学年高一人教版化学必修二学案第三章 第四节 第1课时.docx

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学年高一人教版化学必修二学案第三章第四节第1课时

第四节　基本营养物质

第1课时　糖　类

[学习目标定位]　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。

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、双糖、多糖。

（3）重要糖类：

类别

代表物

分子式

相互关系

单糖

葡萄糖、果糖

C6H12O6

同分异构体

双糖

蔗糖、麦芽糖

C12H22O11

同分异构体

多糖

淀粉、纤维素

（C6H10O5）n

不属于同分异构体

2.葡萄糖广泛存在于葡萄和其他有甜味的水果里；蜂蜜中也含有葡萄糖；正常人的血液里约含0.1%（质量分数）的葡萄糖，“血糖”指的就是血液里的葡萄糖。

（1）葡萄糖的结构

葡萄糖的分子式为C6H12O6，请写出葡萄糖的结构简式：

CH2OH（CHOH）4CHO，在葡萄糖分子中含有两个决定葡萄糖化学性质的原子团，它们分别是—OH（羟基）和

（—CHO醛基）。

（2）主要化学性质

①在人体内缓慢氧化，提供人体活动所需能量，写出葡萄糖在人体内氧化的化学方程式：

C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O；

②与新制Cu（OH）2悬浊液反应。

完成下列实验：

实验现象：

试管中有砖红色沉淀生成。

实验结论：

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。

归纳总结

1．葡萄糖的分子结构与性质

2．常用新制的Cu（OH）2悬浊液检验葡萄糖的存在。

1．现有下列物质：

①纤维素　②甲酸甲酯（HCOOCH3）　③淀粉　④乙酸，其中符合Cn（H2O）m的组成，但不属于糖类的是（　　）

A．②④B．①②

C．①④D．②③

答案　A

解析　纤维素和淀粉的组成可表示为（C6H10O5）n即[C6（H2O）5]n，符合Cn（H2O）m的组成，且属于多糖；甲酸甲酯和乙酸的分子式为C2H4O2，符合C2（H2O）2，但不是糖类，符合题意。

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。

二　糖类的水解

1．蔗糖的水解反应

（1）完成下列实验，并填写下表：

实验操作

实验现象

最终有砖红色沉淀生成

实验结论

蔗糖水解生成葡萄糖，葡萄糖和新制Cu（OH）2悬浊液共热生成砖红色沉淀

（2）蔗糖水解反应的化学方程式为

。

2．淀粉的水解反应

（1）完成下列实验，并填写下表：

实验操作

实验现象

实验结论

将0.5g淀粉放入试管，加入4mL水，水浴加热；

加入银氨溶液，水浴加热

无银镜出现

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

将0.5g淀粉加入试管中，加入4mL20%的H2SO4，水浴加热。

①用NaOH溶液中和H2SO4后，取其少量溶液加入碘水；

②另取少量溶液，加入银氨溶液，水浴加热

①加碘水未出现蓝色；

②有银镜出现

（2）淀粉水解反应的化学方程式为

。

归纳总结

1．糖类水解

（1）水解规律

（2）水解条件

蔗糖、淀粉的水解均用稀H2SO4作催化剂，并且水浴加热。

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

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

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．通过实验来验证纤维素水解后生成葡萄糖，其实验包括下列一些操作过程，这些操作的正确排序是（　　）

①取一团棉花或几小片滤纸　②小火微热，变成亮棕色溶液　③加入几滴90%浓硫酸，用玻璃棒把棉花或滤纸团搅成糊状　④稍冷，滴入几滴硫酸铜溶液，并加入过量的氢氧化钠溶液使溶液中和至出现氢氧化铜沉淀　⑤加热煮沸

