人教版高中化学选修三生物大分子合成高分子期末典型例题变式练习题

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人教版高中化学选修三生物大分子合成高分子期末典型例题变式练习题

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人教版高中化学选修三生物大分子合成高分子期末典型例题变式练习题
题型一 葡萄糖和蔗糖的结构与性质
【例1-1】(24-25高三下·湖北·期中)葡萄糖分子中的醛基可以与分子内的羟基作用,形成两种六元环状结构。常温下水溶液中存在链状和环状结构葡萄糖之间的平衡,各种葡萄糖结构及其所占百分含量如下图所示,已知各种葡萄糖结构中链状结构的熵(S)最大,两种环状结构的熵(S)相近。下列说法错误的是
A.水溶液中的葡萄糖绝大部分为环状结构
B.
C.三种结构中,-D-吡喃葡萄糖的焓(H)最小
D.葡萄糖由链状结构转化为环状结构是醛基和6号碳原子上羟基作用的结果
【例1-2】(24-25高二下·河北衡水中学·期中)蔗糖酯是联合国国际粮农组织和世界卫生组织推荐使用的食品乳化剂。某蔗糖酯可由蔗糖与硬脂酸乙酯合成,反应过程如图所示:
+C17H35COOC2H5C2H5OH+
下列有关说法错误的是
A.蔗糖酯可看作由高级脂肪酸和蔗糖形成的酯
B.合成该蔗糖酯的反应属于取代反应
C.蔗糖不能发生银镜反应,而它的同分异构体麦芽糖能发生银镜反应
D.该蔗糖酯在稀硫酸作用下水解,水解后只有硬脂酸和葡萄糖两种产物
【变式1-1】(24-25高二上·广西南宁·期中)来宾甘蔗,广西壮族自治区来宾市特产,中国国家地理标志产品。来宾甘蔗中大茎2.5厘米以上,蔗茎节间较长且均匀,蔗皮多为紫红色和绿色,有腊粉,坚韧有光泽。蔗茎新鲜有光泽,蔗汁多,蔗肉黄白色、质地紧密,纤维适中,甜腻清香。下列说法不正确的是
A.白糖的主要成分是蔗糖,属于多糖,可以水解成葡萄糖
B.食盐、白糖是常见食品调味剂,也可用作防腐剂
C.蔗糖分子被修饰后所得的三氯蔗糖(其特点是具有无能量,纯正甜味,安全度高等)可供糖尿病患者食用
D.甘蔗是温带和热带农作物,是制造蔗糖的原料,且可提炼乙醇作为能源替代品
【变式1-2】(23-24高二下·山西长治·期中)葡萄糖是自然界中分布最广的单糖,是易溶于水的无色晶体。葡萄糖遇水容易形成两种环状结构。
下列说法错误的是
A.链状葡萄糖中有5个手性碳原子
B.两种结构的葡萄糖互为同分异构体
C.两种结构中的碳原子都为杂化
D.葡萄糖易溶于水的原因之一是与水分子形成氢键
【变式1-3】(24-25高二下·云南普洱·期中)糖类在生命活动中起着重要的作用,关于葡萄糖(如图),下列说法不正确的是
A.含有6个手性碳原子
B.能与银氨溶液在加热的条件下发生银镜反应,体现还原性
C.可以发生酯化、氧化、加成等反应
D.与果糖互为同分异构体
题型二 淀粉和纤维素的结构与性质
【例2-1】(23-24高二下·山东德州·期中)以玉米(主要成分是淀粉)为原料制备乙醇的流程如下:
下列说法中正确的是
A.淀粉、油脂和蛋白质都属于高分子化合物,都能发生水解反应
B.淀粉和纤维素通式都是(C6H10O5)n,二者互为同分异构体
C.葡萄糖既可以与银氨溶液反应,又可以与新制氢氧化铜悬浊液反应
D.取步骤II的水解液,加少量新制氢氧化铜悬浊液加热无明显现象,说明没有得到葡萄糖
【例2-2】(24-25高二下·辽宁沈阳·期中)醋酸纤维以纤维素为原料通过乙酰化反应制得,触摸柔滑、舒适,光泽、性能均接近桑蚕丝。纤维素中羟基被乙酰基取代程度可分为二醋酸纤维和三醋酸纤维。用纤维素制备三醋酸纤维的反应如下,下列有关说法错误的是(已知:Ac—代表CH3CO—)
A.纤维素的乙酰化反应属于取代反应
B.当1mol纤维素发生三醋酸纤维化反应后,质量增加129n g
C.纤维素与淀粉不互为同分异构体
D.二醋酸纤维比三醋酸纤维吸湿性更好
【变式2-1】(23-24高二下·广西桂林·期末)《科学》杂志发表了我国科学家的原创性重大突破,首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成。其合成路线如图所示,下列说法正确的是
A.反应①②的原子利用率均为100%
B.反应③是取代反应
C.淀粉与纤维素互为同分异构体
D.反应②中有非极性键的断裂和极性键的形成
【变式2-2】(23-24高二下·山东泰安·期末)淀粉水解及产物检验的实验步骤如下。
步骤1:取淀粉溶液,加入滴稀硫酸,水浴加热;
步骤2:向步骤1所得溶液中加入溶液调节至碱性;
步骤3:再加入少量新制悬浊液,加热,观察到有砖红色沉淀生成;
步骤4:取淀粉溶液,重复步骤3操作,未观察到砖红色沉淀生成。
下列有关说法正确的是
A.上述实验可证明淀粉水解产生还原性糖
B.上图所示的晶胞中铜原子的配位数为4
C.向步骤2所得溶液中加入碘水检验水解是否完全
D.步骤1中稀硫酸是淀粉水解的重要反应物之一
【变式2-3】(23-24高二下·河北石家庄·期中)我国科学家在国际上首次不依赖植物光合作用,以、为原料,成功合成出淀粉,其主要转化阶段如下:
下列说法中错误的是
A.生成的反应方程式为
B.淀粉是多糖,分子式为
C.三碳糖的结构简式可能为
D.六碳糖是葡萄糖,有甜味
题型三 蛋白质和氨基酸的性质
【例3-1】(24-25高二下·江苏连云港·期中)2024年诺贝尔化学奖授予开发根据蛋白质的氨基酸序列能预测其高级结构的AI模型的科学家,下列说法正确的是
A.通过X射线衍射可以得到高分辨率的蛋白质结构
B.酶蛋白在高温下有很强的活性,能催化人体中的各类反应
C.鸡蛋清中加入乙醇,析出沉淀,再加入蒸馏水,沉淀溶解
D.甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的氨基酸,具有对映异构体
【例3-2】(24-25高二下·河北邢台·期中)下列关于蛋白质的叙述中错误的是
A.蛋白质是两性化合物
B.蛋白质溶液中分别加入浓NaCl溶液、CuSO4溶液,其过程是不可逆的
C.天然蛋白质水解的最终产物是α-氨基酸
D.蛋白质分子中的重要化学键是肽键()
【变式3-1】(24-25高二下·山东德州·期中)下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是
A.蛋白质水解的最终产物是氨基酸
B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C.2-氨基丙酸与苯丙氨酸混合发生成肽反应,最多只能生成2种二肽
D.氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的氨基酸根离子,在电场作用下向负极移动
【变式3-2】(24-25高二上·湖北·期中)下列关于基本营养物质的描述,不正确的是
A.有些油脂能使溴水褪色
B.淀粉与纤维素均可制得乙醇
C.蛋白质与糖类都是高分子化合物
D.蛋白质在人体内消化后会产生氨基酸
【变式3-3】(24-25高二上·上海·期中)下列关于蛋白质的说法不正确的是
A.利用变性可以分离和提纯蛋白质
B.通常用酒精消毒,其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性
C.饱和溶液能使溶液中的蛋白质析出,加水后析出的蛋白质又溶解
D.鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法
题型四 核酸的结构与性质
【例4-1】(2025高二·河南安阳·期中)下列关于核酸的结构和性质说法正确的是
A.天然核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸
B.组成核酸的元素是C、H、O、N
C.核酸水解的最终产物是氨基酸
D.人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了核酸
【例4-2】(24-25高二下·北京房山·期末)核糖是合成核酸的重要原料之一,其结构简式为CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO,下列关于核糖说法正确的是
