第3章 微项目 自制米酒（Word导学案）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（鲁科版2019，京粤闽皖豫宁陕）

微项目　自制米酒 ——领略我国传统酿造工艺的魅力 [核心素养发展目标]　1.回顾我国食品酿造的悠久历史，了解传统文化与科学技术的关系，培养学以致用的社会责任。2.认识酿造工艺中的有机化合物及其反应，学会从化学的视角分析、解释生产和生活中的实际问题，培养严谨的科学态度与社会责任。3.讨论酿造米酒的最佳条件，体会调控反应条件的重要性，提高理论结合实际的科学探究精神。 项目活动1　调研我国古代的酿造工艺 1．公元5世纪北魏______的著作《________》是世界上最早记录食品酿造的典籍，对我国传统的酿造方法有较详细的叙述。 2．酿酒的化学原理 谷粒发芽或发霉时会滋生毛霉菌、酵母菌等，毛霉菌会分泌出糖化酶，淀粉在糖化酶的作用下会水解成________、________。这些糖类化合物在酒化酶(由酵母菌分泌)的作用下可分解生成________。 3．酿醋的过程 醋酸是酿造得到的酒精在醋酸菌的作用下，被空气氧化而成的。粮食酿醋的发酵过程可以简单地表示为： 淀粉__________(麦芽糖等)__________乙酸 酿醋过程中，在发酵生成醋酸的同时还有其他有机化合物在酶的作用下发生相应的转化，如丁醇被氧化生成__________，葡萄糖被氧化生成________，蛋白质分解为__________等。这些有机酸与醇类进一步反应生成具有芳香味的________，从而使酿出的醋香鲜味美。 答案　1.贾思勰　齐民要术 2．麦芽糖　葡萄糖　乙醇 3．葡萄糖　乙醇　丁酸　葡萄糖酸　氨基酸　酯 1．判断正误 (1)在酿酒过程中，为加快反应速率，应选择较高温度(　×　) (2)用谷物酿酒的原理就是通过蒸馏法将谷物中的乙醇分离出来(　×　) (3)酿醋过程中，除了生成有机酸外，还有酯类物质生成，因而酿出的醋香鲜味美(　√　) (4)酿酒过程中，葡萄糖可通过水解反应生成酒精(　×　) (5)我国提出2060实现“碳中和”，减少粮食酿酒有利于“碳中和”(　√　) 2．从化学反应角度，酿酒的转化过程如下： 淀粉葡萄糖(麦芽糖等)乙醇 书写上述转化的化学方程式： (1)淀粉在催化剂作用下生成葡萄糖： ＋nH2O。 (2)葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇： 2C2H5OH＋2CO2↑。 3．根据以上信息，从化学反应角度，传统酿醋工艺流程如下。 淀粉葡萄糖(麦芽糖等)乙醇乙酸 (1)写出乙醇在醋酸菌作用下和氧气反应生成乙酸的化学方程式： CH3CH2OH＋O2CH3COOH＋H2O。 (2)解释为什么陈醋香味浓郁？写出相关的化学方程式。 答案　酿醋过程中，某些有机化合物在酶的作用下会生成相应的有机酸和醇，这些有机酸和醇进一步反应会生成酯类，化学方程式为CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O。 (1)酿酒过程的主要反应 ＋nH2O， 2C2H5OH＋2CO2↑。 (2)新酿的酒、醋在存放过程中，均会生成具有芳香气味的酯类物质。 项目活动2　酿制米酒 1．设计方案，绘制实验数据图 步骤1 用清水冲洗糯米，浸泡一段时间 步骤2 将泡软的糯米沥干水分，蒸熟 步骤3 将蒸熟的糯米摊开晾凉 步骤4 将粉末状甜酒曲和糯米充分拌匀，装入干净的玻璃容器 步骤5 将容器盖严，置于恒温环境中发酵 步骤6 每隔24小时测定米酒的酒精度和pH，连续10天 思考　在酿制米酒的过程中，随着时间的推移，米酒的酒精度变化呈先增大后基本稳定的趋势，米酒的pH变化呈逐渐减小的趋势，请分析出现上述变化趋势的原因。 提示　①随着时间的推移，淀粉水解生成的葡萄糖逐渐分解成乙醇，酒精度逐渐增大，当酒中乙醇的体积分数超过10%时，会抑制酵母菌的活动能力，发酵作用会逐渐停止，酒精度会基本稳定。 ②葡萄糖分解生成乙醇的过程中，产生的CO2溶于水会形成碳酸，少量乙醇会被氧化成乙酸，另外还会有少量乳酸形成，这些因素都会导致米酒的pH逐渐减小。 2．控制反应条件 酿制过程中需要控制好条件，反应温度不宜过低或过高，过低不利于反应进行，过高则可能使酒曲中的酶失活。 3．米酒的蒸馏 (1)米酒中乙醇浓度较低的原因：当酒中乙醇的体积分数超过10%时，就会抑制酵母菌的活动能力，发酵作用也会逐渐停止。 (2)蒸馏原理：利用液体混合物或液体—固体混合体系中各组分沸点的不同，使低沸点组分先蒸发再冷凝，从而实现混合物有关成分的分离。 蒸馏实验装置示意图： (3)蒸馏结果：将米酒放在蒸馏烧瓶中蒸馏，收集79 ℃左右的馏分，测得馏出液的酒精度约为20% vol，再次蒸馏可以得浓度更大的馏出液。 1．判断正误 (1)自制米酒时，不需要控制温度，温度越高发酵速率越快(　×　) (2)蒸煮制米酒的容器可以杀菌、消毒(　√　) (3)谷物发酵成酒，是由特殊微生物参与的物理变化(　×　) (4)谷物发酵成酒过程中，需不断通入空气(　×　) (5)蒸馏操作时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处(　√　) 2．我国酿酒历史源远流长，至今已有5 000多年的历史，下列有关我国酿造白酒的叙述错误的是(　　) A．酒精发酵时需创设无氧条件 B．传统的酿酒原料是富含淀粉的谷物 C．需要利用酵母菌和醋酸杆菌两类微生物 D．一般包括制曲、糖化、发酵、蒸馏四个环节 答案　C 解析　酒精发酵需在无氧条件和适宜的温度下进行，A项正确；酿酒要加入酒曲，酒曲中的微生物主要是酵母菌和毛霉菌等，C项错误。 1．酿酒注意事项 (1)酿酒过程要注意密封，以保证酵母菌在缺氧条件下更好地使葡萄糖转化为二氧化碳和乙醇；乙醇醋化过程中需在有氧的环境中，在醋酸菌作用下乙醇被空气中的氧气氧化成乙酸。 (2)酿酒反应温度不宜过低或过高——过低，酶的反应活性低，反应速率慢，不利于反应进行；过高则可能导致酒曲中的酶失活，反应难以进行。 2．蒸馏原理 分离沸点不同的两种互溶液体，或液体­固体混合液。 3．蒸馏实验装置 1．(2022·成都月考)下列有关蒸馏的说法错误的是(　　) A．蒸馏操作时，温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处 B．蒸馏操作时，需加入几块沸石，以防止暴沸 C．蒸馏实验中，冷水可以从冷凝管的上口进入 D．蒸馏是蒸发和冷凝两种操作的联合 答案　C 解析　蒸馏实验中，冷水从冷凝管的下口进入冷凝效果好，故C项错误。 2．《本草纲目》记载：“烧酒，其法用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”。这里用到的实验方法可以用于分离(　　) A．甲苯与水 B．乙醇与水 C．碘与水 D．硝酸钾与氯化钠 答案　B 解析　蒸馏法用来分离沸点不同的两种互溶液体。 3．已知甲和乙两种有机化合物的某些性质如下表所示： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·mL－1) 溶解性 甲 －98 37.5 0.93 不溶于水，易溶于有机溶剂 乙 －48 95 0.90 不溶于水，易溶于有机溶剂 分离甲和乙的混合物可采用的方法是(　　) A．蒸馏 B．蒸发 C．过滤 D．萃取 答案　A 4．《齐民要术》中记载了利用谷物酿制食醋的工艺。其经历的三个发酵过程为：糖化→酒化→醋化。下列说法错误的是(　　) A．糖化过程是淀粉在微生物作用下水解生成葡萄糖 B．传统酿醋工艺均经历了酿酒的过程 C．酒化和醋化都需要在有氧的环境中进行 D．发酵液需控制在一定的温度下 答案　C 解析　用谷物酿制食醋经历的三个主要发酵过程：糖化→酒化→醋化，分别是淀粉在微生物的作用下水解成葡萄糖，葡萄糖在微生物的作用下分解成乙醇和二氧化碳(在无氧的条件下)，乙醇被微生物在有氧的环境下氧化成乙酸。A项，糖化过程是淀粉在微生物作用下分解成葡萄糖，正确；B项，传统酿醋工艺均经历了酿酒的过程，正确；C项，酒化在无氧环境下，醋化在有氧的环境下，错误；D项，发酵液控制在一定温度是为了提高酶的活性，正确。 5．(2023·河北张家口高一检测)我国传统酿醋工艺主要包括以下过程：①“蒸”：将大米、高粱、小米等原料蒸熟后放至冷却；②“酵”：拌曲入坛发酵，使淀粉经糖化发酵生成乙醇，然后在醋酸菌的作用下生成乙酸；③“沥”：除去醋坛底层的糟，此时可以闻到酒和醋混合在一起的香味；④“陈”：将醋陈放1～3年，以增强其风味，在此过程中乙酸与乙醇缓慢地发生反应生成一种具有果香味的有机化合物。下列相关说法错误的是(　　) A．淀粉属于糖类 B．过程④涉及的反应属于取代反应 C．过程②中乙醇生成乙酸属于氧化反应，二者含有的官能团相同 D．