A．①②③④⑤B．①③②④⑤

C．①③②⑤④D．①②③⑤

答案　B

解析　本题考查对纤维素水解实验的理解。

纤维水解要在酸性条件下加热进行，水解后用氢氧化铜验证葡萄糖的存在，实验必须在碱性条件下完成。

根据题示四个选项，只有B正确。

有机物

类别

主要性质

存在

用途

葡萄糖

单糖

不能水解，具有还原性，能发生酯化反应

水果、蔬菜

工业原料、食品工业、医疗输液、合成补钙药品及维生素C

蔗糖

双糖

能水解

甘蔗、甜菜

做白糖、冰糖

淀粉

多糖

能水解，遇碘变蓝色

植物的种子、块茎

食物，生产葡萄糖、酒精

纤维素

多糖

能水解

植物的茎、叶、果皮

促进胃肠蠕动

1．下列说法不正确的是（　　）

A．淀粉、纤维素水解的最终产物均为葡萄糖

B．糖类是高分子化合物，能发生水解反应

C．葡萄糖既可以与银氨溶液反应，又可以与新制氢氧化铜悬浊液反应

D．可用碘检验淀粉是否发生完全水解

答案　B

解析　淀粉、纤维素属于多糖，在稀硫酸作用下，水解成葡萄糖，A正确；单糖、双糖不属于高分子化合物，双糖、多糖可以发生水解，而单糖不能水解，B错误；葡萄糖是多羟基醛，含有醛基，能与银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液发生反应，产生银镜和砖红色沉淀，C正确；淀粉遇碘单质变蓝，因此可用碘检验淀粉是否完全水解，D正确。

2．下列物质中，最简式相同，但不互为同分异构体的是（　　）

A．乙烯和苯B．蔗糖和纤维素

C．乙酸和葡萄糖D．果糖和葡萄糖

答案　C

解析　A、B项最简式不同；C项，最简式相同，但分子式不同，不属于同分异构体；D项，分子式相同，结构不同，属于同分异构体。

3．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产物；乙酸乙酯的水解产物也有两种。

4．用来证明棉花和淀粉都是多糖的实验方法是（　　）

A．放入氧气中燃烧，检验燃烧产物都是CO2和H2O

B．放入银氨溶液中微热，都不发生银镜反应

C．加入浓硫酸后微热，都脱水而变黑

D．分别放入稀酸后煮沸几分钟，用NaOH溶液中和反应后的溶液，再加入新制的Cu（OH）2悬浊液共热，都生成砖红色沉淀

答案　D

解析　多糖在稀H2SO4存在下水解生成单糖（葡萄糖），再加入新制的Cu（OH）2悬浊液共热时生成Cu2O沉淀。

5．有A、B、C三种无色溶液，它们分别是葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液中的一种，甲同学做实验得出：

①B能发生银镜反应；②A遇碘水变蓝色；③A、C均能发生水解反应，水解液均能发生银镜反应。

（1）试判断它们各是什么物质：

A是________，B是________，C是________。

（2）分别写出A、C发生水解反应的化学方程式：

A：

________________________________________________________________________；

C：

________________________________________________________________________。

答案　

（1）淀粉　葡萄糖　蔗糖

（2）（C6H10O5）n＋nH2O

nC6H12O6

　淀粉　　　　　　　　　　葡萄糖

C12H22O11＋H2O

C6H12O6＋C6H12O6

　蔗糖　　　　　　　　　葡萄糖　　果糖

解析　

（1）由题目可知，能发生银镜反应的为葡萄糖溶液，遇碘水变蓝色的为淀粉溶液。

由此可以确定A为淀粉，B为葡萄糖，C为蔗糖。

（2）淀粉的水解产物为葡萄糖，蔗糖的水解产物为葡萄糖和果糖。

40分钟课时作业

[经典基础题]

