2025版高考化学一轮总复习第9章有机化学基础第34讲生物大分子合成高分子提能训练
展开1.(2024·河北衡水高三检测)血糖是指血液中的葡萄糖,下列有关说法不正确的是( A )
A.葡萄糖的分子式可表示为C6(H2O)6,则葡萄糖分子中含有6个H2O分子
B.葡萄糖与果糖互为同分异构体
C.蔗糖与麦芽糖水解产物不完全相同
D.淀粉与纤维素不互为同分异构体
[解析] 葡萄糖分子中H、O原子个数之比为2∶1,葡萄糖分子中不存在水分子,故A错误。
2.人类肝脏蛋白质两谱三图三库已全面破译完成,它将为肝脏疾病的预防、诊断和治疗提供科学依据。下列关于乙肝病毒的蛋白质的说法不正确的是( D )
A.属于高分子
B.水解的最终产物能与酸和碱反应
C.遇强酸可能会变性
D.水解时肽键中的碳氧键断裂
[解析] 蛋白质水解时是肽键中的碳氮键断裂,碳氧键不断裂,故D错误。
3.(2024·山东青岛高三检测)唐代赵蕤所题《嫘祖圣地》碑文记载:“……首创种桑养蚕之法,抽丝编绢之术;谏诤黄帝,旨定农桑,法制衣裳……弼政之功,殁世不忘”。下列有关说法正确的是( D )
A.“抽丝编绢”涉及化学变化
B.蚕丝和棉纤维都是天然高分子,不能通过灼烧鉴别
C.蚕丝水解可以生成葡萄糖
D.丝绸制品主要成分是蛋白质,不能高温烫熨
[解析] “抽丝编绢”过程中没有新物质生成,不涉及化学变化,故A错误;蚕丝的主要成分是蛋白质,棉纤维的主要成分是纤维素,两者都是天然高分子,蛋白质在灼烧时有类似烧焦羽毛的气味。棉纤维在灼烧时有类似烧纸的气味,因此可通过灼烧鉴别蚕丝和棉纤维,故B错误;蚕丝的主要成分是蛋白质,其水解的最终产物是氨基酸,故C错误;丝的主要成分是蛋白质,高温时蛋白质会发生变性,因此不能高温烫熨,故D正确。
4.豆腐是“养生人”挚爱之物,每100 g豆腐中含有水89.30 g、蛋白质4.70 g、油脂1.30 g、糖类2.80 g。下列有关糖类、油脂、蛋白质的叙述中正确的是( C )
A.纤维素、蔗糖、葡萄糖在一定条件下都可发生水解反应
B.糖类和蛋白质都属于高分子
C.某些物理因素和化学因素均能使蛋白质变性
D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快
[解析] 葡萄糖不能发生水解反应,A错误;单糖、二糖均不属于高分子,B错误;某些物理因素如加热等、化学因素如加入强氧化剂等均能使蛋白质变性,C正确;酶在高温下会发生变性而失去催化活性,在高温下,淀粉水解速率反而变小,D错误。
5.(2024·江苏淮安模拟)检验淀粉水解,实验步骤如下:
步骤1:向试管中加入4 mL淀粉溶液,再加入少量稀硫酸,加热4分钟,冷却后将溶液分装在两支试管中;
步骤2:向一支试管中滴加几滴碘水,观察现象;
步骤3:向另一支试管中先加入烧碱溶液中和,再加入银氨溶液,水浴加热煮沸,观察现象。
下列说法错误的是( D )
A.步骤1中加入稀硫酸可以加快淀粉水解速率
B.步骤2中溶液变蓝色,说明淀粉没有完全水解
C.步骤3中水浴加热后观察到有光亮的银镜,说明淀粉已经水解
D.碘晶胞如图所示,则碘分子的配位数是8
[解析] 淀粉在稀硫酸作用下发生水解生成葡萄糖,硫酸是催化剂,加入稀硫酸可以加快淀粉水解的速率,A正确;步骤2中溶液变蓝,说明淀粉没有完全水解,B正确;步骤3中水浴加热后观察到有光亮的银镜,说明淀粉已经水解,C正确;据题图可知,碘分子的配位数为12,D错误。
6.(2023·江苏南通期末)下列物质的水解产物描述不正确的是( C )
A.蛋白质的水解产物是氨基酸
B.油脂的水解产物之一是甘油
C.核酸的水解产物之一是乙酸
D.淀粉的水解产物是葡萄糖
[解析] 核酸是由许多核苷酸单体聚合形成的高分子化合物,它是生命的最基本物质之一,水解的最终产物是磷酸、戊糖和含氮碱基,没有乙酸,C错误。
7.下列高聚物必须由两种单体加聚而成的是( C )
[解析] A项中的高聚物是由一种单体(CH2===CHCH3)加聚而成的,A不符合题意;B项中的高聚物也是由一种单体()加聚而成的,B不符合题意;C项中的高聚物由两种单体(CH2===CHCH3和CH2===CH—CH===CH2)加聚而成,C符合题意;D项中的高聚物不是由加聚反应生成的,D不符合题意。
