2025版高考化学一轮复习第2部分有机化学基础第4单元生命活动的物质基础合成高分子化合物教案苏教版选修

PAGE15-生命活动的物质基础合成高分子化合物考纲定位核心素养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。能依据简洁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。1.宏观辨识——辨别相识生命中的基础有机物和生活中的高分子材料的性质和应用，形成“性质确定应用”的观念。2.微观探析——从组成、结构相识养分物质、高分子化合物的微观结构，且理解他们的性质，形成“结构确定性质”和“性质反映结构”的观念。3.社会责任——通过高分子材料的合成等了解化学对社会发展的重大贡献；通过分析高分子材料的利弊建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值推断。考点一|生命活动的物质基础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Cn(H2O)m，所以糖类也叫碳水化合物。③分类提示：糖类的通式不肯定均为Cn(H2O)m，如鼠李糖的分子式为C6H12O5，符合Cn(H2O)m的有机物不肯定为糖类，如乙酸C2H4O2。(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关系葡萄糖C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO—OH、—CHO同分异构体果糖C6H12O6CH2OH(CHOH)3COCH2OHeq\a\vs4\al(,、—OH)②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C6H12O6eq\o(→,\s\up10(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＋H2Oeq\o(→,\s\up10(稀硫酸))C6H12O6＋C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖；C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up10(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＋nH2Oeq\o(→,\s\up10(酸或酶))nC6H12O6淀粉葡萄糖；(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up10(酸或酶))nC6H12O6纤维素葡萄糖。c．都不能发生银镜反应。②不同点a．通式中n值不同；b．淀粉遇碘呈现特别的蓝色。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自然油脂都是混合物，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b．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，蛋白质属于自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，可用于分别和提纯蛋白质。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，属于不行逆过程。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酶是一种生物催化剂，催化作用具有以下特点：a．条件温柔，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、蛋白质的用途考法1糖类、油脂和蛋白质的组成、结构与性质及应用1．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．在肯定条件下，氨基酸之间能发生反应，合成更加困难的化合物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，视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悬浊液反应必需在碱性条件下，所以要用新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖时要先中和酸，否则无法胜利。]考法2氨基酸的两性与缩合缩聚2．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：_____________________________________________________________________________________。(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__________________________________________________________，___________________________________________________________。解析：依据题意氨基酸与HNO2作用生成羟基酸，故C为，依据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。eq\a\vs4\al([思维建模]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)。(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考点二|有机高分子及其合成1．有机高分子化合物的组成和结构(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、可重复的最小单位。(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eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(1))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(高,分,子,化,合,物))eq\o(→,\s\up10(依据来源))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然高分子化合物,\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(合成,高分,子化,合物))\o(→,\s\up10(按结构))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(线型结构：\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(具有热塑性，,如低压聚乙烯)),支链型结构：\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(具有热塑性，,如高压聚乙烯)),网状结构：\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(具有热固性，,如酚醛树脂))))))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(2))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(高分子材料))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(传统高分子材料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(塑料,合成纤维,合成橡胶)),新型高分子材料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(功能高分子材料,复合材料))))(3)纤维的分类纤维eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等,化学纤维\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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．合成方法(1)加聚反应①聚乙烯类(塑料纤维)：(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。②聚1,3­丁二烯类(橡胶)：eq\o(→,\s\up10(催化剂))(—R为—H、—Cl、—CH3等)。③混合加聚类：两种或两种以上单体加聚如：nCH2=CH—CH=CH2＋nCH2=CH—CNeq\o(→,\s\up10(催化剂))。④聚乙炔类：nCH≡eq\o(→,\s\up10(催化剂))(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。(2)缩聚反应①聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚nHOCH2—CH2OH＋nHOOC—COOHeq\o(,\s\up10(催化剂))nHOCH2—CH2—COOHeq\o(,\s\up10(催化剂))。②聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚nH2N—CH2COOHeq\o(→,\s\up10(催化剂))HOH＋(n－1)H2O。nH2NCH2COOH＋eq\o(→,\s\up10(催化剂))OH＋(2n－1)H2O。③酚醛树脂类考法1高分子的结构与性质1．(2024·沈阳模拟)下列对聚丙烯的描述，错误的是()A．聚丙烯的分子长链是由C—C键连接而成的B．聚丙烯的分子长链上有支链C．聚丙烯的结构简式为D．等质量的聚丙烯和丙烯充分燃烧时，耗氧量：前者大于后者D[聚丙烯与丙烯的原子组成比相同，等质量时燃烧耗O2量相同。]2．(2024·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，光导纤维的成分是SiO2，属于无机物，错误；D项，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，正确。]考法2高分子的合成与单体的推断3．关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是()A．顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于自然高分子材料B．顺丁橡胶的单体结构简式为CH3—C≡C—CH3C．涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的D．酚醛树脂的单体是苯酚和甲醇C[A项，三种高分子均不是自然的；B项，顺丁橡胶的单体为CH2=CH—CH=CH2；D项，酚醛树脂的单体为苯酚和甲醛。]4．填写下列单体或高分子化合物的结构简式。(1)CH2=CH—CN的聚合物为________。(2)CH2=CH—CH=CH2的聚合物为________。(3)的单体为_______________________________________________________。(4)________的单体是和HO(CH2)2OH。(5)的单体是________。(6)的单体是________和________。(6)H2N—CH2—COOHH2N—CH2CH2—COOHeq\a\vs4\al([思维建模]依据高分子结构找单体的思维模板)(1)加聚产物：⇒CHCH2、CH2=CH—CH=CH2。(2)缩聚产物：⇒HOOCCOOH、HOCH2CH2OH。课堂反馈真题体验1．(2024·全国卷Ⅱ，T36节选)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成E的路途如下：回答下列问题：(1)葡萄糖的分子式为________。(2)A中含有的官能团的名称为______________________________。(3)由B到C的反应类型为_________________________________。(4)C的结构简式为________________________________________。(5)由D到E的反应方程式为_______________________________________________________________________________________。解析：(1)葡萄糖是一种重要的单糖，其分子式为C6H12O6。(2)依据A的结构简式可知A中含有的官能团为羟基。(3)由B和C的结构简式可知该反应为酯化反应或取代反应。(4)由C的分子式可知，B中只有一个羟基发生取代反应，因此可得C的结构简式。(5)在NaOH溶液作用下发生水解反应生成和CH3COONa，其化学方程式为＋NaOH→＋CH3COONa。答案：(1)C6H12O6(2)羟基(3)取代反应(4)(5)2．(2024·全国卷Ⅰ)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路途：回答下列问题：(1)下列关于糖类的说法正确的是________。(填标号)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．用银镜反应不能推断淀粉水解是否完全d．淀粉和纤维素都属于多糖类自然高分子化合物(2)B生成C的反应类型为________。(3)D中的官能团名称为________，D生成E的反应类型为________。(4)F的化学名称是________，由F生成G的化学方程式为________。(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体，0.5molW与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2，W共有________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为________。(6)参照上述合成路途，以(反，反)­2,4­己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路途_______________________________________________________________________________________。解析：a选项，不是全部的糖都有甜味，如纤维素等多糖没有甜味，也不是全部的糖都具有CnH2mOm的通式，如脱氧核糖