一、糖类的组成与来源

1．现有下列物质，①纤维素、②甲酸甲酯（HCOOCH3）、③淀粉、④甲醛（CH2O）、⑤丙酸、⑥乙酸，其中符合Cn（H2O）m的组成且不属于糖类的是（　　）

A．①②④B．②④⑥

C．①⑤⑥D．①③⑤

答案　B

解析　纤维素、淀粉都为多糖，不符合题意，排除①③；②的分子式为C2H4O2，符合C2（H2O）2，但不是糖类，符合题意；④分子式为CH2O，符合C（H2O）组成，但不是糖类，符合题意；⑤分子式为C3H6O2，不符合Cn（H2O）m组成；⑥分子式为C2H4O2，符合C2（H2O）2，但不是糖类，符合题意；所以②④⑥符合，选B。

2．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，所以又叫动物淀粉和肝糖。

下列关于糖元的叙述正确的是（　　）

A．糖元与淀粉、纤维素互为同分异构体

B．糖元、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　糖元属于多糖，是一种高分子化合物，由于分子中的n值不同，所以与淀粉和纤维素不属于同分异构体，也不属于同系物；多糖不具有还原性。

二、糖类的结构与性质

3．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；葡萄糖和新制氢氧化铜悬浊液反应必须加热，C错；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。

4．核糖是合成核酸的重要原料，结构简式为

CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。

下列关于核糖的叙述正确的是（　　）

A．与葡萄糖互为同分异构体

B．可以与银氨溶液反应形成银镜

C．可以使紫色石蕊溶液变红

D．与葡萄糖互为同系物

答案　B

解析　核糖的分子式为C5H10O5，而葡萄糖的分子式为C6H12O6，所以二者既不是同分异构体，也不是同系物；因核糖分子中含有—CHO，可以发生银镜反应；因分子中不含有—COOH，不能使石蕊溶液变红。

5．近几年一种新型的甜味剂木糖醇悄悄地进入人们的视野，木糖醇是一种理想的蔗糖替代品，它具有甜味足、溶解性好、防龋齿、适合糖尿病患者食用的优点。

木糖醇是一种白色粉末状的晶体，分子式为C5H12O5，结构简式为CH2OH（CHOH）3CH2OH。

下列有关木糖醇的叙述中不正确的是（　　）

A．木糖醇与葡萄糖、果糖等一样属于多羟基醛或酮，是一种单糖

B．已知木糖醇的溶解度随着温度的升高而增大，说明木糖醇的溶解过程是一个吸热过程

C．木糖醇是一种五元醇

D．木糖醇是一种无糖型甜味剂

答案　A

解析　从给出的木糖醇的结构简式可知其分子中没有醛基，也没有羰基，只有羟基这一种官能团，故A项错误。

三、糖类及其水解产物的检验

6．鉴别蔗糖和葡萄糖溶液，最好的试剂是（　　）

A．金属钠

B．新制Cu（OH）2悬浊液

C．单质碘

D．稀硫酸

答案　B

解析　蔗糖中无—CHO，而葡萄糖分子中含—CHO。

7．只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液，这种试剂是（　　）

A．NaOH溶液

B．新制的Cu（OH）2悬浊液

C．石蕊溶液

D．Na2CO3溶液

答案　B

解析　加入新制的Cu（OH）2悬浊液，无明显现象的是蔗糖溶液，新制的Cu（OH）2溶解得到蓝色溶液的是乙酸，加热时产生砖红色沉淀的是葡萄糖溶液。

8．如图所示，在一熟苹果切片上分别滴上1滴碘水和银氨溶液，颜色变化如图所示，根据这些实验现象下列推断正确的是（　　）

A．熟透的苹果中含有淀粉

B．熟透的苹果中不含淀粉

C．熟透的苹果中含有还原性的淀粉

D．熟透的苹果中不含还原性的糖

答案　A

解析　遇碘水变蓝色，说明含有淀粉；遇银氨溶液变黑色，则有少量单质银的粉末生成，说明含有还原性的糖。

[能力提升题]

