2024高考化學一輪復(fù)習第十二章有機化學基礎(chǔ)第41講基本營養(yǎng)物質(zhì)學案

PAGE16-第41講基本養(yǎng)分物質(zhì)一、糖類1．糖類的組成、結(jié)構(gòu)和分類(1)組成：包括eq\o(□,\s\up3(01))C、eq\o(□,\s\up3(02))H、eq\o(□,\s\up3(03))O三種元素。大多數(shù)糖類化合物的通式用eq\o(□,\s\up3(04))Cn(H2O)m表示，所以糖類也叫碳水化合物。(2)結(jié)構(gòu)：eq\o(□,\s\up3(05))多羥基醛或eq\o(□,\s\up3(06))多羥基酮及它們的脫水縮合物。(3)分類2．單糖——葡萄糖與果糖(1)組成和分子結(jié)構(gòu)(2)葡萄糖的化學性質(zhì)葡萄糖與銀氨溶液、新制氫氧化銅懸濁液的反應(yīng)如下：eq\o(□,\s\up3(09))CH2OH(CHOH)4CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up10(△))CH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O，eq\o(□,\s\up3(10))CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up10(△))Cu2O↓＋CH2OH(CHOH)4COONa＋3H2O。3．二糖——蔗糖與麥芽糖(1)蔗糖和麥芽糖比較(2)蔗糖和麥芽糖的水解反應(yīng)①蔗糖的水解反應(yīng)在稀硫酸催化作用下，蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，反應(yīng)方程式為eq\o(□,\s\up3(08))C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up10(稀硫酸),\s\do10(△))eq\o(C6H12O6,\s\do15(葡萄糖))＋eq\o(C6H12O6,\s\do15(果糖))②麥芽糖的水解反應(yīng)方程式為eq\o(□,\s\up3(09))eq\o(C12H22O11,\s\do15(麥芽糖))＋H2Oeq\o(→,\s\up10(酸或酶),\s\do10(△))2eq\o(C6H12O6,\s\do15(葡萄糖))4．多糖——淀粉與纖維素(1)相像點①都屬于自然eq\o(□,\s\up3(01))高分子化合物，屬于多糖，分子式都可表示為eq\o(□,\s\up3(02))(C6H10O5)n。②都能發(fā)生eq\o(□,\s\up3(03))水解反應(yīng)，反應(yīng)的化學方程式分別為eq\o(□,\s\up3(04))(eq\o(C6H10O5n,\s\do15(淀粉))＋nH2Oeq\o(→,\s\up10(酸或酶),\s\do10(△))eq\o(nC6H12O6,\s\do15(葡萄糖))；(eq\o(C6H10O5n,\s\do15(纖維素))＋nH2Oeq\o(→,\s\up10(酸或酶),\s\do10(△))eq\o(nC6H12O6,\s\do15(葡萄糖))。③都eq\o(□,\s\up3(05))不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。(2)不同點①結(jié)構(gòu)不同，通式中n值不同，所以淀粉與纖維素不是同分異構(gòu)體。②eq\o(□,\s\up3(06))淀粉遇碘呈現(xiàn)特別的藍色(常用來相互檢驗)。5．用途(1)糖類物質(zhì)可給動物供應(yīng)eq\o(□,\s\up3(01))能量。(2)eq\o(□,\s\up3(02))葡萄糖是重要的工業(yè)原料，主要用于食品加工、醫(yī)療輸液、合成藥物等。(3)eq\o(□,\s\up3(03))淀粉可作食物，可用于生產(chǎn)葡萄糖和酒精。(4)eq\o(□,\s\up3(04))纖維素可用于造紙，制造纖維素酯、黏膠纖維等。二、油脂1．