内容正文:
第四节 基本营养物质
第1课时 糖类
第七章 有机化合物
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第七章 有机化合物
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糖类
蛋白质
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能量
Cn(H2O)m
C6H12O6
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葡萄糖
果糖
C6H12O6
同分异构体
蔗糖
麦芽糖
淀粉
纤维素
同分异构体
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CH2O
CH2OH(CHOH)4CHO
C6H12O6
醇
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砖红
葡萄糖
光亮的银镜
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C12H22O11
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第七章 有机化合物
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第七章 有机化合物
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素养
目标
1.知道糖类的组成、结构及其主要性质和应用,培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.认识葡萄糖的结构和化学性质,掌握葡萄糖、蔗糖和淀粉的特征反应,培养变化观念与平衡思想的化学学科核心思想。
3.能够设计实验确定淀粉水解产物及水解程度,培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
知识点一 糖类的组成与分类
1.基本营养物质
营养物质主要包括________、__________、________、维生素、无机盐和水,前三者为人体必需的基本营养物质。
2.糖类
糖类是绿色植物光合作用的产物,也是人类最重要的________来源,大多数糖的化学组成符合____________的通式,因此糖类也称为碳水化合物。如葡萄糖的化学式为____________,符合上述通式。
3.糖类的分类及代表物
类别
代表物
代表物分子式
代表物间的关系
单糖
__________、________
____________
______________
二糖
________、__________
C12H22O11
______________
多糖
________、__________
(C6H10O5)n
不属于同分异构体
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
解析 不符合Cn(H2O)m这一通式的物质也可能属于糖类,如脱氧核糖C5H10O4、鼠李糖C6H12O5,A错误;糖不一定有甜味,如多糖:淀粉、纤维素等,C错误;符合这一通式的不一定都是糖,如乙酸CH3COOH、甲酸甲酯HCOOCH3[C2(H2O)2]等,D错误。
答案 B
2.中国是世界上最早制糖的国家之一,人体所需70%左右的能量由糖提供。下列说法正确的是( )
A.公元674年,我国发明的用黄泥浆使红糖脱色的方法,是利用了黄泥浆的吸附性
B.唐大历年间,四川遂宁出现用甘蔗制取冰糖的方法,冰糖的主要成分是葡萄糖
C.饴糖是以米(淀粉)和麦芽经过糖化熬煮而成的糖,饴糖就是葡萄糖
D.“床头冬酿压琼浆”中的“冬酿”指的是蜂蜜,蜂蜜中几乎不含单糖(葡萄糖和果糖)
解析 黄泥浆使红糖脱色是物理过程,利用的是黄泥浆的吸附性,A项正确;冰糖的主要成分是蔗糖,B项错误;饴糖的主要成分是麦芽糖,C项错误;蜂蜜的主要成分是葡萄糖和果糖,还含有其他营养物质,D项错误。
答案 A
知识点二 葡萄糖的结构与性质
1.物理性质
葡萄糖是一种有甜味的无色晶体,能溶于水。
2.葡萄糖的结构与性质
(1)葡萄糖的分子结构
(2)化学性质
①葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应,生成________色的Cu2O沉淀。此性质常用于血液和尿液中__________的含量测定。
②葡萄糖与银氨溶液反应,在试管内壁形成______________。常用于葡萄糖的检验和工业上的制镜。
葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质。它的氧化反应放出的热量是人类生命活动所需能量的重要来源。
1.探究葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
(1)实验现象:在酒精灯上加热一段时间后试管内出现______色沉淀。
提示 砖红
提示 葡萄糖分子中含有的官能团有羟基(—OH)和醛基(—CHO),与新制Cu(OH)2悬浊液的反应和葡萄糖结构中的醛基(—CHO)有关。
(2)实验分析及结论:出现的________色沉淀为______________,说明在加热条件下,葡萄糖可以把新制的氢氧化铜还原为______________。
提示 砖红 氧化亚铜(Cu2O) Cu2O
(3)葡萄糖的结构中含有什么官能团?与新制Cu(OH)2悬浊液的反应,和葡萄糖结构中的什么官能团有关?
2.探究葡萄糖与银氨溶液的反应
(1)怎样制备银氨溶液?
提示 在洁净的试管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%的氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止,制得银氨溶液。
提示 银
(4)葡萄糖与银氨溶液的反应,和葡萄糖结构中的什么官能团有关?
