化学第4章 生物大分子与合成高分子复习练习题
展开一、单选题
1.下列实验操作,能达到预期目的的是
A.淀粉在稀硫酸中水解后,取澄清液加银氨溶液看是否有银镜生成,判断淀粉是否水解
B.将饱和(NH4)2SO4溶液加入鸡蛋清溶液中,以提取鸡蛋清
C.用碘水可以检验淀粉是否发生水解
D.在油脂中加入淀粉酶,以促进油脂水解
2.塑料PET的一种合成路线如图所示,其中①和②均为可逆反应。
下列说法不正确的是
A.PET在一定条件下可降解成单体
B.依据①推测PET的结构简式为
C.①中可通过蒸馏分离出CH3OH提高反应物的转化率
D.该合成路线中乙二醇可循环使用
3.水凝胶材料要求具有较高的含水率,以提高其透氧性能,在生物医学上有广泛应用。由NVP和HEMA合成水凝胶材料高聚物A的反应(图1)以及引发剂浓度对含水率的影响(图2)如下图所示:
下列说法正确的是
A.NVP具有顺反异构体
B.高聚物A具有一定的亲水性
C.HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A
D.制备该水凝胶材料的过程中,引发剂的浓度越高越好
4.下列说法正确的是
A.的结构中不含酯基
B.氨基酸和淀粉均属于高分子化合物
C.葡萄糖可水解生成乳酸
D.蔗糖、油脂和蛋白质都是能发生水解反应的有机化合物
5.关于下列三种常见高分子材料的说法中,正确的是
A.合成顺丁橡胶的单体是2-丁烯
B.顺丁橡胶是由其单体通过缩聚反应得到的
C.涤纶是由对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应制得的
D.合成酚醛树脂的单体不能发生银镜反应
6.科学家设想利用乙二醇和生产可降解塑料聚碳酸酯(结构如图),下列有关说法不正确的是
A.乙二醇可作汽车抗冻剂
B.氨基乙酸、乙醛、乙烯、乙二醇均可发生缩聚反应
C.该塑料是一种有机高分子材料
D.链节上酯基的水解有利于降解发生
7.淀粉是重要的工业原料。检验淀粉在稀催化下得到的水解液中的葡萄糖,下列未涉及的操作是
A.B.
C.D.
8.分析下边的概念图,下列叙述正确的是
A.A表示的碱基有5种B.B表示的是核糖
C.D表示核糖核苷酸D.D表示脱氧核糖核苷酸
9.顺丁橡胶在硫化过程中结构片段发生如下变化,下列说法错误的是
A.顺丁橡胶由1,3-丁二烯加聚而成B.顺丁橡胶为顺式结构,易老化
C.硫化橡胶不能发生加成反应D.硫化过程发生在碳碳双键上
10.下图为血红蛋白分子链的部分结构,以及血红蛋白载氧的示意图,下列有关蛋白质的性质及应用说法错误的是
A.蛋白质是由多种氨基酸形成的肽链经盘曲、折叠、相互结合形成的生物大分子
B.血红蛋白中含有的氨基可以与Fe2+形成配位键
C.补铁可适当补充Fe3+
D.CO中毒的原因是CO取代了O2与Fe2+配位,使血红蛋白失去载氧能力
11.一种自修复材料在外力破坏后能够复原,其结构简式(图1)和修复原理(图2)如下图所示,下列说法错误的是
A.自修复过程中“”基团之间形成了化学键
B.使用该材料时应避免接触强酸或强碱
C.合成该高分子的两种单体含有相同的官能团
D.该高分子可通过加聚反应合成
12.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.
