確認(rèn)淀粉是否水解完全。用銀氨溶液或新制的Cu(OH)2和碘水來檢驗(yàn)淀粉是否發(fā)生了水解及水解是否完全
②實(shí)驗(yàn)步驟
③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
【易錯(cuò)提醒】①驗(yàn)證水解產(chǎn)物時(shí),首先要加入NaOH溶液中和后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
②要驗(yàn)證混合液中是否還有淀粉應(yīng)直接取水解液加碘水,而不能在加入NaOH中和后再加碘水,因碘水與NaOH溶液反應(yīng)。
考向1 考查糖類的性質(zhì)
例1.(2023·山東泰安·統(tǒng)考三模)農(nóng)村諺語(yǔ)“煙臺(tái)蘋果萊陽(yáng)梨,甜不過濰縣的蘿卜皮”,蘋果、梨和蘿卜均含有豐富的碳水化合物[通式為]和多種維生素。下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是
A.蔗糖能在催化劑的作用下水解,生成葡萄糖和果糖
B.淀粉和纖維素互為同分異構(gòu)體
C.維生素是維持人體生命活動(dòng)必需的一類有機(jī)物質(zhì)
D.葡萄糖是還原糖,能與新制的氫氧化銅反應(yīng)
【解析】A.蔗糖為雙糖,能在催化劑的作用下水解,生成葡萄糖和果糖,A正確;B.同分異構(gòu)體是分子式相同、結(jié)構(gòu)不同的化合物;淀粉和纖維素雖都寫成(C6H10O5)n,但n不同分子式不同,不是同分異構(gòu)體,B錯(cuò)誤;C.維生素是維持人體生命活動(dòng)必需的一類有機(jī)物質(zhì),人體中含量很低但是作用巨大,C正確;D.葡萄糖中含有醛基,是還原糖,能與新制的氫氧化銅反應(yīng),D正確。答案選B。
【答案】B
【變式訓(xùn)練】(2023·重慶萬(wàn)州·重慶市萬(wàn)州第二高級(jí)中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))資源回收與利用是環(huán)保的重要課題之一、某小組擬利用銀鏡制備硝酸銀,其流程如下
[已知:];下列說法正確的是
A.加入銀氨溶液之前加入NaOH的目的是中和
B.從環(huán)保和成本角度考慮應(yīng)選擇濃硝酸溶解銀鏡
C.“一系列操作”過程包括蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、高溫烘干
D.若以葡萄糖為原料給瓶膽鍍銀,則0.1ml葡萄糖最多鍍1.2ml銀
【分析】淀粉溶液加入稀硫酸并加熱,水解后的溶液加入氫氧化鈉溶液中和到堿性,再加銀氨溶液熱水浴,產(chǎn)生銀鏡,銀鏡加入硝酸溶解得到硝酸銀溶液,一系列操作后得到硝酸銀。
【解析】A.加入銀氨溶液之前加入的目的是中和,以免硫酸與銀氨溶液反應(yīng)造成實(shí)驗(yàn)失敗,選項(xiàng)A正確;B.銀與稀硝酸和濃硝酸反應(yīng)分別為、,與濃硝酸反應(yīng)時(shí)消耗的硝酸更多,從環(huán)保和成本角度考慮應(yīng)選擇稀硝酸溶解銀鏡,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.因硝酸銀易分解,故“一系列操作”過程包括蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、減壓干燥,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.若以葡萄糖為原料給瓶膽鍍銀,1分子葡萄糖含有1個(gè)醛基,則葡萄糖最多鍍0.2ml銀,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;答案選A。
【答案】A
考向2 考查糖類的水解
例2.(2023·全國(guó)·高三)某同學(xué)檢驗(yàn)淀粉水解程度的實(shí)驗(yàn)如下:
步驟1:向淀粉溶液中加入一定量稀H2SO4,加熱反應(yīng)幾分鐘;冷卻后取少量水解液,加入碘水,溶液顯藍(lán)色。
步驟2:另取少量水解液加入足量NaOH溶液,再加入新制Cu(OH)2懸濁液并加熱至沸騰,有磚紅色沉淀生成。
該同學(xué)結(jié)合實(shí)驗(yàn)情況做出了以下判斷,你認(rèn)為其中說法不正確的是
A.步驟1加入稀H2SO4,目的是為了加快淀粉的水解速率
B.步驟2產(chǎn)生沉淀的方程式為:
C.步驟1、2的現(xiàn)象說明淀粉發(fā)生了部分水解
