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文档介绍
2021高考化学一轮复习选修5第4讲生命活动的物质基础合成有机高分子课件苏教版
第 4 讲 生命活动的物质基础 合成有机高分子 - 2 - 考纲要求 :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的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献。 - 3 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和性质 导学诱思 以下物质中 : ① 蔗糖 ② 麦芽糖 ③ 淀粉 ④ 纤维素 ⑤ 油脂 ⑥ 蛋白质 ⑦ 氨基酸 ⑧ 葡萄糖 (1) 属于高分子化合物的有 , 属于同分异构体的有 ; (2) 属于糖类的物质有 , 属于酯类的有 ; (3) 检验物质 ② 已水解的试剂是 , 检验物质 ③ 部分水解的试剂是 , 检验物质 ⑤ 已经完全水解的方法是 。 ③④⑥ ①② ①②③④⑧ ⑤ 氢氧化钠溶液、新制的银氨溶液 碘水、氢氧化钠溶液、新制银氨溶液 取出少许水解液加水 , 看是否分层 - 4 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 落实基础 1 . 糖类 (1) 糖类的定义和分类 : ① 定义 : 糖是 、 或它们的脱水缩合物。 ② 分类 : 多羟基醛 多羟基酮 C 6 H 12 O 6 C 12 H 22 O 11 (C 6 H 10 O 5 ) n 同分异构体 同分异构体 - 5 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (2) 葡萄糖与果糖 : ① 葡萄糖与果糖结构的比较 : CH 2 OH(CHOH) 4 CHO —OH 、 —CHO CH 2 OH(CHOH) 3 COCH 2 OH - 6 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 ② 葡萄糖的化学性质 : 银镜 砖 红色沉淀 5 - 7 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (3) 二糖 —— 蔗糖与麦芽糖 : C 12 H 22 O 11 水解反应 - 8 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (4) 淀粉与纤维素 : ① 相似点 : a. 都属于天然 , 属于多糖 , 分子式都表示为 。 b. 都能发生 反应 , 反应的化学方程式分别为 : c. 都 发生银镜反应。 ② 不同点 : a. 通式中 不同。 b. 遇碘呈现特殊的蓝色。 高分子化合物 (C 6 H 10 O 5 ) n 水解 不能 n 值 淀粉 - 9 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 2 . 油脂 (1) 定义 : 油脂是由一分子 与三分子 脱水形成的酯。 常见的形成油脂的高级脂肪酸有 : 硬脂酸 、软脂酸 、油酸 。 甘油 高级脂肪酸 C 17 H 35 COOH C 15 H 31 COOH C 17 H 33 COOH - 10 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (2) 结构 : 结构简式 : 官能团 : 有的可能含有 。 (3) 物理性质 : ① 油脂一般 溶于水 , 密度比水 。 ② 天然油脂都是 , 没有固定的沸点、熔点。 a. 含不饱和烃基成分较多的甘油酯 , 常温下一般呈 态 ; b. 含饱和烃基成分较多的甘油酯 , 常温下一般呈 态。 不 小 混合物 液 固 - 11 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (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 H 2 发生加成反应的化学方程式为 - 12 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 ② 水解反应 : a. 酸性条件下 , 如硬脂酸甘油酯水解反应的化学方程式为 b. 碱性条件下 ( 即皂化反应 ), 如硬脂酸甘油酯在 NaOH 溶液中发生水解反应的化学方程式为 其水解程度比在酸性条件下水解程度大。 - 13 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 3 . 氨基酸与蛋白质 (1) 氨基酸的结构与性质 : ① 定义 : 羧酸分子中烃基的氢原子被氨基取代后的产物。蛋白质水解后得到的均为 α - 氨基酸 , 其通式为 , 官能团为 和 。 —NH 2 —COOH - 14 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 ② 氨基酸的性质 : a. 两性 : 甘氨酸与盐酸、 NaOH 溶液反应的化学方程式分别为 : b. 成肽反应 : 氨基酸可以发生分子间脱水生成二肽或多肽。 - 15 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (2) 蛋白质的结构与性质 : ① 蛋白质的组成与结构 : a. 蛋白质含有 等元素。 b. 蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应生成的 , 蛋白质属于天然有机高分子化合物。 C 、 H 、 O 、 N - 16 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 ② 蛋白质的性质 : a. 水解 : 在酸、碱或酶的作用下最终水解生成 。 b. 