高届高级高一高中化学步步高必修2课件学案第三章第四节.docx
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高届高级高一高中化学步步高必修2课件学案第三章第四节
第四节 基本营养物质
一、糖类
1.分类
糖类
2.葡萄糖
(1)分子结构和性质
(2)特征反应
3.糖类的水解
(1)蔗糖的水解反应
①实验现象:
试管中最终有砖红色沉淀生成。
②实验结论:
蔗糖水解有葡萄糖生成。
③反应方程式:
C12H22O11+H2O
C6H12O6+C6H12O6。
蔗糖葡萄糖果糖
(2)淀粉(纤维素)的水解反应
淀粉(纤维素)水解反应的化学方程式为
(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6。
淀粉(或纤维素) 葡萄糖
4.糖类在生产、生活中的应用
(1)糖类都是有甜味的物质(×)
(2)葡萄糖和果糖具有相同分子式而具有不同的结构,因此二者互为同分异构体(√)
(3)所有糖类都能发生水解反应(×)
(4)淀粉和纤维素的分子式相同,所以二者互为同分异构体(×)
(5)蔗糖和淀粉水解的产物只有葡萄糖(×)
(6)纤维素在人体内可以水解为葡萄糖,故可作为人类的营养物质(×)
(7)糖类都属于高分子化合物(×)
(8)棉、麻的成分主要是纤维素(√)
1.丧失体内自我调节血糖水平的人会得糖尿病,病人的尿液中含有葡萄糖,怎样通过实验检验一个病人是否患有糖尿病?
提示 把NaOH(过量)和CuSO4溶液加入某病人的尿液中微热,若观察到有砖红色沉淀生成,说明该人患有糖尿病。
2.分别取1mol葡萄糖进行下列实验:
(1)与足量的金属钠反应,产生的氢气在标准状况下的体积是L。
(2)与醋酸反应生成酯,从理论上讲完全酯化需g醋酸。
(3)若使之全部转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为L,反应的化学方程式为。
(4)与新制的Cu(OH)2反应的现象是。
答案
(1)56
(2)300 (3)134.4 C6H12O6+6O2
6CO2+6H2O (4)生成砖红色沉淀
解析
(1)1mol葡萄糖中含有5mol羟基,与足量的金属钠反应,产生2.5mol氢气,标准状况下的体积是56L。
(2)1mol葡萄糖中含有5mol羟基,可以与5mol醋酸发生酯化反应,故完全酯化所需醋酸的质量为5mol×60g·mol-1=300g。
(3)葡萄糖燃烧的化学方程式为C6H12O6+6O2
6CO2+6H2O,1mol葡萄糖完全燃烧所需氧气为6mol,标准状况下体积为134.4L。
(4)葡萄糖与新制的Cu(OH)2在加热条件下反应生成砖红色的Cu2O沉淀。
3.某同学为了检验淀粉的水解程度,设计了如下实验方案:
(1)写出淀粉水解的化学方程式:
。
(2)该同学认为水解程度有三种可能
①淀粉完全水解,此时水解液存在溶质(填化学式)。
②淀粉未水解,此时水解液的溶质(填化学式)。
③淀粉部分水解,此时水解液的溶质(填化学式)。
(3)请完成以下内容
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
部分水解
③
溶液不呈蓝色
出现银镜
(4)实验方案中,NaOH的作用。
答案
(1)(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O
nC6H12O6
(2)①C6H12O6、H2SO4 ②(C6H10O5)n、H2SO4
③C6H12O6、(C6H10O5)n、H2SO4
(3)②现象A:
溶液呈蓝色 现象B:
出现银镜
③结论:
完全水解
(4)中和H2SO4,防止H2SO4和银氨溶液反应变质
1.糖类水解规律
(1)单糖不发生水解。
(2)1mol双糖能水解,生成2mol单糖分子。
(3)1mol多糖能水解,生成很多摩尔单糖分子。
2.糖类水解条件
蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸作催化剂,并且水浴加热。
3.淀粉水解程度及其产物检验注意的问题
(1)检验淀粉时,必须直接取水解液加入碘水,不能取中和液,因为碘能与氢氧化钠溶液反应。
(2)因反应是用稀硫酸作催化剂,而与新制Cu(OH)2悬浊液反应的溶液必须呈碱性,所以应先中和再检验。
二、油脂
1.组成特点及分类
元素组成
代表物
代表物分子组成
油
C、H、O
植物油
不饱和高级脂肪酸甘油酯
脂肪
动物脂肪
饱和高级脂肪酸甘油酯
2.油脂的化学性质
油脂是高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类物质,因此能发生水解反应。
其中反应②又叫皂化反应,即油脂在碱性条件下的水解反应。
3.油脂在生产、生活中的应用
(1)油脂属于高分子化合物(×)
(2)天然油脂属于混合物(√)
(3)油脂的水解反应称为皂化反应(×)
(4)植物油在空气中变质是发生了加成反应(×)
(5)植物油不能使溴水褪色(×)
(6)油脂难溶于水(√)
“油”和“脂”都是高级脂肪酸甘油酯。
“油”一般不饱和程度较高,熔点较低,室温下为液态;“脂”一般饱和程度较高,熔点较高,室温下为固态,又称为“脂肪”。
油通过氢化可以转化为脂肪。
另外,油脂是混合物。
1.为什么用热的碱性溶液洗涤粘有油脂的器皿效果好?
