2024-2025學年高中化學第三章有機化合物第四節(jié)1糖類學案新人教版必修2

PAGE9-第四節(jié)基本養(yǎng)分物質(zhì)[激趣導讀]蛋白質(zhì)是荷蘭科學家格里特在1838年發(fā)覺的。他視察到有生命的東西離開了蛋白質(zhì)就不能生存。蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)一種極其重要的高分子有機物，占人體干重的54%。蛋白質(zhì)主要由氨基酸組成，因氨基酸的組合排列不同而組成各種類型的蛋白質(zhì)。人體中估計有10萬種以上的蛋白質(zhì)。生命是物質(zhì)運動的高級形式，這種運動方式是通過蛋白質(zhì)來實現(xiàn)的，所以蛋白質(zhì)有極其重要的生物學意義。[目標]1.了解糖類、油脂和蛋白質(zhì)的組成、分類和結(jié)構(gòu)。2．了解糖類、油脂和蛋白質(zhì)的主要性質(zhì)與特征反應(yīng)。3．相識葡萄糖與弱氧化劑氫氧化銅的反應(yīng)。4．了解糖類、油脂、蛋白質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的重要性。第1課時糖類一、基本養(yǎng)分物質(zhì)1．種類食物中的養(yǎng)分物質(zhì)主要包括：糖類、油脂、蛋白質(zhì)、維生素、無機鹽和水。其中，糖類、油脂、蛋白質(zhì)為動物性和植物性食物中的基本養(yǎng)分物質(zhì)。2．組成元素糖類、油脂、蛋白質(zhì)組成的共同元素為C、H、O，蛋白質(zhì)除含有上述幾種元素外還含有S、P、N等元素。二、糖類1．分類及代表物2.化學性質(zhì)(1)葡萄糖的特征反應(yīng)：①在加熱條件下，使新制的氫氧化銅懸濁液產(chǎn)生磚紅色沉淀；②在堿性、加熱條件下，能與銀氨溶液反應(yīng)析出單質(zhì)銀(也叫銀鏡反應(yīng))。(2)淀粉的特征反應(yīng)：常溫下，淀粉遇碘顯藍色。(3)雙糖、多糖的水解：①蔗糖水解如圖所示現(xiàn)象：有磚紅色沉淀生成。說明：蔗糖水解生成葡萄糖和果糖和Cu(OH)2共熱生成Cu2O。蔗糖水解的化學方程式為：3．糖類在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用(1)醫(yī)療輸液中用到的糖類物質(zhì)是葡萄糖；(2)食用白糖、冰糖等的成分為蔗糖；(3)用來生產(chǎn)葡萄糖和酒精的糖類物質(zhì)是淀粉；(4)纖維素在人體中可以加強胃腸蠕動，其含量豐富的物質(zhì)可以用來造紙。探究點一葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．分子結(jié)構(gòu)(1)分子式：C6H12O62．化學性質(zhì)(1)醛基的性質(zhì)(還原性)①在加熱、堿性條件下，能還原弱氧化劑銀氨溶液而析出銀(銀鏡反應(yīng))。②堿性條件下，在加熱至沸騰時，能還原弱氧化劑新制氫氧化銅而生成磚紅色沉淀(Cu2O)。③能被強氧化劑如酸性高錳酸鉀氧化。(2)羥基的性質(zhì)(類比乙醇)①與金屬鈉反應(yīng)放出H2：1mol葡萄糖與足量鈉反應(yīng)放出H22.5mol。②酯化反應(yīng)：1mol葡萄糖能與5mol乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)。(3)完全氧化：C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O，該反應(yīng)放出熱量，以維持人體生命活動所需能量。1.人生病不能正常飲食時，為什么醫(yī)生一般會注射葡萄糖溶液？提示：人生病不能正常飲食時，醫(yī)生一般會注射葡萄糖溶液，這是因為葡萄糖是一種重要的養(yǎng)分物質(zhì)，它在人體組織中進行氧化反應(yīng)，放出熱量，以維持人體生命活動所須要的能量。2．與葡萄糖具有相同最簡式的分子有哪些？提示：甲醛(HCHO)、甲酸甲酯()、乙酸(CH3COOH)、乳酸(C3H6O3)和果糖(C6H12O6)的最簡式都是CH2O。[例1]糖尿病患者的糖代謝功能紊亂，以高血糖為主要標記。血糖是指血液中的葡萄糖，下列有關(guān)說法不正確的是()A．葡萄糖分子可表示為C6(H2O)6，則每個葡萄糖分子含有6個H2OB．葡萄糖與果糖互為同分異構(gòu)體C．糖尿病病人尿糖較高，可用新制的氫氧化銅懸濁液來檢測病人尿液中的葡萄糖D．淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖[思路分析]同分異構(gòu)體必需具備分子式相同、結(jié)構(gòu)不同的特點。[解析]A項，葡萄糖分子中不存在H2O分子；B項，葡萄糖和果糖分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，二者互為同分異構(gòu)體；C項，葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀；D項，淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖。[答案]A下列有關(guān)葡萄糖的說法錯誤的是(D)A．葡萄糖的分子式是C6H12O6B．葡萄糖能發(fā)生銀鏡反應(yīng)C．葡萄糖是人體重要的能量來源D．葡萄糖屬于高分子化合物解析：葡萄糖的分子式為C6H12O6，結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH(CHOH)4CHO，是多羥基醛，所以能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，淀粉在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖再被氧化生成CO2和H2O，同時釋放出熱量供人體活動所需，只有相對分子質(zhì)量達到一萬以上的化合物才可能是高分子化合物，所以葡萄糖不屬于高分子化合物。故選D。探究點二淀粉的水解1．原理2．檢驗淀粉水解及水解程度的試驗步驟試驗現(xiàn)象及結(jié)論：狀況現(xiàn)象A現(xiàn)象B結(jié)論①溶液呈藍色未產(chǎn)生磚紅色沉淀未水解②溶液呈藍色出現(xiàn)磚紅色沉淀部分水解③溶液不呈藍色出現(xiàn)磚紅色沉淀完全水解特殊提示：(1)書寫雙糖、多糖水解反應(yīng)方程式時，要在分子式下邊注明其名稱。(2)淀粉的檢驗，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)。(3)因反應(yīng)是用硫酸作催化劑，而銀鏡反應(yīng)或與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的溶液必需呈堿性，所以應(yīng)先中和再檢驗。[例2]某學生設(shè)計了三個試驗方案，用以檢驗淀粉的水解狀況。方案甲：淀粉液eq\o(→,\s\up17(H2SO4),\s\do15(△))水解液eq\o(→,\s\up17(碘水))溶液變藍結(jié)論：淀粉完全沒有水解。方案乙：淀粉液eq\o(→,\s\up17(H2SO4),\s\do15(△))水解液eq\o(→,\s\up17(新制CuOH2),\s\do15(微熱))無明顯現(xiàn)象結(jié)論：淀粉完全沒有水解。方案丙：淀粉液eq\o(→,\s\up17(H2SO4),\s\do15(△))水解液eq\o(→,\s\up17(NaOH))中和液eq\o(→,\s\up17(新制CuOH2),\s\do15(微熱))有磚紅色沉淀結(jié)論：淀粉已經(jīng)水解。依據(jù)上述操作、現(xiàn)象，首先回答結(jié)論是否正確，然后簡要說明理由。[思路分析]①淀粉的檢驗，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)。②因水解反應(yīng)是用硫酸作催化劑，而銀鏡反應(yīng)或與新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)的溶液必需呈堿性，所以應(yīng)先中和再檢驗。[解析]解本題時應(yīng)留意兩點：第一，試驗過程中，淀粉是在酸性條件下水解，葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)必需在堿性條件下進行。其次，試驗結(jié)論肯定要分清未水解、部分水解和全部水解三種狀況，甲方案操作是正確的，但結(jié)論錯誤，因為加碘水后溶液變藍，可能是淀粉未水解或淀粉部分水解。乙方案操作錯誤，結(jié)論亦錯誤，因做過淀粉水解試驗后，沒有用堿中和過量的酸，因此，不行能得到正確的結(jié)論。丙在試驗過程中綜合考慮了甲、乙兩種狀況的不足，試驗方案操作和結(jié)論均正確。[答案]見解析。把①蔗糖、②淀粉、③纖維素、④乙酸乙酯在稀硫酸存在下分別進行水解，最終產(chǎn)物只有1種的是(D)A．①和② B．只有③C．只有④ D．只有②和③解析：蔗糖的水解產(chǎn)物有葡萄糖和果糖兩種產(chǎn)物；乙酸乙酯的水解產(chǎn)物也有兩種。1．下列各組物質(zhì)中，互為同系物的是(C)A．葡萄糖和蔗糖 B．蔗糖和麥芽糖C．乙酸和丙酸 D．乙醇和甘油解析：同系物是指結(jié)構(gòu)相像，分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)。葡萄糖為還原性糖，蔗糖不具有還原性，性質(zhì)不相像反映出結(jié)構(gòu)不相像，所以葡萄糖和蔗糖不是同系物，蔗糖和麥芽糖分子式相同(C12H22O11)，結(jié)構(gòu)不同，二者互為同分異構(gòu)體，而非同系物，乙酸和丙酸含有相同的官能團(—COOH)，且分子組成上相差一個CH2原子團，故二者是同系物，乙醇和甘油中所含官能團個數(shù)不同，結(jié)構(gòu)不相像，不是同系物。