高二化学葡萄糖1Word文档格式.docx
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【讲述】请同学们说出自己知道的带糖字的物质。
(尽可能让学生举例,如白糖、红糖、蜜糖、糖果、葡萄糖。
)
(先对同学举出的糖,从纯净物、混合物的角度加以区分,并思考它们是不是属于化学中的糖类。
带糖字的物质如葡萄糖、果糖、蔗糖(展示样品)属于糖类,不带糖字的物质,如淀粉、纤维素(展示淀粉、棉花、滤纸等样品)也属于糖类,而且是很重要的糖类。
它们的化学内涵我们将分别学习。
糖类习惯上叫碳水化合物。
为什么这样称呼呢?
(可让同学顾名思义地猜测。
)因为化学家最初发现的糖类化合物都是由碳、氢和氧三种元素组成的,而且其中氢和氧的原子数之比跟水的组成相同。
于是,误认为糖类是碳的水化物,并用通式Cn(H2O)m表示。
人类的认识总是不断发展的。
后来发现,有些糖如鼠李糖(C6H12O5)、脱氧核糖(C5H10O4)等化合物分子中的氢和氧的原子数的比不是2∶1。
许多分子式符合Cn(H2O)m通式的化合物,例如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)、乳酸(C3H6O3),却不属于糖类。
可见,碳水化合物这个名称并不确切,但因沿用已久,目前还在使用,只是已失去它的原意。
糖类一般分为单糖(最简单的糖)、低聚糖和多糖三类。
糖通常按天然来源命名。
例如,葡萄糖从葡萄汁中提取而得名,由甘蔗汁提取的糖叫蔗糖,由水果汁提取的糖叫果糖。
[板书]
我们首先研究最重要的单糖——葡萄糖。
【板书】一、葡萄糖
1.葡萄糖的物理性质
【展示】一瓶葡萄糖样品
(请一位同学通过观察和实验,描述葡萄糖的物理性质,包括颜色、状态、味道,在水中和无水乙醇中的溶解性,并适当地跟果糖、白糖对比。
注意表述的准确性和实验操作的规范性。
葡萄糖是白色晶体,有甜味,易溶于水而难溶于乙醇。
从甜味看,果糖>蔗糖>葡萄糖
【讲述】葡萄糖是有机物,为什么易溶于水而难溶于乙醇呢?
这跟葡萄糖的分子结构有关。
【板书】2.葡萄糖的分子式和结构简式
【讨论】通过下列事实推导葡萄糖的分子式和结构简式。
(出示小黑板)
(1)把葡萄糖和镁粉按适当比例混合加热,得到黑色炭粉、白色的氧化镁粉末和氢气。
(2)葡萄糖的相对分子质量是180,其中含碳40%,含氢6.7%,含氧53.3%。
(3)lmol葡萄糖能跟5mol乙酸酐[(CH3CO)2O]相互完全反应,生成lmol五乙酸葡萄糖酯和5mol乙酸。
(4)葡萄糖能发生银镜反应,跟碱性氢氧化铜悬浊液共热时得到红色沉淀。
(5)葡萄糖用钠汞齐还原后得到正己六醇。
(要求:
①从每一事实中得出一个结论。
②综合以上各实验,得出整体结论。
③写出事实(3)、(4)的化学反应方程式。
先个人思考,再相互讨论。
(抽同学回答,由其他同学作出评价,或进行补充、纠正。
师:
根据哪些事实推出葡萄糖的分子式?
生:
事实
(1)说明,葡萄糖由碳、氢和氧三种元素组成。
根据事实
(2),l分子葡萄糖中含碳原子(180×
40%)/12=6个,含H原子(180×
6.7%)/1=12个,含氧原子(180×
53.3%)/16=6个。
所以,葡萄糖的分子式是C6H12O6。
(计算思路可以多种多样。
再根据哪些事实推出葡萄糖的结构简式?
试写出它的结构简式。
事实(3)说明1个葡萄糖分子里有5个羟基。
事实(4)说明,葡萄糖分子里含有醛基。
事实(5)说明,葡萄糖分子有直链结构,5个羟基分别连接在5个碳原子上。
(插问:
5个羟基为什么分别连在5个碳原于上?
