4.1.2 二糖 多糖-【化学优课PPT】高中化学选择性必修3同步PPT课件（人教版2019）

nullnullnullnullnullnullnullnull二糖&多糖 化学优课PPT 人教版选择性必修第3册 学习目标 01 了解二糖的基本性质及它们之间的相互关系，能依据葡萄糖性质实验确定检验蔗糖和麦芽糖还原性的试验方案。 02 能描述淀粉和纤维素的典型性质和关系，认识其在人体内的重要生理功能，体会化学学科对健康生活的指导意义。 03 了解糖类物质在食品加工和生物质能源等方面的应用，能对与糖类相关的社会性议题做出科学的判断、评价和决策，培养科学态度与社会责任。 新课导入 人教版选择性必修第3册 新课导入 新课讲解 人教版选择性必修第3册 二 糖 蔗 糖 存 在 蔗糖—最常用的甜味剂，分布最广的二糖存在大多植物中，在甘蔗和甜菜中含量最高，白糖、红糖、冰糖等主要成分都是蔗糖。 二 糖 蔗 糖 物理性质 无色晶体 熔点 186 ℃ 易溶于水 大鹿化学制作，侵权必究 甜味仅次于果糖 蔗 糖 二 糖 化学性质 蔗糖的分子式为C12H22O11。无醛基，非还原性糖。 在酸或酶的作用下，蔗糖可水解生成葡萄糖和果糖。 酸或酶 C12H22O11＋H2O C6H12O6＋ C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 蔗糖分子中无醛基 二 糖 麦芽糖 存 在 麦芽糖主要存在于发芽的谷粒和麦芽中，是淀粉水解过程中的一种中间产物。使用含淀粉酶的麦芽作用于淀粉可制得饴糖，其主要成分为麦芽糖。 二 糖 麦芽糖 麦芽糖有甜味， 但甜度不及蔗糖 无色晶体 易溶于水 物理性质 麦芽糖 二 糖 化学性质 麦芽糖分子中有醛基 麦芽糖的分子式为C12H22O11。 有醛基，还原性糖。 在酸或酶的作用下，麦芽糖可水解生成葡萄糖 酸或酶 C12H22O11＋H2O 2C6H12O6 麦芽糖 葡萄糖 二 糖 探究 【问题】 葡萄糖属于还原糖，蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖？ 糖类的还原性 【实验与记录】 根据实验4-1中检验葡萄糖还原性的方法，自行设计实验方案进行探究。 ——设计实验检验蔗糖和麦芽糖的还原性 实验内容 实验现象 结论 在新制Cu(OH)2悬浊液中加入2mL 10%蔗糖溶液。加热，观察现象。 在新制Cu(OH)2悬浊液中加入2mL 10%麦芽糖溶液。加热，观察现象。 二 糖 探究 糖类的还原性 蔗糖与新制Cu(OH)2 麦芽糖与新制Cu(OH)2 ——设计实验检验蔗糖和麦芽糖的还原性 二 糖 探究 【问题】 葡萄糖属于还原糖，蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖？ 糖类的还原性 【实验与记录】 根据实验4-1中检验葡萄糖还原性的方法，自行设计实验方案进行探究。——设计实验检验蔗糖和麦芽糖的还原性 实验内容 实验现象 结论 在新制Cu(OH)2悬浊液中加入2mL 10%蔗糖溶液。加热，观察现象。 在新制Cu(OH)2悬浊液中加入2mL 10%麦芽糖溶液。加热，观察现象。 无明显现象 出现砖红色沉淀 蔗糖无还原性，麦芽糖是还原性糖。 二 糖 探究 【问题】 葡萄糖属于还原糖，蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖？ 糖类的还原性 【实验与记录】 根据实验4-1中检验葡萄糖还原性的方法，自行设计实验方案进行探究。——设计实验探究蔗糖水解产物的还原性 实验内容 实验现象 结论 在试管中加入1 mL 10%蔗糖溶液和5滴10% H2SO4溶液，加热煮沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈碱性，加入新制备的Cu(OH)2 ，加热，观察现象。 二 糖 探究 糖类的还原性 ——设计实验探究蔗糖水解产物的还原性 二 糖 探究 【问题】 葡萄糖属于还原糖，蔗糖和麦芽糖是否属于还原糖？ 糖类的还原性 【实验与记录】 根据实验4-1中检验葡萄糖还原性的方法，自行设计实验方案进行探究。