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第七章 有机化合物
第四节 基本营养物质
第1课时 糖类
学习目标 核心素养
1.认识糖类的组成、结构及其主要性质和应用。
2.认识葡萄糖的结构和化学性质,会设计实验确定淀粉水解产物及水解程度。 1.微观探析:能从元素和原子、分子水平认识葡萄糖的组成、结构、性质,形成“结构决定性质”的观念。
2.证据推理:能依据葡萄糖的组成、结构预测葡萄糖的化学性质,并设计实验进行验证,并能分析揭示实验现象。
3.科学探究:设计实验探究葡萄糖的还原性和淀粉的水解程度,加深对氧化反应和水解反应的认识。
第1课时 糖类
[对应学生用书第81页]
一、糖类的组成及分类
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,人们最初发现的这一类化合物组成大多符合Cn(H2O)m的通式,因此糖类也被称为 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 、
二糖 、 多糖 。
C、H、O
碳
水化合物
单糖
二糖
多糖
第1课时 糖类
3.常见的糖类物质
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
二糖 蔗糖、麦芽糖、乳糖 C12H22O11 同分异构体
多糖 淀粉、纤维素 (C6H10O5)n 不属于同分异构体
葡萄糖、果糖
C6H12O6
同分异构体
蔗糖、麦芽糖、乳糖
淀粉、纤维素
第1课时 糖类
第1课时 糖类
二、葡萄糖
1.葡萄糖的物理性质及结构
葡萄糖是一种 有甜味 的 无色 晶体, 能 溶于水,其分子式为 C6H12O6 ,结构简式为 CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO 或 CH2OH(CHOH)4CHO ,分子中有两种官能团,它们分别是 羟基(—OH) 和 醛基 (—CHO或 )。
有甜味
无色
能
C6H12O6
CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
CH2OH
(CHOH)4CHO
羟基(—OH)
醛
基
第1课时 糖类
操作
实验现象 有 砖红色 沉淀生成
实验结论 葡萄糖具有 还原性 ,能把新制Cu(OH)2悬浊液 还原 为砖红色的 Cu2O 沉淀
砖红色
还原性
还原
Cu2O
2.葡萄糖的主要化学性质
(1)与新制Cu(OH)2悬浊液反应
第1课时 糖类
第1课时 糖类
光亮的银镜
还原性
银氨溶液
第1课时 糖类
2.葡萄糖(C6H12O6)是一种重要的营养物质,下列关于葡萄糖的说法正确的是( )
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.1 mol葡萄糖完全燃烧需要9 mol氧气
答案 A
第1课时 糖类
三、蔗糖、淀粉、纤维素
1.淀粉的特征反应
实验操作 现象 结论及应用
土豆片 变蓝 结论: 淀粉遇碘变蓝
应用: 检验淀粉或碘单质
变蓝
淀粉遇碘变蓝
检验淀粉或碘单质
第1课时 糖类
2.蔗糖、淀粉、纤维素的水解
(1)蔗糖的水解化学方程式
第1课时 糖类
(2)淀粉的水解实验
实验
操作
实验现象 最终产生砖红色沉淀
最终产生砖红色沉淀
第1课时 糖类
结论与解释 结论:淀粉发生水解得到新物质
解释: 水解生成葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀
水解反应化学方程式
水解生成葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀
第1课时 糖类
3.淀粉、纤维素的用途
(1)人体内
淀粉葡萄糖CO2+H2O+能量;
纤维素:不能水解,但能刺激肠道蠕动,有助于消化。
第1课时 糖类
(2)工业生产
淀粉(或纤维素)葡萄糖乙醇,葡萄糖酿酒的化学方程式为
第1课时 糖类
3.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)可以用新制Cu(OH)2悬浊液鉴别蔗糖和葡萄糖。 ( √ )
(2)淀粉水解的最终产物为二氧化碳和水。
( × )
(3)淀粉和纤维素在人体内都能被消化和吸收。
( × )
√
×
×
(4)可以用碘水检验淀粉的存在。 ( √ )
√
第1课时 糖类
[对应学生用书第83页]
要点一 葡萄糖的结构与性质的关系
1.根据葡萄糖的结构分析,葡萄糖能否发生酯化反应?