A.能发生水解反应 B.能发生还原反应
C.能与NaOH反应 D.与葡萄糖互为同系物
【变式4-1】(23-24高二下·福建南平·期末)DNA分子的局部结构如图所示。DNA长链是按碱基互补配对原则形成双螺旋结构,A为腺嘌呤、T为胸腺嘧啶。(已知嘌呤为平面结构)。下列说法错误的是
A.T能发生水解反应
B.碱基互补配对时通过氢键相连
C.嘌呤分子中N原子的杂化方式有和
D.A中①号氮原子比②号氮原子更易形成配位键
【变式4-2】(24-25高二下·天津南开·期中)核酸是一类生物大分子,关于核酸的说法正确的是
A.核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
B.DNA两条链上的碱基通过形成氢键进行互补配对
C.核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
D.腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子杂化方式完全相同
【变式4-3】(23-24高二下·云南红河·期末)下列有关DNA和RNA的叙述,正确的是
A.细胞中的DNA通常为双链结构,HIV中的RNA为单链结构
B.组成DNA的碱基与组成RNA的碱基完全不同
C.核苷酸之间的连接方式不同
D.真核细胞中,DNA全部分布在细胞核中,RNA全部分布在细胞质中
题型五 生物大分子综合考查
【例5-1】(24-25高二下·上海·期中)天津工业生物所开发了一种人工转化二氧化碳精准合成糖技术,其转化关系如下图所示。下列叙述错误的是
A.物质a能与乙二酸发生缩聚反应 B.物质b与甲醛的最简式相同
C.转化为HCHO属于氧化反应 D.物质b属于高分子化合物
【例5-2】(23-24高二下·江西吉安·期末)可生物降解的高分子材料聚苯丙生(L)的结构片段如图。下列有关L的说法正确的是
已知:+H2O
A.L为具有热塑性的水溶性高分子
B.制备L的单体中均有两个羧基
C.L中的官能团是酯基和醚键
D.m、n、p、q的大小与L的降解速率无关
【变式5-1】(23-24高二下·广东广州·期末)下列说法正确的是
A.聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,聚丙烯是乙烯的同系物
B.通过 X射线衍射实验确定苯分子内含有碳碳双键
C.质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,可推断其分子式为C5H12
D.采用多次盐析和溶解,可以分离提纯蛋白质
【变式5-2】(24-25高二下·福建泉州·期中)用PVA包裹的是纳米级抗癌药物载体,具有良好的水溶性和靶向性,PVA的结构为,下列说法不正确的是
A.PVA在人体内不能发生水解反应 B.PVA与互为同系物
C.该载体分散于水中可形成胶体 D.该载体在磁场作用下具有靶向性
【变式5-3】(23-24高二上·云南红河·期中)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.丙烯分子中最多7个原子共平面 B.X的结构简式为
C.Y与足量醇溶液共热可生成丙炔 D.聚合物Z为混合物
题型六 加聚反应和单体判断
【例6-1】(24-25高二下·河北邯郸·期中)下列对合成材料的认识中,不正确的是
A.高分子化合物又称聚合物或高聚物,大多由小分子通过聚合反应制得
B.的单体是HOCH2CH2OH与
C.聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成的纯净物
D.高分子化合物按照来源可分为天然高分子和合成高分子
【例6-2】(24-25高二下·江西抚州·期末)合成丁腈橡胶()的原料是
① ② ③
④ ⑤ ⑥
A.③⑥ B.②③ C.①③ D.④⑤
【变式6-1】(24-25高二·河北唐山·期末)聚丙烯酸钠(单体为)是一种高性能吸水树脂,可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水。下列关于聚丙烯酸钠的说法正确的是
A.聚丙烯酸钠的结构简式为
B.聚丙烯酸钠可以通过单体发生缩聚反应制得
C.聚丙烯酸钠具有热塑性
D.聚丙烯酸钠是一种网状高分子材料
【变式6-2】(24-25高二下·广东惠州·期中)下列合成有机高分子材料的化学方程式和反应类型都正确的是
A. 加聚反应
B. 加聚反应
C. 加聚反应
D. 缩聚反应
【变式6-3】(24-25高二下·浙江杭州·期中)乙烯、丙烯和1,3-丁二烯是常见的合成高分子的基础原料,由此三种有机物合成的高分子可能为
A.
B.
C.
D.
题型七 缩聚反应和单体判断
【例7-1】(24-25高二下·云南曲靖·期末)下列说法正确的是
A.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)是由通过缩聚反应制得
B.聚四氟乙烯可用作不沾锅涂层,其化学性质比较活泼
C.聚合物可由异戊二烯加聚制得
D.羟基丁酸通过缩聚反应制得
【例7-2】(24-25高二下·山东潍坊·期中)小分子物质a通过选择性催化聚合可分别得到聚合物b、c,下列说法正确的是
A.a中含有酯基
B.a分子中有碳原子一定共平面
C.a与足量加成后的产物中含有两个手性碳原子
D.反应①和②均属于加聚反应
【变式7-1】(24-25高二下·河北石家庄·期中)下列有机化合物既能发生加成反应,又能发生加聚反应,还能发生缩聚反应的是
A. B.
C. D.
【变式7-2】(24-25高二下·山西大同·期中)高分子材料在生活中应用十分广泛。下列说法错误的是
A.已知洗衣凝珠水溶膜成分为聚乙烯醇,该高分子中的羟基增大了材料的亲水性
B.尼龙66可通过缩聚反应得到
C.PLA吸管成分聚乳酸在碱性条件下可发生降解反应
D.木材黏合剂俗称“白乳胶”,合成该高分子的单体是
【变式7-3】(24-25高二下·湖北·期中)聚苯胺是一种高分子聚合物,具有特殊的电学、光学性质,可用于制造全固态锂离子电池,其结构可以表示为。已知:


下列叙述正确的是
A.当时,聚苯胺一定为纯净物
B.聚苯胺与少量还原剂反应可使聚苯胺结构中的m值变大
C.根据②可得出的碱性弱于
D.由单体生成聚苯胺的反应类型为加聚反应
题型八 合成高分子化合物
【例8-1】(23-24高二下·江苏南京·期末)高分子材料在各个领域中得到广泛应用。下列说法不正确的是
A.聚乳酸可用于制造医用材料
B.聚丙烯酰胺可发生水解反应
C.强吸水材料聚丙烯酸钠可由丙烯酸钠通过加聚反应合成
D.橡胶硫化程度越高,强度和弹性一定越大
【例8-2】(24-25高二下·广东茂名·期中)由和合成水凝胶材料高聚物A,其合成反应如下图所示:
下列说法不正确的是
A.高聚物A能与金属钠发生反应
B.最多能与发生加成反应
C.和通过缩聚反应生成高聚物A
D.、和高聚物A均能在酸性条件下发生水解反应
【变式8-1】(24-25高二下·江苏南京·期中)聚碳酸酯M()的透光率良好。它可制作车、船、飞机的挡风玻璃,以及眼镜片、光盘、唱片等。它可用绿色化学原料X()与另一种原料Y在一定条件下反应制得,同时生成甲醇。下列说法不正确的是
A.X、Y生成聚碳酸酯发生的是缩聚反应
B.X、Y反应过程中,X中的与Y中的结合得到甲醇
C.Y的分子式为
D.Y的核磁共振氢谱有4组吸收峰
【变式8-2】(24-25高二下·河北保定·期中)合成导电高分子的反应为
下列说法正确的是
A.是聚苯乙炔
B.该反应为缩聚反应
C.与聚苯乙烯的最小结构单元相同
D.1mol最多可与发生反应
【变式8-3】(24-25高二下·云南昆明·期中)聚脲是一种先进的防水材料,广泛应用于工程建筑、管道防腐等领域。一种合成聚脲(W)的路线如下所示:
下列说法正确的是
A.M的核磁共振氢谱有2组峰
B.N是苯胺()的同系物,具有碱性
C.反应2生成W的同时生成,为缩聚反应
D.W链间易形成氢键,且有极小的分子间隙,导致水分子难以渗入
题型九 高分子材料的用途
【例9-1】(23-24高二下·河北石家庄·期末)高分子材料在各个领域中得到广泛应用。下列说法错误的是
A.聚乳酸是一种可生物降解材料,可用于制造医用材料
B.聚四氟乙烯可由加聚反应制得,其受热不稳定,易分解
