高中化學(xué) 維生素和微量元素知識(shí)講解學(xué)案 選修1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精維生素和微量元素【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解脂溶性和水溶性維生素，了解維生素c的結(jié)構(gòu)、功能和性質(zhì)；2、了解微量元素對維持人體生命活動(dòng)、促進(jìn)健康生長和發(fā)育的重要作用。【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、維生素1維生素的物質(zhì)屬類維生素是參與生物生長發(fā)育和新陳代謝所必需的一類小分子有機(jī)化合物。2維生素的作用維生素在體內(nèi)有特殊的生理功能或作為輔酶催化某些特殊的化學(xué)反應(yīng)。要點(diǎn)詮釋:(1）人體對維生素的需要量雖然極少，但這極微量的物質(zhì)卻能調(diào)節(jié)各種器官的機(jī)能并維持各種細(xì)胞的特性，對人體的生長和健康至關(guān)重要.（2)不同維生素的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)各不相同。（3）維生素可以不經(jīng)過消化直接被人體吸收。(4）大多數(shù)

2、維生素不能在人體內(nèi)合成,而必須從食物中攝取。3維生素的分類通常根據(jù)維生素的溶解性不同,可分為脂溶性維生素和水溶性維生素。脂溶性和水溶性維生素的比較脂溶性維生素水溶性維生素溶解性難溶于水，易溶于脂肪和有機(jī)溶劑易溶于水在體內(nèi)消化過程和脂類共存于食物中，并隨脂類一起被吸收，不易排泄，易在體內(nèi)積存，主要存在于肝臟中易被人體吸收，多余的隨尿液排出體外，一般不易在體內(nèi)積存，容易缺乏包含種類維生素a、d、e和k等維生素c和維生素b族（b1、b2、煙酸和煙酰胺、b6、生物素、泛酸、葉酸和b12等來源動(dòng)物肝臟水果、蔬菜4維生素c（1）結(jié)構(gòu)：分子式為c6h8o6。 結(jié)構(gòu)簡式： 分子中含有的官能團(tuán)種類為羥基、酯基，

3、屬于醇類化合物或酯類化合物。分子中含有4個(gè)oh、1個(gè)酯基、1個(gè)碳碳雙鍵，是環(huán)狀化合物。顯然,維生素c不是高分子化合物。 （2）物理性質(zhì)：維生素c是一種無色晶體，無臭，味酸,久置反變?yōu)榈S色，水溶液呈酸性。易溶于水中，微溶于乙醇，不溶于氯仿或乙醚。熔點(diǎn)190192，熔融時(shí)易發(fā)生分解. （3）化學(xué)性質(zhì)：在所有維生素中，維生素c是最不穩(wěn)定的.維生素c的化學(xué)特性是容易失去電子，是一種較強(qiáng)的還原劑.維生素c易被空氣中的氧氣氧化，加工和烹調(diào)時(shí)容易被破壞。其水溶液在空氣中很快變質(zhì),尤其在堿性溶液中遇光或加熱更易變質(zhì)，溶液通常由無色淡黃色-黃色-棕色。維生素c在放置過程中遇光、熱易變色而失去療效，故應(yīng)遮光、密

4、封保存。如： 要點(diǎn)詮釋：根據(jù)維生素c的結(jié)構(gòu)可推斷其可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：酯化反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)。 在酸性溶液中穩(wěn)定,在中性或堿性溶液中易被氧化分解；鐵、銅等金屬離子能夠加速其氧化速率。 （4）維生素c的主要生理功能：維生素c在體內(nèi)參與多種反應(yīng)，如參與氧化還原過程，在生物氧化和還原過程以及細(xì)胞呼吸中起重要作用。 維生素c的主要作用：促進(jìn)骨膠原的生物合成，利于傷口愈合。 促進(jìn)氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代謝,延長肌體壽命。 改善鐵、鈣和葉酸的利用. 改善脂肪和類脂特別是膽固醇的代謝,預(yù)防心血管病。 促進(jìn)牙齒和骨骼的生長，防止牙齦出血。 增強(qiáng)肌體對外界環(huán)境的抗應(yīng)激能力和免疫力。 維生素c是無毒的營養(yǎng)