9．有两位同学同时进行蔗糖的性质实验，并检验水解产物中是否含有葡萄糖。

请回答下列问题：

（1）甲的操作如下：

取少量蔗糖加适量水配成溶液；在蔗糖溶液中加入3～5滴稀硫酸；将混合液煮沸几分钟，冷却；在冷却后的溶液中加入银氨溶液，水浴加热。

实验结果没有银镜产生，其原因是____________（填字母序号）。

A．蔗糖尚未水解

B．加热时间不够

C．煮沸后的溶液中没有加碱中和作催化剂的酸

D．蔗糖水解的产物中没有葡萄糖

（2）乙的操作是：

将蔗糖溶液与稀H2SO4共沸后，向溶液中加入新制Cu（OH）2悬浊液，加热至沸腾，一直未见砖红色沉淀产生，其原因是________________________________________________________________________。

（3）检验蔗糖无还原性但水解产物有还原性，应选用的物质是________。

A．新制的氢氧化铜悬浊液、稀硫酸

B．银氨溶液、稀硫酸、氢氧化钠溶液

C．银氨溶液、氢氧化钠溶液

D．新制的氯氧化铜悬浊液、氢氧化钠溶液

（4）两个同学都没有将实验做成功，原因是多方面的。

你认为甲同学应该如何操作才能获得成功？

答案　

（1）C　

（2）未加NaOH溶液中和酸，酸溶解了Cu（OH）2悬浊液　（3）B　（4）待煮沸后的溶液冷却后加入适量的NaOH溶液至溶液呈现弱碱性，再加入新配制的银氨溶液，水浴加热，就可观察到银镜的生成

解析　蔗糖在稀硫酸中加热发生水解反应生成葡萄糖和果糖。

葡萄糖中含有醛基可发生银镜反应，但反应必须在碱性条件下进行。

水解反应中稀硫酸是催化剂，加入的Cu（OH）2悬浊液被H2SO4溶解生成CuSO4，无法发生Cu（OH）2与醛基的反应。

检验蔗糖及其水解产物（葡萄糖和果糖）有无还原性，既可选用银氨溶液，又可选用新制氢氧化铜悬浊液。

由于上述检验糖类还原性的两种试剂均为碱性试剂，易被酸破坏，故水解产物中加入上述碱性试剂前，应先中和掉促使蔗糖水解过程中使用的稀硫酸。

10．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）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。

11．A是面粉中的主要成分，C与E反应可生成F，D能与新制的Cu（OH）2悬浊液反应产生砖红色沉淀。

下图是A、B、C、D、E、F等几种常见有机物之间的转化关系图：

根据以上信息完成下列各题：

（1）A的化学式为________________________，B的结构简式为________________________________________________________________________。

（2）F在稀硫酸中发生水解反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）E与小苏打溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）其中能与新制Cu（OH）2悬浊液反应产生砖红色沉淀的物质除D外还有________________（填字母代号）。

（5）钠与C的反应现象和钠与水的反应现象有哪些不同？

为何会产生这些差异？

答案　

（1）（C6H10O5）n　CH2OH（CHOH）4CHO

（2）CH3COOC2H5＋H2O

CH3COOH＋C2H5OH

（3）CH3COOH＋NaHCO3―→CH3COONa＋CO2↑＋H2O

（4）B

（5）①反应剧烈程度不同，乙醇＜水，水中的H比乙醇中—OH中的H活泼；②钠浮在水面上，在乙醇中沉入底部，因密度：

水＞Na＞乙醇。

解析　面粉的主要成分是淀粉[（C6H10O5）n]，淀粉水解的最终产物是葡萄糖[CH2OH（CHOH）4CHO]，葡萄糖在酒化酶的作用下发酵生成乙醇（CH3CH2OH），乙醇发生催化氧化反应生成乙醛（CH3CHO），乙醛氧化生成乙酸（CH3COOH）。

乙酸与乙醇在浓硫酸的催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯（CH3COOCH2CH3），乙酸乙酯在稀硫酸催化下可发生水解，生成乙酸和乙醇。

乙酸具有酸的通性，能与部分盐反应。

凡是含醛基（—CHO）的有机物都能与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀，葡萄糖分子中含醛基。