C.聚甲基丙烯酸甲酯是有机玻璃的主要成分,可用于制造护目镜
D.芳纶1414由对苯二甲酸和对苯二胺缩聚制得,强度高、密度低,可制造飞机
【例9-2】(24-25高二下·浙江台州·期末)下列关于高分子材料的说法中正确的是
A.合成维通橡胶的结构简式为,单体是
B.聚苯乙烯是苯和乙烯在一定温度下通过加聚反应合成的具有高软化温度的纤维
C.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维不属于天然有机高分子
D.航天飞船核心舱用到的镁合金涂层中的自愈缓蚀剂巯基苯并噻唑属于有机高分子
【变式9-1】(23-24高二下·河北沧州·期末)聚合物在生产生活中用途广泛,下列有关说法正确的是
A.医用口罩的主要原材料为聚丙烯,其结构简式为
B.有机玻璃的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯(),可通过缩聚反应合成
C.聚乳酸()是制造环保餐具的新材料,其主要官能团为酯基
D.酚醛树脂俗称电木,常用作阻燃材料,可由苯酚与甲醛通过加聚反应合成
【变式9-2】(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列材料中属于功能高分子材料的是
①有机玻璃;②合成橡胶;③高分子分离膜;④生物高分子材料;⑤隐身材料;⑥液晶高分子材料;⑦光敏高分子材料;⑧智能高分子材料
A.只有①③④⑥⑧ B.只有②④⑥⑦⑧
C.只有③④⑤⑥⑦⑧ D.全部都是
【变式9-3】(24-25高二下·山东泰安·期中)聚碳酸酯高分子材料(PC)以其独特高透光率和高折射率、出色的抗冲性成为2022年北京冬奥会滑雪镜镜片的首选材料。其部分合成路线如图:
化学小组对其讨论正确的是
A.反应Ⅰ的另一种产物是乙醇 B.Z苯环上的二氯代物有7种
C.Z与互为同系物 D.1molPC最多能消耗7mol
题型十 综合考查
【例10-1】(24-25高二下·安徽滁州·期中)分子结构修饰在有机合成中有广泛的应用,我国高分子科学家对聚乙烯进行胺化修饰,并进一步制备新材料,合成路线如图:
下列说法正确的是
A.单个聚乙烯的链节中所有原子可能在一个平面内
B.生成高分子b的反应为取代反应
C.高分子b中完全水解最多消耗
D.高分子c的水溶性比聚乙烯的水溶性好
【例10-2】(24-25高二下·四川成都·期中)PEEK是一种特种高分子材料,可由X和Y在一定条件下反应制得,相应结构简式如图,下列说法错误的是
A.PEEK是混合物 B.X苯环上的一溴代物只有一种
C.Y中最多有7个原子在同一直线上 D.1molY与H2发生加成反应,最多消耗7molH2
【变式10-1】(23-24高二下·北京海淀·期末)我国科学家在实验室条件下实现了二氧化碳到淀粉的人工合成,相关物质的转化过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.淀粉能发生酯化反应和水解反应 B.中含有羧基,具有酸性
C.生成的反应中,有键断裂 D.转化为淀粉时,发生了缩聚反应
【变式10-2】(24-25高二上·湖南长沙·期中)《黄帝内经》中记载:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”。关于其中涉及的营养物质,下列说法中正确的有几项
①润滑油、地沟油、甘油和人造奶油都难溶于水
②淀粉和纤维素的分子式相同,但不属于同分异构体
③很多蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色,该性质可用于蛋白质检验
④淀粉通过发酵法制得的乳酸是乙酸的同系物
⑤糖类、油脂和蛋白质都是天然高分子化合物,且均能发生水解反应
⑥在大豆蛋白溶液中,分别加入硫酸钠和硫酸铜溶液,蛋白质均析出且原理相同
⑦油脂是燃烧热最高的营养物质,形成油脂的脂肪酸饱和程度越大,油脂的熔点越高
⑧检验淀粉在稀硫酸催化条件下水解产物的方法:取适量水解液于试管中,加入少量新制悬浊液,加热,观察是否有砖红色沉淀
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
【变式10-3】(23-24高二上·北京昌平·期末)聚碳酸酯高分子材料PC的透光率好,可制作挡风玻璃、眼镜镜片等,其一种合成反应为:
x W
下列说法不正确的是
A.该反应为缩聚反应
B.x=2n-1
C.W是H2O
D.的核磁共振氢谱有4个吸收峰
答案解析
题型一 葡萄糖和蔗糖的结构与性质
【例1-1】(24-25高三下·湖北·期中)葡萄糖分子中的醛基可以与分子内的羟基作用,形成两种六元环状结构。常温下水溶液中存在链状和环状结构葡萄糖之间的平衡,各种葡萄糖结构及其所占百分含量如下图所示,已知各种葡萄糖结构中链状结构的熵(S)最大,两种环状结构的熵(S)相近。下列说法错误的是
A.水溶液中的葡萄糖绝大部分为环状结构
B.
C.三种结构中,-D-吡喃葡萄糖的焓(H)最小
D.葡萄糖由链状结构转化为环状结构是醛基和6号碳原子上羟基作用的结果
【答案】D
【解析】由题意可知, 常温下水溶液中链状结构葡萄糖所占百分含量小于0.0026%,所以溶液中的葡萄糖绝大部分为环状结构,故A正确;由盖斯定律可知,反应,故B正确;由题意可知,葡萄糖结构中链状结构的熵最大,两种环状结构的熵相近,则葡萄糖由链状转化为环状结构的反应的熵变小于0,由图可知,转化反应能自发进行,反应ΔH—TΔS<0,则转化反应的焓变小于0,转化产物中-D-吡喃葡萄糖所占百分含量更大,说明转化反应时更易生成能量最小的-D-吡喃葡萄糖,所以-D-吡喃葡萄糖的焓最小,故C正确;由图可知,葡萄糖由链状转化为环状结构是醛基和5号碳原子上羟基作用的结果,故D错误;故选D。
【例1-2】(24-25高二下·河北衡水中学·期中)蔗糖酯是联合国国际粮农组织和世界卫生组织推荐使用的食品乳化剂。某蔗糖酯可由蔗糖与硬脂酸乙酯合成,反应过程如图所示:
+C17H35COOC2H5C2H5OH+
下列有关说法错误的是
A.蔗糖酯可看作由高级脂肪酸和蔗糖形成的酯
B.合成该蔗糖酯的反应属于取代反应
C.蔗糖不能发生银镜反应,而它的同分异构体麦芽糖能发生银镜反应
D.该蔗糖酯在稀硫酸作用下水解,水解后只有硬脂酸和葡萄糖两种产物
【答案】D
【解析】由蔗糖酯的结构简式可知,蔗糖酯中酯基可看成是由蔗糖与高级脂肪酸形成的,A项正确;由题给合成蔗糖酯的反应化学方程式可以看出蔗糖中羟基上的氢原子被取代,属于取代反应,B项正确;蔗糖分子中不存在醛基,不能发生银镜反应,蔗糖和麦芽糖都是二塘,互为同分异构体,而麦芽糖是还原糖,分子中含有醛基,可以发生银镜反应,C项正确;该蔗糖酯在稀硫酸作用下水解,生成硬脂酸和蔗糖,蔗糖水解生成葡萄糖、果糖,则水解产物有三种,D项错误;故选D。
【变式1-1】(24-25高二上·广西南宁·期中)来宾甘蔗,广西壮族自治区来宾市特产,中国国家地理标志产品。来宾甘蔗中大茎2.5厘米以上,蔗茎节间较长且均匀,蔗皮多为紫红色和绿色,有腊粉,坚韧有光泽。蔗茎新鲜有光泽,蔗汁多,蔗肉黄白色、质地紧密,纤维适中,甜腻清香。下列说法不正确的是
A.白糖的主要成分是蔗糖,属于多糖,可以水解成葡萄糖
B.食盐、白糖是常见食品调味剂,也可用作防腐剂
C.蔗糖分子被修饰后所得的三氯蔗糖(其特点是具有无能量,纯正甜味,安全度高等)可供糖尿病患者食用
D.甘蔗是温带和热带农作物,是制造蔗糖的原料,且可提炼乙醇作为能源替代品
【答案】A
【解析】白糖的主要成分是蔗糖,蔗糖属于二糖,可以水解成葡萄糖、果糖,A错误;食盐、白糖是常见食品调味剂,都可以使食品保质期延长,因此它们也都可用作防腐剂,B正确;蔗糖属于糖类物质,有甜味,氧化可以产生能量,因此糖尿病患者不能食用,但若蔗糖分子被修饰后得到三氯蔗糖,其特点是具有无能量,纯正甜味,安全度高等,因此可供糖尿病患者食用,C正确;甘蔗是温带和热带农作物,其汁液主要成分是蔗糖。甘蔗经榨汁、熬煮等分离操作,可以提炼蔗糖,因此是制造蔗糖的原料,甘蔗渣主要成分是纤维素,纤维素水解产生葡萄糖,葡萄糖氧化制取得到乙醇,因此可利用甘蔗渣提炼乙醇作为能源替代品,达到节能、环保作用,D正确;故选A。
【变式1-2】(23-24高二下·山西长治·期中)葡萄糖是自然界中分布最广的单糖,是易溶于水的无色晶体。葡萄糖遇水容易形成两种环状结构。