B.聚乳酸分子中含有两种官能团
C.乳酸与足量的反应生成
D.两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
13.淀粉的结构可用表示,其中表示链延长,表示 ,表示。下列说法中不正确的是
A.淀粉属于糖类,糖类满足通式
B.淀粉的单体的一种结构可表示为(忽略立体异构)
C.X互相连接形成直链淀粉;嵌入Y后形成支链淀粉
D.淀粉的性质受m、n、p、q大小的影响
14.如图为DNA分子的局部结构示意图,下列说法不正确的是
A.DNA由多个脱氧核糖核苷酸分子间脱水形成磷酯键后聚合而成的脱氧核糖核苷酸链构成
B.图中框内的结构可以看成是由脱氧核糖分子与H3PO4分子、碱基分子通过分子间脱水连接而成的
C.胸腺嘧啶()中含有酰胺基官能团
D.DNA分子的四种碱基均含N—H键,一个碱基中的N—H键的H原子只能与另一个碱基中的N原子形成氢键
15.下列说法正确的是
A.按系统命名法,化合物的名称为二甲基乙基庚烷
B.丙氨酸和苯丙氨酸脱水,最多可生成3种二肽
C.化合物是苯的同系物
D.三硝酸甘油酯的分子式为
二、填空题
16.有资料显示,几种甜味剂的相对甜度如表:
目前发现的最甜的甜味剂是纽甜,它的结构简式如图:
试根据纽甜的结构简式回答下列问题:
(1)纽甜的分子式为_______。
(2)在纽甜分子中,除含有、外,还含有的官能团为亚氨基()和_______,因此该物质既具有_______性,又具有_______性。
(3)如果将纽甜在一定条件下完全水解(假设生成的产物中没有盐),则生成的含有苯环的有机物的结构简式为_______;如果保持该物质的碳链结构和羧基不变,则含有氨基的同分异构体(含自身1种,不考虑立体异构体)共有_______种。
(4)纽甜可通过如下反应制得:
①
②将①的主要产物在催化剂作用下氢化使碳氨双键消失。
③与②的产物形成。
以上三个反应中,②属于_______(填反应类型,下同),③属于_______。
17.耐纶是一种重要的合成纤维,用它可制取具有光泽、耐拉和耐化学腐蚀的人造丝和人造毛,下面是聚合物耐纶分子中的重复结构单元片段。
请据此回答:
(1)合成耐纶的单体有_______种,其中具有碱性的单体的结构简式为_______。
(2)合成耐纶的反应类型为_______反应。
(3)耐纶分子中含有_______(填官能团名称),能发生_______反应。
三、实验题
18.草酸及其化合物在工业中有重要作用,例如:草酸可用于除铁锈,反应的离子方程式为:;草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]是一种常用的金属着色剂。
(1)草酸(H2C2O4)是一种弱酸,不稳定,受热或遇浓硫酸会发生分解。在浓硫酸催化作用下,用硝酸氧化葡萄糖可制取草酸,实验装置如图所示
①装置B的作用是___________。
②葡萄糖溶液可由反应得到。该实验中证明淀粉已经完全水解的实验操作及现象是___________________。
③55℃~60℃时,装置A中生成H2C2O4,同时生成NO。要将16.2g淀粉完全水解后的淀粉水解液完全转化为草酸,理论上消耗2ml•L-1HNO3溶液的体积为___________mL。
④该实验中催化剂浓硫酸用量过多,会导致草酸产率减少,原因是_____________________。
(2)制得的草酸铁铵晶体中往往会混有少量草酸,为测定(NH4)3Fe(C2O4)3.3H2O(M=428g/ml)的含量,进行下列实验:称取样品9.46g,加稀硫酸溶解后,配成100mL溶液。取20.00mL配制的溶液,用浓度为0.2000ml/L的KMnO4溶液滴定至终点时消耗KMnO4溶液28.00mL。已知:(未配平)。通过计算,确定样品中(NH4)3Fe(C2O4)3.3H2O的质量分数___________(写出计算过程)。
