高二化学选修5苏教版同步导学案51 第1课时 糖类.docx

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高二化学选修5苏教版同步导学案51第1课时糖类

专题五　生命活动的物质基础

专题概述

本专题的内容是在学习了有机物的结构和分类，以及常见的烃和烃的衍生物之后，学习的一些与生命活动有关的有机物。

本专题涉及的内容包括糖类、油脂的结构和性质；氨基酸的结构和性质；蛋白质的结构和性质；核酸的基础知识。

本专题涉及的实验有：

蔗糖的水解；淀粉水解的条件及水解产物的探究；纤维素水解产物的探究；纤维素与硝酸的反应；铜氨纤维的制取；氨基酸的检验；蛋白质盐析的实验探究；蛋白质变性的实验探究；蛋白质颜色反应的实验探究；过氧化氢酶的催化作用。

［专题重点］　认识油脂的组成和性质特点；认识糖类的组成、结构和性质特点；掌握氨基酸的主要化学性质；掌握蛋白质的结构和性质；掌握核糖的性质和用途。

［专题难点］　油脂的组成和性质特点；氨基酸的主要化学性质；蛋白质的组成、结构和性质；葡萄糖的结构和性质。

学法指导

1.重视理论联系实际。

糖类、油脂和蛋白质是人类重要的营养物质，本专题知识较好地体现了“身边的化学”“生命的化学”，体现了化学知识与生物学、生理学、营养学、医学等学科的相互渗透，体现了化学知识的博大精深和奥妙无穷。

通过理论联系实际，培养分析问题和解决问题的能力。

2．重视培养思维方法。

学习中要以旧知识引入新知识，并进行对类推、递进、延伸、替代、交换、重组、迁移等思维方法的训练，使思维对象由单官能团的化合物、小分子的化合物自然地过渡到多官能团的化合物、大分子和高分子的化合物。

