第 36 章 · 生物大分子与合成高分子

项目	内容
课标主题	必修 · 主题 4 简单的有机化合物及其应用（4.2 典型有机化合物的性质：糖类、油脂、蛋白质）；选择性必修 3 · 主题 3 生物大分子与合成高分子（糖类、蛋白质、核酸、合成高分子）
人教版（2019）	必修第二册第七章第四节“基本营养物质”（糖类、蛋白质、油脂）；选择性必修 3 第四章“生物大分子”（糖类、蛋白质、核酸）、第五章“合成高分子”（合成高分子的基本方法、高分子材料）
考试地位	必考。糖类、蛋白质的检验和水解是选择题、实验题常考；加聚与缩聚、单体的判断是有机大题的高频设问；高分子材料常与材料、环保情境一起考
前置知识	第 30 章结构表示、同分异构体；第 31 章烯烃的加聚；第 33 章醇、酚；第 34 章醛的银镜反应、酯和酰胺的水解；第 35 章聚合反应和合成路线

生物大分子是生命活动的物质基础：糖类是能源，蛋白质是生命活动的承担者，核酸是遗传信息的携带者。它们的相对分子质量很大，但组成单元并不复杂：糖类由单糖单元组成，蛋白质由氨基酸单元组成，核酸由核苷酸单元组成。合成高分子则是用化学方法把小分子连成高分子：加聚和缩聚是两种基本方法，单体的判断是它们的逆过程。这一章把“生物大分子”和“合成高分子”放在一起讲，因为它们的核心都是“单体 → 高分子”和“高分子 → 单体”的关系。考试丢分主要丢在三处：糖类和蛋白质的检验现象记混，加聚和缩聚的条件、单体判断错，高分子材料的分类和用途不清楚。

36.1 知识点一览

知识点	一句话	考试中
36.2 糖类	单糖、二糖、多糖；葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮；淀粉遇碘变蓝，水解成葡萄糖	常考；还原性、水解、检验
36.3 氨基酸与蛋白质	氨基酸含氨基和羧基，两性；肽键 $\ce{-CONH-}$ ；蛋白质水解、盐析、变性、颜色反应	必考；肽键、盐析与变性、检验
36.4 核酸	核苷酸由磷酸、五碳糖、含氮碱基组成；DNA 双螺旋、RNA 单链	了解；组成和功能
36.5 加聚反应与缩聚反应	加聚是双键打开连成长链；缩聚是单体间脱去小分子	必考；方程式、聚合物、单体
36.6 单体的判断	加聚物把链节中的 C—C 改成 C=C；缩聚物找酯基或酰胺基水解	必考；有机大题
36.7 高分子材料	塑料、合成橡胶、合成纤维；热塑性与热固性；降解与回收	常考；材料分类、环保

36.2 糖类

说明

宏观：糖类是绿色植物光合作用的产物，是人和动物生命活动的主要能源。葡萄糖是单糖，蔗糖、麦芽糖是二糖，淀粉、纤维素是多糖。淀粉遇碘变蓝，葡萄糖能发生银镜反应，蔗糖不能；淀粉和纤维素都能水解成葡萄糖，但人体不能消化纤维素。

微观：糖类是多羟基醛、多羟基酮或它们的脱水缩合物，通式常用 $\mathrm{C}_n(\mathrm{H_2O})_m$ 表示（注意：糖类分子中的氢、氧不是以水的形式存在，通式只表示组成比例）。糖类按能否水解和水解产物分类：

单糖：不能水解成更简单的糖。葡萄糖 $\ce{C6H12O6}$ 是多羟基醛，结构简式可以写成 $\ce{CH2OH(CHOH)4CHO}$ ；果糖 $\ce{C6H12O6}$ 是多羟基酮，两者互为同分异构体，都能发生银镜反应。
二糖：水解生成两分子单糖。蔗糖 $\ce{C12H22O11}$ 水解生成葡萄糖和果糖；麦芽糖水解生成两分子葡萄糖；乳糖水解生成葡萄糖和半乳糖。蔗糖没有还原性，麦芽糖有还原性。
多糖：水解生成许多分子单糖。淀粉和纤维素都是葡萄糖的聚合物，通式 $\ce{(C6H10O5)_n}$ ；淀粉遇碘变蓝，纤维素不与碘显色。

符号：

葡萄糖的银镜反应（简式，具体配平从略）：

$\ce{CH2OH(CHOH)4CHO + 2Ag(NH3)2OH ->[\Delta] CH2OH(CHOH)4COONH4 + 2Ag v + 3NH3 + H2O}$

蔗糖水解：

\ce{C12H22O11 + H2O ->[\text{酸或酶}] C6H12O6 + C6H12O6}

淀粉水解：

\ce{(C6H10O5)_n + nH2O ->[\text{酸或酶}] nC6H12O6}

葡萄糖发酵：

\ce{C6H12O6 ->[\text{酒化酶}] 2C2H5OH + 2CO2 ^}

葡萄糖和果糖的结构：葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮，两者分子式都是 C6H12O6

使用场景

题目问某糖能否发生银镜反应或与新制 $\ce{Cu(OH)2}$ 反应 → 葡萄糖、果糖、麦芽糖有还原性；蔗糖没有。
题目问二糖或多糖的水解产物 → 蔗糖 → 葡萄糖 + 果糖；麦芽糖 → 2 葡萄糖；淀粉/纤维素 → 葡萄糖。
题目问淀粉的检验 → 加碘水变蓝；纤维素不与碘显色。
题目问葡萄糖的用途 → 能源、发酵制乙醇、医药、银镜反应。
题目问纤维素与淀粉的区别 → 都是葡萄糖聚合物，但连接方式不同；人体不能消化纤维素。

注意点

糖类的通式 $\mathrm{C}_n(\mathrm{H_2O})_m$ 只表示组成比例，不能据此认为糖类分子中含有水分子。
葡萄糖和果糖互为同分异构体，分子式都是 $\ce{C6H12O6}$ ，但结构不同：葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮。
蔗糖没有还原性，不能发生银镜反应；麦芽糖有还原性，能发生银镜反应。
淀粉遇碘变蓝，纤维素不与碘显色；淀粉水解的最终产物是葡萄糖。
人体不能消化纤维素，因为人体没有纤维素酶；纤维素能促进肠道蠕动，是膳食纤维。
糖类不都是甜的：淀粉、纤维素没有甜味；有甜味的也不都是糖（如糖精）。
葡萄糖的银镜反应、与新制 $\ce{Cu(OH)2}$ 的反应，条件与醛基相同（第 34 章）。

原理解释

为什么葡萄糖有还原性：葡萄糖是多羟基醛，含醛基 $\ce{-CHO}$ ，能被银氨溶液、新制 $\ce{Cu(OH)2}$ 氧化，产生银镜或砖红色 $\ce{Cu2O}$ 沉淀。果糖是多羟基酮，但在碱性条件下能异构化成葡萄糖和甘露糖，所以也能发生银镜反应（关键一步：还原性来自醛基，果糖在碱性条件下异构化，表现还原性）。

为什么蔗糖没有还原性：蔗糖分子中，葡萄糖和果糖的还原性基团（醛基、酮基）通过糖苷键连接，没有自由的醛基或酮基，所以不能发生银镜反应。水解后生成葡萄糖和果糖，才有还原性（关键一步：还原性基团是否“游离”）。

为什么淀粉遇碘变蓝：淀粉分子形成螺旋结构，碘分子进入螺旋空腔，形成蓝色的包合物。纤维素没有这种螺旋结构，所以不与碘显色（关键一步：淀粉的螺旋结构包住碘，显蓝色）。

为什么淀粉和纤维素都是葡萄糖聚合物，性质却不同：两者葡萄糖单元的连接方式不同（淀粉主要是 α-1,4 糖苷键，纤维素是 β-1,4 糖苷键），导致空间结构和性质不同；人体只能消化 α-1,4 连接的淀粉，不能消化 β-1,4 连接的纤维素（关键一步：连接方式不同，酶能否识别不同）。

