蘇教版高中化學選擇性必修3專題6第一單元第1課時糖類課件

第1課時糖類專題6內容索引010203自主預習新知導學合作探究釋疑解惑課堂小結課標定位素養(yǎng)闡釋1.能描述糖類的組成、結構特點及分類。能從葡萄糖的結構式認識葡萄糖的化學性質,了解葡萄糖的用途。2.能結合實驗認識二糖、多糖的水解規(guī)律;能描述淀粉和纖維素的典型性質和用途。3.宏觀辨識與微觀探析:能從糖類官能團的結構特點,理解糖類的化學性質,并掌握糖類的特殊性。科學態(tài)度與社會責任:能從糖類食品加工和生物質能的開發(fā),認識糖類對生命活動、人類健康和環(huán)境保護的重要性。自主預習新知導學一、糖類—單糖的性質及應用1.糖類。(1)定義:糖類一般是指多羥基醛或多羥基酮以及能水解生成它們的物質。(2)糖類的分類。②低聚糖:通常把由不到20個單糖縮合形成的糖類化合物稱為低聚糖。如二糖有蔗糖、麥芽糖、乳糖、纖維二糖等,這幾種糖互為同分異構體,其分子式均為C12H22O11。③多糖:最常見的多糖是淀粉和纖維素,其通式均為(C6H10O5)n。2.葡萄糖和果糖。(1)葡萄糖和果糖的分子組成與結構。名稱分子式結構簡式官能團類別兩者關系葡萄糖C6H12OCH2OH(CHOH)4CHO—OH、—CHO己醛糖同分異構體果糖C6H12O6、—OH己酮糖(2)葡萄糖的化學性質。葡萄糖分子中含—CHO,能發(fā)生氧化反應和還原(加成)反應;含—OH,能發(fā)生酯化(取代)反應。①完全燃燒生成CO2和H2O。②葡萄糖與乙酸完全酯化,1mol葡萄糖需5mol乙酸。③葡萄糖能和銀氨溶液反應,也能和新制的Cu(OH)2懸濁液反應。④與氫氣反應生成直鏈己六醇。【自主思考1】

葡萄糖與果糖是什么關系?寫出葡萄糖分別與銀氨溶液、新制的氫氧化銅懸濁液反應的化學方程式。提示:互為同分異構體。

二、多糖的性質及應用1.二糖。(1)定義:由兩個單糖分子之間脫去一分子水形成的糖,結構比較復雜。(2)常見的二糖有蔗糖、麥芽糖、乳糖、纖維二糖。(3)性質。①銀鏡反應:能發(fā)生銀鏡反應的常見二糖有麥芽糖、乳糖、纖維二糖。②水解反應:a.蔗糖在硫酸催化下會水解生成葡萄糖和果糖,化學方程式為b.麥芽糖、纖維二糖水解后都只得到葡萄糖,乳糖水解后則得到半乳糖和葡萄糖。麥芽糖、纖維二糖在結構上僅存在微小差異,但性質存在明顯不同:麥芽糖有甜味且能被人體水解,而纖維二糖無甜味且不能被人體水解。2.多糖——淀粉和纖維素。(1)組成:淀粉和纖維素組成都可以用(C6H10O5)n表示,淀粉分子中含有幾百到幾千個葡萄糖單元,纖維素分子中所含的葡萄糖單元更多。(2)性質。①水解反應:在無機酸或酶的催化下,淀粉和纖維素可以發(fā)生水解反應。淀粉在淀粉酶催化下水解生成麥芽糖,在酸催化下水解則生成葡萄糖。纖維素完全水解的化學方程式為②纖維素的酯化反應。纖維素在一定條件下可與濃硝酸發(fā)生酯化反應得到纖維素硝酸酯(俗稱硝化纖維)?；瘜W方程式為纖維素能與乙酸酐作用生成纖維素乙酸酯(俗稱醋酸纖維)。

(3)用途。①多糖是生物體重要的組成成分。纖維素是構成植物細胞壁的基礎物質,淀粉則是植物貯存能量的主要形式。②人類對纖維素利用歷史悠久,其中造紙術是杰出代表。③含氮量高的硝化纖維是一種烈性炸藥,醋酸纖維常用于生產電影膠片片基,黏膠纖維用于生產人造絲或人造棉?！咀灾魉伎?】

