通用版版高中化学第三章有机化合物第四节基本营养物质学案新人教版必修2.docx

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通用版版高中化学第三章有机化合物第四节基本营养物质学案新人教版必修2

第四节　基本营养物质

一、糖类

1．分类

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）淀粉的水解反应

①淀粉水解反应的化学方程式为

。

淀粉　　　　　　　　　葡萄糖

②检验淀粉水解及水解程度的实验步骤

实验现象及结论：

情况

现象A

现象B

结论

Ⅰ

溶液呈蓝色

未产生银镜

未水解

Ⅱ

溶液呈蓝色

出现银镜

部分水解

Ⅲ

溶液不呈蓝色

出现银镜

完全水解

4.糖类在生产、生活中的应用

（1）糖类水解规律

①单糖不发生水解；

②1mol双糖能水解，生成2mol单糖分子；

③1mol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。

例1

　血糖是指血液中的葡萄糖，下列有关说法不正确的是（　　）

A．葡萄糖的分子式可表示为C6（H2O）6，则葡萄糖分子中含有6个H2O分子

B．葡萄糖与果糖互为同分异构体

C．葡萄糖与麦芽糖均含有醛基，但二者不互为同系物

D．淀粉与纤维素不互为同分异构体

答案　A

解析　葡萄糖的分子式可表示为C6（H2O）6，表示葡萄糖分子中含有H、O两种元素的原子个数相当于6个H2O的组成，没有水分子存在，A错误；葡萄糖与果糖的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，B正确；葡萄糖的分子式为C6H12O6，麦芽糖的分子式为C12H22O11，分子组成上不是相差“CH2”的整数倍，不互为同系物，C正确；淀粉和纤维素的化学式均可用（C6H10O5）n表示，但n值不同，故两者不互为同分异构体，D正确。

易错警示

淀粉、纤维素通式中的n值不同，它们不属于同分异构体，而且是混合物。

例2

　某同学设计了如下3个实验方案，用以检验淀粉的水解程度。

甲方案：

淀粉液

水解液

溶液变蓝

结论：

淀粉未水解

乙方案：

淀粉液

水解液

无砖红色沉淀产生

结论：

淀粉未水解

结论：

淀粉部分水解

上述三种方案操作是否正确？

结论是否正确？

说明理由。

甲________________________________________________________________________。

乙________________________________________________________________________。

丙________________________________________________________________________。

答案　甲方案操作正确，但结论错误。

加入碘水溶液变蓝有两种情况：

①淀粉完全没有水解；②淀粉部分水解。

故不能得出淀粉尚未水解的结论　乙方案操作错误，结论亦错误。

应用稀碱溶液中和水解液中的稀硫酸，然后再做与新制Cu（OH）2悬浊液反应的实验。

本方案中无砖红色沉淀出现，淀粉可能尚未水解，也可能完全水解或部分水解　丙方案操作正确，结论正确

解析　淀粉水解已完全，则溶液中不再有淀粉存在，用碘水检验，溶液不会出现蓝色；淀粉尚未水解时，加入新制Cu（OH）2悬浊液煮沸，不会有砖红色沉淀产生。

淀粉部分水解时，则既要用碘水检验有无淀粉的存在，又要用新制Cu（OH）2悬浊液检验有无葡萄糖的存在。

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.油脂结构与性质

3．油脂在生产、生活中的应用

“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。

例3

　（2017·西安高一检测）下列关于油脂的叙述不正确的是（　　）

A．油脂属于酯类

B．天然油脂没有固定的熔、沸点

C．油脂是高级脂肪酸的甘油酯

D．油脂不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

答案　D

解析　油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类化合物，但自然界中的油脂是多种物质的混合物，因此没有固定的熔、沸点；油脂分为油和脂肪，其中形成油的高级脂肪酸的烃基中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

