高二化学葡萄糖.docx

1、高二化学葡萄糖第七章：糖类油脂蛋白质第一节：葡萄糖蔗糖教学目标1了解葡萄糖的物理性质和重要化学性质还原性。2了解葡萄糖对人体的重要性及其他重要用途。3常识性介绍葡萄糖的制法。4通过葡萄糖开链型结构简式的推导，进一步认识性质反映结构，根据性质实验推测物质结构的化学思想方法。教学过程【讲述】能源是当代全人类面临的几个重大而紧迫的问题之一。我们已经学习过三种最重要的化石能源（矿物能源）煤、石油和天然气，它们跟人类的生产和生活关系密切。另一类跟我们每个人的生存、温饱息息相关的三种最重要的生物能源或人体能源是糖类、脂肪和蛋白质。我们现在开始学习和研究在自然界分布极广的一种有机物糖类的一些基础知识。评注：

2、从学生已学习过的化石能源入手，引出生物能源，使学生树立能源意识。从旧知引入新知也易激发学生的学习兴趣和积极性。【板书】糖类【讲述】请同学们说出自己知道的带糖字的物质。（尽可能让学生举例，如白糖、红糖、蜜糖、糖果、葡萄糖。）（先对同学举出的糖，从纯净物、混合物的角度加以区分，并思考它们是不是属于化学中的糖类。）带糖字的物质如葡萄糖、果糖、蔗糖（展示样品）属于糖类，不带糖字的物质，如淀粉、纤维素（展示淀粉、棉花、滤纸等样品）也属于糖类，而且是很重要的糖类。它们的化学内涵我们将分别学习。糖类习惯上叫碳水化合物。为什么这样称呼呢？（可让同学顾名思义地猜测。）因为化学家最初发现的糖类化合物都是由碳、氢和

3、氧三种元素组成的，而且其中氢和氧的原子数之比跟水的组成相同。于是，误认为糖类是碳的水化物，并用通式Cn(H2O)m表示。人类的认识总是不断发展的。后来发现，有些糖如鼠李糖（C6H12O5）、脱氧核糖（C5H10O4）等化合物分子中的氢和氧的原子数的比不是21。许多分子式符合Cn(H2O)m通式的化合物，例如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）、乳酸（C3H6O3），却不属于糖类。可见，碳水化合物这个名称并不确切，但因沿用已久，目前还在使用，只是已失去它的原意。糖类一般分为单糖（最简单的糖）、低聚糖和多糖三类。糖通常按天然来源命名。例如，葡萄糖从葡萄汁中提取而得名，由甘蔗汁提取的糖叫蔗糖，由水

4、果汁提取的糖叫果糖。板书我们首先研究最重要的单糖葡萄糖。【板书】一、葡萄糖1葡萄糖的物理性质【展示】一瓶葡萄糖样品（请一位同学通过观察和实验，描述葡萄糖的物理性质，包括颜色、状态、味道，在水中和无水乙醇中的溶解性，并适当地跟果糖、白糖对比。注意表述的准确性和实验操作的规范性。）葡萄糖是白色晶体，有甜味，易溶于水而难溶于乙醇。从甜味看，果糖蔗糖葡萄糖【讲述】葡萄糖是有机物，为什么易溶于水而难溶于乙醇呢？这跟葡萄糖的分子结构有关。【板书】2葡萄糖的分子式和结构简式【讨论】通过下列事实推导葡萄糖的分子式和结构简式。（出示小黑板）（1）把葡萄糖和镁粉按适当比例混合加热，得到黑色炭粉、白色的氧化镁粉末和

5、氢气。（2）葡萄糖的相对分子质量是180，其中含碳40，含氢6.7，含氧53.3。（3）lmol葡萄糖能跟5mol乙酸酐(CH3CO)2O相互完全反应，生成lmol五乙酸葡萄糖酯和5mol乙酸。（4）葡萄糖能发生银镜反应，跟碱性氢氧化铜悬浊液共热时得到红色沉淀。（5）葡萄糖用钠汞齐还原后得到正己六醇。（要求：从每一事实中得出一个结论。综合以上各实验，得出整体结论。写出事实（3）、（4）的化学反应方程式。先个人思考，再相互讨论。）（抽同学回答，由其他同学作出评价，或进行补充、纠正。）师：根据哪些事实推出葡萄糖的分子式？生：事实（1）说明，葡萄糖由碳、氢和氧三种元素组成。根据事实（2），l分子葡萄