例题

例 1　（场景：还原性）下列糖中，能发生银镜反应的是（　）。

A. 蔗糖　B. 葡萄糖　C. 果糖　D. 淀粉

解：B、C。

判断依据：葡萄糖是多羟基醛，含醛基；果糖是多羟基酮，在碱性条件下异构化，也能发生银镜反应；蔗糖没有游离的还原性基团；淀粉是多糖，没有醛基。

容易卡在：认为果糖没有醛基就不能银镜。果糖在碱性条件下异构化，表现还原性。

例 2　（场景：水解产物）写出下列糖水解的产物：（1）蔗糖；（2）麦芽糖；（3）淀粉；（4）纤维素。

解：

判断依据：二糖水解成两分子单糖，多糖水解成许多分子葡萄糖。

（1）蔗糖 → 葡萄糖 + 果糖。

（2）麦芽糖 → 2 分子葡萄糖。

（3）淀粉 → 葡萄糖。

（4）纤维素 → 葡萄糖。

检验：蔗糖和麦芽糖都是二糖，水解产物不同；淀粉和纤维素都是多糖，最终产物都是葡萄糖。

容易卡在：把蔗糖水解产物写成两分子葡萄糖。蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。

例 3　（场景：检验）怎样鉴别葡萄糖、蔗糖和淀粉溶液？

解：

操作 → 现象 → 结论：

分别取样，加碘水。变蓝的是淀粉溶液；不变蓝的是葡萄糖和蔗糖。
另取不变蓝的两份原溶液，分别加入银氨溶液，水浴加热。产生银镜的是葡萄糖；无银镜的是蔗糖。

判断依据：淀粉遇碘变蓝；葡萄糖有还原性，能银镜；蔗糖没有还原性。

容易卡在：只用银镜反应鉴别三种糖。蔗糖和淀粉都没有还原性，无法区分；要先用碘水鉴别淀粉。

例 4　（场景：发酵计算） $180\ \mathrm{g}$ 葡萄糖在酒化酶作用下完全发酵，标准状况下能生成乙醇多少克？二氧化碳多少升？

解：

找关系： $\ce{C6H12O6 ->[\text{酒化酶}] 2C2H5OH + 2CO2 ^}$ ； $n(\ce{C6H12O6}) = \dfrac{180}{180} = 1\ \mathrm{mol}$ 。

列式： $n(\ce{C2H5OH}) = 2\ \mathrm{mol}$ ， $m = 2 \times 46\ \mathrm{g}$ ； $n(\ce{CO2}) = 2\ \mathrm{mol}$ ， $V = 2 \times 22.4\ \mathrm{L}$ 。

计算： $m(\ce{C2H5OH}) = 92\ \mathrm{g}$ ； $V(\ce{CO2}) = 44.8\ \mathrm{L}$ 。

检验： $1\ \mathrm{mol}$ 葡萄糖生成 $2\ \mathrm{mol}$ 乙醇和 $2\ \mathrm{mol}\ \ce{CO2}$ ，碳守恒： $6 = 2 \times 2 + 2$ ，对。

三查：方程式 C 6、H 12、O 6，原子守恒；这是碳的歧化反应：4 个碳降到乙醇中的 $-2$ （各得 2 个电子），2 个碳升到 $\ce{CO2}$ 中的 $+4$ （各失 4 个电子），得失电子相等；有机物用箭头，条件“酒化酶”已标。

容易卡在：把葡萄糖的摩尔质量算成 180 以外的值，或忘记乘以 2。

例 5　（场景：用途与消化）葡萄糖有哪些主要用途？为什么人体能消化淀粉却不能消化纤维素？

解：

判断依据：葡萄糖是能源物质，可用于发酵制乙醇、医药、银镜反应；淀粉和纤维素都是葡萄糖聚合物，但连接方式不同。

用途：葡萄糖用作能源、发酵制乙醇、医药输液、制银镜。

消化：人体有淀粉酶，能水解 α-1,4 糖苷键，消化淀粉；人体没有纤维素酶，不能水解 β-1,4 糖苷键，所以不能消化纤维素。

检验：淀粉水解最终得到葡萄糖；纤维素虽不能被人体消化，但能促进肠道蠕动。

容易卡在：认为淀粉和纤维素结构相同。两者连接方式不同。

常用推论

还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖；非还原糖：蔗糖、淀粉、纤维素。
水解产物：蔗糖 → 葡萄糖 + 果糖；麦芽糖 → 2 葡萄糖；乳糖 → 葡萄糖 + 半乳糖；淀粉/纤维素 → 葡萄糖。
淀粉遇碘变蓝；纤维素不与碘显色。
葡萄糖发酵： $\ce{C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2}$ 。
糖类通式 $\mathrm{C}_n(\mathrm{H_2O})_m$ 只表示组成比例；葡萄糖和果糖互为同分异构体。

易错点

错在哪：认为果糖没有醛基就不能发生银镜反应。 为什么错：理解性错误。果糖在碱性条件下异构化成葡萄糖和甘露糖，表现还原性。 正确做法：果糖也能银镜，还原糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖。
错在哪：认为蔗糖有还原性。 为什么错：记忆性错误。蔗糖没有游离的醛基或酮基，不能银镜。 正确做法：蔗糖是非还原糖，水解后才有还原性。
错在哪：认为淀粉和纤维素都能被人体消化。 为什么错：理解性错误。人体没有纤维素酶，不能消化纤维素。 正确做法：淀粉能消化，纤维素不能；纤维素是膳食纤维。
错在哪：把糖类的通式当成分子中含有水。 为什么错：理解性错误。通式只表示 H、O 的组成比例，不是水合物。 正确做法：糖类是多羟基醛、酮或它们的缩合物。

直观理解

糖类像“葡萄糖积木”：单糖是一块积木，二糖是两块，多糖是很多块。淀粉的积木排成螺旋，碘能钻进去，所以变蓝；纤维素的积木排成直链，碘钻不进去，所以不显色。人体的酶只认淀粉的积木连接方式，不认纤维素。

关联知识点

前置：第 34 章醛的银镜反应、新制 $\ce{Cu(OH)2}$ 。
前置：第 33 章醇（多羟基）。
后续：36.5 加聚与缩聚（多糖是天然高分子）。
后续：第 44 章必做实验“糖类的性质”。
常一起考：第 34 章醛基检验、第 36 章蛋白质检验。

36.3 氨基酸与蛋白质

说明

宏观：蛋白质是生命活动的承担者，存在于肌肉、皮肤、毛发中，酶、抗体也是蛋白质。蛋白质水解得到氨基酸；氨基酸是两性分子，既能与酸反应，又能与碱反应。蛋白质溶液中加入饱和 $\ce{(NH4)2SO4}$ 溶液会析出沉淀，这叫盐析，是可逆的；加热、加酸、加重金属盐、加酒精会使蛋白质变性，是不可逆的。蛋白质遇双缩脲试剂显紫色，遇浓硝酸变黄。

微观：氨基酸是含氨基 $\ce{-NH2}$ 和羧基 $\ce{-COOH}$ 的化合物，天然蛋白质水解得到的氨基酸主要是 α-氨基酸（氨基和羧基连在同一个碳上）。氨基酸分子间脱水，氨基与羧基形成肽键 $\ce{-CO-NH-}$ ，生成二肽、多肽，最终形成蛋白质。蛋白质水解时肽键断裂，最终得到氨基酸。

