2021高考化学一轮复习 第11章 有机化学基础 第4节 生命中的基础有机物 合成高分子教学案 新人

1第四节生命中的基础有机物合成高分子考纲定位要点网络1.了解糖类、油脂、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、油脂、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。生命中的基础有机化学物质1．糖类(1)糖类的概念和分类①概念：从分子结构上看，糖类可定义为多羟基醛、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，所以糖类也叫“碳水化合物”。③分类注意：①糖类的通式不一定均为Cm(H2O)n，如鼠李糖的分子式为C6H12O5，符合Cm(H2O)n的有机物不一定为糖类，如乙酸C2H4O2。②糖类不一定甜，如淀粉；甜的物质不一定是糖类，如糖精。(2)单糖——葡萄糖、果糖①组成和分子结构名称分子式结构简式官能团二者2关系葡萄糖C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO—OH、—CHO同分异构体果糖C6H12O6CH2OH(CHOH)3COCH2OH、—OH②葡萄糖的化学性质a．还原性：能与新制Cu(OH)2悬浊液和银氨溶液反应。b．加成反应：与H2发生加成反应生成己六醇。c．酯化反应：葡萄糖含有醇羟基，能与羧酸发生酯化反应。d．发酵生成乙醇：由葡萄糖发酵制乙醇的化学方程式为C6H12O6――→酒化酶2C2H5OH＋2CO2↑。(3)二糖——蔗糖与麦芽糖①相同点a．组成相同，分子式均为C12H22O11，二者互为同分异构体。b．能发生水解反应。②不同点a．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Cu(OH)2悬浊液。b．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C12H22O11＋H2O―――→稀硫酸,C6H12O6＋C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖；C12H22O11＋H2O―――→酸或酶2C6H12O6麦芽糖葡萄糖。(4)多糖——淀粉与纤维素①相同点a．都属于高分子化合物，分子式都可表示为(C6H10O5)n。b．都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为(C6H10O5)n＋nH2O―――→酸或酶nC6H12O6淀粉葡萄糖；(C6H10O5)n＋nH2O―――→酸或酶nC6H12O6纤维素葡萄糖。c．都不能发生银镜反应。3②不同点a．通式中n值不同；b．淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。2．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，其结构可表示为(2)分类(3)物理性质①油脂一般不溶于水，密度比水小。②天然油脂都是混合物，没有恒定的熔、沸点。a．含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈液态。b．含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯常温下一般呈固态。(4)化学性质①油脂的氢化(油脂的硬化)经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为②水解反应(以硬脂酸甘油酯为例写出化学方程式)a．酸性条件——制高级脂肪酸4b．碱性条件——皂化反应3．氨基酸、蛋白质(1)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5丙氨酸丙氨酸多种氨基酸分子间脱水以肽键相互结合，可形成蛋白质。(2)蛋白质的结构与性质①组成与结构a．蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。b．蛋白质是由氨基酸组成的，通过缩聚反应产生，蛋白质属于天然有机高分子化合物。②性质a．水解：在酸、碱或酶的作用下最终水解生成氨基酸。b．两性：具有氨基酸的性质。c．盐析：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]溶液后，可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，为可逆过程，可用于分离和提纯蛋白质。d．变性：加热、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸等)会使蛋白质变性，属于不可逆过程。可用于消毒、灭菌等。e．颜色反应：含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色，该性质可用于蛋白质的检验。f．蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。(3)酶①绝大多数酶是一种蛋白质，易变性。②酶是一类生物催化剂，催化作用具有以下特点：a．条件温和、不需加热；b．具有高度的专一性；c．具有高效催化作用。4．糖类、油脂、蛋白质的用途6命题点1基本营养物质的结构、性质及应用1．判断下列说法正误(正确打“√”，错误打“×”)(1)淀粉水解制葡萄糖不属于取代反应。()(2)油脂与浓NaOH反应制高级脂肪酸钠不属于取代反应。()(3)木材纤维和土豆淀粉遇碘水均显蓝色。()(4)食用花生油和鸡蛋清都能发生水解反应。()(5)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。()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×(7)×2．