5、素，但每天攝入量超過8克會(huì)有害，癥狀包括：惡心，腹部痙攣，腹瀉。維生素c可促進(jìn)鐵的吸收，鐵的過量吸收會(huì)使紅血球破壞，骨骼礦物質(zhì)代謝增強(qiáng),妨礙抗凝劑的治療，血漿膽固醇升高，并可能對大劑量維生素c形成依賴。 維生素c缺乏時(shí),其癥狀表現(xiàn)為： 牙齦腫脹出血，牙床潰爛、牙齒松動(dòng). 骨骼畸形、易骨折。 傷口難愈合等.嚴(yán)重地會(huì)引起壞血病、貧血。 大出血和心臟衰竭，嚴(yán)重時(shí)有猝死的危險(xiǎn)。 肌肉纖維衰退，包括心肌衰退。 （5）存在：維生素c廣泛存在于新鮮水果和綠色蔬菜中，如山楂、鮮棗、檸檬、橘子、辣椒、西紅柿、豆角、白菜等。人體不能合成維生素c，必須從食物中獲得.要點(diǎn)二、微量元素 1常量元素與微量元素 常量元素：

6、含量在0。01%以上的元素，如碳、氫、氧、氮、鈉、鎂、鈣、磷、硫、鉀、氯共11種;微量元素:含量在0.01%以下的元素，如鐵、銅、錳、鈷、鉬、硒、碘、鋰、鉻、氟、錫、硅、釩、砷、硼共16種;礦物質(zhì):除了組成有機(jī)物的碳、氫、氧、氮、硫等外，其他一些金屬和非金屬元素統(tǒng)稱為礦物質(zhì).2微量元素對人體的重要作用微量元素在體內(nèi)的含量極少,其質(zhì)量不到體重的萬分之一，但它們對于維持生命活動(dòng)、促進(jìn)健康生成和發(fā)育卻有及其重要的作用.缺少或者攝入過多，都可能導(dǎo)致患有各種代謝疾病,尤其對正處于長身體階段的青少年就更是如此。3碘碘是人體必須的微量元素之一，在人體內(nèi)的含量僅約為30mg，其中一半左右集中在甲狀腺內(nèi),其余則

7、分布于其他組織。（1）人體內(nèi)碘的來源：人體的碘完全從外界攝入。食物中海帶、海魚等海產(chǎn)品中含碘最多。碘是合成甲狀腺激素不可缺乏的重要原料，補(bǔ)碘的有效途徑是食用含碘食鹽。 (2)碘缺乏的危害:碘缺乏病簡稱idd，是由于人類生存自然環(huán)境中缺少碘而引起的疾病。 碘是人體甲狀腺激素的重要原料,與人體的生長發(fā)育和新陳代謝關(guān)系密切,特別是對大腦的發(fā)育起著決定性的作用，因此，碘又被稱為“智力元素”。 人體缺碘會(huì)導(dǎo)致甲狀腺功能異常，分泌激素過量或不足，勢必對機(jī)體的代謝、生長發(fā)育和智力發(fā)育造成很大影響,導(dǎo)致種種疾病的發(fā)生。 成年人膳食和飲水中長時(shí)間地缺少碘便會(huì)發(fā)生甲狀腺腫大,病人的甲狀腺細(xì)胞數(shù)目增多、體積增大，甲

