高考有机化学热点专题辅导糖类油脂蛋白质和有机高分子化合物

高考有机化学热点专题辅导糖类油脂蛋白质和有机高分子化合物

高考有机化学热点专题辅导 ‎----糖类、油脂、蛋白质和有机高分子化合物 ‎【课标要求】‎ ‎　　1.了解糖类的组成和性质特点，能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。‎ ‎　　2.了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，氨基酸与人体健康的关系。‎ ‎　　3.了解蛋白质的组成、结构和性质。‎ ‎　　5.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。‎ ‎　　6.了解加聚反应和缩聚反应的特点。‎ ‎　　‎ ‎【知识梳理】‎ 一、糖类、油脂、蛋白质小结 ‎1、糖类：‎ 类别 葡萄糖 蔗糖 麦芽糖 淀粉 纤维素 分子式 C6H12O6‎ C12H22O11‎ C12H22O11‎ ‎（C6H10O5）n ‎（C6H10O5）n 分子结 构特点 含有羟基 ‎、醛基 无醛基 有醛基 无醛基 无醛基 有羟基 主 要 性 质 酯化反应、‎ 银镜反应、‎ 和新制氢氧化铜反应 水解成葡萄糖和果糖 水解成葡萄糖 水解成葡萄糖 水解成葡萄糖 主要 用途 制药、制镜 甜味剂 甜味剂 食用、制葡萄糖、酒精 纺织、造纸、制硝酸纤维、醋酸纤维、粘胶纤维 ‎2、油脂与蛋白质、氨基酸的比较：‎ 类别 结构特点 主要性质 检验方法 用途 油 脂 高级脂肪酸和甘油形成的酯 ‎1不饱和油脂氢化 ‎2酯的酸性、碱性水解 ‎――――‎ 制肥皂、人的活动间接能源 蛋 白 质 由不同氨基酸缩水性的结构复杂的高分子化合物 ‎1盐析 ‎2变性 ‎3颜色反应 ‎4灼烧焦羽毛气味 ‎5水解成氨基酸 ‎6两性 ‎1颜色反应 ‎2灼烧 营养物质 氨 基 酸 分子中既有氨基，又有羧基 ‎1具有两性 ‎2分子间缩水生成高分子化合物 ‎―――――‎ 营养物质 ‎3、知识网络：‎ 光合 水解 水解 水解 水解 水解 缩合 ‎ CH3CH2OH ‎ ‎ CO2＋H2O C6H12O‎6 C12H22O11 （C6H10O5）n ‎ 葡萄糖 麦芽糖 淀粉 ‎ ‎ ‎ （C6H10O5）n ‎ 纤维素 蛋白质 氨基酸 二、高分子化合物（高聚物）与单体间的相互推断 ‎1、由一种单体聚合得到高聚物 ‎(1)不同单烯烃间加聚。规律：丙烯、氯乙烯、苯乙烯等分子中都只含有1个双键，它们都可看成是由乙烯衍变而来，可用通式来表示它们的加聚反应。‎ ‎(2)丁二烯型加聚。该类加聚可表示为：‎ ‎(3)甲醛型加聚。如：‎ ‎(4)开环型加聚。如：‎ ‎(5)聚酯型缩聚。‎ ‎(6) 聚醚类缩聚。如羟基与羟基的缩聚：‎ 规律：单体中一个羟基脱氢，与另一个羟基结合成水，余键相连成高聚物。‎ ‎2、采用两种或多种单体发生共聚 ‎(1)单烯烃跟二烯烃共加聚。如：‎ 规律：两种不同单体间进行加聚称为共聚，其加聚产物相当于将各种单体形成的高聚物链节拼接而成。‎ ‎ (2) 酚醛树脂型共缩聚。如:‎ 规律：苯酚的酚羟基上的两个邻位上的氢原子和醛中羰基上的氧原子结合生成水，剩余部分通过半键相连形成高分子。‎ ‎(3) 聚酯型共缩聚。如：‎ 规律：酸脱羟基醇脱氢，结合形成水，剩余部分通过-COO-形成高聚物。‎ ‎(4)聚酰胺型共缩聚。如：‎ ‎【高考试题解析】‎ 例1．（08年广东理基·23）有关天然产物水解叙述不正确的是 A．油脂水解可得丙三醇 B．可用碘检验淀粉是否水解完全 C．蛋白质水解的最终产物均为氨基酸 D．纤维素水解和淀粉水解得到的最终产物不同 解析： A． 油脂水解后可以得到丙三醇和脂肪酸。水解产物只有一种脂肪酸的称为单 甘油酯，水解产物有两种或以上脂肪酸的称为混甘油酯；‎ B． 淀粉遇碘单质变蓝，若淀粉完全水解，则在溶液中不存在淀粉，碘单质便不变蓝。‎ 同理，如果要检验淀粉已经开始水解，可用新制Cu(OH)2悬浊液观察是否有砖红色沉淀产生；‎ C． 蛋白质水解的最终产物均为α-氨基酸；‎ D． 纤维素和淀粉的基本结构单位均为葡萄糖，水解产物也均为葡萄糖，但注意，虽 然它们的分子式相同[(C6H10O5)n]，但由于n值不同，因此它们不是同分异构体。‎ 答案： D 例2．