下列说法错误的是
A.链状葡萄糖中有5个手性碳原子
B.两种结构的葡萄糖互为同分异构体
C.两种结构中的碳原子都为杂化
D.葡萄糖易溶于水的原因之一是与水分子形成氢键
【答案】A
【解析】已知同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,结合题干链状葡萄糖结构简式可知,分子中有2、3、4、5号4个手性碳原子,A错误;由题干信息可知,两种结构的葡萄糖的分子式相同,结构不同,故互为同分异构体,B正确;由题干信息可知,两种结构中的碳原子都是单键与其他原子结合,即周围的价层电子对数均为4,为杂化,C正确;已知能够与水分子形成分子间氢键的物质在水中的溶解度更大,由葡萄糖的结构简式可知,葡萄糖分子含有羟基,能与水分子形成分子间氢键,故葡萄糖易溶于水的原因之一是与水分子形成氢键,D正确;故选A。
【变式1-3】(24-25高二下·云南普洱·期中)糖类在生命活动中起着重要的作用,关于葡萄糖(如图),下列说法不正确的是
A.含有6个手性碳原子
B.能与银氨溶液在加热的条件下发生银镜反应,体现还原性
C.可以发生酯化、氧化、加成等反应
D.与果糖互为同分异构体
【答案】A
【解析】手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,只有中间的四个碳原子具有手性,A错误;葡萄糖为多羟基醛,可与银氨溶液在加热的条件下发生银镜反应,体现还原性,B正确;葡萄糖分子中含羟基,可发生酯化反应和氧化反应,含醛基,可发生加成反应,C正确;葡萄糖为多羟基醛,果糖为多羟基酮,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,D正确;故选A。
题型二 淀粉和纤维素的结构与性质
【例2-1】(23-24高二下·山东德州·期中)以玉米(主要成分是淀粉)为原料制备乙醇的流程如下:
下列说法中正确的是
A.淀粉、油脂和蛋白质都属于高分子化合物,都能发生水解反应
B.淀粉和纤维素通式都是(C6H10O5)n,二者互为同分异构体
C.葡萄糖既可以与银氨溶液反应,又可以与新制氢氧化铜悬浊液反应
D.取步骤II的水解液,加少量新制氢氧化铜悬浊液加热无明显现象,说明没有得到葡萄糖
【答案】C
【解析】油脂不属于高分子化合物,A错误;淀粉和纤维素的分子式中n值不同,不互为同分异构体,B错误;葡萄糖是多羟基醛,含有醛基,能与银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液发生反应,产生银镜和红色沉淀,C正确;步骤II的水解液中含有大量,加少量新制氢氧化铜悬浊液后发生酸碱中和反应,不能证明没有得到葡萄糖,D错误;故选C。
【例2-2】(24-25高二下·辽宁沈阳·期中)醋酸纤维以纤维素为原料通过乙酰化反应制得,触摸柔滑、舒适,光泽、性能均接近桑蚕丝。纤维素中羟基被乙酰基取代程度可分为二醋酸纤维和三醋酸纤维。用纤维素制备三醋酸纤维的反应如下,下列有关说法错误的是(已知:Ac—代表CH3CO—)
A.纤维素的乙酰化反应属于取代反应
B.当1mol纤维素发生三醋酸纤维化反应后,质量增加129n g
C.纤维素与淀粉不互为同分异构体
D.二醋酸纤维比三醋酸纤维吸湿性更好
【答案】B
【解析】纤维素的羟基中H被Ac—替代,属于取代反应,A正确;当1mol纤维素发生三醋酸纤维化反应后,增加3n个Ac—,减少3n个H原子,质量增加126ng,B错误;纤维素与淀粉的n值不同,不互为同分异构体,C正确;二醋酸纤维比三醋酸纤维的羟基多,吸湿性更好,D正确;故选B。
【变式2-1】(23-24高二下·广西桂林·期末)《科学》杂志发表了我国科学家的原创性重大突破,首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成。其合成路线如图所示,下列说法正确的是
A.反应①②的原子利用率均为100%
B.反应③是取代反应
C.淀粉与纤维素互为同分异构体
D.反应②中有非极性键的断裂和极性键的形成
【答案】D
【解析】由题干转化流程图可知,反应①②的方程式分别为:CO2+4H2CH3OH+H2O,2CH3OH+O22HCHO+2H2O,故两个反应的原子利用率均达不到100%,A错误;由题干转化流程图可知,反应③为3HCHO,该反应是三分子甲醛发生加成反应,B错误;淀粉与纤维素虽然都能用(C6H10O5)n表示其组成,但n值不同且属于混合物,故不互为同分异构体,C错误;由题干转化流程图可知,反应①的方程式为:2CH3OH+O22HCHO+2H2O,故反应②中有O=O非极性键的断裂和C-O,C-O极性键的形成,D正确;故选D。
【变式2-2】(23-24高二下·山东泰安·期末)淀粉水解及产物检验的实验步骤如下。
步骤1:取淀粉溶液,加入滴稀硫酸,水浴加热;
步骤2:向步骤1所得溶液中加入溶液调节至碱性;
步骤3:再加入少量新制悬浊液,加热,观察到有砖红色沉淀生成;
步骤4:取淀粉溶液,重复步骤3操作,未观察到砖红色沉淀生成。
下列有关说法正确的是
A.上述实验可证明淀粉水解产生还原性糖
B.上图所示的晶胞中铜原子的配位数为4
C.向步骤2所得溶液中加入碘水检验水解是否完全
D.步骤1中稀硫酸是淀粉水解的重要反应物之一
【答案】A
【解析】由步骤3实验现象可知,淀粉水解的产物能与新制氢氧化铜悬浊液共热反应生成氧化亚铜沉淀,说明水解产物为还原性糖,故A正确;由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和体心的大球个数为8×+1=2,位于体内的小球为4,由化学式可知,大球代表氧离子,小球代表亚铜离子,则亚铜离子的配位数为2,故B错误;碘能与氢氧化钠溶液反应生成碘化钠、碘酸能和水,则向步骤2所得溶液中加入碘水不能检验淀粉水解是否完全,故C错误;步骤1中发生的反应为稀硫酸做催化剂作用下淀粉发生水解反应生成葡萄糖,则稀硫酸是反应的催化剂,不是反应为,故D错误;故选A。
【变式2-3】(23-24高二下·河北石家庄·期中)我国科学家在国际上首次不依赖植物光合作用,以、为原料,成功合成出淀粉,其主要转化阶段如下:
下列说法中错误的是
A.生成的反应方程式为
B.淀粉是多糖,分子式为
C.三碳糖的结构简式可能为
D.六碳糖是葡萄糖,有甜味
【答案】B
【分析】合成的简单过程为:
【解析】生成的反应方程式为,A正确;淀粉是多糖,分子式为,B错误;三碳糖可以缩合为葡萄糖,因此其结构简式可能为,C正确 ;淀粉水解生成葡萄糖,则合成淀粉对应的六碳糖是葡萄糖,有甜味,D正确;故选B。
题型三 蛋白质和氨基酸的性质
【例3-1】(24-25高二下·江苏连云港·期中)2024年诺贝尔化学奖授予开发根据蛋白质的氨基酸序列能预测其高级结构的AI模型的科学家,下列说法正确的是
A.通过X射线衍射可以得到高分辨率的蛋白质结构
B.酶蛋白在高温下有很强的活性,能催化人体中的各类反应
C.鸡蛋清中加入乙醇,析出沉淀,再加入蒸馏水,沉淀溶解
D.甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的氨基酸,具有对映异构体
【答案】A
【解析】实验中得到的蛋白质为晶体,通过X射线衍射实验能区分晶体和非晶体,能得到高分辨率的蛋白质结构,故A正确;蛋白质在高温条件下发生变性,酶属于蛋白质,酶在高温下失去活性,发生变性,故B错误;乙醇能使蛋白质变性,变性是非可逆过程,鸡蛋清中加入乙醇,析出沉淀,再加入蒸馏水,沉淀不会溶解,故C错误;甘氨酸(H2NCH2COOH)中不存在连有4个不同原子或原子团的碳原子,没有对映异构体,故D错误;故选A。
【例3-2】(24-25高二下·河北邢台·期中)下列关于蛋白质的叙述中错误的是
A.蛋白质是两性化合物
B.蛋白质溶液中分别加入浓NaCl溶液、CuSO4溶液,其过程是不可逆的
C.天然蛋白质水解的最终产物是α-氨基酸
D.蛋白质分子中的重要化学键是肽键()
【答案】B
【解析】蛋白质中含有羧基和氨基,既能与酸反应又能与碱反应,是两性物质,A正确;蛋白质溶液中加入浓NaCl溶液发生盐析,是物理变化,其过程可逆;加入CuSO4溶液,蛋白质变性,其过程都是不可逆的,B错误;天然蛋白质水解的最终产物均是α-氨基酸,C正确;氨基酸羧基和氨基的成肽反应形成的重要化学键是肽键(),D正确;故选B。
