2024届高考化学一轮复习专题9第50讲生命活动的物质基础合成高分子基础学案

这是一份2024届高考化学一轮复习专题9第50讲生命活动的物质基础合成高分子基础学案，共34页。

糖类
1．糖类的组成与分类
(1)概念：从分子结构上看，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Cm(H2O)n，所以糖类也被称为碳水化合物。但注意糖类与Cm(H2O)n不是等同的。
(3)分类
2．单糖——葡萄糖、果糖和戊糖
(1)葡萄糖、果糖的组成和分子结构
(2)葡萄糖的性质
(3)核糖与脱氧核糖
核糖与脱氧核糖分别是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分。它们都是含有5个碳原子的单糖——戊糖。
核糖的结构简式：
脱氧核糖的结构简式：
3．二糖——蔗糖与麦芽糖
(1)相同点
①组成相同，分子式均为C12H22O11，二者互为同分异构体。
②能发生水解反应。
(2)不同点
①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，能还原新制的Cu(OH)2。
②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 \(――――→,\s\up9(酸或酶))C6H12O6＋C6H12O6
蔗糖 葡萄糖 果糖；
C12H22O11＋H2Oeq \(――――→,\s\up9(酸或酶))2C6H12O6
麦芽糖 葡萄糖。
4．多糖——淀粉与纤维素
(1)相同点
①都属于天然有机高分子化合物，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
(C6H10O5)n＋nH2Oeq \(――――→,\s\up9(酸或酶))nC6H12O6
淀粉 葡萄糖；
(C6H10O5)n＋nH2Oeq \(――――→,\s\up9(酸或酶))nC6H12O6
纤维素 葡萄糖。
③都不能发生银镜反应。
(2)不同点
①通式中n值不同，二者不互为同分异构体。
②淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。
①能发生银镜反应的糖称为还原糖，如葡萄糖、麦芽糖、核糖等，不能发生银镜反应的糖称为非还原糖，如蔗糖、淀粉等。
②纤维素在人体不能被吸收作为营养物质，但具有通便功能。
1．下列关于葡萄糖的叙述中，正确的是( )
A．葡萄糖属于多羟基醛，是一种单糖
B．葡萄糖属于多羟基酮，能发生加成反应
C．因为葡萄糖具有甜味，所以属于糖类化合物
D．葡萄糖可以水解
A [A.葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO，属于多羟基醛，是一种单糖，A正确；B.葡萄糖属于多羟基醛，能与氢气发生加成反应，B错误；C.糖类一般是指多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物，葡萄糖属于多羟基醛，所以葡萄糖属于糖类化合物，C错误；D.葡萄糖是单糖，不能水解，D错误。]
2．下列关于验证蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中，正确的是( )

A．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③
B．验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④⑤
C．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤
D．验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①⑤④⑤
B [某糖是否属于还原性糖，可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该采取水浴加热，同时考虑到银镜反应应该在碱性条件下进行，故蔗糖水解后应先加碱中和作催化剂的酸，然后才能进行银镜反应，综上所述，B项正确。]
3．下列关于糖类的说法正确的是( )
A．糖类物质的组成都符合Cm(H2O)n
B．单糖就是分子组成简单的糖
C．检验尿液中含有葡萄糖：与新制的氢氧化铜悬浊液混合后共热，观察是否有砖红色沉淀生成
D．淀粉、纤维素都是多糖，其分子式相同
C [A.脱氧核糖的分子式为C5H10O4，不符合Cm(H2O)n，故A错误；B.糖类分为单糖、低聚糖和多糖，单糖是不能水解的糖，故B错误；C.检验葡萄糖可利用其分子结构中含有醛基，将其与新制Cu (OH) 2混合后共热，看是否有砖红色沉淀生成来判定，故C正确；D.淀粉、纤维素都是多糖，都可用通式(C6H10O5)n表示，但n不同，分子式不同，故D错误。]
糖类水解产物的检验方法
(1)实验流程
(2)注意问题
①检验淀粉时，必须直接取水解液加入碘水，不能取呈碱性的中和液，因为I2能与NaOH溶液反应。