8、狀腺位于頸前部,因而此病俗稱大脖子病。 孕婦、乳母缺碘會(huì)導(dǎo)致胎兒和嬰幼兒發(fā)育期大腦皮層中主管語言、聽覺和智力的部分不能得到完全分化和發(fā)育. （3）食鹽中加碘的方法：食鹽中所加的碘是碘的化合物，一般加入的物質(zhì)是kio3,因?yàn)樗诔叵虏灰讚]發(fā)、不吸水、流失少、易保存等優(yōu)點(diǎn)。 （4)使用加碘食鹽應(yīng)注意的問題: 少量購買，吃完再買。 食用時(shí)不可加入過量食醋,碘與酸性物質(zhì)接觸會(huì)遭到破壞。 碘鹽放入容器中，要加蓋及時(shí)密封，并存在陰涼、通風(fēng)、避光處。 防止高溫，因?yàn)榈馑徕浭軣嵋追纸?，所以忌高溫放碘鹽，一般應(yīng)在菜出鍋前放。 【拓展延伸】食鹽中所加的碘不是碘單質(zhì)，也不是常見的碘化物(如ki等）。 a.食鹽為白

9、色固體,碘單質(zhì)為有色固體，故從顏色上可以判斷食鹽中未加i2. b。ki具有較強(qiáng)還原性,在空氣中易被氧化變質(zhì)，發(fā)生的反應(yīng)為：4ki+o2+2h2o=4koh+2i2.故食鹽中加碘化物時(shí)，碘元素易損失。 （5)檢驗(yàn)食鹽中是否含碘元素。 反應(yīng)原理：io3+5i+6h+=3i2+3h2o 【操作】取一定量食鹽，加入ki和稀硫酸，然后滴入淀粉溶液。 【現(xiàn)象及結(jié)論】溶液變?yōu)樗{(lán)色，表明食鹽中含碘元素。4鐵（1）鐵在人體中的含量與存在. 鐵在人體內(nèi)的含量約為4 g5 g,是人體必需的微量元素中含量最多的一種。人體內(nèi)含鐵化合物主要分為兩類，即功能性鐵和儲(chǔ)存鐵。功能性鐵和血紅蛋白一起參與氧的運(yùn)輸，其余的鐵與各種酶

10、結(jié)合，分布于身體各器官。 （2）人體對鐵的需求量以及鐵的來源。 成人每天排出的鐵約1 mg,為了滿足生理需要,每天應(yīng)補(bǔ)鐵15 mg20 mg。動(dòng)物內(nèi)臟、動(dòng)物全血、肉類、魚類、蛋類等動(dòng)物性食物中的鐵容易被吸收。一般蔬菜中鐵的含量較少，吸收率也低. (3)鐵對人體健康的影響。 缺鐵性貧血是全球分布最廣的營養(yǎng)問題，在兒童和育齡婦女，特別是孕期婦女中非常嚴(yán)重，但也同時(shí)影響男性和年齡較大的婦女。鐵缺乏可引起工作效率降低、學(xué)習(xí)效率下降、生長發(fā)育不良、發(fā)病率的增高。補(bǔ)鐵劑一般為fe2+的化合物?！镜湫屠}】類型一:維生素在人體中的作用例1、關(guān)于維生素的下列說法中正確的是( )a維生素是生物生長發(fā)育和新陳代謝

11、所必需的物質(zhì)b維生素容易在體內(nèi)積存，主要積存在肝臟c維生素容易被人體吸收，多余的隨尿液排出體外,不易在體內(nèi)積存，所以容易缺乏d人體需要的所有維生素都必須從食物中攝取【思路點(diǎn)撥】維生素按溶解性可分為脂溶性維生素和水溶性維生素。兩種維生素的性質(zhì)不同，做題時(shí)注意區(qū)分?！敬鸢浮縜【解析】a項(xiàng)關(guān)于維生素的作用的說法是正確的。脂溶性維生素不易排泄,容易在人體內(nèi)積存，主要積存在肝臟；水溶性維生素容易被人體吸收，多余的則隨尿液排出體外，一般不易在體內(nèi)積存，容易缺乏,故b、c項(xiàng)均不正確.大多數(shù)維生素必須從食物中攝取，而不是所有的維生素都必須從食物中攝取，故d項(xiàng)不正確。【總結(jié)升華】人體所需要的維生素中，除維生素d