【变式3-1】(24-25高二下·山东德州·期中)下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是
A.蛋白质水解的最终产物是氨基酸
B.氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性
C.2-氨基丙酸与苯丙氨酸混合发生成肽反应,最多只能生成2种二肽
D.氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的氨基酸根离子,在电场作用下向负极移动
【答案】A
【解析】天然蛋白质水解的最终产物是各种氨基酸,故A正确;蛋白质遇重金属离子会变性,氨基酸不会变性,故B错误; 2-氨基丙酸与苯丙氨酸混合发生成肽反应,可以是2分子2-氨基丙酸形成1种二肽,也可以是2分子苯丙氨酸形成1种二肽,还可以是1分子2-氨基丙酸与1分子苯丙氨酸形成2种二肽,共有4种,故C错误;氨基酸有两性,与氢氧化钠溶液反应生成氨基酸钠,氨基酸根离子带负电荷,在电场作用下向正极移动,故D错误;故选A。
【变式3-2】(24-25高二上·湖北·期中)下列关于基本营养物质的描述,不正确的是
A.有些油脂能使溴水褪色
B.淀粉与纤维素均可制得乙醇
C.蛋白质与糖类都是高分子化合物
D.蛋白质在人体内消化后会产生氨基酸
【答案】C
【解析】油脂分为油和脂肪,油是不饱和脂肪酸的甘油酯,结构中含碳碳双键,能使溴水褪色,A正确;淀粉和纤维素均是葡萄糖的脱水缩合物,两者水解最终生成的是葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下能分解生成乙醇,B正确;糖类中的单糖和二糖都不是高分子化合物,C错误;蛋白质在人体内水解成多肽,最终水解为氨基酸,D正确;故选C。
【变式3-3】(24-25高二上·上海·期中)下列关于蛋白质的说法不正确的是
A.利用变性可以分离和提纯蛋白质
B.通常用酒精消毒,其原理是酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性
C.饱和溶液能使溶液中的蛋白质析出,加水后析出的蛋白质又溶解
D.鉴别织物成分是蚕丝还是“人造丝”可采用灼烧闻气味的方法
【答案】A
【解析】变性后的蛋白质已经失去生理活性,再加水后不会重新溶解,所以不能用变性来分离和提纯蛋白质,A错误;用酒精消毒,其原理是利用酒精使细菌中的蛋白质变性而失去生理活性起到灭杀作用,而且变性过程是不可逆的,B正确;饱和溶液能使蛋白质溶液产生盐析而使蛋白质析出,盐析的过程是可逆的,所以加水后析出的蛋白质又溶解,C正确;蚕丝属于蛋白质,灼烧后产生烧焦羽毛的气味;“人造丝”属于人工合成的化学纤维,燃烧时会产生烧塑料的气味,因此可采用灼烧闻气味的方法来鉴别蚕丝和“人造丝”,D正确;故选A。
题型四 核酸的结构与性质
【例4-1】(2025高二·河南安阳·期中)下列关于核酸的结构和性质说法正确的是
A.天然核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸
B.组成核酸的元素是C、H、O、N
C.核酸水解的最终产物是氨基酸
D.人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了核酸
【答案】A
【解析】天然核酸可分为核糖核酸和脱氧核糖核酸,A正确;组成核酸的元素是C、H、O、N、P,B错误;核酸水解的最终产物有磷酸、戊糖、碱基,蛋白质水解的最终产物是氨基酸,C错误;人们跑步后肌肉酸痛是因为产生了乳酸,D错误;故选A;
【例4-2】(24-25高二下·北京房山·期末)核糖是合成核酸的重要原料之一,其结构简式为CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO,下列关于核糖说法正确的是
A.能发生水解反应 B.能发生还原反应
C.能与NaOH反应 D.与葡萄糖互为同系物
【答案】B
【解析】该有机物中不含卤素原子、酯基等基团,因此核糖不能发生水解反应,故A错误;核糖中含有醛基,能与氢气发生还原反应,故B正确;核糖中不含羧基、酯基等,因此核糖不能与NaOH反应,故C错误;1个核糖分子含有4个羟基,1个葡萄糖分子含有4个羟基,羟基数目不同,因此它们不互为同系物,故D错误;故选B。
【变式4-1】(23-24高二下·福建南平·期末)DNA分子的局部结构如图所示。DNA长链是按碱基互补配对原则形成双螺旋结构,A为腺嘌呤、T为胸腺嘧啶。(已知嘌呤为平面结构)。下列说法错误的是
A.T能发生水解反应
B.碱基互补配对时通过氢键相连
C.嘌呤分子中N原子的杂化方式有和
D.A中①号氮原子比②号氮原子更易形成配位键
【答案】C
【解析】由结构简式可知,T分子中含有的肽键能在酸性条件或碱性条件下发生水解反应生成盐,故A正确;由结构简式可知,该结构中碱基互补配对时通过氢键相连,故B正确;嘌呤分子中N原子的价层电子对均为3对,杂化方式为sp2,故C错误;结合A的结构,①N原子更容易给出孤电子对,更易形成配位键,故D正确;故选C。
【变式4-2】(24-25高二下·天津南开·期中)核酸是一类生物大分子,关于核酸的说法正确的是
A.核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
B.DNA两条链上的碱基通过形成氢键进行互补配对
C.核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
D.腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子杂化方式完全相同
【答案】B
【解析】核酸水解得到磷酸和核苷,核苷水解得到戊糖和碱基,其中戊糖有脱氧核糖和核糖,A错误;DNA分子由两条多聚核苷酸链组成,每条链中的脱氧核糖与磷酸之间通过磷脂键连接,两条链上的碱基之间都是通过氢键而连接,B正确;碱基与戊糖缩合形成核苷,核苷与磷酸缩合形成核苷酸,C错误;腺嘌呤分子中六元环中的N原子为sp2杂化,-NH2中N原子为sp3杂化,C原子为双键的连接方式,因此只有sp2杂化的方式,D错误;故选B。
【变式4-3】(23-24高二下·云南红河·期末)下列有关DNA和RNA的叙述,正确的是
A.细胞中的DNA通常为双链结构,HIV中的RNA为单链结构
B.组成DNA的碱基与组成RNA的碱基完全不同
C.核苷酸之间的连接方式不同
D.真核细胞中,DNA全部分布在细胞核中,RNA全部分布在细胞质中
【答案】A
【解析】DNA是双螺旋结构,RNA一般为单链结构,A正确;组成DNA的碱基与组成RNA的碱基部分不同,组成DNA的碱基有A、G、C、T,组成RNA的碱基有A、G、C、U,只有一个碱基不同,B错误;DNA与RNA的核苷酸之间的连接方式相同,均是戊糖和磷酸交替连接,C错误;真核细胞中DNA主要分布在细胞核中,在线粒体和叶绿体中也有少量分布,RNA主要分布在细胞质中,D错误;故选A。
题型五 生物大分子综合考查
【例5-1】(24-25高二下·上海·期中)天津工业生物所开发了一种人工转化二氧化碳精准合成糖技术,其转化关系如下图所示。下列叙述错误的是
A.物质a能与乙二酸发生缩聚反应 B.物质b与甲醛的最简式相同
C.转化为HCHO属于氧化反应 D.物质b属于高分子化合物
【答案】D
【解析】物质a中含有两个羟基,乙二酸分子内有2个羧基,则a能与草酸发生缩聚反应生成高分子化合物,故A正确;物质b的分子式为C6H12O6,甲醛的分子式为CH2O,物质b与甲醛的最简式都是CH2O,故B正确;CH3OH转化为HCHO的过程中,羟基被氧化为醛基,属于氧化反应,故C正确;物质b相对分子质量较小,不属于高分子化合物,故D错误;故选D。
【例5-2】(23-24高二下·江西吉安·期末)可生物降解的高分子材料聚苯丙生(L)的结构片段如图。下列有关L的说法正确的是
已知:+H2O
A.L为具有热塑性的水溶性高分子
B.制备L的单体中均有两个羧基
C.L中的官能团是酯基和醚键
D.m、n、p、q的大小与L的降解速率无关
【答案】B