D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不能得出淀粉的水解反應(yīng)是可逆過程的結(jié)論
【解析】A.硫酸是淀粉溶液水解的催化劑,所以步驟1加入稀H2SO4,目的是為了加快淀粉的水解速率,A正確;B.步驟2中先加入NaOH溶液中和催化劑硫酸,使溶液顯堿性,然后加入新制Cu(OH)2懸濁液并加熱至沸騰,有磚紅色沉淀生成,說明生成了還原性物質(zhì)葡萄糖。由于溶液顯堿性,不可能存在葡萄糖酸,而是生成相應(yīng)的鈉鹽,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,B錯(cuò)誤;C.步驟1證明含有淀粉,步驟2證明含有水解產(chǎn)生的葡萄糖,故步驟1、2的現(xiàn)象說明淀粉發(fā)生了部分水解,C正確;D.由于水、淀粉的物質(zhì)的量的多少不能確定,因此不能確定哪種反應(yīng)物過量,因此就不能判斷出淀粉的水解反應(yīng)是否是可逆過程,D正確;故合理選項(xiàng)是B。
【答案】B
【變式訓(xùn)練】(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組為探究淀粉是否水解,操作如下:在潔凈的試管中加入0.5 g淀粉和4 mL 20%的硫酸溶液,加熱試管3~4 min,冷卻后,取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,再滴入適量現(xiàn)配的銀氨溶液,用酒精燈直接加熱,并不斷振蕩,通過觀察試管內(nèi)壁是否出現(xiàn)一層光亮如鏡的銀單質(zhì)來判斷淀粉的水解。實(shí)驗(yàn)過程中存在的錯(cuò)誤有
A.1處B.2處C.3處D.4處
【解析】銀鏡反應(yīng)的發(fā)生需要堿性環(huán)境,在反應(yīng)后的溶液與銀氨溶液混合之前,需向反應(yīng)后的溶液中加入NaOH溶液將溶液調(diào)至堿性;發(fā)生葡萄糖的銀鏡反應(yīng)時(shí),應(yīng)將混合溶液置于水浴中進(jìn)行加熱,且加熱過程中不能振蕩試管,共3處錯(cuò)誤,C符合題意。
【答案】C
考點(diǎn)二 蛋白質(zhì)、核酸
知識(shí)點(diǎn)1 氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.氨基酸的組成與結(jié)構(gòu)
①氨基酸的概念:羧酸分子中烴基的氫原子被氨基取代后得到的化合物稱為氨基酸。
②氨基酸的結(jié)構(gòu):天然蛋白質(zhì)水解后得到的幾乎都是α-氨基酸,其通式為,官能團(tuán)為—NH2和—COOH。
2.氨基酸的化學(xué)性質(zhì)
①兩性:氨基酸分子中既含有酸性基團(tuán)—COOH,又含有堿性基團(tuán)—NH2,因此,氨基酸是兩性化合物,如甘氨酸與HCl、NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為
②成肽反應(yīng):兩個(gè)氨基酸分子(可以相同,也可以不同),在酸或堿的存在下加熱,通過一分子的氨基與另一分子的羧基間脫去一分子水,縮合形成含肽鍵()的化合物,稱為成肽反應(yīng)。多種氨基酸分子間脫水以肽鍵相互結(jié)合,可形成蛋白質(zhì)。如丙氨酸分子成肽反應(yīng)方程式為:
【特別注意】?jī)煞N不同的氨基酸可形成四種二肽。
知識(shí)點(diǎn)2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.組成與結(jié)構(gòu):
a.蛋白質(zhì)含有C、H、O、N、S等元素。
b.蛋白質(zhì)是由氨基酸通過縮聚反應(yīng)生成的,蛋白質(zhì)屬于天然有機(jī)高分子。
2.性質(zhì)
3.酶
(1)大部分酶是一種蛋白質(zhì),具有蛋白質(zhì)的性質(zhì)。
(2)酶是一種生物催化劑,催化作用具有以下特點(diǎn):
①條件溫和,不需加熱
②具有高度的專一性
③具有高效催化作用
知識(shí)點(diǎn)3 核酸
1.核酸的形成
2.核糖核酸(RNA)與脫氧核糖核酸(DNA)比較
考向1 考查氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
例1.(2023·北京東城·統(tǒng)考一模)硒代半胱氨酸(含C、H、N、O、34Se5種元素)是一種氨基酸,其分子空間結(jié)構(gòu)如圖,下列說法不正確的是