②淀粉、蔗糖的水解实验是用稀硫酸作催化剂，而银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应的实验必须在碱性条件下进行，所以检验淀粉或蔗糖的水解产物前应先加入NaOH溶液至溶液呈碱性。
油脂
1．组成和结构
油脂成分主要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
4．化学性质
(1)油脂的氢化(油脂的硬化)
烃基上含有碳碳双键，能与H2发生加成反应。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。
(2)水解反应
①酸性水解
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
3C17H35COOH。
②碱性水解(皂化反应)
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
3C17H35COONa；碱性条件下水解程度比酸性条件下水解程度大。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)油脂属于酯，是丙三醇与所有羧酸形成的酯。( )
(2)油是液态油脂，可以使溴水褪色。( )
(3)油脂水解反应又称为皂化反应。( )
(4)油脂是高级脂肪酸的甘油酯，属于高分子化合物。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×
2．下列物质能水解的是________(填序号)。
①HCOOC2H5 ②硬脂酸甘油酯 ③豆油
④CH3CH2NH2 ⑤ ⑥CH3Cl
[答案] ①②③⑤⑥
地沟油，泛指在生活中存在的各类劣质油，如回收的食用油、反复使用的炸油等。地沟油最大来源为城市大型饭店下水道的隔油池。长期食用可能会引发癌症，对人体的危害极大。根据以上信息和相关知识回答下列问题：
(1)下列说法正确的是________(填字母)。
A．掺假的“芝麻香油”能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，其原理相同
B．淀粉和油脂都是高分子
C．可将“潲水油”和“地沟油”分离提纯后来生产肥皂
D．纤维素的最终水解产物与油脂水解产生的甘油含有某种相同的官能团
(2)“地沟油”常常含有油酸甘油酯，在微生物作用下水解生成的不饱和脂肪酸中的碳碳双键在日光作用下被空气中的氧气氧化生成有臭味的醛或酮，这种过程称为“酸败”。
①试写出油酸甘油酯[，—R为CH3(CH2)7CH=== CH(CH2)6CH2—]“酸败”过程中水解的化学方程式：_____________________
___________________________________________________________________。
②工业上为了延缓不饱和油脂的“酸败”，通常采取的一种措施是在Ni催化作用下与H2发生加成反应，1 ml油酸甘油酯最多消耗________ ml H2。
[解析] (1)选项A，掺假的“芝麻香油”含有油酸甘油酯，分子内存在不饱和键，能与Br2发生加成反应使溴水褪色，能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，二者褪色原理不同；选项B，油脂不是高分子；选项C，提纯后的“潲水油”和“地沟油”可发生皂化反应而生产肥皂；选项D，纤维素的最终水解产物为葡萄糖，葡萄糖和甘油都含有—OH。(2)②1 ml油酸甘油酯含有3 ml ，所以最多消耗3 ml H2。
[答案] (1)CD
(2)①＋3H2Oeq \(―――→,\s\up9(微生物))3CH3(CH2)7CH
===CH(CH2)7COOH＋CH2OHCHOHCH2OH ②3
蛋白质 核酸
1．氨基酸
(1)氨基酸的概念：羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代得到的化合物。天然蛋白质水解后得到的几乎都是α­氨基酸，其通式为，官能团为—NH2和—COOH。
(2)氨基酸的化学性质
①两性：如甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为
②成肽反应：如丙氨酸分子成肽反应方程式为
两种不同氨基酸最多可形成4种二肽。
③缩聚反应：可形成多肽
2．蛋白质的组成、结构与性质
(1)组成与结构：蛋白质主要含有C、H、O、N、S等元素，是由多种氨基酸通过缩聚反应生成的结构复杂的有机物，蛋白质属于天然有机高分子化合物。
(2)性质
(3)酶——生物催化剂
大部分酶是蛋白质，具有蛋白质的性质。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具有高效催化作用。
3．核酸
(1)核酸的组成
①核酸的基本组成单位——核苷酸
核酸的水解过程如图所示：
②核酸的形成
a．核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子，其中戊糖是核糖或脱氧核糖，它们均以环状结构存在于核酸中，对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。
