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2019版高考化学一轮精选教师用书人教通用：选修5有机化学基础第4节 生命中的基础有机化学物质 有机合成与推断
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第4节 生命中的基础有机化学物质 有机合成与推断
【考纲要求】
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。 了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。 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。 了解加聚反应和缩聚反应的含义。 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。
考点一 油脂、糖类、蛋白质的组成、结构和性质[学生用书P202]
1．油脂
(1)组成和结构
①概念：油脂是由一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯。
②常见的高级脂肪酸有硬脂酸：C17H35COOH、软脂酸：C15H31COOH、油酸：C17H33COOH。
③结构特点
结构简式：官能团：，有的可能含有。
(2)化学性质
①油脂的氢化(油脂的硬化)
如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
。
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。
2．糖类
(1)分类
定义
元素组成
代表物的名称、
分子式、相互关系
单糖
不能再水解生成其他糖的糖
C、H、O
二糖
1 mol糖水解生成2 mol单糖的糖
C、H、O
多糖
1 mol糖水解生成多摩尔单糖的糖
C、H、O
(2)性质
①葡萄糖：多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO
②二糖：在稀酸催化下发生水解反应，如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
③多糖：在酸催化下发生水解反应，水解的最终产物是葡萄糖。
3．氨基酸和蛋白质
(1)氨基酸的结构与性质
①概念：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几乎均为α氨基酸，其通式为官能团为—NH2和—COOH。
②氨基酸的性质
a．两性
例如：甘氨酸与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式分别为CH2NH2COOH＋HCl―→
CH2NH3ClCOOH，H2NCH2COOH＋NaOH―→H2O＋H2NCH2COONa。
b．成肽反应：氨基酸可以发生分子间脱水生成二肽或多肽。
(2)蛋白质的结构与性质
①蛋白质的组成与结构
a．蛋白质由C、H、O、N、S等元素组成。
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。
②蛋白质的性质
1．糖类、油脂、蛋白质均属于高分子化合物( )
2．油脂硬化和水解的反应都属于取代反应( )
3．油脂的皂化反应生成高级脂肪酸和丙三醇( )
4．淀粉和纤维素的通式相同，水解的最终产物都是葡萄糖( )
5．淀粉和纤维素遇碘都会呈现特殊的蓝色( )
6．糖类、油脂、蛋白质完全燃烧产物都是CO2和H2O( )
7．蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4溶液会使蛋白质变性( )
8．天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸( )
答案：1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.× 8.√
题组一 考查糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和
性质
1．下列说法正确的是( )
A．食用白糖的主要成分是蔗糖
B．淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
C．植物油的主要成分是高级脂肪酸
D．蚕丝、羊毛和淀粉分别属于纤维素、蛋白质和多糖
解析：选A。淀粉、纤维素是天然高分子化合物，油脂不是高分子化合物，B项不正确； 植物油的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯，C项不正确；蚕丝属于蛋白质，D项不正确。
2．下列有关蛋白质的说法正确的是( )
①氨基酸属于高分子化合物 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，则二者的水解产物一定不一致
④用甘氨酸和苯丙氨酸缩合最多可形成四种二肽
A．①④ B．②③
C．①② D．②④
解析：选D。①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；④两种氨基酸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。
题组二 考查糖类、蛋白质的水解反应
3．把①蔗糖；②淀粉；③纤维素；④蛋白质，在稀酸存在下分别进行水解，最后产物只有一种的是( )
A．①和② B．②和③
C．④ D．③
解析：选B。淀粉、纤维素水解最终只得到葡萄糖，而蔗糖水解得到两种单糖，蛋白质水解可得到多种氨基酸。
4．下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、B、C、D标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是( )
解析：选C。两个氨基酸分子，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基和另一分子的羧基间脱去一分子水缩合形成含有肽键的化合物，称为成肽反应，所以蛋白质水解断裂的是肽键，C是肽键，所以应断裂的键是C。
能水解的有机物的归纳
类别
条件
水解通式
卤代烃
NaOH的水溶液，加热
酯
在酸溶液或碱溶液中，加热
二糖
酸或酶
多糖
酸或酶
油脂
酸、碱或酶
蛋白质或多肽
酸、碱或酶
题组三 考查氨基酸的缩合规律
5．缬氨酸和苯丙氨酸缩合最多可形成二肽的种类( )
A．1 B．2
C．3 D．4
解析：选D。氨基酸生成二肽，就是两个氨基酸分子脱去一个水分子，当同种氨基酸脱水，生成2种二肽；当是异种氨基酸脱水，可以是缬氨酸脱去羟基，苯丙氨酸脱去氢，也可以苯丙氨酸脱去羟基，缬氨酸脱去氢，生成2种二肽，共4种。
6．已知氨基酸可发生如下反应：RCHNH2COOH＋HNO2RCHOHCOOH＋N2↑＋H2O。
D、E的相对分子质量分别为162和144，可发生如图所示物质转化关系：
(1)写出B、D的结构简式：B ，
D 。
(2)写出C→E的化学方程式：
。
(3)写出C→D的化学方程式：
。
解析：氨基酸能发生成肽反应脱去H2O分子，—COOH脱去—OH，—NH2脱去—H。由此可推知，两个丙氨酸分子间脱去两个水分子可生成B：。由题目中所给信息可总结出：在HNO2作用下，氨基酸中的—NH2可转变成—OH，可得C：CH3CHOHCOOH。由于C中含有—COOH和—OH，所以分子间可以脱水，脱去一个水分子可得D：脱去两个水分子可得E：
答案：
氨基酸的成肽规律
(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间，也可以是不同分子之间)，如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽：
(2)分子间或分子内脱水成环
(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物
考点二 合成有机高分子化合物[学生用书P204]
1．有关高分子化合物的几个概念
把下列概念的标号填写在反应方程式中的横线上：
①低分子化合物 ②高分子化合物 ③单体 ④链节
⑤聚合度
聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×n
2．高分子化合物的基本性质
(1)溶解性：线型高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的有机溶剂中，网状结构高分子(如硫化橡胶)不溶于有机溶剂，只有一定程度的溶胀。
(2)热塑性和热固性：线型高分子具有热塑性(如聚乙烯)，网状结构高分子具有热固性(如电木、硫化橡胶)。
(3)强度：高分子材料强度一般比较大。
(4)电绝缘性：通常高分子材料电绝缘性良好。
3．合成高分子化合物的基本反应
