考点4 生物大分子和合成高分子（核心考点精讲精练）-高考化学一轮复习（新高考专用）（原卷版）

考点4生物大分子和合成高分子1．3年真题考点分布年份卷区考点分布糖类的性质与结构蛋白质和核酸的衍生物的性质合成高分子的结构与形成综合应用2023海南√√广东√山东√湖南√北京√湖北√√辽宁√√浙江√√2022北京√√√山东√√√湖南√√浙江√√广东√√天津√√2021江苏√√√海南√√辽宁√√山东√√2．命题规律及备考策略【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：1．糖类的性质与结构，侧重葡萄糖和果糖、蔗糖和麦芽糖、淀粉和纤维素的性质和用途判断2．蛋白质和核酸的衍生物反应类型和转化，侧重有机反应、官能团的分析与判断3.有机物的综合，侧重官能团的名称、有机物的结构简式、有机反应、有机物的转化、有机方程式的书写的理解与应用【备考策略】认识生物大分子和合成高分子的多样性，并能从官能团角度认识烃的衍生物的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念；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判断。【命题预测】分析统计近几年高考试题，生物大分子中有关糖类、氨基酸与蛋白质、酶、核酸的组成、结构和应用的选择题是与STSE有关的重要素材，以新型的有机分子为载体，考查合成高分子的形成、结构与性质，在有机物的合成与推断考查加聚反应和缩聚反应是常出现的题型。考法1糖类、核酸和蛋白质一、糖类1.单糖（1）葡萄糖和果糖葡萄糖和果糖都是不能发生水解反应的六碳糖，分子式都为C6H12O6，结构简式分别为CH2OH(CHOH)4CHO、CH2OH(CHOH)3COCH2OH，官能团分别为羟基和醛基、羟基和羰基，两者互为同分异构体。葡萄糖能与新制Cu(OH)2悬浊液和银氨溶液反应、能与H2发生加成反应生成己六醇、能与羧酸发生酯化反应、发酵生成乙醇。（2）核糖和脱氧核糖核糖和脱氧核糖都是不能发生水解反应的五碳糖，分别是生物体的遗传物质核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）的重要组成部分，结构简式分别为CH2OH(CHOH)3CHO、CH2OHCH2(CHOH)2CHO，两者都具有醛基，所以是还原性糖。2.蔗糖和麦芽糖蔗糖与麦芽糖都是二聚糖，分子式都为C12H22O11，两者互为同分异构体，都能发生水解反应，但水解产物不同。蔗糖分子中不含醛基，麦芽糖分子中含有醛基，麦芽糖能发生银镜反应，能还原新制Cu(OH)2悬浊液，而蔗糖不能。3.淀粉和纤维素淀粉和纤维素都是天然有机高分子化合物，分子式都可表示为(C6H10O5)n，但通式中n值不同，不互为同分异构体。都能发生水解反应生成葡萄糖，淀粉溶液遇碘呈现特殊的蓝色。二、氨基酸、蛋白质1.氨基酸的结构与性质（1）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、—NH2，α­氨基酸结构简式可表示为。（2）氨基酸与盐酸、NaOH溶液均可发生反应能表现两性，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：蛋白质含有C、H、O、N、S等元素，是由氨基酸通过縮聚反应产生，是生物体内一类极其重要的生物大分子，属于天然有机高分子化合物。（2）性质：①水解：在酸、碱或酶的作用下最终水解生成氨基酸。②两性：具有氨基酸的性质，与盐酸、NaOH溶液均可发生反应能表现两性。③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。④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。⑤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。⑥灼烧：蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味，可用于鉴别蛋白质和纤维素。3.