b．碱基的组成
碱基是具有碱性的杂环有机化合物，RNA(DNA)中的碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶(胸腺嘧啶)。
(2)核酸结构
①DNA的结构——DNA分子的双螺旋结构模型
a．DNA分子由两条多聚核苷酸链组成，两条链平行盘绕，形成双螺旋结构。
b．每条链中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排列在内侧。
c．两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，结合成碱基对，遵循碱基互补配对原则。
②RNA以核苷酸为基本构成单位，RNA分子一般呈单链状结构，比DNA分子小得多。
根据配对原则，DNA分子中碱基数目A＝T与G＝C。
(3)核酸的生物功能
①核酸是生物体遗传信息的载体。细胞内携带遗传信息的物质。有一定的碱基排列顺序的DNA片段含有特定的遗传信息，被称为基因。
②在生物体遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
氨基酸与蛋白质
1．下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是( )
A．加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性
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
A [A项，加热能使蛋白质发生变性，杀死流感病毒，正确；B项，蛋白质遇重金属离子会变性，氨基酸与重金属离子的作用不属于变性，错误；C项，α­氨基丙酸与α­氨基苯丙酸混合物脱水成肽可生成4种二肽，自身脱水可形成2种二肽，不同分子间脱水可形成2种二肽(α­氨基丙酸的羧基脱羟基与α­氨基苯丙酸的氨基脱氢或α­氨基丙酸的氨基脱氢与α­氨基苯丙酸的羧基脱羟基)，错误；D项，氨基酸溶于过量NaOH溶液，其中羧基与NaOH反应生成酸根阴离子，在电场作用下向正极移动，D错误。]
2．现有分子式为C36H57O18N11的十一肽完全水解成甘氨酸(C2H5O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、谷氨酸(C5H9O4N)，缩合十一肽化合物时，这3种氨基酸的物质的量之比为( )
A．3∶3∶5 B．3∶5∶3
C．5∶3∶3 D．8∶7∶7
B [在氨基酸缩合成多肽时，分子中碳原子数不变。3种氨基酸分子中的碳原子数总和应为36。若按各项中的数目来组成十一肽，A中碳原子总数为40，C中碳原子总数为34，D中碳原子总数为72，皆不为36，应舍去；只有B中碳原子总数为36，正确。]
3．某病毒主要成分是核酸和蛋白质，核酸构成核心，蛋白质构成外壳。下列相关说法中错误的是 ( )
A．因为高温能使蛋白质变性，所以加热煮沸能杀灭此病毒
B．蛋白质中有肽键，肽键的结构式为
C．蛋白质是天然高分子化合物，水解产物都是α­氨基酸
D．氨基酸和蛋白质既能和盐酸又能和NaOH反应生成盐
C [天然蛋白质水解产物大部分是α­氨基酸；不是所有都是，C错误。]
4．三国时期，诸葛亮领兵南征孟获，遇到了“哑泉”，士兵饮后致哑，腹痛，甚至死亡。有一“安乐泉”，饮后可解“哑泉”之毒。经科研人员研究，“哑泉”水中溶有CuSO4，“安乐泉”水质偏碱性。下列有关说法符合题意的是( )
①“哑泉”之毒是由于水中的Cu2＋使人体中的蛋白质变性而引起的
②“哑泉”之毒是由于水中的SOeq \\al(2－,4)使人体中的蛋白质变性而引起的
③“哑泉”之毒是由于水中的Cu2＋水解显酸性使人体中的蛋白质变性而引起的
④“安乐泉”能解“哑泉”之毒的离子方程式为Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓
A．①② B．①③
C．②④ D．①④
D [①哑泉有毒是因为含有的硫酸铜电离出的铜离子为重金属离子，重金属离子能使蛋白质变性，故①符合题意；②SOeq \\al(2－,4)不能使人体中的蛋白质变性，故②不符合题意；③铜离子为重金属离子，重金属离子能使蛋白质变性，与水解无关，故③不符合题意；④要解哑泉之毒就是使可溶性的铜离子转变成沉淀，离子方程式为Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，故④符合题意；符合题意的是①④。]
核酸
5．图1是脱氧核糖核酸(DNA)的结构片段，它的碱基中胞嘧啶的结构如图2，下列说法正确的是( )
图1 图2
A．脱氧核糖核酸中含有的化学键都是不同原子形成的极性共价键
B．2­脱氧核糖(C5H10O4)与葡萄糖属于同系物，都能发生银镜反应
C．胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团是氨基和肽键
D．脱氧核糖核酸由磷酸、2­脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成
