2025版高考化學一輪復習第9章第5節(jié)生命中的基礎有機化學物質合成高分子化合物教學案新人教版

PAGE19-第五節(jié)生命中的基礎有機化學物質合成高分子化合物考綱定位核心素養(yǎng)1.了解糖類、油脂、氨基酸和蛋白質的組成、結構特點、主要化學性質及應用。2．了解糖類、油脂、氨基酸和蛋白質在生命過程中的作用。3．了解合成高分子的組成與結構特點。能依據簡潔合成高分子的結構分析其鏈節(jié)和單體。4．了解加聚反應和縮聚反應的含義。5．了解合成高分子在高新技術領域的應用以及在發(fā)展經濟、提高生活質量方面中的貢獻。1.宏觀辨識——辨別相識生命中的基礎有機物和生活中的高分子材料的性質和應用，形成“性質確定應用”的觀念。2．微觀探析——從組成、結構相識養(yǎng)分物質、高分子化合物的微觀結構，且理解他們的性質，形成“結構確定性質”和“性質反映結構”的觀念。3．社會責任——通過高分子材料的合成等了解化學對社會發(fā)展的重大貢獻；通過分析高分子材料的利弊建立可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念，并能對與此有關的社會熱點問題做出正確的價值推斷?？键c一|生命中的基礎有機化學物質1．糖類(1)糖類的概念和分類①概念：從分子結構上看，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：主要包含C、H、O三種元素。大多數(shù)糖類化合物的通式為Cn(H2O)m，所以糖類也叫碳水化合物。③分類提示：糖類的通式不肯定均為Cn(H2O)m，如鼠李糖的分子式為C6H12O5，符合Cn(H2O)m的有機物不肯定為糖類，如乙酸C2H4O2。(2)單糖—葡萄糖、果糖①組成和分子結構名稱分子式結構簡式官能團二者關系葡萄糖C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO—OH、—CHO同分異構體果糖C6H12O6CH2OH(CHOH)3COCH2OH②葡萄糖的化學性質a．還原性：能與新制Cu(OH)2懸濁液和銀氨溶液反應。b．加成反應：與H2發(fā)生加成反應生成己六醇。c．酯化反應：葡萄糖含有醇羥基，能與羧酸發(fā)生酯化反應。d．發(fā)酵生成乙醇：由葡萄糖發(fā)酵制乙醇的化學方程式為C6H12O6eq\o(→,\s\up14(酒化酶))2C2H5OH＋2CO2↑。(3)二糖——蔗糖與麥芽糖①相同點a．組成相同，分子式均為C12H22O11，二者互為同分異構體。b．能發(fā)生水解反應。②不同點a．官能團不同：蔗糖分子中不含醛基，麥芽糖分子中含有醛基，能發(fā)生銀鏡反應，能還原新制Cu(OH)2懸濁液。b．水解產物不同：蔗糖和麥芽糖發(fā)生水解反應的化學方程式分別為(4)多糖——淀粉與纖維素①相同點a．都屬于高分子化合物，分子式都可表示為(C6H10O5)n。b．都能發(fā)生水解反應，反應的化學方程式分別為c．都不能發(fā)生銀鏡反應。②不同點a．通式中n值不同；b．淀粉遇碘呈現(xiàn)特別的藍色。2．油脂(1)組成和結構油脂是高級脂肪酸與甘油形成的酯，由C、H、O三種元素組成，其結構可表示為(2)分類(3)物理性質①油脂一般不溶于水，密度比水小。②自然油脂都是混合物，沒有恒定的熔、沸點。a．含不飽和脂肪酸成分較多的甘油酯常溫下一般呈液態(tài)。b．含飽和脂肪酸成分較多的甘油酯常溫下一般呈固態(tài)。(4)化學性質①油脂的氫化(油脂的硬化)經硬化制得的油脂叫人造脂肪，也稱硬化油。如油酸甘油酯與H2發(fā)生加成反應的化學方程式為②水解反應(以硬脂酸甘油酯為例寫出化學方程式)3．氨基酸、蛋白質(1)氨基酸的結構與性質①氨基酸的組成和結構：氨基酸是羧酸分子烴基上的氫原子被氨基取代的化合物。官能團為—COOH和—NH2。α-氨基酸結構簡式可表示為。②氨基酸的化學性質a．兩性(以為例)與鹽酸反應的化學方程式：b．成肽反應多種氨基酸分子間脫水以肽鍵相互結合，可形成蛋白質。(2)蛋白質的結構與性質①組成與結構a．蛋白質含有C、H、O、N、S等元素。b．蛋白質是由氨基酸組成的，通過縮聚反應產生，蛋白質屬于自然有機高分子化合物。②性質a．水解：在酸、堿或酶的作用下最終水解生成氨基酸。b．兩性：具有氨基酸的性質。c．