提示 油脂属于酯,难溶于水,在热的碱性溶液中可以加速油脂的水解,生成易溶于水的甘油和高级脂肪酸盐。
2.植物油、动物油、矿物油有哪些区别?
提示 植物油和动物油都是油脂,属于酯类物质,植物油中含碳碳双键;矿物油属于烃类。
3.区别植物油和矿物油的正确方法是( )
A.加酸性高锰酸钾溶液,振荡
B.加NaOH溶液,煮沸
C.加新制Cu(OH)2悬浊液,煮沸
D.加溴水,振荡
答案 B
解析 植物油中含有碳碳不饱和键,能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色,有些矿物油含有烯烃,也能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色,A、D项无法区别;植物油属于酯类,在NaOH溶液中煮沸时,水解后的生成物能溶于水,矿物油无此性质,故B项可区别植物油和矿物油。
油脂和矿物油的比较
物质
油脂
矿物油
脂肪
油
组成
多种高级脂肪酸的甘油酯
多种烃(石油及其分馏产品)
含饱和烃基多
含不饱和烃基多
性质
固态或半固态
液态
具有烃的性质,不能水解
能水解并部分兼有烯烃的性质
鉴别
加含酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅
加含酚酞的NaOH溶液,加热,无变化
三、蛋白质
1.蛋白质的组成
(1)组成元素:
C、H、O、N、S、P等。
(2)分子组成:
是由氨基酸连接而成的高分子化合物。
(3)代表物质:
酶、肌肉、毛发等。
2.蛋白质的性质
(1)水解反应:
蛋白质
氨基酸。
(2)
3.在生产、生活中的应用
(1)蛋白质是人类必需的营养物质。
(2)动物的毛和蚕丝的主要成分是蛋白质,可制作服装等。
(3)淀粉酶、麦芽糖酶等绝大数酶是特殊的蛋白质,是生物体内重要的催化剂。
(1)蛋白质在酶作用下可以水解转化成氨基酸(√)
(2)蛋白质由碳、氢、氧元素组成(×)
(3)动物的毛和蚕丝的主要成分是蛋白质,蛋白质属于高分子化合物(√)
(4)浓硝酸滴到皮肤上,皮肤变黄色是物理变化(×)
1.如何用简单的方法鉴别纺织品是棉制品还是羊毛?