D [A.根据脱氧核糖核酸结构可知，其中含有的化学键既有不同原子形成的极性共价键，也有C之间形成的非极性共价键，A错误；B.2­脱氧核糖(C5H10O4)无醛基，不能发生银镜反应，B错误；C.胞嘧啶分子式为C4H5N3O，含有的官能团是羰基和碳碳双键及氨基等，C错误；D.图示为脱氧核糖核酸结构片段，由其结构判断可知脱氧核糖核酸由磷酸、2­脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成，D正确。]
6．某种海洋生物的DNA分子中，腺嘌呤的数量约占碱基总数的32%，则胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶的数量占碱基总数的百分比分别为________、________、________。
[解析] DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对。
[答案] 32% 18% 18%
DNA分子中的配对原则
双链DNA分子中，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，二者数量相同；鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对，二者数量相同。
合成高分子
1．有机高分子简介
高分子化合物是相对小分子而言的，简称高分子。大部分高分子化合物是由小分子通过聚合反应制得的，所以常被称为聚合物或高聚物。
(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．高分子材料的分类及性质
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(2))eq \x(\a\al(高,分,子,材,料))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(传统高分子材料\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(塑料,合成纤维,合成橡胶)),新型高分子材料\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(功能高分子材料,复合材料))))
(3)eq \x(\a\al(纤,维))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(天然纤维：如棉花、羊毛、蚕丝、麻等,\a\vs4\al(化学,纤维)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(再生纤维：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))))
3．两大聚合反应
(1)加成聚合反应——加聚反应
①定义：由不许多小分子相互加成生成高分子化合物的反应。
②产物特征：高聚物与单体具有相同的组成，生成物一般为线型结构。
③类型
a．聚乙烯类(塑料、纤维)：
(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。
b．聚1,3­丁二烯类(橡胶)：
nCH2=== eq \(―――――→,\s\up9(一定条件)) (—R为—H、—Cl、—CH3等)。
c．混合加聚类：两种或两种以上单体加聚
如：nCH2===CH—CH===CH2＋nCH2===CH—CNeq \(――――――→,\s\up9(一定条件))
。
d．聚乙炔类：eq \(――――→,\s\up9(一定条件))
(—R为—H、—Cl、—CH3、、—CN等)。
(2)缩合聚合反应——缩聚反应
①定义：单体分子间通过缩合反应生成高分子化合物，同时还生成小分子化合物(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。
②产物特征：生成高聚物和小分子，高聚物与单体有不同的组成。
③类型
a．聚酯类：—OH与—COOH间的缩聚
b．聚氨基酸类：—NH2与—COOH间的缩聚
nH2N—CH2COOHeq \(―――→,\s\up9(催化剂))
c．酚醛树脂类：
1．(2022·河北选择性考试，T3)化学是材料科学的基础。下列说法错误的是( )
A．制造5G芯片的氮化铝晶体属于无机非金属材料
B．制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成
C．制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
D．可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
B [氮化铝是一种高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料，A正确；天然橡胶的单体为异戊二烯，合成橡胶的单体中含有碳碳双键，通过加聚反应合成制得橡胶，B错误；“涤纶”“锦纶”“腈纶”“丙纶”“维纶”“氯纶”“芳纶”等均为合成纤维，属于有机高分子材料，C正确；可降解聚乳酸塑料的推广应用，可以减少难以降解塑料的使用，从而减少“白色污染”，D正确。]