A.Se位于元素周期表中第四周期VIA族B.圖中最大的球代表Se
C.硒代半胱氨酸分子中含一個(gè)手性碳原子D.硒代半胱氨酸難溶于水,易溶于苯
【解析】A.硒元素的原子序數(shù)為34,位于元素周期表中第四周期VIA族,故A正確;B.硒代半胱氨酸中硒原子的電子層數(shù)最多,原子半徑最大,則圖中最大的球代表硒原子,故B正確;C.由分子空間結(jié)構(gòu)可知,硒代半胱氨酸分子中與氨基和羧基相連的碳原子是連有4個(gè)不同原子或原子團(tuán)的手性碳原子,故C正確;D.由分子空間結(jié)構(gòu)可知,硒代半胱氨酸分子中含有親水基氨基和羧基,所以硒代半胱氨酸易溶于水,故D錯(cuò)誤;故選D。
【答案】D
【變式訓(xùn)練】(2023秋·河北張家口·高三統(tǒng)考開學(xué)考試)氨基酸是蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物,某氨基酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是
A.該有機(jī)物能與堿反應(yīng)不與酸反應(yīng)
B.該有機(jī)物與濃硝酸能發(fā)生顯色反應(yīng)
C.該分子分子內(nèi)和分子間都能形成氫鍵
D.鍵長(zhǎng):
【解析】A.該有機(jī)物中含有氨基,能與酸反應(yīng),A錯(cuò)誤;B.蛋白質(zhì)與濃硝酸發(fā)生顯色反應(yīng),氨基酸不與濃硝酸發(fā)生顯色反應(yīng),B錯(cuò)誤;C.氨基、羧基距離較近,分子內(nèi)和分子間都能形成氫鍵,C正確;D.原子半徑:S>C>O,則鍵長(zhǎng):,D錯(cuò)誤;故選C。
【答案】C
考向2 考查蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
例2.(2023秋·江西吉安·高三寧岡中學(xué)??奸_學(xué)考試)下列關(guān)于蛋白質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是
A.濃HNO3濺到皮膚上,使皮膚呈黃色,是由于濃HNO3和蛋白質(zhì)發(fā)生顯色反應(yīng)
B.灼燒羊毛時(shí)會(huì)產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味
C.蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是肽類化合物
D.高溫滅菌的原理是加熱后使蛋白質(zhì)變性,從而使細(xì)菌死亡
【解析】皮膚中含有蛋白質(zhì),含有苯基的蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃色,所以濃HNO3濺在皮膚上,使皮膚呈黃色,是由于濃HNO3和蛋白質(zhì)發(fā)生顏色反應(yīng),故A正確; C.蛋白質(zhì)水解最終生成氨基酸,故C錯(cuò)誤;D.加熱能使蛋白質(zhì)變性,能殺菌消毒,故D正確
【答案】C
【變式訓(xùn)練】(2023秋·北京西城·高三北京十四中校考開學(xué)考試)新冠病毒是一種具有包膜的RNA病毒,包膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。核酸檢測(cè)就是檢測(cè)新冠病毒的RNA。下列說法不正確的是
A.核酸和蛋白質(zhì)都是生物大分子
B.核酸和蛋白質(zhì)都不能發(fā)生水解反應(yīng)
C.核酸中核苷酸之間通過磷酯鍵連接
D.一定濃度的含氯消毒液可使新冠病毒中的蛋白質(zhì)變性
【解析】A.蛋白質(zhì)、核酸都是由單體聚合形成的生物大分子,選項(xiàng)A正確;B.蛋白質(zhì)最終水解為氨基酸、核酸最終水解為核苷酸,均能發(fā)生水解反應(yīng),選項(xiàng)B不正確;C.所有的核酸都是核苷酸的多聚體,通過磷酸二酯鍵相連,選項(xiàng)C正確;D.次氯酸鈉等含氯消毒劑可用于殺死新冠病毒是因?yàn)樗鼈兌寄苁沟鞍踪|(zhì)變性,選項(xiàng)D正確;答案選B。
【答案】B
考向3 考查核酸的組成與結(jié)構(gòu)
例3.(2023春·湖北孝感·高三校聯(lián)考開學(xué)考試)核酸檢測(cè)和抗原檢測(cè)是抗擊新冠疫情中的有力手段。下列說法正確的是
A.部分抗原是蛋白質(zhì),因此是堿性物質(zhì)
B.DNA兩條鏈上的堿基通過共價(jià)鍵連接