例如，通过学习蔗糖与麦芽糖、葡萄糖与果糖的性质，掌握淀粉和纤维素在组成、结构、性质上的异同。

3．重视实际，培养技能。

要通过实验加强科学方法、科学态度的培养，加强能力和技能的培养，认真做好演示实验，培养认真做好分组实验的实验态度，培养实验操作技能。

4．发挥主体作用。

对教材中本专题的“拓展视野”和“活动与探究”等辅助内容，应主动地、尽可能地去学习，并联系生活实际，借以加深对主体内容的理解和掌握。

对教材中安排的“问题解决”等栏目进行认真的思考和研讨，使感性认识上升到理性认识。

第一单元　糖类　油脂

第1课时　糖　类

智能定位

1.认识糖类的组成和性质特点，了解糖类的分类。

2.了解葡萄糖的结构和性质。

3.能说明糖类在食品加工和物质能源开发上的应用。

4.了解淀粉、纤维素的主要用途以及它们在日常生活和工业生产等方面的重要意义。

情景切入

糖类是一大类有机化合物，我们认识的白糖、红糖、冰糖这三种糖有什么区别和联系呢？

自主研习

一、糖类

1.组成

糖类是指多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质，是由碳、氢、氧三种元素组成的。

2.分类

二、单糖

1.葡萄糖

（1）结构

（2）化学性质

①燃烧C6H12O6+6O2

6CO2+6H2O

②羟基的性质

与乙酸的酯化反应：

CH2OH（CHOH）4—CHO+5CH3COOH

③醛基的性质

a.银镜反应：

CH2OH—（CHOH）4—CHO+2Ag（NH3）2OH

CH2OH—

（CHOH）4COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O

b.与氢气加成：

CH2OH—（CHOH）4—CHO+H2

CH2OH—（CHOH）4—CH2OH

2.果糖

三、低聚糖

1.形成：

由单糖分子之间脱去水形成。

2.常见的二糖：

蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖，它们互为同分异构体，分子式为C12H22O11。

3.性质

（1）银镜反应：

能发生银镜反应的常见二糖有麦芽糖、纤维二糖和乳糖。

（2）水解反应

①蔗糖水解

②其他二糖水解

二糖

麦芽糖

纤维二糖

乳糖

水解产物

葡萄糖

葡萄糖

半乳糖、葡萄糖

被人体水解

情况

能

不能

能

四、多糖

1.组成：

（C6H10O5）n

2.性质

（1）淀粉水解

①酸催化

②酶催化

淀粉

麦芽糖。

（2）纤维素的性质

①水解反应：

。

②酯化反应

硝化纤维的制取反应为：

3.用途

（1）多糖是生物体重要组成成分。

纤维素是构成植物细胞壁的基础物质，淀粉则是植物贮存能量的主要形式。

（2）人类对纤维素利用历史悠久，其中造纸术是杰出代表。

（3）硝化纤维是一种烈性炸药，醋酸纤维用于生产电影胶片片基，黏胶纤维用于生产人造丝或人造棉。

思考讨论

1.如何用实验鉴别蔗糖和麦芽糖？

提示：

蔗糖分子结构中没有醛基，所以没有还原性，麦芽糖分子结构中含醛基，是一种还原性糖，可用银氨溶液或新制Cu（OH）2悬浊液来鉴别蔗糖和麦芽糖。

2.

（1）甲醛、乙酸、葡萄糖，它们具有相同的最简式，是否属于同系物？

性质是否相似？

（2）淀粉和纤维素的通式都是（C6H10O5）n，二者是否互为同分异构体？

提示：

（1）它们不属于同系物，性质也不相似。

因为它们虽然有相同的最简式，但结构上差异很大。

但因为它们具有相同的最简式，相同质量的三种物质，完全燃烧消耗O2的质量相同，生成的CO2和水的质量也是相同的。

（2）淀粉和纤维素是由几百到几千个葡萄糖单元构成的高分子化合物，它们的组成通式都是（C6H10O5）n，但因为n值不固定，因此不属于同分异构体。

课堂师生互动

知识点1糖类的结构、性质和代表物

比较内容

糖

分子式

（或通式）

相互

关系

结构中

官能团

化学性质

单糖

葡萄糖

C6H12O6

同分

异构体

—OH

—CHO

①酯化反应

②与银氨溶液、新制

Cu（OH）2悬浊液反应

③与H2加成生成醇

果糖

—OH

①酯化反应

②与H2加成生成醇

双糖

蔗糖

C12H22O11

同分

异构体

①非还原性糖

②水解生成葡萄糖

和果糖

麦芽糖

含有

醛基

①能与银氨溶液和新制Cu（OH）2悬浊液反应

②水解生成葡萄糖

多糖

淀粉

（C6H10O5）n

分子式中n值不同，均为混合物

①非还原性糖

②稀酸作用下水解生成葡萄糖

③淀粉遇碘变蓝

纤维素

—OH

①非还原性糖

②可水解（小火微热）生成葡萄糖

特别提醒

葡萄糖除能被银氨溶液、新制Cu（OH）2悬浊液等弱氧化剂氧化外，还能被KMnO4（H+）、溴水等强氧化剂氧化。

考例1　糖尿病是由于人体内胰岛素紊乱导致的代谢紊乱综合症，以高血糖为主要标志。

血糖是指血液中的葡萄糖（C6H12O6）。

下列说法不正确的是（　　）

A.葡萄糖属于碳水化合物，分子式可表示为C6（H2O）6，则每个葡萄糖分子中含6个H2O

B.糖尿病人尿糖较高，可用新制的Cu（OH）2悬浊液来检验病人尿液中的葡萄糖

C.葡萄糖可用于制镜工业

D.淀粉水解的最终产物是葡萄糖

［解析］　碳水化合物是过去人们对糖的认识，葡萄糖分子式可以用C6（H2O）6表示，但不能说其分子中含6个H2O；葡萄糖属于多羟基醛，可与银氨溶液反应产生银镜，与Cu（OH）2悬浊液作用产生红色沉淀，用于检验糖尿病；淀粉属于多糖，水解最终产物为葡萄糖。

