学年化学苏教必修2讲义专题3 有机化合物的获得与应用 第2单元 第4课时.docx

学年化学苏教必修2讲义专题3 有机化合物的获得与应用 第2单元 第4课时.docx

《学年化学苏教必修2讲义专题3 有机化合物的获得与应用 第2单元 第4课时.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年化学苏教必修2讲义专题3 有机化合物的获得与应用 第2单元 第4课时.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学年化学苏教必修2讲义专题3有机化合物的获得与应用第2单元第4课时

第4课时　糖　类

学习目标

核心素养建构

1.知道糖类的组成、重要性质和主要应用。

2.认识葡萄糖的分子结构和特征反应。

3.能够设计实验确认淀粉水解的产物及水解的程度。

[知识梳理]

一、葡萄糖

1．糖类的组成及其分类

（1）糖类组成：

糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物，其组成大多可以用通式Cn（H2O）m表示，过去曾称其为碳水化合物。

（2）糖的分类：

糖类可以根据其能否水解以及水解产物的多少不同，划分为单糖、低聚糖、多糖。

（3）你所知道的糖类有哪些？

请写出它们的分子式。

答案　单糖有葡萄糖、果糖，分子式都C6H12O6;双糖有蔗糖、麦芽糖，分子式为C12H22O11；多糖有淀粉、纤维素，分子式为（C6H10O5）n。

2．葡萄糖

（1）葡萄糖的分子式为C6H12O6，请写出葡萄糖的结构简式，并指明其含有的官能团。

答案　结构简式为CH2OH（CHOH）4CHO，官能团为—OH（羟基）和（醛基）。

（2）葡萄糖在人体内缓慢氧化，提供人体活动所需的能量。

写出葡萄糖在人体内氧化的化学方程式。

答案　C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O。

（3）葡萄糖的银镜反应

①葡萄糖发生银镜反应，需要配制银氨溶液，实验室如何配制银氨溶液？

答案　在洁净的试管中先加入硝酸银溶液，再滴加稀氨水，直到析出的沉淀恰好溶解为止。

②在上述银氨溶液中，加入葡萄糖溶液，将试管置于温水浴里加热，观察到的实验现象是什么？

答案　试管内壁有光亮的银镜产生。

（4）按下图要求完成实验：

加热后观察到的实验现象是什么？

答案　试管中有砖红色沉淀生成。

（5）由上述两实验，你能得出什么结论？

答案　葡萄糖具有还原性，能被弱氧化剂如新制

Cu（OH）2悬浊液氧化，生成砖红色Cu2O沉淀。

【自主思考】

1．为什么人们曾把糖类化合物称为“碳水化合物”；符合碳水化合物通式[Cn（H2O）m]的有机物是否一定属于糖类？

提示　葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素等糖类分子组成中C、H、O的原子个数比是n∶2m∶m，即符合碳水化合物的分子通式Cn（H2O）m，故人们曾把糖类称为碳水化合物；但符合这一通式的有机物不一定属于糖类，如C2H4O2是醋酸而不是糖类。

2．葡萄糖与果糖、麦芽糖与蔗糖，淀粉与纤维素互为同分异构体吗？

提示　葡萄糖与果糖、麦芽糖与蔗糖互为同分异构体，前者分子式均为C6H12O6，后者分子式同为C12H22O11；淀粉与纤维素都可用（C6H10O5）n表示，但是对于淀粉、纤维素来说n值是不定的，它们本身都是混合物，所以不能称为同分异构体。