2．干洗衣服的干洗剂主要成分是四氯乙烯()，家用不粘锅内侧涂覆物质的主要成分是聚四氟乙烯()。下列关于四氯乙烯和聚四氟乙烯的说法正确的是( )
A．均为纯净物
B．都能发生加成反应，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．都属于不饱和烃，分子中都不含氢原子
D．四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用，聚四氟乙烯的化学性质比较稳定
D [四氯乙烯是纯净物，聚四氟乙烯是高分子化合物，是混合物，A错误；四氯乙烯含碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，四氟乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，聚四氟乙烯不含不饱和键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；只含有碳、氢两种元素的化合物属于烃，四氯乙烯和聚四氟乙烯均不属于烃，C错误；四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用，可作干洗剂，聚四氟乙烯分子中不含有不饱和键，性质稳定，D正确。]
3．聚合物P的结构片段如图所示。下列说法不正确的是(图中表示链延长)( )
X—Y—X—Y—X—Y—X—Y
已知：X为；Y为。
A．聚合物P中含有酯基，能发生水解反应
B．聚合物P的合成反应为缩聚反应
C．聚合物P的原料之一可由油脂水解获得
D．聚合物P的单体为邻苯二甲酸和乙二醇
D [X为，Y为，则P的链节为，含有酯基，聚合物P能发生水解反应，故A正确；缩聚反应为单体经多次缩合而聚合成大分子的反应，该反应常伴随着小分子的生成，由P的结构片段可以看出，合成P的过程中伴随有小分子出现，发生缩聚反应，故B正确；油脂是一种酯，在酸性条件和碱性条件下水解都可得到丙三醇，故C正确；由P的链节可知单体为邻苯二甲酸和丙三醇，故D错误。]
4．(1)工程塑料ABS树脂的结构简式为，合成时用了3种单体，这3种单体的结构简式分别是________、________、________。
(2)下图是一种线型高分子化合物结构的一部分：
由此分析，这种高分子化合物的单体至少有______种，它们的结构简式分别为_______________________________________________________________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[答案] (1)CH2===CHCN CH2===CHCH===CH2
(2)5 HOCH2CH2OH、HOOC—COOH、、、HOOC—CH2—COOH
根据高分子结构确定单体的思维模板
(1)加聚产物：⇒
、CH2===CH—CH===CH2。
(2)缩聚产物：⇒
、HOCH2CH2OH。
1．(2022·江苏选择性考试，T1)我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是( )
A．陶瓷烧制 B．黑火药
C．造纸术 D．合成结晶牛胰岛素
D [陶瓷的主要成分是硅酸盐；黑火药研究的物质是硫、碳和硝酸钾；造纸术研究的物质是纤维素；胰岛素的主要成分是蛋白质。]
2．(2022·山东等级考，T4)下列高分子材料制备方法正确的是( )
A．聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B．聚四氟乙烯()由四氟乙烯经加聚反应制备
C．尼龙­66{}由己胺和己酸经缩聚反应制备
D．聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备
B [聚乳酸是由乳酸[HOCH(CH3)COOH]分子间脱水缩聚而得，即发生缩聚反应，A错误；聚四氟乙烯是由四氟乙烯(CF2===CF2)经加聚反应制备，B正确；尼龙­66是由己二胺和己二酸经缩聚反应制得，C错误；聚乙烯醇由聚乙酸乙烯酯()发生水解反应制得，D错误。]
3．(2022·湖南选择性考试，T3)聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料，其合成路线如下：
下列说法错误的是( )
A．m＝n－1
B．聚乳酸分子中含有两种官能团
C．1 ml乳酸与足量的Na反应生成1 ml H2
D．两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
B [根据氧原子数目守恒可得：3n＝2n＋1＋m，则m＝n－1，A正确；聚乳酸分子中含有三种官能团，分别是羟基、羧基、酯基，B错误；1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基，则1 ml乳酸和足量的Na反应生成1 ml H2，C正确；1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基，则两分子乳酸可以缩合产生含六元环的分子()，D正确。]