人體不能消化纖維素,但纖維素是人類食物中不可缺少的。膳食中的纖維素對人體健康有哪些積極作用?提示:纖維素能使腸道保持濕潤、通暢并有助于食物消化吸收;能加強腸道蠕動,減少有毒物質的積累和停留時間,有助于預防腸道疾病的發(fā)生?！拘Ч詼y】

1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)含有C、H、O三種元素的有機物叫糖。(

)(2)糖類通常根據(jù)能否水解以及水解后的產物來分類的。(

)(3)葡萄糖和果糖互為同系物。(

)(4)糖類物質均能發(fā)生銀鏡反應。(

)(5)淀粉和纖維素的通式相同且最終水解產物相同。(

)(6)向淀粉水解液中加入Cu(OH)2并加熱未出現(xiàn)紅色沉淀,說明淀粉沒有水解。(

)√×××√×2.(雙選)下列有關糖類物質的敘述中正確的是(

)。A.凡符合通式Cm(H2O)n的化合物都屬于糖類,不符合通式Cm(H2O)n的化合物都不屬于糖類B.凡具有甜味的物質都屬于糖類,凡不具有甜味的物質都不屬于糖類C.糖類物質只含碳、氫、氧三種元素,但含碳、氫、氧三種元素的有機物不一定是糖類D.糖類物質有的具有還原性,有的不具有還原性答案:CD解析:糖類一般是多羥基酮或多羥基醛以及能水解生成它們的物質,與是否符合通式Cm(H2O)n、是否有甜味沒有必然聯(lián)系,A、B項錯誤。合作探究釋疑解惑探究任務1葡萄糖的結構與性質問題引領將葡萄糖溶液分別滴入酸性高錳酸鉀溶液和溴水中,會有何現(xiàn)象?提示:酸性高錳酸鉀溶液和溴水均會褪色,因為它們都是強氧化劑,可以氧化葡萄糖中的醛基而褪色。歸納提升1.葡萄糖分子結構的探究。

步驟探究實驗推理結論①1.80g葡萄糖完全燃燒,得到2.64gCO2和1.08gH2O0.01mol葡萄糖中,n(C)=0.06mol,n(H)=0.12mol,n(O)=0.06mol最簡式為CH2O②經質譜法測出葡萄糖的相對分子質量為180Mr[(CH2O)n]=180,得n=6分子式為C6H12O6步驟探究實驗推理結論③在一定條件下,1.80g葡萄糖與乙酸完全酯化,生成乙酸酯的質量為3.90gn(葡萄糖)=0.01mol,1mol羥基與乙酸發(fā)生酯化反應,生成酯的質量比原物質的質量增加42g(即C2H2O),現(xiàn)增加2.10g,即含有羥基0.05mol1mol葡萄糖中有5mol羥基④葡萄糖可以發(fā)生銀鏡反應—分子中含有醛基⑤葡萄糖可以被還原為直鏈己六醇—葡萄糖分子為直鏈結構2.葡萄糖的化學性質。(1)羥基的性質。酯化反應:葡萄糖分子中的羥基能與羧酸發(fā)生酯化反應,1mol葡萄糖最多能與5mol一元羧酸發(fā)生酯化反應。(2)醛基的性質。①氧化反應。反應種類實驗操作實驗現(xiàn)象反應的化學方程式銀鏡反應試管內壁上有銀鏡出現(xiàn)CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O反應種類實驗操作實驗現(xiàn)象反應的化學方程式與新制的Cu(OH)2懸濁液反應試管中有紅色沉淀出現(xiàn)CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O生理氧化在人體組織中,葡萄糖在酶的催化作用下,被氧化為CO2和H2O,同時放出熱量,以維持人體生命活動所需要的能量C6H12O6+6O2

6CO2+6H2O②還原反應:葡萄糖分子中含有醛基。醛基中的碳氧雙鍵能夠發(fā)生加成反應,葡萄糖可被催化加氫還原成己六醇,(3)其他性質。①氧化反應:典型例題【例題1】

下列關于葡萄糖和果糖的說法錯誤的是(

)。A.葡萄糖和果糖都是常見的多羥基醛B.葡萄糖和果糖都能與H2在一定條件下作用生成己六醇C.葡萄糖與乙酸作用可生成葡萄糖五乙酸酯D.葡萄糖和果糖都是單糖,互為同分異構體答案:A解析:葡萄糖是多羥基醛,而果糖是多羥基酮,A項錯誤。葡萄糖分子中含有5個—OH和1個—CHO,果糖分子中含有5個—OH和1個