例4

　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。

思维启迪——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。

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）酶是特殊的蛋白质，是人体内重要的催化剂。

例5

　有关天然物质水解的叙述不正确的是（　　）

A．可用碘水检验淀粉水解是否完全

B．油脂在酸性条件下水解与在碱性条件下水解产物完全相同

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项中淀粉遇碘变蓝，可检验淀粉的水解程度；B项中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B项错误；D项中纤维素与淀粉水解的最终产物均为葡萄糖。

规律总结——能够水解的常见有机物

（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）淀粉（纤维素）

葡萄糖

（5）蛋白质

氨基酸

例6

　（2017·聊城高一检测）现有四种试剂：

①新制氢氧化铜悬浊液；②浓硝酸；③硝酸银溶液；④碘水。

为了鉴别葡萄糖、淀粉、食盐、鸡蛋清四瓶无色溶液，选择合适的试剂，正确顺序是（　　）

A．①②③④B．④①②③

C．①④②③D．①④③②

答案　D

解析　葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀；淀粉遇到碘水显蓝色；食盐溶液中的氯离子与银离子反应生成白色沉淀；鸡蛋清溶液中含有蛋白质，遇到浓硝酸显黄色，故试剂顺序为①④③②。

1．（2017·北京西城区高一测试）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．某学生做葡萄糖的还原性实验，将4mL0.5mol·L－1的CuSO4溶液和4mL0.5mol·L－1的NaOH溶液混合后，滴入1.0mL的10%的葡萄糖，加热煮沸，结果没有看到砖红色沉淀生成。

这是因为（　　）

A．葡萄糖浓度太大B．加热时间不够

C．CuSO4溶液的量不够D．NaOH溶液的量不够

答案　D

解析　葡萄糖与新制Cu（OH）2反应时，NaOH必须过量，而本题中n（CuSO4）＝n（NaOH）＝2×

10－3mol，NaOH的量不足，故看不到砖红色沉淀生成。

3．中国酒文化源远流长，很多地方至今仍用传统工艺来制作米酒。

家酿米酒的转化过程为（　　）

A．淀粉→蔗糖→葡萄糖→酒

B．淀粉→麦芽糖→葡萄糖→酒

C．淀粉→麦芽糖→果糖→酒

D．淀粉→蔗糖→果糖→酒

答案　B

解析　家酿米酒是以淀粉类物质为原料在酶的作用下逐步转化而成：

淀粉

麦芽糖

葡萄糖

酒（乙醇）。

4．下列有关油脂的叙述中错误的是（　　）

A．植物油不能使KMnO4（H＋）溶液褪色

B．用热的烧碱溶液可区别植物油和矿物油

C．油脂可以在碱性条件下水解

D．从溴水中提取溴不可用植物油作为萃取剂

答案　A

解析　植物油中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色，A项错误；植物油属于酯，在NaOH作用下可水解不分层，而矿物油属于烃类，不与NaOH溶液反应，B项正确；植物油中不饱和键与Br2发生加成反应，D项正确。

5．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外还含有S、P等元素，A错误；某些蛋白质在浓硝酸的作用下，显黄色，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。

6．棉花和羊毛都具有的特点是（　　）

A．遇浓硝酸显黄色

B．灼烧后有烧焦羽毛的气味

C．燃烧产物只有二氧化碳和水

D．在一定条件下能发生水解

答案　D

解析　棉花的主要成分为纤维素，羊毛的主要成分为蛋白质，二者共同的性质是都能发生水解反应。

“遇浓硝酸显黄色、灼烧后有烧焦羽毛的气味”是蛋白质的特征反应；蛋白质燃烧不仅生成二氧化碳和水，还生成含氮的物质、硫的氧化物等。

[对点训练]

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．（2017·广东揭阳惠来一中、揭东一中期末联考）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．（2017·唐山高一检测）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．（2017·秦皇岛高一检测）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．（2018·山西怀仁一中高一月考）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．（2017·连云港高一检测）只用一种试剂就可以鉴别乙酸、葡萄糖溶液、淀粉溶液，该试剂是（　　）