符号：

氨基酸的肽键形成（以甘氨酸和丙氨酸为例）：

\ce{NH2CH2COOH + NH2CH(CH3)COOH ->[\text{缩合}] NH2CH2CONHCH(CH3)COOH + H2O}

蛋白质水解（示意）：

$\ce{\text{蛋白质} + nH2O ->[\text{酸或酶}] n\text{氨基酸}}$

氨基酸通过肽键连接：一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱去水，形成肽键 —CO—NH—

使用场景

题目问某有机物是否属于氨基酸 → 看是否同时含氨基和羧基；若问 α-氨基酸，还要看氨基、羧基是否连在同一个碳上。
题目问氨基酸的两性 → 氨基能与酸反应，羧基能与碱反应；氨基酸既能与 $\ce{HCl}$ 反应，又能与 $\ce{NaOH}$ 反应。
题目问肽键的形成或水解 → 氨基与羧基脱水形成 $\ce{-CO-NH-}$ ；水解时肽键断裂，得到氨基酸。
题目问盐析与变性的区别 → 盐析可逆，变性不可逆；盐析用饱和 $\ce{(NH4)2SO4}$ 或 $\ce{Na2SO4}$ 溶液，变性用加热、酸、重金属盐、酒精等。
题目问蛋白质的检验 → 双缩脲试剂显紫色；浓硝酸变黄；灼烧有烧焦羽毛的气味。

注意点

氨基酸不是蛋白质；氨基酸是小分子，蛋白质是高分子。
肽键是 $\ce{-CO-NH-}$ ，不是 $\ce{-COO-NH-}$ ；肽键由羧基脱羟基、氨基脱氢形成。
盐析是物理变化，可逆；变性是化学变化，不可逆。盐析不改变蛋白质的结构，变性改变蛋白质的空间结构。
重金属盐（如 $\ce{CuSO4}$ 、 $\ce{Pb(NO3)2}$ 、 $\ce{HgCl2}$ ）会使蛋白质变性，误食重金属盐可喝牛奶、蛋清解毒。
蛋白质水解的最终产物是氨基酸；水解需要酸、碱或酶催化。
双缩脲试剂与蛋白质显紫色，与氨基酸不显色；浓硝酸使含苯环的蛋白质变黄（黄色反应）。
灼烧蛋白质有烧焦羽毛的气味，可用于鉴别蛋白质和合成纤维。

原理解释

为什么氨基酸是两性的：氨基酸分子中既有氨基（碱性），又有羧基（酸性）。氨基能与 $\ce{H+}$ 结合，羧基能电离出 $\ce{H+}$ ，所以氨基酸既能与酸反应，又能与碱反应。在溶液中，氨基酸以内盐（两性离子）的形式存在（关键一步：氨基和羧基同时存在，酸碱性同时具备）。

为什么肽键能形成：一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基发生缩合反应，羧基脱去羟基，氨基脱去一个氢，形成 $\ce{-CO-NH-}$ 肽键，同时生成水。多个氨基酸按同样方式连接，形成多肽链（关键一步：羧基的 —OH 和氨基的 —H 脱去水，形成酰胺键）。

为什么盐析可逆、变性不可逆：盐析是加入高浓度的盐，使蛋白质的溶解度降低而析出，蛋白质的空间结构没有改变，加水稀释后可以重新溶解；变性是加热、酸、碱、重金属盐、酒精等破坏了蛋白质的空间结构（氢键、二硫键等），结构改变后不能恢复（关键一步：盐析只改变溶解度，变性改变结构）。

为什么蛋白质遇双缩脲显紫色：双缩脲试剂与蛋白质中的肽键发生颜色反应，生成紫色配合物。氨基酸没有肽键，所以不显色（关键一步：颜色反应来自肽键，不是氨基或羧基）。

例题

例 1　（场景：判断氨基酸）下列物质中属于 α-氨基酸的是（　）。

A. $\ce{CH3CH(NH2)COOH}$ 　B. $\ce{H2NCH2CH2COOH}$ 　C. $\ce{CH3CH2NO2}$ 　D. $\ce{CH3CONH2}$

解：A。

判断依据：α-氨基酸要求氨基和羧基连在同一个碳上。A 的氨基和羧基都连在同一个碳上；B 的氨基和羧基连在不同的碳上（β-氨基酸）；C 只有硝基，没有羧基；D 是酰胺，没有羧基。

容易卡在：把 B 当成 α-氨基酸。B 的氨基和羧基相隔一个碳，是 β-氨基酸。

例 2　（场景：两性）写出甘氨酸 $\ce{NH2CH2COOH}$ 与 $\ce{HCl}$ 、 $\ce{NaOH}$ 反应的离子方程式。

解：

判断依据：甘氨酸的氨基能与 $\ce{H+}$ 结合，羧基能与 $\ce{OH-}$ 反应。

与 $\ce{HCl}$ ： $\ce{NH2CH2COOH + H+ -> NH3+CH2COOH}$ 。

与 $\ce{NaOH}$ ： $\ce{NH2CH2COOH + OH- -> NH2CH2COO- + H2O}$ 。

三查：两个方程式原子守恒；与 $\ce{HCl}$ 的离子方程式左边电荷 $+1$ ，右边 $+1$ ；与 $\ce{NaOH}$ 的左边 $-1$ ，右边 $-1$ 。

容易卡在：只写与碱反应，忘了氨基也能与酸反应。氨基酸是两性的。

例 3　（场景：肽键）两个甘氨酸分子缩合生成二肽。写出化学方程式，指出肽键。

解：

判断依据：一个甘氨酸的羧基与另一个甘氨酸的氨基脱去水，形成肽键。

方程式： $\ce{2NH2CH2COOH ->[\text{缩合}] NH2CH2CONHCH2COOH + H2O}$ 。

肽键： $\ce{-CO-NH-}$ 。

三查：方程式两边 C 4、H 10、N 2、O 4，原子守恒；不是氧化还原的电子得失计算，按原子守恒检查；有机物用箭头，条件“缩合”已标。

容易卡在：把肽键写成 $\ce{-COO-NH-}$ 。肽键是 $\ce{-CO-NH-}$ ，由羧基脱羟基、氨基脱氢形成。

例 4　（场景：盐析与变性）下列过程属于盐析的是（　），属于变性的是（　）。

A. 向蛋白质溶液中加入饱和 $\ce{(NH4)2SO4}$ 溶液，析出沉淀 B. 加热蛋白质溶液，析出沉淀 C. 向蛋白质溶液中加入 $\ce{CuSO4}$ 溶液，析出沉淀 D. 向蛋白质溶液中加入酒精，析出沉淀

解：A 是盐析；B、C、D 是变性。

判断依据：盐析用饱和盐溶液，蛋白质结构不变，可逆；变性用加热、重金属盐、酒精等，结构改变，不可逆。

容易卡在：把 $\ce{CuSO4}$ 当成盐析。 $\ce{CuSO4}$ 是重金属盐，使蛋白质变性。

例 5　（场景：检验）怎样鉴别蛋白质溶液和葡萄糖溶液？

解：

操作 → 现象 → 结论：

分别取样，加入双缩脲试剂。显紫色的是蛋白质溶液；不显色的是葡萄糖溶液。
也可以灼烧（蒸发至干后灼烧）：有烧焦羽毛气味的是蛋白质；葡萄糖灼烧有焦糖味，现象不同。

判断依据：蛋白质含肽键，遇双缩脲试剂显紫色；葡萄糖没有肽键。

容易卡在：用银镜反应鉴别。葡萄糖能银镜，蛋白质一般不能，但操作不如双缩脲方便；双缩脲是蛋白质的特征检验。

常用推论

α-氨基酸：氨基和羧基连在同一个碳上；天然蛋白质水解的氨基酸主要是 α-氨基酸。
氨基酸两性：与酸、碱都能反应。
肽键： $\ce{-CO-NH-}$ ；由羧基脱羟基、氨基脱氢形成。
蛋白质水解最终产物是氨基酸；水解需要酸、碱或酶。
盐析可逆（饱和 $\ce{(NH4)2SO4}$ 、 $\ce{Na2SO4}$ ）；变性不可逆（加热、酸、碱、重金属盐、酒精、紫外线）。
蛋白质检验：双缩脲紫色、浓硝酸变黄、灼烧烧焦羽毛气味。