提示 与银氨溶液的反应和葡萄糖结构中的醛基(—CHO)有关。
(2)实验现象:在试管内壁上附着一层________________。
提示 光亮的银镜
(3)实验结论:银氨溶液与葡萄糖反应生成了_______。
葡萄糖结构与性质的关系
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。
1.下列关于葡萄糖的说法中错误的是( )
A.葡萄糖的分子式是C6H12O6
B.葡萄糖不能发生水解反应
C.葡萄糖是碳水化合物,因为它的分子是由6个碳原子和6个水分子组成的
D.葡萄糖能与新制的氢氧化铜悬浊液共热反应,生成砖红色的沉淀
解析 葡萄糖的分子式为C6H12O6,A正确;葡萄糖属于单糖,不能发生水解反应,B正确;葡萄糖不是由碳原子和水分子组成的,C错误;葡萄糖能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀,D正确。
答案 C
2.(2024·宁夏石嘴山高一段考)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,能发生水解反应
B.葡萄糖分子中有5个羟基和1个醛基
C.常温下,葡萄糖可与新制的Cu(OH)2悬浊液反应
D.葡萄糖固体中加入少量水和浓硫酸搅拌,浓硫酸只表现吸水性
解析 葡萄糖结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,含有5个羟基和1个醛基,是不能水解的糖,属于单糖,A错误、B正确;能和新制的Cu(OH)2悬浊液在加热条件下发生反应生成红色的氧化亚铜沉淀,C错误;葡萄糖固体中加入少量水和浓硫酸搅拌,浓硫酸表现吸水性、脱水性和强氧化性,D错误;故选B。
知识点三 蔗糖、淀粉、纤维素的性质及其应用
1.淀粉的特征反应:淀粉遇到含有碘单质的溶液会变______。
2.蔗糖水解的化学方程式为:
__________________________________________________。
3.淀粉(或纤维素)水解的化学方程式为:
__________________________________________________。
4.糖类在生产、生活中的应用
(1)淀粉、纤维素在人体内的变化
①淀粉在人体内的变化
eq \x(\a\al(食物中的淀粉,C6H10O5n))→eq \x(\a\al(糊精,C6H10O5m,m<n))→eq \x(\a\al(麦芽糖,____________))→eq \x(\a\al(葡萄糖,C6H12O6))→
eq \x(\a\al(缓慢氧化C6H12O6+6O2,\o(——→,\s\up17(酶)) 6CO2+6H2O))
②纤维素在人体内的变化
人体内没有可使纤维素水解的酶,无法吸收和利用纤维素。但食物中的纤维素能刺激肠道蠕动,有助于消化。
(2)淀粉和纤维素的工业应用
淀粉和纤维素水解生成的葡萄糖在酶的催化下可以转变为________,这个转化过程被广泛应用于酿酒和利用物质生产燃料乙醇。其转化的化
学方程式为________________________________。
1.蔗糖的水解反应
实验操作:
实验现象:试管a中有砖红色沉淀生成。
实验结论:蔗糖水解生成的葡萄糖与新制Cu(OH)2共热生成砖红色的Cu2O沉淀。
水解方程式:
问题探讨:
(1)蔗糖水解的条件是什么?实验中加入稀H2SO4的作用是什么?
提示 蔗糖水解的条件是催化剂、加热。反应中稀H2SO4作催化剂。
(2)实验中如何制备新制Cu(OH)2悬浊液?制备时需要注意什么问题?
(3)蔗糖的水解反应在加新制Cu(OH)2悬浊液之前,为什么要加NaOH溶液?
2.淀粉水解程度的实验探究
实验操作:
实验现象:
①试管a中有砖红色沉淀生成;
②试管b中溶液变成蓝色。
实验结论:淀粉部分水解。
水解方程式:
提示 不能;因为水解液中含有硫酸,必须先把H2SO4中和后再与新制Cu(OH)2悬浊液反应。
问题探讨:
(1)怎样检验溶液中是否有淀粉的存在?
提示 加入碘水,若溶液变成蓝色,则证明溶液中存在淀粉。
(2)能不能直接取水解液与新制Cu(OH)2反应检验淀粉是否水解?
(3)实验过程中若试管a中出现砖红色沉淀,试管b中溶液不变蓝色,得到的实验结论是什么?