［答案］　A

变式探究1

核糖的结构简式为CH2OH（CHOH）3CHO，它是单糖的主要原因是（　　）

A.在糖类物质中含碳原子数最少

B.不能水解成更简单的糖

C.分子中含有多个羟基

D.在糖类中分子结构最简单

［答案］　B

　　［解析］　糖类根据其能否水解以及水解后的产物分为单糖、低聚糖和多糖等。

其中单糖是不能水解的糖；最简单的糖的结构式为

。

知识点2　糖类还原性的检验以及水解产物的检验

1.糖类还原性的检验

糖类的还原性是指糖类含有醛基，能发生银镜反应或与新制Cu（OH）2悬浊液反应。

若糖不能发生银镜反应或不与新制Cu（OH）2悬浊液反应，则该糖不具有还原性，为非还原性糖。

　2.糖类水解条件

（1）蔗糖：

稀硫酸作催化剂，水浴加热。

（2）淀粉：

20%的硫酸溶液或酶催化，水浴加热。

（3）纤维素：

浓硫酸作催化剂，小火微热。

3.淀粉水解程度的检验

（1）实验步骤

（2）实验现象及结论

现象A

现象B

结论

①

未出现银镜

溶液变蓝色

淀粉尚未水解

②

出现银镜

溶液变蓝色

淀粉部分水解

③

出现银镜

溶液不变蓝色

淀粉完全水解

特别提醒

（1）由于糖类物质在水解时往往加入H+作催化剂，而用新制的Cu（OH）2悬浊液来检验

（水解产物葡萄糖）时需在碱性环境中进行，故在检验糖类物质是否已经发生水解时，必须先加入碱中和其中的酸后方可进行后续实验。

（2）实验室中淀粉常在稀H2SO4作用下水解，生成葡萄糖，欲检验淀粉是否存在，应取水解液直接加碘水，不能用NaOH中和后加碘水，因为碘水可以与NaOH反应。

（3）纤维素较难水解需直接加热才行，其余糖类水解时水浴加热即可。

（4）中学阶段发生银镜反应的物质主要有

醛类、甲酸、甲酸酯类、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖、果糖。

考例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

中和液

溶液变蓝

结论：

淀粉尚未水解。

乙方案：

淀粉液

水解液

无银镜产物

结论：

淀粉尚未水解。

丙方案：

结论：

淀粉部分水解。

上述3种方案结论是否正确？

简要说明理由。

［解析］　

（1）甲方案结论不正确。

因为淀粉可能部分水解，未水解的残留淀粉与碘反应变蓝。

（2）乙方案结论不正确。

因为实验设计有错误，在酸性条件下即使水解液中有葡萄糖，也不能与银氨溶液发生银镜反应。

（3）丙方案结论正确。

有银镜产物，说明淀粉水解生成葡萄糖。

水解液中直接加入碘水，溶液变蓝色，说明有淀粉存在，因此得出结论为淀粉部分水解。

变式探究2

下列物质间有如图所示转化关系，请按要求填空：

（1）工业上制镜和热水瓶胆镀银，常利用上述反应　　　　（填序号）。

（2）①②的反应类型为　（填选项字母）。

A.氧化反应　　　　　　　　　　　　　　　B.加成反应

C.水解反应　　　　　　　　　　　　　　　D.消去反应

（3）反应⑦可用于检验糖尿病病人尿液中的血糖含量，该反应的化学方程式为　。

（4）葡萄糖在细胞内彻底氧化分解的化学方程式为　。

［答案］　

（1）⑥　

（2）C

（3）CH2OH—（CHOH）4—CHO+2Cu（OH）2

CH2OH（CHOH）4COOH+Cu2O↓+2H2O

（4）C6H12O6+6O2

6CO2+6H2O

［解析］　工业上制镜和热水瓶胆镀银都是利用了葡萄糖与银氨溶液反应，还原出单质银的性质，所以应为反应⑥;①②反应是淀粉与水反应生成葡萄糖和麦芽糖，因此为水解反应；第（3）小题和第（4）小题的反应方程式分别为：