4．(2022·辽宁选择性考试，T1)北京冬奥会备受世界瞩目。下列说法错误的是( )
A．冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料
B．火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料
C．冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料
D．短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯属于有机高分子材料
B [花岗岩的主要成分是石英、云母、长石等矿物，属于无机非金属材料，A正确；碳纤维指的是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，属于无机非金属材料，B错误；金属奖牌属于合金材料，C正确；聚乙烯属于有机高分子材料，D正确。]
5．(2021·山东等级考，T7)某同学进行蔗糖水解实验，并检验产物中的醛基，操作如下：向试管Ⅰ中加入1 mL 20%蔗糖溶液，加入3滴稀硫酸，水浴加热5分钟。打开盛有10%NaOH溶液的试剂瓶，将玻璃瓶塞倒放，取1 mL溶液加入试管Ⅱ，盖紧瓶塞；向试管Ⅱ中加入5滴2%CuSO4溶液。将试管Ⅱ中反应液加入试管Ⅰ，用酒精灯加热试管Ⅰ并观察现象。实验中存在的错误有几处？( )
A．1 B．2 C．3 D．4
B [第1处错误：利用新制的氢氧化铜检验蔗糖水解生成的葡萄糖中的醛基时，溶液需保持弱碱性，否则作水解催化剂的酸会与氢氧化铜反应，导致实验失败，题干实验过程中蔗糖水解后溶液未碱化；第2处错误：NaOH溶液具有强碱性，不能用玻璃瓶塞，
否则NaOH与玻璃瓶塞中含有的SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3，会导致瓶盖无法打开。]
褪黑素是一种内源性生物钟调节剂，在人体内由食物中的色氨酸转化得到。
下列说法不正确的是( )
A．色氨酸分子中存在氨基和羧基，可形成内盐，具有较高的熔点
B．在色氨酸水溶液中，可通过调节溶液的pH使其形成晶体析出
C．在一定条件下，色氨酸可发生缩聚反应
D．褪黑素与色氨酸结构相似，也具有两性化合物的特性
D [色氨酸分子中存在氨基和羧基，可以分子内脱水形成内盐，色氨酸分子间可以形成氢键，具有较高的熔点，A项正确；色氨酸含有氨基和羧基，能与酸、碱反应，因此调节pH能使其形成晶体析出，B项正确；色氨酸含有氨基和羧基，分子间可发生缩聚反应，C项正确；色氨酸含有氨基和羧基，褪黑素含有酰胺基，二者的结构不相似，但都既能与酸反应又能与碱反应，D项错误。]
课时分层作业(五十)
生命活动的物质基础 合成高分子
1．(2022·南通检测)我国科学家制备了一种新型可生物降解的脂肪族聚酯P，并利用P合成了具有细胞低毒性和亲水性较好的聚合物Q，Q在生物医学领域有一定的应用前景。下列说法不正确的是( )
注：R表示葡萄糖或乳糖
A．聚合物P可生物降解与酯的水解反应有关
B．由M、L合成P的过程，参与聚合反应的单体的数目为(x＋y)个
C．由P合成Q的过程中发生了加成反应
D．通过调控x与y的比例，可调节Q的亲水性能
D [A.由题干信息中P的结构简式可知，聚合物P中含有酯基，可以发生水解反应转化为小分子物质，故其可生物降解与酯的水解反应有关，A正确；B.由题干转化信息可知，由M、L合成P的过程，参与聚合反应的单体的数目为x个M和y个L，单体个数一共(x＋y)个，B正确；C.由题干转化信息可知，由P合成Q的过程中发生了P中的碳碳三键变成了碳碳双键，合成过程中无其他物质生成，故此过程发生了加成反应，C正确；D.由题干信息可知，Q中不含亲水基团，只含有酯基、醚键和烃基等疏水基团，故通过调控x与y的比例，不能调节Q的亲水性能，D错误。]
2．食品保鲜膜按材质分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等。PVC广泛用于食品、蔬菜外包装，它对人体有潜在危害。下列有关叙述不正确的是( )
A．PVC保鲜膜属于链状聚合物，在高温时易熔化
B．PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得
C．PVC的结构简式为CH2—CHCl，PVDC的结构简式为
CH2—CCl2
D．等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气相等
B [聚氯乙烯(PVC)的结构简式为CH2—CHCl，属于链状聚合物，在高温时易熔化，A项正确；聚氯乙烯(PVC)的单体是CH2===CHCl，可以由乙炔(CH≡CH)和氯化氢加成制得，而不能由聚乙烯(PE)的单体CH2===CH2和HCl加成制得，B项错误；聚偏二氯乙烯(PVDC)的结构简式为CH2—CCl2，C项正确；乙烯和聚乙烯的含碳量和含氢量分别相同，等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧时，消耗氧气的量相等，D项正确。]
