2018届一轮复习人教版生命中的基础化学物质合成有机高分子学案

2018届一轮复习人教版生命中的基础化学物质合成有机高分子学案

第四节 生命中的基础化学物质 合成有机高分子 本节共设计 1 个学案 [高考导航] —————————————————————————————— 1．了解糖类、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、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中的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的 贡献。 一、油脂——一种特殊的酯 1．油脂的组成 油脂是油和脂肪的统称，都是高级脂肪酸和甘油形成的酯，属于酯类化合物，含 C、H、 O 三种元素。 2．结构特点 3．分类 4．物理性质 性质 特点 密度 密度比水小 溶解性 难溶于水，易溶于有机溶剂 状态 含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈液态；含有饱和脂肪酸成 分较多的甘油酯，常温下一般呈固态 熔、沸点 天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点 5.油脂的化学性质 (1)油脂的氢化(硬化) 如油酸甘油酯与 H2 反应的方程式为 。 (2)水解反应(以硬脂酸甘油酯的水解反应为例) ①酸性条件下 。 ②碱性条件下——皂化反应 。 碱性条件下油脂的水解程度比酸性条件下水解程度大。 6．油脂和矿物油的比较 [对点练习] 在一定条件下，动植物油脂与醇反应可制备生物柴油，化学方程式如下： 下列叙述错误的是( ) A．生物柴油由可再生资源制得 B. 生物柴油是不同酯组成的混合物 C．动植物油脂是高分子化合物 D．“地沟油”可用于制备生物柴油 解析：选 C 制备生物柴油的动植物油脂及短链醇可以再生，A 项正确；生物柴油为不 同酯类组成的混合物，B 项正确；动植物油脂为高级脂肪酸的甘油酯，不是高分子化合物， C 项错误；“地沟油”中含有油脂，可以用于制备生物柴油，D 项正确。 二、糖类——维持生命活动的主要来源 1．糖的组成、结构和分类 (1)组成和结构 ①组成：一般符合通式 Cn(H2O)m。 ②结构：多羟基醛或多羟基酮及它们的脱水缩合物。 (2)分类 2.葡萄糖与果糖 (1)组成和分子结构 分子式 结构简式 官能团 二者 关系 葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO —CHO、 —OH 同分 异构 体果糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)3COCH2OH 、—OH (2)葡萄糖的化学性质 ①还原性：能发生银镜反应，能与新制的 Cu(OH)2 悬浊液反应。 ②加成反应：与 H2 发生加成反应生成己六醇。 ③酯化反应：葡萄糖含有醇羟基，能与羧酸发生酯化反应。 ④发酵成醇：由葡萄糖发酵制乙醇的化学方程式为 C6H12O6(葡萄糖) 2C2H5OH＋2CO2。 3．二糖——蔗糖与麦芽糖 比较项目 蔗糖 麦芽糖 相同点 分子式 C12H22O11 性质 都能发生水解 不同点 是否含醛基 不含有 含有 水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖 相互关系 互为同分异构体 4．淀粉与纤维素 (1)相似点 ①都属于高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为 (C6H10O5)n。 ②都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为 ； 。 ③都不能发生银镜反应。 (2)不同点 ①通式中 n 值不同。 ②淀粉遇碘呈现蓝色。 (3)淀粉水解程度的判断 淀粉水解程度的判断，应注意检验产物中是否生成葡萄糖，同时还要确定淀粉是否还存 在，可以用银氨溶液[或新制的 Cu(OH)2 悬浊液]和碘水来检验淀粉在水溶液中是否发生水解 及水解是否进行完全，实验步骤如下： 实验现象及结论： 现象 A 现象 B 结论 ① 未出现银镜 溶液变蓝色 淀粉尚未水解 ② 出现银镜 溶液变蓝色 淀粉部分水解 ③ 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解 [对点练习] 下列有关说法中正确的是( ) A．淀粉是糖类物质，有甜味，反应①是水解反应 B．反应③是消去反应、反应④是加聚反应、反应⑤是取代反应 C．乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键，均可被酸性 KMnO4 溶液氧化 D．