高三化学总复习指导理科第五部分化学与健康.docx
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高三化学总复习指导理科第五部分化学与健康
第五部分化学与健康
引言
健康，是生活的重要基石，也是化学与生活相互结合的关键领域。
本部分知识要求上全部为“了解”层次，知识琐碎但多不深入，建议同学们结合表格对比、卡片整理等方式辅助记忆知识点。
与此同时，“以化学理解生活、用化学指导生活”也是这部分知识学习的重要目标之一，因此这部分也常作为生活中的素材与氧化还原反应、有机化学基础等主干知识结合联系的平台而出现在高考中；由此，也建议同学们在复习中适当注重与相关知识间的横向联系。
知识点
《高考考试大纲》
对应教科书内容
营养均衡
了解食品中对人类健康有重要意义的常见有机物。
了解合理摄入营养物质的重要性，营养均衡与人体健康的关系。
选修1第二章第一节
维生素和微量元素
了解维生素和微量元素对人体健康的重要作用。
选修1第一章第四节
食品添加剂
了解常见食品添加剂的作用。
选修1第二章第一节
药物
了解药物对维护健康的作用。
选修1第二章第二节
毒品
了解毒品的危害。
选修1第二章第二节
一、知识整理
1．人体所需的“六大营养素”
包括：
糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。
其中糖类、油脂、蛋白质的相关知识，可以参看有机化学模块相关知识整理。
2．维生素
（1）维生素的作用：
参与生物生长发育和新陈代谢所必需的一类小分子有机化合物，在体内有特殊生理功能，或作为辅酶催化某些特殊的化学反应；需要量极小，但作用至关重要。
（2）维生素的分类：
习惯上人们按照不同的溶解性，把它分为水溶性维生素和脂溶性维生素，见下表：
溶解性
代表物质
体内积存
排泄难易
吸收环境
备注
水溶性
维生素
易溶于水
维生素C，维生素B族（B1，B2，B6，B12，叶酸，烟酸等）
不易积存
易排泄
溶于水后较易吸收
容易缺乏
脂溶性
维生素
难溶于水，易溶于
脂肪及有机溶剂
维生素A、D、E、K等
容易积存
肝脏为主
不易排泄
常随脂类一起吸收
（3）维生素C
别名
分子式
分子结构
抗坏血酸
C6H8O6
物理性质
主要化学性质（结合结构分析）
水溶性维生素
强还原性（易被氧化）、水解、酸性、酯化等
食物中的存在
主要生理功能
缺乏症
（人体不能合成，必须食物摄取）新鲜水果绿色蔬菜
参与体内氧化还原反应
促进伤口愈合
增强机体抵抗力
促进某些物质吸收，解毒
坏血病等
（4）常见的其他几种维生素简介：
类型
主要功能
食物中的存在
缺乏症
维生
素A
脂溶性
维生素
促进生长，增强抵抗力。
维持正常视觉反应和骨骼发育。
鱼肝油、肝脏、某些蔬菜和水果
夜盲症
维生
素D
促进人体钙化，促进齿、骨正常发育。
促进钙质吸收，维持正常骨骼。
鱼肝油、肝脏、蛋类、
牛奶
佝偻病
维生
素K
制造凝血物质所必需。
与生殖作用有关。
体内有良好的抗氧化性，降低细胞老化速度。
绿色蔬菜
维生
素B1
水溶性
维生素
促进食欲、助消化，维持神经健康、促进生长和抵抗疾病。
参与糖类代谢。
糙米、瘦肉、牛奶、动物内脏，酵母、豆类等
脚气病
3．微量元素
（1）人体中各元素的相对含量与地球表层元素含量大致相当。
常量元素包括：
碳、氢、氧、氮、钠、镁、钙、磷、硫、钾和氯，共11种。
微量元素包括：
铁、铜、锌、锰、硒、碘、氟、硅等16种。
（2）碘元素——“智力元素”。
碘元素含量极低，且一半左右集中在甲状腺内，与人体神经系统发育密切相关。
食物中的海带、海鱼等海产品中含碘较多；食盐中加入碘酸钾，可预防碘缺乏。
缺乏症：
甲状腺肿大（碘过量也可引起），智力发育障碍甚至智力损害等。
（3）铁元素——必需微量元素中含量最多的。
功能性铁和储存铁是铁元素的两种体内存在形式，血红蛋白中含有功能性铁。