（08年山东理综·9）下列叙述合理的是 ‎ A．金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体 ‎ ‎ B．棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O ‎ ‎ C．水电站把机械能转化为电能，而核电站把化学能转化成电能 ‎ ‎ D．我国规定自‎2008年6月1日起，商家不得无偿提供塑料袋，目的是减少“白色污 染” ‎ 解析：选项A中非金属材料如石墨是导体，Si等为半导体；选项B中丝、毛的主要成 分为蛋白质，其燃烧产物除CO2和H2O外，还有氮的化合物等，合成纤维的组成除C、H元素外，还含有其它元素，所以燃烧的产物除CO2和H2O外，还可能含有其它物质；选项C中水电站是把水能转化为电能；核电能是把原子核的能量转化为电能。‎ 答案：D 例3．（09年海南化学·18.4）以下是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料的路线：‎ 已知：‎ ‎①A的相对分子质量小于110，其中碳的质量分数约为0.9；‎ ‎②同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定，易脱水生成醛或酮：‎ ‎③C可发生银镜反应。‎ 请根据以上信息回答下列问题：‎ ‎（1）A的分子式为 ；‎ ‎（2）由A生成B的化学方程式为 ，反应类型是 ；‎ ‎（3）由B生成C的化学方程式为 ，该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是 ；‎ ‎（4）D的结构简式为 ，D的同分异构体中含有苯环且水解产物之一为乙酸的有 （写结构简式）。‎ 解析：合成题通常用逆推法：‎ 逆推的第三步用到了题中所给的信息。（4）中能水解，且水解产物之一为乙酸，则一定为乙酸酯，所以有邻、间、对三种同分异构体。‎ 答案：（11分）（1）C8H10‎ ‎（2） 取代反应 ‎（3）‎ ‎（4）‎ ‎（5）‎ ‎【专题训练】‎ 一、选择题：‎ ‎1．（07年广东理基·32）以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是 A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料 B．甲烷与氯气制备一氯甲烷 C．以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜 D．用SiO2制备高纯硅 ‎2．（09年广东文基·67）下列有关有机物的说法不正确的是 A．酒精中是否含有水，可用金属钠检验 B．有机酸和醇脱水合成的某些酯，可用作糖果、化妆品中的香料 C．蛋白质在一定条件下能发生水解反应，生成氨基酸 D．乙烯通过聚合反应可合成聚乙烯，聚乙烯塑料可用来制造多种包装材料 ‎3．（09年福建理综·9）下列关于常见有机物的说法不正确的是 A．乙烯和苯都能与溴水反应 B．乙酸和油脂都能与氢氧化钠溶液反应 C．糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质 D．乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别 ‎4、（09年广东化学·4）下列叙述不正确的是 A．天然气和沼气的主要成分是甲烷 B．等物质的量的乙醇和乙酸完全燃烧时所需氧气的质量相等 C．纤维素乙酸酯、油脂和蛋白质在一定条件，都能水解 D．葡萄糖和蔗糖都含有C、H、O三种元素，但不是同系物 ‎5．（09年广东理基·19）下列化学用语使用不正确的是 A．Na+的结构示意图‎+11‎ ‎2‎ ‎8‎ B．纯碱的化学式为Na2CO3‎ C．聚乙烯的结构简式为CH2=CH2 D．高氯酸（HCIO4）中氯元素的化合价为+7‎ ‎6．（09年山东理综·9）下列叙述错误的是 A．合金材料中可能含有非金属元素 B．人造纤维，合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物 C．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性 D．