19.草酸铁铵是金属着色剂,可以以草酸为原料制得。
(1)在浓硫酸催化作用下,用硝酸氧化葡萄糖可制取草酸,实验装置如下图所示:
①葡萄糖溶液可由淀粉水解(向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热一段时间)得到,证明淀粉已经水解的实验方案是_______。
②在55℃~60℃时,装置A中葡萄糖反应生成草酸,同时生成NO。反应的离子方程式为:_______。
③装置B中的实验现象为_______。
(2)将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液,滴加氨水至溶液pH为4.0~5.0,然后将溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到草酸铁铵晶体。
①实验中所加氨水不能过量,若氨水过量会使草酸铁铵晶体产率偏低,原因是_______。
②制得的草酸铁铵晶体中混有草酸,为测定的含量,进行下列实验:称取样品4.28g,将样品充分加热得铁的氧化物,加入足量稀硫酸将固体完全溶解,滴加过量的SnCl2溶液将Fe3+转化为Fe2+,除去剩余的SnCl2,向溶液中滴加0.1000ml·L-1的KMnO4溶液(反应后转换为Mn2+),Fe2+恰好完全反应时消耗KMnO4溶液的体积为18.00mL。请通过计算确定样品中草酸铁铵晶体的质量分数_______ (写出计算过程)。
甜味剂名称
相对甜度
蔗糖
1
糖精
500~700
阿斯巴甜
180~200
纽甜
7000~13000
参考答案:
1.B
【详解】A.淀粉在稀硫酸中水解后,应该先加入NaOH溶液中和催化剂硫酸,使溶液显碱性,然后再加银氨溶液,看是否有银镜生成,来判断淀粉是否发生水解反应,A错误;
B.将饱和(NH4)2SO4溶液加入鸡蛋清溶液中,能够降低蛋白质的溶解度,使蛋白质结晶析出,然后过滤,向析出的蛋白质晶体中加入蒸馏水进行溶解,就得到较纯净的蛋白质溶液,因而可利用盐析作用提取鸡蛋清,B正确;
C.碘水遇淀粉溶液会变为蓝色,用碘水可以检验淀粉的存在,即证明淀粉发生的水解反应是否完全彻底,而不能检验水解反应的产物,C错误;
D.酶具有专一性,一种酶只能使一种物质发生水解反应,因此在油脂中加入淀粉酶,不能促进油脂水解反应的发生,D错误;
故合理选项是B。
2.B
【详解】A.根据题意可知,反应②为可逆反应,所以PET在一定条件下可降解成单体,A正确;
B.参考反应①可知反应②中应是一个单体上的取代基上的-OH脱去氢原子后剩余原子团取代另一个单体上的取代基上的-OCH2CH2OH得到PET和乙二醇,所以PET的结构简式为,B错误;
C.根据B选项分析的反应原理可知反应①中还有另一产物CH3OH,该反应为可逆反应,及时分离产物可以使平衡正向移动,提高反应物的转化率,C正确;
D.根据B选项分析可知反应②中有产物乙二醇,可以在反应①中重复利用,D正确;
综上所述答案为B。
3.B
【详解】A.由结构简式可知,NVP分子中碳碳双键所连碳原子中有一个碳原子连有两个氢原子,则不具有顺反异构体,故A错误;
B.羟基是亲水基,由结构简式可知,高聚物A中含有多个羟基,具有一定的亲水性,故B正确;
C.由化学方程式可知,HEMA和NVP通过发生加聚反应生成高聚物A,故C错误;