C.蛋白質(zhì)抗原在高溫下仍然可以生效
D.核酸分子水解可以得到磷酸
【解析】A.蛋白質(zhì)既含有氨基,又含有羧基官能團(tuán),因此為兩性物質(zhì),故A錯(cuò)誤;B.DNA兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接,故B錯(cuò)誤;C.蛋白質(zhì)在高溫條件下會(huì)發(fā)生變性,性質(zhì)和功能發(fā)生改變,故C錯(cuò)誤;D.核酸水解的最終產(chǎn)物有磷酸,含氮堿基,五碳糖,故D正確;答案為D。
【答案】D
【變式訓(xùn)練】(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))同學(xué)們知道核酸采樣管中的紅色液體是什么嗎?它是一種樣本保護(hù)液。它們可以裂解蛋白,保護(hù)并釋放出核酸。其中胍鹽,是病毒核酸保存液的重要成分之一。胍是一元堿,堿性與氫氧化鈉相近。胍在堿性條件下不穩(wěn)定,易水解為氨和尿素。保存液的紅色是因?yàn)槠渲刑砑恿艘环N叫酚紅的指示劑,酚紅遇堿顯紅色。以下說法錯(cuò)誤的是
A.核酸和蛋白質(zhì)都是高分子化合物
B.核酸水解產(chǎn)物中含有磷酸,葡萄糖和堿基
C.尿素是一種重要的化肥,可以促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng),提高產(chǎn)量,但是也不要過度使用
D.我們常見的指示劑酚酞石蕊、甲基橙都是有機(jī)物
【答案】B
【解析】A.核酸和蛋白質(zhì)都是高分子化合物,A選項(xiàng)正確;B.核酸水解產(chǎn)物中含有磷酸,戊糖和堿基,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;C.化肥都不可以過度使用,C選項(xiàng)正確;D.我們常見的指示劑酚酞,石蕊,甲基橙都是有機(jī)物,D選項(xiàng)正確;故選B。
考點(diǎn)三 合成高分子
知識(shí)點(diǎn)1 高分子化合物的組成
1.概念
有機(jī)高分子化合物是由許多不分子化合物以共價(jià)鍵結(jié)合成的,相對(duì)分子質(zhì)量很大(通常在104以上)的一類化合物。
2.與有機(jī)高分子化合物相關(guān)的概念
【易錯(cuò)提醒】(1)高分子的合成是利用有機(jī)物相互反應(yīng)的性能,得到相對(duì)分子質(zhì)量較大的高分子的過程。
(2)聚合反應(yīng)得到的是分子長(zhǎng)短不一的混合物,所以有機(jī)高分子沒有固定的熔、沸點(diǎn)。
(3)因?yàn)榫酆衔锸腔旌衔铮詻]有固定的相對(duì)分子質(zhì)量。聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量=鏈節(jié)的相對(duì)式量×聚合度(n)。
3.高分子有機(jī)化合物與低分子有機(jī)物的區(qū)別
知識(shí)點(diǎn)2 高分子化合物的分類及性質(zhì)
1.高分子化合物的分類
(1)按來源分:天然高分子、合成高分子。
(2)按結(jié)構(gòu)分:線型高分子、體型高分子、支鏈型高分子。
(3)按性質(zhì)分:熱塑性高分子、熱固性高分子。
(4)按用途分:塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、黏合劑等。其中,塑料、合成纖維、合成橡膠又被稱為“三大合成材料”。
2.高分子化合物的基本性質(zhì)
(1)溶解性:線型高分子(如有機(jī)玻璃)能溶解在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中;網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子(如硫化橡膠)不溶于有機(jī)溶劑,只有一定程度的溶脹。
(2)熱塑性和熱固性:線型高分子具有熱塑性(如聚乙烯),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子具有熱固性(如電木、硫化橡膠)。
(3)強(qiáng)度:高分子材料強(qiáng)度一般比較大。
(4)電絕緣性:通常高分子材料電絕緣性良好。
知識(shí)點(diǎn)3 高分子化合物的合成方法
1.加成聚合反應(yīng)