8.关于下列三种常见高分子材料的说法错误的是( B )
A.顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于合成高分子材料
B.顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体
C.涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
D.酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛
[解析] 顺丁橡胶的单体为1,3-丁二烯,与反-2-丁烯分子式不同,不互为同分异构体,B错误。
9.青霉素是医学上一种常用的抗生素,在人体内经酸性水解后,得到青霉氨基酸,青霉氨基酸的结构简式如图所示(分子中的—SH与—OH具有类似性质)。
下列关于青霉氨基酸的推断合理的是( C )
A.青霉氨基酸分子中所有碳原子均在同一直线上
B.青霉氨基酸不能与酸反应
C.多个青霉氨基酸分子能形成多肽
D.1 ml青霉氨基酸与足量的金属钠反应生成0.5 ml H2
[解析] 青霉氨基酸分子中碳原子间均为碳碳单键,所有碳原子呈锯齿状,不在同一直线上,A错误;青霉氨基酸分子中含有—NH2,能与酸反应生成盐,B错误;青霉氨基酸分子中含有氨基和羧基,多个青霉氨基酸分子能形成多肽,C正确;青霉氨基酸分子中的—COOH、—SH均可以与Na反应,所以1 ml青霉氨基酸与足量的金属钠反应生成1 ml H2,D错误。
10.(2024·山东潍坊高三检测)聚酯三元醇应用于制备医用高分子材料,合成聚酯三元醇的原理如图:
已知:R1COOR2+R318OHeq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))R1CO18OR3+R2OH。
下列说法不正确的是( C )
A.单体M1属于醇类
B.改变M1在三种单体中的比例,可调控聚酯三元醇的相对分子质量
C.该合成反应为缩聚反应
D.X、Y、Z中包含的结构片段可能有
[解析] 据题图可知M1所含官能团只有羟基,故属于醇类,A正确;改变M1在三种单体中的比例,则产物的结构简式会改变,相对分子质量也会改变,B正确;缩聚反应有小分子生成,根据题目所给信息可知该反应中无小分子生成,不是缩聚反应,C错误;根据信息的反应原理,若涉及M2、M3之间的取代,X、Y、Z中包含的结构片段可能有,D正确。
二、非选择题:本题共4小题。
11.(2024·湖北武汉专练)以淀粉为主要原料合成一种具有果香味的物质C和化合物D的合成路线如图所示。
请回答下列问题:
(1)葡萄糖的结构简式为 CH2OH(CHOH)4CHO ,B分子中的官能团名称为 羧基 。
(2)反应⑦中物质X的化学式为 Br2 ,反应⑧的类型为 取代反应 。
(3)反应②的化学方程式为 C6H12O6(葡萄糖)eq \(――→,\s\up7(酒化酶))2CH3CH2OH+2CO2↑ 。
(4)反应⑤的化学方程式为 CH3CH2OH+CH3COOHeq \(,\s\up7(浓硫酸),\s\d5(△))CH3COOC2H5+H2O 。
(5)检验反应①进行的程度,需要的试剂有 ABC (填字母)。
A.新制的Cu(OH)2 B.碘水
C.NaOH溶液 D.FeCl3溶液
(6)丙烯(CH2===CH—CH3)可以通过加聚反应生成高分子化合物,该高分子化合物的结构简式是 。
[解析] 淀粉水解得到葡萄糖,葡萄糖在酒化酶条件下发生反应生成乙醇。CH3CH2OH在Cu作催化剂和加热的条件下发生催化氧化反应生成A(CH3CHO),CH3CHO进一步氧化生成B(CH3COOH),CH3COOH与CH3CH2OH发生酯化反应生成C(CH3COOC2H5)。乙醇发生消去反应生成乙烯,乙烯与Br2发生加成反应生成BrCH2CH2Br,BrCH2CH2Br与NaCN发生取代反应生成NC—CH2CH2—CN,NC—CH2CH2—CN发生水解反应生成D,据此解答。
(1)葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO;B为CH3COOH,B分子中的官能团名称为羧基。