——设计实验探究蔗糖水解产物的还原性 实验内容 实验现象 结论 在试管中加入1 mL 10%蔗糖溶液和5滴10% H2SO4溶液，加热煮沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈碱性，加入新制备的Cu(OH)2 ，加热，观察现象。 出现砖红色沉淀 蔗糖水解产物具有还原性。 二 糖 探究 糖类的还原性 【讨论】与同学讨论以上实验操作中有哪些要注意的地方。 ①试管必须洁净。试管先用NaOH溶液清洗，再用水清洗 ②银氨溶液和Cu(OH)2必须现用现配 ③蔗糖或麦芽糖水解实验需要用水浴加热 ④检验水解产物是否有还原性时，一定要先 加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸，至溶 液呈碱性后再加银氨溶液或新制的 Cu(OH)₂,否则实验会失败。 二 糖   蔗糖 麦芽糖 分子式 分子 结构 分子中 醛基 分子中 醛基 互为同分异构体，都是二糖 化学 性质 水解生成_____________ 水解生成_______ 非还原性糖，与银氨溶液或新制的Cu(OH)2不反应 还原性糖，与银氨溶液或新制的Cu(OH)2反应 鉴别 方法 向其溶液中分别加入银氨溶液，水浴加热，能发生银镜反应的是麦芽糖，不能发生银镜反应的是蔗糖(也可用新制的氢氧化铜鉴别) C12H22O11 C12H22O11 无 有 葡萄糖和果糖 葡萄糖 归纳总结 资料卡片 乳糖也是一种常见的二糖，主要存在于哺乳动物的乳汁中，可用于婴儿食品、糖果、药物等的生产。乳糖经发酵产生的乳酸是酸奶酸味的主要来源。 部分人群由于肠道内缺乏乳糖酶导致乳糖消化吸收障碍，饮用牛奶后容易出现腹胀、腹泻等乳糖不耐受的症状。 乳糖 科学·技术·社会 甜味剂是能赋予食物甜味的食品添加剂， 按其营养价值可分为营养性甜味剂和非营养 性甜味剂，按其来源可分为天然甜味剂和合 成甜味剂。天然甜味剂有木糖醇、甜菊糖苷、甘草等，合成甜味剂有阿斯巴甜、糖精钠等。一些甜味剂的甜度可以达到蔗糖的百倍以上， 且代谢产生的热量低，不易使人发生龋齿，成本低廉，在现代食品工业中得到了广泛的应用。同时，由于甜味剂可能对人体健康产生影响，需要对其进行全面的安全评估，其使用范围和用量也有一定限制。 多 糖 淀粉和纤维素是最重要的多糖，它们都是由大量葡萄糖单元相互连接组成的，属于天然有机高分子，淀粉的相对分子质量可达到几十万，纤维素可达到几百万。淀粉和纤维素的分子式可以表示为(C6H10O5)n，其中的葡萄糖单元中一般仍有三个羟基，所以也可表示为[C6H7O2(OH)3]n。 淀粉和纤维素分子中所包含的葡萄糖单元数目，即n值不同， 二者的组成与结构不同。 多 糖 淀粉 存 在 淀粉是绿色植物光合作用的产物，是植物储存营养物质的一种形式，在种子、块根和块茎中含量丰富，谷类和薯类含淀粉较多。 多 糖 淀粉 存 在 天然淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成。 支链淀粉含量很高的一些谷物，如糯米、糯玉米等有比较黏的口感。 多 糖 淀粉 物理性质 白色粉末状物质，没有甜味，不溶于冷水，在热水中淀粉会部分溶解，形成胶状的淀粉糊。 多 糖 淀粉 化学性质 【特征反应】淀粉遇碘显蓝色，利用该现象可检验淀粉的存在。 注意：淀粉遇到碘离子或碘酸根离子不变色 多 糖 淀粉 化学性质 【还原性】 还原 性糖 糖 银氨溶液 新制的Cu(OH)2 具有 还原性 反应 糖 非还原 性糖 具有 非还原性 银氨溶液 新制的Cu(OH)2 不反应 淀粉不能被银氨溶液和氢氧化铜等弱氧化剂氧化，属于非还原糖。 多 糖 淀粉 化学性质 【酯化反应】 由于其分子中葡萄糖单元醇羟基的存在，淀粉可以发生酯化反应。 【水解反应和检验】 现象 B 碘水 淀粉 溶液 水解液 中和液 现象 A 稀硫酸 微热 NaOH溶液 硫酸铜溶液 加热 多 糖 淀粉 化学性质 化学性质 【水解反应和检验】 溶液不 变蓝色 现象 A 出现砖 红色沉淀 现象 B 多 糖 淀粉 化学性质 【水解反应和检验】 在酸或酶的作用下水解，生成一系列产物，最终生成葡萄糖。 (C6H10O5)n＋nH2O　　 nC6H12O6 酸或酶 淀粉 葡萄糖 多 糖 淀粉 用途 淀粉是食物的一种重要成分，也是重要的工业原料。