(1)概念:由含有不飽和鍵的化合物分子以加成反應(yīng)的形式結(jié)合成高分子化合物的反應(yīng),簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。
(2)加聚反應(yīng)方程式的書寫
①乙烯的加聚:nCH2=CH2
②1,3-丁二烯的加聚:。
(3)聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量=鏈節(jié)的相對(duì)分子質(zhì)量×聚合度(n)。
(4)反應(yīng)特點(diǎn)
①單體分子中需有雙鍵、叁鍵等不飽和鍵,如烯、二烯、炔、醛等含不飽和鍵的化合物,加聚反應(yīng)只發(fā)生在不飽和鍵上。
②單體和聚合物組成相同,聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為單體相對(duì)分子質(zhì)量的整數(shù)倍。
③反應(yīng)只生成高聚物,沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生,原子利用率為100%。
④加成聚合物(簡(jiǎn)稱加聚物)結(jié)構(gòu)式的書寫:將鏈節(jié)寫在方括號(hào)內(nèi),聚合度n在方括號(hào)的右下角。
(5)巧斷加聚物的單體:已知加聚物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,可用下面介紹的“單雙鍵互換法”巧斷合成它的單體,其步驟是:
①首先去掉加聚物兩端的“”、“”。
②再將高分子鏈節(jié)中主鏈上的碳碳單鍵改為碳碳雙鍵,碳碳雙鍵改為碳碳單鍵。
③再?gòu)淖蟮接覚z查高分子鏈節(jié)中各碳原子的價(jià)鍵,把碳原子的價(jià)鍵超過4價(jià)的碳原子找出來。用“△”符號(hào)標(biāo)示出來。
④去掉不符合4價(jià)的碳原子間的價(jià)鍵(一般為雙鍵),即得合成該加聚物的單體。
【易錯(cuò)提醒】某些環(huán)狀化合物開環(huán)后可以相互結(jié)合,生成聚合物,如環(huán)氧乙烷的開環(huán)聚合該反應(yīng)也屬于加聚反應(yīng)。
2.縮合聚合反應(yīng)
(1)概念:由一種或一種以上的單體相互結(jié)合生成聚合物,同時(shí)有小分子生成的反應(yīng),簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)。得到的高分子稱為縮聚物。
(2)類型
①羥基酸縮聚,如HOCH2COOH的縮聚:。
HOOC(CH2)5OH的縮聚:。
②二元醇與二元酸縮聚,如乙二酸與乙二醇的縮聚:
。
己二酸與乙二醇的縮聚:
。
③氨基酸縮聚:
④二元酸與二胺縮聚:
⑤苯酚與甲醛的縮聚(酚醛樹脂):
3)反應(yīng)特點(diǎn)
①縮聚反應(yīng)的單體至少含有兩個(gè)官能團(tuán)(如—OH、—COOH、—NH2、—X及活潑氫原子等)或多官能團(tuán)的小分子。
②所得聚合物鏈節(jié)的化學(xué)組成與單體的化學(xué)組成不同。
③反應(yīng)除了生成聚合物外還生成小分子副產(chǎn)物,如H2O、HX等。
④僅含兩個(gè)官能團(tuán)的單體縮聚后生成的聚合物呈線型結(jié)構(gòu),含三個(gè)或三個(gè)以上官能團(tuán)的單體縮聚后的聚合物呈體型(網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)。
4)縮聚物單體的判斷方法
加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的比較
考向1 考查聚合反應(yīng)及單體的判斷
例1.(2023·山東·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))下列高分子材料說法錯(cuò)誤的是
A.合成橡膠( )沒有順反異構(gòu)體
B.高分子材料( )是由苯乙烯和丙烯腈通過加聚反應(yīng)合成
C.聚乙烯醇( )在水中有很好的溶解性
D.酚醛樹脂( )是由苯酚和甲醛通過縮聚反應(yīng)合成
【解析】A.存在順反異構(gòu)體,順式結(jié)構(gòu)為 和反式結(jié)構(gòu)為 ,故A錯(cuò)誤;B.由高分子結(jié)構(gòu)可知其單體是苯乙烯和丙烯腈,兩者通過加聚反應(yīng)可合成目標(biāo)高分子,故B正確;C.聚乙烯醇結(jié)構(gòu)含有n個(gè)羥基,羥基能與水形成氫鍵,因此在水中有很好的溶解性,故C正確;D.酚醛樹脂的單體是苯酚和甲醛,二者在酸性條件下通過縮聚反應(yīng)可合成得到酚醛樹脂,故D正確;故選A。
