第4讲 生命中的基础有机化合物合成高分子化合物
【课时训练】
A级(练考点 过基础)
1．(教材关联题)下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起作用的叙述不正确的是( )
A．淀粉葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
B．纤维素葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
C．油脂甘油和高级脂肪酸CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
D．蛋白质氨基酸人体所需的蛋白质(人体生长发育)
2．(双选)“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句，下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是( )
A．蚕丝的主要成分是纤维素
B．蚕丝属于天然高分子材料
C．“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应
D．古代的蜡是高级脂肪酸酯，属于高分子聚合物
3．(创新情境题)《科学》杂志发表了我国科学家的原创性研究成果——首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成，使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能。其原理如下图所示：
下列说法错误的是( )
A．甲醇可用作燃料电池的负极活性物质
B．二羟基丙酮作防晒霜能阻止皮肤水分过度蒸发
C．人工合成淀粉的原子利用率为100%
D．直链淀粉和支链淀粉均无固定的熔、沸点
B级(练能力 过素养)
4．(教材关联题)核酸是生物体遗传信息的携带者，被誉为“生命之源”，下列说法不正确的是( )
A．五碳糖与磷酸、碱基之间通过分子间脱水形成核苷酸
B．核苷酸分子之间通过磷酯键形成核酸，反应类型为加聚反应
C．DNA是核酸中的一种，其对应的五碳糖为脱氧核糖
D．DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对
5．(教材关联题)以脱脂棉为材质的化妆棉，吸水效果优于普通棉花，其主要成分为纤维素，结构如图。下列说法错误的是( )
A．纤维素具有较强的吸水性与其结构中含羟基有关
B．纤维素能与醋酸发生酯化反应制得人造纤维
C．淀粉和纤维素都属于多糖，且二者互为同分异构体
D．棉花脱脂时加入2%～5%的NaOH目的是促进酯的水解
6．(双选)腺嘌呤核苷是生产核酸类药物的中间体，结构如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．腺嘌呤核苷单体发生缩聚反应可以生成核酸
B．该化合物不能发生水解反应
C．该化合物的核磁共振氢谱有11组峰
D．该化合物中含有4个手性碳原子
7．(创新考法题)H是一种性能优异的高分子材料，其结构简式为，已被广泛用于声、热、光的传感等方面。它是由HC≡CH、(CN)2、CH3COOH三种单体通过适宜的反应形成的。由H的结构简式分析合成过程中发生反应的类型有( )
①加成反应 ②取代反应 ③缩聚反应 ④加聚反应 ⑤酯化反应
A．①④⑤ B．①④
C．①②④ D．①②③
8．(创新考法题)可再生生物质资源的应用是科学家研究的重大课题。我国科学家研发了葡萄糖的各种应用。
Ⅰ.淀粉是绿色植物光合作用的产物，淀粉在酸或酶的作用下水解，生成一系列物质，最终生成葡萄糖。
(1)写出淀粉在稀硫酸作催化剂下发生水解反应的化学方程式：______________ __________________。
(2)某小组同学欲检验淀粉水解后产生葡萄糖，按下图进行实验，未观察到产生红色沉淀，原因是________________________。
Ⅱ.聚乳酸是一种可生物降解的高分子材料，主要用于制造可降解纤维、可降解塑料和医用材料。以葡萄糖为原料可以制备聚乳酸，转化关系如下：
(3)反应②的化学方程式为________________________________。
(4)两分子乳酸发生酯化反应可以生成六元环状化合物，写出该反应的化学方程式：________________________________________。
Ⅲ.葡萄糖在不同的氧化剂作用下可以发生以下转化关系：
―→―→
已知A和B都不能发生银镜反应，且以下几类有机化合物被氧化的容易程度：RCHO＞R—CH2OH＞
(5)A脱水可得到具有五元环状结构的酯C或具有六元环状结构的酯D，写出C的结构简式：____________。
(6)写出B的结构简式：______________。
C级(冲刺·“双一流”)
9．(高考变式题)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，下列说法不正确的是( )
(图中虚线表示氢键)
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
10．(创新考法题)阿斯巴甜具有清爽的甜味，甜度约为蔗糖的200倍，广泛应用于食品工业中。工业上阿斯巴甜的一种合成路线如下：
已知：(Ⅰ)RCNRCOOH；
(1)化合物A的结构简式为____________。
(2)下列说法正确的是________(填字母)。