盐析 : 向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐 [ 如 (NH 4 ) 2 SO 4 、 Na 2 SO 4 等 ] 溶液后 , 可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出 , 盐析为可逆过程 , 可用于分离和提纯蛋白质。 c. 变性 : 加热、紫外线、 X 射线、 、 、 、一些有机物 ( 甲醛、酒精、苯甲酸等 ) 会使蛋白质凝结而变性 , 变性属于不可逆过程。 d. 颜色反应 : 含有苯环的蛋白质遇浓硝酸变 色 , 该性质可用于蛋白质的检验。 e. 蛋白质灼烧有烧焦羽毛的气味。 氨基酸 强酸 强碱 重金属盐 黄 - 17 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 易错辨析 判断正误 , 正确的画 “ √ ” , 错误的画 “ ×” 。 (1) 油脂属于高分子化合物 ( ) (2) 油脂的相对分子质量较大 , 故密度比水大 ( ) (3) 植物油能使溴水褪色 ( ) (4) 油脂硬化和水解的反应都属于取代反应 ( ) (5) 糖类组成都符合通式 C m (H 2 O) n ( ) (6) 糖类都能发生水解反应 ( ) (7) 淀粉和麦芽糖水解的最终产物相同 ( ) (8) 氨基乙酸和 CH 3 CH 2 NO 2 是同分异构体 ( ) (9) 天然蛋白质水解的最终产物是 α - 氨基酸 ( ) (10) 蛋白质充分燃烧后的产物仅是 CO 2 和 H 2 O( ) (11) 蛋白质溶液中加入 (NH 4 ) 2 SO 4 溶液会使蛋白质变性 ( ) × × √ × × × √ √ √ × × - 18 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度一 油脂的组成与性质 例 1 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 : - 19 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 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 答案 解析 解析 关闭 油脂是高级脂肪酸甘油酯 , 生物柴油中没有甘油的结构 ,A 错误 ; 动植物油脂中甘油被链醇取代 , 属于取代反应 ,B 正确 ; 生物油脂在氢氧化钠溶液中也可以水解生成高级脂肪酸钠 , 得到肥皂 ,C 正确 ; 植物油脂通过与氢气加成得到固态油脂 ,D 正确。 答案 解析 关闭 A - 20 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 方法指导 (1) 油和脂肪的比较 - 21 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (2) 油脂和矿物油的比较 - 22 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度二 糖类的组成与性质 例 2 下列关于糖类物质的说法中正确的是 ( ) A. 蔗糖溶液在稀硫酸中是否已经水解可以直接加入新制氢氧化铜加热检验 B. 麦芽糖和蔗糖水解产物完全相同 C. 证明淀粉溶液完全水解需要在水解液中加入碘试剂即可 D. 淀粉、纤维素结构不同 , 互为同分异构体 答案 解析 解析 关闭 A 项 , 蔗糖水解液是酸性 , 不能直接加入新制氢氧化铜悬浊液 , 必须先用氢氧化钠中和 , 错误 ;1 mol 蔗糖水解得到 1 mol 葡萄糖和 1 mol 果糖 ,1 mol 麦芽糖水解得到 2 mol 葡萄糖 ,B 错误 ; 淀粉完全水解溶液中不存在淀粉 , 加入碘不变蓝 ,C 正确 ; 淀粉、纤维素的结构不同 , 但它们是高分子化合物 , n 值不确定 , 两者不是同分异构体 ,D 错误。 答案 解析 关闭 C - 23 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 方法指导 (1) 糖类水解反应的条件总结 ① 蔗糖 : 稀硫酸作催化剂 , 水浴加热。 ② 淀粉 :a. 稀硫酸作催化剂 , 加热。 b. 淀粉酶 ( 唾液中存在 ), 室温 ( 适宜温度 36 ℃ ) 。 ③ 纤维素 :a. 催化剂为 90% 的浓硫酸。 b. 小火微热 , 防止大火加热使纤维素被浓硫酸脱水炭化。 c. 加热至溶液呈亮棕色为止。 - 24 - (2) 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反应完全 , 可以用银氨溶液 [ 或新制 Cu(OH) 2 ] 和碘水来检验 , 实验步骤如下 : 实验现象及结论 : 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 25 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度三 蛋白质的组成与性质 例 3 绿色荧光蛋白被人称为生命体内蛋白质生物学过程的 “ 直播剂 ”, 而核糖体则被人们称为蛋白质的 “ 合成工厂 ” 。下列有关蛋白质的叙述中正确的是 ( ) A. 病毒、核糖的主要成分都是蛋白质 B. 向蛋白质溶液中加入饱和硫酸钠溶液 , 析出的沉淀不溶于水 C. 由于重金属盐会使蛋白质变性 , 所以吞服 “ 钡餐 ” 会使人中毒 D. 蛋白质与氨基酸一样 , 既能与酸反应 , 又能与碱反应 答案 解析 解析 关闭 核糖是一种单糖 , 属于糖类 ,A 错误 ; 饱和 Na 2 SO 4 溶液使蛋白质发生盐析 , 是可逆过程 ,B 错误 ;“ 钡餐 ” 的主要成分是 BaSO 4 , 它不溶于胃酸 , 不会使人中毒 ,C 错误 ; 蛋白质中含有 —NH 2 和 —COOH, 因此可以表现出两性 ,D 正确。 答案 解析 关闭 D - 26 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 方法指导 蛋白质盐析和变性的比较 - 27 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度四 生命中的基础有机化学物质的综合考查 例 4 下列说法错误的是 ( ) A. 