(1)加聚反应：不饱和单体通过加成反应生成高分子化合物的反应。
实例：
单体
聚合物
CH2===CH—CH3
CH2===CHCl
CH2===CH—CN
CH3COO—CH===CH2
CH2===CH—CH===CH2
(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。
实例：
单体
聚合物
HOCH2CH2OH
CH3CH(OH)—COOH
续 表
单体
聚合物
4.高分子材料的分类
(1)
(2)高分子材料
(3)纤维
1．天然橡胶聚异戊二烯为纯净物 ( )
2．聚氯乙烯塑料可用于包装食品( )
3．酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料( )
4．缩聚反应生成的小分子的化学计量数为(n－1)( )
5．加聚反应单体有一种，而缩聚反应的单体应该有两种( )
6．酚醛树脂的制取实验可以用浓氨水或浓盐酸作催化剂，可以用热水洗涤做过酚醛树脂实验的试管( )
答案：1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×
题组一 考查合成有机高分子化合物的性质和
用途
1．上海教师公寓发生的大火与施工中大量使用的聚氨酯燃烧有关，再次表明HNHCOOH (聚氨酯)泡沫保温材料等易燃装修材料已经成为造成火灾的罪魁祸首。下列有关说法正确的是( )
A．聚氨酯保温材料能耐高温
B．聚氨酯属于加聚型高分子材料
C．聚氨酯属于纯净物
D．聚氨酯材料没有固定的熔点
解析：选D。聚氨酯易燃烧，A错；由聚氨酯结构简式知其为缩聚产物，B错；聚氨酯属于高分子合成材料，是混合物，C错、D对。
2．下列有关线型高分子和体型高分子的说法错误的是( )
A．线型高分子是由许多链节相互连接成链状，通常不具有或很少具有支链，而体型高分子则是长链跟长链之间产生交联
B．线型高分子通常具有热塑性，而体型高分子通常具有热固性
C．线型高分子可在适当溶剂中溶解，而体型高分子通常很难在任何溶剂中溶解
D．体型高分子化合物的相对分子质量一定比线型高分子化合物相对分子质量大
解析：选D。A项，线型高分子可能含有支链，体型高分子是由高分子链间交联成空间网状结构；B项，线型高分子具有热塑性，体型高分子具有热固性；C项，线型高分子可在适当溶剂中溶解，而体型高分子的溶解性较差；D项，高分子的相对分子质量与分子结构无关。
题组二 考查高分子化合物单体的判断
3．能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱，现有一种叫HEMA的材料，是用来制备软质隐形眼镜的，其结构简式为则合成它的单体为( )
解析：选B。该高聚物为加聚反应的产物，其链节为它是由对应的单体和HOCH2CH2OH生成的。
4．下列关于合成材料的说法中，不正确的是( )
A．结构为…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分子的单体是乙炔
B．聚氯乙烯可制成薄膜、软管等，其单体是CH2===CHCl
解析：选C。A项，根据加聚产物的单体推断方法，凡链节的主链上只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其合成单体必为一种，将两半键闭合即可知其单体为CH≡CH；B项，聚氯乙烯的单体是CH2===CHCl；C项，合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛；D项，凡链节的主链上只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其合成单体必为一种，将两半键闭合即可。
5．(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
。
解析：(1)据题给信息分析可知，ABS树脂是通过加聚反应合成的，按照加聚产物单体的书写方法可知，其单体为CH2===CHCN、CH2===CHCH===CH2、
(2)由题给高分子化合物的部分结构可知其为缩聚产物，将其结构中的酯基断开，两端分别加氢原子或羟基，可得其单体为HOCH2CH2OH、HOOCCOOH、、HOOCCH2COOH，共5种。
答案：(1)CH2===CHCN CH2===CHCH===CH2
(2)5 HOCH2CH2OH、HOOC—COOH、
HOOC—CH2—COOH
简单高分子化合物单体的判断方法
物质类别
高分子化合物
方法
单体
加聚物
CH2—CH2
CH2===CH2
CH2===CH—CH3和CH2===CH2
缩聚物
和
考点三 有机合成与推断[学生用书P206]
1．有机合成的原则
(1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染；
(2)应尽量选择步骤最少的合成路线；
(3)原子经济性高，具有较高的产率；
(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
2．有机合成的解题思路
3．逆推法分析合成路线
(1)基本思路
逆推法示意图：
在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。当得到几条不同的合成路线时，就需要通过优选确定最佳合成路线。
(2)一般程序
4．有机合成中碳骨架的构建
(1)碳链增长的反应
①加聚反应；
②缩聚反应；
③酯化反应；
④利用题目信息所给反应，如醛或酮中的羰基与HCN加成。
(2)碳链减短的反应
①烷烃的裂化反应；
②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应；
③利用题目信息所给反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应……
(3)常见由链成环的方法
①二元醇成环，如HOCH2CH2OH＋H2O；
②羟基酸酯化成环，如
③氨基酸成环，如H2NCH2CH2COOH―→＋H2O；
④二元羧酸成环，如HOOCCH2CH2COOH＋H2O；
⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环：
5．有机合成中官能团的转化
(1)官能团的引入
官能团
引入方法
卤素原子
①烃、酚的取代；
②不饱和烃与HX、X2的加成；
③醇与氢卤酸(HX)取代
羟基
①烯烃与水加成；
②醛、酮与氢气加成；
③卤代烃在碱性条件下水解；
④酯的水解；
⑤葡萄糖发酵产生乙醇
碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去；
②炔烃不完全加成；
③烷烃裂化
碳氧双键
①醇的催化氧化；
②连在同一个碳上的两个羟基脱水；
③低聚糖和多糖水解可引入醛基；
④含碳碳三键的物质与水加成
羧基
①醛基氧化；
②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
苯环上引入不同的官能团
①卤代：X2和Fe(或X2和FeX3)；
②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热；
③烃基氧化；
④先卤代后水解
(2)官能团的消除
①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)；
②通过消去、氧化、酯化消除羟基；
③通过加成或氧化消除醛基；
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
(3)官能团的改变
①利用官能团的衍生关系进行衍变，如
R—CH2OHR—CHOR—COOH；
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如
CH3CH2OHCH2===CH2ClCH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH；
③通过某种手段改变官能团的位置，如
。
题组一 考查给定合成路线的分析
1．以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图，则下列说法正确的是( )
A．A的结构简式是
B．①②的反应类型分别是取代反应、消去反应
C．反应②③的条件分别是浓硫酸加热、光照
D．酸性KMnO4溶液褪色可证明已完全转化为
解析：选B。以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线为
。
A项，由上述分析可知，A为氯代环戊烷；B项，反应①为光照条件下的取代反应，反应②为在氢氧化钠醇溶液中加热条件下的消去反应；C项，反应②的反应试剂和反应条件为氢氧化钠醇溶液、加热，反应③的条件为常温；D项，B为环戊烯，含碳碳双键，环戊二烯也含碳碳双键，均能使KMnO4溶液褪色，则酸性KMnO4溶液褪色，不能证明环戊烷已完全转化成环戊二烯。