油脂的組成油脂是eq\o(□,\s\up3(01))油和eq\o(□,\s\up3(02))脂肪的統(tǒng)稱，屬于eq\o(□,\s\up3(03))酯類化合物，含有eq\o(□,\s\up3(04))C、H、O元素。油脂的主要成分是一分子eq\o(□,\s\up3(05))甘油與三分子eq\o(□,\s\up3(06))高級脂肪酸脫水形成的酯。常見的形成油脂的高級脂肪酸有：2．油脂的結(jié)構(gòu)3．油脂的分類(1)按烴基分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(簡潔甘油酯：R、R′、R″相同,混合甘油酯：R、R′、R″不同))(2)按狀態(tài)分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(油：常溫下呈液態(tài)，含\o(□,\s\up3(01))不飽和烴基多,脂肪：常溫下呈固態(tài)，含\o(□,\s\up3(02))飽和烴基多))4．油脂的物理性質(zhì)(1)油脂一般eq\o(□,\s\up3(01))難溶于水，密度比水eq\o(□,\s\up3(02))小。(2)自然油脂都是eq\o(□,\s\up3(03))混合物，沒有固定的沸點、熔點。5．油脂的化學性質(zhì)(1)油脂的氫化(油脂的硬化)如油酸甘油酯與H2發(fā)生加成反應(yīng)的化學方程式為。屬于eq\o(□,\s\up3(02))加成反應(yīng)，經(jīng)硬化制得的油脂叫人造脂肪，也稱eq\o(□,\s\up3(03))硬化油。(2)水解反應(yīng)①酸性條件下：油脂＋水eq\o(,\s\up10(H＋),\s\do10(△))eq\o(□,\s\up3(04))高級脂肪酸＋eq\o(□,\s\up3(05))甘油如硬脂酸甘油酯的水解反應(yīng)方程式為②堿性條件下——皂化反應(yīng)：油脂＋NaOHeq\o(→,\s\up10(△))高級脂肪酸鈉＋甘油如硬脂酸甘油酯的水解反應(yīng)方程式為6．油脂的用途(1)供應(yīng)人體所須要的eq\o(□,\s\up3(01))能量。(2)用于生產(chǎn)eq\o(□,\s\up3(02))肥皂和甘油。三、氨基酸與蛋白質(zhì)1．氨基酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)氨基酸的組成與結(jié)構(gòu)氨基酸是羧酸分子中烴基上的氫原子被氨基取代后的產(chǎn)物。蛋白質(zhì)水解后得到的幾乎都是α-氨基酸，其通式為，官能團為eq\o(□,\s\up3(02))—NH2和eq\o(□,\s\up3(03))—COOH。(2)常見的氨基酸(3)氨基酸的化學性質(zhì)①兩性氨基酸分子中既含有酸性基團—COOH，又含有堿性基團—NH2，因此，氨基酸是eq\o(□,\s\up3(04))兩性化合物。甘氨酸與HCl、NaOH反應(yīng)的化學方程式分別為②成肽反應(yīng)氨基酸在eq\o(□,\s\up3(07))酸或eq\o(□,\s\up3(08))堿存在的條件下加熱，通過一分子的eq\o(□,\s\up3(09))氨基與另一分子的eq\o(□,\s\up3(10))羧基間脫去一分子水，縮合形成含肽鍵的化合物叫做成肽反應(yīng)。氨基酸分子間脫水以eq\o(□,\s\up3(11))肽鍵相互結(jié)合成高分子，可形成蛋白質(zhì)。2．蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)蛋白質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)①蛋白質(zhì)含有eq\o(□,\s\up3(01))C、H、O、N、S等元素。②蛋白質(zhì)是由氨基酸通過eq\o(□,\s\up3(02))縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的有機高分子化合物。(2)蛋白質(zhì)的性質(zhì)3．蛋白質(zhì)的用途(1)蛋白質(zhì)是人類必需的養(yǎng)分物質(zhì)。