【答案】A
【變式訓(xùn)練】(2023·山東臨沂·統(tǒng)考二模)北京冬奧會(huì)吉祥物“冰墩墩”“雪容融”由PVC、ABS、PC和亞克力等環(huán)保材料制作而成。下列說法錯(cuò)誤的是
A.通過質(zhì)譜法測(cè)定PVC()的平均相對(duì)分子質(zhì)量,可得其聚合度
B.ABS的單體之一是丁二烯,其碳的百分含量和乙炔相同
C.PC()是一種可降解塑料
D.亞克力()的單體能使溴水褪色
【解析】A.單體的相對(duì)分子質(zhì)量為68,則聚合度等于,選項(xiàng)A正確;B.ABS的單體之一是丁二烯,分子式為C4H6,與乙炔的最簡(jiǎn)式不相同,其碳的百分含量和乙炔不相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.PC是一種可降解的聚碳酸酯類高分子材料,選項(xiàng)C正確;D.亞克力材料的單體是,名稱為甲基丙烯酸甲酯,能使溴水褪色,選項(xiàng)D正確;答案選B。
【答案】B
考向2 考查高分子材料及應(yīng)用
例2.(2023·江蘇徐州·統(tǒng)考三模)2022年世界杯官方用球“旅程”由聚氨酯材料通過熱粘合組合而成。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是
A.聚氨酯難溶于水B.聚氨酯穩(wěn)定性較好
C.聚氨酯屬于高分子化合物D.該聚氨酯分子為體型結(jié)構(gòu)
【解析】A.聚氨酯屬于高分子化合物,屬酯類難溶于水,故A正確;B.聚氨酯材料用于制作足球,說明該材料具有良好的穩(wěn)定性,故B正確;C.聚氨酯屬于聚合物,屬高分子化合物,故C正確;D.聚氨酯材料具有熱塑性,說明其分子結(jié)構(gòu)為線型,故D錯(cuò)誤;故選:D。
【答案】D
【變式材料】(2023春·河北邯鄲·高三校聯(lián)考開學(xué)考試)材料的發(fā)展是人類文明的里程碑。下列說法正確的是
A.生活中使用的材料都是有機(jī)高分子化合物B.人造絲和頭發(fā)絲的主要成分相同
C.塑料、橡膠等材料均為人工合成D.乙二酸與乙二醇可合成高分子材料
【解析】A.材料分為有機(jī)材料、無(wú)機(jī)非金屬材料和金屬材料等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.人造絲的主要成分是聚酯,而頭發(fā)絲的主要成分是蛋白質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.橡膠包括天然的和人工合成的,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.乙二酸與乙二醇可制備聚乙二酸乙二醇酯,D項(xiàng)正確;故選D。
【答案】D
1.(2023·浙江·統(tǒng)考高考真題)化學(xué)燙發(fā)巧妙利用了頭發(fā)中蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)頭發(fā)的“定型”,其變化過程示意圖如下。下列說法不正確的是
A.藥劑A具有還原性
B.①→②過程若有鍵斷裂,則轉(zhuǎn)移電子
C.②→③過程若藥劑B是,其還原產(chǎn)物為
D.化學(xué)燙發(fā)通過改變頭發(fā)中某些蛋白質(zhì)中鍵位置來實(shí)現(xiàn)頭發(fā)的定型
【答案】C
【解析】A.①→②是氫原子添加進(jìn)去,該過程是還原反應(yīng),因此①是氧化劑,具有氧化性,則藥劑A具有還原性,故A正確;B.①→②過程中S的價(jià)態(tài)由?1價(jià)變?yōu)?2價(jià),若有鍵斷裂,則轉(zhuǎn)移電子,故B正確;C.②→③過程發(fā)生氧化反應(yīng),若藥劑B是,則B化合價(jià)應(yīng)該降低,因此其還原產(chǎn)物為,故C錯(cuò)誤;D.通過①→②過程和②→③過程,某些蛋白質(zhì)中鍵位置發(fā)生了改變,因此化學(xué)燙發(fā)通過改變頭發(fā)中某些蛋白質(zhì)中鍵位置來實(shí)現(xiàn)頭發(fā)的定型,故D正確。綜上所述,答案為C。
2.(2023·海南·統(tǒng)考高考真題)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的顏色變化,可將化學(xué)抽象之美具體為形象之美。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.土豆片遇到碘溶液,呈藍(lán)色