D.由题图2可知,制备过程中引发剂的浓度约为1.6%时含水率最高,说明制备过程中并不是引发剂的浓度越高越好,故D错误。
答案选B。
4.D
【详解】A.该有机物为聚酯,结构中含酯基,A错误;
B.氨基酸不是高分子化合物,B错误;
C.葡萄糖不能水解,C错误;
D.蔗糖、油脂和蛋白质都是能发生水解反应的有机化合物,D正确;
故选D。
5.C
【详解】A.合成顺丁橡胶的单体是1,3-丁二烯,故A错误;
B. 共轭二烯烃能发生1,4-加成。1,3-丁二烯通过加聚反应可得到顺丁橡胶,故B错误;
C.由结构简式可知,涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的、是一种聚酯类高分子,故C正确;
D.酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛,甲醛能发生银镜反应,故D错误;
故答案为C。
6.B
【详解】A.一定浓度的乙二醇的水溶液凝固点很低,可作汽车发动机的抗冻剂,A正确;
B.乙烯中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,不能发生缩聚反应,B错误;
C.题述物质为高聚物,是有机高分子材料,C正确;
D.链节上的酯基在酸性或碱性环境中都能发生水解,有利于降解成小分子,D正确。
答案选B。
7.A
【详解】A.淀粉在稀酸条件下水解生成葡萄糖,该反应需要加热但所用仪器不包括蒸发皿,A选项中仪器错误;
B.在检验葡萄糖中的醛基前应加入适量NaOH溶液将水解液由酸性调至碱性,保证检验试剂(新制氢氧化铜或银氨溶液能稳定存在并与醛基反应),B选项中操作正确;
C.检验淀粉是否水解生成葡萄糖,因葡萄糖中含有醛基,可加入能检验醛基新制氢氧化铜试剂,C选项所用试剂正确;
D.葡萄糖与新制氢氧化铜反应需要加热,D选项操作正确;
故选A。
8.D
【分析】组成DNA的基本单元是脱氧核糖核苷酸,脱氧核糖核苷酸由磷酸、脱氧核糖和碱基组成,所以A表示碱基;
【详解】A.据分析知A表示碱基,DNA中的碱基有4种,A错误;
B.B表示脱氧核糖,B错误;
C.D表示脱氧核糖核苷酸,C错误;
D.D表示脱氧核糖核苷酸,D正确;
故选D。
9.C
【详解】A.由图可知,顺丁橡胶是由1,3-丁二烯加聚而成的,故A正确;
B.顺丁橡胶中相同原子或原子团位于碳碳双键同一侧,所以为顺式结构,且结构中含有碳碳双键易老化,故B正确;
C.硫化橡胶中含有碳碳双键,可以发生加成反应,故C错误;
D.根据硫化橡胶的结构可知,硫化过程中硫化剂将碳碳双键打开,以二硫键(—S—S—)把线型结构连接为网状结构,所以硫化过程发生在碳碳双键上,故D正确;
故选C。
10.C
【详解】A.蛋白质是由多种氨基酸以“脱水缩合”的方式组成的多肽链经过盘曲、折叠、相互结合形成的生物大分子,故A正确;
B.由题图示结构可以看出,氨基中的N原子可以与Fe2+形成配位键,故B正确;
C.血红蛋白与Fe2+的特定结合,使其具有载氧能力,补铁应补充Fe2+,故C错误;
D.CO可以取代O2与血红蛋白中的Fe2+配位,使血红蛋白失去载氧能力,从而使人中毒,故D正确;
故答案为C。
11.A
【详解】A.由图可知,自修复过程中“”基团之间没有形成化学键,A项错误;
B.该高分子化合物中含有酯基,所以能和强酸或强碱反应,故使用该材料时应避免接触强酸或强碱,B项正确;
C.合成该高分子化合物的单体分别为、,二者含有相同的官能团 ,C项正确;
D.该高分子化合物是加聚反应产物,所以该高分子化合物可以通过加聚反应得到,D项正确;
答案选A。
12.B
【详解】A.根据氧原子数目守恒可得:3n=2n+1+m,则m=n-1,A正确;