易错点

错在哪：把肽键写成 $\ce{-COO-NH-}$ 。 为什么错：规范性错误。肽键是 $\ce{-CO-NH-}$ ，由羧基脱羟基、氨基脱氢形成。 正确做法：写肽键时只写 $\ce{-CO-NH-}$ 。
错在哪：认为盐析和变性都是不可逆的。 为什么错：理解性错误。盐析可逆，变性不可逆。 正确做法：盐析用饱和盐溶液，结构不变；变性改变结构。
错在哪：认为氨基酸没有肽键也能双缩脲显紫色。 为什么错：理解性错误。双缩脲反应需要肽键；氨基酸没有肽键，不显色。 正确做法：双缩脲试剂用于蛋白质，不用于氨基酸。
错在哪：把重金属盐当成盐析。 为什么错：记忆性错误。重金属盐使蛋白质变性，不是盐析。 正确做法：盐析用 $\ce{(NH4)2SO4}$ 、 $\ce{Na2SO4}$ ；重金属盐是变性。

直观理解

氨基酸像“带两个插头”的积木：一头是氨基，一头是羧基，所以既能插酸又能插碱。很多氨基酸首尾相连，羧基和氨基脱水形成肽键，连成多肽链。盐析像把蛋白质“挤”出溶液，结构没变，加水还能回去；变性像把蛋白质“烫变形”，结构坏了，回不去。

关联知识点

前置：第 34 章酰胺、肽键；第 9 章提过氨基酸与酸、碱都能反应。
前置：第 30 章结构表示、同分异构体。
后续：36.4 核酸；36.5 缩聚反应（聚酰胺）。
后续：第 44 章必做实验“糖类的性质”。
常一起考：第 34 章官能团检验、第 36 章糖类。

36.4 核酸

说明

宏观：核酸是遗传信息的携带者，分为 DNA（脱氧核糖核酸）和 RNA（核糖核酸）。DNA 主要存在于细胞核中，是遗传物质；RNA 参与蛋白质的合成。核酸在酸、碱或酶的作用下水解，最终得到磷酸、五碳糖和含氮碱基。

微观：核酸是由核苷酸单元组成的高分子。每个核苷酸由三部分组成：磷酸、五碳糖（DNA 中是脱氧核糖，RNA 中是核糖）、含氮碱基（DNA 中是 A、T、G、C；RNA 中是 A、U、G、C）。核苷酸之间通过磷酸二酯键连接成链；DNA 通常是双螺旋结构，两条链通过碱基配对（A—T、G—C）形成氢键；RNA 通常是单链。

符号：核酸的组成和关系：

核酸 → 核苷酸 → 磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基。
DNA：脱氧核糖 + A、T、G、C；双螺旋。
RNA：核糖 + A、U、G、C；单链。

核酸的组成：核苷酸由磷酸、五碳糖和含氮碱基组成；DNA 是双螺旋，RNA 是单链

使用场景

题目问核酸的组成单元 → 核苷酸；核苷酸由磷酸、五碳糖、含氮碱基组成。
题目问 DNA 和 RNA 的区别 → 五碳糖不同（脱氧核糖/核糖）、碱基不同（T/U）、结构不同（双螺旋/单链）。
题目问核酸的水解产物 → 磷酸、五碳糖、含氮碱基。
题目问核酸的功能 → 携带遗传信息；DNA 是遗传物质，RNA 参与蛋白质合成。
题目给核酸或核苷酸的结构简式 → 找磷酸、五碳糖、碱基三部分。

注意点

核酸不是蛋白质，也不是糖类；核酸是核苷酸的聚合物。
DNA 和 RNA 的五碳糖不同：DNA 是脱氧核糖，RNA 是核糖；碱基不同：DNA 有 T，RNA 有 U。
核酸水解的最终产物是磷酸、五碳糖和含氮碱基，不是氨基酸。
核酸的相对分子质量很大，属于生物大分子。
高中对核酸的要求是“了解”，重点是组成和功能，不要求详细结构。

原理解释

为什么核酸能携带遗传信息：核苷酸的排列顺序（碱基序列）可以存储信息；DNA 双螺旋中，两条链的碱基通过氢键配对（A—T、G—C），复制时按碱基互补配对，把信息传给下一代（关键一步：碱基序列就是信息，碱基配对保证复制准确）。

为什么 DNA 比 RNA 稳定：DNA 是双螺旋，两条链通过氢键和碱基堆积作用稳定；RNA 通常是单链，容易降解。DNA 的脱氧核糖比 RNA 的核糖少一个羟基，也更稳定（关键一步：双螺旋和脱氧核糖使 DNA 更稳定）。

为什么核酸水解得到磷酸、五碳糖和碱基：核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，水解时这些键断裂，最终得到单个核苷酸的三个组成部分（关键一步：水解断裂磷酸二酯键和糖苷键）。

例题

例 1　（场景：组成）核苷酸由哪三部分组成？DNA 和 RNA 的五碳糖、碱基有什么不同？

解：

判断依据：核苷酸由磷酸、五碳糖、含氮碱基组成。

不同：DNA 的五碳糖是脱氧核糖，碱基是 A、T、G、C；RNA 的五碳糖是核糖，碱基是 A、U、G、C。DNA 通常是双螺旋，RNA 通常是单链。

检验：DNA 有 T 无 U，RNA 有 U 无 T；五碳糖不同。

容易卡在：把 DNA 和 RNA 的碱基记成一样。DNA 有 T，RNA 有 U。

例 2　（场景：水解产物）核酸完全水解的最终产物是什么？

解：

判断依据：核酸 → 核苷酸 → 磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基。

结论：磷酸、五碳糖（脱氧核糖或核糖）、含氮碱基。

检验：核酸是核苷酸的聚合物，水解断裂磷酸二酯键，最终得到三种组成单元。

容易卡在：把水解产物写成氨基酸。核酸水解得到核苷酸组分，不是氨基酸。

例 3　（场景：功能）DNA 和 RNA 各有什么功能？

解：

判断依据：DNA 是遗传物质，携带遗传信息；RNA 参与蛋白质的合成，有些病毒以 RNA 为遗传物质。

结论：DNA 储存遗传信息，通过复制传给下一代；RNA 参与蛋白质合成（mRNA、tRNA、rRNA 等）。

检验：DNA 双螺旋、碱基配对；RNA 单链、碱基序列与 DNA 互补。

容易卡在：认为 RNA 不是核酸。RNA 是核糖核酸，也是核酸。

例 4　（场景：DNA 与 RNA）DNA 和 RNA 在五碳糖、碱基、结构上有什么不同？

解：

判断依据：DNA 是脱氧核糖核酸，RNA 是核糖核酸。

不同：DNA 的五碳糖是脱氧核糖，碱基 A、T、G、C，通常双螺旋；RNA 的五碳糖是核糖，碱基 A、U、G、C，通常单链。

检验：DNA 有 T 无 U，RNA 有 U 无 T。

容易卡在：把两者碱基记成一样。

例 5　（场景：结构组成）描述一个核苷酸的组成，并说明核酸水解的最终产物。

解：

判断依据：核苷酸由磷酸、五碳糖、含氮碱基三部分组成。

组成：磷酸—五碳糖—碱基；多个核苷酸通过磷酸二酯键连成核酸。

水解：核酸完全水解得到磷酸、五碳糖、含氮碱基。

检验：DNA 水解得到脱氧核糖、磷酸、A/T/G/C；RNA 水解得到核糖、磷酸、A/U/G/C。

容易卡在：把核苷酸和核酸混为一谈。核苷酸是组成单元，核酸是聚合物。

常用推论

核酸 → 核苷酸 → 磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基。
DNA：脱氧核糖 + A、T、G、C，双螺旋；RNA：核糖 + A、U、G、C，单链。
核酸水解最终产物是磷酸、五碳糖、含氮碱基。
核酸是生物大分子，携带遗传信息；高中要求“了解”组成和功能。

易错点

错在哪：把核酸的水解产物写成氨基酸。 为什么错：记忆性错误。核酸由核苷酸组成，水解得到磷酸、五碳糖、碱基；蛋白质水解才得到氨基酸。 正确做法：区分核酸和蛋白质的水解产物。
错在哪：把 DNA 和 RNA 的碱基记成完全相同。 为什么错：记忆性错误。DNA 有 T，RNA 有 U。 正确做法：记 DNA：A、T、G、C；RNA：A、U、G、C。
错在哪：认为核酸不是高分子。 为什么错：理解性错误。核酸是核苷酸的聚合物，相对分子质量很大。 正确做法：核酸是生物大分子。