CH2OH—（CHOH）4—CHO+2Cu（OH）2

CH2OH—（CHOH）4—COOH+Cu2O↓+2H2O，6O2+C6H12O6

6CO2+6H2O。

课后强化作业

基础巩固

1.（2011·南安模拟）葡萄糖不具备的性质有（　　）

A.酯化反应　　　　　　B.银镜反应　　　　　C.还原反应　　　　　D.水解反应

［答案］　D

2.将淀粉放入一盛有热水的烧杯中，加入一定量稀H2SO4，相当一段时间后，取烧杯内液体分别与碘水、新制Cu（OH）2悬浊液作用，其现象为（　　）

A.显蓝色，红色沉淀　　　　　　　　　　　　　　B.显蓝色，无现象

C.无现象，红色沉淀　　　　　　　　　　　　　　D.无现象，黑色沉淀

［答案］　D

［解析］　淀粉在稀H2SO4作用下水解生成葡萄糖，不存在淀粉，故遇碘水无现象。

酸性条件下，葡萄糖不与新制Cu（OH）2悬浊液反应，但Cu（OH）2在热水中可分解生成CuO黑色沉淀。

3.现有下列物质：

①纤维素、②甲酸甲酯、③淀粉、④甲醛、⑤丙烯酸、⑥甘油醛、⑦乙二醇、⑧乙酸。

其中不属于糖类的是（　　）

A.②④⑥⑧　　　　　　　B.②④⑤⑦⑧　　　　C.②③⑥⑧　　　　　D.①④⑦⑧

［答案］　B

［解析］　甘油醛（

）、纤维素、淀粉是糖，乙二醇不属于糖类。

4.下列有关葡萄糖的说法错误的是（　　）

A.葡萄糖的分子式是C6H12O6

B.葡萄糖能发生银镜反应

C.葡萄糖是人体重要的能量来源

D.葡萄糖属于高分子化合物

［答案］　D

5.下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是（　　）

A.加金属钠看是否有氢气放出

B.与新制的氢氧化铜混合后共热，观察是否有砖红色沉淀生成

C.与醋酸和浓H2SO4共热，观察是否有果香味物质生成

D.加入酸性KMnO4溶液，看溶液是否褪色

［答案］　B

［解析］　检验葡萄糖可利用其分子结构中含有醛基，将其与新制的Cu（OH）2混合后共热，看是否有砖红色沉淀生成来判定，当然也可借助银镜反应来检验葡萄糖是否存在。

6.下列物质中，在一定条件下既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是（　　）

A.甲酸甲酯　　　　　B.蔗糖　　　　C.葡萄糖　　　　　D.麦芽糖

［答案］　AD

［解析］　能发生银镜反应，则有机物中应含有还原性基团：

醛基。

目前学习的有机物能发生水解反应的有卤代烃、酯、二糖等。

符合上述两种情况的物质有：

甲酸甲酯、麦芽糖。

7.下列关于二糖的说法不正确的是（　　）

A.蔗糖与麦芽糖都含有多个羟基

B.麦芽糖和蔗糖的分子式都是C12H22O11

C.麦芽糖和蔗糖水解产物完全相同

D.麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应

［答案］　C

［解析］　麦芽糖水解只生成葡萄糖，蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。

8.（全国高考题）有关糖类物质的概念和叙述中，正确的是（　　）

A.糖类是具有甜味的物质

B.糖类是具有Cn（H2O）m通式的物质

C.糖类是含有醛基或羰基的物质

D.糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及能水解产生它们的物质

［答案］　D

［解析］　糖类不一定具有甜味，如纤维素是多糖，但没有甜味，反之，具有甜味的物质也不一定是糖类，如甘油有甜味，属于多元醇，而不是糖类，A错；糖类的通式为Cn（H2O）m，但少数属于糖类的物质不一定符合此通式，而少数符合此通式的物质又不是糖类，B错；糖类是含有多羟基醛或多羟基酮类物质，C中没有指明是否含有羟基，不准确；只有D的叙述完全符合糖类的概念。

9.纤维素和淀粉水解的最终产物都是葡萄糖，这是因为（　　）

A.二者互为同系物　　　　　　　　　　　　B.二者互为同分异构体

C.二者结构单元相同　　　　　　　　　　　D.二者都是多糖

［答案］　C

［解析］　淀粉和纤维素分子里都包含葡萄糖单元。

只是葡萄糖单元的数目和葡萄糖单元之间的结合方式不同，所以二者水解的产物均为葡萄糖。

10.A、B、C、D都是只含碳、氢、氧的有机物，在常温下，A为气态，B、C为液态，D是无色晶体，A、B均具有强烈刺激性气味，C有果香味，D有甜味，B与C互为同分异构体。

它们具有相同的实验式，取少量A在足量空气中燃烧，恢复到室温时，其燃烧所消耗氧气的物质的量与燃烧所产生的气体的物质的量相等，回答下列问题：

（1）上述有机物的实验式：

　。

（2）写出A、B、C、D的结构简式。

A:

　,B:

　,C:

　,D:

　。

［答案］　

（1）CH2O　

（2）HCHO　CH3COOH　HCOOCH3　HOCH2（CHOH）4CHO

（D也可写成其他糖类，如果糖、核糖等）

［解析］　根据A燃烧时消耗氧气的物质的量与生成CO2的物质的量相等易写出A应符合通式Cm（H2O）n，而常温下呈气态的烃的含氧衍生物只有甲醛（HCHO），从而可确认上述有机物的实验式为CH2O。

由于A、B均具有强烈刺激性气味，且C有果香味，应判断B为羧酸，C为酯，则B为CH3COOH，而C为HCOOCH3，D为无色晶体、有甜味，且分子通式为（CH2O）m,符合上述条件的可能是葡萄糖或果糖。