6、糖中含碳原子（18040）/12=6个，含H原子（1806.7）/1=12个，含氧原子（18053.3）/16=6个。所以，葡萄糖的分子式是C6H12O6。（计算思路可以多种多样。）师：再根据哪些事实推出葡萄糖的结构简式？试写出它的结构简式。生：事实（3）说明1个葡萄糖分子里有5个羟基。事实（4）说明，葡萄糖分子里含有醛基。事实（5）说明，葡萄糖分子有直链结构，5个羟基分别连接在5个碳原子上。（插问：5个羟基为什么分别连在5个碳原于上？让学生思考回答后指出：两个羟基连接在同一个碳原子上一般是不稳定的，易脱去一分子水而变成碳基。）综合分析，葡萄糖的结构简式是【板书】CH2OHCHOHCHOHCH

7、OHCHOHCHO或CH2OH（CHOH）4CHO师：写结构简式必须符合价键规则。有机化合物中碳原子跟其他原子通常形成4个共价键，这一点十分重要。从葡萄糖的结构简式看出，它是一种多羟基醛。糖类从结构上看，一般是多羟基醛或多羟基酮（例如果糖），或者是能水解生成多羟基醛或多羟基酮的化合物（例如淀粉）。葡萄糖易溶于水，难溶于纯乙醇，这跟分子的极性有关。上述推导表明，实验方法是研究物质性质和结构的基本方法。性质反映结构，可以由物质的性质推测物质的可能结构。评注：根据实验事实，由计算和逻辑推理推导葡萄糖的结构式，再根据葡萄糖的结构推测它的性质。这是研究物质的性质和结构的重要方法，也是认识事物本质的一种思

8、维方式。在元素化合物知识的教学中要抓住这一方法。师：上述事实反映葡萄糖有哪些重要化学性质？生：（还原性、酯化反应。归结到官能团的特性。）【板书】3葡萄糖的还原性【复习】回忆乙醛的银镜反应和还原氢氧化铜的实验。银镜反应实验成败的关键是什么？（要求答出：银氨溶液的配制：在AgNO3溶液中逐滴加入氨水，边加边振荡试管，至最初出现的沉淀刚好消失为止。试管必须十分洁净。反应在碱性环境中进行。）【阅读】教材上有关葡萄糖银镜反应和还原氢氧化铜的演示实验部分。【实验】抽两位同学上讲台，分别演示这两个实验。另抽两位同学板书有关反应的化学方程式。（1）CH2OH(CHOH)4CHO2Ag(NH3)2+2OH-CH

9、2OH(CHOH)4COOH2AgH2O4NH3（2）CH2OH(CHOH)4CHO2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH+ Cu2O+2H2O【讨论】让其他同学对实验操作和化学方程式书写予以评价。【板书】4葡萄糖的重要性和用途【讲述】葡萄糖的银镜反应长期应用于制作镜子、热水瓶胆和保温杯胆的镀银工艺。葡萄糖对人体及其活动至关重要，它是人体所需能量（包括维持体温的热量）的主要来源。人饥饿时或剧烈运动后，有时心里发慌，喝一杯葡萄糖水能很快定心安神。因为喝进的葡萄糖可以较快地升高已降低的血糖（即葡萄糖）水平，使它恢复正常值。病人手术后或进食困难的病人，需要注射葡萄糖营养剂或葡萄糖生理盐水。