3．某病毒怕酒精、不耐高温，50～60 ℃持续30分钟病毒就死亡。下列有关该病毒的说法错误的是( )
A．核酸检测是确认病毒种类的有效手段，核酸属于生物大分子
B．该病毒颗粒直径在80～120 nm之间，在空气中能形成气溶胶，可能传播较远的距离
C．加热可破坏蛋白质中的氢键，而使病毒丧失生物活性死亡
D．戴口罩可有效阻断该病毒的传播，口罩中的熔喷布的主要原料聚丙烯是丙烯缩聚而成
D [核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物，病毒都有其独特的基因序列，通过检测人体内的病毒核酸，就可判断人体内是否存在病毒，A正确；胶体的分散质粒子直径为1～100 nm，该病毒直径在80～120 nm，它形成的气溶胶粒子直径一般在100 nm左右，在空气中能形成气溶胶，B正确；天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，而加热变性后氢键被破坏，病毒死亡，C正确；聚丙烯是丙烯发生加聚反应形成的，D不正确。]
4．下列说法正确的是( )
①纤维素、淀粉、蛋白质、油脂、天然橡胶都属于天然有机高分子
②油脂的皂化、淀粉制葡萄糖均属于水解反应
③疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性
④牛油主要由不饱和脂肪酸甘油酯组成，熔点较高
⑤在鸡蛋清溶液中分别加入饱和Na2SO4、CuSO4溶液，都会因盐析产生沉淀
⑥聚丙烯酸钠吸水性强，可用于“尿不湿”
A．①②③④B．①⑤⑥
C．②③⑥ D．②③④⑤
C [①分子量在一万以上的属于高分子化合物，纤维素、淀粉、蛋白质、天然橡胶属于天然有机高分子，但油脂不属于，故①说法错误；②油脂的皂化是指油脂在碱性条件下发生水解反应，淀粉制葡萄糖，是由淀粉水解生成的，两反应均为水解反应，故②说法正确；③疫苗的主要成分是蛋白质，高温会变性，一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性，故③说法正确；④牛油属于脂肪，脂肪是饱和脂肪酸甘油酯组成，熔点较高，故④说法错误；⑤CuSO4属于重金属盐，在鸡蛋清溶液中加入CuSO4溶液，蛋白质会变性，故⑤说法错误；⑥聚丙烯酸钠是轻度交联的高分子空间网络结构，遇到水时，造成网状结构内外产生渗透压，水分子以渗透方式扩散，形成溶胶，其吸水性强，可用于“尿不湿”，故⑥说法正确；综上所述，说法正确的有②③⑥。]
5．(2022·徐州检测)得重感冒之后，常吃一种抗生素——头孢氨苄，分子式为C16H17N3O4S·H2O，其化学结构式如图，有关其说法正确的是( )
A．头孢氨苄极易溶于水，能使溴水褪色
B．1 ml该分子最多能与7 ml H2反应
C．在一定条件下，能发生水解反应生成氨基酸
D．该分子能与碳酸钠反应，不能与盐酸反应
C [A.头孢氨苄分子亲水基不多，水溶性不大，含有碳碳双键，能使溴水褪色，故A错误；B.由于肽键中的碳氧双键和羧基的碳氧双键难进行加成，1 ml该分子最多能与4 ml H2反应，故B错误；C.头孢氨苄分子中含有肽键，在一定条件下能发生水解反应生成氨基酸，故C正确；D.头孢氨苄分子中含有羧基，所以该分子能与碳酸钠反应，头孢氨苄分子中含有氨基，能与盐酸反应，故D错误。]
6．酚醛树脂是用酚类(如苯酚)与醛类(如甲醛)在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子。如图是实验室制取酚醛树脂的装置图(该实验所用催化剂为浓盐酸)。下列说法错误的是( )
A．装置中长玻璃导管的作用之一是冷凝回流
B．试管中发生的反应是
C．待制备实验结束后，取出试管，冷却至室温，加入适量乙醇，并加热，沉淀溶解，说明浓盐酸性条件下制得的酚醛树脂为网状结构
D．实验完毕后，若试管用水不易洗涤，可以加入少量乙醇浸泡几分钟，然后洗净
C [苯酚、甲醛易挥发，反应装置中的长玻璃导管除导气外，还对挥发的反应物起冷凝回流作用，A正确；苯酚与甲醛反应的化学方程式可以表示为，B正确；苯酚与甲醛在浓盐酸催化下反应生成的酚醛树脂是线型结构，在浓氨水催化下反应生成的酚醛树脂是网状结构，C错误；实验中用浓盐酸作催化剂，产物是线型高分子，需用乙醇浸泡一段时间后，再用水洗净，D正确。]
7．L­脯氨酸是合成人体蛋白质的重要氨基酸之一，以下是利用 L­脯氨酸做催化剂反应的方程式。下列说法不正确的是( )
A．M的1H核磁共振谱图有6组峰
B．此反应中L­脯氨酸是一种手性催化剂
C．M与N互为同分异构体
D．L­脯氨酸可以发生缩聚反应
A [A.M中有对称关系，故M的1H核磁共振谱图有5组峰，A错误；B.L­脯氨酸中与羧基相连的碳原子为手性碳原子，故L­脯氨酸是一种手性催化剂，B正确；C.M与N的分子式均为C10H14O3，二者结构不同，故M与N互为同分异构体，C正确；D.L­脯氨酸有—COOH和—NH—两种官能团，可以发生缩聚反应，D正确。]