二、糖类的水解

1．按要求完成淀粉水解的实验：

（1）在盛有4mL水的试管中加入0.5g淀粉，水浴加热，再加入银氨溶液，水浴加热有无银镜出现？

答案　无银镜出现。

（2）在盛有4mL20%硫酸的试管中加入0.5g淀粉，水浴加热；再用氢氧化钠溶液中和硫酸：

①取其少量溶液加入碘水，溶液是否变为蓝色？

答案　加碘水后溶液不变蓝色。

②另取少量溶液，加入银氨溶液，水浴加热，观察到的实验现象是什么？

答案　有银镜出现。

（3）由上述实验，你能得出的结论是什么？

答案　在稀H2SO4催化作用和加热条件下，淀粉发生水解，生成具有还原性的葡萄糖。

2．写出下列糖类水解生成葡萄糖的化学方程式

①麦芽糖　　C12H22O＋H2O2C6H；

麦芽糖葡萄糖

②淀粉　　（C6H＋nH2OnC6H；

淀粉葡萄糖

③蔗糖　　C12H22O＋H2OC6H＋C6H。

蔗糖葡萄糖果糖

【自主思考】

3．在检验淀粉水解产物时，为什么要先加入NaOH溶液？

提示　中和水解液中的稀硫酸，调节溶液的pH至碱性，确保下步实验顺利进行。

因为葡萄糖与银氨溶液、Cu（OH）2悬浊液的反应是在碱性环境中进行的。

[效果自测]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）糖类都能发生水解反应。

（　　）

（2）葡萄糖和蔗糖的最简式都是CH2O。

（　　）

（3）淀粉和纤维素互为同分异构体。

（　　）

（4）葡萄糖溶液和淀粉溶液可利用碘水来鉴别。

（　　）

（5）蔗糖和麦芽糖的分子式均为C12H22O11。

（　　）

（6）葡萄糖发生银镜反应的原因是分子中含有—CHO。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）√　（6）√

2．葡萄糖的结构简式为

CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO

其对应的性质中不正确的是（　　）

A．与钠反应放出氢气B．可与乙酸发生酯化反应

C．能发生银镜反应D．可使小苏打溶液冒出气泡

解析　葡萄糖含有羟基，故能与钠反应放出氢气，与乙酸发生酯化反应（取代反应的一种）；含有醛基，能发生银镜反应；无羧基，所以不能与NaHCO3溶液反应，D错误。

答案　D

探究一、葡萄糖特征反应

【合作交流】

1．葡萄糖与银氨溶液、氢氧化铜悬浊液的反应是在酸性环境还是碱性环境下呢？

提示　反应均在碱性环境中进行。

【点拨提升】

1．银镜反应

（1）实验步骤：

①在洁净的试管中加入2mL2%的AgNO3溶液；

②边振荡试管，边逐滴滴加2%的稀氨水，至析出的沉淀恰好溶解为止；

③滴加6～8滴葡萄糖溶液振荡，水浴加热。

（2）实验现象：

可观察到有光亮的银镜生成。

（3）实验结论：

CH2OH（CHOH）4CHO＋2[Ag（NH3）2]OHCH2OH（CHOH）4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。

（4）注意事项：

做银镜反应时，为了保证能够在试管内壁生成光亮的银镜，需要注意下面几点：

①选用洁净的试管；

②银氨溶液现配现用。

配制银氨溶液时，要逐滴将稀氨水加入到硝酸银溶液中，到生成的沉淀刚好完全溶解为止，氨水不要过量；

③水浴加热。

（5）应用：

工业上制镜或热水瓶胆镀银。

2．与新制氢氧化铜悬浊液的反应

（1）实验步骤：

在洁净的试管里加入2mL10%的NaOH溶液，滴加5%的CuSO4溶液4～5滴，再加入2mL10%的葡萄糖溶液，加热，观察现象。

（2）实验现象：

试管中先出现绛蓝色溶液，加热后产生砖红色沉淀，它是Cu2O。

（3）实验结论：

CH2OH（CHOH）4CHO＋2Cu（OH）2＋＋2H2O

（4）注意事项：

①氢氧化铜溶液久置容易分解为氧化铜，并且氢氧化铜沉降下来也不利于与葡萄糖接触反应，所以本实验需用新制的氢氧化铜悬浊液；

②在配制时要保证溶液显碱性，一般操作是将硫酸铜溶液往氢氧化钠溶液中滴加出现蓝色絮状沉淀即可；

③本实验加热煮沸，效果更好。

（5）应用：

这个反应的现象明显，常被用来检验病人的尿液中是否含有葡萄糖，以确定病人是否患有糖尿病。

[关键提醒]　

（1）含醛基有机物（如葡萄糖）具有还原性，能被氧气、新制Cu（OH）2悬浊液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化。

（2）葡萄糖和麦芽糖含醛基，能与新制Cu（OH）2悬浊液反应，淀粉和纤维素不含醛基，不能与新制Cu（OH）2悬浊液反应。

（3）含醛基的有机物均能与新制Cu（OH）2悬浊液反应生成砖红色沉淀，且反应条件均为碱性环境和加热。

【典题例证1】　一个学生做葡萄糖的还原性实验时，取了1mol·L－1CuSO4溶液和0.5mol·L－1NaOH溶液各1mL，在一支洁净的试管内混合后，向其中又加入1mL40%的葡萄糖溶液，加热煮沸，但始终无砖红色沉淀出现。