B.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;
C.1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基,则1ml乳酸和足量的Na反应生成1ml H2,C正确;
D.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;
故选B。
13.A
【详解】A.淀粉是多糖,属于糖类,但满足通式 Cx(H2O)y的不一定是糖类,如甲醛HCHO,A错误;
B.淀粉水解的最终产物是葡萄糖,图示为葡萄糖的结构简式,B正确;
C.从题中可以看出,X为直链结构,X互相连接形成直链淀粉;Y中含支链,嵌入Y后形成支链淀粉,C正确;
D.淀粉的性质链长、支链及直链结构的影响,即受m、n、p、q大小的影响,D正确;
故选A。
14.D
【详解】A.DNA由两条脱氧核苷酸链构成,脱氧核糖核苷酸链由多个脱氧核糖核苷酸分子通过分子间脱水形成磷酯键后聚合而成,A正确;
B.图中框内的结构可以看成是由脱氧核糖分子与H3PO4分子、碱基分子通过分子间脱水连接而成的,B正确;
C.如图所示,胸腺嘧啶中含有酰胺基官能团(-CO-NH-);C正确;
D.如图所示,DNA分子的四种碱基均含N-H键,一个碱基中的N-H键的H原子能与另一个碱基中的N、O原子形成氢键,D错误;
故选D。
15.D
【详解】A.按系统命名法,化合物书写为,其名称为二甲基乙基庚烷,故A错误;
B.丙氨酸和苯丙氨酸脱水,丙氨酸自身生成二肽一种,苯丙氨酸自身生成二肽一种,丙氨酸的羧基和苯丙氨酸的氨基生成二肽一种,丙氨酸的氨基和苯丙氨酸的羧基生成二肽一种,最多可生成4种二肽,故B错误;
C.苯的同系物是含有一个苯环,烷烃取代苯环上的氢原子,因此化合物不是苯的同系物,故C错误;
D.1ml甘油和3ml硝酸发生酯化反应得到1ml三硝酸甘油酯和3ml水,因此三硝酸甘油酯分子式为,故D正确。
综上所述,答案为D。
16.(1)
(2) 羧基 弱碱 弱酸
(3) 5
(4) 加成反应 取代反应
【解析】(1)
由结构简式可知,纽甜的分子式为C20H30N2O5,故答案为:C20H30N2O5;
(2)
由结构简式可知,纽甜分子中含有的官能团为酰胺基、酯基、亚氨基和羧基,分子中含有的氨基能与酸反应表现弱碱性,含有的羧基能与碱反应表现弱酸性,故答案为:羧基;弱碱;弱酸;
(3)
由结构简式可知,纽甜分子中含有的酰胺基、酯基一定条件能发生水解反应生成、CH3OH和,其中含有苯环的有机物的结构简式为,保持该物质的碳链结构和羧基不变,则含自身1种的含有氨基的同分异构体的结构简式可能为、、、、,共有5种,故答案为:;5;
(4)
由将①的主要产物在催化剂作用下氢化使碳氨双键消失可知,反应②属于加成反应;由题意可知,一定条件下与发生取代反应生成含有酰胺基的纽甜分子和水,故答案为:加成反应;取代反应。
17.(1) 2 H2N(CH2)6NH2
(2)缩聚
(3) 肽键(或酰胺键) 水解
【详解】(1)耐纶分子中含有肽键,,属于酰胺键,从N—C键处断开补加氢原子和羟基得到2种单体,分别为H2N(CH2)6NH2和HOOC(CH2)4COOH,-NH2具有碱性,因此具有碱性的单体的结构简式为H2N(CH2)6NH2;
(2)缩聚反应是指由一种或多种单体相互缩合生成高分子的反应,其主产物称为缩聚物,缩聚反应的单体为带有2个(或以上)反应官能团的化合物聚合时脱去小分子形成聚合物,因此该反应为缩聚反应;
(3)由图象可知,耐纶含有肽键,肽键属于酰胺键,能发生水解反应。