(2)蛋白質(zhì)在工業(yè)上有很多用途，動物的毛、皮、蠶絲可制作服裝。(3)大多數(shù)酶是一種特別的eq\o(□,\s\up3(01))蛋白質(zhì)，是生物體內(nèi)重要的eq\o(□,\s\up3(02))催化劑，具有以下特點：①條件溫柔，不需加熱。②具有高度的專一性。③具有高效eq\o(□,\s\up3(03))催化作用。1．推斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，并指明錯因。(1)凡分子組成符合Cn(H2O)m的化合物都屬于糖類。(×)錯因：甲醛(CH2O)、乙酸[C2(H2O)2]等分子組成符合Cn(H2O)m，不屬于糖類。(2)蛋白質(zhì)、纖維素、油脂都是高分子化合物。(×)錯因：油脂不是高分子化合物。(3)油脂都不能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色。(×)錯因：植物油中含有碳碳雙鍵，能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色。(4)向淀粉水解后所得水解液中滴加碘水，溶液未變藍色，說明淀粉沒有發(fā)生水解。(×)錯因：該現(xiàn)象說明淀粉水解完全。(5)將(NH4)2SO4、CuSO4溶液分別加入蛋白質(zhì)溶液中，都出現(xiàn)沉淀，表明二者均可使蛋白質(zhì)變性。(×)錯因：(NH4)2SO4使蛋白質(zhì)鹽析。(6)蠶絲織物上沾有的血跡可以用加酶洗衣粉洗滌除去。(×)錯因：加酶洗衣粉能使蠶絲織物(蛋白質(zhì))水解。(7)棉、麻、羊毛及合成纖維完全燃燒都只生成CO2和H2O。(×)錯因：羊毛完全燃燒還會生成含氮化合物。2．教材改編題(據(jù)人教選修五P97T18)寫出下列反應(yīng)的化學方程式：(1)油脂在酸性條件下的水解反應(yīng)(以硬脂酸甘油酯為例)。(2)麥芽糖的水解反應(yīng)。(3)氨基酸的成肽反應(yīng)。答案3．(2024·全國卷Ⅰ考試大綱調(diào)研卷(一))下列說法正確的是()A.自然植物油常溫下一般呈液態(tài)，難溶于水，有恒定的熔點、沸點B．麥芽糖與蔗糖的水解產(chǎn)物均含葡萄糖，故二者均為還原性二糖C．若兩種二肽互為同分異構(gòu)體，則二者的水解產(chǎn)物可能相同，可能不同D．含5個碳原子的有機物，每個分子中最多可形成4個C—C單鍵答案C考點eq\a\vs4\al(一)eq\a\vs4\al(糖類的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì))[解析](4)依據(jù)B的結(jié)構(gòu)簡式、C的分子式及B生成C的反應(yīng)條件可知C的結(jié)構(gòu)簡式為。(5)由D到E是乙酸形成的酯基水解，反應(yīng)方程式為。(6)F是B的同分異構(gòu)體，7.30g的F與足量飽和碳酸氫鈉反應(yīng)可釋放出2.24L二氧化碳(標準狀況)，說明F分子中含有羧基，7.30gF的物質(zhì)的量是7.30g÷146g/mol＝0.05mol，二氧化碳是0.1mol，因此F分子中含有2個羧基，則F相當于是丁烷分子中的2個氫原子被羧基取代，假如是正丁烷，依據(jù)定一移一可知有6種結(jié)構(gòu)。假如是異丁烷，則有3種結(jié)構(gòu)，所以可能的結(jié)構(gòu)共有9種(不考慮立體異構(gòu))，即[答案](1)C6H12O6(2)羥基(3)取代反應(yīng)(4)(5)(6)91．糖類物質(zhì)不肯定具有甜味，有甜味的物質(zhì)不肯定屬于糖類。2．糖類中的氫原子和氧原子的個數(shù)比并不都是2∶1，也并不以水分子的形式存在，如鼠李糖(C6H12O5)。有些符合Cn(H2O)m通式的也不是糖類，如甲醛(HCHO)等。3．葡萄糖發(fā)生銀鏡反應(yīng)，與新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)都必需在堿性條件下進行。4．