酶：酶是一类由细胞产生的、对生物体内的化学反应具有催化作用的有机化合物，绝大多数酶是蛋白质，是一种生物催化剂，具有条件温和，不需加热；具有高度的专一性；具有高效催化作用的催化特性。三、核酸核酸是一种生物大分子，相对分子质量可达上百万，具有酸性，能发生水解反应，水解生成基本组成单位核苷酸，核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷，核苷继续水解得到戊糖和碱基。天然的核酸依据所含戊糖的不同，分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），DNA分子由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，通过氢键作用形成双螺旋结构，RNA分子也是以核苷酸为基本构成单位，其中的戊糖和碱基与DNA中的不同，一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。核酸是生物体遗传信息的载体，DNA分子上有许多基因，决定了生物体的一系列性状，RNA则主要负责传递、翻译和表达DNA所携带的遗传信息。在细胞繁殖分裂过程中，会发生DNA分子的复制。【典例1】(2023东北师大附中高三月考)糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质，以下叙述正确的是（）A．RNA是生物体遗传信息的载体，蛋白质合成的模板B．检验淀粉在稀硫酸作用下水解是否完全可以冷却后取样直接滴入碘水C．糖类一定能发生银镜反应和水解反应D．蛋白质溶液遇硫酸铜后产生的沉淀能重新溶于水【归纳总结】（1）合成高分子是由单体通过聚合反应而生成的，天然高分子是自然界存在的，不需要单体进行反应而来，天然高分子都能水解，而合成高分子一般都不易与水发生反应。（2）盐析是物理变化，此过程可逆，加水后仍可溶解，蛋白质仍保持原有的生理活性；变性其实质是结构性质发生变化，是化学变化，此过程不可逆，蛋白质失去原有的生理活性。二者均是一定条件下，蛋白质凝聚成固体的过程。【典例2】（2023年金沙中学月考）下列说法不正确的是A．淀粉、纤维素水解的最终产物均为葡萄糖B．麦芽糖既可以与银氨溶液反应，又可以与新制氢氧化铜悬浊液反应C．糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物，都能发生水解反应D．核酸分为DNA和RNA，属于高分子化合物1．（22·23学年雅安·模拟预测）下列说法错误的是A．油脂碱性条件下的水解反应可用于生产肥皂B．CuSO4会使体内的蛋白质变性从而失去生理活性C．纤维素在人体内可水解成葡萄糖，供人体组织的营养需要D．葡萄糖能发生银镜反应2．（22·23学年下·汕头·三模）五一期间，潮汕美食多次登上热搜，下列有关叙述错误的是A．手捶牛肉丸用到的铁棒属于合金，硬度大，熔点低B．潮阳油浸鲎粿中用到的植物油，能与发生加成反应C．糖葱薄饼用到的麦芽糖为还原性糖，在酸的催化下发生水解生成葡萄糖和果糖D．生腌血蚶时需要在开水中烫半分钟，此时血蚶中的蛋白质会发生变性3．（22·23学年下·绍兴·二模）葡萄糖酸锌[Zn(C6H11O7)2，相对分子质量455]是一种有机补锌剂，广泛应用于食药领域。某小组由葡萄糖制备葡萄糖酸锌的实验步骤如下：已知：①有关物质在水和乙醇中的溶解性：葡萄糖酸钙葡萄糖酸锌硫酸锌硫酸钙水可溶于冷水，易溶于热水易溶微溶乙醇微溶难溶②葡萄糖酸锌稍高于100℃即开始分解。请回答：(1)制备葡萄糖酸锌粗品(装置如图，夹持、控温装置略，恒压滴液漏斗中装的是Br2水)：①恒压滴液漏斗需要打开活塞(填“a”、“b”或“a和b”)。②装置c的名称。(2)下列有关说法正确的是。A．步骤Ⅰ中的Br2水可以用KMnO4酸性溶液代替B．步骤Ⅱ反应完全的现象是不再产生气泡C．步骤Ⅲ中趁热过滤弃去的滤渣是CaCO3D．步骤Ⅳ的一系列操作包括结晶、过滤、洗涤和干燥(3)利用重结晶法可除去葡萄糖酸锌粗品中的硫酸钙杂质，提高产品的质量，选出葡萄糖酸锌重结晶过程中合理的操作并排序(操作步骤可选择，但不可重复使用)。①蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜②待晶体充分析出后，减压过滤③将滤液冷却至室温，加入10mL95%乙醇溶液并搅拌，促进晶体析出④趁热减压过滤，除去不溶物⑤在50℃下用恒温干燥箱烘干，称重⑥取烧杯加入10mL蒸馏水，加热至微沸，加入葡萄糖酸锌粗品，得到葡萄糖酸锌饱和溶液(4)测定产品纯度：取mg提纯后的产品溶于水配制成100.00mL溶液，取25.00mL置于锥形瓶中，向其中滴入少量EBT作为指示剂(遇Zn2+生成Zn—EBT)，再加入过量的V1mLc1mol/LEDTA无色溶液(遇Zn2+生成Zn—EDTA)，同时发生反应：Zn—EBT(酒红色)+EDTA=Zn—EDTA(无色)+EBT(蓝色)，再用c2mol/LZn2+标准溶液滴定至终点，三次滴定平均消耗锌标准溶液V2mL。①滴定终点现象为。②该产品的纯度为(用含m，c1、c2，V1、V2的代数式表示)。考法2有机高分子及其合成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、可重复的最小单位。(3)聚合度：高分子链中含有链节的数目。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。(2)缩聚反应：单体分子间缩合脱去小分子(如H2O、HX等)并生成高分子化合物的反应。3．高分子化合物的分类及性质特点其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。4．加聚反应、缩聚反应方程式的书写方法(1)加聚反应的书写方法①单烯烃型单体加聚时，“断开双键，键分两端，添上括号，右下写n”。②二烯烃型单体加聚时，“单变双，双变单，破两头，移中间，添上括号，右下写n”。③含有一个双键的两种单体聚合时，“双键打开，中间相连，添上括号，右下写n”。(2)缩聚反应的书写方法①书写缩合聚合物(简称缩聚物)结构式时，与加成聚合物(简称加聚物)结构简式写法有点不同，缩聚物结构简式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。例如：②写缩聚反应方程式时，除单体物质的量与缩聚物结构简式的下角标要一致外，也要注意生成小分子的物质的量。由一种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为n－1；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子的物质的量应为2n－1。【典例3】（2023年金沙中学月考）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天然高分子材料B．顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体C．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【易错警示】高聚物单体的推断方法推断单体时，一定要先判断是加聚产物还是缩聚产物，并找准分离处。(1)加聚产物的主链一般全为碳原子，按“凡双键，四个碳；无双键，两个碳”的规律画线断键，然后半键闭合、单双键互换。如的单体为CH2=CH2和CH2=CHCN，的单体为CH2=CHCH3和CH2=CH—CH=CH2。(2)缩聚产物的链节中不全为碳，一般有“、”等结构，在或画线处断键，碳原子上连—OH，氧原子和氮原子上连—H，即得单体。【典例4】（2023年随州第一中学月考）天然橡胶在硫化过程中高分子结构片段发生如下变化，下列说法不正确的是A．橡胶A由1,3-丁二烯加聚而成 B．橡胶A为反式、线型结构，易老化C．橡胶B为网状结构，强度比A大，耐磨 D．硫化过程发生在碳碳双键上1．（22·23学年上·乌鲁木齐·一模）PLA是由乳酸结构单元组成的高分子聚合物，其降解产物为乳酸，而乳酸最终可被生物体进一步分解为二氧化碳和水，工厂用PLA来生产一次性餐具，既卫生又环保。下列叙述正确的是A．乳酸与乙酸互为同系物B．乳酸分子和丙交酯分子中都含手性碳，且手性碳数目相同C．乳酸合成丙交酯的反应是取代反应D．PLA可以发生取代反应、加成反应、氧化反应2．（23·24学年上·江西·模拟预测）一种高分子材料(G)在生产、生活中用途广泛，其结构如图所示。[G的相对分子质量为M，合成G的两种单体的相对分子质量分别为a和b]。下列叙述正确的是