A．阿斯巴甜的分子式为C14H18N2O5
B．化合物C与D互为同系物
C．化合物C与M均为氨基酸，能脱水缩合形成多肽
D．一定条件下，化合物B能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀
(3)写出由C生成D的化学方程式：________________________________。
(4)写出两种同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式：____________、____________。(不考虑立体异构)
①核磁共振氢谱中有3组峰 ②属于含苯环的中性物质
(5)M的结构简式为____________，化学名称为____________。
(6)已知：RCHO＋＋H2O(R、R′表示烃基或氢)。
以乙醇和1，3－丁二烯为起始原料合成，写出合成路线(无机试剂任选)。第4讲 生命中的基础有机化合物合成高分子化合物
【课时训练】
A级(练考点 过基础)
1．(教材关联题)下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起作用的叙述不正确的是( )
A．淀粉葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
B．纤维素葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
C．油脂甘油和高级脂肪酸CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
D．蛋白质氨基酸人体所需的蛋白质(人体生长发育)
答案：B
解析：纤维素不是人体所需要的营养物质，人体内没有水解纤维素的酶，它在人体内能加强胃肠蠕动，有通便功能，B错误。
2．(双选)“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句，下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是( )
A．蚕丝的主要成分是纤维素
B．蚕丝属于天然高分子材料
C．“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应
D．古代的蜡是高级脂肪酸酯，属于高分子聚合物
答案：AD
解析：蚕丝的主要成分是蛋白质，A错误；蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质属于天然高分子化合物，B正确；“蜡炬成灰”指的是蜡烛在空气中与氧气反应，属于氧化反应，C正确；高级脂肪酸酯不属于高分子聚合物，D错误。
3．(创新情境题)《科学》杂志发表了我国科学家的原创性研究成果——首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成，使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能。其原理如下图所示：
下列说法错误的是( )
A．甲醇可用作燃料电池的负极活性物质
B．二羟基丙酮作防晒霜能阻止皮肤水分过度蒸发
C．人工合成淀粉的原子利用率为100%
D．直链淀粉和支链淀粉均无固定的熔、沸点
答案：C
解析：甲醇属于有机化合物，能被氧化释放能量，可作燃料电池的负极活性物质，A正确；二羟基丙酮中含有羟基，能和水形成氢键，具有保湿作用，能阻止皮肤水分过度蒸发，B正确；淀粉的分子式为(C6H10O5)n，淀粉中碳、氧原子的数目之比为6∶5，而CO2中碳、氧原子的数目比为1∶2，因此人工合成淀粉的原子利用率不为100%，C错误；直链淀粉和支链淀粉均为混合物，无固定的熔、沸点，D正确。
B级(练能力 过素养)
4．(教材关联题)核酸是生物体遗传信息的携带者，被誉为“生命之源”，下列说法不正确的是( )
A．五碳糖与磷酸、碱基之间通过分子间脱水形成核苷酸
B．核苷酸分子之间通过磷酯键形成核酸，反应类型为加聚反应
C．DNA是核酸中的一种，其对应的五碳糖为脱氧核糖
D．DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对
答案：B
解析：碱基与五碳糖通过脱水缩合形成核苷，核苷分子中五碳糖上的羟基与磷酸脱水，通过磷酯键结合形成核苷酸，A正确；核苷酸分子之间通过磷酯键形成核酸，反应类型为缩聚反应，B错误；DNA是核酸中的一种，其对应的五碳糖是戊糖，称为脱氧核糖，C正确；DNA分子两条链上的碱基按照形成氢键数目最多、结构最稳定的原则配对，使之形成双螺旋结构，D正确。
5．(教材关联题)以脱脂棉为材质的化妆棉，吸水效果优于普通棉花，其主要成分为纤维素，结构如图。下列说法错误的是( )
A．纤维素具有较强的吸水性与其结构中含羟基有关
B．纤维素能与醋酸发生酯化反应制得人造纤维
C．淀粉和纤维素都属于多糖，且二者互为同分异构体
D．棉花脱脂时加入2%～5%的NaOH目的是促进酯的水解
答案：C
解析：羟基是亲水基团，纤维素具有较强的吸水性与其结构中含羟基有关，A正确；纤维素含有羟基，可以和醋酸发生酯化反应制得人造纤维，B正确；淀粉和纤维素都属于多糖，但是二者n值不同，且都为混合物，故二者不互为同分异构体，C错误；酯水解生成酸性物质，加入碱性溶液可以促进酯的水解，D正确。
6．(双选)腺嘌呤核苷是生产核酸类药物的中间体，结构如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．腺嘌呤核苷单体发生缩聚反应可以生成核酸