2．4溴甲基1环己烯的一种合成路线如下：
下列说法正确的是( )
A．化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子
B．①、②、③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应
C．由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液，加热
D．化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X
解析：选B。A项，X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子，连接4个不同的原子或原子团，W中没有手性碳原子，错误；B项，由官能团的转化可知1，3丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X，X发生还原反应生成Y，Y发生取代反应生成Z，正确；C项，由化合物Z一步制备化合物Y，应发生水解反应，应在氢氧化钠的水溶液中进行，错误；D项，Y含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾氧化，错误。
题组二 考查给定原料的有机合成
3．请设计以CH2===CHCH3为主要原料(无机试剂任选)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。
例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为
CH3CH2OHCH2===CH2CH2—CH2
答案：
4．请设计合理方案用合成 (无机试剂任选，用反应流程图表示，并注明反应条件)。
例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CH3CH2OHCH2===CH2CH2—CH2
提示：R—CH===CH2R—CH2—CH2—Br
答案：
[学生用书P208]
1．(2017·高考北京卷)聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂，聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘，其结构表示如下：
(图中虚线表示氢键)
下列说法不正确的是( )
A．聚维酮的单体是
B．聚维酮分子由(m＋n)个单体聚合而成
C．聚维酮碘是一种水溶性物质
D．聚维酮在一定条件下能发生水解反应
解析：选B。由聚维酮碘的分子结构知，聚维酮由加聚反应制得，其单体为，A项正确；由聚维酮碘的分子结构知，聚维酮分子中左侧链节由2个单体构成，因此，聚维酮分子由(2m＋n)个单体聚合而成，B项错误；由题干信息“聚维酮碘的水溶液”知，聚维酮碘溶于水，C项正确；聚维酮分子中含有，因此在一定条件下能够发生水解反应，D项正确。
2．(2016·高考上海卷)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。
3．(2017·高考天津卷)2氨基3氯苯甲酸(F)是重要的医药中间体，其制备流程图如下：
已知：
回答下列问题：
(1) 分子中不同化学环境的氢原子共有 种，共面原子数目最多为 。
(2)B的名称为 。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式： 。
a．苯环上只有两个取代基且互为邻位
b．既能发生银镜反应又能发生水解反应
(3)该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B，而是经由①②③三步反应制取B，其目的是 。
(4)写出⑥的化学反应方程式：
，该步反应的主要目的是 。
(5)写出⑧的反应试剂和条件： ；F中含氧官能团的名称为 。
(6)在方框中写出以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。
解析：(1) 中有如所示4种不同化学环境的氢原子。可以看作是甲基取代苯环上的一个H所得的产物，根据苯分子中12个原子共平面，知—CH3中的C一定与苯环上11个原子共平面，根据CH4分子中最多3个原子共平面，知—CH3中最多只有1个H与苯环共平面，故CH3中共平面的原子最多有13个。(2) 的名称为邻硝基甲苯或2硝基甲苯。根据能发生银镜反应，则可能含有醛基或甲酸酯基；能发生水解反应，则可能含有甲酸酯基或酰胺键，故同时满足苯环上只有两个取代基且互为邻位的B的同分异构体为和 (3)若直接硝化，则苯环上甲基对位的氢原子可能会被硝基取代。(4)C为根据反应物和生成物的结构简式，可知反应⑥为中—NH2上的1个H被中的取代，该反应为取代反应，化学方程式为＋―→＋HCl。根据C→…→F，可知反应⑥的作用是保护氨基。(5)根据图示转化关系，可知E为反应⑧为D与Cl2的取代反应，反应试剂和条件为Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe)。中含氧官能团为羧基。发生水解反应得到发生缩聚反应可以得到含肽键的聚合物
答案：(1)4 13
(2)2硝基甲苯(或邻硝基甲苯)
(3)避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物，或占位)
(4) 保护氨基
(5)Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe) 羧基
[学生用书P334(单独成册)]
一、选择题
1．下列说法中，正确的是( )
A．光导纤维、聚酯纤维、棉花都属于高分子化合物
B．在大米酿酒的过程中，淀粉最后变成了单糖
C．在蛋白质的渗析、盐析、变性过程中都发生了化学变化
解析：选D。聚酯纤维、棉花都属于高分子化合物，而光导纤维主要成分是二氧化硅，不是高分子化合物，故A错误；在大米酿酒的过程中，淀粉最后变成了乙醇，不是变成单糖，故B错误；蛋白质的渗析、盐析过程中没有发生化学变化，故C错误；顺丁橡胶的结构简式为根据加聚反应的反应原理可得其单体为CH2===CH—CH===CH2，故D正确。
2．链状高分子化合物可由有机化工原料R和其他有机试剂，通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到，则R是( )
A．1丁烯 B．乙烯
C．1，3丁二烯 D．2丁烯
解析：选B。合成高分子化合物为缩聚反应，需要HOOCCOOH、HOCH2CH2OH两种原料发生酯化反应制取，乙二醇连续氧化生成乙二酸，乙二醇可由二卤代烃水解制取；二卤代烃可由乙烯与卤素单质加成，则R应为乙烯。
3．今有高聚物对此分析正确的是( )
A．它是一种体型高分子化合物
解析：选D。高聚物
为线型高分子，其链节为
是的加聚产物，据此进行判断。
4．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．淀粉与纤维素水解的最终产物不同
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。淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖，分子式为C6H12O6，A、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．现有一个多肽分子，其化学式为C55H70O19N10，将其完全水解后得到下列四种氨基酸：甘氨酸(C2H5O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、苯丙氨酸(C9H11O2N)和谷氨酸(C5H9O4N)，则一个该多肽分子完全水解后所得谷氨酸的分子数为( )
A．1个 B．2个
C．3个 D．4个
解析：选D。1个氨基酸含有1个氮原子，根据氮原子守恒，可知C55H70O19N10，将其完全水解后得到10个氨基酸分子，需要9个水分子，以上四种氨基酸中只有谷氨酸含有4个氧原子，其余三种氨基酸均只含2个氧原子，因此根据氧原子数目进行计算，即谷氨酸×4＋(10－谷氨酸)×2－9＝19，解得谷氨酸数目为4个。
6．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。下图是以烃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。
7．药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：
下列有关叙述正确的是( )
A．贝诺酯分子中有三种含氧官能团
B．可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚
C．乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应