鹽析：向蛋白質溶液中加入某些濃的無機鹽[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]溶液后，可以使蛋白質的溶解度降低而從溶液中析出，為可逆過程，可用于分別和提純蛋白質。d．變性：加熱、紫外線、X射線、強酸、強堿、重金屬鹽、一些有機物(甲醛、酒精、苯甲酸等)會使蛋白質變性，屬于不行逆過程?？捎糜谙尽缇?。e．顏色反應：含有苯環(huán)的蛋白質遇濃硝酸變黃色，該性質可用于蛋白質的檢驗。f．蛋白質灼燒有燒焦羽毛的氣味。(3)酶①絕大多數(shù)酶是一種蛋白質，易變性。②酶是一種生物催化劑，催化作用具有以下特點：a．條件溫柔，不需加熱；b．具有高度的專一性；c．具有高效催化作用。4．糖類、油脂、蛋白質的用途eq\o([應用體驗])正誤推斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)糖類、油脂、蛋白質均只含有C、H、O三種元素。 ()(2)葡萄糖可以發(fā)生酯化反應和加氫還原反應。 ()(3)淀粉和纖維素的通式均為(C6H10O5)n，二者互為同分異構體。 ()(4)糖類、油脂、蛋白質都是高分子化合物，都能發(fā)生水解反應。 ()(5)植物油能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色是因為油中含有雙鍵。 ()(6)高溫消毒、酒精消毒的原理是使蛋白質變性。 ()(7)纖維素在人體內可水解為葡萄糖，故可用作人體的養(yǎng)分物質。 ()(8)酯類物質在堿性條件的水解反應稱為皂化反應。 ()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)×⊙考法1基本養(yǎng)分物質的組成、結構、性質及應用1．下列說法正確的是()A．木材纖維和土豆淀粉遇碘水均顯藍色B．利用糧食釀酒經驗了淀粉→葡萄糖→乙醇的化學改變的過程C．向兩份蛋白質溶液中分別滴加飽和NaCl溶液和CuSO4溶液，均有固體析出，此固體加水均溶解D．氯水和乙醇溶液殺菌消毒的原理相同B[A項，木材纖維遇I2不變藍；C項，CuSO4使蛋白質變性，蛋白質失去活性，不再溶于水中；D項，氯水為氧化消毒，乙醇是變性消毒，原理不同。]2．為檢驗淀粉水解的狀況，進行如下圖所示的試驗，試管甲和丙均用60～80℃的水浴加熱5～6min，試管乙不加熱。待試管甲中的溶液冷卻后再進行后續(xù)試驗。試驗1：取少量甲中溶液，加入新制氫氧化銅懸濁液，加熱，沒有磚紅色沉淀出現(xiàn)。試驗2：取少量乙中溶液，滴加幾滴碘水，溶液變?yōu)樗{色，但取少量甲中溶液做此試驗時，溶液不變藍色。試驗3：取少量丙中溶液加入NaOH溶液調整至堿性，再滴加碘水，溶液顏色無明顯改變。下列結論錯誤的是()A．淀粉水解須要在催化劑和肯定溫度下進行B．欲檢驗淀粉是否完全水解，最好在冷卻后的水解液中干脆加碘C．欲檢驗淀粉的水解產物具有還原性，可在水解液中加入新制氫氧化銅懸濁液并加熱D．若用唾液代替稀硫酸，則試驗1可能出現(xiàn)預期的現(xiàn)象C[試驗甲與乙、甲與丙都是比照試驗，前者探究溫度的影響，后者探究催化劑的影響，通過比照試驗可知A正確；因為I2可與NaOH發(fā)生反應I2＋2NaOH=NaI＋NaIO＋H2O，故用I2檢驗淀粉時，不能有NaOH存在，B正確；用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗水解產物的還原性時，必需在堿性環(huán)境中進行，故在水解液中先加NaOH中和稀硫酸至堿性后，再加入新制Cu(OH)2懸濁液并加熱，C錯誤；若用唾液代替稀硫酸，則不必加堿中和，干脆加入新制Cu(OH)2懸濁液，加熱即可出現(xiàn)預期現(xiàn)象，D正確。]3．下列說法正確的是()A．在紫外線、飽和Na2SO4、CuSO4溶液、福爾馬林等作用下，蛋白質均會發(fā)生變性B．油脂屬于高分子化合物，是混合物C．在肯定條件下，氨基酸之間能發(fā)生反應，合成更加困難的化合物D．檢驗淀粉在稀硫酸催化條件下水解產物的方法是：取適量水解液于試管中，加入少量新制Cu(OH)2懸濁液，加熱，視察是否有紅色沉淀生成C[A項，飽和Na2SO4溶液可使蛋白質發(fā)生鹽析，而在紫外線、CuSO4溶液、福爾馬林等作用下，蛋白質均會發(fā)生變性；B項，油脂相對分子質量較小，不屬于高分子化合物；C項，氨基酸含有氨基、羧基，可發(fā)生取代、縮聚反應，可生成二肽、多肽或蛋白質；D項，淀粉是在酸性條件下水解，葡萄糖和新制Cu(OH)2懸濁液反應必需在堿性條件下，所以要用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗葡萄糖時要先中和酸，否則無法勝利。]