在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放 ‎7．（09年天津理综·1）化学与生活密切相关，下列有关说法正确的是 A．维生素C具有还原性，在人体内起抗氧化作用 B．糖类、蛋白质、油脂属于天然高分子化合物 C．煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源 D．制作航天服的聚酯纤维和用于光缆通信的光导纤维都是新型无机非金属材料 二、填空题：‎ ‎8、现有有机物A，A是天然蛋白质的水解产物，光谱测定显示：A的分子结构中不存在甲基（—CH3）。一定条件下，两分子A发生缩合反应生成M和一分子水，M的分子量为312。A分子间还可以通过缩聚反应得到N。‎ ‎(1)请将A、M和N的结构简式填入相应的方框中。‎ ‎ 缩聚反应 ‎ 缩合反应 ‎ N（高聚物） A M ‎(2)已知氨基酸在水溶液中存在如下平衡：如 ：‎ 现有A的水溶液，若向其中加入盐酸，则平衡向______方向移动；有机物_________的浓度增大。若向A溶液中加入NaOH溶液，则平衡向________方向移动；有机物_________的浓度增大。‎ ‎9、．已知—NH2连在苯环上显碱性，-CONH2连在苯环上显中性。分子式为C7H7NO2的有机物，其分子结构中有一个苯环、两个侧链，试按要求写出4个同分异构体A、B、C、D。‎ A.既有酸性又有碱性___________ B.只有酸性__________________‎ C.只有碱性___________________ D.显中性____________________‎ ‎10、某细菌能产生一种“毒性肽”，其化学式为C55H70O19N10，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸：甘氨酸H2N–CH2–COOH、丙氨酸CH3CH(NH2)COOH、苯丙氨酸Ph–CH2CH(NH2)COOH和谷氨酸HOOCCH2 CH2CH(NH2)COOH。‎ ‎(1)上述四种氨基酸可用通式__________________________________表示，它们的共同特点是__________________________________________________________________。‎ ‎(2)多肽中连结两个氨基酸之间的键是_________，结构表示为__________________。‎ ‎(3)氨基酸结合形成多肽的方式是___________，该多肽是_____________肽。‎ ‎(4)该多肽水解后有________个谷氨酸，_________个苯丙氨酸（填数字）。‎ ‎11、2003年3月，中科院上海有机化学所因在有机分子簇集和自由基化学研究领域取得重大成果，而荣获国家自然科学一等奖。据悉，他们在研究过程中曾涉及到如下一种有机物。请根据所示化合物的结构简式回答问题：‎ ‎  ‎ 该化合物中，官能团⑦的名称是__________，官能团①的电子式是__________。该化合物 是由______个氨基酸分子脱水形成的。写出该化合物水解生成的氨基酸的结构简式（任写一种）______________________________________________________，并写出此氨基酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式___________________________________________。‎ ‎12、某种甜味剂A的甜度是蔗糖的200倍，由于它热值低、口感好、副作用小，已在90‎ 多个国家广泛使用。A的结构简式为：‎ 已知：①在一定条件下，羧酸酯或羧酸与含—NH2的化合物反应可以生成酰胺，如：‎ ‎ 酰胺 ‎②酯比酰胺容易水解。‎ 请填写下列空白：‎ ‎(1)在稀酸条件下加热，化合物A首先生成的水解产物是： 和＿ 。‎ ‎(2)在较浓酸和长时间加热条件下，化合物A可以水解生成： 、‎ ‎ 和 。‎ ‎(3)化合物A分子内的官能团之间也可以发生反应，再生成一个酰胺键，产物是甲醇和 。（填写结构简式，该分子中除苯环以外，还含有一个6原子组成的环）‎ ‎13．