D．贝诺酯与足量NaOH 溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠
解析：选B。贝诺酯分子中含有—COO—和—CO—NH—两种含氧官能团，A错误。对乙酰氨基酚分子中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，乙酰水杨酸则不能，可利用FeCl3溶液区别这两种有机物，B正确。乙酰水杨酸分子中含有—COOH，能与NaHCO3溶液发生反应，而对乙酰氨基酚则不能，C错误。贝诺酯与足量NaOH溶液共热发生水解反应，生成CH3COONa，D错误。
二、非选择题
8．(2016·高考全国卷Ⅰ)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线：
回答下列问题：
(1)下列关于糖类的说法正确的是 (填标号)。
a．糖类都有甜味，具有CnH2mOm的通式
b．麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
c．用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
d．淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
(2)B生成C的反应类型为 。
(3)D中的官能团名称为 ，D生成E的反应类型为 。
(4)F的化学名称是 ，由F生成G的化学方程式为 。
(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体，0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2，W共有 种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为 。
(6)参照上述合成路线，以(反，反)2，4己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线： 。
解析：(1)糖类不一定具有甜味，不一定符合CnH2mOm的通式，a项错误；麦芽糖水解生成葡萄糖，而蔗糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖，b项错误；用碘水检验淀粉是否完全水解，用银氨溶液可以检验淀粉是否发生水解，c项正确；淀粉、纤维素都是多糖类天然有机高分子化合物，d项正确。(2)B→C发生酯化反应，又叫取代反应。(3)D中官能团名称是酯基、碳碳双键。D生成E，增加两个碳碳双键，说明发生消去反应。(4)F为二元羧酸，名称为己二酸或1，6己二酸。己二酸与1，4丁二醇在一定条件下合成聚酯，脱去小分子水的数目为(2n－1)，高聚物中聚合度n不可漏写。(5)W具有一种官能团，不是一个官能团；W是二取代芳香族化合物，则苯环上有两个取代基，0.5 mol W与足量碳酸氢钠反应生成44 g CO2，说明W分子中含有2个羧基，则有4种情况：①—CH2COOH，—CH2COOH；②—COOH，—CH2CH2COOH；③—COOH，—CH(CH3)COOH；④—CH3，—CH(COOH)COOH。每组取代基在苯环上有邻、间、对三种位置关系，W共有12种结构。在核磁共振氢谱上只有3组峰，说明分子是对称结构，结构简式为(6)流程图中有两个新信息反应原理：一是C与乙烯反应生成D，是生成六元环的反应；二是D→E，在Pd/C、加热条件下脱去H2增加不饱和度。结合这两个反应原理可得出合成路线。
答案：(1)cd
(2)取代反应(酯化反应)
(3)酯基、碳碳双键 消去反应
(4)己二酸(或1，6己二酸)
9．下面是用常见有机物A(CH3OH)合成吸水材料与聚酯纤维的流程图：
已知：
②RCOOR′＋R″OHRCOOR″＋R′OH(R、R′、R″代表烃基)
回答下列问题：
(1)B中含氧官能团的名称是 。D和E的结构简式分别是 、 。
(2)C的结构简式是 ，
D―→E的反应类型是 。
(3)F＋A―→G的化学方程式是
。
(4)CH3COOH＋CH≡CH―→B的化学方程式是
，
反应类型： 。
(5)G―→聚酯纤维的化学方程式是
。
答案：(1)酯基 CH3Br
(2) 取代反应
10．(2015·高考全国卷Ⅰ)A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示：
回答下列问题：
(1)A的名称是 ，B含有的官能团是 。
(2)①的反应类型是 ，⑦的反应类型是 。
(3)C和D的结构简式分别为 、
。
(4)异戊二烯分子中最多有 个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为 。
(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体：
(填结构简式)。
(6)参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1，3丁二烯的合成路线：
。
解析：(1)由A的分子式为C2H2 知，A为乙炔。由B的加聚反应产物的结构简式可逆推B的结构简式为CH2===CHOOCCH3，分子中含有碳碳双键和酯基。
(2)由HC≡CH＋CH3COOH―→CH2===CHOOCCH3可知，反应①为加成反应；由可知，反应⑦为醇的消去反应。
(3)由反应物和反应条件可知，C应是聚酯的水解产物，故C为由聚乙烯醇缩丁醛的结构简式可知，该产物是由聚乙烯醇与丁醛发生缩聚反应的产物，故D为 CH3CH2CH2CHO。
(4)如右所示，碳碳双键两端直接相连的6个原子一定共面，单键a旋转，可使两个双键直接相连的10个原子共面，单键b旋转，可使甲基上最多有1个氢原子在上述平面内，因此共面的原子最多有11个。顺式聚异戊二烯是指结构单元中两个CH2 均在双键的同一侧，其结构简式为
(5)C2H2中含碳碳三键，因此含有碳碳三键的异戊二烯的同分异构体主要是碳链异构和三键位置异构，共有CH3CH2CH2C≡CH、CH3CH2C≡CCH3、
3种同分异构体。
(6)由合成路线可知，反应⑤为乙炔与丙酮羰基的加成反应，反应⑥为碳碳三键的加成反应，反应⑦为醇的消去反应。模仿题中合成路线，可设计如下合成路线：
答案：(1)乙炔 碳碳双键、酯基
(2)加成反应 消去反应
(3) CH3CH2CH2CHO
(4)11
11．PTT是近几年来迅速发展起来的新型热塑性聚酯材料，具有优异性能，能作为工程塑料、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中不含甲基，1 mol C可与足量金属钠反应生成22.4 L H2(标准状况)。请回答下列问题：
(1)A中所含官能团的名称为 ，
B的结构简式为 。
(2)由物质C与D反应生成PTT的化学方程式为
，
反应类型为 。
(3)分子式为C4H6O，与A互为同系物的同分异构体有 种。
解析：(1)A能发生银镜反应由CH2===CHCH3催化氧化而得，可知A为丙烯醛(CH2===CHCHO)，碳碳双键可与H2O在催化剂作用下发生加成反应，从而引入羟基，故B可能为或而C应为二元醇且不含甲基，所以C为B为
(2) 可被酸性KMnO4氧化为
D：合成PTT的化学方程式为
(2n－1)H2O，属于缩聚反应。
(3)分子式为C4H6O，与A互为同系物，则其结构中含碳碳双键和醛基，其同分异构体有CH2===CHCH2CHO、CH3—CH===CH—CHO和3种。
答案：(1)碳碳双键、醛基
(2)
(3)3
12．(2017·高考北京卷)羟甲香豆素是一种治疗胆结石的药物，合成路线如下图所示：
已知：
RCOOR′＋R″OHRCOOR″＋ R′OH(R、R′、R″代表烃基)
(1)A属于芳香烃，其结构简式是 。B中所含的官能团是 。
(2)C→D的反应类型是 。
(3)E属于酯类。仅以乙醇为有机原料，选用必要的无机试剂合成E，写出有关化学方程式： 。
(4)已知：2EF＋C2H5OH。F所含官能团有和 。
(5)以D和F为原料合成羟甲香豆素分为三步反应，写出有关化合物的结构简式：
解析：(1)根据A→B的反应条件知，A→B为硝化反应，B→C为硝基的还原反应，两步反应均不涉及碳原子数的改变，因此A中所含碳原子数与C中所含碳原子数相同，都等于6，且A为芳香烃，因此A为A→B为苯的硝化反应，因此B中含有的官能团为硝基。(2)根据D的分子式为C6H6O2且D中含有苯环，可推断出D中苯环上有两个羟基，C中苯环上有2个氨基，因此C→D为2个氨基被2个羟基取代的反应，属于取代反应。(3)根据E的分子式为C4H8O2及E在一定条件下可得到乙醇知，E为乙酸乙酯，仅以乙醇为有机原料通过连续氧化先得到乙酸，然后通过酯化反应可得到乙酸乙酯。(4)2EF＋C2H5OH属于陌生反应，直接推导F的结构难度较大，但对比E(乙酸乙酯)和另一产物——乙醇的分子结构，可以推出其中一分子乙酸乙酯的酯基中C—O键断裂，得到和—OCH2CH3，另一分子乙酸乙酯的中C—H键断裂，得到—H和—OCH2CH3与—H两部分拼接得到乙醇，剩下的两部分拼接得到F因此F中含有羰基和酯基。(5)D 中含有酚羟基，F中含有羰基，因此D与F第一步发生已知信息中的第一个反应——羰基与酚羟基邻位氢的加成反应，得到中间产物1，再根据图中反应条件和已知信息中的第二个反应知，中间产物1的侧链含有酯基，可与其邻位的酚羟基发生已知信息中的第二个反应——酯交换反应，得到中间产物2，并脱去一分子乙醇。故可得到：中间产物2为，中间产物1为，D为F为