提示:能。葡萄糖分子中含有羟基,具有和乙醇相似的性质,能发生酯化反应。
第1课时 糖类
2.葡萄糖能与新制Cu(OH)2、银氨溶液反应,表现了葡萄糖中哪些官能团的性质?是不是所有糖类物质都能与上述两溶液反应?
提示:体现了醛基的化学性质。并不是所有的糖都能与新制Cu(OH)2、银氨溶液反应,如淀粉、蔗糖等。
第1课时 糖类
官能团决定物质的主要化学性质,因此葡萄糖兼有醛基和羟基的性质。
第1课时 糖类
第1课时 糖类
第1课时 糖类
1.分别取1 mol葡萄糖进行下列实验:
(1)与足量金属钠反应时,需金属钠 mol,反应后生成氢气在标准状况下的体积为 。
(2)与乙酸反应生成酯,理论上完全酯化需要 g乙酸。
(3)若使之完全转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为 L,反应的化学方程式是 。
第1课时 糖类
解析 (1)根据葡萄糖的组成、结构和性质进行推断,与足量金属钠反应时,5 mol羟基消耗5 mol Na,生成2.5 mol氢气,在标准状况下的体积为2.5 mol×22.4 L·mol-1=56 L;(2)葡萄糖分子中含有5个羟基,完全酯化时,从理论上讲,1 mol葡萄糖需
5 mol乙酸;(3)若使1 mol葡萄糖完全转化为CO2和H2O,需6 mol氧气。
答案 (1)5 56 L (2)300 (3)134.4
CH2OH(CHOH)4CHO+6O26CO2+6H2O
第1课时 糖类
要点二 糖类的水解反应
实验室中检验淀粉水解及水解程度的实验步骤如下:
第1课时 糖类
(2)实验时能否在中和液中加入碘水检验是否存在淀粉?
提示:(1)淀粉的水解是用稀硫酸作催化剂,水解液显酸性。Cu(OH)2在酸性条件下不能存在。用新制Cu(OH)2检验淀粉水解产物时,需在碱性条件下进行,所以需先加入过量的NaOH溶液中和掉稀硫酸,才能加入新制Cu(OH)2进行后续实验。
(2)不能。因为I2与NaOH发生反应,所以无法检验淀粉的存在。
(1)在检验淀粉的水解产物时,为什么不能向水解液中直接加入新制Cu(OH)2?
第1课时 糖类
1.糖类的水解规律
类型 水解规律 实例
单糖 不发生水解 葡萄糖、果糖
二糖 1 mol水解生成2 mol单糖分子 蔗糖、麦芽糖、乳糖
多糖 1 mol水解生成很多单糖分子 淀粉、纤维素
第1课时 糖类
2.淀粉水解程度的检验
(1)实验操作
第1课时 糖类
(2)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
第1课时 糖类
[例2] 向淀粉中加入少量稀硫酸,并加热使之发生水解。为测定淀粉水解的程度,需要下列试剂中的( )
①NaOH溶液 ②盐酸 ③新制Cu(OH)2悬浊液 ④碘水 ⑤BaCl2溶液
A.①⑤ B.②④
C.①③④ D.②③④
第1课时 糖类
[解析] 淀粉在稀硫酸催化作用下水解生成葡萄糖,在用NaOH溶液中和水解液至碱性后,可用新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖,在水解液中加入碘水,检验未水解的淀粉。
[答案] C
第1课时 糖类
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第1课时 糖类
第1课时 糖类
第1课时 糖类
第1课时 糖类
第1课时 糖类
3.下列关于葡萄糖的叙述正确的是( )
A.葡萄糖是麦芽糖的同分异构体
B.葡萄糖水解生成乙醇和二氧化碳
C.葡萄糖在人体组织中缓慢氧化,释放出能量供机体需要
D.葡萄糖和淀粉、蔗糖等一样能发生水解反应
解析 葡萄糖和麦芽糖分子式不同,不是同分异构体;葡萄糖是人体内的主要能量物质,它是通过缓慢氧化生成CO2和水(有氧呼吸)或乙醇、乳酸(无氧呼吸)等物质的方法进行供能的;葡萄糖是单糖,不能发生水解反应。