(2)反应⑦是乙烯与Br2发生加成反应生成BrCH2CH2Br,物质X为Br2;反应⑧是BrCH2CH2Br与NaCN发生取代反应生成NC—CH2CH2—CN和NaBr。
(3)反应②是葡萄糖发生分解反应生成乙醇和二氧化碳。
(4)反应⑤是乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯和水。
(5)反应①是淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖中含有醛基,利用银氨溶液或新制的氢氧化铜检验是否有葡萄糖生成,检验前需先用碱中和水解液;利用碘检验溶液中是否还含有淀粉,即需要的试剂有新制的Cu(OH)2、碘水、NaOH溶液。
(6)丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,聚丙烯的结构简式为。
12.(2023·河南商丘期末)已知A是1,3-丁二烯,它是制备菠萝酯的主要化工原料,菠萝酯的合成路线如图所示(部分反应条件及产物已略去):
请回答下列问题。
(1)A可用于制备顺丁橡胶(顺式聚1,3-丁二烯),顺丁橡胶的链节为 ,若顺丁橡胶的平均相对分子质量为540 108,则平均聚合度为 10 002 。
(2)F的结构简式为 CH2===CHCH2OH 。
(3)反应①~⑥中属于加成反应的是 ①②⑤ 。
(4)写出反应③的化学方程式: 。
(5)同时满足下列条件的E的同分异构体的数目为 2 种。
①遇氯化铁溶液显紫色
②苯环上只有4个取代基
③核磁共振氢谱有五组峰且面积比为1∶2∶2∶2∶6
[解析] A是1,3-丁二烯,则A为,A与乙烯发生加成反应生成环己烯,B与HBr发生加成反应生成C,则C为,由反应④的产物可知,C发生水解反应生成的D为,D发生氧化反应生成,与CH2===CH—CN发生加成反应生成E;E先发生水解反应然后酸化可得,对比、菠萝酯的结构简式可知,与CH2===CHCH2OH发生酯化反应得到菠萝酯,即F为CH2===CHCH2OH。
(5)E为,其同分异构体满足条件①遇氯化铁溶液显紫色,说明含有酚羟基;②苯环上只有4个取代基;③核磁共振氢谱有五组峰且面积比为1∶2∶2∶2∶6,则符合条件的结构简式为
,共2种。
13.PBAT(聚己二酸对苯二甲酸丁酯)可被微生物降解,成为包装、医疗和农用薄膜等领域的新兴材料,它可由聚合物PBA和PBT共聚制得,一种合成路线如图所示:
已知:R—CH3eq \(――→,\s\up7(NH3),\s\d5(O2))R—CNeq \(――→,\s\up7(H+),\s\d5(H2O))R—COOH;
R—CH===CH2eq \(――→,\s\up7(KMnO4),\s\d5(H+))R—COOH+CO2。
回答下列问题。
(1)G的官能团的名称为 羧基 。
(2)反应①的反应类型为 取代反应 ;反应②所需的试剂和条件是 NaOH、C2H5OH(或乙醇),加热 。
(3)D的结构简式为 HOOC(CH2)4COOH ;H的化学名称为 1,4-丁二醇 。
(4)反应⑤的化学方程式为 。
(5)M与G互为同系物,M的相对分子质量比G的大14;N是M的同分异构体,写出同时满足以下条件的N的结构简式:
(写两种,不考虑立体异构)。
Ⅰ.既能与FeCl3溶液发生显色反应,又能发生水解反应和银镜反应;
Ⅱ.与NaOH溶液反应时,1 ml N能消耗4 ml NaOH;
Ⅲ.核磁共振氢谱有五组峰,峰面积比为1∶2∶2∶2∶1。
(6)设计由丙烯和乙醇为主要原料制备的单体的合成路线(其他试剂可任选):
CH2===CHCH3eq \(――→,\s\up7(NH3),\s\d5(O2))CH2===CHCNeq \(――→,\s\up7(H+),\s\d5(H2O))CH2===CHCOOHeq \(――→,\s\up7(C2H5OH),\s\d5(浓硫酸,△))CH2===CHCOOC2H5 。
[解析] 环己烷和氯气发生取代反应生成B,B发生消去反应生成环己烯,可知B是一氯环己烷;环己烯被酸性高锰酸钾氧化为D,D是己二酸;根据已知信息,由逆推,F是、E是,由PBAT逆推PBA是、PBT是,则H是HOCH2CH2CH2CH2OH。