以淀粉或淀粉水解生成的葡萄糖等为原料，经发酵可以得到多种产品，如燃料乙醇、白酒、食醋、味精，以及氨基酸、抗生素等药物。淀粉经酯化后可用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料等。 多 糖 纤维素 存 在 纤维素是自然界中分布最广泛的一种多糖，参与构成了植物的细胞壁，起着保护和支持作用 多 糖 纤维素 物理性质 纤维素是白色纤维状物质，没有甜味，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。 结构示意图 探究 多 糖 纤维素 在试管中放入少量脱脂棉，加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸，用玻璃棒将混合物搅拌成糊状。加入过量NaOH溶液中和至碱性，再滴入3滴5% CuSO4溶液，加热，观察并解释实验现象。 多 糖 纤维素 化学性质 探究 【实验现象】砖红色沉淀生成 【实验结论】 酸或酶 (C6H10O5)n＋nH2O nC6H12O6 纤维素水解后产物有还原性，最终产生葡萄糖 多 糖 纤维素 化学性质 【水解反应】在酸或酶的作用下水解，生成一系列产物，最终生成葡萄糖。 (C6H10O5)n＋nH2O　 　 nC6H12O6 酸或酶 纤维素 葡萄糖 【还原性】不能被氢氧化铜等弱氧化剂氧化，属于非还原糖。 【酯化反应】分子中葡萄糖单元有醇羟基。 纤维素+浓硝酸→纤维素硝酸酯(硝酸纤维) 纤维素+醋酸→纤维素乙酸酯(醋酸纤维) 多 糖 纤维素 用途 棉和麻的纤维大量用于纺织工业。 一些富含纤维素的物质，如木材、秸秆等是造纸的原料。 纤维素还可以用来制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等。 纤维素硝酸酯又称硝酸纤维，极易燃烧，可用于生产火药、塑料和涂料等。 多 糖 纤维素 用途 纤维素乙酸酯又称醋酸纤维，不易燃烧，是一种纺织工业原料，可用于生产塑料、过滤膜、胶片等。 黏胶纤维是用木材、秸秆等富含纤维素的物质经化学处理后，通过纺丝而制成的再生纤维。黏胶纤维中的长纤维一般称为人造丝，短纤维称为人造棉，都可用于纺织工业。 多 糖 归纳总结   淀粉 纤维素 通式 (C6H10O5)n 关系 ①不是同分异构体(n值不等)，也不是同系物(结构不同且分子组成上也不相差n个CH2原子团) ②都是天然有机高分子化合物 结构 特征 分子中含有几百个到几千个葡萄糖单元 分子中含有几千个葡萄糖单元 物理 性质 白色、无味、固态粉末，不溶于冷水，热水中发生糊化作用 白色、无味、具有纤维状结构的固体，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂 多 糖 归纳总结 淀粉 纤维素 化学性质 ①无还原性 ②能水解生成________ ③遇 变蓝 ①无还原性 ②能水解生成 (难) ③能发生 反应 存在 植物光合作用的产物 构成细胞壁的基础物质 用途 制葡萄糖和酒精，人体的能源 之一 纺织、造纸、制纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯等 葡萄糖 碘单质 葡萄糖 酯化 资料卡片 甲壳质 甲壳质(C8H13O5N)n，又称甲壳素、几丁质，英文名Chitin。1811年法国学者布拉克诺(Braconno)发现，1823年由欧吉尔(Odier)从甲壳动物外壳中提取。 甲壳质是由乙酰氨基葡萄糖相互结合形成的。它是许多低等动物，特别是节肢动物，如虾、蟹、昆虫外壳的重要成分,是―种来源丰富的可再生资源。甲壳质不溶于水和一般的有机洛剂，难以利用。但它在碱溶液中可以脱去乙酰基，生成以氨基葡萄糖为单体的高聚物－壳聚糖。壳聚糖可溶于酸溶液，具有良好的生物相容性。 甲壳素应用范围很广泛，在工业上可做布料、衣物、染料、纸张和水处理等。在农业上可做杀虫剂、植物抗病毒剂。渔业上做养鱼饲料。化妆品美容剂、毛发保护、保湿剂等。医疗用品上可做隐形眼镜、人工皮肤、缝合线、人工透析膜和人工血管等。 