,醛基和羰基都能與H2加成,生成己六醇,B項正確。葡萄糖分子中含有5個—OH,與乙酸反應可生成葡萄糖五乙酸酯,C項正確。葡萄糖和果糖都是單糖,分子式均為C6H12O6,結構不同,兩者互為同分異構體,D項正確。葡萄糖和果糖的比較

類別葡萄糖果糖分子式C6H12O6C6H12O6物理性質白色晶體,有甜味,易溶于水無色晶體,有甜味,易溶于水、乙醇和乙醚結構簡式(多羥基醛)(多羥基酮)相互關系互為同分異構體用途用于制鏡、糖果、醫(yī)藥等行業(yè)主要用于食品工業(yè)【變式訓練1】

下列反應中能用于檢驗尿液中是否含有葡萄糖的是(

)。A.加金屬鈉看是否有氫氣放出B.與新制的氫氧化銅懸濁液混合后共熱,觀察是否有紅色沉淀生成C.與醋酸和濃硫酸共熱,觀察是否有水果香味物質生成D.加入酸性高錳酸鉀溶液,看溶液是否褪色答案:B解析:檢驗葡萄糖可利用其分子結構中含有醛基,將其與新制的氫氧化銅懸濁液混合后共熱,看是否有紅色沉淀生成來判定,也可借助銀鏡反應來檢驗葡萄糖。探究任務2二糖問題引領1.向銀氨溶液中加入蔗糖溶液,水浴加熱。觀察到沒有銀鏡生成。

通過上述實驗,你能得出什么結論?提示:蔗糖分子結構中不含醛基,無還原性,是一種非還原性糖,故不能發(fā)生銀鏡反應。2.向蔗糖溶液中加入稀硫酸,加熱一段時間后,加入NaOH溶液,調節(jié)溶液呈堿性,再加入新制的氫氧化銅懸濁液,加熱?？梢娪屑t色沉淀出現(xiàn)。通過上述實驗,你能得出什么結論?提示:蔗糖在硫酸的催化作用下能發(fā)生水解反應,其水解產物能與新制的氫氧化銅懸濁液反應。歸納提升1.蔗糖、麥芽糖的結構和化學性質的實驗探究。

實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論試管內無明顯現(xiàn)象蔗糖分子中無醛基,是非還原性糖;麥芽糖分子中含有醛基,是還原性糖試管內產生紅色沉淀實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論①

②把蔗糖溶液換為麥芽糖溶液,重復實驗操作加入銀氨溶液的試管中都產生銀鏡;加入新制的氫氧化銅懸濁液的試管中都出現(xiàn)紅色沉淀蔗糖的水解產物分子中含有醛基,具有還原性;麥芽糖的水解產物分子中含有醛基,具有還原性為保證上述實驗成功,應注意:①盛蔗糖或麥芽糖溶液的試管要預先洗凈,可先用NaOH溶液洗滌,再用清水洗凈;②蔗糖或麥芽糖水解實驗需要用水浴加熱;③檢驗水解產物為葡萄糖時,一定要先加NaOH溶液中和作催化劑的稀硫酸,至溶液呈堿性后再加銀氨溶液或新制的氫氧化銅懸濁液,否則實驗會失敗。2.蔗糖和麥芽糖的比較。

名稱蔗糖麥芽糖相似點(1)組成相同,分子式均為C12H22O11,互為同分異構體(2)都屬于二糖,1mol二糖水解后生成2mol單糖(3)水解產物都能發(fā)生銀鏡反應,都能還原新制的Cu(OH)2懸濁液(4)都具有甜味(蔗糖更甜)不同點官能團不含醛基(非還原性糖)含有醛基(還原性糖)化學性質不能發(fā)生銀鏡反應,也不能還原新制的Cu(OH)2懸濁液能發(fā)生銀鏡反應,能還原新制的Cu(OH)2懸濁液水解產物葡萄糖和果糖葡萄糖來源以甘蔗和甜菜含量最多淀粉在酶作用下的水解產物用途甜味食物、制紅糖和白糖等甜味食物、制飴糖典型例題【例題2】