A．G属于支链型，具有热塑性 B．两种单体发生缩聚反应合成GC．G在碱性条件下较稳定，难降解 D．G的聚合度3．（22·23学年下·河西·二模）A为重要的有机化工原料，B分子的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰，下列是合成防火材料聚碳酸酯(PC)和有广泛用途的内酯的路线：已知：i：

(、为氢原子或烃基)ii：(R、、代表烃基)请回答下列问题：(1)A的名称为。(2)反应①的反应类型为。(3)C分子含有的官能团是。(4)化合物甲的分子式为。(5)反应④的方程式为。(6)E分子内含有六元环，可发生水解反应，其结构简式是。(7)X是的同分异构体，符合下列条件的的结构简式是。①能与足量银氨溶液生成；②中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰，峰面积比为。(8)以物质B为原料选用必要的无机试剂经过以下3步反应合成。BCH3OCH2CH(CH3)2写出中间产物1和中间产物2的结构简式：中间产物1、中间产物2。【基础过关】1．（2023·广东·校联考模拟预测）中央卫视播出的《国家宝藏》通过电视呈现的手段使“国宝”文物“活起来”，我们感悟到了中华传统文化的深厚。下列文物的材质中有机物成分占比最低的是A．绢本设色画《千里江山图》 B．云梦睡虎地秦简C．西汉·牛皮靴 D．鎏金双雁银钗2．（2023·广东汕头·统考三模）五一期间，潮汕美食多次登上热搜，下列有关叙述错误的是A．手捶牛肉丸用到的铁棒属于合金，硬度大，熔点低B．潮阳油浸鲎粿中用到的植物油，能与发生加成反应C．糖葱薄饼用到的麦芽糖为还原性糖，在酸的催化下发生水解生成葡萄糖和果糖D．生腌血蚶时需要在开水中烫半分钟，此时血蚶中的蛋白质会发生变性3．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考三模）下列关于营养物质的叙述中正确的是A．油脂属于天然高分子化合物B．糖类均能发生水解反应C．氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元D．淀粉、油脂和蛋白质都只含C、H、O三种元素4．（2023·北京东城·北京五十五中校考模拟预测）糖类、油脂、蛋白质是重要的营养物质，下列说法不正确的是A．油脂和蛋白质都可在碱性条件下发生水解反应B．纤维素水解的最终产物可用新制Cu(OH)2检测C．油脂的皂化反应是油脂与H2发生的硬化反应D．NaCl、(NH4)2SO4会使蛋白质溶液产生盐析5．（2023·北京朝阳·统考三模）下列说法不正确的是A．鸡蛋清溶液中滴入浓硝酸，微热后生成黄色沉淀B．核酸水解的最终产物是磷酸、戊糖、碱基C．油脂属于酯类，在碱性条件下水解为甘油和高级脂肪酸盐D．多糖都可被人体消化，最终水解为葡萄糖6．（2023·广东珠海·珠海市第一中学校考模拟预测）广东的“早茶”中有许多特色小吃茶点，深得大家喜爱。下列说法正确的是A．虾饺中富含蛋白质，加热后蛋白质会变性，有利于人体消化吸收B．制作肠粉的关键所在就是调制好米浆，可以用KI溶液检验米浆中的淀粉C．白灼菜心清甜可口，菜心中的纤维素是多糖，有甜味D．红茶中含有茶多酚，茶多酚是酚类物质，易被还原，应密封保存7．（2023·天津河西·天津市新华中学校考二模）A为重要的有机化工原料，B分子的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰，下列是合成防火材料聚碳酸酯(PC)和有广泛用途的内酯的路线：已知：i：