动物内脏、全血、肉类等动物性食物中铁容易吸收；铁强化酱油可预防铁缺乏。
缺乏症：
缺铁性贫血，记忆力、免疫力等生理功能下降等。
4．水在人体中的作用
（1）水是人体内含量最多的物质，约占体重的三分之二，并且需要不断补充。
（2）水的生理作用：
①作为良好溶剂：
水起到很好的体内物质输送和很多体内反应介质的作用。
②水自身也是某些体内反应的反应物，如糖类和油脂的水解等。
③水还可以调节体温。
5．酸性食物与碱性食物
（1）食物成酸性或成碱性的定义角度：
根据食物在体内代谢最终产物的性质来分类。
蛋白质体内最终代谢产物为酸，使体液呈弱酸性，因而此类食物称为酸性食物。
蔬菜水果多含盐类物质，体内代谢生成碱性物质，因而此类食物称为碱性食物。
（2）常见的酸性与碱性食物：
实例
酸性食物
肉、蛋、奶类；大米，面食，花生
碱性食物
大部分蔬菜，水果（包括柠檬）；豆类，豆腐；海带
（3）控制食物酸碱性的原因：
①人体体液酸碱性的维持，受食物酸碱性影响，否则容易出现酸中毒或碱中毒。
②细胞内一些重要的酸碱平衡体系，需要不同食物的酸碱性来协助维持。
（4）忽视食物酸碱性控制的结果：
摄入碱性食物偏少，体液则偏酸；甚至形成多酸症，引起缺钙、血液黏度增大等。
6．合理使用食品添加剂
类别
主要作用
不当使用事例
常见实例
着色剂
改善食物外观
严格控制种类和用量
婴儿食品不得加入
胡萝卜素、胭脂红、柠檬黄、苋菜红等
调味剂
增添食物味道
食盐过量引起血压升高，味精过量可引发口渴、呕吐等
食盐、醋、味精（谷氨酸钠）、辣椒等
防腐剂
防止腐烂变质
亚硝酸钠的过量摄入可致癌
苯甲酸钠、亚硝酸盐、二氧化硫、食盐、糖、醋及抗氧化剂
营养强化剂
增强营养价值
食盐加碘，酱油加铁，面食加赖氨酸，牛奶加钙等
7．平衡膳食
指食物品种多样化，各种营养成分总量适当、比例协调均衡，食物酸碱性搭配恰当。
8．人工合成药物
（1）解热镇痛药——乙酰水杨酸（阿司匹林）
分子结构
性质简单描述
主要疗效
白色晶体，难溶于水
有机酸，可发生水解反应
解热镇痛
防止心脏病发作、减缓老年人视力衰退、提高免疫
①阿司匹林的制备反应：
②可溶性阿司匹林的改进：
③副作用及其治疗：
长期、大量使用，可能出现：
胃肠道反应（上腹不适、恶心、胃黏膜出血）；水杨酸反应（头痛、眩晕、耳鸣）。
出现水杨酸反应是中毒表现，应立即停药，并静脉滴注NaHCO3溶液治疗。
（2）抗生素（消炎药）——青霉素
①已知青霉素至少有五种，结构骨干均为青霉酸；青霉酸体内酸性水解后，可得到青霉氨基酸。
②青霉素是弱酸性物质，过敏反应是主要的不良反应，用药前一定要皮试！
③青霉素G的钠盐俗名盘尼西林，是良效广谱抗生素，与原子弹、雷达并称二战三大发明。
（3）抗酸药
①抗酸药可以治疗胃酸（主要成分为盐酸）过多引起的胃痛，缓解胃部不适。
②常见的抗酸药为多种物质混合组成，其中有效成分为可以中和盐酸的物质，如：
某些弱酸盐类（碳酸氢钠，碳酸钙，碳酸镁等）；弱碱类（氢氧化铝，氢氧化镁等）
这些物质应避免选择碱性过强，或者含有重金属离子的物质！
9．天然药物的开发——麻黄碱
分子结构
主要疗效
不良作用
自中草药提取麻黄，是一类生物碱。
可治疗支气管哮喘、鼻黏膜充血引起的鼻塞等。
引起中枢神经兴奋导致的不安、失眠等；可显著增加运动员兴奋程度，属于运动员严格禁止使用的兴奋剂。
10．合理用药与抵制毒品
（1）滥用药物
包括下列行为：
非法获得及使用受管制药物；没有医生处方长期服用安眠药或镇静剂；运动员服用兴奋剂；服用毒品等。
（2）处方药与非处方药
R（红色）表示处方药，为需凭医生处方才可购买，并需在医生指导下使用的药物。
OTC（绿色）表示非处方药，不需处方即可购买，但也应按照说明谨慎使用。
（3）抵制毒品
毒品指能产生依赖性（即成瘾性）的药品，如吗啡、海洛因、冰毒、鸦片等。
二、重点知识解析
1．维生素C的还原性与氧化还原反应
（1）分子中不饱和因素等特殊结构，使得维生素C易失电子，有较强的还原性。