B.蛋白質(zhì)遇到濃硫酸,呈黃色
C.溶液()中滴加乙醇,呈綠色
D.苯酚溶液()中滴加溶液(),呈紫色
【答案】B
【解析】A.土豆片中含有淀粉,淀粉遇到碘單質(zhì)會(huì)變藍(lán),A正確;B.結(jié)構(gòu)中含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸,呈黃色,B錯(cuò)誤;C.會(huì)被乙醇還原為三價(jià)鉻,呈綠色,C正確;D.苯酚遇到氯化鐵會(huì)有顯色反應(yīng),生成紫色的配合物,D正確;故選B。
3.(2023·浙江·高考真題)下列說法不正確的是
A.從分子結(jié)構(gòu)上看糖類都是多羥基醛及其縮合產(chǎn)物
B.蛋白質(zhì)溶液與濃硝酸作用產(chǎn)生白色沉淀,加熱后沉淀變黃色
C.水果中因含有低級(jí)酯類物質(zhì)而具有特殊香味
D.聚乙烯、聚氯乙烯是熱塑性塑料
【答案】A
【解析】A.從分子結(jié)構(gòu)上看糖類都是多羥基醛或酮及其縮合產(chǎn)物,故A錯(cuò)誤;B.某些含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)溶液與濃硝酸會(huì)因膠體發(fā)生聚沉產(chǎn)生白色沉淀,加熱后沉淀發(fā)生顯色反應(yīng)變?yōu)辄S色,故B正確;C.酯是易揮發(fā)而具有芳香氣味的有機(jī)化合物,所以含有酯類的水果會(huì)因含有低級(jí)酯類物質(zhì)而具有特殊香味,故C正確;D.聚乙烯、聚氯乙烯的是具有優(yōu)良性能的熱塑性塑料,故D正確;故選A。
4.(2022·重慶·統(tǒng)考高考真題)PEEK是一種特種高分子材料,可由X和Y在一定條件下反應(yīng)制得,相應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。下列說法正確的是
A.PEEK是純凈物
B.X與Y經(jīng)加聚反應(yīng)制得PEEK
C.X苯環(huán)上H被Br所取代,一溴代物只有一種
D.1mlY與H2發(fā)生加成反應(yīng),最多消耗6mlH2
【答案】C
【解析】A.PEEK是聚合物,屬于混合物,故A錯(cuò)誤;B.由X、Y和PEEK的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,X和Y發(fā)生連續(xù)的取代反應(yīng)得到PEEK,即X與Y經(jīng)縮聚反應(yīng)制得PEEK,故B錯(cuò)誤;C.X是對(duì)稱的結(jié)構(gòu),苯環(huán)上有1種環(huán)境的H原子,苯環(huán)上H被Br所取代,一溴代物只有一種,故C正確;D.Y中苯環(huán)和羰基都可以和H2發(fā)生加成反應(yīng),1ml Y與H2發(fā)生加成反應(yīng),最多消耗7ml H2,故D錯(cuò)誤;故選C。考點(diǎn)要求
考題統(tǒng)計(jì)
考情分析
生物大分子
2023海南卷第2題,2分
2022湖北卷第5題,3分
2021山東卷第7題,2分
一、分析近三年全國(guó)高考試題,高考命題在本講有以下規(guī)律,從考查題型和內(nèi)容上看,高考命題以選擇題和非選擇題呈現(xiàn),考查內(nèi)容主要有以下兩個(gè)方面:
(1)考查生物大分子的性質(zhì)及應(yīng)用。
(2)高分子化合物一般考查聚合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、單體和鏈節(jié)與聚合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
二、根據(jù)高考命題的特點(diǎn)和規(guī)律,復(fù)習(xí)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面:
1.生物大分子的性質(zhì)及應(yīng)用。
2.高分子化合物一般考查聚合物的組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、單體和鏈節(jié)與聚合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系
合成高分子
2023北京卷第9題,3分
2022北京卷第11題,3分
2021北京第卷11題,3分
名稱