A．NaOH溶液B．Na2CO3溶液

C．碘水D．新制氢氧化铜悬浊液

答案　D

解析　NaOH溶液只能与乙酸发生反应，但是无明显现象，与另外两种物质不反应，因此不能鉴别，A错误；Na2CO3溶液与乙酸发生反应产生CO2气体，与另外两种物质不能发生反应，因此不能鉴别，B错误；碘水与淀粉溶液混合会变为蓝色溶液，与另外两种物质不能发生反应，因此不能鉴别，C错误；新制氢氧化铜悬浊液与乙酸混合，发生反应，变为蓝色溶液，与葡萄糖混合，加热煮沸，产生砖红色沉淀，与淀粉溶液混合，无明显现象，三种溶液产生的现象各不相同，可以鉴别，D正确。

题组三　油脂与蛋白质的组成、结构、性质和应用

7．（2017·临沂高一检测）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．（2017·淄博高一检测）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做人类的营养物质　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、油脂、蛋白质都能发生水解反应

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　糖类中的单糖不能水解，A错误；糖类、油脂都是由C、H、O三种元素组成的，而蛋白质中除含C、H、O三种元素外，还含有N元素等，B错误；单糖、二糖以及油脂都不是高分子化合物，C错误。

11．（2017·西安铁一中期中）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。

[综合强化]

13．（2017·聊城高一检测）要检验淀粉的水解程度，提供了以下实验操作过程：

①取少量淀粉加水制成溶液　②加热（水浴）　③加入碱液，中和并呈碱性　④加入银氨溶液　⑤加入几滴稀硫酸　⑥再加热　⑦加入几滴碘水

甲、乙、丙三个同学分别做了以下三个实验，指出他们的实验目的或现象：

（1）甲：

①→⑤→②→③→④→⑥，现象：

无银镜产生。

甲同学的实验目的是________________________________________________

________________________________________________________________________；

（2）乙：

①→⑤→②→③→④→⑥，现象：

有银镜产生；

①→⑤→②→⑦，现象：

溶液变蓝。

乙同学的实验目的是____________________________________________________

________________________________________________________________________；

（3）丙：

①→⑤→②→⑦，现象：

____________________________________________

________________________________________________________________________。

丙同学的实验目的是证明淀粉已完全水解。

答案　

（1）证明淀粉还没开始水解

（2）证明淀粉已发生水解，但还有剩余

（3）溶液不变蓝

解析　

（1）不存在能发生银镜反应的葡萄糖证明淀粉还没开始水解。

（2）有银镜产生，证明淀粉已经水解；溶液变蓝，证明淀粉还有剩余。

（3）淀粉已完全水解，加入碘水时溶液不变蓝。

14．（2017·杭州高一检测）利用含多糖淀粉的物质可以生产醋酸。

下面是生产醋酸的流程，根据流程回答下列问题：

→

→

→

B是日常生活中有特殊香味的常见有机物，在有些饮料中含有B。

（1）C中官能团的名称是__________。

（2）B→C的反应类型是________（填字母）。

A．取代反应B．加成反应

C．氧化反应D．还原反应

（3）写出由醋酸制备醋酸甲酯的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（4）实验室由B可制备乙烯气体，写出将乙烯气体通入溴水中出现的现象：

________________________________________________________________________。

答案　

（1）醛基　

（2）C

（3）CH3COOH＋CH3OH

CH3COOCH3＋H2O

（4）红棕色褪去且溶液分层

解析　淀粉在酸性条件下水解为葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇、乙醇氧化为乙醛、乙醛氧化为乙酸。

所以A是葡萄糖，B是乙醇，C是乙醛。

（1）C中官能团的名称是醛基。

（2）乙醇→乙醛的反应类型是氧化反应。

（3）由醋酸制备醋酸甲酯的化学方程式为CH3COOH＋CH3OH

CH3COOCH3＋H2O。

（4）将乙烯气体通入溴水中生成1,2二溴乙烷，出现的现象是溴水褪色，且溶液分层。

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。