在水溶液中或加热条件下很易被氧化，碱性条件下更易氧化。
（2）还原性的实验证明：
设计基本思路：
选择反应前后具有颜色变化等特殊现象的强氧化剂与之反应，如：
实验内容
实验现象
维生素C滴加入酸性KMnO4溶液
溶液很快褪色
维生素C滴加入FeCl3溶液
黄色溶液变为浅绿色
维生素C滴加入碘水
碘水很快褪色
在变化过程中，氧化剂中的某些元素化合价降低，转化为其低价化合物。
（3）生活中对该性质的应用：
蔬菜生吃更好；不要切碎后水洗蔬菜；蔬菜尽量避免高温长时间烹调；抗氧化；
大量服用维生素C同时不能大量食用虾，以免中毒（高价砷被还原为剧毒的＋3价砷）。
2．食物的酸碱性
食物的酸碱性是从食物的代谢产物性质出发进行分类的。
应特别注意的是，这一分类与食物本身的酸碱性或者口味完全无关！
柠檬是一个典型的例子，柠檬汁具有显著的酸性，但是其在人体内代谢的最终产物为碱性的钾盐，因此属于碱性食物。
3．食品添加剂、微量元素方面的几个问题
（1）食品添加剂的分类主要是按照其功能进行的，因此，可能会出现同一物质同时兼有多种分类结果的情况，因此在复习时应避免死记硬背，要具体情况具体分析。
例如食盐，如果其作用主要是增加咸味，那么它应该作为调味剂；但是在咸鱼、腌菜中，食盐同时又是作为一种传统的防腐措施使用的，因而在这些时候，食盐又兼有防腐剂的作用。
类似这样的例子还有很多，如胡萝卜素（着色剂、营养强化剂等）。
同学们应当注意灵活分辨。
（2）食品安全问题
要注意区分食品添加剂与有害食品安全的化学物质的区别。
近年来，连续发生了多起不法商贩滥用工业原料添加至食品中，导致恶劣后果的事例，例如苏丹红、石蜡火锅调料、硫黄熏制的馒头、甲醛处理的豆制品和海产品及的三聚氰胺事件等。
这些事例都是人们滥用化学品的典型反面素材，生活中应该引起我们的警惕。
（3）加碘盐中选择KIO3的主要原因：
碘酸钾化学性质稳定，常温下不易挥发、不吸水，易保存。
（4）铁元素、血红蛋白与CO中毒
CO中毒主要是由于CO与血红蛋白的结合比氧气与血红蛋白的结合容易，因而大大降低了血红蛋白运输氧气的能力。
根据平衡移动原理，中毒后如果能及时增大氧气的浓度，则可以促进平衡向氧气与血红蛋白结合的方向移动，从而解毒。
因此，我们通常将中毒者转移至通风良好处，重度中毒者使用高压氧舱等手段进行治疗。
4．有机营养物质、药物、添加剂与有机化学基础
本部分知识涉及多种有机物的结构和性质，因此经常需要使用有机化学基础模块的相关知识作为工具，来协助分析相关物质的性质、合成等问题，下面列出的是常见的结合应用的分析角度，相关问题的具体解决策略，可以参见有机部分的知识分析。
（1）结合未知物的分子结构，推测、分析（定性、定量）相关性质；
（2）通过典型性质、实验现象等，推断未知有机物的结构简式；
（3）未知有机物的合成路线设计及制备过程的实验设计；
（4）结合滴定（常与食品添加剂结合）及其他定量实验的相关计算问题，等等。
5．微量元素、抗酸药与无机化学知识
此专题内容下的微量元素特别是其中常见的I、Fe元素，是无机化学模块我们很熟悉的无机核心元素，因而围绕微量元素的各价态化合物的转化、离子的检验等方面都可以展开广泛的讨论。
此外，常见药物中的抗酸药，也多为无机碱和盐类物质，因而以八点图为核心的各类别无机物之间的转化以及相关的离子和化学方程式的书写等无机知识，也是讨论这部分内容时所必需的，各位同学应做必要的复习准备。
三、典型例题解析
【例1】亚硝酸钠（NaNO2）可将人体血红蛋白中的Fe2＋离子转化为Fe3＋离子，生成高铁血红蛋白而丧失与氧气结合的能力，误食亚硝酸钠中毒，可服维生素C缓解，下列叙述中表现上述过程中亚硝酸钠和维生素C的性质正确的是
A．氧化性和还原性B．还原性和氧化性C．氧化性和酸性D．还原性和碱性
【知识点】维生素C的性质，氧化性，还原性
【能力层次】B
【答案】A