4．直鏈型的不飽和油酸(C17H33COOH)與蔗糖反應可以制得非自然油脂，其反應示意圖如下所示(注：圖的反應式不完整)：則下列說法不正確的是()A．甘油和蔗糖在肯定條件下都可以發(fā)生消去反應B．自然油脂、蔗糖、非自然油脂都能發(fā)生水解反應C．該非自然油脂與氫氧化鈉溶液共熱，可以發(fā)生皂化反應，水解后的產物可與溴的四氯化碳溶液反應D．植物油、非自然油脂都可以與H2發(fā)生加成反應C[非自然油脂不屬于油脂，即在堿性條件下的水解反應不是皂化反應。]eq\o([思維建模]推斷淀粉水解程度試驗模板)留意：①檢驗部分水解剩余淀粉時必需干脆取水解液。②檢驗水解生成的葡萄糖時，水解液必需加NaOH至堿性再加新制Cu(OH)2懸濁液或銀氨溶液檢驗?！芽挤?氨基酸的兩性與縮合縮聚5．已知氨基酸可發(fā)生如下反應：且已知：D、E的相對分子質量分別為162和144，可發(fā)生物質轉化關系，如下圖所示：(1)寫出B、D的結構簡式：B_____________________________、D_______________________________________________________。(2)寫出C→E的化學方程式：_____________________________________________________________________________________________。(3)寫出C→D的化學方程式：___________________________________________________________________________________________。(4)縮合可形成________種二肽。(5)分別與鹽酸和NaOH溶液反應的離子方程式為______，___________________________________________________________。解析：依據題意氨基酸與HNO2作用生成羥基酸，故C為，依據D、E的相對分子質量可確定C的脫水原理。(4)相同氨基酸間脫水各形成1種二肽，不同氨基酸間脫水形成2種二肽，共4種。答案：(1)eq\o([思維建模]氨基酸分子之間的縮合與縮聚反應)(1)2種不同氨基酸脫水可形成4種二肽(相同分子之間形成2種，不同分子之間形成2種)。(2)分子間或分子內脫水成環(huán)考點二|有機高分子及其合成1．有機高分子化合物的組成和結構(1)單體：能夠進行聚合反應形成高分子化合物的低分子化合物。(2)鏈節(jié)：高分子化合物中化學組成相同、可重復的最小單位。(3)聚合度：高分子鏈中含有鏈節(jié)的數(shù)目。如合成聚乙烯CH2—CH2的單體為CH2=CH2，鏈節(jié)為—CH2CH2—，聚合度為n。2．高分子材料的分類及性質3．合成方法(1)加聚反應③混合加聚類：兩種或兩種以上單體加聚⊙考法1高分子的結構與性質1．(2024·沈陽模擬)下列對聚丙烯的描述，錯誤的是()A．聚丙烯的分子長鏈是由C—C鍵連接而成的B．聚丙烯的分子長鏈上有支鏈C．聚丙烯的結構簡式為D．等質量的聚丙烯和丙烯充分燃燒時，耗氧量：前者大于后者D[聚丙烯與丙烯的原子組成比相同，等質量時燃燒耗O2量相同。]2．(2024·太原模擬)下列說法不正確的是()A．高吸水性樹脂屬于功能高分子材料B．食品包裝袋、食物保鮮膜等材料的主要成分是聚乙烯C．人造纖維、合成纖維和光導纖維都是有機高分子化合物D．高分子化合物的結構大致可以分為線型結構、支鏈型結構和網狀結構三類C[A項，高吸水性樹脂屬于功能高分子材料，正確；B項，食品包裝袋、食物保鮮膜的成分是聚乙烯，正確；C項，光導纖維的成分是SiO2，屬于無機物，錯誤；D項，高分子化合物的結構大致可以分為線型結構、支鏈型結構和網狀結構三類，正確。]⊙考法2高分子的合成與單體的推斷3．關于下列三種常見高分子材料的說法正確的是()A．順丁橡膠、滌綸和酚醛樹脂都屬于自然高分子材料B．順丁橡膠的單體結構簡式為CH3—C≡C—CH3C．滌綸是對苯二甲酸和乙二醇通過縮聚反應得到的D．酚醛樹脂的單體是苯酚和甲醇C[A項，三種高分子均不是自然的；B項，順丁橡膠的單體為CH2=CH—CH=CH2；D項，酚醛樹脂的單體為苯酚和甲醛。]