（08年广东化学·25）‎ 某些高分子催化剂可用于有机合成。下面是一种高分子催化剂（Ⅶ）合成路线的一部分（Ⅲ和Ⅵ都是Ⅶ的单体；反应均在一定条件下进行；化合物Ⅰ～Ⅲ和Ⅶ中含N杂环的性质类似于苯环）：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）写出由化合物Ⅰ合成化合物Ⅱ的反应方程式 （不要求标出反应条件）。‎ ‎（2）下列关于化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的说法中，正确的是 （填字母）。‎ A．化合物Ⅰ可以发生氧化反应 B．化合物Ⅰ与金属钠反应不生成氢气 C．化合物Ⅱ可以发生水解反应 D．化合物Ⅲ不可以使溴的四氯化碳深液褪色 E．化合物Ⅲ属于烯烃类化合物 ‎（3）化合物Ⅵ是 （填字母）类化合物。‎ ‎ A．醇 B．烷烃 C．烯烃 D．酸 E．酯 ‎（4）写出2种可鉴别V和M的化学试剂 。‎ ‎（5）在上述合成路线中，化合物Ⅳ和V在催化剂的作用下与氧气反应生成Ⅵ和水，写出反应方程式 （不要求标出反应条件）。‎ ‎14．（12分）（08年江苏化学·19）苯噁布洛芬是一种消炎镇痛的药物。它的工业合成路线如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）A长期暴露在空气中会变质，其原因是 。‎ ‎（2）有A到B的反应通常在低温时进行。温度升高时，多硝基取代副产物会增多。下列二硝基取代物中，最可能生成的是 。（填字母）‎ ‎ a． 　　b．　　c．　　d．‎ ‎（3）在E的下列同分异构体中，含有手性碳原子的分子是 。（填字母）‎ a． b． ‎ ‎ 　 c． d．‎ ‎（3）F的结构简式 。‎ ‎（5）D的同分异构体H是一种α-氨基酸，H可被酸性KMnO4溶液氧化成对苯二甲酸，则H的结构简式是 。高聚物L由H通过肽键连接而成，L的结构简式是 。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1、解析：绿色化学原子经济性的要求是反应中原子的利用最高，生产过程中无污染等。根据题目给出的各个选项中的反应，可以看出只有A选项中聚合反应符合。答案：A。‎ ‎2、解析：A项金属钠不仅能与水反应，也能与乙醇反应生成乙醇钠和氢气，所以不能用水检验。可以用无水硫酸铜。答案：A。‎ ‎3、解析：苯不与溴水反应，只能液溴反应，A项错。乙酸与NaOH发生酸碱中和，油脂在碱性条件能水解，B项正确；C项，糖类，油脂和蛋白质是重要营养的物质，正确；D项，乙烯可以使高锰酸钾褪色，而甲烷不可以，正确。答案：A。‎ ‎4、解析：天然气与沼气的主要成分为甲烷，A正确；乙醇和乙酸的化学式不同，由方 程式可知，1mol乙醇消耗3mol氧气，1mol乙酸消耗2mol氧气，B错。油脂与纤维素乙酸酯都属于酯类，水解生成对应的酸和醇，蛋白质水解生成氨基酸，C正确。葡萄糖分子式为C6H12O6，蔗糖分子式为C12H22011，不是同分异构体，也不是同系物，D正确。答案：B。‎ ‎5、解析：聚乙烯的结构简式应为‎ CH2－CH2 ‎ n ，CH2=CH2表示的聚乙烯的单体乙烯的结构简式，答案：C。‎ ‎6、解析：本题考查了考生的化学学科的基本素养，体现了化学与生活的密切相关。钢 是一种用量最大的合金，钢中含有碳元素、硅元素、硫元素等非金属元素；光导纤维的成分是SiO2；蛋白质受热而变性；在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了把生成的CO、氮的氧化物转化为无害气体CO2、N2。答案：B。‎ ‎7、解析：还原性的物质有抗氧化作用，A项正确；B项，糖类不属于高分子，错；C项，煤气化属于化学变化，错；D项，聚酯纤维属于有机物，错。答案：A。‎ ‎8、解析：本题考查了蛋白质的水解反应和芳香烃的硝化反应，解此题时需通过二肽的生成确定氨基酸的分子式，通过残基思想确定结构简式，根据氨基酸与硝基化合物可能互为同分异构体，推出硝基化合物的结构简式。‎ ‎(1)第一步：根据“两分子A发生缩合反应生成M和一分子水”，确定A的分子量为：（312+18）/2=165。