直观理解

核酸像一条“项链”：核苷酸是珠子，每颗珠子由磷酸、五碳糖、碱基三部分组成；DNA 是两条项链按碱基配对拧成双螺旋，RNA 是一条单链。项链上珠子的顺序就是遗传信息。

关联知识点

前置：36.2 糖类（五碳糖）；36.3 蛋白质（生命活动的承担者）。
前置：第 30 章结构表示。
后续：36.5 加聚与缩聚（合成高分子，对比天然高分子）。
常一起考：糖类、蛋白质、核酸的组成和功能。

36.5 加聚反应与缩聚反应

说明

宏观：合成高分子是人工合成的高分子化合物，按反应类型分为加聚物和缩聚物。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯是加聚物；聚酯（PET）、聚酰胺（尼龙）、酚醛树脂是缩聚物。加聚物的链节组成与单体相同，缩聚物的链节组成与单体不同，因为缩聚时脱去了小分子。

微观：

加聚反应：单体含碳碳双键，双键打开，分子间连成长链，没有小分子副产物。链节的组成与单体相同。例如乙烯加聚成聚乙烯，丙烯加聚成聚丙烯，氯乙烯加聚成聚氯乙烯。
缩聚反应：单体含有两个或两个以上官能团（如羧基、羟基、氨基），单体间脱水或脱去其他小分子，形成高分子。链节的组成与单体不同。例如乙二醇与对苯二甲酸缩聚成聚酯，己二胺与己二酸缩聚成尼龙-66，苯酚与甲醛缩聚成酚醛树脂。

符号：

加聚（乙烯）：

\ce{n CH2=CH2 ->[\text{催化剂}] [-CH2-CH2-]_n}

缩聚（乙二醇 + 对苯二甲酸 → 聚酯，示意）：

$\ce{n HOCH2CH2OH + n HOOC-C6H4-COOH ->[\text{催化剂}] [-OCH2CH2OOC-C6H4-CO-]_n + 2nH2O}$

缩聚（己二胺 + 己二酸 → 尼龙-66，示意）：

$\ce{n H2N(CH2)6NH2 + n HOOC(CH2)4COOH -> [-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]_n + 2nH2O}$

加聚与缩聚：加聚是双键打开连成长链，链节组成与单体相同；缩聚是单体间脱去小分子，链节组成与单体不同

使用场景

题目问某高分子是加聚物还是缩聚物 → 看链节组成与单体是否相同：相同是加聚，不同（脱去小分子）是缩聚。
题目要求写加聚方程式 → 单体含 $\ce{C=C}$ ，双键打开，写 $n$ 和链节。
题目要求写缩聚方程式 → 单体含两个官能团，脱去小分子（水、HX 等），写 $n$ 和链节。
题目问某高分子的单体 → 加聚物把链节中的 C—C 改成 C=C；缩聚物找酯基或酰胺基水解。
题目问聚合度或相对分子质量 → 链节相对质量 × $n$ + 端基（忽略端基）。

注意点

加聚反应只生成高分子，没有小分子副产物；缩聚反应生成高分子和小分子（如水）。
加聚物的链节组成与单体相同；缩聚物的链节组成与单体不同，不能把单体直接当链节。
加聚反应的条件通常是催化剂、加热；缩聚反应需要催化剂、加热，有时需要减压除水。
缩聚反应的单体必须有两个或两个以上官能团；只有一个官能团的单体不能缩聚。
酚醛树脂是苯酚与甲醛缩聚，生成物是网状结构（热固性）；聚酯、尼龙是线型结构（热塑性）。
聚合物是混合物， $n$ 不同，相对分子质量不同；聚合物没有固定的熔沸点。

原理解释

为什么加聚物链节与单体相同：加聚是双键打开，分子间互相加成，没有原子或基团脱去，所以链节的组成与单体完全相同（关键一步：加聚是“手拉手”，原子全部进入高分子）。

为什么缩聚物链节与单体不同：缩聚是官能团之间脱水或脱去小分子，单体的一部分原子变成了小分子（如水），所以链节的组成比单体少（关键一步：缩聚是“脱去小分子再连接”）。

为什么缩聚需要两个官能团：缩聚是官能团之间的反应，一个官能团只能反应一次；要有两个官能团，单体才能两端都连上，形成长链（关键一步：两个官能团是“两个接头”，才能连成长链）。

为什么酚醛树脂是热固性：苯酚与甲醛缩聚形成网状交联结构，加热时不能流动，所以是热固性；聚酯、尼龙是线型结构，加热可以流动，是热塑性（关键一步：交联程度决定热塑性/热固性）。

例题

例 1　（场景：判断加聚/缩聚）下列高分子中，属于加聚物的是（　），属于缩聚物的是（　）。

A. 聚乙烯　B. 聚酯　C. 聚氯乙烯　D. 尼龙-66

解：A、C 是加聚物；B、D 是缩聚物。

判断依据：聚乙烯、聚氯乙烯的链节组成与单体相同，是加聚；聚酯、尼龙-66 的链节组成与单体不同，缩聚时脱去水。

容易卡在：把聚酯当成加聚物。聚酯是缩聚物，脱去水。

例 2　（场景：写加聚方程式）写出氯乙烯 $\ce{CH2=CHCl}$ 加聚成聚氯乙烯的化学方程式，指出单体、链节和聚合度。

解：

判断依据：氯乙烯含碳碳双键，加聚时双键打开，链节为 $\ce{-CH2-CHCl-}$ 。

方程式： $\ce{n CH2=CHCl ->[\text{催化剂}] [-CH2-CHCl-]_n}$ 。

单体： $\ce{CH2=CHCl}$ ；链节： $\ce{-CH2-CHCl-}$ ；聚合度： $n$ 。

三查：链节组成 $\ce{C2H3Cl}$ 与单体相同；加聚没有小分子副产物。

容易卡在：把链节写成 $\ce{CH2=CHCl}$ 。加聚后双键打开，链节中是单键。

例 3　（场景：写缩聚方程式）写出乙二醇与对苯二甲酸缩聚成聚酯的化学方程式（示意），指出单体。

解：

判断依据：乙二醇有两个羟基，对苯二甲酸有两个羧基，二者缩聚脱去水，形成聚酯。

方程式： $\ce{n HOCH2CH2OH + n HOOC-C6H4-COOH ->[\text{催化剂}] [-OCH2CH2OOC-C6H4-CO-]_n + 2nH2O}$ 。

单体：乙二醇 $\ce{HOCH2CH2OH}$ 、对苯二甲酸 $\ce{HOOC-C6H4-COOH}$ 。

检验：链节中酯基 $\ce{-COO-}$ 由羧基和羟基脱水形成；缩聚脱去水。

容易卡在：把对苯二甲酸写成对苯二甲酸二甲酯。单体是二元酸和二元醇。

例 4　（场景：聚合度计算）某聚乙烯的相对分子质量为 $28000$ ，求它的聚合度（链节 $\ce{C2H4}$ 的相对质量按 28 计，忽略端基）。

解：

找关系：聚合度 $n = \dfrac{M(\text{高分子})}{M(\text{链节})}$ 。

列式： $n = \dfrac{28000}{28}$ 。

计算： $n = 1000$ 。

检验： $1000$ 个 $\ce{C2H4}$ 链节，相对质量 $28000$ ，合理。

容易卡在：把端基也算进去。题目说忽略端基时，直接用链节相对质量除。

例 5　（场景：由聚合物找单体）某高分子的链节为 $\ce{-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-}$ ，它是加聚物还是缩聚物？单体是什么？