科学·技术·社会 纤维素与燃料乙醇 纤维素是地球上来源十分丰富的可再生资源，我国仅农业生产每年产生的秸秆就超过6亿吨。过去，大量秸秆在田间被直接焚烧，造成严重污染，加重了雾霾天气。为解决秸秆焚烧带来的严重环境问题，目前已经发展了秸秆还田，秸秆制饲料、沼气、建材等综合利用方式。近年来，利用秸秆生产燃料乙醇引起了很多国家的关注，成为秸秆资源综合利用的新途径。它主要包括原料预处理、纤维素水解糖化、糖类发酵和蒸馏脱水等过程，使用 5 吨秸秆可 以生产1吨左右的乙醇。与传统的以淀粉为原料生产燃料乙醇相比，以纤维素为原料具有原料成本低、来源广泛等优点。我国已经有一批工业化生产装置开始运行，在生物质能源利用领域进入了国际先进水平。 课堂练习 1.下列叙述不正确的是( ) A.蔗糖的水解产物，在一定条件下，能发生银镜反应 B.蔗糖是多羟基的醛类化合物 C.蔗糖不是淀粉水解的最终产物 D.蔗糖与麦芽糖互为同分异构体 解析 蔗糖在硫酸催化作用下，发生水解，生成葡萄糖和果糖，葡萄糖含有醛基，能发生银镜反应，A正确； 蔗糖分子中不含醛基，B错误； 淀粉是最重要的多糖，在催化剂存在和加热的条件下逐步水解，最终生成葡萄糖，C正确； 蔗糖和麦芽糖的分子式均为C12H22O11，二者分子式相同但结构不同，互为同分异构体，D正确。 B 课堂练习 2.生活中的一些问题常涉及化学知识，下列叙述正确的是( ) A.棉花的主要成分是纤维素 B.过多食用糖类物质如淀粉等不会导致人体发胖 C.淀粉在人体内直接水解生成葡萄糖，为人体组织提供营养 D.纤维素在人体消化过程中起重要作用，可以作为人类的营养物质 解析 糖类是人体所需能量的主要来源，过多食用糖类物质会导致人体发胖，B项错误； 淀粉在人体内经淀粉酶催化先水解成麦芽糖等，最终水解生成葡萄糖，C项错误； 人体中不含消化纤维素的酶，故纤维素不能作为人类的营养物质，D项错误。 A 课堂练习 3.对于淀粉和纤维素两物质，下列说法正确的是( ) A.二者都能水解，但水解的最终产物不同 B.二者含C、H、O三种元素的质量分数相同，且互为同分异构体 C.它们都属于糖类，且都是天然高分子 D.都可用(C6H10O5)n表示，但淀粉能发生银镜反应，而纤维素不能 解析 淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖，故A错误； 淀粉和纤维素的分子表达式相同，C、H、O三种元素的质量分数相同，但由于聚合度n不同，因此分子式不同，二者不互为同分异构体，故B错误； 淀粉和纤维素都属于多糖，而且属于天然高分子，故C正确； 淀粉和纤维素都不含醛基，都不能发生银镜反应，故D错误。 C 课堂练习 4.《尚书·洪范》篇中有“稼穑作甘”之句，“甘”即饴糖，饴糖的主要成分是一种二糖，1 mol该二糖完全水解可生成2 mol葡萄糖。则饴糖的主要成分是( ) A.果糖 B.麦芽糖 C.淀粉 D.蔗糖 B 课堂练习 5.关于蔗糖的说法不正确的是( ) A.蔗糖是最重要的二糖，它的相对分子质量是葡萄糖的2倍 B.向蔗糖溶液中加入银氨溶液，水浴加热，不发生银镜反应 C.向蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液，再进行水浴加热， 观察不到有银镜生成 D.向蔗糖中加入浓硫酸，可观察到蔗糖变黑 解析 蔗糖的相对分子质量为342，葡萄糖的相对分子质量为180，A项错误； 蔗糖分子中不含醛基，B项正确； 蔗糖与稀硫酸共热后的溶液应先加NaOH溶液至碱性后再加银氨溶液，水浴加热后才能观察到有银镜生成，C项正确。 A 课堂练习 6.下列说法正确的是( ) A.碘化钾溶液能使淀粉显蓝色 B.纤维素的水解难于淀粉的水解 C.用淀粉制乙醇仅发生了水解反应 D.淀粉和纤维素都可用(C6H10O5)n表示，但淀粉能发生银镜反应，而纤维素不能 解析 碘化钾溶液不能使淀粉显蓝色，只有碘单质才能使淀粉显蓝色，A项错误； 纤维素比淀粉更难水解，B项正确； 淀粉和纤维素都是非还原糖，D项错误。 B 课堂练习 7.下列关于蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性的实验方案的说法正确的是( ) A.验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④③ B.