提示 棉制品的主要成分为纤维素,羊毛制品的主要成分为蛋白质。
可以灼烧法鉴别,灼烧后有烧焦羽毛气味的是羊毛制品。
2.下列物质不能发生水解反应的是(填序号)。
①乙酸乙酯 ②葡萄糖 ③果糖 ④蔗糖 ⑤麦芽糖
⑥淀粉 ⑦纤维素 ⑧酶 ⑨油脂
答案 ②③
解析 葡萄糖和果糖都是单糖,单糖不能水解。
能水解的常见有机物
(1)酯类
酸(盐)+醇
(2)油脂
高级脂肪酸(盐)+甘油
(3)蔗糖
葡萄糖+果糖
(4)麦芽糖
葡萄糖
(5)淀粉(纤维素)
葡萄糖
(6)蛋白质
氨基酸
1.(2019·唐山高一测试)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
答案 D
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;含有醛基,能发生银镜反应;无羧基,所以不与NaHCO3反应。
2.下列关于油脂的叙述不正确的是( )
A.油脂属于酯类
B.油脂没有固定的熔、沸点
C.油脂是高级脂肪酸的甘油酯
D.油脂都不能使溴水褪色
答案 D
解析 有的油脂含有不饱和碳碳双键(如植物油),能发生加成反应使溴水褪色,故D不正确。
3.下列说法正确的是( )
A.蛋白质属于天然高分子化合物,组成元素只有C、H、O、N
B.蛋白质在浓硝酸的作用下可发生水解反应
C.蛋白酶是蛋白质,它不仅可以催化蛋白质的水解反应,还可以催化淀粉的水解反应
D.蛋白质在酶等催化剂作用下可以水解,生成氨基酸
答案 D
解析 蛋白质的组成元素除C、H、O、N外有的还含有S、P等元素,A错误;某些蛋白质在浓硝酸的作用下变黄,发生颜色反应,B错误;酶具有专一性,蛋白酶只可以催化蛋白质的水解反应,C错误。
4.下列说法正确的是( )
A.葡萄糖、果糖和蔗糖都能发生水解反应
B.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的
C.糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物
D.油脂有油和脂肪之分,但都属于酯
答案 D
解析 葡萄糖、果糖是单糖不能发生水解反应,故A项错误;蛋白质由C、H、O、N等元素组成,故B错误;糖类中的单糖、双糖还有油脂都不是高分子化合物,蛋白质是高分子化合物,故C错误。
5.有关物质水解的叙述不正确的是( )
A.可用碘水检验淀粉是否水解完全
B.油脂在酸性条件下水解与其在碱性条件下水解的产物完全相同
C.蛋白质水解的最终产物为氨基酸
D.纤维素水解与淀粉水解得到的最终产物相同
答案 B
解析 A项,淀粉遇碘变蓝,可用碘水检验淀粉是否水解完全,故正确;B项,油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油,在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油,故错误;D项,纤维素与淀粉水解的最终产物均为葡萄糖,故正确。
6.油脂是多种高级脂肪酸的甘油酯。
油脂的下述性质和用途中,与其含有不饱和的碳碳双键有关的是( )
A.油脂是产生能量最高的营养物质
B.利用油脂在碱性条件下的水解,可以制甘油和肥皂
C.植物油通过氢化(加氢)可以变为脂肪
D.脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质
答案 C
解析 油脂是产生能量最高的营养物质,与碳碳双键无关,故A不选;油脂在碱性条件下水解,可以制甘油和肥皂,利用酯的水解反应,与酯基有关,与碳碳双键无关,故B不选;植物油为不饱和高级脂肪酸甘油酯,含有碳碳双键,能与氢气发生加成反应,生成饱和的高级脂肪酸甘油酯(脂肪),与碳碳双键有关,故选C;脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质,这句话本身是正确的,但与碳碳双键无关,故D不选。
题组一 糖类的组成、结构与性质
1.葡萄糖(C6H12O6)是一种重要的营养物质,下列关于葡萄糖的说法中,正确的是( )
A.葡萄糖是一种单糖
B.葡萄糖分子中有6个碳原子、6个水分子
C.常温下,葡萄糖可与新制的氢氧化铜悬浊液反应
D.1mol葡萄糖完全燃烧需要9mol氧气
答案 A
解析 葡萄糖是单糖,A正确;葡萄糖分子中氢、氧原子个数比为2∶1,但不是以水分子的形式存在,B错误;葡萄糖和新制氢氧化铜悬浊液反应必须加热,C错误;葡萄糖分子可改写为C6·(H2O)6,由此可判断1mol葡萄糖完全燃烧需要6mol氧气,D错误。
2.把①蔗糖、②淀粉、③纤维素、④乙酸乙酯在稀硫酸存在下分别进行水解,最终产物只有1种的是( )
A.①和②B.只有③
C.只有④D.只有②和③