在加热条件下，可用银氨溶液将葡萄糖、乙醇区别开 解析：选 D 淀粉没有甜味，A 错误；反应⑤是氧化反应，不是取代反应，B 错误；聚 乙烯分子中没有碳碳双键，C 错误；葡萄糖可被银氨溶液氧化，而乙醇不能，D 正确。 三、氨基酸和蛋白质——细胞、组织的重要成分 1．氨基酸 (1)组成 组成蛋白质的氨基酸几乎都是 α氨基酸，其结构简式可以表示为 。 (2)化学性质 ①氨基酸具有两性(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： 。 ②成肽反应 两个氨基酸在酸或碱存在的条件下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一 分子水，缩合形成含肽键( )的化合物，称为成肽反应。 2．蛋白质 (1)组成与结构 ①组成：含有 C、H、O、N、S 等元素。 ②结构：由氨基酸通过缩聚反应产生；蛋白质属于功能高分子化合物。 (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。 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，此过程为可逆过程，可用于分离和提纯蛋白质。 ④变性：加热、紫外线、超声波、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物(甲醛、酒精、 丙酮等)等会使蛋白质变性，此过程为不可逆过程。 ⑤显色反应：含有苯基的蛋白质遇浓 HNO3 变黄色，该性质可用于蛋白质的检验。 ⑥蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。 3．酶 (1)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： ①条件温和，不需加热。 ②具有高度的专一性。 ③具有高效的催化作用。 [对点练习] 1．下列有关说法正确的是( ) ①氨基酸、淀粉均属于高分子化合物 ②蛋白质是结构复杂的高分子化合物，分子中都 含有 C、H、O、N ③若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物不一致 ④用甘氨 酸( )和丙氨酸( )缩合最多可形成四种二肽 A．② B．②③ C．①② D．②④ 解析：选 D ①淀粉属于高分子化合物，氨基酸不属于高分子化合物，错误；②蛋白质 是由氨基酸缩合而成的高分子化合物，都含有 C、H、O、N，有的也含 S，正确；③如甘氨 酸和丙氨酸缩合形成的两种二肽互为同分异构体，但水解产物相同，错误；④两种物质自身 缩合可形成两种二肽，交叉缩合又可形成两种二肽，故最多能形成四种二肽，正确。 2．(2016·全国丙卷)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 解析：选 A 蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的高分子化合物，其水解最终可得氨基酸， A 项正确；遇重金属离子变性是蛋白质特有的性质，氨基酸无变性的性质，B 项错误；α 氨基丙酸与α氨基苯丙酸可以形成的二肽有：α氨基丙酸自身脱水形成的二肽、α氨基苯丙 酸自身脱水形成的二肽、α氨基丙酸脱羧基中的—OH 和α氨基苯丙酸脱氨基中的 H 形成的 二肽、α氨基丙酸脱氨基中的 H 和α氨基苯丙酸脱羧基中的—OH 形成的二肽，共 4 种二肽， C 项错误；氨基酸与 NaOH 溶液反应形成的阴离子，在电场作用下向正极移动，D 项错误。 [拓展归纳] 蛋白质盐析和变性的比较 盐析 变性 内涵 加入无机盐溶液使蛋白质的溶解度降低 而析出 一定条件下，使蛋白质失去原有生理活性 条件 较浓的轻金属盐或铵盐溶液，如 (NH4)2SO4 溶液、Na2SO4 溶液等 加热、紫外线、X 射线、重金属盐、强酸、 强碱、甲醛等 特点 可逆，蛋白质仍保持原有活性 不可逆，蛋白质已失去原有活性 应用 分离、提纯蛋白质，如向蛋白质溶液中加 入饱和 Na2SO4[或(NH4)2SO4]溶液，使蛋 白质析出 消毒，灭菌，给果树施用波尔多液，保存 动物标本等 四、合成有机高分子——现代生活的必备品 1．有机高分子的组成 (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 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，如氯乙烯合成聚氯乙烯的反应， 其化学方程式为 。 (2)缩聚反应 单体分子间缩合脱去小分子(如 H2O、HX 等)生成高分子化合物的反应。如己二酸与乙 二醇发生缩聚反应，其化学方程式为 。 3．高分子化合物的分类 其中，塑料、合成纤维、合成橡胶又被称为“三大合成材料”。 4．高聚物单体的判断方法 (1)加聚产物单体的判断方法 ①凡链节的主链只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其单体为一种，将两个半键闭 合即可。 