【思路解析】题目中“Fe2＋离子转化为Fe3＋离子”是亚硝酸钠中毒的原因，也是解决整个题目的关键。
这一过程中Fe元素化合价升高，被氧化，因此说明这一过程中，亚硝酸钠体现出了氧化性，是氧化剂。
而解毒的关键应该是将升价后的Fe元素还原回＋2价，因此维生素C的解毒作用，体现了它的还原性。
由此，应当选择A选项。
此题目是维生素C的性质与氧化还原反应的知识相结合的典型例子，解决问题的思路是典型的由核心元素的化合价变化出发的氧化还原分析思路，同学们应注意这一知识的结合点。
【例2】11月在河北省查出了有问题的“红心鸭蛋”，它是由不法分子在鸭饲料中加入“苏丹红Ⅳ号”间接染出来的，还有一些是在鸭饲料中加入超量人工色素“加丽素红”。
“加丽素红”属于焦油染料，合成过程中易受砷、铅等污染，长期吃含有人工色素添加剂的食品，会导致基因突变。
“加丽素红”是人工合成的“虾青素”，其结构简式如下图（其中R为—CH3）。
下列说法正确的是
A．虾青素中含有酚羟基
B．虾青素能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．1mol虾青素分子最多只能和11molH2发生加成反应
D．虾青素易溶于水
【知识点】（与食品安全主题相结合）官能团，碳碳双键的性质，加成反应
【能力层次】B
【答案】B
【思路解析】A选项分子中的羟基不是和苯环直接相连，因此不能称为酚羟基；B选项虾青素分子中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾褪色；C选项1mol虾青素分子中含有11mol碳碳双键和2mol碳氧双键，完全加成需要13molH2；D选项结合虾青素分子结构判断，其应不易溶于水。
此题目是化学与健康主题下，结合有机物结构定性和定量的推测物质性质的一类问题的代表，同学们要灵活地用好结构决定性质这一重要的分析思想。
【例3】北京市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明：
产品标准
GB5461
产品等级
一级
配料
食盐、碘酸钾、抗结剂
碘含量（以I计）
20～50mg/kg
（1）碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应，配平化学方程式：
____KIO3＋____KI＋H2SO4
____K2SO4＋____I2＋____H2O
（2）上述反应生成的I2可用四氯化碳检验。
向碘的四氯化碳溶液中加入Na2SO3稀溶液，将I2还原，以回收四氯化碳。
①Na2SO3稀溶液与I2反应的离子方程式是__________________________。
②某学生设计回收四氯化碳的操作步骤为：
a．将碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中；b．加入适量Na2SO3稀溶液；
c．分离出下层液体。
以上设计中遗漏的操作及在上述步骤中的位置是______________________。
（3）已知：
I2＋2
＝2I－＋
。
某学生测定食用精制盐的碘含量，其步骤为：
a．准确称取wg食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO3与KI反应完全；
c．以淀粉为指示剂，逐滴加入2.0×10－3mol·L－1的Na2S2O3溶液10.0mL，恰好反应完全。
①判断c中反应恰好完全依据的现象是__________________。
②b中反应所产生的I2的物质的量是___________mol。
③据以上实验和包装说明，所测盐的碘含量是（以含w的代数式表示）__________mg/kg。
【知识点】氧化还原方程式的配平书写，萃取分液的实验步骤，结合实验的定量计算
【能力层次】C
【答案】
（1）153333
（2）①I2＋
＋H2O
2I－＋
＋2H＋