8．糖类、油脂和蛋白质都是生命中重要的有机物质。
(1)淀粉在硫酸作用下发生水解生成________(填化学式)，检验淀粉是否完全水解的试剂为________。
(2)由大豆和鸡蛋配制出来的菜肴很多，它是人体营养物质中最重要的补品之一、我们所吃的豆腐是一种________(填序号)。
A．蛋白质凝胶 B．纯蛋白质
C．脂肪 D．淀粉
(3)从鸡蛋白溶液中提取蛋白质的方法是________。防疫人员用“84”消毒液对地铁进行消毒，这是利用了蛋白质的________性质。为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”，通常选用的简便方法是________(填序号)。
A．滴加稀硝酸 B．滴加浓硫酸
C．滴加酒精 D．火焰上灼烧
(4)请以甘氨酸()为例，写出其与盐酸反应的离子方程式：____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)聚丙烯酸钠、涤纶的结构简式如图：
合成聚丙烯酸钠的单体的结构简式是________。合成涤纶的单体有两种，其中能和Na2CO3 反应的单体的结构简式是________。
[解析] (1)淀粉在硫酸作用下发生水解最终生成葡萄糖，化学式为C6H12O6，淀粉遇碘变蓝，若淀粉完全水解则遇碘不变蓝，故检验淀粉是否完全水解的试剂为碘液；(2)豆腐是一种蛋白质凝胶，答案选A；(3)采用盐析和渗析的方法可以从鸡蛋白的溶液中提取蛋白质，并且不破坏蛋白质的结构，盐析是指在蛋白质水溶液中加入轻金属盐，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀析出的现象，加水后蛋白质会重新溶解；渗析是溶质分子在浓度差推动下扩散透过半透膜的过程，蛋白质不会通过半透膜，从而提取出来；“84”消毒液具有强氧化性，使蛋白质变性；蚕丝的成分是蛋白质，“人造丝”的主要成分是纤维素，因此可利用蛋白质的特征反应：颜色反应和灼烧的方法加以鉴别，但颜色反应应选用浓硝酸；(4)甘氨酸()与盐酸反应生成，反应的离子方程式为＋HCl―→；(5)由结构简式可知，合成聚丙烯酸钠的反应为一定条件下丙烯酸钠发生加聚反应生成聚丙烯酸钠，合成聚丙烯酸钠单体
的结构简式为；根据缩聚反应特点，由结构简式可知，合成涤纶的单体为HOCH2CH2OH和HOOCCOOH，HOOCCOOH能与碳酸钠反应。
[答案] (1)C6H12O6 碘液 (2)A (3)盐析(或渗析) 变性 D (4) ＋HCl―→ (5)
HOOCCOOH
9．基于聚碳酸酯的3D打印材料PC—PBT为一种新型复合材料。该共混聚合物既具有PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)良好的化学耐受性，也具有PC(聚碳酸酯)的强度和韧性，在低温下能保持良好的韧性和天然韧性断裂行为，通常用于汽车行业。合成某聚碳酸酯
X()的一种绿色路线如下：
已知以下信息：
Ⅰ.烃A的密度是同温同压下H2密度的21倍。
Ⅱ.D的核磁共振氢谱为单峰。
回答下列问题：
(1)烃A的结构简式为________，E中官能团的名称为________。
(2)反应①的条件为______________________________________________，
反应②的类型为________。
(3)由C→D的反应方程式为_______________________________________
______________________________________________________________。
(4)F的结构简式为______________________________________________。
(5)写出以1,3­丁二烯和对苯二甲酸为原料(其他试剂任选)合成PBT即聚对苯二甲酸丁二酯()的线路。
[解析] 根据题意知：A为CH2===CHCH3，B为，C为，D为，E为，F为。
[答案] (1)CH2===CHCH3 羟基 (2)NaOH水溶液，加热 缩聚反应 (3)2CH3CH(OH)CH3＋O2eq \(――→,\s\up9(Cu),\s\d8(△))＋2H2O
(4)
(5)CH2===CHCH===CH2eq \(――→,\s\up9(Br2))BrCH2CH===CHCH2Breq \(―――――――→,\s\up9(NaOH水溶液),\s\d8(△))
HOCH2CH===CHCH2OHeq \(―――――――→,\s\up9(H2),\s\d8(催化剂，△))
分子式
结构简式
官能团
二者关系
葡萄糖
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
—OH、
—CHO
同分异
构体
果糖
CH2OH(CHOH)3COCH2OH
—OH、
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
熔、沸点
天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点