10、丧失体内自我调节血糖水平的人会得糖尿病（血糖水平过高，使尿液中含有葡萄糖）。血糖水平大致是个常数，过高、过低都危害健康。【思考】联系生物学的有关知识，葡萄糖在人体内释放能量的化学原理是什么？写出反应的化学方程式。【讲述】葡萄糖在体内释放能量的化学原理，是血液中的葡萄糖（即血糖）跟血红蛋白输送的氧气发生放热反应。C6H12O6（s）6O2（g）6CO2（g）6H2O（l）2804kJ在体内，这一反应是逐步缓慢进行的。葡萄糖放出的能量，既能维持体温，又使多余的葡萄糖变成新的贮能物质，其中之一是脂肪。葡萄糖还可用作生产维生素C、味精和葡萄糖酸钙（一种抗皮肤过敏药剂）的原料。印染和制革工业还可用它作还

11、原剂。【板书】5葡萄糖的制取【讲述】葡萄糖广泛存在于动植物体内，除葡萄和血液外，植物的根、茎、叶、花中都或多或少含有它。在蜂蜜里，人和动物的淋巴液、脊髓液里也都含有葡萄糖。葡萄糖的需求量很大，天然葡萄糖远远满足不了需要。那么，工业上是怎样制取葡萄糖的呢？工业上通常用淀粉催化水解法制取葡萄糖。过去采用硫酸等无机酸作催化剂，需在加压下进行，不但生产成本高，而且效率较低，质量也不很高。受人体内淀粉水解的启示，现在采用生物催化水解法（酶水解法）制取，成本降低了，效率和质量却大大提高。所以，生物模拟法是工业生产的一个重要方向。后面我们将学习其他重要的糖类，请做好预习。【作业】怎样检验某人是否患有糖尿病？

12、请设计一个最简单的实验方案。（课本习题略。）教学说明本课重视充分利用化学事实，通过观察实验现象、思考、推理等方法，引导学生推导出物质的结构，再以物质的结构指导对物质性质的学习。最后，根据物质的性质，确定物质的用途，使学生获得较系统的知识。教师注意引导学生充分利用已有的知识和化学事实积极思维，使学生在学习中接受科学思维方法的熏陶，同时受到内因是变化的根据，外因是变化的条件这一辩证唯物主义的教育。本课的另一特点是重视跟实际结合。教学时尽可能使葡萄糖的知识跟生产、生活相联系，以激发学生的学习兴趣，又有利于知识的理解和运用，有助于发展学生的智能和创造意识。教案示例 葡萄糖的结构和性质教学目标1掌握葡萄

13、糖的结构简式和葡萄糖的主要性质。2通过实验推导葡萄糖结构简式，培养学生观察、分析和推断能力。3通过分析葡萄糖结构跟性质的关系，对学生进行辩证唯物主义观点的教育。教学过程师：葡萄糖的相对分子质量是180，其中含碳40，氢6.7，其余是氧。求它的分子式。（学生计算，得出葡萄糖的分子式，由此引入新课。）【板书】单糖一、葡萄糖（C6H12O6）的结构和性质（一）物理性质【实验】观察试管里的葡萄糖晶体。了解它的色、态后，倒入少量蒸馏水，观察葡萄糖的溶解性，得出结论。【板书】（一）物理性质：白色晶体，溶于水，有甜味。（二）结构和化学性质【实验】生：常温下的现象是生成绛蓝色溶液，说明葡萄糖分子里含有多个羟基

14、。加热时发生的现象是生成红色沉淀，说明葡萄糖分子里有醛基。师：通过实验分析可知，葡萄糖是一种多羟基醛。那么官能团的数目是多少呢？已知下列实验数据：师：两种反应物的物质的量的比是11，说明分子里只有一个醛基，生成物是正己六醇。这说明除一个醛基被还原成一个羟基外，原来的葡萄糖分子里已有五个羟基。正说明六个碳原子以直链方式连接。请学生写出结构简式。【板书】1结构简式CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO或CH2OH（CHOH）4CHO评注：教学中推导葡萄糖结构式的过程，先引导学生从观察实验现象找出因果关系，进而得出相应结论，最后确定物质的结构式。这符合有机物结构推导的科学方法。2化学性质【