答案：(1) 硝基
(2)取代反应
(3)2C2H5OH＋O22CH3CHO＋2H2O，2CH3CHO＋O22CH3COOH，CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O
【考纲要求】
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。 了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。 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。 了解加聚反应和缩聚反应的含义。 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。
考点一 油脂、糖类、蛋白质的组成、结构和性质[学生用书P202]
1．油脂
(1)组成和结构
①概念：油脂是由一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯。
②常见的高级脂肪酸有硬脂酸：C17H35COOH、软脂酸：C15H31COOH、油酸：C17H33COOH。
③结构特点
结构简式：官能团：，有的可能含有。
(2)化学性质
①油脂的氢化(油脂的硬化)
如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
。
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。
2．糖类
(1)分类
定义
元素组成
代表物的名称、
分子式、相互关系
单糖
不能再水解生成其他糖的糖
C、H、O
二糖
1 mol糖水解生成2 mol单糖的糖
C、H、O
多糖
1 mol糖水解生成多摩尔单糖的糖
C、H、O
(2)性质
①葡萄糖：多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO
②二糖：在稀酸催化下发生水解反应，如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
③多糖：在酸催化下发生水解反应，水解的最终产物是葡萄糖。
3．氨基酸和蛋白质
(1)氨基酸的结构与性质
①概念：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几乎均为α氨基酸，其通式为官能团为—NH2和—COOH。
②氨基酸的性质
a．两性
例如：甘氨酸与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式分别为CH2NH2COOH＋HCl―→
CH2NH3ClCOOH，H2NCH2COOH＋NaOH―→H2O＋H2NCH2COONa。
b．成肽反应：氨基酸可以发生分子间脱水生成二肽或多肽。
(2)蛋白质的结构与性质
①蛋白质的组成与结构
a．蛋白质由C、H、O、N、S等元素组成。
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。
②蛋白质的性质
1．糖类、油脂、蛋白质均属于高分子化合物( )
2．油脂硬化和水解的反应都属于取代反应( )
3．油脂的皂化反应生成高级脂肪酸和丙三醇( )
4．淀粉和纤维素的通式相同，水解的最终产物都是葡萄糖( )
5．淀粉和纤维素遇碘都会呈现特殊的蓝色( )
6．糖类、油脂、蛋白质完全燃烧产物都是CO2和H2O( )
7．蛋白质溶液中加入(NH4)2SO4溶液会使蛋白质变性( )
8．天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸( )
答案：1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.× 8.√
题组一 考查糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和
性质
1．下列说法正确的是( )
A．食用白糖的主要成分是蔗糖
B．淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
C．植物油的主要成分是高级脂肪酸
D．蚕丝、羊毛和淀粉分别属于纤维素、蛋白质和多糖
解析：选A。淀粉、纤维素是天然高分子化合物，油脂不是高分子化合物，B项不正确； 植物油的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯，C项不正确；蚕丝属于蛋白质，D项不正确。
2．下列有关蛋白质的说法正确的是( )
①氨基酸属于高分子化合物 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，则二者的水解产物一定不一致
④用甘氨酸和苯丙氨酸缩合最多可形成四种二肽
A．①④ B．②③
C．①② D．②④
解析：选D。①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；④两种氨基酸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。
题组二 考查糖类、蛋白质的水解反应
3．把①蔗糖；②淀粉；③纤维素；④蛋白质，在稀酸存在下分别进行水解，最后产物只有一种的是( )
A．①和② B．②和③
C．④ D．③
解析：选B。淀粉、纤维素水解最终只得到葡萄糖，而蔗糖水解得到两种单糖，蛋白质水解可得到多种氨基酸。
4．下图表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、B、C、D标出了分子中不同的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是( )
解析：选C。两个氨基酸分子，在酸或碱的存在下加热，通过一分子的氨基和另一分子的羧基间脱去一分子水缩合形成含有肽键的化合物，称为成肽反应，所以蛋白质水解断裂的是肽键，C是肽键，所以应断裂的键是C。
能水解的有机物的归纳
类别
条件
水解通式
卤代烃
NaOH的水溶液，加热
酯
在酸溶液或碱溶液中，加热
二糖
酸或酶
多糖
酸或酶
油脂
酸、碱或酶
蛋白质或多肽
酸、碱或酶
题组三 考查氨基酸的缩合规律
5．缬氨酸和苯丙氨酸缩合最多可形成二肽的种类( )
A．1 B．2
C．3 D．4
解析：选D。氨基酸生成二肽，就是两个氨基酸分子脱去一个水分子，当同种氨基酸脱水，生成2种二肽；当是异种氨基酸脱水，可以是缬氨酸脱去羟基，苯丙氨酸脱去氢，也可以苯丙氨酸脱去羟基，缬氨酸脱去氢，生成2种二肽，共4种。
6．已知氨基酸可发生如下反应：RCHNH2COOH＋HNO2RCHOHCOOH＋N2↑＋H2O。
D、E的相对分子质量分别为162和144，可发生如图所示物质转化关系：
(1)写出B、D的结构简式：B ，
D 。
(2)写出C→E的化学方程式：
。
(3)写出C→D的化学方程式：
。
解析：氨基酸能发生成肽反应脱去H2O分子，—COOH脱去—OH，—NH2脱去—H。由此可推知，两个丙氨酸分子间脱去两个水分子可生成B：。由题目中所给信息可总结出：在HNO2作用下，氨基酸中的—NH2可转变成—OH，可得C：CH3CHOHCOOH。由于C中含有—COOH和—OH，所以分子间可以脱水，脱去一个水分子可得D：脱去两个水分子可得E：
答案：
氨基酸的成肽规律
(1)2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间，也可以是不同分子之间)，如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽：
(2)分子间或分子内脱水成环
(3)氨基酸分子缩聚成高分子化合物
考点二 合成有机高分子化合物[学生用书P204]
1．有关高分子化合物的几个概念
把下列概念的标号填写在反应方程式中的横线上：
①低分子化合物 ②高分子化合物 ③单体 ④链节
⑤聚合度
聚合物的平均相对分子质量＝链节的相对质量×n
2．高分子化合物的基本性质
(1)溶解性：线型高分子(如有机玻璃)能溶解在适当的有机溶剂中，网状结构高分子(如硫化橡胶)不溶于有机溶剂，只有一定程度的溶胀。
(2)热塑性和热固性：线型高分子具有热塑性(如聚乙烯)，网状结构高分子具有热固性(如电木、硫化橡胶)。
(3)强度：高分子材料强度一般比较大。
(4)电绝缘性：通常高分子材料电绝缘性良好。
3．合成高分子化合物的基本反应
(1)加聚反应：不饱和单体通过加成反应生成高分子化合物的反应。