【解析】由结构示意图可知L为链状高分子,一般具有热塑性,高分子均难溶于水,A错误;制备L的单体为、,每个单体都有两个羧基,B正确;L中的官能团是酸酐、醚键及端基上的羧基,C错误;聚合物的聚合度对聚合物的降解有本质的影响,m、n、p、q的值影响聚苯丙生(L)的降解速率,故D错误;故选B。
【变式5-1】(23-24高二下·广东广州·期末)下列说法正确的是
A.聚丙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,聚丙烯是乙烯的同系物
B.通过 X射线衍射实验确定苯分子内含有碳碳双键
C.质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,可推断其分子式为C5H12
D.采用多次盐析和溶解,可以分离提纯蛋白质
【答案】D
【解析】聚丙烯不含有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,聚丙烯也不是乙烯的同系物,A错误;苯分子中不含碳碳双键和碳碳单键,是介于碳碳双键和碳碳单键之间的特殊化学键,B错误。质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,其分子式可能为C5H12或C4H8O或C3H4O2,C错误;蛋白质中加入某些盐类,降低在水中的溶液度使之析出,分离提纯蛋白质采取多次盐析和溶解,D正确;故选D。
【变式5-2】(24-25高二下·福建泉州·期中)用PVA包裹的是纳米级抗癌药物载体,具有良好的水溶性和靶向性,PVA的结构为,下列说法不正确的是
A.PVA在人体内不能发生水解反应 B.PVA与互为同系物
C.该载体分散于水中可形成胶体 D.该载体在磁场作用下具有靶向性
【答案】B
【解析】PVA是聚乙烯醇,没有可以发生水解的官能团,在人体内不发生水解反应,A正确;同系物是结构相似,分子组成相差若干个CH2的有机物,PVA是高分子有机物,与乙醇结构不相似,不互为同系物,B错误;纳米级抗癌药物载体分散于水中,刚好作为分散质,分散质粒子直径为纳米级刚好满足胶体的定义,C正确;该载体中含有磁性氧化铁即Fe3O4,在磁场作用下具有靶向性,D正确;故选B。
【变式5-3】(23-24高二上·云南红河·期中)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A.丙烯分子中最多7个原子共平面 B.X的结构简式为
C.Y与足量醇溶液共热可生成丙炔 D.聚合物Z为混合物
【答案】B
【解析】乙烯中所有原子共平面,甲烷中最多有3个原子共平面,丙烯相当于乙烯中一个氢原子被甲基取代,单键可以旋转,所以丙烯中最多有7个原子共平面,故A正确;丙烯和溴发生取代反应生成X,应该是丙烯中甲基上的氢原子发生取代反应生成X,X为CH2BrCH=CH2;故B错误;丙烯和溴发生加成反应生成Y为CH3CHBrCH2Br,Y和足量KOH醇溶液共热可以发生消去反应生成丙炔,故C正确;聚合物分子中的聚合度不同,各分子的相对分子质量不同,故聚合物通常是混合物,故D正确。故选B。
题型六 加聚反应和单体判断
【例6-1】(24-25高二下·河北邯郸·期中)下列对合成材料的认识中,不正确的是
A.高分子化合物又称聚合物或高聚物,大多由小分子通过聚合反应制得
B.的单体是HOCH2CH2OH与
C.聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成的纯净物
D.高分子化合物按照来源可分为天然高分子和合成高分子
【答案】C
【解析】烯烃、炔烃等小分子可发生加聚反应生成高分子化合物,二元醇、二元羧酸或二元羧酸与二元胺类有机物或氨基酸类有机物等可发生缩聚反应生成高分子化合物,高分子化合物简称聚合物或高聚物,A正确;的链节为,酯基水解可得到单体是HOCH2CH2OH与,B正确;聚乙烯是由乙烯发生加聚反应生成,因为聚乙烯由多条碳原子数不同的链构成,所以聚乙烯属于混合物,C不正确;高分子化合物若由动植物体内合成,则为天然高分子化合物,若通过人工方法合成,则为合成高分子化合物,D正确;故选C。
【例6-2】(24-25高二下·江西抚州·期末)合成丁腈橡胶()的原料是
① ② ③
④ ⑤ ⑥
A.③⑥ B.②③ C.①③ D.④⑤
【答案】C
【解析】该高聚物链节主链不含杂原子,属于加聚反应生成的高聚物,链节主链上存在碳碳双键结构,有个碳原子,其单体必为两种,按如图所示断开,再将双键中的个打开,然后将半键闭合即可的该高聚物单体为:①,③,故选C。
【变式6-1】(24-25高二·河北唐山·期末)聚丙烯酸钠(单体为)是一种高性能吸水树脂,可在干旱地区用于农业、林业抗旱保水。下列关于聚丙烯酸钠的说法正确的是
A.聚丙烯酸钠的结构简式为
B.聚丙烯酸钠可以通过单体发生缩聚反应制得
C.聚丙烯酸钠具有热塑性
D.聚丙烯酸钠是一种网状高分子材料
【答案】C
【解析】丙烯酸钠中含有碳碳双键,能发生加聚反应,聚丙烯酸钠的结构简式为,A错误;聚丙烯酸钠可以通过单体发生加聚反应制得,B错误;聚丙烯酸钠是一种线型结构的高分子材料,具有热塑性,C正确;聚丙烯酸钠为加聚产物,呈线型结构,不属于网状高分子材料,D错误;故选C。
【变式6-2】(24-25高二下·广东惠州·期中)下列合成有机高分子材料的化学方程式和反应类型都正确的是
A. 加聚反应
B. 加聚反应
C. 加聚反应
D. 缩聚反应
【答案】C
【解析】含有碳碳双键的有机物分子,在发生加聚反应时,碳碳双键中的1个键断开,双键碳原子相互连接形成高分子,得到产物,故正确的方程式为,A项错误;由反应方程式可知,在生成聚合物的同时还有小分子生成,说明发生的是缩聚反应而不是加聚反应,B项错误;由和发生加聚反应,生成,反应方程式为,C项正确;甲醛()中的碳氧双键发生的是加聚反应,D项错误;故选C。
【变式6-3】(24-25高二下·浙江杭州·期中)乙烯、丙烯和1,3-丁二烯是常见的合成高分子的基础原料,由此三种有机物合成的高分子可能为
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】乙烯、丙烯和1,3—丁二烯按照如下顺序发生加聚反应可能得到,nCH2=CH2+nCH2=CH-CH=CH2+ n.1,3—丁二烯参与加聚反应以1,4加成为基础,故链节中有碳碳双键存在,并且碳碳双键不可能在链端,A错误;1,3—丁二烯参与加聚反应以1,4加成为基础,故链节中应有碳碳双键存在,B错误;根据分析由此三种有机物合成的高分子化合物可能为,C正确;丙烯参与加聚反应,加聚产物链节的主链上不可能有甲基,甲基只能作为支链,D错误;故选C。
题型七 缩聚反应和单体判断
【例7-1】(24-25高二下·云南曲靖·期末)下列说法正确的是
A.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)是由通过缩聚反应制得
B.聚四氟乙烯可用作不沾锅涂层,其化学性质比较活泼
C.聚合物可由异戊二烯加聚制得
D.羟基丁酸通过缩聚反应制得
【答案】C
【解析】(甲基丙烯酸甲酯)中含有碳碳双键,通过加聚反应得到有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯),A错误;聚四氟乙烯化学性质稳定,可用作不粘锅涂层,B错误;该聚合物的结构简式为,为加聚反应产物,单体为异戊二烯,C正确;该高聚物的单体为,名为2-羟基丁酸,D错误;故选C。
【例7-2】(24-25高二下·山东潍坊·期中)小分子物质a通过选择性催化聚合可分别得到聚合物b、c,下列说法正确的是
A.a中含有酯基
B.a分子中有碳原子一定共平面
C.a与足量加成后的产物中含有两个手性碳原子
D.反应①和②均属于加聚反应
【答案】A
【分析】由图可知,分子中含有碳碳双键,一定条件下能发生加聚反应生成,则a为;一定条件下先发生水解反应、再发生缩聚反应生成。
【解析】由分析可知,a的结构简式为,官能团为酯基和碳碳双键,故A正确;由分析可知,a的结构简式为,分子中含有空间构型为四面体形的饱和碳原子,分子中所有碳原子不可能共平面,故B错误;一定条件下与足量氢气发生加成反应所得产物含有如图*所示的1个手性碳原子:,故C错误;由分析可知,反应②为一定条件下先发生水解反应、再发生缩聚反应生成,故D错误;故选A。