下列關于蔗糖屬于非還原性糖,而其水解產物具有還原性的實驗方案的說法中正確的是(

)。A.驗證蔗糖屬于非還原性糖的操作順序:④③B.驗證蔗糖屬于非還原性糖的操作順序:④②⑤C.驗證蔗糖水解產物具有還原性的操作順序:①④⑤D.驗證蔗糖水解產物具有還原性的操作順序:②④⑤答案:D解析:糖類是否屬于還原性糖,可通過銀鏡反應加以證明。銀鏡反應應該在水浴中進行加熱,故不能選擇③,同時考慮到銀鏡反應的發(fā)生應該在堿性條件下進行,故蔗糖水解后應先加堿中和過量的酸,才能進行銀鏡反應。綜上所述,D項正確。1.能發(fā)生銀鏡反應的物質,其分子結構中必含有—CHO的結構,但不一定屬于醛類。目前已學過的能發(fā)生銀鏡反應的物質:醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖等。2.能發(fā)生水解反應的物質主要有酯、蔗糖、麥芽糖、淀粉、纖維素、酰胺等。鹵代烴在堿性條件下水解,酯在酸性或堿性條件下均能水解,其中堿性條件下水解趨于完全,蔗糖、麥芽糖在稀硫酸作催化劑條件下能水解。【變式訓練2】

下列關于二糖的說法中不正確的是(

)。A.蔗糖與麥芽糖互為同分異構體B.蔗糖與麥芽糖的分子式都是C12H22O11C.蔗糖與麥芽糖的水解產物完全相同D.麥芽糖能發(fā)生銀鏡反應,蔗糖不能發(fā)生銀鏡反應答案:C解析:蔗糖與麥芽糖的分子式都是C12H22O11,兩者互為同分異構體;麥芽糖是還原性二糖,而蔗糖無還原性;蔗糖的水解產物是果糖和葡萄糖,而麥芽糖的水解產物只有葡萄糖。探究任務3淀粉和纖維素的比較問題引領1.鑒別淀粉和纖維素的方法有哪些?提示:①分別加入碘水,變藍色的為淀粉;②分別加熱水攪拌,呈糊狀的為淀粉;③放在嘴里咀嚼,有甜味的是淀粉。2.如何利用淀粉制取酒精?寫出相應的化學方程式。

提示:由淀粉制取酒精的過程為

歸納提升1.淀粉和纖維素的比較。

類別淀粉纖維素通式(C6H10O5)n(C6H10O5)n結構由幾百到幾千個葡萄糖單元構成纖維素分子中所含的葡萄糖單元更多物理性質白色、無氣味、無味道的粉末狀的物質,不溶于冷水白色、無氣味、無味道的粉末狀的物質,不溶于水,也不溶于一般的有機溶劑化學性質①遇碘變藍;②無還原性;③能發(fā)生水解反應,最終產物是葡萄糖①遇碘不變藍;②無還原性;③能發(fā)生水解反應,但比淀粉困難,最終產物是葡萄糖類別淀粉纖維素用途是植物貯存能量的主要形式;是一種重要的工業(yè)原料,可以制造葡萄糖和酒精等是構成植物細胞壁的基礎物質;膳食纖維是人體消化過程中的重要物質;普遍用于紡織工業(yè)、造紙和制造人造纖維等相互關系由于葡萄糖單元的結構和數(shù)目不同,淀粉和纖維素既不是同分異構體,也不是同系物。都屬于天然高分子化合物2.淀粉水解程度的判斷。(1)實驗原理:用銀氨溶液或新制的Cu(OH)2懸濁液和碘水來檢驗淀粉是否發(fā)生了水解及水解是否完全。(2)實驗步驟。(3)實驗現(xiàn)象和結論。

編號現(xiàn)象A現(xiàn)象B結論①未出現(xiàn)銀鏡溶液變成藍色淀粉尚未水解②出現(xiàn)銀鏡溶液變成藍色淀粉部分水解③出現(xiàn)銀鏡溶液不變藍色淀粉完全水解典型例題【例題3】

某學生設計了以下四個實驗方案,用以檢驗淀粉的水解情況。

根據(jù)上述操作現(xiàn)象,回答設計、結論是否正確。然后簡要說明理由。(1)甲方案

。

(2)乙方案

。

(3)丙方案

。

(4)丁方案

。

答案:(1)設計和結論都不正確。因加入NaOH溶液呈堿性后,加入I2,I2與NaOH溶液發(fā)生反應,不能證明淀粉是否存在(2)設計和結論都不正確。因為在酸性條件