实例：
单体
聚合物
CH2===CH—CH3
CH2===CHCl
CH2===CH—CN
CH3COO—CH===CH2
CH2===CH—CH===CH2
(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。
实例：
单体
聚合物
HOCH2CH2OH
CH3CH(OH)—COOH
续 表
单体
聚合物
4.高分子材料的分类
(1)
(2)高分子材料
(3)纤维
1．天然橡胶聚异戊二烯为纯净物 ( )
2．聚氯乙烯塑料可用于包装食品( )
3．酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料( )
4．缩聚反应生成的小分子的化学计量数为(n－1)( )
5．加聚反应单体有一种，而缩聚反应的单体应该有两种( )
6．酚醛树脂的制取实验可以用浓氨水或浓盐酸作催化剂，可以用热水洗涤做过酚醛树脂实验的试管( )
答案：1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×
题组一 考查合成有机高分子化合物的性质和
用途
1．上海教师公寓发生的大火与施工中大量使用的聚氨酯燃烧有关，再次表明HNHCOOH (聚氨酯)泡沫保温材料等易燃装修材料已经成为造成火灾的罪魁祸首。下列有关说法正确的是( )
A．聚氨酯保温材料能耐高温
B．聚氨酯属于加聚型高分子材料
C．聚氨酯属于纯净物
D．聚氨酯材料没有固定的熔点
解析：选D。聚氨酯易燃烧，A错；由聚氨酯结构简式知其为缩聚产物，B错；聚氨酯属于高分子合成材料，是混合物，C错、D对。
2．下列有关线型高分子和体型高分子的说法错误的是( )
A．线型高分子是由许多链节相互连接成链状，通常不具有或很少具有支链，而体型高分子则是长链跟长链之间产生交联
B．线型高分子通常具有热塑性，而体型高分子通常具有热固性
C．线型高分子可在适当溶剂中溶解，而体型高分子通常很难在任何溶剂中溶解
D．体型高分子化合物的相对分子质量一定比线型高分子化合物相对分子质量大
解析：选D。A项，线型高分子可能含有支链，体型高分子是由高分子链间交联成空间网状结构；B项，线型高分子具有热塑性，体型高分子具有热固性；C项，线型高分子可在适当溶剂中溶解，而体型高分子的溶解性较差；D项，高分子的相对分子质量与分子结构无关。
题组二 考查高分子化合物单体的判断
3．能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱，现有一种叫HEMA的材料，是用来制备软质隐形眼镜的，其结构简式为则合成它的单体为( )
解析：选B。该高聚物为加聚反应的产物，其链节为它是由对应的单体和HOCH2CH2OH生成的。
4．下列关于合成材料的说法中，不正确的是( )
A．结构为…—CH===CH—CH===CH—CH===CH—CH===CH—…的高分子的单体是乙炔
B．聚氯乙烯可制成薄膜、软管等，其单体是CH2===CHCl
解析：选C。A项，根据加聚产物的单体推断方法，凡链节的主链上只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其合成单体必为一种，将两半键闭合即可知其单体为CH≡CH；B项，聚氯乙烯的单体是CH2===CHCl；C项，合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛；D项，凡链节的主链上只有两个碳原子(无其他原子)的高聚物，其合成单体必为一种，将两半键闭合即可。
5．(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
。
解析：(1)据题给信息分析可知，ABS树脂是通过加聚反应合成的，按照加聚产物单体的书写方法可知，其单体为CH2===CHCN、CH2===CHCH===CH2、
(2)由题给高分子化合物的部分结构可知其为缩聚产物，将其结构中的酯基断开，两端分别加氢原子或羟基，可得其单体为HOCH2CH2OH、HOOCCOOH、、HOOCCH2COOH，共5种。
答案：(1)CH2===CHCN CH2===CHCH===CH2
(2)5 HOCH2CH2OH、HOOC—COOH、
HOOC—CH2—COOH
简单高分子化合物单体的判断方法
物质类别
高分子化合物
方法
单体
加聚物
CH2—CH2
CH2===CH2
CH2===CH—CH3和CH2===CH2
缩聚物
和
考点三 有机合成与推断[学生用书P206]
1．有机合成的原则
(1)起始原料要廉价、易得、低毒性、低污染；
(2)应尽量选择步骤最少的合成路线；
(3)原子经济性高，具有较高的产率；
(4)有机合成反应要操作简单、条件温和、能耗低、易于实现。
2．有机合成的解题思路
3．逆推法分析合成路线
(1)基本思路
逆推法示意图：
在逆推过程中，需要逆向寻找能顺利合成目标分子的中间有机化合物，直至选出合适的起始原料。当得到几条不同的合成路线时，就需要通过优选确定最佳合成路线。
(2)一般程序
4．有机合成中碳骨架的构建
(1)碳链增长的反应
①加聚反应；
②缩聚反应；
③酯化反应；
④利用题目信息所给反应，如醛或酮中的羰基与HCN加成。
(2)碳链减短的反应
①烷烃的裂化反应；
②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应；
③利用题目信息所给反应，如烯烃、炔烃的氧化反应，羧酸及其盐的脱羧反应……
(3)常见由链成环的方法
①二元醇成环，如HOCH2CH2OH＋H2O；
②羟基酸酯化成环，如
③氨基酸成环，如H2NCH2CH2COOH―→＋H2O；
④二元羧酸成环，如HOOCCH2CH2COOH＋H2O；
⑤利用题目所给信息成环，如常给信息二烯烃与单烯烃的聚合成环：
5．有机合成中官能团的转化
(1)官能团的引入
官能团
引入方法
卤素原子
①烃、酚的取代；
②不饱和烃与HX、X2的加成；
③醇与氢卤酸(HX)取代
羟基
①烯烃与水加成；
②醛、酮与氢气加成；
③卤代烃在碱性条件下水解；
④酯的水解；
⑤葡萄糖发酵产生乙醇
碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去；
②炔烃不完全加成；
③烷烃裂化
碳氧双键
①醇的催化氧化；
②连在同一个碳上的两个羟基脱水；
③低聚糖和多糖水解可引入醛基；
④含碳碳三键的物质与水加成
羧基
①醛基氧化；
②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
苯环上引入不同的官能团
①卤代：X2和Fe(或X2和FeX3)；
②硝化：浓硝酸和浓硫酸共热；
③烃基氧化；
④先卤代后水解
(2)官能团的消除
①通过加成反应消除不饱和键(双键、三键、苯环)；
②通过消去、氧化、酯化消除羟基；
③通过加成或氧化消除醛基；
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
(3)官能团的改变
①利用官能团的衍生关系进行衍变，如
R—CH2OHR—CHOR—COOH；
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如
CH3CH2OHCH2===CH2ClCH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH；
③通过某种手段改变官能团的位置，如
。
题组一 考查给定合成路线的分析
1．以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线如图，则下列说法正确的是( )
A．A的结构简式是
B．①②的反应类型分别是取代反应、消去反应
C．反应②③的条件分别是浓硫酸加热、光照
D．酸性KMnO4溶液褪色可证明已完全转化为
解析：选B。以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线为
。
A项，由上述分析可知，A为氯代环戊烷；B项，反应①为光照条件下的取代反应，反应②为在氢氧化钠醇溶液中加热条件下的消去反应；C项，反应②的反应试剂和反应条件为氢氧化钠醇溶液、加热，反应③的条件为常温；D项，B为环戊烯，含碳碳双键，环戊二烯也含碳碳双键，均能使KMnO4溶液褪色，则酸性KMnO4溶液褪色，不能证明环戊烷已完全转化成环戊二烯。
2．4溴甲基1环己烯的一种合成路线如下：
下列说法正确的是( )
A．化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子
B．①、②、③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应
C．由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液，加热
D．化合物Y先经酸性高锰酸钾溶液氧化，再与乙醇在浓硫酸催化下酯化可制得化合物X