实验失败的原因可能是（　　）

A．未充分加热

B．加入葡萄糖太多

C．加入NaOH溶液的量不够

D．加入CuSO4溶液的量不够

解析　该反应应在强碱性条件下进行，而该同学取的CuSO4比NaOH多，不能形成碱性悬浊液，所以实验失败。

答案　C

【学以致用1】　把氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液加入某病人的尿液中，微热时如果观察到砖红色沉淀，说明该尿液中含有（　　）

A．食醋B．白酒

C．食盐D．葡萄糖

解析　这是检查糖尿病的一种简便方法，加入NaOH溶液和CuSO4溶液，首先反应生成Cu（OH）2悬浊液。

尿液中如果含有葡萄糖，加热时，葡萄糖就与Cu（OH）2悬浊液反应生成砖红色的Cu2O沉淀。

答案　D

探究二、淀粉的水解

【合作交流】

2．淀粉水解的催化剂有哪些物质？

提示　淀粉酶、稀H2SO4。

3．淀粉和葡萄糖一般用什么试剂检验？

提示　淀粉用碘水，葡萄糖用银氨溶液。

【点拨提升】

1．原理

淀粉在20%H2SO4的作用下，加热发生水解反应，其水解过程是分步进行的，最终水解产物为葡萄糖。

其水解过程：

2．检验淀粉水解及水解程度的实验步骤：

3．实验现象及结论：

情况

现象A

现象B

结论

1

溶液呈蓝色

未产生银镜

未水解

2

溶液呈蓝色

出现银镜

部分水解

3

溶液不呈蓝色

出现银镜

完全水解

[关键提醒]　

（1）淀粉的检验，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH反应。

（2）因反应是用硫酸作催化剂，而银镜反应或与新制Cu（OH）2悬浊液反应的溶液必须呈碱性，所以应先加碱中和再检验。

【典题例证2】　某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况：

下列结论正确的是（　　）

A．淀粉尚有部分未水解

B．淀粉已完全水解

C．淀粉没有水解

D．淀粉已发生水解，但不知是否完全水解

解析　由于在水解液中加入了过量NaOH溶液，I2会与碱发生反应生成碘盐而导致无法判断中和液中是否还有淀粉存在，因此也就无法判断淀粉是否水解完全。

若改为向水解液中直接加入碘水则可证明淀粉是否水解完全。

答案　D

【学以致用2】　向淀粉中加入少量稀硫酸，并加热使之发生水解，为测定水解的程度，需下列试剂中的（　　）

①氢氧化钠溶液　②银氨溶液　③新制的Cu（OH）2悬浊液　④碘水　⑤BaCl2溶液

A．①⑤B．②④

C．①③④D．②③④

解析　葡萄糖和新制的Cu（OH）2悬浊液或银氨溶液反应时需在碱性条件下进行，因此需加入NaOH中和酸；用碘水检验淀粉是否水解完全。

答案　C

1．下列关于葡萄糖的说法中错误的是（　　）

A．葡萄糖的分子式是C6H12O6

B．葡萄糖不能发生水解反应

C．葡萄糖是碳水化合物，因为它的分子是由6个碳原子和6个水分子组成的

D．葡萄糖能与新制的氢氧化铜悬浊液共热反应，生成砖红色的沉淀

解析　葡萄糖分子式为C6H12O6，属于单糖，不能发生水解反应，A、B正确；葡萄糖是碳水化合物，但不是由碳原子和水分子组成的，C错误；葡萄糖能被新制Cu（OH）2悬浊液氧化而产生砖红色沉淀，D正确。

答案　C

2．葡萄糖是一种单糖的理由是（　　）

A．它不能发生分解反应

B．不能再水解成更简单的糖

C．分子中只含1个醛基

D．葡萄糖分子中含碳原子数最少

解析　糖的水解反应与糖的分解反应是不同的，前者有水参加反应，后者的反应物只是糖本身，故A不对；糖分子中含碳原子数的多少、含醛基的多少不能作为区分单糖和多糖的标准，故C、D不对；区分某种糖是否是单糖的依据是看该糖能否水解成更简单的糖，如不能水解成更简单的糖就是单糖，故B对。

答案　B

3．对于淀粉和纤维素，下列说法正确的是（　　）

A．二者都能水解，但水解的最终产物不同

B．二者含C、H、O三种元素的质量分数相同，且互为同分异构体

C．它们都属于糖类，且都是高分子化合物

D．化学性质相同

解析　A项，两者水解的最终产物相同；B项，由于n值不同，故两者不互为同分异构体；D项，两者结构不同，化学性质不同。

答案　C

4．下