(1)G为,其官能团的名称为羧基。
(2)反应①是环己烷在光照条件下与氯气反应生成一氯环己烷和氯化氢,反应类型为取代反应;反应②是一氯环己烷发生消去反应生成环己烯,所需的试剂和条件是NaOH、C2H5OH(或乙醇),加热。
(3)D是己二酸,结构简式为HOOC(CH2)4COOH;H是HOCH2CH2CH2CH2OH,化学名称为1,4-丁二醇。
(4)反应⑤是和氨气、氧气反应生成,反应的化学方程式为+2NH3+3O2―→+6H2O。
(5)M与G互为同系物,M的相对分子质量比G的大14,说明M比G多1个CH2原子团。N是M的同分异构体,符合条件的N的结构简式有。
(6) 的单体是CH2===CHCOOC2H5;CH2===CHCH3与NH3、O2反应生成CH2===CHCN,CH2===CHCN在酸性条件下水解为CH2===CHCOOH,CH2===CHCOOH和乙醇发生酯化反应生成CH2===CHCOOC2H5,合成路线为CH2===CHCH3eq \(――→,\s\up7(NH3),\s\d5(O2))CH2===CHCNeq \(――→,\s\up7(H+),\s\d5(H2O))CH2===CHCOOHeq \(――→,\s\up7(C2H5OH),\s\d5(浓硫酸,△))CH2===CHCOOC2H5。
14.(2024·辽宁大连检测)苯丙氨酸是人体必需氨基酸之一,并与酪氨酸一起合成重要的神经递质和激素,参与机体糖代谢和脂肪代谢。工业上一种由苯合成苯丙氨酸的路线如下:
回答下列问题:
(1)有机物C的名称为 苯乙醛 ,反应①的条件是 液溴/Fe粉 。
(2)写出反应②的化学方程式:
。
(3)物质D的结构简式为。
(4)下列关于苯丙氨酸的叙述正确的是 bc (填字母)。
a.苯丙氨酸中含有2个手性碳原子
b.在强酸性条件下苯丙氨酸的存在形式为
c.苯丙氨酸在一定条件下可形成多肽,进而形成蛋白质,该多肽的链节为
(5)符合下列条件的苯丙氨酸的芳香族同分异构体有 16 种。
①含有氨基和羧基 ②苯环上连有4个取代基
(6)请设计由乙烷和环氧乙烷()为原料合成1-丁醇的路线(无机试剂任选)。
CH3CH3eq \(――→,\s\up7(Br2),\s\d5(光照))CH3CH2Breq \(――→,\s\up7(Mg),\s\d5(无水THF))CH3CH2MgBr eq \(――→,\s\up7(H2O))CH3CH2CH2CH2OH
[解析] 由有机物的转化关系可知,在铁粉作催化剂的作用下,与液溴发生取代反应生成,则A为;在无水乙醚或THF条件下与镁反应生成,先后与环氧乙烷、水反应得到,则B为;与氧化铜共热发生氧化反应生成,则C为;与氰化钠、氯化铵反应生成,则D为;在酸性条件下发生水解反应生成。
(1)由分析可知,C的结构简式为,名称为苯乙醛;反应①为在铁粉作催化剂的作用下,与液溴发生取代反应生成和HBr。
(2)由分析可知,反应②为与氧化铜共热发生氧化反应生成、Cu和H2O,反应的化学方程式为+CuOeq \(――→,\s\up7(△))+Cu+H2O。
(3)由分析可知,D的结构简式为。
(4)由结构简式可知,苯丙氨酸中含有1个连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,故a错误;苯丙氨酸分子中含有氨基,其在强酸性条件下与氢离子反应生成,故b正确;苯丙氨酸分子中含有的氨基、羧基在一定条件下可形成多肽,进而形成蛋白质,该多肽的链节为,故c正确。
(5)苯丙氨酸的芳香族同分异构体含有氨基和羧基,苯环上连有4个取代基,说明分子中含有氨基、羧基和2个甲基,同分异构体可以视为二甲苯分子中苯环上的氢原子被氨基和羧基取代所得结构,其中邻二甲苯分子中苯环上的氢原子被氨基和羧基取代所得结构有6种、间二甲苯分子中苯环上的氢原子被氨基和羧基取代所得结构有7种、对二甲苯分子中苯环上的氢原子被氨基和羧基取代所得结构有3种,共有16种。
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