验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序：④②⑤ C.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①④⑤ D.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序：①②④⑤ 解析 糖类是否属于还原糖，可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该在水浴中进行加热，故不能选择③， 同时考虑到银镜反应的发生应该在碱性条件下进行，故蔗糖水解后应先加碱中和过量的酸，才能进行银镜反应，综上所述，选D。 D 课堂练习 8.直链形的不饱和油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应可以制得非天然油脂，其反应示意图如图所示(注：图中反应式不完整)。 下列说法不正确的是( ) A.甘油和蔗糖都可以在一定 条件下发生消去反应 B.天然油脂、蔗糖、非天然 油脂都能发生水解反应 C.该非天然油脂与氢氧化钠溶液共热后的产物可与溴的四氯化碳溶液反应 D.蔗糖、葡萄糖分别与银氨溶液反应，有相同的实验现象 解析 甘油和蔗糖分子中都含有羟基， 且连接羟基的碳原子的相邻碳 原子上有氢原子，故二者都能 发生消去反应，A项正确； 天然油脂、非天然油脂中都含有酯基，能发生水解反应，蔗糖在酸或酶作用下也能发生水解反应生成葡萄糖和果糖，B项正确； 该非天然油脂中含有不饱和碳碳键，水解后的产物可与溴的四氯化碳溶液反应，C项正确； 蔗糖中不含醛基，不能发生银镜反应，而葡萄糖和银氨溶液能发生银镜反应，故现象不同，D项错误。 D 课堂练习 9.以淀粉为主要原料合成一种有机酸B的路线如图所示。 回答下列问题： (1)检验反应①中淀粉是否完 全水解，可使用的试剂是 (填字母)。 A.FeCl3溶液 B.碘水 C.新制的Cu(OH)2 D.NaOH溶液 B 解析 检验反应①中淀粉是否完全水解，需要检验淀粉是否有剩余，所以可使用的试剂是碘水，故选B。 课堂练习 (2)葡萄糖的分子式为 ， 反应⑤的反应类型为 。 C6H12O6 解析 葡萄糖的分子式为C6H12O6，反应⑤为BrCH2CH2Br与NaCN发生反应生成NCCH2CH2CN和NaBr，反应类型为取代反应。 取代反应 课堂练习 (3)反应②和③的化学方程式依次为____________________________ _________、 。 ＋2H2O 解析 反应②为乙醇催化氧化制乙醛的反应，反应③为乙醇在浓硫酸、170 ℃的条件下发生消去反应生成乙烯和水的反应，化学方程式分别为2C2H5OH＋O2 2CH3CHO＋2H2O、C2H5OH CH2==CH2↑ ＋H2O。 课堂练习 (4)若X为Br2的CCl4溶液，则反应④的现象为______________ ___________________。 解析 若X为Br2的CCl4溶液，则反应④是CH2==CH2与Br2的加成反应，生成物BrCH2CH2Br呈无色，现象为溴的四氯化碳溶液颜色变浅或褪色。 溴的四氯化碳 溶液颜色变浅或褪色 课堂练习 (5)已知B的分子式为C4H6O4，其核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶1，则B的结构简式为 。 HOOCCH2CH2COOH 课堂总结 二糖 蔗糖 非还原性糖 麦芽糖 还原性糖 可以发生水解反应 多糖 淀粉和纤维素均为非还原性糖 能够发生水解反应，水解的产物为葡萄糖 谢谢观看 人教版选择性必修第3册 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.72 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 用淀粉制乙醇的过程：淀粉葡萄糖乙醇，其中反应①是水解反应，反应②是氧化还原反应，C项错误； 2C2H5OH＋O22CH3CHO C2H5OHCH2==CH2↑＋H2O $$null