12、在太陽光照射下能在人體內(nèi)合成、維生素a能由攝入的胡蘿卜素轉(zhuǎn)化而來以外，人體需要的其他維生素都必須從食物中攝取。舉一反三:【變式1】維生素對人體的作用是( ）a構(gòu)成人體細(xì)胞和組織的重要材料b能為人體提供能量c調(diào)節(jié)新陳代謝、預(yù)防疾病和維持健康d大量補(bǔ)充人體所需能量【答案】c【解析】構(gòu)成人體細(xì)胞和組織的重要材料是油脂和蛋白質(zhì),a項(xiàng)錯(cuò)誤；人體內(nèi)的供能物質(zhì)主要是糖類，其次為油脂和蛋白質(zhì)，維生素不是供能物質(zhì)，b、d項(xiàng)錯(cuò)誤。類型二：維生素c的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和作用例2、維生素c（又名抗壞血酸，分子式為c6h8o6）具有較強(qiáng)的還原性，放置在空氣中易被氧化，其含量可通過在弱酸性溶液中用已知溶液的i2溶液進(jìn)行滴定.該反

13、應(yīng)的化學(xué)方程式如下：c6h8o6+i2c6h6o6+2hi現(xiàn)欲測定某樣品中維生素c的含量，具體的步驟及測得的數(shù)據(jù)如下:取10ml 6mol/lch3cooh，加入100ml蒸餾水，將溶液加熱煮沸后放置冷卻。精確稱取0.2000g樣品,溶解于上述冷卻的溶液中，加入1ml淀粉指示劑，立即用濃度為0.05000mol/l的i2溶液進(jìn)行滴定,直至溶液中的藍(lán)色持續(xù)不褪為止,共消耗21。00mli2溶液。為何加入的ch3cooh稀溶液要先經(jīng)煮沸、冷卻后才能使用？計(jì)算樣品中維生素c的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?！舅悸伏c(diǎn)撥】本題考查有關(guān)維生素的性質(zhì)以及計(jì)算問題。維生素c含有羥基、酯基、碳碳雙鍵官能團(tuán),其化學(xué)性質(zhì)主要是還原性。

14、【答案】煮沸是為了除去溶液中溶解的o2,避免維生素c被o2氧化,冷卻是為了減緩滴定過程中維生素c與液面上空氣接觸時(shí)被氧化的速度。0。05000mol/l0。021l176g/mol0.2000g100%=92。4%【解析】反應(yīng)原理是用碘氧化維生素c,維生素c溶液中滴入淀粉溶液,當(dāng)維生素c被碘氧化后繼續(xù)滴入碘溶液使淀粉溶液變藍(lán)。由于維生素c易被空氣氧化,實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)避免氧氣的進(jìn)入.【總結(jié)升華】一方面考查化學(xué)知識(shí),同時(shí)結(jié)合生產(chǎn)、貼近生活、貼近生活健康知識(shí)的試題，是命題的方向?？疾榈闹R(shí)還是所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，如根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)判斷物質(zhì)的性質(zhì)等。舉一反三:【變式1】維生素c廣泛存在于新鮮水果和綠色蔬菜中，

15、結(jié)構(gòu)簡式如下圖所示,在受熱時(shí)容易被氧化.研究表明，中學(xué)生每天需補(bǔ)充約60 mg維生素c. （1）維生素c中含有_（填一種官能團(tuán)的名稱）。 （2）維生素c_(填“能”或“不能”）使溴水褪色。 （3）下列物質(zhì)中，含有豐富維生素c的是_. a辣椒 b雞蛋 c米飯（4）為減少維生素c的損失，新鮮蔬菜更適宜_(填“生吃”或“熟吃”）?！敬鸢浮浚?）碳碳雙鍵或羥基或酯基 （2）能 （3)a （4）生吃【解析】維生素c的分子式為c6h8o6,含有三種官能團(tuán)：碳碳雙鍵、羥基、酯基；由于可與溴發(fā)生加成反應(yīng)，因此維生素c可使溴水褪色.蔬菜中含維生素c多一些，由于維生素c加熱時(shí)易被氧化，因此新鮮蔬菜更適宜生吃。類型