葡萄糖能水解成乙醇和二氧化碳 B. 氨基乙酸、乙二醇均可发生聚合反应 C. 麦芽糖及其水解产物均能与新制 Cu(OH) 2 反应生成红色沉淀 D. 在鸡蛋清溶液中分别加入饱和 Na 2 SO 4 溶液、 CuSO 4 溶液 , 都会产生沉淀 , 但产生沉淀的原理不同 答案 解析 解析 关闭 葡萄糖转变成乙醇和二氧化碳不是水解反应 ,A 项错误 ; 氨基乙酸可通过形成肽键发生缩聚反应生成高分子化合物 , 乙二醇可通过与二元羧酸发生缩聚反应的形式形成高分子化合物 ,B 项正确 ; 麦芽糖及其水解产物中的葡萄糖均能与新制 Cu(OH) 2 反应生成 砖 红色沉淀 ,C 项正确 ; 鸡蛋清溶液中加入 CuSO 4 溶液 , 蛋白质发生变性 , 而加入饱和 Na 2 SO 4 溶液发生盐析 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 A - 28 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 方法指导 能水解的营养物质总结 - 29 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 30 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 跟踪训练 1 . 化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是 ( ) A. 福尔马林可浸制标本 , 利用了其使蛋白质变性的性质 B. 歼 20 飞机上使用的碳纤维是一种新型的有机高分子材料 C. 将地沟油制成肥皂 , 可以提高资源的利用率 D. 用 CO 2 合成聚碳酸酯可降解塑料 , 实现碳的循环利用 答案 解析 解析 关闭 福尔马林是甲醛含量为 35%~40% 的水溶液 , 能使蛋白质变性 , 可用于浸制生物标本 ,A 正确 ; 碳纤维是一种新型无机非金属材料 ,B 错误 ; 地沟油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯 , 在碱性条件下水解可制成肥皂 ,C 正确 ; 利用 CO 2 等原料合成的聚碳酸酯类可降解塑料可以在自然界中自行分解为小分子化合物 , 实现碳的循环利用 ,D 正确。 答案 解析 关闭 B - 31 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 2 .(2019 广西陆川高三月考 ) 《本草纲目拾遗 · 木部》对丁香油有如下叙述 :“ 丁香油出南番 , 乃用母丁香榨取其油 , 色紫 , 芳香辛烈。番人贮以琉璃器 , 盖偶不密 , 即香达于外。 ” 下列关于该叙述的说法不正确的是 ( ) A. 丁香油在水中溶解度可能较小 B. 丁香油提取可以用适当的有机溶剂进行萃取 C. 丁香油在实验室中保存时需密封在细口瓶中 D. 丁香油易挥发说明其沸点一定很低 答案 解析 解析 关闭 油类物质属于酯 , 一般来说其溶解度较小 ,A 项正确 ; 根据 “ 乃用母丁香榨取其油 ” 可以知道 , 丁香油提取可以用适当的有机溶剂进行萃取 ,B 项正确 ; 丁香油是易挥发的液体 , 则保存时需密封在细口瓶中 ,C 项正确 ; 丁香油易挥发说明其沸点不高 , 但不能说其沸点一定很低 , 故 D 项错误。 答案 解析 关闭 D - 32 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 3 . 下列说法正确的是 ( ) A. 蔗糖、麦芽糖的分子式都是 C 12 H 22 O 11 , 二者的水解产物不完全相同 B. 棉花和蛋白质都是高分子化合物 , 水解产物相同 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 答案 解析 解析 关闭 蔗糖的水解产物为葡萄糖和果糖 , 而麦芽糖的水解产物为葡萄糖 ,A 项正确 ; 棉花的主要成分为纤维素 , 其水解产物为葡萄糖 , 蛋白质的水解产物为氨基酸 ,B 项错误 ; 油脂是高级脂肪酸的甘油酯 , 皂化反应时生成高级脂肪酸盐和丙三醇 , 不可能生成丙醇 ,C 项错误 ; 蛋白质水解的最终产物是氨基酸 , 氨基酸的官能团是羧基和氨基 , 而不是羧基和羟基 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 A - 33 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 4 . 下列说法正确的是 ( ) A. 丙三醇不是乙醇的同系物 B. 硫酸铵和醋酸铅溶液均可使鸡蛋清溶液中的蛋白质变性 C. 麦芽糖与蔗糖的水解产物均含葡萄糖 , 故二者均为还原性二糖 D. 天然植物油常温下一般呈液态 , 难溶于水 , 有恒定的熔点、沸点 答案 解析 解析 关闭 乙醇的同系物应为饱和一元醇 , 而丙三醇为三元醇 , 故丙三醇不是乙醇的同系物 ,A 项正确 ; 硫酸铵可使蛋白质发生盐析 , 而醋酸铅可使蛋白质发生变性 ,B 项错误 ; 蔗糖不属于还原性糖 ,C 项错误 ; 天然植物油为混合物 , 不具有恒定的熔点和沸点 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 A - 34 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 5 . 现有 : 淀粉溶液、蛋清、葡萄糖溶液 , 鉴别它们时 , 下列试剂和对应现象依次是 ( ) 试剂 : ① 新制 Cu(OH) 2 ② 碘水 ③ 浓硝酸 现象 :a. 变蓝色 b. 砖 红色沉淀 c. 变黄色 A. ② —a 、 ① —c 、 ③ —b B. ③ —a 、 ② —c 、 ① —b C. ② —a 、 ③ —c 、 ① —b D. ② —c 、 ③ —a 、 ① —b 答案 解析 解析 关闭 淀粉溶液遇碘水变蓝色 ; 蛋清是蛋白质 , 遇浓硝酸变黄色 ; 葡萄糖溶液具有还原性 , 能够将新制 Cu(OH) 2 还原生成 砖 红色 Cu 2 O 沉淀。 