答案 C
第1课时 糖类
4.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,某同学做实验得出:
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。
回答下列问题:
(1)写出各物质的名称:
A是 ,B是 ,C是 。
第1课时 糖类
①蔗糖水解: 。
②淀粉水解: 。
解析 A遇碘水变蓝色,说明A为淀粉;而B能发生银镜反应且不能水解,B为葡萄糖;C能水解,且水解液能发生银镜反应,C为蔗糖。
答案 (1)淀粉 葡萄糖 蔗糖
(2)①+H2O+
(2)写出有关反应化学方程式:
②+nH2O
第1课时 糖类
1.下列有关糖类的说法正确的是( )
A.糖类都符合通式Cn(H2O)m
B.糖类是人类维持生命的六大类营养素之一
C.糖类物质都有甜味
D.符合通式Cn(H2O)m的都是糖类
答案 B
(2)与银氨溶液反应
操作
现象
向AgNO3溶液加入氨水,先出现白色沉淀,沉淀消失后再滴加
1 mL 10%葡萄糖溶液,水浴加热,在试管内壁形成__________
实验结论
葡萄糖具有______,能被弱氧化剂如________氧化,生成单质银
[例1] 已知葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,下列关于葡萄糖的性质叙述不正确的是( )
A.完全燃烧的产物是CO2和H2O
B.在酸性条件下能用新制Cu(OH)2悬浊液检验尿液中是否含有葡萄糖
C.葡萄糖分子中含有2种官能团
D.等质量的葡萄糖和甲醛(HCHO)完全燃烧消耗氧气的量相同
[解析] A项,葡萄糖分子中只有C、H、O 3种元素,完全燃烧的产物是CO2和H2O;B项,用新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖需在碱性环境下才能进行;C项,葡萄糖分子中含有羟基和醛基2种官能团;D项,葡萄糖和甲醛的最简式均为CH2O,因此等质量的葡萄糖和甲醛完全燃烧时的耗氧量相同。
[答案] B
2.(湖北云学新高考联盟高二联考)某学生设计了如图所示的实验方案,用以检验淀粉的水解情况。
下列结论中正确的是( )
A.淀粉尚有部分未水解
B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解
D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解
解析 淀粉溶液遇碘变蓝,淀粉在酸性条件下最终水解生成葡萄糖,加入过量氢氧化钠溶液调节溶液至碱性,再加入碘水,因为碘水能够与氢氧化钠反应,所以不能通过溶液不变蓝说明混合液中不含淀粉。在碱性条件下加入新制的氢氧化铜,加热,产生砖红色沉淀,说明水解液中含有葡萄糖,则淀粉已经水解,所以通过题述实验能够证明淀粉已经水解,但无法确定是否完全水解,D项正确。
答案 D
[对应学生用书第84页]
1.(辽宁阜新高一检测)下列有关糖类的说法错误的是( )
A.糖类在自然界中分布广泛,如粮食中的淀粉、植物茎叶中的纤维素
B.单糖是分子组成简单的糖
C.常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖
D.在加热条件下,葡萄糖可与新制的氢氧化铜反应产生砖红色沉淀
答案 B
2.(烟台高一月考)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.木糖醇可发生取代反应
C.木糖醇是一种五元醇
D.木糖醇是一种无糖型甜味剂
解析 从给出的木糖醇的结构简式可知其分子式中只有羟基一种官能团,故A项错误。
答案 A
$$