18.(1) 安全瓶,防止倒吸 取水解液少许于试管中,向试管中加入碘水,溶液不变蓝色 300 浓硫酸具有强氧化性,会将部分有机物氧化成CO2;浓硫酸具有脱水性,会使部分有机物脱水碳化;H2C2O4不稳定,受热及遇浓硫酸会发生分解
(2)90.5%
【分析】由题干图示装置可知,装置A中发生的反应为在浓硫酸做催化剂作用下,先将淀粉水解为葡萄糖,然后葡萄糖与稀硝酸反应生成草酸、一氧化氮和水,反应的化学方程式为C6H12O6(葡萄糖)+6HNO3(稀)= 3H2C2O4+6NO↑+6H2O,由于NO与O2反应转化为NO2,NO2能与NaOH溶液反应,故装置B的作用是安全瓶,防止倒吸,装置C的作用为吸收尾气,防止污染环境,据此分析解题。
【详解】(1)①由题干实验装置图示可知,装置B的作用是安全瓶,防止倒吸,故答案为:安全瓶,防止倒吸;
②说明淀粉水解完全的关键是要用实验证明淀粉已不存在,则取水解液少许于试管中,向试管中加入碘水,溶液不变蓝色说明淀粉已经完全水解,故答案为:取水解液少许于试管中,向试管中加入碘水,溶液不变蓝色;
③由题意可知,装置A中发生的反应为在浓硫酸做催化剂作用下,葡萄糖与稀硝酸反应生成草酸、一氧化氮和水,反应的化学方程式为C6H12O6(葡萄糖)+6HNO3(稀)= 3H2C2O4+6NO↑+6H2O,由淀粉水解方程式可得:(C6H10O5)n~nC6H12O6~6nHNO3,则将16.2g淀粉完全水解后的淀粉水解液完全转化为草酸,理论上消耗2ml/L硝酸溶液的体积为×103mL/L=300mL,故答案为:300;
④浓硫酸具有强氧化性,会将部分有机物氧化成CO2;浓硫酸具有脱水性,会使部分有机物脱水碳化;H2C2O4不稳定,受热及遇浓硫酸会发生分解,故若该实验中催化剂浓硫酸用量过多,会使有机物脱水碳化,导致草酸产率减少,故答案为:浓硫酸具有强氧化性,会将部分有机物氧化成CO2;浓硫酸具有脱水性,会使部分有机物脱水碳化;H2C2O4不稳定,受热及遇浓硫酸会发生分解;
(2)设草酸的物质的量为aml,草酸铁铵晶体的物质的量为bml,由样品的质量可得:90a+428b=9.46①,由得失电子数目守恒可得:5 H2C2O4~2MnO4-,由20.00mL溶液消耗28.00mL 0.2000ml/L的高锰酸钾溶液可得:a+3b=0.2000ml/L×0.028L×5×②,解联立方程可得a=0.01、b=0.02,则9.46g样品中草酸铁铵晶体的质量分数为×100%≈90.5%,故答案为:90.5%。
19.(1) 取水解液少许于试管中,加入NaOH溶液至溶液呈碱性,加入银氨溶液并水浴加热,若产生银镜现象,则说明淀粉已水解 有红棕色气体出现
(2) 氨水过量,使得部分Fe3+转化为沉淀 90%
【详解】(1)①说明淀粉已经水解的关键是要用实验证明溶液中存在葡萄糖,因葡萄糖分子中含有醛基,可通过银镜反应检验,需要注意的是加银氨溶液前需将水解液调成碱性,则可设计实验方案为:取水解液少许于试管中,加入NaOH溶液至溶液呈碱性,加入银氨溶液并水浴加热,若产生银镜现象,则说明淀粉已水解;
②在55℃~60℃时,被氧化为H2C2O4,HNO3被还原为NO,反应的离子方程式为;
③A中生成的NO进入B装置,与通入的空气中的O2发生反应2NO+O2=2NO2,生成红棕色的NO2,故装置B中的实验现象为有红棕色气体出现;
(2)①若实验中所加氨水过量,部分Fe3+会转化为沉淀,使得草酸铁铵晶体产率偏低;
②,由关系式可得,由铁元素守恒可得:,草酸铁铵晶体的质量分数。
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