‎ 第二步：利用残基思想确定A的结构：在165式量中含一个—COOH，一个—NH2，残基式量为104；利用商余法处理残基，104/12=8……8，即C8H8—；由于严重缺H，首想含苯环（稳定）；根据收敛条件知为α—氨基酸，且无—CH3。从而写出A的结构简式为： ，分子式为C9H11NO2。根据缩合反应机理确定M，过程如下：‎ ‎ ‎ ‎ M 根据缩聚反应机理确定N，过程如下：‎ ‎ ‎ ‎(2)根据氨基酸的结构特点，分析A在水溶液中的电离情况：加入酸溶液平衡向碱式电离的方向移动。答案：右， 。加入碱溶液平衡向酸式电离的方向移动。模仿信息，确定产物。答案：左 解析:除题目所给信息以外，题目中还有一些隐蔽的信息，如根据所学过的知识，除-CONH2连在苯环上显中性外，—CH3、—NO2、HCOO-连在苯环上也都显中性，另外显酸性的还有—OH连在苯环上。‎ 答案:‎ ‎10、解析：本题为一道与蛋白质有关的综合性题目，纵观四种氨基酸的结构式可以看出，每个氨基酸只含有一个N原子，而该多肽含有10个N原子，因此该多肽是由10个氨基酸缩合形成的，属于10肽。设甘氨酸数为a，丙氨酸为b，苯丙氨酸为c，谷氨酸为d，则根据原子数平衡，可得到如下四个方程：2a+3b+9c+5d=55，5a+7b+11c+9d=70+9×2，2a+2b+2c+4d=19+9，a+b+c+d=10，解方程组可得c=3，d=4。‎ 答案：（1）H2N–CH(R)–COOH都至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 （2）肽键 —CO—NH— （3）脱水缩合 10 （4）4 3‎ ‎11、解析:羧基， 。4。H2NCH2COOH，H2NCH2COOH+NaOHH2NCH2COONa+H2O。（或另外三种氨基酸及对应的反应式）‎ ‎12、解析：观察A结构简式可知，A中含有—COOH、—NH2、-COOH、-CONH-，其中酯结构和酰胺结构在一定条件下水解，分别生成酸和醇与酸和胺，且酯比酰胺易水解（题设已知）．‎ ‎(1)在酯处水解成和HOCH3‎ ‎(2)在酯结构、酰胺结构发生水解，生成：‎ ‎(3)A发生自身反应，生成一个酰胺键时，有两种可能：①—COOH与—NH2脱水，但不生成甲 醇和新的6元环；②-COOH与—NH2脱醇，显然②符合题设要求，此时的反应产物是甲醇和 ‎13、解析：(1)写出由化合物I合成化合物II的反应方程式： ‎ ‎ (2)ACE 解释：化合物I官能团有羟基，碳碳双键，故可发生氧化反应，也可以与金属钠发生反应生成氢气，故A正确，B错误。化合物II官能团有酯基，可以发生水解发生，生成相应的酸和醇，故C正确。化合物III的官能团有碳碳双键，可以使溴的四氯化碳溶液褪色，属于以乙烯为母体的烯烃类衍生物，故D错误，E正确。‎ ‎ (3)化合物VI是E（酯类）化合物。 解释：化合物VI的结构为：‎ ‎ (4)写出两种可鉴别V和VI的化学试剂：1.溴的四四氯化碳溶液；2.Na2CO3溶液 解释：化合物V为乙酸，含有羧基，可与Na2CO3溶液反应，生成CO2，化合物VI则不能。化合物VI中，含有碳碳双键，可使溴的四四氯化碳溶液褪色，化合物V则不能。‎ ‎（5）在上述合成路线中，化合物IV和V在催化剂作用下与氧气反应生成VI和水，写出反应方程式：‎ 答案：（9分）（1）‎ ‎（2）AC （3）E（酯类）‎ ‎（4）溴的四氯化碳溶液 饱和Na2CO3溶液 酸性高锰酸钾溶液 ‎（5）2CH2=CH2＋2CH3COOH＋O22CH3COOCH=CH2＋2H2O ‎14、解析：⑴A中含有酚羟基，属于酚类化合物。暴露在空气中变质的原因是因为其被空气中的O2氧化了；⑵由A到B的反应其实就是硝基取代酚类化合物邻、对位上的氢，因此答案应选（a）。⑶手性碳原子就是该碳原子四条键连有四个不同的原子或原子团。观察备选答案只能选择（a）、（c）。⑷应该不难确定F至G的反应属于酯的水解，H+的作用是将羧基恢复，在此整个反应中碳个数及碳骨架不会改变，因此由G的结构即可确定F的结构应该是：‎ ‎ ，C到D的过程其实就是—CN转化为—COOH的过程，所以，D应为，D的同分异构体H既然是一种α-氨基酸，又可以被酸性KMnO4溶液氧化成对苯二甲酸，所以H的结构简式是只能是：，由H通过肽键连接而成的高聚物L即可确立为 。‎ 答案：（12分）（1）酚类化合物易被空气中的O2氧化 （2）a （3）ac ‎（4）‎ ‎（5） 或 ‎