15、说明】教师引导学生讨论，葡萄糖含有醛基和多羟基，那么它可能有哪些化学性质，总结学生讨论结果得出结论。【板书】（l）醛基的还原性【演示】（水浴加热，观察现象。）【板书】（2）醛基的氧化性（3）多羟基的反应跟新制的氢氧化铜在常温下生成绛蓝色溶液。发生酯化反应，生成五乙酸葡萄糖酯。（4）人体内氧化反应C6H12O6（s）+6O2（g）6CO2（g）6H2O（l）2804kJ师：本节课重点是一个结构式，四个表示性质的化学方程式。（练习略。）【演示】用新鲜的葡萄汁滴入新制的氢氧化铜溶液里，加热，出现红色沉淀。请学生解释这一现象，写出有关的化学方程式。（课本习题略。）专家评注本节课依据教学大纲和学生情况，

16、把握住恰当的知识数量和深度。教学时从实验现象入手，经思考导出物质结构，再由结构到重要性质，有利于学生对知识的学习和科学方法的训练，学生的能力同时有所发展。这种课堂设计容易使学生兴趣盎然，也易产生教和学共鸣的效果。这是创设课堂教学最佳意境的重要途径。相关练习1.葡萄糖是单糖的主要原因是A.在糖类物质中含碳原子最少 B.不能水解成更简单的糖C.分子中有一个醛基 D.分子结构最简单答案：B2.在酸性条件下，可以水解生成相对分子质量相同的两种物质的有机物是A.蔗糖 B.麦芽糖C.乙酸乙酯 D.甲酸乙酯答案：AD3.在a g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

17、.40%C.50% D.数据不全，无法计算答案：B4.实验中都必须使用水浴加热的一组实验是A.测定硝酸钾的溶解度、制硝基苯B.制乙烯、制溴苯C.蔗糖水解，制酚醛树脂D.制乙酸乙酯，乙酸乙酯水解答案：C5.某有机物进行实验鉴定，其结果如下：有银镜反应 加入新制的Cu(OH)2无变化 加入锌粒不反应 与含碱的酚酞溶液共热，发现红色褪去，则该有机物可能是A.甲酸 B.葡萄糖C.蔗糖 D.甲酸异丙酯答案：D6.玉米芯、甘蔗渣等在稀H2SO4作用下水解所得的木糖C5H10O5，属于多羟基醛，木糖与浓H2SO4加热作用可生成糠醛 ，写出木糖（结构简式）生成糠醛的化学方程式。解析：首先可从木糖联想葡萄糖的结

18、构，可以推知木糖的结构简式：CH2OH(CHOH)3CHO，所以从木糖生成糠醛时应符合：一要形成环状结构，二要形成不饱和C=C双键。所以脱水应该是：答案：CH2OHCH2OHCHOHCHOHCHO +3H2O7.A、B、C、D四种有机物，它们分子中C、H、O三种元素的质量比都是618。在通常状况下，A是一种有刺激性气味的气体，对氢气的相对密度为15，其水溶液能发生银镜反应；B的相对分子质量是A的6倍，B常用作制镜工业的还原剂；C和D两物质的蒸气密度都是2.68 g/L（标准状况），它们也互为同分异构体，但C的水溶液能使石蕊试液变红，而D是不溶于水的油状液体，具有水果香味。试写出A、B、C、D的名称和结构简式。解析：因四种物质分子中C、H、O三种元素的质量比都是618，C、H、O原子个数比为：=121，最简式为CH2O。又因A的相对分子质量是152=30，是一种有刺激性气味的气体，水溶液能发生银镜反应，故A为甲醛。B的相对分子质量为306=180，分子式为C6H12O6，又因B常用作制镜工业的还原剂，故B为葡萄糖。C、D的相对分子质量都是2.6822.4=60，分子式都是C2H4O2，C溶液显酸性，D为油状液体，故C为乙酸，D为甲酸甲酯。答案：A.甲醛 B葡萄糖 CH2OH CHOH 4CHOC乙酸 CH3COOHD.甲酸甲酯