②在步骤b后，增加操作：
将分液漏斗充分振荡后静置
（3）①溶液由蓝色恰好变为无色②1.0×10－5③4.2×102/w
【思路解析】此题目以微量元素和食品添加剂为平台，考查了无机化学模块的一些知识，特别还涉及了定量计算问题。
（1）观察反应前后的物质可以发现，待配平的反应为典型的氧化还原反应，因此根据氧化还原方程式配平的基本方法，可以很快确定KIO3、KI和I2的化学计量数，之后根据原子守恒配平其他物质即可；
（2）①此小题的关键是首先判断该反应的产物，依据提示，Na2SO3稀溶液将I2还原，故硫元素化合价升高，碘元素化合价降低，产物中应该有硫酸根与碘离子，在进一步配平过程中会发现稀溶液的提示，应在反应物中补充水，否则反应难以配平。
②此小题考查的是萃取分液实验的操作顺序，没有难度。
（3）①b步骤结束后，溶液中含有大量I2，因此c步骤加入淀粉指示剂后，溶液显蓝色。
当Na2S2O3与I2恰好反应完全时，溶液中的I2完全转变为不能使淀粉显色的碘离子，因此现象为蓝色恰好褪去。
②根据步骤c中Na2S2O3的用量及（3）中提供的方程式中的比例关系，可以求算出结果。
③首先根据
（1）中的方程式，可以得出KIO3～3I2的关系，利用上步的计算数据，可以解得KIO3的物质的量，之后结合碘酸钾中碘的质量分数可以列式求出最终结果。
【例4】多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。
多沙唑嗪的合成路线如下：
（1）写出D中两种含氧官能团的名称：
____________和_____________。
（2）写出满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式_________________。
①苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种；②与Na2CO3溶液反应放出气体；③水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应。
（3）E→F的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的结构简式为_________。
（4）由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X（C10H10N3O2Cl），X的结构简式为_______。
（5）苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。
请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成苯乙酸乙酯（用合成路线流程图表示，并注明反应条件）。
提示：
①R—Br＋NaCN→R—CN＋NaBr；
②合成过程中无机试剂任选；
③合成路线流程图示例如下：
CH3CH2OH
H2C
CH2
BrH2C
CH2Br
【知识点】官能团，同分异构体的书写，有机合成
【能力层次】C
【答案】见下面的思路解析
【思路解析】这是一道以药物为平台的有机综合题。
（1）根据D的结构简式，不难得出，分子结构中含有的官能团为羧基和醚键；
（2）根据信息①可知：
分子结构中一定含有苯环，苯环上有两种不同的取代基，且两种取代基在苯环上分别处于对位；根据信息②可知：
分子结构中一定含有羧基；根据信息③可知：
分子结构中一定含有酚酯的结构；
则将D结构改变可以有：
（3）根据图中E→F的信息，1mol
最多可以和2molE反应，
所以该副产物的结构简式为：
（4）分析F与多沙唑嗪结构上的差别，结合X的分子式：
C10H10N3O2Cl，
确定X的结构简式为：
（5）根据题中苯乙酸乙酯的分子结构，将制备原料苯甲醛和乙醇的分子结构与之对比，结合有机反应原理，按照提示的合成路线流程图示例，完成合成苯乙酸乙酯的路线流程图；答案为：