【变式7-1】(24-25高二下·河北石家庄·期中)下列有机化合物既能发生加成反应,又能发生加聚反应,还能发生缩聚反应的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】该物质结构中含有羧基和氨基,能发生缩聚反应,但不能发生加成反应、加聚反应,A不符合题意;该物质结构中含有碳碳双键、羟基和羧基,能发生加成反应、加聚反应,还可以发生缩聚反应,B符合题意,该物质结构中含有碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应,不可以发生缩聚反应,C不符合题意;该物质结构中含有碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应,不可以发生缩聚反应,D不符合题意;故选B。
【变式7-2】(24-25高二下·山西大同·期中)高分子材料在生活中应用十分广泛。下列说法错误的是
A.已知洗衣凝珠水溶膜成分为聚乙烯醇,该高分子中的羟基增大了材料的亲水性
B.尼龙66可通过缩聚反应得到
C.PLA吸管成分聚乳酸在碱性条件下可发生降解反应
D.木材黏合剂俗称“白乳胶”,合成该高分子的单体是
【答案】D
【解析】由结构简式可知,聚乙烯醇分子中含有的羟基能与水分子形成氢键,为亲水基,亲水基可以增大材料的亲水性,故A正确;由结构简式可知,尼龙66是己二酸和己二胺一定条件下发生缩聚反应而得的高分子化合物,故B正确;由结构简式可知,聚乳酸分子中含有的酯基在碱性条件下可发生水解,从而降解而减少白色污染的发生,故C正确;由结构简式可知,合成白乳胶的单体是,故D错误;故选D。
【变式7-3】(24-25高二下·湖北·期中)聚苯胺是一种高分子聚合物,具有特殊的电学、光学性质,可用于制造全固态锂离子电池,其结构可以表示为。已知:


下列叙述正确的是
A.当时,聚苯胺一定为纯净物
B.聚苯胺与少量还原剂反应可使聚苯胺结构中的m值变大
C.根据②可得出的碱性弱于
D.由单体生成聚苯胺的反应类型为加聚反应
【答案】C
【解析】当时代表两个链节聚合度相同,仍然属于高分子,是混合物,A错误;根据①可知,聚苯胺与少量还原剂反应,可使聚苯胺中数量减少,即m值减小,B错误;根据已知②可知,在不足的情况下,只有与反应,说明的碱性强于,C正确;由单体生成聚苯胺,不饱和键并没有减少,高分子产物中氢原子数目减少,故不是加聚反应,D错误;故选C。
题型八 合成高分子化合物
【例8-1】(23-24高二下·江苏南京·期末)高分子材料在各个领域中得到广泛应用。下列说法不正确的是
A.聚乳酸可用于制造医用材料
B.聚丙烯酰胺可发生水解反应
C.强吸水材料聚丙烯酸钠可由丙烯酸钠通过加聚反应合成
D.橡胶硫化程度越高,强度和弹性一定越大
【答案】D
【解析】聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性,可以用于制造手术缝合线、药物缓释材料等医用材料,A正确;聚丙烯酰胺中含有酰胺基,可发生水解反应,B正确;丙烯酸钠分子中含有碳碳双键,故强吸水材料聚丙烯酸钠可由丙烯酸钠通过加聚反应合成,C正确;天然橡胶硫化后转变为网状结构,硫化程度越高,强度越大弹性越差,D错误;故选D。
【例8-2】(24-25高二下·广东茂名·期中)由和合成水凝胶材料高聚物A,其合成反应如下图所示:
下列说法不正确的是
A.高聚物A能与金属钠发生反应
B.最多能与发生加成反应
C.和通过缩聚反应生成高聚物A
D.、和高聚物A均能在酸性条件下发生水解反应
【答案】C
【解析】由高聚物A的结构简式可知,结构中含有醇羟基,能与金属钠发生反应,故A正确;酯基不能与氢气发生加成反应,碳碳双键能够与氢气发生加成反应,所以最多能与发生加成反应,故B正确;结合高聚物A的结构分析,和分子结构中均含有碳碳双键,二者发生加聚反应生成高聚物A,故C错误;分子结构中含有酯基,分子结构中含有,高聚物A分子结构中含有酯基和,所以这三种物质均能在酸性条件下发生水解反应,故D正确;故选C。
【变式8-1】(24-25高二下·江苏南京·期中)聚碳酸酯M()的透光率良好。它可制作车、船、飞机的挡风玻璃,以及眼镜片、光盘、唱片等。它可用绿色化学原料X()与另一种原料Y在一定条件下反应制得,同时生成甲醇。下列说法不正确的是
A.X、Y生成聚碳酸酯发生的是缩聚反应
B.X、Y反应过程中,X中的与Y中的结合得到甲醇
C.Y的分子式为
D.Y的核磁共振氢谱有4组吸收峰
【答案】B
【解析】由聚碳酸酯的结构简式可知其单体Y的结构简式为。X、Y生成聚碳酸酯的同时生成甲醇,该反应为缩聚反应,A正确;由X中的,与Y中酚羟基的结合生成甲醇,B错误;由结构简式知,Y的分子式为,C正确;Y的结构简式为,该分子中共含4种不同化学环境的氢原子,则其核磁共振氢谱有4组吸收峰, D正确;故选B。
【变式8-2】(24-25高二下·河北保定·期中)合成导电高分子的反应为
下列说法正确的是
A.是聚苯乙炔
B.该反应为缩聚反应
C.与聚苯乙烯的最小结构单元相同
D.1mol最多可与发生反应
【答案】B
【解析】聚苯乙炔的结构简式为,PPV不是聚苯乙炔,A错误;该反应除生成有机高分子外,还有小分子化合物生成,属于缩聚反应,B正确;PPV与聚苯乙烯()的最小结构单元不相同,C错误;1个分子中含有2个碳碳双键和1个苯环,碳碳双键和苯环在一定条件下都可以与氢气发生加成反应,该物质最多可以与氢气发生加成反应,D错误;故选B。
【变式8-3】(24-25高二下·云南昆明·期中)聚脲是一种先进的防水材料,广泛应用于工程建筑、管道防腐等领域。一种合成聚脲(W)的路线如下所示:
下列说法正确的是
A.M的核磁共振氢谱有2组峰
B.N是苯胺()的同系物,具有碱性
C.反应2生成W的同时生成,为缩聚反应
D.W链间易形成氢键,且有极小的分子间隙,导致水分子难以渗入
【答案】D
【分析】
合成聚脲W是先通过1分子的有机物M和1分子的有机物N发生氨基和氮碳双键加成生成有机物H ,然后有机物H再自身不断通过氨基和氮碳双键加成生成合成聚脲W。
【解析】有机物M()有三种氢原子,所以M的核磁共振氢谱有3组峰,A错误;同系物必须含有相同种类和相同个数的官能团,有机物N含有两个氨基,但是苯胺只有一个氨基,他们分子式相差不是若干个CH2,所以它们不是同系物,B错误;由上述分析可知反应2是加成反应形成的聚合,没有水生成,所以不是缩聚反应,C错误;有机物W含有大量N-H键,所以分子之间可以形成氢键,该分子是线性分子,然后分子之前再形成大量氢键,可以减小分子之间的间隙,导致水分子难以渗入,D正确;故选D。
题型九 高分子材料的用途
【例9-1】(23-24高二下·河北石家庄·期末)高分子材料在各个领域中得到广泛应用。下列说法错误的是
A.聚乳酸是一种可生物降解材料,可用于制造医用材料
B.聚四氟乙烯可由加聚反应制得,其受热不稳定,易分解
C.聚甲基丙烯酸甲酯是有机玻璃的主要成分,可用于制造护目镜
D.芳纶1414由对苯二甲酸和对苯二胺缩聚制得,强度高、密度低,可制造飞机
【答案】B
【解析】聚乳酸中含酯基,是一种可生物降解材料,可用于制造医用材料,A正确;聚四氟乙烯可由加聚反应制得,其受热稳定,不易分解,常用作不沾锅涂层,B错误;有机玻璃的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯,光滑透明,可用于制造护目镜,C正确;芳纶1414的成分为聚对苯二甲酰对苯二胺,由对苯二甲酸和对苯二胺缩聚制得,强度高、密度低,可制造飞机,D正确;故选B。
【例9-2】(24-25高二下·浙江台州·期末)下列关于高分子材料的说法中正确的是
A.合成维通橡胶的结构简式为,单体是
B.聚苯乙烯是苯和乙烯在一定温度下通过加聚反应合成的具有高软化温度的纤维
C.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维不属于天然有机高分子
D.航天飞船核心舱用到的镁合金涂层中的自愈缓蚀剂巯基苯并噻唑属于有机高分子
【答案】C
【解析】分析其链节可知,链节中主碳链为4个碳原子,无碳碳双键结构,其单体必为两种单烯烃。按如图方式断键可得单体为CH2=CF2和CF2=CF-CF3,故A错误;聚苯乙烯是苯乙烯在一定温度下通过加聚反应合成得到,故B错误;玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,不属于天然有机高分子,故C正确;巯基苯并噻唑是小分子,不是有机高分子,故D错误;故选C。