B．该化合物不能发生水解反应
C．该化合物的核磁共振氢谱有11组峰
D．该化合物中含有4个手性碳原子
答案：CD
解析：腺嘌呤核苷没有磷酸基，不能与氨基发生反应生成核酸，A错误；腺嘌呤核苷在一定条件下能发生水解反应生成碱基与戊糖，B错误；根据等效氢判断方法，该有机物含有11种不同化学环境的氢原子，故有11组峰，C正确；根据连接4个不同的原子或原子团的碳原子是手性碳原子进行判断，含氧环中的4个碳原子是手性碳原子，D正确。
7．(创新考法题)H是一种性能优异的高分子材料，其结构简式为，已被广泛用于声、热、光的传感等方面。它是由HC≡CH、(CN)2、CH3COOH三种单体通过适宜的反应形成的。由H的结构简式分析合成过程中发生反应的类型有( )
①加成反应 ②取代反应 ③缩聚反应 ④加聚反应 ⑤酯化反应
A．①④⑤ B．①④
C．①②④ D．①②③
答案：B
解析：由H的结构简式可判断出它是加聚反应的产物，两种单体分别为NCCH==CHCN和CH2==CHOOCCH3，很显然前者是HC≡CH和(CN)2的加成产物，后者是HC≡CH和CH3COOH的加成产物，注意不是酯化反应，因HC≡CH中不含羟基，故选B。
8．(创新考法题)可再生生物质资源的应用是科学家研究的重大课题。我国科学家研发了葡萄糖的各种应用。
Ⅰ.淀粉是绿色植物光合作用的产物，淀粉在酸或酶的作用下水解，生成一系列物质，最终生成葡萄糖。
(1)写出淀粉在稀硫酸作催化剂下发生水解反应的化学方程式：______________ __________________。
(2)某小组同学欲检验淀粉水解后产生葡萄糖，按下图进行实验，未观察到产生红色沉淀，原因是________________________。
Ⅱ.聚乳酸是一种可生物降解的高分子材料，主要用于制造可降解纤维、可降解塑料和医用材料。以葡萄糖为原料可以制备聚乳酸，转化关系如下：
(3)反应②的化学方程式为________________________________。
(4)两分子乳酸发生酯化反应可以生成六元环状化合物，写出该反应的化学方程式：________________________________________。
Ⅲ.葡萄糖在不同的氧化剂作用下可以发生以下转化关系：
―→―→
已知A和B都不能发生银镜反应，且以下几类有机化合物被氧化的容易程度：RCHO＞R—CH2OH＞
(5)A脱水可得到具有五元环状结构的酯C或具有六元环状结构的酯D，写出C的结构简式：____________。
(6)写出B的结构简式：______________。
答案：(1)(C6H10O5)n(淀粉)＋nH2OnC6H12O6(葡萄糖)
(2)水解后未加入NaOH中和溶液至碱性
(6)HOOC(CHOH)4COOH
解析：(5)葡萄糖的分子式为C6H12O6，结构简式为HOCH2(CHOH)4CHO，根据A、B的分子式可知，葡萄糖―→A、A―→B均为氧化反应，结合有机物被氧化的容易程度：RCHO＞R—CH2OH＞，A和B都不能发生银镜反应，则A的结构简式为HOCH2(CHOH)4COOH，B的结构简式为HOOC(CHOH)4COOH；A脱水可得到具有五元环状结构的酯C或具有六元环状结构的酯D，则C、D的结构简式分别为
C级(冲刺·“双一流”)
9．(高考变式题)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，下列说法不正确的是( )
(图中虚线表示氢键)
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
答案：B
解析：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错误；由题干信息“聚维酮碘的水溶液”知，聚维酮碘可溶于水，C正确；聚维酮分子中含有，因此聚维酮在一定条件下能够发生水解反应，D正确。
10．(创新考法题)阿斯巴甜具有清爽的甜味，甜度约为蔗糖的200倍，广泛应用于食品工业中。工业上阿斯巴甜的一种合成路线如下：
已知：(Ⅰ)RCNRCOOH；
(1)化合物A的结构简式为____________。
(2)下列说法正确的是________(填字母)。
A．阿斯巴甜的分子式为C14H18N2O5
B．化合物C与D互为同系物
C．化合物C与M均为氨基酸，能脱水缩合形成多肽
D．一定条件下，化合物B能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀
(3)写出由C生成D的化学方程式：________________________________。
(4)写出两种同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式：____________、____________。(不考虑立体异构)
①核磁共振氢谱中有3组峰 ②属于含苯环的中性物质
(5)M的结构简式为____________，化学名称为____________。
(6)已知：RCHO＋＋H2O(R、R′表示烃基或氢)。
以乙醇和1，3－丁二烯为起始原料合成，写出合成路线(无机试剂任选)。
解析：A为，B为，C为，D为，M为
(4)化合物C()的同分异构体满足：为含苯环的中性物质，说明含有硝基，核磁共振氢谱中有3组峰，表明分子中有3种不同化学环境的氢原子，具有高度对称性，则符合条件的结构简式为