答案 D
解析 蔗糖的水解产物有葡萄糖和果糖两种;乙酸乙酯的水解产物也有两种。
3.(2019·北京西城区高一检测)下列说法正确的是( )
A.淀粉和纤维素都可以用(C6H10O5)n表示,所以二者属于同分异构体
B.蔗糖、淀粉、纤维素水解的最终产物都是葡萄糖
C.葡萄糖的银镜反应一般在碱性条件下发生
D.所有有机物中都含有官能团
答案 C
解析 淀粉和纤维素都可以用(C6H10O5)n表示,但二者的n值不同,不属于同分异构体,故A错误;蔗糖水解的最终产物是葡萄糖和果糖,故B错误;葡萄糖的银镜反应一般在碱性条件下发生,故C正确;烷烃不含有官能团,故D错误。
题组二 糖类及其水解产物的检验
4.(2019·临沂高一检测)将蔗糖放入试管中,加水和稀硫酸振荡,水浴加热5分钟,取水解液3mL加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热后没有看到砖红色物质出现,这是因为( )
A.加热时间不够
B.蔗糖纯度不够
C.Cu(OH)2的量不足
D.水解液未用碱液中和
答案 D
解析 蔗糖在稀硫酸的催化作用下水解,水解液中有H2SO4,使Cu(OH)2溶解,不能得到Cu2O沉淀,在加入新制Cu(OH)2悬浊液前,应用碱中和作催化剂的稀硫酸,并调至碱性环境。
5.(2019·西安高一月考)某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉的水解情况。
下列结论中正确的是( )
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
答案 D
解析 因为混合液呈碱性,所以加碘水不变蓝,不能说明不含淀粉;而加入新制Cu(OH)2悬浊液生成砖红色沉淀,说明其中含有葡萄糖。
故结论应为淀粉已水解,但不知是否完全水解。
6.(2019·成都高一检测)可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液的试剂是( )
A.新制氢氧化铜悬浊液B.银氨溶液
C.石蕊试液D.碳酸钠溶液
答案 A
解析 将少量的氢氧化铜分别加入三种溶液后,氢氧化铜溶解的是乙酸;变为绛蓝色,加热后生成砖红色沉淀的是葡萄糖;无明显变化的是蔗糖,所以A正确;银氨溶液无法鉴别乙酸和蔗糖,所以B错;石蕊无法鉴别葡萄糖和蔗糖,所以C错;碳酸钠只能鉴别出乙酸,不能鉴别葡萄糖和蔗糖,所以D错。
题组三 油脂与蛋白质的组成、结构、性质和应用
7.(2018·泰安高一检测)下列关于油脂的说法不正确的是( )
A.油脂在人体内的水解产物是硬脂酸和甘油
B.天然油脂大多是由混合甘油酯分子组成的混合物
C.脂肪里的饱和烃基的相对含量较大,熔点较高
D.油脂的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类
答案 A
解析 油脂在小肠内的水解产物是高级脂肪酸和甘油,不一定是硬脂酸,A错;天然油脂是混合物,多数是混合甘油酯,B正确;油脂的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯,D正确。
8.(2019·秦皇岛高一检测)诗句“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“丝”和“泪”分别是( )
A.蛋白质和烃B.油脂和烃
C.蛋白质和淀粉D.油脂和蛋白质
答案 A
解析 “丝”中含有的物质是蛋白质,“泪”指的是液态石蜡,液态石蜡属于烃。
9.下列各项属于油脂用途的是( )
①作人类的营养物质 ②制取甘油 ③制取肥皂 ④制备高级脂肪酸 ⑤制备矿物油
A.①②③④B.①③⑤
C.①②④⑤D.①②③
答案 A
解析 油脂是油和脂肪的统称,植物油和动物脂肪都是油脂。
油脂是人类重要的食物之一;油脂在酸性条件下水解可制高级脂肪酸和甘油;利用油脂在碱性条件下水解可制取肥皂和甘油;矿物油是各种烃的混合物,是石油的分馏产品,不能由油脂制取。
题组四 基本营养物质的相关综合
10.下列说法正确的是( )
A.糖类化合物都具有相同的官能团
B.酯类物质是形成水果香味的主要成分
C.油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇
D.蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基
答案 B
解析 葡萄糖的官能团是羟基和醛基,而果糖的官能团是羟基和羰基,A错误;低级酯一般易挥发且具有芳香气味,B正确;油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油,称之为皂化反应,C错误;蛋白质的水解产物是氨基酸,氨基酸的官能团是羧基和氨基,D错误。