故選C。2．若1mol有機物A在稀硫酸作用下水解生成2molB，則物質(zhì)A可能是(B)①蔗糖②麥芽糖③淀粉④乙酸乙酯A．①B．②C．③D．④解析：1mol蔗糖水解生成1mol葡萄糖和1mol果糖；1mol麥芽糖水解生成2mol葡萄糖；1mol淀粉水解生成n摩爾葡萄糖；1mol乙酸乙酯水解生成1mol乙酸和1mol乙醇。故選B。3．美國科學家最近獨創(chuàng)了利用眼淚來檢測糖尿病的裝置，其原理是利用氯金酸鈉(NaAuCl4)溶液與眼淚中的葡萄糖反應(yīng)生成納米金單質(zhì)顆粒(直徑為20～60nm)，下列說法中錯誤的是(C)A．葡萄糖具有還原性B．葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡式為CH2OH(CHOH)4CHOC．檢測時NaAuCl4發(fā)生氧化反應(yīng)D．納米金單質(zhì)顆粒分散在水中所得的分散系能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)4．下列說法正確的是(D)A．往蔗糖溶液中加入稀硫酸，水浴加熱充分反應(yīng)后加入新制氫氧化銅懸濁液，加熱，可見有紅色沉淀生成B．要萃取溴水中的溴單質(zhì)，可以選用苯、CCl4或酒精作萃取劑C．冰醋酸、淀粉、纖維素都是純凈物D．用試管取出少量淀粉水解液，加入碘水，若不顯藍色，說明淀粉水解完全解析：A項，未用NaOH溶液將水解液中和至堿性；B項，酒精與水互溶，不能用來萃取溴水中的Br2；C項，淀粉和纖維素均為混合物；D項，淀粉遇I2變藍色，若溶液不變藍色，則說明淀粉已完全水解。5．下列有關(guān)糖類的說法中，正確的是(D)①在糖類中有高分子化合物，也有小分子化合物②有甜味的物質(zhì)不肯定屬于糖類，糖類物質(zhì)也不肯定都有甜味③糖類分子組成不肯定都符合通式Cn(H2O)m，符合通式Cn(H2O)m的物質(zhì)不肯定都屬于糖類④淀粉、纖維素有相同的分子通式(C6H10O5)n，但它們不互為同分異構(gòu)體⑤淀粉、纖維素都屬于混合物⑥淀粉與纖維素的分子通式相同，蔗糖與麥芽糖分子式相同，但單糖的分子式不完全相同A．①②B．③C．⑤⑥D(zhuǎn)．全部解析：①單糖、低聚糖屬于小分子化合物，多糖屬于高分子化合物；②糖精、甘油等有甜味，但不屬于糖類，淀粉、纖維素屬于糖類，但沒有甜味；③鼠李糖分子式是C6H12O5，不符合通式Cn(H2O)m，甲醛(HCHO)、乙酸(CH3COOH)的分子式符合通式Cn(H2O)m，但不屬于糖類；④⑤淀粉、纖維素沒有固定的分子式，所以它們不互為同分異構(gòu)體，也不屬于純凈物；⑥核糖、脫氧核糖等單糖的分子式與葡萄糖、果糖的分子式不相同，故選項D正確。6．用來證明棉花和淀粉都是多糖的試驗方法是(D)A．放入氧氣中燃燒，檢驗燃燒產(chǎn)物都是CO2和H2OB．放入銀氨溶液中微熱，都不發(fā)生銀鏡反應(yīng)C．加入濃硫酸后微熱，都脫水而變黑D．分別放入稀酸后煮沸幾分鐘，用NaOH溶液中和反應(yīng)后的溶液，再加入新制的Cu(OH)2懸濁液共熱，都生成紅色沉淀解析：多糖在稀酸存在下水解生成單糖(葡萄糖)，用NaOH溶液中和后，再加入新制的Cu(OH)2懸濁液共熱時生成紅色沉淀。7．有A、B、C三種無色溶液，它們分別為葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液中的一種，經(jīng)試驗可知：①B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；②A遇碘水變藍色；③A、C均能發(fā)生水解反應(yīng)，水解液均能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。(1)試推斷它們各是什么物質(zhì)：A是淀粉溶液，B是葡萄糖溶液，C是蔗糖溶液。(2)分別寫出A、C發(fā)生水解反應(yīng)的化學方程式：解析：三種物質(zhì)中，葡萄糖能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，淀粉遇I2變藍色，蔗糖能發(fā)生水解反應(yīng)，且水解產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，因此A為淀粉溶液，B為葡萄糖溶液，C為蔗糖溶液。8．依據(jù)下列改變關(guān)系：請?zhí)羁眨?1)A物質(zhì)的名稱為葡萄糖，B物質(zhì)的化學式為NaOH，作用為中和稀硫酸，使溶液呈堿性。(2)寫出④⑥兩步反應(yīng)的化學方程式，在()中標明反應(yīng)類型。④2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up17(Cu或Ag),\s\do15(△))2CH3CHO＋2H2O(氧化反應(yīng))；⑥CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s