让学生思考回答后指出:
两个羟基连接在同一个碳原子上一般是不稳定的,易脱去一分子水而变成碳基。
综合分析,葡萄糖的结构简式是
【板书】CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
或CH2OH(CHOH)4CHO
写结构简式必须符合价键规则。
有机化合物中碳原子跟其他原子通常形成4个共价键,这一点十分重要。
从葡萄糖的结构简式看出,它是一种多羟基醛。
糖类从结构上看,一般是多羟基醛或多羟基酮(例如果糖),或者是能水解生成多羟基醛或多羟基酮的化合物(例如淀粉)。
葡萄糖易溶于水,难溶于纯乙醇,这跟分子的极性有关。
上述推导表明,实验方法是研究物质性质和结构的基本方法。
性质反映结构,可以由物质的性质推测物质的可能结构。
根据实验事实,由计算和逻辑推理推导葡萄糖的结构式,再根据葡萄糖的结构推测它的性质。
这是研究物质的性质和结构的重要方法,也是认识事物本质的一种思维方式。
在元素化合物知识的教学中要抓住这一方法。
上述事实反映葡萄糖有哪些重要化学性质?
(还原性、酯化反应。
归结到官能团的特性。
【板书】3.葡萄糖的还原性
【复习】回忆乙醛的银镜反应和还原氢氧化铜的实验。
银镜反应实验成败的关键是什么?
(要求答出:
①银氨溶液的配制:
在AgNO3溶液中逐滴加入氨水,边加边振荡试管,至最初出现的沉淀刚好消失为止。
②试管必须十分洁净。
③反应在碱性环境中进行。
【阅读】教材上有关葡萄糖银镜反应和还原氢氧化铜的演示实验部分。
【实验】抽两位同学上讲台,分别演示这两个实验。
另抽两位同学板书有关反应的化学方程式。
(1)CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-→
CH2OH(CHOH)4COOH+2Ag↓+H2O+4NH3
(2)CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2→
CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O
【讨论】让其他同学对实验操作和化学方程式书写予以评价。
【板书】4.葡萄糖的重要性和用途
【讲述】葡萄糖的银镜反应长期应用于制作镜子、热水瓶胆和保温杯胆的镀银工艺。
葡萄糖对人体及其活动至关重要,它是人体所需能量(包括维持体温的热量)的主要来源。
人饥饿时或剧烈运动后,有时心里发慌,喝一杯葡萄糖水能很快定心安神。
因为喝进的葡萄糖可以较快地升高已降低的血糖(即葡萄糖)水平,使它恢复正常值。
病人手术后或进食困难的病人,需要注射葡萄糖营养剂或葡萄糖生理盐水。
丧失体内自我调节血糖水平的人会得糖尿病(血糖水平过高,使尿液中含有葡萄糖)。
血糖水平大致是个常数,过高、过低都危害健康。
【思考】联系生物学的有关知识,葡萄糖在人体内释放能量的化学原理是什么?
写出反应的化学方程式。
【讲述】葡萄糖在体内释放能量的化学原理,是血液中的葡萄糖(即血糖)跟血红蛋白输送的氧气发生放热反应。
C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l)+2804kJ
在体内,这一反应是逐步缓慢进行的。
葡萄糖放出的能量,既能维持体温,又使多余的葡萄糖变成新的贮能物质,其中之一是脂肪。
葡萄糖还可用作生产维生素C、味精和葡萄糖酸钙(一种抗皮肤过敏药剂)的原料。
印染和制革工业还可用它作还原剂。
【板书】5.葡萄糖的制取
【讲述】葡萄糖广泛存在于动植物体内,除葡萄和血液外,植物的根、茎、叶、花中都或多或少含有它。
在蜂蜜里,人和动物的淋巴液、脊髓液里也都含有葡萄糖。
葡萄糖的需求量很大,天然葡萄糖远远满足不了需要。
那么,工业上是怎样制取葡萄糖的呢?