解：

判断依据：链节中有酰胺基 $\ce{-CONH-}$ ，是缩聚物；水解断开酰胺基，羰基补 —OH，氮补 —H，得到己二胺和己二酸。

单体： $\ce{H2N(CH2)6NH2}$ 和 $\ce{HOOC(CH2)4COOH}$ 。

检验：两种单体缩聚脱去水，形成尼龙-66。

容易卡在：把它当成加聚物。链节中有酰胺基，是缩聚物。

常用推论

加聚：单体含 $\ce{C=C}$ ，链节组成与单体相同，无小分子副产物。
缩聚：单体含两个官能团，链节组成与单体不同，脱去小分子（水、HX 等）。
常见加聚物：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。
常见缩聚物：聚酯（PET）、聚酰胺（尼龙-66）、酚醛树脂。
聚合度 $n = \dfrac{M(\text{高分子})}{M(\text{链节})}$ （忽略端基）。

易错点

错在哪：把缩聚物的链节当成单体。 为什么错：理解性错误。缩聚时脱去小分子，链节组成与单体不同。 正确做法：找单体时要水解酯基或酰胺基。
错在哪：认为加聚和缩聚都生成小分子。 为什么错：记忆性错误。加聚没有小分子副产物，缩聚才有。 正确做法：加聚只生成高分子；缩聚生成高分子和小分子。
错在哪：认为只有一个官能团的单体也能缩聚。 为什么错：理解性错误。缩聚需要两个官能团，才能两端连接成长链。 正确做法：检查单体是否有两个或以上官能团。
错在哪：把酚醛树脂当成热塑性。 为什么错：记忆性错误。酚醛树脂是网状交联结构，热固性。 正确做法：线型结构热塑性，网状结构热固性。

直观理解

加聚像很多人手拉手排成长队，每个人都用两只手（双键打开），没有人掉队（没有小分子）；缩聚像两个人各伸出一只手，握住后另一只手要放掉一个小物件（水），所以链节的组成比单体少。加聚的链节和单体一样重，缩聚的链节比单体轻。

关联知识点

前置：第 31 章烯烃的加聚；第 34 章酯化、酰胺。
前置：第 33 章醇、酚；第 34 章羧酸。
前置：第 35 章合成路线中的聚合反应。
后续：36.6 单体的判断；36.7 高分子材料。
常一起考：第 31 章加聚、第 35 章合成路线。

36.6 单体的判断

说明

宏观：给一个高分子，判断它的单体，是有机大题的常考设问。加聚物和缩聚物的判断方法不同：加聚物把链节中的碳碳单键改回双键；缩聚物找酯基或酰胺基，水解断开，得到单体。

微观：

加聚物找单体：链节主链上的碳碳单键改回双键，即得单体。如果是二烯烃加聚，链节中只保留一个双键，找单体时要恢复成单体的两个双键。如果是两种单体共聚，按链节中碳原子的来源拆开。
缩聚物找单体：找链节中的酯基 $\ce{-COO-}$ 或酰胺基 $\ce{-CONH-}$ ，在酯基的 C—O 键或酰胺基的 C—N 键处断开，分别补上 —OH 和 —H，得到二元酸和二元醇（或二元胺）。
酚醛树脂找单体：酚醛树脂是苯酚与甲醛缩聚，链节中有苯环和 $\ce{-CH2-}$ 桥； $\ce{-CH2-}$ 桥来自甲醛，苯环来自苯酚，单体是苯酚和甲醛。

符号：

加聚物找单体（聚乙烯为例）：

\ce{[-CH2-CH2-]_n -> n CH2=CH2}

缩聚物找单体（聚酯为例）：

\ce{[-OCH2CH2OOC-C6H4-CO-]_n + 2nH2O -> n HOCH2CH2OH + n HOOC-C6H4-COOH}

单体的判断：加聚物把链节中的 C—C 改成 C=C；缩聚物找酯基或酰胺基，水解断开得到单体

使用场景

题目给加聚物，问单体 → 把链节中的 C—C 改成 C=C；二烯烃加聚物恢复两个双键。
题目给缩聚物，问单体 → 找酯基或酰胺基，水解断开，补 —OH/—H，得到二元酸、二元醇或二元胺。
题目给共聚物，问单体 → 按链节中碳原子的来源拆开，分别恢复双键或水解。
题目问某单体能否形成高分子 → 看单体是否含 $\ce{C=C}$ （加聚）或两个官能团（缩聚）。
题目问聚合物的链节 → 由单体写链节，注意加聚和缩聚的区别。

注意点

加聚物找单体时，只把链节主链上的 C—C 改成 C=C，不要改动侧链。
二烯烃加聚物（如聚异戊二烯）链节中有双键，找单体时要恢复两个双键，注意 1,4-加成和 1,2-加成的不同。
缩聚物找单体时，酯基 $\ce{-COO-}$ 断开后，羰基一侧补 —OH，氧一侧补 —H；酰胺基 $\ce{-CONH-}$ 断开后，羰基一侧补 —OH，氮一侧补 —H。
酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛，不是苯酚和甲醇。
共聚物的单体要按链节结构拆开，不能整体恢复一个双键。
单体判断后要检查：单体的官能团、碳数、氢数是否与链节一致。

原理解释

为什么加聚物能把 C—C 改回 C=C：加聚是双键打开连成长链，链节中的 C—C 单键就是原来的双键打开后的结果。把 C—C 改回 C=C，就恢复了单体的双键（关键一步：这是形式上的逆推，断哪里连哪里，不是真的解聚反应）。

为什么缩聚物要水解：缩聚是官能团脱水连接，链节中的酯基或酰胺基就是连接点。水解时在连接点断开，补上 —OH 和 —H，就得到原来的单体（关键一步：缩聚的连接点是酯基/酰胺基，水解断开）。

为什么共聚物要拆开：共聚物由两种或多种单体加聚而成，链节中不同碳原子来自不同单体；要按链节的重复单元和取代基位置拆开，分别恢复双键（关键一步：看链节中取代基的分布，判断单体的种类和比例）。

例题

例 1　（场景：加聚物找单体）某高分子的链节为 $\ce{-CH2-CH(CH3)-}$ ，写出它的单体。

解：

判断依据：链节主链上的 C—C 改成 C=C，侧链 $\ce{-CH3}$ 不动。

单体： $\ce{CH2=CH(CH3)}$ ，即丙烯 $\ce{CH2=CHCH3}$ 。

检验：丙烯加聚，双键打开，链节为 $\ce{-CH2-CH(CH3)-}$ ，与题意一致。

容易卡在：把侧链甲基也改动。只改主链的 C—C，侧链不变。

例 2　（场景：缩聚物找单体）某聚酯的链节为 $\ce{-OCH2CH2OOC-C6H4-CO-}$ ，写出它的单体。

解：

判断依据：链节中有酯基 $\ce{-COO-}$ ，水解断开：羰基一侧补 —OH，氧一侧补 —H。

单体：乙二醇 $\ce{HOCH2CH2OH}$ 和对苯二甲酸 $\ce{HOOC-C6H4-COOH}$ 。

检验：乙二醇的两个羟基与对苯二甲酸的两个羧基缩聚，脱去水，形成聚酯链节。

容易卡在：把对苯二甲酸写成对苯二甲酸二甲酯。单体是二元酸，不是酯。

例 3　（场景：聚酰胺找单体）某聚酰胺的链节为 $\ce{-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-}$ ，写出它的单体。