过程②中淀粉不能直接生成乙醇 答案　C 解析　淀粉是多糖，属于糖类，故A正确；过程④是乙醇与乙酸反应生成乙酸乙酯，属于取代反应，故B正确；乙醇的结构简式为CH3CH2OH，含有的官能团是羟基，乙酸的结构简式为CH3COOH，含有的官能团是羧基，两者官能团不同，故C错误；淀粉不能直接生成乙醇，需要经过分解、发酵等过程，故D正确。 6．下图是传统酿酒的工艺流程图： →→→→ 根据以上流程，回答下列问题： (1)在酿酒前对粮食种子进行适当粉碎成小颗粒的原因：________________________________ ________________________________________。 第二步中高温蒸汽蒸一段时间的目的为______________________________________。 (2)发酵的原理是什么？写出相关的化学方程式。 ________________________________________________________________________。 (3)发酵好后用蒸馏法获得酒精，蒸馏的温度应控制在________(填字母)。 A．37～40 ℃ B．50～70 ℃ C．78～80 ℃ D．100～110 ℃ (4)勾兑的酒封闭保存会“越陈越香”，试说明其原因？________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)增大酒曲和粮食的接触面积，加快发酵速率　消毒、杀菌 (2)发酵的原理为淀粉在酶的作用下水解生成葡萄糖，葡萄糖又在酒曲的作用下分解生成乙醇的过程 ＋nH2O 2C2H5OH＋2CO2↑ (3)C　(4)乙醇在酶作用下可生成乙酸，乙醇和乙酸反应生成了乙酸乙酯，CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O 7．淀粉通过如图所示转化可以得到多种有机物： (1)B是一种单糖，则B的名称是__________。 (2)B转化为C的化学方程式是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)一分子B可在乳酸菌作用下分解生成两分子D，D与乙酸、乙醇均能发生酯化反应，且D的结构中含有甲基，则D的结构简式是_________________________________________。 答案　(1)葡萄糖　(2)C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑　(3) 解析　淀粉在酸性条件下水解可生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下发生反应生成CO2和乙醇，在乳酸菌的作用下发生反应生成乳酸。 8．成熟的苹果中含有淀粉、葡萄糖和无机盐等，某课外兴趣小组设计了一组实验证明某些成分的存在，请你参与并协助他们完成相关实验。 (1)用小试管取少量的苹果汁，加入________(填名称)，溶液变蓝，则证明苹果中含有淀粉。 (2)利用含淀粉的物质可以生成醋酸。下面是生产醋酸的流程图，试回答下列问题： ―→―→―→ 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写出化学方程式，并注明反应类型。 B与醋酸反应：_______________________________，属于________反应。 B―→C：__________________________________________，属于________反应。 ②可用于检验A的试剂是________。 答案　(1)碘水　(2)①CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O　取代(或酯化)　2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O　氧化　②新制的氢氧化铜悬浊液(答案合理均可) 解析　(1)淀粉遇碘变蓝色，利用此性质可检验淀粉的存在。(2)淀粉水解得葡萄糖，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，可知B为乙醇，葡萄糖在酒化酶的作用下分解得乙醇。乙醇与乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应得乙酸乙酯。乙醇催化氧化可得乙醛。检验葡萄糖可用新制的氢氧化铜悬浊液。 学科网（北京）股份有限公司 $$