分子式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
官能團(tuán)
葡萄糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH、—CHO
果糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)3COCH2OH
、—OH
核糖
C5H10O5
CH2OH(CHOH)3CHO
—OH、—CHO
脫氧核糖
C5H10O4
CH2OH(CHOH)2CH2CHO
—OH、—CHO
蔗糖
麥芽糖
分子式
C12H22O11
C12H22O11
分子結(jié)構(gòu)
分子中無(wú)醛基
分子中有醛基
互為同分異構(gòu)體,都是二糖
化學(xué)性質(zhì)
水解生成葡萄糖和果糖
水解生成葡萄糖
非還原性糖,與銀氨溶液或新制的Cu(OH)2不反應(yīng)
還原性糖,與銀氨溶液或新制的Cu(OH)2反應(yīng)
鑒別方法
向其溶液中分別加入銀氨溶液,水浴加熱,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的是麥芽糖,不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的是蔗糖(也可用新制的氫氧化銅鑒別)
現(xiàn)象A
現(xiàn)象B
結(jié)論
①
未出現(xiàn)銀鏡
溶液變成藍(lán)色
淀粉尚未水解
②
出現(xiàn)銀鏡
溶液變成藍(lán)色
淀粉部分水解
③
出現(xiàn)銀鏡
溶液不變藍(lán)色
淀粉完全水解
物質(zhì)
核糖核酸(RNA)
脫氧核糖核酸(DNA)
元素組成
C、H、O、N、P
基本組成單位
核糖核苷酸(4種)
脫氧核糖核苷酸(4種)
化學(xué)
組成
戊糖
核糖
脫氧核糖
堿基
U(尿嘧啶)
T(胸腺嘧啶)
A(腺嘌呤)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)
磷酸
相同
一般結(jié)構(gòu)
由一條核糖核苷酸鏈構(gòu)成
由兩條脫氧核糖核苷酸鏈構(gòu)成
分布
主要在細(xì)胞質(zhì)中
主要在細(xì)胞核中
概念
定義
示例
單體
能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)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(xué)組成相同、可重復(fù)的最小單位
聚合度
高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目,通常用n表示
聚合物
由單體聚合形成的相對(duì)分子質(zhì)量較大的化合物
有機(jī)高分子化合物
低分子有機(jī)物
相對(duì)分子質(zhì)量
很大(通常104~106)
1000以下
相對(duì)分子質(zhì)量的數(shù)值
平均值
有明確的數(shù)值
分子的基本結(jié)構(gòu)
由若干個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成
單一分子結(jié)構(gòu)
性質(zhì)
在物理、化學(xué)性質(zhì)上有較大差異
聯(lián)系
以低分子有機(jī)物為原料,經(jīng)聚合反應(yīng)得到各種相對(duì)分子質(zhì)量不等的同系物組成的混合物,也稱為聚合物
步驟
第一步
第二步
第三步
方法
采用“切割法”去掉縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中的方括號(hào)與“n”,變?yōu)樾》肿?br>斷開分子中的肽鍵或酯基
在斷開的羰基碳原子上連接—OH,在氧或氮原子上連接—H,還原為單體小分子
實(shí)例
類別
加聚反應(yīng)
縮聚反應(yīng)
單體
特征
含不飽和鍵
(如)
至少含兩個(gè)特征官能團(tuán)
(如—OH、、—NH2)
單體種類
含碳碳雙鍵或碳碳三鍵的有機(jī)物或環(huán)狀有機(jī)物等
酚和醛,二元醇、二元酸、氨基酸
聚合方式
通過不飽和鍵、破環(huán)加成
通過縮合脫去小分子而連接
聚合物
特征
高聚物與單體具有相同的組成
高聚物和單體具有不同的組成
產(chǎn)物
只產(chǎn)生高聚物
高聚物和小分子
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