解：

判断依据：链节中有酰胺基 $\ce{-CONH-}$ ，水解断开：羰基一侧补 —OH，氮一侧补 —H。

单体：己二胺 $\ce{H2N(CH2)6NH2}$ 和己二酸 $\ce{HOOC(CH2)4COOH}$ 。

检验：己二胺的两个氨基与己二酸的两个羧基缩聚，脱去水，形成尼龙-66。

容易卡在：把己二胺写成己胺。单体是二元胺，有两个氨基。

例 4　（场景：共聚物找单体）某共聚物的链节为 $\ce{-CH2-CH(CN)-CH2-CH(C6H5)-}$ ，写出它的单体。

解：

判断依据：链节由两种单体加聚而成，按取代基分布拆开：一段是 $\ce{-CH2-CH(CN)-}$ ，一段是 $\ce{-CH2-CH(C6H5)-}$ 。

单体：丙烯腈 $\ce{CH2=CHCN}$ 和苯乙烯 $\ce{CH2=CHC6H5}$ 。

检验：两种单体加聚，双键打开，链节中交替出现两种单元。

容易卡在：把整个链节恢复成一个双键。共聚物要拆成两种单体。

例 5　（场景：由单体写链节）写出下列单体形成的高分子链节：（1）丙烯；（2）乙二醇与对苯二甲酸。

解：

判断依据：丙烯含 $\ce{C=C}$ ，加聚；乙二醇和对苯二甲酸含两个官能团，缩聚。

（1）聚丙烯链节 $\ce{-CH2-CH(CH3)-}$ 。

（2）聚酯链节 $\ce{-OCH2CH2OOC-C6H4-CO-}$ 。

检验：加聚链节组成与单体相同；缩聚链节组成比单体少水。

容易卡在：把缩聚链节写成单体。缩聚链节是脱水后的结构。

常用推论

加聚物找单体：链节主链 C—C 改 C=C；二烯烃加聚物恢复两个 C=C；共聚物按单元拆开。
缩聚物找单体：酯基/酰胺基水解断开，羰基补 —OH，氧/氮补 —H。
聚酯单体：二元酸 + 二元醇；聚酰胺单体：二元酸 + 二元胺。
酚醛树脂单体：苯酚 + 甲醛。
单体判断后检查碳数、氢数和官能团。

易错点

错在哪：加聚物找单体时把侧链也改动。 为什么错：理解性错误。只改主链的 C—C，侧链不变。 正确做法：主链 C—C 改 C=C，侧链保持原样。
错在哪：缩聚物找单体时忘记补水。 为什么错：理解性错误。缩聚时脱去水，找单体时要补 —OH 和 —H。 正确做法：酯基/酰胺基水解，羰基补 —OH，氧/氮补 —H。
错在哪：把共聚物当成均聚物。 为什么错：理解性错误。共聚物由两种或多种单体聚合，链节中有不同的单元。 正确做法：按链节中的取代基和单元拆开。
错在哪：把酚醛树脂的单体写成苯酚和甲醇。 为什么错：记忆性错误。酚醛树脂是苯酚与甲醛缩聚。 正确做法：单体是苯酚和甲醛。

直观理解

找单体像“拆积木”：加聚物是把很多相同的积木手拉手，拆的时候把手松开，恢复双键；缩聚物是积木之间用“水桥”连接，拆的时候把桥水解，补上 —OH 和 —H；共聚物是两种积木混在一起，要按颜色分开。

关联知识点

前置：36.5 加聚与缩聚。
前置：第 31 章烯烃的加聚；第 34 章酯、酰胺。
前置：第 35 章合成路线中的聚合反应。
后续：36.7 高分子材料。
常一起考：第 31 章加聚、第 35 章合成路线。

36.7 高分子材料

说明

宏观：高分子材料分为塑料、合成橡胶、合成纤维三大类，合称“三大合成材料”。塑料有热塑性和热固性：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯是热塑性塑料，酚醛树脂是热固性塑料。合成橡胶有丁苯橡胶、顺丁橡胶等；合成纤维有涤纶、尼龙、腈纶等。高分子材料在带来便利的同时，也造成“白色污染”，需要回收、降解和合理使用。

微观：

塑料：热塑性塑料是线型或支链型结构，加热可以软化、反复加工；热固性塑料是网状交联结构，加热不熔化、不能反复加工。
合成橡胶：天然橡胶是聚异戊二烯，合成橡胶由二烯烃聚合得到；硫化使橡胶分子间形成交联，提高强度和弹性。
合成纤维：涤纶（聚酯）、尼龙（聚酰胺）、腈纶（聚丙烯腈）等；天然纤维有棉、麻、丝、毛。
功能高分子：高吸水性树脂、导电高分子、可降解高分子等；可降解高分子在环境中能分解，减少污染。

符号：常见高分子材料与单体：

材料	高分子	单体
聚乙烯	$\ce{[-CH2-CH2-]_n}$	乙烯
聚丙烯	$\ce{[-CH2-CH(CH3)-]_n}$	丙烯
聚氯乙烯	$\ce{[-CH2-CHCl-]_n}$	氯乙烯
聚苯乙烯	$\ce{[-CH2-CH(C6H5)-]_n}$	苯乙烯
涤纶（聚酯）	聚对苯二甲酸乙二醇酯	乙二醇、对苯二甲酸
尼龙-66	聚己二酰己二胺	己二胺、己二酸
酚醛树脂	网状结构	苯酚、甲醛

高分子材料的分类：塑料、合成橡胶、合成纤维；塑料又分热塑性和热固性

使用场景

题目问某材料属于塑料、橡胶还是纤维 → 按用途分类；塑料看热塑性/热固性。
题目问某塑料能否反复加工 → 热塑性可以，热固性不可以。
题目问橡胶硫化或纤维种类 → 硫化使橡胶交联；涤纶、尼龙、腈纶是合成纤维。
题目问白色污染或可降解高分子 → 回收、降解、减少一次性塑料。
题目给高分子结构，问材料名称或单体 → 按结构找单体（36.6 节），再对应材料。

注意点

塑料、橡胶、纤维是按用途分类，不是按化学组成；同一种高分子可能有不同用途。
热塑性塑料是线型结构，热固性塑料是网状结构；酚醛树脂是热固性。
天然橡胶是聚异戊二烯，不是聚乙烯；合成橡胶由二烯烃聚合。
硫化是橡胶分子间形成交联，使橡胶更耐磨、更有弹性；硫化不是简单的物理混合。
合成纤维不等于天然纤维；棉、麻、丝、毛是天然纤维，涤纶、尼龙、腈纶是合成纤维。
高分子材料难以降解，造成白色污染；回收、可降解高分子、减少一次性用品是解决途径。
灼烧可鉴别蛋白质纤维（烧焦羽毛味）和合成纤维（特殊气味、熔融）。

原理解释

为什么热塑性塑料能反复加工：热塑性塑料是线型或支链型结构，分子链之间没有交联，加热时分子链可以移动，冷却后重新固化，所以可以反复加工（关键一步：线型结构，加热可流动）。

为什么热固性塑料不能反复加工：热固性塑料是网状交联结构，分子链之间用化学键连接，加热不能使分子链自由移动，所以不能反复加工；一旦成型，再加热也不会软化（关键一步：交联结构锁住了分子链）。

为什么橡胶硫化后性能提高：硫化使橡胶分子链之间形成交联，分子链不能自由滑动，但可以变形，所以橡胶的强度、弹性、耐磨性提高（关键一步：适度交联提高性能）。

为什么高分子材料难降解：高分子链的 C—C 键稳定，微生物缺乏分解它们的酶，所以塑料在环境中长期不降解，造成白色污染（关键一步：稳定的碳碳骨架 + 缺少酶）。

例题

例 1　（场景：分类）下列材料中属于热塑性塑料的是（　），属于热固性塑料的是（　）。

A. 聚乙烯　B. 酚醛树脂　C. 聚氯乙烯　D. 聚苯乙烯

解：A、C、D 是热塑性塑料；B 是热固性塑料。

判断依据：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯是线型结构，加热可软化；酚醛树脂是网状交联结构，热固性。