能力提升

1.糖元［（C6H10O5）n］是一种相对分子质量比淀粉更大的多糖，主要存在于肝脏和肌肉中，常常又叫动物淀粉或肝糖。

有关糖元的叙述中正确的是（　　）

A．糖元与淀粉、纤维素互为同分异构体

B．糖元与淀粉、纤维素属于同系物

C．糖元水解的最终产物是葡萄糖

D．糖元具有还原性，能发生银镜反应

［答案］　C

［解析］　由（C6H10O5）n可知，糖元分子由若干个葡萄糖单元构成，在这一点上与淀粉、纤维素相同，水解的最终产物和还原性上也与淀粉、纤维素相同。

但是，糖元、淀粉、纤维素的相对分子质量不同（至少可以说不一定相同）、分子组成之差是C6H10O5的倍数而不是CH2的倍数。

2.在ag冰醋酸、甲醛、葡萄糖、甲酸甲酯、果糖的混合物中，碳元素的质量分数为（　　）

A.30%　　　　　　　　　　　　　　　　B.40%

C.50%　　　　　　　　　　　　　　　　D.数据不全，无法计算

［答案］　B

［解析］　题中涉及的冰醋酸等六种物质，实验式相同。

3.下列各种有机物中，官能团种类少于两种的是（　　）

A.聚氯乙烯　　　　　　B.葡萄糖　　　　　C.氯乙烯　　　　　　D.TNT

［答案］　A

［解析］　A～D四种物质的结构简式为

。

4.在一定条件下，既可以发生氧化反应，又可以发生还原反应，还可以和羧酸发生酯化反应的是（　　）

A.乙醇　　　　　　B.乙醛　　　　　　C.乙酸　　　　　　　D.葡萄糖

［答案］　D

［解析］　葡萄糖分子中有官能团

和—OH。

5.通过实验验证淀粉水解生成还原性的糖，实验包括下列一些操作过程，这些操作过程的正确排列顺序是。

①取少量淀粉加水配成溶液　②加热煮沸　③加入烧碱溶液并中和至呈碱性　④加入新制的Cu（OH）2　⑤加入几滴稀H2SO4　⑥水浴加热

［答案］　①⑤⑥③④②

6.蔗糖3.42g和淀粉3.24g混合并完全水解，若生成mg葡萄糖和ng果糖则m:

n为（　　）

A.1:

3　　　　　　B.1:

5　　　　　　C.5:

1　　　　　　　　　D.3:

1

［答案］　D

［解析］　C12H22O11+H2O

C6H12O6+C6H12O6

蔗糖　　　　　　葡萄糖　果糖

（C6H10O5）n+nH2O

nC6H12O6

淀粉　　　　　　葡萄糖

n（蔗糖）＝

=0.01mol,即生成的两种单糖各0.01mol,n（淀粉）＝

=

mol,则生成葡萄糖0.02mol。

而葡萄糖与果糖相对分子质量相同，因此生成的葡萄糖与果糖的质量比为3:

1。

7.填写下面的表格从而确定葡萄糖的结构简式。

实验事实

结论

①

1.80g葡萄糖完全燃烧，只得到2.64gCO2和1.08gH2O

②

葡萄糖的相对分子质量为180

③

在一定条件下，1.80g葡萄糖与乙酸完全酯化，生成的乙酸酯的质量为3.90g

④

葡萄糖可以发生银镜反应

⑤

葡萄糖可以被还原为直链己六醇

关于葡萄糖分子结构的结论

［答案］　①含有C、H、O三元素，最简式为CH2O;

②分子式为C6H12O6;

③分子中含有五个羟基；

④分子中含有醛基；

⑤除醛基外每个C上都连有一个羟基且无支链；

⑥

8.有A、B、C、D四种无色溶液，它们分别是葡萄糖、蔗糖、淀粉、甲酸乙酯中的一种。

经实验测得：

①B、C均能发生银镜反应。

②A遇碘水变蓝色。

③A、C、D均能水解，水解液加碱后均能发生银镜反应。

（1）试判断它们各是什么物质？

A，B，C，D。

（2）写出实验③有关水解反应的化学方程式。

［答案］　

（1）淀粉　葡萄糖　甲酸乙酯　蔗糖

（2）（C6H10O5）n+nH2O

nC6H12O6

HCOOCH2CH3+NaOH

HCOONa+CH3CH2OH

C12H22O11+H2O

C6H12O6+C6H12O6

蔗糖　　　　　葡萄糖　果糖