4．填寫下列單體或高分子化合物的結構簡式。(1)CH2=CH—CN的聚合物為________。(2)CH2=CH—CH=CH2的聚合物為________。(3)的單體為___________________________________________________________。(4)________的單體是和HO(CH2)2OH。(5)的單體是________。(6)的單體是________和________。答案：(1)eq\o([思維建模]依據高分子結構找單體的思維模板)課堂反饋真題體驗1．(2024·全國卷Ⅰ，T8，有改動)下列說法錯誤的是()A．蔗糖、果糖和麥芽糖均為雙糖B．酶大都是一類具有高選擇催化性能的蛋白質C．植物油含不飽和脂肪酸酯，能使Br2/CCl4褪色D．淀粉和纖維素水解的最終產物均為葡萄糖A[果糖為單糖，A項錯誤；酶大都是一種蛋白質，具有較高活性和選擇性，B項正確；植物油中含有碳碳雙鍵，能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應，從而使之褪色，C項正確；淀粉和纖維素水解的最終產物均為葡萄糖，D項正確。]2．(2024·全國卷Ⅱ，T7)下列說法錯誤的是()A．糖類化合物也可稱為碳水化合物B．維生素D可促進人體對鈣的汲取C．蛋白質是僅由碳、氫、氧元素組成的物質D．硒是人體必需的微量元素，但不宜攝入過多C[A對：糖類化合物可稱為碳水化合物。B對：維生素D可促進人體對鈣的汲取。C錯：蛋白質中肯定含有碳、氫、氧、氮元素，有些蛋白質還含硫、磷等元素。D對：硒是人體必需的微量元素，但是微量元素的攝取不宜過多。]3．(2024·全國卷Ⅱ，T36節(jié)選)以葡萄糖為原料制得的山梨醇(A)和異山梨醇(B)都是重要的生物質轉化平臺化合物。E是一種治療心絞痛的藥物。由葡萄糖為原料合成E的路途如下：回答下列問題：(1)葡萄糖的分子式為________。(2)A中含有的官能團的名稱為________________________________。(3)由B到C的反應類型為____________________________________。(4)C的結構簡式為__________________________________________。(5)由D到E的反應方程式為_____________________________________________________________________________________________。解析：(1)葡萄糖是一種重要的單糖，其分子式為C6H12O6。(2)依據A的結構簡式可知A中含有的官能團為羥基。(3)由B和C的結構簡式可知該反應為酯化反應或取代反應。(4)由C的分子式可知，B中只有一個羥基發(fā)生取代反應，因此可得C的結構簡式。(5)在NaOH溶液作用下發(fā)生水解反應生成和CH3COONa，其化學方程式為＋NaOH→＋CH3COONa。答案：(1)C6H12O6(2)羥基(3)取代反應(4)(5)4．(2024·全國卷Ⅰ)秸稈(含多糖類物質)的綜合利用具有重要的意義。下面是以秸稈為原料合成聚酯類高分子化合物的路途：回答下列問題：(1)下列關于糖類的說法正確的是________。(填標號)a．糖類都有甜味，具有CnH2mOm的通式b．麥芽糖水解生成互為同分異構體的葡萄糖和果糖c．用銀鏡反應不能推斷淀粉水解是否完全d．淀粉和纖維素都屬于多糖類自然高分子化合物(2)B生成C的反應類型為________。(3)D中的官能團名稱為________，D生成E的反應類型為________。(4)F的化學名稱是________，由F生成G的化學方程式為________。(5)具有一種官能團的二取代芳香化合物W是E的同分異構體，0.5molW與足量碳酸氫鈉溶液反應生成44gCO2，W共有________種(不含立體異構)，其中核磁共振氫譜為三組峰的結構簡式為________。(6)參照上述合成路途，以(反，反)-2,4-己二烯和C2H4為原料(無機試劑任選)，設計制備對苯二甲酸的合成路途_________________________________________________________________________________________________________________