四、反馈练习
1．10月，一台湾女孩因食用河虾后服用大剂量的维生素C而中毒。
菜谱中记载：
河虾不宜与西红柿同食。
主要原因是河虾中含有五价砷，西红柿中含有比较多的维生素C，两者同食时会生成有毒的三价砷。
下列说法正确的是（）
A．在该反应中维生素C作催化剂
B．因为河虾中含有砷元素，所以不能食用
C．砒霜是砷的氧化物，由上述信息可推知砒霜中含有的砷可能是3价砷
D．上述反应中维生素C作氧化剂
2．常看显示器的人会感到眼睛疲劳，甚至会感到眼睛受到了一定的伤害。
人眼中视色素里含有视黄醛作为辅基的蛋白质，而与视黄醛具有相似结构的维生素A却常用作保健药物。
下列说法正确的是（）
A．视黄醛与维生素A均是芳香族化合物，且互为同分异构体
B．维生素A和视黄醛在一定条件下可以相互转化
C．维生素A和视黄醛均可以发生加成反应、氧化反应和酯化反应
D．1mol维生素A在催化剂作用下最多可与4molH2发生加成反应
3．奶粉中蛋白质含量的测定往往采用“凯氏定氮法”，其原理是：
食品与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。
然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质含量。
操作步骤如下：
（1）样品处理：
准确称取一定量的固体样品奶粉，移入干燥的凯氏烧瓶中，经过一系列的处理，待冷却后移入一定体积的容量瓶中。
（2）NH3的蒸馏和吸收：
把制得的溶液（取一定量），通过定氮装置，经过一系列的反应，使氨变成硫酸铵，再经过碱化蒸馏后，氨即成为游离状态，游离氨经硼酸吸收。
（3）氨的滴定：
用标准盐酸溶液滴定所生成的硼酸铵，从消耗的盐酸标准液计算出总氮量，再折算为粗蛋白含量。
试回答下列问题：
（1）在样品的处理过程中使用到了容量瓶，怎样检查容量瓶是否漏水？
___________________________________________________________________________
（2）在配制过程中，下列哪项操作可能使配制的溶液的浓度偏大？
_______（填字母）。
（）
A．凯氏烧瓶中溶液转移到容量瓶中时，未洗涤凯氏烧瓶
B．定容时，俯视刻度线
C．定容时，仰视刻度线
D．移液时，有少量液体溅出
（3）若称取样品的质量为1.5g，共配制100毫升的溶液，取其中的20mL，经过一系列处理后，使N转变为硼酸铵然后用0.1mol/L盐酸滴定，共用去盐酸的体积为23.0mL，则该样品中N的含量为______________。
已知：
滴定过程中涉及的反应方程式：
（NH4）2B4O7＋2HCl＋5H2O
2NH4Cl＋4H3BO3
（4）一些不法奶农利用“凯氏定氮法”只检测氮元素的含量而得出蛋白质的含量这个检测法的缺点，为使牛奶检测时蛋白质的含量达标，而往牛奶中添加三聚氰胺（C3N6H6）。
则三聚氰胺中氮的含量为_________________。
4．布噁布洛芬是一种消炎镇痛的药物。
它的工业合成路线如下：
请回答下列问题：
（1）A长期暴露在空气中会变质，其原因是_____________________________。
（2）由A到B的反应通常在低温时进行。
温度升高时，多硝基取代副产物会增多。
下列二硝基取代物中，最可能生成的是___________（填字母）。
（3）F的结构简式__________________。
（4）D的同分异构体H是一种α－氨基酸，H可被酸性KMnO4溶液氧化成对苯二甲酸，则H的结构简式是______。
高聚物L由H通过肽键连接而成，L的结构简式是_______。
【反馈练习答案】
1．C2．B
3．
（1）往容量瓶中注入一定量的
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