16、三：微量元素在人體內(nèi)的功能例3、鐵元素是人體的重要營養(yǎng)元素，鐵在人體內(nèi)的主要功能是以血紅蛋白（含低價(jià)鐵）的形式參加氧的轉(zhuǎn)運(yùn)、交換和組織呼吸過程，以及在體內(nèi)用于生產(chǎn)供給生命活動(dòng)需要的細(xì)胞能量atp。（1)人體正常的血紅蛋白應(yīng)該含fe2+，若誤食亞硝酸鹽，則導(dǎo)致低鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)化成高鐵血紅蛋白而中毒。服用維生素c可解除亞硝酸鹽中毒。下列說法正確的是（ ）a亞硝酸鹽是還原劑b維生素c是還原劑c維生素c將fe3+還原成fe2+d亞硝酸鹽被氧化(2)乳酸可以與精制鐵粉制備一種藥物，反應(yīng)方程式為:2ch3ch（oh)cooh+fech3ch(oh）coo2fe+h2反應(yīng)方程式中，氧化劑是_，還原劑是_,產(chǎn)物

17、乳酸亞鐵可以治療的疾病是_。（3）舉一例說明鐵元素在人體中的重要作用：_。【思路點(diǎn)撥】本題的立意新，借助fe在人體內(nèi)的功能考查氧化還原反應(yīng)的基本知識(shí)，仔細(xì)分析題便可根據(jù)氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)作答?！敬鸢浮浚?）bc （2）乳酸 fe 缺鐵性貧血（3）人體內(nèi)的血紅蛋白中含鐵,如果鐵的攝入量不足，吸收利用不良時(shí),將使機(jī)體出現(xiàn)缺鐵性或營養(yǎng)性貧血 【解析】（1）由于fe2+具有還原性,而亞硝酸鹽有較強(qiáng)的氧化性,因此，誤服亞硝酸鹽后，低鐵血紅蛋白中的fe2+便被氧化成fe3+而喪失輸氧能力，導(dǎo)致中毒.用維生素c可解除亞硝酸鹽中毒現(xiàn)象，說明維生素c又可將高鐵蛋白還原成低鐵蛋白,故本題答案應(yīng)為b和c。（2）

18、由于金屬fe的化合價(jià)升高，因此反應(yīng)中還原劑必為fe，氧化劑應(yīng)該是乳酸（其中的氫元素化合價(jià)降低）;由于乳酸亞鐵屬于低價(jià)鐵的化合物,因此，用它可治療缺鐵性貧血?！究偨Y(jié)升華】體內(nèi)缺鐵將會(huì)導(dǎo)致人的記憶力、免疫力和對溫度的適應(yīng)能力等生理功能下降。如果體內(nèi)的鐵不足以供給生命活動(dòng)需要,就會(huì)發(fā)生貧血。含鐵較多的食物有：動(dòng)物肝臟、動(dòng)物全血、肉類、魚類、豆類、黑木耳。舉一反三:【變式1】某人患輕微的貧血病,醫(yī)生建議他服用一段時(shí)間的補(bǔ)鐵保健品。補(bǔ)鐵保健品中的鐵顯示的價(jià)態(tài)為（ )。 a0價(jià) b+2價(jià) c+3價(jià) d各種價(jià)態(tài)都有【答案】b【解析】血紅蛋白中的fe2+能與氧氣發(fā)生可逆性結(jié)合,因此補(bǔ)鐵時(shí)應(yīng)補(bǔ)充fe2+。例4、碘缺乏癥遍及全球，多發(fā)生于山區(qū),南美的安第斯山區(qū)、歐洲的阿爾卑斯山區(qū)等是高發(fā)病地區(qū)。我國云南、河南等10余省的山區(qū)發(fā)病率也較高。據(jù)估計(jì)，我國患者大約有100萬人左右。為控制該病的發(fā)生,較為有效的方法是食用加碘食鹽.我國政府以國家標(biāo)準(zhǔn)的方式規(guī)定在食鹽中添加碘酸鉀（kio3）。據(jù)