解析：选B。A项，X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子，连接4个不同的原子或原子团，W中没有手性碳原子，错误；B项，由官能团的转化可知1，3丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X，X发生还原反应生成Y，Y发生取代反应生成Z，正确；C项，由化合物Z一步制备化合物Y，应发生水解反应，应在氢氧化钠的水溶液中进行，错误；D项，Y含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾氧化，错误。
题组二 考查给定原料的有机合成
3．请设计以CH2===CHCH3为主要原料(无机试剂任选)制备CH3CH(OH)COOH的合成路线流程图(须注明反应条件)。
例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为
CH3CH2OHCH2===CH2CH2—CH2
答案：
4．请设计合理方案用合成 (无机试剂任选，用反应流程图表示，并注明反应条件)。
例：由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为CH3CH2OHCH2===CH2CH2—CH2
提示：R—CH===CH2R—CH2—CH2—Br
答案：
[学生用书P208]
1．(2017·高考北京卷)聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂，聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘，其结构表示如下：
(图中虚线表示氢键)
下列说法不正确的是( )
A．聚维酮的单体是
B．聚维酮分子由(m＋n)个单体聚合而成
C．聚维酮碘是一种水溶性物质
D．聚维酮在一定条件下能发生水解反应
解析：选B。由聚维酮碘的分子结构知，聚维酮由加聚反应制得，其单体为，A项正确；由聚维酮碘的分子结构知，聚维酮分子中左侧链节由2个单体构成，因此，聚维酮分子由(2m＋n)个单体聚合而成，B项错误；由题干信息“聚维酮碘的水溶液”知，聚维酮碘溶于水，C项正确；聚维酮分子中含有，因此在一定条件下能够发生水解反应，D项正确。
2．(2016·高考上海卷)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。
3．(2017·高考天津卷)2氨基3氯苯甲酸(F)是重要的医药中间体，其制备流程图如下：
已知：
回答下列问题：
(1) 分子中不同化学环境的氢原子共有 种，共面原子数目最多为 。
(2)B的名称为 。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式： 。
a．苯环上只有两个取代基且互为邻位
b．既能发生银镜反应又能发生水解反应
(3)该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B，而是经由①②③三步反应制取B，其目的是 。
(4)写出⑥的化学反应方程式：
，该步反应的主要目的是 。
(5)写出⑧的反应试剂和条件： ；F中含氧官能团的名称为 。
(6)在方框中写出以为主要原料，经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。
解析：(1) 中有如所示4种不同化学环境的氢原子。可以看作是甲基取代苯环上的一个H所得的产物，根据苯分子中12个原子共平面，知—CH3中的C一定与苯环上11个原子共平面，根据CH4分子中最多3个原子共平面，知—CH3中最多只有1个H与苯环共平面，故CH3中共平面的原子最多有13个。(2) 的名称为邻硝基甲苯或2硝基甲苯。根据能发生银镜反应，则可能含有醛基或甲酸酯基；能发生水解反应，则可能含有甲酸酯基或酰胺键，故同时满足苯环上只有两个取代基且互为邻位的B的同分异构体为和 (3)若直接硝化，则苯环上甲基对位的氢原子可能会被硝基取代。(4)C为根据反应物和生成物的结构简式，可知反应⑥为中—NH2上的1个H被中的取代，该反应为取代反应，化学方程式为＋―→＋HCl。根据C→…→F，可知反应⑥的作用是保护氨基。(5)根据图示转化关系，可知E为反应⑧为D与Cl2的取代反应，反应试剂和条件为Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe)。中含氧官能团为羧基。发生水解反应得到发生缩聚反应可以得到含肽键的聚合物
答案：(1)4 13
(2)2硝基甲苯(或邻硝基甲苯)
(3)避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物，或占位)
(4) 保护氨基
(5)Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe) 羧基
[学生用书P334(单独成册)]
一、选择题
1．下列说法中，正确的是( )
A．光导纤维、聚酯纤维、棉花都属于高分子化合物
B．在大米酿酒的过程中，淀粉最后变成了单糖
C．在蛋白质的渗析、盐析、变性过程中都发生了化学变化
解析：选D。聚酯纤维、棉花都属于高分子化合物，而光导纤维主要成分是二氧化硅，不是高分子化合物，故A错误；在大米酿酒的过程中，淀粉最后变成了乙醇，不是变成单糖，故B错误；蛋白质的渗析、盐析过程中没有发生化学变化，故C错误；顺丁橡胶的结构简式为根据加聚反应的反应原理可得其单体为CH2===CH—CH===CH2，故D正确。
2．链状高分子化合物可由有机化工原料R和其他有机试剂，通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到，则R是( )
A．1丁烯 B．乙烯
C．1，3丁二烯 D．2丁烯
解析：选B。合成高分子化合物为缩聚反应，需要HOOCCOOH、HOCH2CH2OH两种原料发生酯化反应制取，乙二醇连续氧化生成乙二酸，乙二醇可由二卤代烃水解制取；二卤代烃可由乙烯与卤素单质加成，则R应为乙烯。
3．今有高聚物对此分析正确的是( )
A．它是一种体型高分子化合物
解析：选D。高聚物
为线型高分子，其链节为
是的加聚产物，据此进行判断。
4．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．淀粉与纤维素水解的最终产物不同
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。淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖，分子式为C6H12O6，A、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．现有一个多肽分子，其化学式为C55H70O19N10，将其完全水解后得到下列四种氨基酸：甘氨酸(C2H5O2N)、丙氨酸(C3H7O2N)、苯丙氨酸(C9H11O2N)和谷氨酸(C5H9O4N)，则一个该多肽分子完全水解后所得谷氨酸的分子数为( )
A．1个 B．2个
C．3个 D．4个
解析：选D。1个氨基酸含有1个氮原子，根据氮原子守恒，可知C55H70O19N10，将其完全水解后得到10个氨基酸分子，需要9个水分子，以上四种氨基酸中只有谷氨酸含有4个氧原子，其余三种氨基酸均只含2个氧原子，因此根据氧原子数目进行计算，即谷氨酸×4＋(10－谷氨酸)×2－9＝19，解得谷氨酸数目为4个。
6．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。下图是以烃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。
7．药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：
下列有关叙述正确的是( )
A．贝诺酯分子中有三种含氧官能团
B．可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚
C．乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应
D．贝诺酯与足量NaOH 溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠
解析：选B。贝诺酯分子中含有—COO—和—CO—NH—两种含氧官能团，A错误。对乙酰氨基酚分子中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，乙酰水杨酸则不能，可利用FeCl3溶液区别这两种有机物，B正确。乙酰水杨酸分子中含有—COOH，能与NaHCO3溶液发生反应，而对乙酰氨基酚则不能，C错误。贝诺酯与足量NaOH溶液共热发生水解反应，生成CH3COONa，D错误。
二、非选择题
8．(2016·高考全国卷Ⅰ)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线：