答案 解析 关闭 C - 35 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 合成有机高分子 导学诱思 完成表中未填写的空项。 加聚 反应 氯乙烯 加聚 反应 苯乙烯 加聚 反应 - 36 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 苯乙烯 和 1,3- 丁二烯 加聚 反应 缩聚 反应 - 37 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 缩聚 反应 - 38 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 落实基础 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。 单体 链节 聚合度 - 39 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 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化学方程式为 : (2) 缩聚反应 : 单体分子间缩合脱去小分子 ( 如 H 2 O 、 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的化学方程式为 : - 40 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 易错辨析 判断正误 , 正确的画 “ √ ” , 错误的画 “ ×” 。 (1) 糖类、油脂、蛋白质、有机合成材料都是有机高分子 ( ) (2) 聚乙烯、聚氯乙烯都是混合物 ( ) (3) 加聚反应和缩聚反应都是只得到高分子化合物 ( ) (4) 乙烯与聚乙烯的最简式相同 , 性质相似 , 都能使溴水褪色 ( ) × √ × × - 41 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 考查角度 有机合成反应及单体的判断 例 (2018 北京 ) 一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高 , 广泛用作防护材料。其结构片段如下图。 下列关于该高分子的说法正确的是 ( ) A. 完全水解产物的单个分子中 , 苯环上的氢原子具有不同的化学环境 B. 完全水解产物的单个分子中 , 含有官能团 —COOH 或 —NH 2 C. 氢键对该高分子的性能没有影响 D. 结构简式为 B - 42 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 43 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 44 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 方法指导 (1) 加聚反应与缩聚反应的区别。 - 45 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 (2) 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。 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。 - 46 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 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。 - 47 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 48 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 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。 - 49 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 - 50 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 答案 解析 解析 关闭 塑料、合成纤维和合成橡胶都属于合成材料 ,A 正确 ; 聚氯乙烯可制成薄膜、软管等 , 其单体是 CH 2 =CHCl,B 正确 ; 合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛 ,C 错误 ; 根据 “ 有双键 , 四碳断 , 单双键互变 ” 判断合成顺丁橡胶的单体是 CH 2 =CH—CH=CH 2 ,D 正确。 答案 解析 关闭 C - 51 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 答案 解析 解析 关闭 CF 2 =CF 2 、 CH 2 =CH 2 发生加聚反应生成 “ETFE”, 产物的链节分别为 —CF 2 —CF 2 — 、 —CH 2 —CH 2 —,A 、 B 正确 ; 乙烯是平面形结构 , 则 CF 2 =CF 2 和 CH 2 =CH 2 均是平面形分子 ,C 正确 ;CH 3 CH 3 与 F 2 两种物质直接反应不能制得 CF 2 =CF 2 ,D 错误。 答案 解析 关闭 D - 52 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 解析 分子中有羧基和氨基 , 根据缩聚反应原理 : 羧基脱羟基 , 氨基脱去氢 , 可以写出化学方程式。 - 53 - 必备知识 • 自主预诊 关键能力 • 考向突破 4 .(1) 人造象牙中 , 主要成分是查看更多