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[答案]A3．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，观察是否有红色沉淀生成C[A项，饱和Na2SO4溶液可使蛋白质发生盐析，而在紫外线、CuSO4溶液、福尔马林等作用下，蛋白质均会发生变性；B项，油脂相对分子质量较小，不属于高分子化合物；C项，氨基酸含有氨基、羧基，可发生取代、缩聚反应，可生成二肽、多肽或蛋白质；D项，淀粉是在酸性条件下水解，葡萄糖和新制Cu(OH)2悬浊液反应必须在碱性条件下，所以要用新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖时要先中和酸，否则无法成功。]4．(2019·皖南八校联考)我国科学家在全球率先发现了有效治疗Ⅱ型糖尿病的神奇分子——非肽类分子激动剂(代号为Boc5，化学式为C54H52N4O16S2)，它的神奇之处在于能模拟人体内的某些大分子，促进人体的胰岛素分泌，发挥对血糖的调节作用，这一发现将为千百万Ⅱ型糖尿病患者解除病痛。下列有关说法正确的是()7A．Boc5中一定不含B．葡萄糖、麦芽糖、蔗糖均能与新制氢氧化铜反应生成Cu2OC．Boc5是高分子化合物D．糖类的通式均满足(CH2O)n[答案]A命题点2氨基酸的两性与缩合、缩聚5．(2016·天津高考)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[答案]A6．已知氨基酸可发生如下反应：＋HNO2―→＋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：____________________________________________________________________________________________。(4)和甘氨酸()缩合可形成________种二肽。(5)分别与盐酸和NaOH溶液反应的离子方程式为__________________________________________________________，8___________________________________________________________。[解析]根据题意氨基酸与HNO2作用生成羟基酸，故C为，根据D、E的相对分子质量可确定C的脱水原理。(4)相同氨基酸间脱水各形成1种二肽，不同氨基酸间脱水形成2种二肽，共4种。[答案](1)(4)4氨基酸分子之间的缩合与缩聚反应(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(相同分子之间形成2种，不同分子之间形成2种)。9(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有机高分子及其合成1．有机高分子的组成与结构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。(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。如的单体为。(2)链节：高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位。如的链节为。(3)聚合度：高分子链中含有链节的数目。如合成聚乙烯CH2—CH2的单体为CH2===CH2，链节为—CH2CH2—，聚合度为n。2．高分子材料的分类及性质10高分子化合物――→根据来源天然高分子化合物，如淀粉。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，如酚醛树脂高分子材料传统高分子材料塑料合成纤维合成橡胶新型高分子材料功能高分子材料复合材料(3)纤维天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等化学纤维人造纤维：如人造丝、人造棉等合成纤维：如“六大纶”：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶3．有机高分子的合成反应——加聚反应与缩聚反应(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加聚反应类型11a．聚乙烯类(塑料纤维)：――→催化剂(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。b．聚1,3­丁二烯类(橡胶)：nCH2===――→催化剂(—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――→催化剂。d．聚乙炔类：――→催化剂(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。(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缩聚反应类型a．聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOH催化剂nHOCH2—CH2—COOH催化剂b．聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚12nH2N—CH2COOH――→催化剂＋(n－1)H2O。nH2NCH2COOH＋――→催化剂c．酚醛树脂类命题点1高分子的结构与性质1．(2019·太原模拟)下列说法不正确的是()A．高吸水性树脂属于功能高分子材料B．食品包装袋、食物保鲜膜等材料的主要成分是聚乙烯C．人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物D．高分子化合物的结构大致可以分为线型结构、支链型结构和网状结构三类C[A项，高吸水性树脂属于功能高分子材料，正确；B项，食品包装袋、食物保鲜膜的成分是聚乙烯，正确；C项，光导纤维的