回答下列问题：
(1)下列关于糖类的说法正确的是 (填标号)。
a．糖类都有甜味，具有CnH2mOm的通式
b．麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
c．用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
d．淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
(2)B生成C的反应类型为 。
(3)D中的官能团名称为 ，D生成E的反应类型为 。
(4)F的化学名称是 ，由F生成G的化学方程式为 。
(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体，0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2，W共有 种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为 。
(6)参照上述合成路线，以(反，反)2，4己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线： 。
解析：(1)糖类不一定具有甜味，不一定符合CnH2mOm的通式，a项错误；麦芽糖水解生成葡萄糖，而蔗糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖，b项错误；用碘水检验淀粉是否完全水解，用银氨溶液可以检验淀粉是否发生水解，c项正确；淀粉、纤维素都是多糖类天然有机高分子化合物，d项正确。(2)B→C发生酯化反应，又叫取代反应。(3)D中官能团名称是酯基、碳碳双键。D生成E，增加两个碳碳双键，说明发生消去反应。(4)F为二元羧酸，名称为己二酸或1，6己二酸。己二酸与1，4丁二醇在一定条件下合成聚酯，脱去小分子水的数目为(2n－1)，高聚物中聚合度n不可漏写。(5)W具有一种官能团，不是一个官能团；W是二取代芳香族化合物，则苯环上有两个取代基，0.5 mol W与足量碳酸氢钠反应生成44 g CO2，说明W分子中含有2个羧基，则有4种情况：①—CH2COOH，—CH2COOH；②—COOH，—CH2CH2COOH；③—COOH，—CH(CH3)COOH；④—CH3，—CH(COOH)COOH。每组取代基在苯环上有邻、间、对三种位置关系，W共有12种结构。在核磁共振氢谱上只有3组峰，说明分子是对称结构，结构简式为(6)流程图中有两个新信息反应原理：一是C与乙烯反应生成D，是生成六元环的反应；二是D→E，在Pd/C、加热条件下脱去H2增加不饱和度。结合这两个反应原理可得出合成路线。
答案：(1)cd
(2)取代反应(酯化反应)
(3)酯基、碳碳双键 消去反应
(4)己二酸(或1，6己二酸)
9．下面是用常见有机物A(CH3OH)合成吸水材料与聚酯纤维的流程图：
已知：
②RCOOR′＋R″OHRCOOR″＋R′OH(R、R′、R″代表烃基)
回答下列问题：
(1)B中含氧官能团的名称是 。D和E的结构简式分别是 、 。
(2)C的结构简式是 ，
D―→E的反应类型是 。
(3)F＋A―→G的化学方程式是
。
(4)CH3COOH＋CH≡CH―→B的化学方程式是
，
反应类型： 。
(5)G―→聚酯纤维的化学方程式是
。
答案：(1)酯基 CH3Br
(2) 取代反应
10．(2015·高考全国卷Ⅰ)A(C2H2)是基本有机化工原料。由A制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如下所示：
回答下列问题：
(1)A的名称是 ，B含有的官能团是 。
(2)①的反应类型是 ，⑦的反应类型是 。
(3)C和D的结构简式分别为 、
。
(4)异戊二烯分子中最多有 个原子共平面，顺式聚异戊二烯的结构简式为 。
(5)写出与A具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体：
(填结构简式)。
(6)参照异戊二烯的上述合成路线，设计一条由A和乙醛为起始原料制备1，3丁二烯的合成路线：
。
解析：(1)由A的分子式为C2H2 知，A为乙炔。由B的加聚反应产物的结构简式可逆推B的结构简式为CH2===CHOOCCH3，分子中含有碳碳双键和酯基。
(2)由HC≡CH＋CH3COOH―→CH2===CHOOCCH3可知，反应①为加成反应；由可知，反应⑦为醇的消去反应。
(3)由反应物和反应条件可知，C应是聚酯的水解产物，故C为由聚乙烯醇缩丁醛的结构简式可知，该产物是由聚乙烯醇与丁醛发生缩聚反应的产物，故D为 CH3CH2CH2CHO。
(4)如右所示，碳碳双键两端直接相连的6个原子一定共面，单键a旋转，可使两个双键直接相连的10个原子共面，单键b旋转，可使甲基上最多有1个氢原子在上述平面内，因此共面的原子最多有11个。顺式聚异戊二烯是指结构单元中两个CH2 均在双键的同一侧，其结构简式为
(5)C2H2中含碳碳三键，因此含有碳碳三键的异戊二烯的同分异构体主要是碳链异构和三键位置异构，共有CH3CH2CH2C≡CH、CH3CH2C≡CCH3、
3种同分异构体。
(6)由合成路线可知，反应⑤为乙炔与丙酮羰基的加成反应，反应⑥为碳碳三键的加成反应，反应⑦为醇的消去反应。模仿题中合成路线，可设计如下合成路线：
答案：(1)乙炔 碳碳双键、酯基
(2)加成反应 消去反应
(3) CH3CH2CH2CHO
(4)11
11．PTT是近几年来迅速发展起来的新型热塑性聚酯材料，具有优异性能，能作为工程塑料、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中不含甲基，1 mol C可与足量金属钠反应生成22.4 L H2(标准状况)。请回答下列问题：
(1)A中所含官能团的名称为 ，
B的结构简式为 。
(2)由物质C与D反应生成PTT的化学方程式为
，
反应类型为 。
(3)分子式为C4H6O，与A互为同系物的同分异构体有 种。
解析：(1)A能发生银镜反应由CH2===CHCH3催化氧化而得，可知A为丙烯醛(CH2===CHCHO)，碳碳双键可与H2O在催化剂作用下发生加成反应，从而引入羟基，故B可能为或而C应为二元醇且不含甲基，所以C为B为
(2) 可被酸性KMnO4氧化为
D：合成PTT的化学方程式为
(2n－1)H2O，属于缩聚反应。
(3)分子式为C4H6O，与A互为同系物，则其结构中含碳碳双键和醛基，其同分异构体有CH2===CHCH2CHO、CH3—CH===CH—CHO和3种。
答案：(1)碳碳双键、醛基
(2)
(3)3
12．(2017·高考北京卷)羟甲香豆素是一种治疗胆结石的药物，合成路线如下图所示：
已知：
RCOOR′＋R″OHRCOOR″＋ R′OH(R、R′、R″代表烃基)
(1)A属于芳香烃，其结构简式是 。B中所含的官能团是 。
(2)C→D的反应类型是 。
(3)E属于酯类。仅以乙醇为有机原料，选用必要的无机试剂合成E，写出有关化学方程式： 。
(4)已知：2EF＋C2H5OH。F所含官能团有和 。
(5)以D和F为原料合成羟甲香豆素分为三步反应，写出有关化合物的结构简式：
解析：(1)根据A→B的反应条件知，A→B为硝化反应，B→C为硝基的还原反应，两步反应均不涉及碳原子数的改变，因此A中所含碳原子数与C中所含碳原子数相同，都等于6，且A为芳香烃，因此A为A→B为苯的硝化反应，因此B中含有的官能团为硝基。(2)根据D的分子式为C6H6O2且D中含有苯环，可推断出D中苯环上有两个羟基，C中苯环上有2个氨基，因此C→D为2个氨基被2个羟基取代的反应，属于取代反应。(3)根据E的分子式为C4H8O2及E在一定条件下可得到乙醇知，E为乙酸乙酯，仅以乙醇为有机原料通过连续氧化先得到乙酸，然后通过酯化反应可得到乙酸乙酯。(4)2EF＋C2H5OH属于陌生反应，直接推导F的结构难度较大，但对比E(乙酸乙酯)和另一产物——乙醇的分子结构，可以推出其中一分子乙酸乙酯的酯基中C—O键断裂，得到和—OCH2CH3，另一分子乙酸乙酯的中C—H键断裂，得到—H和—OCH2CH3与—H两部分拼接得到乙醇，剩下的两部分拼接得到F因此F中含有羰基和酯基。(5)D 中含有酚羟基，F中含有羰基，因此D与F第一步发生已知信息中的第一个反应——羰基与酚羟基邻位氢的加成反应，得到中间产物1，再根据图中反应条件和已知信息中的第二个反应知，中间产物1的侧链含有酯基，可与其邻位的酚羟基发生已知信息中的第二个反应——酯交换反应，得到中间产物2，并脱去一分子乙醇。故可得到：中间产物2为，中间产物1为，D为F为
答案：(1) 硝基
(2)取代反应
(3)2C2H5OH＋O22CH3CHO＋2H2O，2CH3CHO＋O22CH3COOH，CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O
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