容易卡在：把酚醛树脂当成热塑性。酚醛树脂是热固性。

例 2　（场景：单体与材料）某高分子的链节为 $\ce{-CH2-CH(C6H5)-}$ ，写出它的单体、高分子名称和材料类别。

解：

判断依据：链节主链 C—C 改 C=C，侧链苯基不动，单体是苯乙烯 $\ce{CH2=CHC6H5}$ ；高分子是聚苯乙烯，属于塑料。

检验：苯乙烯加聚，双键打开，链节为 $\ce{-CH2-CH(C6H5)-}$ ；聚苯乙烯是热塑性塑料。

容易卡在：把苯基当成侧链改动。侧链不变。

例 3　（场景：橡胶硫化）天然橡胶为什么要硫化？硫化后结构有什么变化？

解：

判断依据：天然橡胶是聚异戊二烯，分子链之间没有交联，强度和弹性有限；硫化使分子链之间形成交联，提高强度、弹性和耐磨性。

结构变化：硫化后分子链之间形成交联（硫桥），形成网状结构；交联程度适中时橡胶仍有弹性。

检验：硫化橡胶比生胶更耐磨、更有弹性，但不能过度硫化，否则变硬。

容易卡在：认为硫化是物理混合。硫化是化学交联。

例 4　（场景：环保）为什么高分子材料会造成“白色污染”？有哪些解决途径？

解：

判断依据：高分子链的 C—C 键稳定，微生物缺乏分解它们的酶，塑料在环境中长期不降解。

解决途径：回收利用；使用可降解高分子；减少一次性塑料制品；开发替代材料；加强垃圾分类。

检验：可降解高分子在环境中能分解，减少污染；回收利用能减少资源浪费。

容易卡在：只说“塑料难降解”，不答解决途径。题目问“有哪些途径”时要答回收、降解、减量。

例 5　（场景：由结构判断材料）某高分子的链节为 $\ce{-CH2-CHCl-}$ ，写出它的名称、单体和材料类别。

解：

判断依据：链节主链 C—C 改 C=C，单体是氯乙烯 $\ce{CH2=CHCl}$ ；高分子是聚氯乙烯，属于热塑性塑料。

检验：氯乙烯加聚，链节为 $\ce{-CH2-CHCl-}$ ；聚氯乙烯是线型结构，热塑性。

容易卡在：把聚氯乙烯当成热固性。它是热塑性。

常用推论

三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。
热塑性塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯；热固性塑料：酚醛树脂。
天然橡胶是聚异戊二烯；硫化使橡胶交联。
合成纤维：涤纶（聚酯）、尼龙（聚酰胺）、腈纶（聚丙烯腈）；天然纤维：棉、麻、丝、毛。
白色污染：高分子难降解；解决途径是回收、可降解、减量。

易错点

错在哪：认为所有塑料都能反复加工。 为什么错：理解性错误。热固性塑料（酚醛树脂）不能反复加工。 正确做法：线型结构热塑性，网状结构热固性。
错在哪：认为天然橡胶是聚乙烯。 为什么错：记忆性错误。天然橡胶是聚异戊二烯。 正确做法：天然橡胶的单体是异戊二烯。
错在哪：认为硫化是物理变化。 为什么错：理解性错误。硫化是化学交联。 正确做法：硫化使分子链间形成交联，是化学变化。
错在哪：把合成纤维和天然纤维混为一谈。 为什么错：记忆性错误。棉、麻、丝、毛是天然纤维；涤纶、尼龙、腈纶是合成纤维。 正确做法：按来源分类。

直观理解

高分子材料像“面条”：热塑性塑料是煮熟的面条，加热可以变软、重新塑形；热固性塑料是面条之间打了结，成了网，加热也不能流动。橡胶硫化像在面条之间加了“小弹簧”，拉得开、弹得回；塑料难降解像面条很难被微生物“吃掉”。

关联知识点

前置：36.5 加聚与缩聚；36.6 单体的判断。
前置：第 12 章合成材料、白色污染。
前置：第 35 章合成路线中的高分子合成。
常一起考：第 12 章资源与环境、第 31 章加聚。

36.8 知识点之间的关系

本章知识结构：生物大分子（糖类、蛋白质与核酸）与合成高分子（加聚、缩聚、单体、材料）

本章六个知识点分两条线。生物大分子线：36.2 糖类（单糖、二糖、多糖，葡萄糖是多羟基醛）、36.3 蛋白质（氨基酸、肽键、盐析与变性）、36.4 核酸（核苷酸、DNA/RNA）。合成高分子线：36.5 加聚与缩聚（两种聚合方法）、36.6 单体的判断（聚合的逆过程）、36.7 高分子材料（塑料、橡胶、纤维）。两条线的共同点是“单体 → 高分子”和“高分子 → 单体”：糖类、蛋白质、核酸是天然高分子，由单糖、氨基酸、核苷酸单元组成；合成高分子由加聚或缩聚得到。做题时先看是天然高分子还是合成高分子，再看单体和连接方式，最后判断性质和用途。

36.9 自测

葡萄糖和果糖的结构有什么不同？为什么两者都能发生银镜反应？
蔗糖、麦芽糖、淀粉的水解产物分别是什么？
怎样鉴别葡萄糖、蔗糖和淀粉溶液？
氨基酸为什么是两性的？写出甘氨酸与 $\ce{HCl}$ 、 $\ce{NaOH}$ 反应的离子方程式。
写出两个甘氨酸分子缩合生成二肽的化学方程式，指出肽键。
盐析和变性有什么区别？各举一个例子。
核酸由哪三部分组成？DNA 和 RNA 的五碳糖、碱基有什么不同？
判断下列高分子是加聚物还是缩聚物：聚乙烯、聚酯、聚氯乙烯、尼龙-66。
写出氯乙烯加聚的化学方程式，指出单体、链节和聚合度。
某聚酯的链节为 $\ce{-OCH2CH2OOC-C6H4-CO-}$ ，写出它的单体。
某高分子的链节为 $\ce{-CH2-CH(C6H5)-}$ ，写出它的单体和高分子名称。
为什么高分子材料会造成白色污染？有哪些解决途径？

答案：1. 葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮；葡萄糖含醛基，果糖在碱性条件下异构化成葡萄糖和甘露糖，所以都能银镜；2. 蔗糖 → 葡萄糖 + 果糖；麦芽糖 → 2 葡萄糖；淀粉 → 葡萄糖；3. 先加碘水，变蓝的是淀粉；再另取不变蓝的两种溶液，加银氨溶液，水浴加热，产生银镜的是葡萄糖，无银镜的是蔗糖；4. 氨基酸含氨基（碱性）和羧基（酸性）； $\ce{NH2CH2COOH + H+ -> NH3+CH2COOH}$ ， $\ce{NH2CH2COOH + OH- -> NH2CH2COO- + H2O}$ ；5. $\ce{2NH2CH2COOH ->[\text{缩合}] NH2CH2CONHCH2COOH + H2O}$ ，肽键 $\ce{-CO-NH-}$ ；6. 盐析可逆，用饱和 $\ce{(NH4)2SO4}$ 溶液；变性不可逆，用加热、重金属盐、酒精等；7. 核苷酸由磷酸、五碳糖、含氮碱基组成；DNA 是脱氧核糖、A/T/G/C、双螺旋，RNA 是核糖、A/U/G/C、单链；8. 聚乙烯、聚氯乙烯是加聚物；聚酯、尼龙-66 是缩聚物；9. $\ce{n CH2=CHCl ->[\text{催化剂}] [-CH2-CHCl-]_n}$ ，单体 $\ce{CH2=CHCl}$ ，链节 $\ce{-CH2-CHCl-}$ ，聚合度 $n$ ；10. 乙二醇 $\ce{HOCH2CH2OH}$ 和对苯二甲酸 $\ce{HOOC-C6H4-COOH}$ ；11. 苯乙烯 $\ce{CH2=CHC6H5}$ ，聚苯乙烯；12. 高分子链的 C—C 键稳定，微生物缺乏分解它们的酶；解决途径：回收、可降解高分子、减少一次性塑料、垃圾分类。

36.10 深入阅读

国家中小学智慧教育平台：人教版必修第二册第七章第四节“基本营养物质”和选择性必修 3 第四、五章“生物大分子”“合成高分子”的同步课程视频。
人民教育出版社：人教版（2019）教材出版方，可查必修第二册第七章、选择性必修 3 第四、五章的电子教材和课后习题。
PubChem：美国国立卫生研究院的化学物质数据库，可查葡萄糖、氨基酸、核酸碱基和高分子单体的结构。
维基百科 · 蛋白质：蛋白质的组成、结构和功能的扩展阅读，可对照本章的氨基酸、肽键、盐析与变性。