【变式9-1】(23-24高二下·河北沧州·期末)聚合物在生产生活中用途广泛,下列有关说法正确的是
A.医用口罩的主要原材料为聚丙烯,其结构简式为
B.有机玻璃的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯(),可通过缩聚反应合成
C.聚乳酸()是制造环保餐具的新材料,其主要官能团为酯基
D.酚醛树脂俗称电木,常用作阻燃材料,可由苯酚与甲醛通过加聚反应合成
【答案】C
【解析】聚丙烯由丙烯双键中的1个键断开而发生加聚反应得到聚丙烯,加聚反应的产物的主链为双键两端的碳,所以聚丙烯的结构简式为,故A错误;甲基丙烯酸甲酯含有碳碳双键,发生加聚反应生成聚甲基丙烯酸甲酯,故B错误;聚乳酸是由乳酸分子通过酯化反应缩聚得到,其主要官能团为酯基,故C正确;苯酚与甲醛通过缩聚反应得到酚醛树脂,故D错误;故选C。
【变式9-2】(23-24高二下·宁夏银川·期末)下列材料中属于功能高分子材料的是
①有机玻璃;②合成橡胶;③高分子分离膜;④生物高分子材料;⑤隐身材料;⑥液晶高分子材料;⑦光敏高分子材料;⑧智能高分子材料
A.只有①③④⑥⑧ B.只有②④⑥⑦⑧
C.只有③④⑤⑥⑦⑧ D.全部都是
【答案】C
【解析】①有机玻璃属于传统合成材料中的塑料,塑料、合成橡胶、合成纤维属三大传统合成材料,不属于功能高分子材料;
②合成橡胶属于传统合成材料,不属于功能高分子材料;
③高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜,属于功能高分子材料;
④生物高分子材料是一种储氢材料,属于功能高分子材料;
⑤隐身材料,可以降低被探测率,提高自身的生存率,具有很好的物理功能,属于功能高分子材料;
⑥液晶高分子材料具有高弹性,粘滞性和流变性,可以满足多种需求,属于功能高分子材料;
⑦光敏高分子材料属于功能高分子材料;
⑧智能高分子材料是通过有机和合成的方法,使无生命的有机材料变得似乎有了“感觉”和“知觉”,属于功能高分子材料;故选C。
【变式9-3】(24-25高二下·山东泰安·期中)聚碳酸酯高分子材料(PC)以其独特高透光率和高折射率、出色的抗冲性成为2022年北京冬奥会滑雪镜镜片的首选材料。其部分合成路线如图:
化学小组对其讨论正确的是
A.反应Ⅰ的另一种产物是乙醇 B.Z苯环上的二氯代物有7种
C.Z与互为同系物 D.1molPC最多能消耗7mol
【答案】B
【解析】根据与甲醇反应分析,在此处断键,上部的两个碳原子与甲醇的羟基相连,形成乙二醇,A错误;为对称结构,两个苯环处于对称位置,苯环上有种氢,,可以形成的二氯取代分别是:,故苯环上的二氯代物有种,B正确;二者官能团的数目不相同,所以与苯酚不是同系物,C错误;为聚合物,中的两个苯环消耗氢气,最多消耗的氢气的物质的量为,D错误;故选D。
题型十 综合考查
【例10-1】(24-25高二下·安徽滁州·期中)分子结构修饰在有机合成中有广泛的应用,我国高分子科学家对聚乙烯进行胺化修饰,并进一步制备新材料,合成路线如图:
下列说法正确的是
A.单个聚乙烯的链节中所有原子可能在一个平面内
B.生成高分子b的反应为取代反应
C.高分子b中完全水解最多消耗
D.高分子c的水溶性比聚乙烯的水溶性好
【答案】D
【解析】聚乙烯中碳原子为饱和碳原子,以四面体结构与其他原子连接,不可能所有原子都在同一个面内,A错误;生成b的反应中有氮氮双键的断裂,是加成反应,B错误;b是高分子化合物,每个链节中有2个酯基,1mol高分子b完全水解消耗氢氧化钠2nmol,C错误;高分子c是b水解后得到,其中含羟基,可以与水形成氢键,故水溶性比聚乙烯的水溶性好,D正确;故选D。
【例10-2】(24-25高二下·四川成都·期中)PEEK是一种特种高分子材料,可由X和Y在一定条件下反应制得,相应结构简式如图,下列说法错误的是
A.PEEK是混合物 B.X苯环上的一溴代物只有一种
C.Y中最多有7个原子在同一直线上 D.1molY与H2发生加成反应,最多消耗7molH2
【答案】C
【解析】由结构简式可知,PEEK是合成高分子化合物,聚合度n有多个,所以PEEK是混合物,故A正确;由结构简式可知,X分子中苯环上只有1类氢原子,所以苯环上的一溴代物只有一种,故B正确;由结构简式可知,Y分子的酮羰基碳原子的杂化方式为sp2杂化,∠OCC约为120°,所以分子中最多有4个原子在同一直线上,故C错误;由结构简式可知,Y分子含有的苯环和酮羰基在一定条件下能与氢气发生加成反应,所以1molY最多消耗7mol氢气,故D正确;故选C。
【变式10-1】(23-24高二下·北京海淀·期末)我国科学家在实验室条件下实现了二氧化碳到淀粉的人工合成,相关物质的转化过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.淀粉能发生酯化反应和水解反应 B.中含有羧基,具有酸性
C.生成的反应中,有键断裂 D.转化为淀粉时,发生了缩聚反应
【答案】B
【解析】淀粉含有羟基,且是多糖,能发生酯化反应和水解反应,A正确;中含有羟基,不具羧基无酸性,B错误;生成的反应中碳氧双键断裂,即有键断裂,C正确;转化为淀粉时脱去,发生了缩聚反应,D正确;故选B。
【变式10-2】(24-25高二上·湖南长沙·期中)《黄帝内经》中记载:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”。关于其中涉及的营养物质,下列说法中正确的有几项
①润滑油、地沟油、甘油和人造奶油都难溶于水
②淀粉和纤维素的分子式相同,但不属于同分异构体
③很多蛋白质与浓硝酸作用时呈黄色,该性质可用于蛋白质检验
④淀粉通过发酵法制得的乳酸是乙酸的同系物
⑤糖类、油脂和蛋白质都是天然高分子化合物,且均能发生水解反应
⑥在大豆蛋白溶液中,分别加入硫酸钠和硫酸铜溶液,蛋白质均析出且原理相同
⑦油脂是燃烧热最高的营养物质,形成油脂的脂肪酸饱和程度越大,油脂的熔点越高
⑧检验淀粉在稀硫酸催化条件下水解产物的方法:取适量水解液于试管中,加入少量新制悬浊液,加热,观察是否有砖红色沉淀
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
【答案】B
【解析】①甘油是丙三醇,易溶于水,错误;
②淀粉和纤维素的分子式中n不同,分子式不同,不属于同分异构体,错误;
③大多数蛋白质含有苯环,含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色是蛋白质的显色反应,此性质可以用于蛋白质的检验和鉴别,正确;
④淀粉通过发酵法制得的乳酸与乙酸所含官能团不同,不是同系物,错误;
⑤多糖、蛋白质都是天然高分子化合物,单糖、寡糖和油脂不是天然高分子化合物,单糖不能发生水解反应,错误;
⑥在大豆蛋白溶液中,分别加入硫酸钠和硫酸铜溶液,蛋白质均析出且原理不相同,前者是盐析,后者是变性,错误;
⑦油脂是燃烧热最高的营养物质,形成油脂的脂肪酸饱和程度越大,常温时越易在固态形式存在,油脂的熔点越高,正确;
⑧检验淀粉在稀硫酸催化条件下水解产物的方法:取适量水解液于试管中,加入氢氧化钠,加入少量新制悬浊液,加热,观察是否有砖红色沉淀,错误;
有2项正确;故选B。
【变式10-3】(23-24高二上·北京昌平·期末)聚碳酸酯高分子材料PC的透光率好,可制作挡风玻璃、眼镜镜片等,其一种合成反应为:
x W
下列说法不正确的是
A.该反应为缩聚反应
B.x=2n-1
C.W是H2O
D.的核磁共振氢谱有4个吸收峰
【答案】C
【分析】根据其D。反应原理可推断出W为CH3OH,且x=2n-1;
【解析】合成PC生成高分子化合物同时还生成小分子化合物CH3OH,所以为缩聚反应,故A正确;根据原子守恒x=2n-1,故B正确;由反应原理,可推断出W为CH3OH,故C错误;结构对称,有4种氢原子,所以核磁共振氢有4个吸收峰,故D正确;故选C。

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