如 的单体是 。 ②凡链节主链有四个碳原子(无其他原子)，且链节无双键的高聚物，其单体为两种，在 正中央划线断开，然后两个半键闭合即可。 如 的单体是 CH2===CH2、CH3—CH===CH2。 ③凡链节主链中只有碳原子，并存在碳碳双键结构的高聚物，其规律是“凡双键，四个 碳；无双键，两个碳”划线断开，然后将两个半键闭合，即单双键互换。 如： 的单体是 和 。 (2)缩聚产物单体的判断方法 ①凡链节为 结构的高聚物，其合成单体必为一种。在亚氨基 (—NH—)上加氢，在羰基碳上加羟基，即得高聚物的单体。 如 单体是 H2N—CH2—COOH。 ②凡链节中间(不在端上)含有肽键的高聚物，从肽键中间断开，两侧为不对称结构的， 其单体为两种；在亚氨基上加氢，羰基碳原子上加羟基，即得高聚物单体。 如 的 单 体 是 H2N—CH2—COOH 和 H2N—CH2—CH2—COOH。 ③凡链节中间(不在端上)含有 (酯基)结构的高聚物，其合成单体为两种，从 中间断开，羰基碳原子上加羟基，氧原子上加氢原子，即得高聚物单体。 如 的 单 体 是 HOOC—COOH 和 HO—CH2—CH2—OH。 ④高聚物 其链节中的 —CH2— 来自甲醛，单体为 和 HCHO。 [对点练习] 1．(2016·上海高考)合成导电高分子化合物 PPV 的反应为 下列说法正确的是( ) A．PPV 是聚苯乙炔 B．该反应为缩聚反应 C．PPV 与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同 D．1 mol 最多可与 2 mol H2 发生反应 解析：选 B A 项，聚苯乙炔为 ，错误；B 项，该反应除产生高分子化 合物外，还有小分子生成，属于缩聚反应，正确；C 项，PPV 与聚苯乙烯 的 重复单元不相同，错误；D 项，该物质的一个分子中含有 2 个碳碳双键和 1 个苯环都可以与 氢气发生加成反应，所以 1 mol 最多可以与 5 mol 氢 气发生加成反应，错误。 2．填写下列空白。 (1)________________________________________________________________________ 的单体是 。 (2) 的单体是____________________和 ____________________。 (3) 的单体是__________________________________________。 (4) 的单体是______________________和__________________。 (5) 的单体是________________和 ________________。 [学案验收·块块过] ————————————————————————————————————— 1．下列说法正确的是( ) A．葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物 B．汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物 C．将(NH4)2SO4、CuSO4 溶液分别加入蛋白质溶液，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白 质变性 D．次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌 解析：选 D A 项，葡萄糖不属于高分子化合物；B 项，植物油属于酯类，不属于碳氢 化合物；C 项，(NH4)2SO4 不能使蛋白质变性。 2．(2015·福建高考)下列关于有机化合物的说法正确的是( ) A．聚氯乙烯分子中含碳碳双键 B．以淀粉为原料可制取乙酸乙酯 C．丁烷有 3 种同分异构体 D．油脂的皂化反应属于加成反应 解析：选 B 聚氯乙烯是由氯乙烯发生加聚反应生成的，聚氯乙烯分子中不含碳碳双键， A 项错误；淀粉经水解生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇，乙醇经氧化最终生 成乙酸，乙酸和乙醇可发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，B 项正确；丁烷只有正丁烷和异丁 烷两种结构，C 项错误；油脂的皂化反应是油脂在碱性条件下的水解反应，不属于加成反应， D 项错误。 3．(2017·陕西咸阳模拟)下列说法正确的是( ) A．糖类化合物都具有相同的官能团 B．酯类物质是形成水果香味的主要成分 C．油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇 D．蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基 解析：选 B 糖类是指多羟基醛、多羟基酮以及能够水解生成它们的物质，如葡萄糖和 果糖中除均含有羟基外，还分别含有醛基、羰基两种不同的官能团，A 项错误；皂化反应是 指油脂在碱性条件下的水解反应，故生成的应是脂肪酸盐和丙三醇，C 项错误；蛋白质水解 的最终产物是氨基酸，均含有羧基和氨基，D 项错误。 4．(2017·德州期末)制备乙酸乙酯的绿色合成路线之一为 下列说法正确的是( ) A．淀粉与纤维素互为同分异构体 B．M 的分子式为 C12H22O11 C．N 的结构简式为 C2H4O2 D．④的反应类型属于取代反应 解析：选 D 淀粉和纤维素的化学式形式相同，但聚合度(n 值)不同，不属于同分异构 体关系，A 项错误；淀粉和纤维素完全水解产物均为葡萄糖，分子式为 C6H12O6，B 项错误； 由转化关系可知 N 为乙酸，其结构简式为 CH3COOH，C 项错误；反应④是酯化反应，也属 于取代反应，D 项正确。 5．工程塑料 PBT 的结构简式为 下列有关 PBT 的说法正确的是( ) A．PBT 是加聚反应得到的高分子化合物 B．PBT 分子中含有羧基、羟基和酯基 C．PBT 的单体中有芳香烃 D．PBT 的单体均能与 Na、NaOH、Na2CO3 反应 解析：选 B PBT 是一种高分子化合物，是通过缩聚反应得到的，A 错误；PBT 分子 中含有羧基、羟基和酯基，B 正确；PBT 的单体是对苯二甲酸和 1,4丁二醇，不含芳香烃类 物质，C 错误；对苯二甲酸和 1,4丁二醇都可以与 Na 反应，对苯二甲酸还可以与 NaOH、 Na2CO3 反应，1,4丁二醇不能与 NaOH、Na2CO3 反应，D 错误。 6．聚氯乙烯(PVC)保鲜膜的安全问题引起广泛的关注。PVC 的安全隐患主要来自于塑 料中残留的 PVC 单体以及不符合国家标准的增塑剂 DEHA。工业上用乙烯和氯气为原料经 下列各步合成 PVC： 乙烯――→一定条件 ① 甲――→一定条件 ② 乙 ――→一定条件 ③ PVC (1)乙是 PVC 的单体，其结构简式为 ________________________________________________________________________。 (2)反应③的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 (3)写出以下反应类型： 反应①：________________；反应②： ________________________________________________________________________。 (4)邻苯二甲酸辛酯(DOP)是国家标准中允许使用的增塑剂之一，邻苯二甲酸 是制造 DOP 的原料，它与过量的甲醇反应能得到另一种增塑剂 DMP(分子式为 C10H10O4)，DMP 属于芳香酯，其结构简式为 ______________________________。 (5)聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为 ，它是制作软质隐形 眼镜的材料。请写出下列有关反应的化学方程式： ①由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯： ________________________________________________________________________； ②由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯： ________________________________________________________________________； ③由乙烯制备乙二醇： ____________________________________________________________________。 [课时小测试] ———————————————————————————————— 1．(2015·海南高考)下列反应不属于取代反应的是( ) A．淀粉水解制葡萄糖 B．石油裂解制丙烯 C．乙醇与乙酸反应制乙酸乙酯 D．油脂与浓 NaOH 溶液反应制高级脂肪酸钠 解析：选 B A 项，淀粉发生水解反应产生葡萄糖，该反应是取代反应。B 项，石油裂 解制丙烯的反应属于分解反应，不是取代反应。C 项，乙醇与乙酸发生酯化反应生成乙酸乙 酯和水，该反应是取代反应。D 项，油脂与浓 NaOH 溶液发生皂化反应形成高级脂肪酸钠 和甘油，该反应属于取代反应。 2．下列有关物质水解的说法正确的是( ) A．蛋白质水解的最终产物是多肽 B．淀粉水解的最终产物是氨基酸 C．纤维素不能水解成葡萄糖 D．油脂水解产物之一是甘油 解析：选 D 蛋白质水解的最终产物是氨基酸，A 错误；淀粉最终水解产物是葡萄糖， B 错误；纤维素水解的最终产物也是葡萄糖，C 错误；油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯， 在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油；在碱性条件下，完全水解生成高级脂肪酸盐和甘 油，D 正确。 