工业上通常用淀粉催化水解法制取葡萄糖。
过去采用硫酸等无机酸作催化剂,需在加压下进行,不但生产成本高,而且效率较低,质量也不很高。
受人体内淀粉水解的启示,现在采用生物催化水解法(酶水解法)制取,成本降低了,效率和质量却大大提高。
所以,生物模拟法是工业生产的一个重要方向。
后面我们将学习其他重要的糖类,请做好预习。
【作业】怎样检验某人是否患有糖尿病?
请设计一个最简单的实验方案。
(课本习题略。
教学说明
本课重视充分利用化学事实,通过观察实验现象、思考、推理等方法,引导学生推导出物质的结构,再以物质的结构指导对物质性质的学习。
最后,根据物质的性质,确定物质的用途,使学生获得较系统的知识。
教师注意引导学生充分利用已有的知识和化学事实积极思维,使学生在学习中接受科学思维方法的熏陶,同时受到内因是变化的根据,外因是变化的条件这一辩证唯物主义的教育。
本课的另一特点是重视跟实际结合。
教学时尽可能使葡萄糖的知识跟生产、生活相联系,以激发学生的学习兴趣,又有利于知识的理解和运用,有助于发展学生的智能和创造意识。
教案示例葡萄糖的结构和性质
1.掌握葡萄糖的结构简式和葡萄糖的主要性质。
2.通过实验推导葡萄糖结构简式,培养学生观察、分析和推断能力。
3.通过分析葡萄糖结构跟性质的关系,对学生进行辩证唯物主义观点的教育。
葡萄糖的相对分子质量是180,其中含碳40%,氢6.7%,其余是氧。
求它的分子式。
(学生计算,得出葡萄糖的分子式,由此引入新课。
【板书】单糖
一、葡萄糖(C6H12O6)的结构和性质
(一)物理性质
【实验】观察试管里的葡萄糖晶体。
了解它的色、态后,倒入少量蒸馏水,观察葡萄糖的溶解性,得出结论。
【板书】
(一)物理性质:
白色晶体,溶于水,有甜味。
(二)结构和化学性质
【实验】
常温下的现象是生成绛蓝色溶液,说明葡萄糖分子里含有多个羟基。
加热时发生的现象是生成红色沉淀,说明葡萄糖分子里有醛基。
通过实验分析可知,葡萄糖是一种多羟基醛。
那么官能团的数目是多少呢?
已知下列实验数据:
两种反应物的物质的量的比是1∶1,说明分子里只有一个醛基,生成物是正己六醇。
这说明除一个醛基被还原成一个羟基外,原来的葡萄糖分子里已有五个羟基。
正说明六个碳原子以直链方式连接。
请学生写出结构简式。
【板书】1.结构简式
CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO或
CH2OH—(CHOH)4—CHO
教学中推导葡萄糖结构式的过程,先引导学生从观察实验现象找出因果关系,进而得出相应结论,最后确定物质的结构式。
这符合有机物结构推导的科学方法。
2.化学性质
【说明】教师引导学生讨论,葡萄糖含有醛基和多羟基,那么它可能有哪些化学性质,总结学生讨论结果得出结论。
(l)醛基的还原性
【演示】
(水浴加热,观察现象。
(2)醛基的氧化性
(3)多羟基的反应
①跟新制的氢氧化铜在常温下生成绛蓝色溶液。
②发生酯化反应,生成五乙酸葡萄糖酯。
(4)人体内氧化反应
C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l)+2804kJ
本节课重点是一个结构式,四个表示性质的化学方程式。
(练习略。
【演示】用新鲜的葡萄汁滴入新制的氢氧化铜溶液里,加热,出现红色沉淀。
请学生解释这一现象,写出有关的化学方程式。
专家评注
本节课依据教学大纲和学生情况,把握住恰当的知识数量和深度。
教学时从实验现象入手,经思考导出物质结构,再由结构到重要性质,有利于学生对知识的学习和科学方法的训练,学生的能力同时有所发展。
这种课堂设计容易使学生兴趣盎然,也易产生教和学共鸣的效果。
这是创设课堂教学最佳意境的重要途径。
相关练习
1.葡萄糖是单糖的主要原因是
A.在糖类