淀粉遇“碘”變特別的藍色，這里的“碘”指的是碘單質(zhì)。5．糖類水解反應(yīng)的條件(1)蔗糖：稀H2SO4作催化劑，水浴加熱。(2)淀粉a．稀H2SO4作催化劑，加熱。b．淀粉酶(唾液中存在)，相宜溫度36℃。(3)纖維素a．催化劑為90%的濃H2SO4。b．小火微熱，防止大火加熱使纖維素被濃H2SO4脫水炭化。c．加熱至溶液呈亮棕色為止。6．淀粉水解程度的推斷方法(1)試驗流程(2)試驗現(xiàn)象及結(jié)論狀況現(xiàn)象A現(xiàn)象B結(jié)論a.溶液呈藍色未產(chǎn)生銀鏡淀粉未水解b.溶液呈藍色出現(xiàn)銀鏡淀粉部分水解c.溶液不呈藍色出現(xiàn)銀鏡淀粉完全水解(3)留意問題a．檢驗淀粉時，必需干脆取水解液加入碘水，不能取中和液，因為碘能與NaOH溶液反應(yīng)。b．淀粉、蔗糖的水解試驗是用稀硫酸作催化劑，而與銀氨溶液或新制Cu(OH)2反應(yīng)的試驗必需在堿性條件下進行，所以檢驗淀粉或蔗糖的水解產(chǎn)物前應(yīng)先加入NaOH溶液到溶液呈堿性。7．人體中沒有能使纖維素發(fā)生水解的酶，所以纖維素不能在人體中水解為葡萄糖為人體供應(yīng)能量，但可以促進腸胃蠕動，對人體有益。8．可用新制的Cu(OH)2懸濁液與葡萄糖的反應(yīng)，檢驗糖尿病患者尿液中的葡萄糖。1．以淀粉為基本原料可制備很多物質(zhì)，如下列有關(guān)說法中正確的是()A．淀粉是糖類物質(zhì)，有甜味，反應(yīng)①是水解反應(yīng)B．反應(yīng)③是消去反應(yīng)，反應(yīng)④是加聚反應(yīng)，反應(yīng)⑤是取代反應(yīng)C．乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳雙鍵，均可被酸性KMnO4溶液氧化D．在加熱條件下，可用銀氨溶液將葡萄糖、乙醇區(qū)分開答案D2．向淀粉溶液中加入少量稀H2SO4，并加熱使之發(fā)生水解。為測定水解的程度，需下列試劑中的：①NaOH溶液②銀氨溶液③新制Cu(OH)2懸濁液④碘水⑤BaCl2溶液，其中正確的是()A．①⑤ B．②④C．①③④ D．②③④答案C3．鑒別淀粉、蛋白質(zhì)、葡萄糖水溶液，依次可分別運用的試劑和對應(yīng)的現(xiàn)象正確的是()A．碘水，變藍色；新制Cu(OH)2，紅色沉淀；濃硝酸，變黃色B．濃硝酸，變黃色；新制Cu(OH)2，紅色沉淀；碘水，變藍色C．新制Cu(OH)2，紅色沉淀；碘水，變藍色；濃硝酸，變黃色D．碘水，變藍色；濃硝酸，變黃色；新制Cu(OH)2，紅色沉淀答案D考點eq\a\vs4\al(二)eq\a\vs4\al(油脂的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì))[解析]肯定條件下與氫氣反應(yīng)生成，該物質(zhì)不是硬脂酸甘油酯，也不是軟脂酸甘油酯，A、B錯誤；其在NaOH溶液中水解得到高級脂肪酸鈉，為肥皂的主要成分，C正確；與其互為同分異構(gòu)體且完全水解后產(chǎn)物相同的油脂有兩種，分別為：，D錯誤。[答案]C1．油脂屬于酯類，但酯類物質(zhì)不肯定是油脂，油脂肯定是高級脂肪酸與甘油形成的酯。留意不能寫成“油酯”。油脂雖然相對分子質(zhì)量較大，但不屬于高分子化合物。2．液態(tài)的油脂烴基中含有不飽和鍵，能使溴水褪色。所以不能用植物油萃取溴或碘。4．下列有關(guān)油脂的敘述不正確的是()A．油脂屬于酯類B．油脂沒有固定的熔、沸點C．油脂是高級脂肪酸的甘油酯D．油脂都不能使酸性KMnO4溶液褪色答案D5．下列關(guān)于油脂的敘述中，正確的是()A．各種油脂水解后的產(chǎn)物中都有甘油B．不含其他雜質(zhì)的自然油脂屬于純凈物C．油脂都不能使溴水褪色D．油脂的烴基部分飽和程度越大，熔點越低答案A考點eq\a\vs4\al(三)eq\a\vs4\al(蛋白質(zhì)和氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì))[解析](1)多肽水解時從肽鍵處斷裂，形成—COOH與