3．下列说法不正确的是( ) A．多糖、蛋白质、脂肪和聚丙烯等都属于高分子化合物 B． 与苯酚是同系物 C．葡萄糖和果糖互为同分异构体 D．葡萄糖能发生银镜反应 解析：选 A 脂肪不属于高分子化合物，A 错误。 4．近年来，由于石油价格不断上涨，以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。 如图是以烃 A 为原料生产人造羊毛的合成路线。 下列说法正确的是( ) A．合成人造羊毛的反应属于缩聚反应 B．A 生成 C 的反应属于加成反应 C．A 生成 D 的反应属于取代反应 D．烃 A 的结构简式为 CH2===CH2 解析：选 B 人造羊毛的单体是 CH2===CH—CN 和 CH2===CH—OOCCH3，推测 A 生 成 C 的反应属于加成反应，即 A 为乙炔，由此推测 A 生成 D 的反应属于加成反应，合成人 造着羊毛的反应属于加聚反应。 5．下列说法中，不正确的是( ) A．醋酸铅等重金属盐可使蛋白质变性 B．油脂只能在碱性条件下发生水解反应 C．甲醛能发生氧化反应、还原反应和缩聚反应 D．氨基酸能与盐酸和氢氧化钠溶液分别发生反应 解析： 选 B 醋酸铅是重金属盐，重金属盐能使蛋白质变性，A 项正确；油脂是高级 脂肪酸的甘油酯，在酸性和碱性条件下都可以水解，B 项错误；甲醛中的醛基易被氧化为羧 基，甲醛可以被 H2 还原为甲醇，也能在一定条件下与苯酚发生缩聚反应，C 项正确；氨基 酸中氨基显碱性，可以与盐酸发生反应，羧基显酸性，可以和 NaOH 溶液发生反应，D 项 正确。 6．化学与生活、社会密切相关。下列有关说法正确的是( ) A．在人体内酶的作用下，纤维素可以发生水解反应生成葡萄糖 B．福尔马林(甲醛溶液)可用于浸泡生肉及海产品以防腐保鲜 C．新型材料聚酯纤维、光导纤维都属于有机高分子材料 D．医药中常用酒精来消毒，是因为酒精能够使病毒的蛋白质发生变性 解析：选 D 人体内没有分解纤维素的酶，纤维素不能被人体吸收利用，故 A 错误； 甲醛有毒，能破坏蛋白质的结构，不但对人体有害，而且降低了食品的质量，故 B 错误； 光导纤维的主要成分是 SiO2，不属于有机高分子材料，故 C 错误；酒精能使蛋白质变性， 因此可用医用酒精杀灭病毒，起到消毒的作用，故 D 正确。 7．(2017·济宁模拟)某高分子材料的结构如图所示： 已知该高分子材料是由三种单体聚合而成的，下列与该高分子材料相关的说法正确的是 ( ) A．该高分子材料是体型高分子，合成它的反应是加聚反应 B．形成该高分子材料的单体 中，所有原子可能处于同一平面内 C．三种单体中有两种有机物互为同系物 D．三种单体都可以使溴水褪色，但只有两种能使酸性高锰酸钾溶液褪色 解析：选 B 该高分子材料是线型高分子；苯和乙烯都是平面形分子，故苯乙烯中所有 原子可能处于同一平面内；合成该高分子的三种单体是 CH3CH===CHCN、苯乙烯、苯乙炔， 其中没有互为同系物的物质，它们都能被酸性 KMnO4 溶液氧化。 8．(2017·江苏泰州模拟)DAP 是电表和仪表部件中常用的一种高分子化合物，其结构简 式为 则合成它的单体可能有①邻苯二甲酸；②丙烯醇(CH2===CH—CH2—OH)；③丙烯；④ 乙烯；⑤邻苯二甲酸甲酯，下列选项正确的是( ) A．①② B．④⑤ C．①③ D．③④ 解析：选 A 该高聚物的形成过程属于加聚反应，直接合成该高聚物的物质为 ，该物质属于酯类， 由 CH2===CH—CH2OH 和 通过酯化反应生成，因此该高聚物是由邻苯 二甲酸和丙烯醇先发生酯化反应，后发生加聚反应生成的。 9．下图为利用粮食酿酒、制醋的工艺流程与在一定条件下，动植物油脂与醇反应可制 备生物柴油的反应原理： 淀粉 ―→ 葡萄糖 ―→ 乙醇 ―→ 乙酸 (1)写出淀粉水解生成葡萄糖的化学方程式： _____________________________________________________________________________。 (2)如何检验淀粉已水解完全？ ___________________________________________________________________________。 (3)葡萄糖的分子式为________，结构简式为__________，分子中含有的官能团为 ______________。 (4)设计实验检验糖尿病患者的尿液中含有葡萄糖 ________________________________________________________________________。 (5)油酸甘油酯的结构简式为 ，它能使溴水褪色吗？(并说明原 因)______________________。1 mol 油酸甘油酯最多能与________ mol H2 发生加成反应。 (6)天然油脂有固定的熔、沸点吗？(并说明理由)_________ _______________________ ___________________________________________。 答案：(1) C6H10O5n 淀粉 ＋nH2O――→催化剂 △ nC6H12O6 葡萄糖 (2)向所得水解液中滴入几滴碘水，若溶液不变蓝色则证明淀粉已水解完全 (3)C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO 醛基(或—CHO)、羟基(或—OH) (4)向患者的尿液中加入新制 Cu(OH)2 悬浊液并加热煮沸，若产生砖红色沉淀，则证明 患者尿液中含有葡萄糖 (5)能，原因是油酸甘油酯中含有碳碳双键 3 (6)没有，因为天然油脂都属于混合物 10．(2014·浙江高考)葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过 以下反应制得： C6H12O6(葡萄糖)＋Br2＋H2O―→C6H12O7(葡萄糖酸)＋2HBr 2C6H12O7＋CaCO3―→Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙)＋H2O＋CO2↑ 相关物质的溶解性如表所示： 物质名称 葡萄糖酸钙 葡萄糖酸 溴化钙 氯化钙 水中的 溶解性 可溶于冷水 易溶于热水 可溶 易溶 易溶 乙醇中的 溶解性 微溶 微溶 可溶 可溶 实验流程如下： 请回答下列问题： (1)第①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置中最适合的是________。 制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其他试剂，下列物质中最适合的是 ________。 A．新制 Cu(OH)2 悬浊液 B．酸性 KMnO4 溶液 C．O2/葡萄糖氧化酶 D．[Ag(NH3)2]OH 溶液 (2)第②步充分反应后 CaCO3 固体需有剩余，其目的是__________________；本实验中 不宜用 CaCl2 替代 CaCO3，理由 ______________________________________________________。 (3)第③步需趁热过滤，其原因是 _______________________________________________。 (4)第④步加入乙醇的作用是 __________________________________________________。 (5)第⑥步中，下列洗涤剂最合适的是____________(填字母)。 A．冷水 B．热水 C．乙醇 D．乙醇－水混合溶液 解析：(1)第①步需要控制在 55 ℃，可用水浴加热的方法，温度计应测量水浴的温度， 应选择 B 装置；从选项分析，最适合的试剂应该是 O2 和葡萄糖氧化酶。(3)因为葡萄糖酸钙 易溶于热水，所以第③步采用趁热过滤的方法能减少葡萄糖酸钙的损失。(4)因为葡萄糖酸 钙微溶于乙醇，所以在第④步加入乙醇可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度，有利于其析出。 (5)根据表中相关物质溶解性知，第⑥步中最合适的洗涤剂是乙醇－水混合溶液。 答案：(1)B C (2)提高葡萄糖酸的转化率，便于后续分离 氯化钙难以与葡萄糖酸直 接反应得到葡萄糖酸钙 (3)葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出，如不趁热过滤会损失产品 (4) 可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度，有利于葡萄糖酸钙析出 (5)D 11．葡萄糖在不同条件下可以被氧化成不同物质。请结合题意回答问题：已知：RCOOH ＋CH2===CH2＋1 2O2 RCOOCH===CH2＋H2O (1)葡萄糖在酒化酶作用下生成有机物 A，A、B、C、D、E 间的转化关系如图所示： ①B 是石油化学工业最重要的基础原料，写出 A→B 的化学方程式： ________________________________________________________________________。 ②D 的结构简式为______________________。 (2)葡萄糖在一定条件下还可氧化为 X 和 Y(Y 和 A 的相对分子质量相同)。X 可催化氧 化成 Y，也可与 H2 反应生成 Z。X 和 Y 的结构中有一种相同的官能团是________，检验此 官能团需用的试剂是________。 (3)F 是人体肌肉细胞中的葡萄糖在缺氧的条件下进行无氧呼吸的产物。F、G、H 间的 转化关系是：F G H，H 与(1)中的 D 互为同分异构体。 ①G 还可以发生的反应有________(填字母)。 a．加成反应 b．水解反应 c．氧化反应 d．消去反应 e．还原反应 ②本题涉及的所有有机物中，与 F 不论以何种质量比混合(总质量一定)，完全燃烧生成 CO2 和 H2O 的物质的量不变的有(写结构简式)______________ ________________________。 解析：(1)葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇和 CO2，所以 A 是乙醇，由物质的转化关系 可 知 B 为 CH2===CH2 ， C 为 CH3COOH ， 由 题干 信 息 可 知 B 与 C 反 应 生成 的 D 为 CH3COOCH===CH2。 (2)由 X 可氧化成 Y，X 与 H2 反应生成 Z，可推知 X 为醛，Y 为酸，Z 为醇，又由于 Y 与 CH3CH2OH 的相对分子质量相同，可知 Y 为甲酸，X 为甲醛，Z 为甲醇；甲醛和甲酸中 都存在—CHO。 (3)①Z 为甲醇，由 G＋Z―→H 且 H 与 CH3COOCH===CH2 互为同分异构体可推知 G 为 CH2===CH—COOH，H 为 CH2===CH—COOCH3，由转化关系可知 F 为 ，分子式为 C3H6O3。②符合要求的有机物必须满足最简式为 CH2O。 答案：(1)①C2H5OH CH2===CH2↑＋H2O ②CH3COOCH===CH2 (2)—CHO(或醛基) 银氨溶液(或新制氢氧化铜溶液) (3)①ace ②HOCH2(CHOH)4CHO、HCHO、CH3COOH 12．(2017·大连模拟)Ⅰ.15 g 有机物 A 完全燃烧只生成 22 g CO2 和 9 g H2O。试求： (1)该有机物的最简式__________________。 (2)符合该最简式的 A 物质有多种，则它们之间的关系________(填字母)。 A．一定互为同系物 B．一定互为同分异构体 C．等质量的它们完全燃烧耗氧量相同 D．等物质的量的它们完全燃烧耗氧量相同 (3)若 A 的相对质量为 90，且两分子 A 能反应形成六元环状酯，则 A 的结构简式为 ________。 Ⅱ.PTT 性能优异，能作为纺织纤维和地毯等材料而得到广泛应用。其合成路线可设计 为 其中 A、B、C 均为链状化合物，A 能发生银镜反应，C 不含甲基，1 mol C 可与足量钠 反应生成 22.4 L H2(标准状况)。请回答下列问题： (1)A 的结构简式为__________________________________________________， C 的名称(系统命名)________________________________ _________________。 (2)由物质 C 与 D 反应生成 PTT 的化学方程式为 ______________________________________________________________________。 (3)请写出以有机物甲为主要原料(无机试剂任用)制备 CH3CH(OH)COOH 的合成路线流 程图(须注明反应条件)。 已知： (合成路线常用的表示方式为：M――→反应试剂 反应条件N……――→反应试剂 反应条件目标产物) 解析：Ⅰ.(1)15 g 有机物 A 完全燃烧只生成 22 g CO2 和 9 g H2O，CO2 的物质的量是 0.5 mol，水的物质的量是 0.5 mol，则 C 元素的质量是 6 g，H 元素的质量是 1 g，C 元素与 H 元素的质量之和是 7 g<15 g，说明 A 中含有 O 元素，其质量是 15－7＝8 g，物质的量是 0.5 mol，则 C、H、O 的原子个数比是 1∶2∶1，所以有机物 A 的最简式是 CH2O。 (2)A 项，符合该最简式的有机物的分子式是(CH2O)n，因 为 n 值不同，则对应的化学式中 O 原子的个数不同，而同系物的分子式之间只有 C、H 原子个数的差别，故一定不是同系物，错误；B 项，符合该最简式的不一定是同分异构体， 如 HCHO 与 C2H4O2 均符合该最简式，但不是同分异构体，错误；C 项，因为最简式相同， 则含碳量和含氢量完全相同，等质量的它们完全燃烧耗氧量相同，正确；D 项，最简式相同， 但分子式不一定相同，所以等物质的量的它们完全燃烧时消耗的氧气不一定相同，错误。 (3)A 的相对分子质量是 90，则 A 的分子式是 C3H6O3，两分子 A 能反应形成六元环状 酯，说明 A 分子中含有羧基和羟基，且羧基和羟基连在同一 C 原子上时才能生成六元环酯， 则 A 是 CH3CH(OH)COOH。 Ⅱ.(1)A 能发生银镜反应，说明 A 中含有醛基，根据 A 的分子式判断，A 中还含有碳碳 双键，所以 A 的结构简式是 CH2===CHCHO。1 mol C 能与 Na 反应生成 1 mol 氢气，说明 C 中含有 2 个羟基，且 C 不含甲基，则 C 是 1,3丙二醇。