11.(2019·山西怀仁一中期中)下列关于有机物的叙述不正确的是( )
A.油脂、淀粉、蔗糖和蛋白质在一定条件下都能发生水解反应
B.淀粉水解的最终产物是葡萄糖
C.糖类物质都能发生水解反应
D.苯、乙醇、乙酸和油脂都能发生取代反应
答案 C
解析 本题的易错点是知道糖类物质大部分都能发生水解,但忽略了单糖不能水解的事实。
葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,C项错误。
12.下列各组有机物的鉴别中所用试剂及现象与结论均正确的是( )
选项
有机物
所用试剂
现象与结论
A
葡萄糖与果糖
钠
有气体放出的是葡萄糖
B
蔗糖与蛋白质
溴水
褪色的是蔗糖
C
油脂与蛋白质
浓硝酸
变蓝的是蛋白质
D
淀粉与蛋白质
碘水
变蓝的是淀粉
答案 D
解析 葡萄糖和果糖均含有羟基,都能与钠反应生成氢气,A项错误;蔗糖和蛋白质均不与溴水反应,无法鉴别,B项错误;某些蛋白质遇浓硝酸变黄色,C项错误;淀粉遇碘水变蓝,D项正确。
13.(2018·昆明高一检测)为了检验淀粉水解产物,某学生设计了如下实验方案:
淀粉液
水解液
混合液
砖红色沉淀
回答下列问题:
(1)试剂1是,作用是。
(2)试剂2是,作用是。
发生的离子反应为;如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3,能否实现实验目的,若不能,其原因是。
(3)如何检验第①步实验中淀粉已水解完全。
答案
(1)稀硫酸 起催化作用
(2)NaOH溶液 中和作催化剂的硫酸,使检验水解产物的实验得以顺利进行 H++OH-===H2O 否 硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败
(3)用试管取出少量水解液,加入碘水,若不显蓝色,说明淀粉已水解完全
解析
(1)因淀粉水解需用稀硫酸作催化剂,所以试剂1是稀硫酸,作催化剂。
(2)因淀粉水解用稀硫酸作催化剂,检验葡萄糖时溶液要呈碱性,所以试剂2是NaOH溶液,中和作催化剂的稀硫酸,发生的离子反应为H++OH-===H2O,使检验水解产物的实验得以顺利进行;如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3,因为稀硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败。
(3)因淀粉未完全水解时还有少量的淀粉,而碘能使淀粉变蓝,故用碘水检验。
14.(2018·郑州一中期中)糖类、油脂和蛋白质都是人体基本营养物质。
请回答下列问题:
(1)在试管中加入0.5g淀粉和4mL20%的H2SO4溶液,加热3~4min,然后用碱液中和试管中的H2SO4溶液。
①淀粉完全水解生成的有机物的分子式为。
②若要检验淀粉已经发生了水解,可取少量上述溶液并向其中加入(填试剂的名称)。
(2)油脂在人体内通过水解生成和丙三醇,再氧化分解,为人体提供能量。
(3)为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是“人造丝”,通常选用的方法是(填字母)。
A.滴加稀盐酸B.滴加浓硫酸
C.滴加酒精D.火焰上灼烧
答案
(1)①C6H12O6 ②银氨溶液(或新制的氢氧化铜悬浊液)
(2)高级脂肪酸 (3)D
解析
(1)淀粉水解的最终产物为葡萄糖,分子式为C6H12O6,因此可用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖,从而证明淀粉已发生水解。
(2)油脂在人体内水解生成高级脂肪酸和丙三醇。
(3)蚕丝的主要成分是蛋白质,“人造丝”的主要成分是纤维素。
鉴别蛋白质的依据主要有:
①某些蛋白质分子跟浓硝酸作用时变黄色;②蛋白质被灼烧时,有烧焦羽毛的气味(常以此来区别毛纺织品和其他纺织品)。
15.人造奶油是以氢化的植物油、液体油和动物油为原料,按一定比例与乳化剂、色素、调味剂、强化剂、抗氧化剂、防腐剂等调和而成。
(1)脂肪和油都属于酯类物质,它们的主要区别是脂肪常温下为体,油常温下为体。
(2)将植物油进行氢化时的反应类型是(填字母)。
A.加成反应B.取代反应
C.氧化反应D.水解反应
(3)人造奶油在人体内经消化后的产物是甘油和脂肪酸,消化的实质从化学上看属于反应。
答案
(1)固 液
(2)A (3)水解(取代)
解析 由于植物油的不饱和度高,熔点低,流动性强,不容易保存,所以可以使植物油和氢气发生加成反应,以减少不饱和度,使植物油硬化;油脂在酸性条件下水解可以生成甘油和脂肪酸,所以人造奶油在人体内消化的实质从化学上看属于水解(取代)反应。