(、为氢原子或烃基)ii：(R、、代表烃基)请回答下列问题：(1)A的名称为。(2)反应①的反应类型为。(3)C分子含有的官能团是。(4)化合物甲的分子式为。(5)反应④的方程式为。(6)E分子内含有六元环，可发生水解反应，其结构简式是。(7)X是的同分异构体，符合下列条件的的结构简式是。①能与足量银氨溶液生成；②中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰，峰面积比为。(8)以物质B为原料选用必要的无机试剂经过以下3步反应合成。BCH3OCH2CH(CH3)2写出中间产物1和中间产物2的结构简式：中间产物1、中间产物2。8．（2023·陕西·校联考模拟预测）北京冬奥会滑雪比赛冠军谷爱凌戴的滑雪镜不仅颜值高且不易碎兼具良好的透明度，制作材料是一种高分子材料一一聚碳酸酯(简称PC)，其合成路线如下:已知:CH3COOCH3＋CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3＋CH3OH。请回答下列问题：(1)的名称是。(2)若E中只含一种类型的氢原子，则E的结构简式为，已知G中也只含有一种类型的氢原子则F→G反应类型为。(3)PC塑料所含官能团的名称是，生成PC塑料的化学方程式为。(4)PC塑料与足量NaOH溶液反应的化学方程式为。(5)化合物X是C的同分异构体，苯环上的一氯代物有两种，则符合条件的X有种：且吸收面积比为3：2：2：1的同分异构体的结构简式为。【能力提升】1．（2023·四川绵阳·四川省绵阳南山中学校考模拟预测）化学让生活更美好。下列选项中围绕科技新闻的相关阐述错误的是选项科技新闻相关阐述A以芝麻壳为原料，制备高性能超级电容器芝麻壳的主要成分是油脂B通过光热效应，将香蕉皮分解为多孔碳和氢气天然生物质转化为新能源，实现废物利用CC60在一定条件下能转化为导电的非晶态碳玻璃碳玻璃与C60互为同素异形体D用紫外线作能源，将废弃聚苯乙烯塑料转化为更有价值的产品聚苯乙烯属于有机合成高分子2．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）双酚A的结构如图1，可利用其制备某聚合物B(如图2)，B的透光性好，可制成车船的挡风玻璃，以及眼镜镜片、光盘等。

下列说法错误的是A．B可由碳酸二甲酯和双酚A发生缩聚反应制得B．B中每个链节中最少有9个碳原子共平面C．双酚A的一氯代物有三种D．若平均相对分子质量为25654(不考虑端基)，则B的平均聚合度n为1013．（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）葫芦脲家族分子是一种具有空腔的桶状大杯、两端开口的超分子主体，可以很好地包结有机分子、阳离子和其他客体分子(如图甲所示)，在分子识别、药物载体等方而有广泛应用。葫芦脲(结构如图乙)可由A(

)和B在一定条件下合成，下列说法不正确的是

A．葫芦脲中空腔端口的羰基以配位键形式与阳离子形成超分子B．B物质可发生氧化反应、还原反应、加成反应C．与合成葫芦脲的反应类型是缩聚反应D．分子存在2个手性碳原子4．（2023·山东日照·统考三模）某聚碳酸酯可制作眼镜镜片、光盘、唱片等，结构如下图所示，其单体为双酚X和一种酯Y。下列说法正确的是

A．Y中含有两种官能团 B．双酚X苯环上的二氯代物有6种C．双酚X中有5种不同化学环境的氢原子 D．X、Y的结构简式分别为

5．（2023·北京朝阳·统考三模）密胺树脂是一种应用广泛的仿瓷餐具，它是由三聚氰胺(

)和另一种单体M在一定条件下缩聚得到的网状结构的聚合物，部分结构如下。

已知：

下列推测不合理的是A．经加成反应可得到三聚氰胺 B．另一种单体M是C．合成密胺树脂时还有水产生 D．密胺树脂难溶于水6．（2023·云南昆明·统考二模）一种聚碳酸酯类高分子材料的结构如图所示。下列关于该高聚物说法正确的是

A．存在对映异构体B．不能发生氧化反应C．由

和

聚合而成D．1mol该有机物最多可与(n+2)molNaOH反应7．（2023·内蒙古呼和浩特·统考一模）有机合成中成环及环的元素增减是合成路线设计的关键问题之一，由合成路线如下：已知：回答下列问题：(1)A中所含官能团名称为；F的化学式为；(2)写出A→B的化学方程式；(3)C的结构简式为；D→E的反应条件是；(4)E有多种同分异构体，其中属于芳香族化合物且苯环上有三个支链的同分异构体有