提示 淀粉完全水解。
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
多糖
1 mol水解生成很多单糖分子
淀粉、纤维素
2.淀粉水解程度的检验
(1)实验操作
(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
1.(2025·辽宁朝阳段考)某学生进行蔗糖的水解实验,并检验水解产物中是否含有葡萄糖。他的操作如下:取少量纯蔗糖加水配成溶液;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,在水浴中加热。实验结果没有银镜产生。其原因是( )
A.蔗糖尚未水解
B.蔗糖水解的产物中没有葡萄糖
C.加热时间不够
D.煮沸后的溶液中没有加碱,以中和作催化剂的酸
解析 在加热和酸性条件下,蔗糖就会分解产生葡萄糖和果糖,蔗糖水解在酸性溶液中进行,因此首先要加入氢氧化钠中和硫酸,然后再加入银氨溶液,在水浴中加热,根据题中条件并不能判断葡萄糖有没有水解;故选D。
2.某学生设计了如下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 淀粉为多糖,遇碘变蓝色,淀粉在酸性环境下水解生成葡萄糖,加入氢氧化钠溶液调节溶液呈碱性,再加入碘水,因为碘水能够与氢氧化钠反应,所以不能通过,溶液不变蓝说明溶液中不含淀粉。在碱性环境下加入新制的氢氧化铜悬浊液,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,但不知是否完全水解,所以选D。
答案 D
1.(2023·广东高一学业考试)食品的主要成分大都是有机化合物。下列食品中的有机成分属于高分子化合物的是( )
A.食醋中含有的醋酸 B.酒中含有的酒精
C.葡萄中含有的葡萄糖 D.谷类中含有的淀粉
解析 醋酸、酒精、葡萄糖相对分子质量较小,不属于高分子化合物;故选D。
答案 D
2.(2024·内蒙古赤峰高一月考)有广告称某品牌的八宝粥(含糯米、红豆、桂圆)不含糖,适合糖尿病患者食用。你认为下列判断错误的是( )
A.该广告有可能误导消费者,不能盲从广告的宣传
B.糖尿病患者应少吃含糖的食品,该八宝粥未加糖,可以放心食用
C.不含糖不等于没有糖类物质,糖尿病患者食用时需谨慎考虑
D.医院常用新制氢氧化铜悬浊液检查是否患有糖尿病
解析 糖尿病人血糖和尿糖的含量都较高,应少吃含糖的食品,该八宝粥未加糖,但是其本身含有糖的,不可以多吃,故选B。
答案 B
3.下列说法正确的是( )
A.淀粉在稀硫酸的催化作用下水解,向水解后的溶液中加入银氨溶液,然后加热,一定有银镜生成
B.向葡萄糖溶液中加入新制的氢氧化铜,生成砖红色沉淀,这是因为发生了水解反应
C.葡萄糖在酒化酶的作用下发生取代反应生成乙醇和二氧化碳
D.鉴别葡萄糖溶液和淀粉溶液,可用碘水或银氨溶液
解析 淀粉水解后溶液呈酸性,需要加入足量的碱中和酸后,再加入银氨溶液,才能发生银镜反应,A错误;新制的氢氧化铜能被葡萄糖还原为氧化亚铜,而不是发生水解反应,B错误;葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇和二氧化碳,该反应不属于取代反应,C错误;葡萄糖与银氨溶液能发生银镜反应,淀粉遇碘变蓝,D正确。
4.(2024·河北唐山期末)利用电化学原理,将CO2电催化还原为淀粉是实现碳循环再平衡的最具有吸引力的途径之一,该方法中碳循环如图所示,下列说法不正确的是( )
A.葡萄糖属于单糖,是生活中常见的补充能量的营养物质
B.用碘水可检验葡萄糖反应生成了淀粉
C.淀粉属于多糖,发生水解最终得到葡萄糖
D.淀粉是多糖,其分子式为(C5H10O5)n,在一定条件下由葡萄糖分子聚合而成
解析 淀粉是多糖,其分子式为(C6H10O5)n,D错误。
5.为了检验淀粉水解产物,某学生设计了如下实验方案:
淀粉液水解液混合液砖红色沉淀
回答下列问题:
(1)试剂1是___________,作用是__________________________。
(2)试剂2是___________,作用是__________________________。发生的离子反应为__________________;如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3,________(填“能”或“不能”)实现实验目的,若不能,其原因是__________________________________________。
(3)如何检验第①步实验中淀粉已水解完全_____________________ _________________________________________。
解析 (1)因淀粉水解需用稀硫酸作催化剂,所以试剂1是稀硫酸,作催化剂。
(2)因淀粉水解用稀硫酸作催化剂,检验葡萄糖时溶液要呈碱性,所以试剂2是NaOH溶液,中和作催化剂的稀硫酸,发生的离子反应为 H++OH-===H2O,使检验水解产物的实验得以顺利进行;如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3,不能实现实验目的,其原因为稀硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败。
(3)因淀粉未完全水解时还有少量的淀粉,而碘能使淀粉变蓝,故用碘水检验。
答案 (1)稀硫酸 起催化作用
(2)NaOH溶液 中和作催化剂的硫酸,使检验水解产物的实验得以顺利进行 H++OH-===H2O 不能 硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败
(3)用试管取出少量水解液,加入碘水,若不显蓝色,说明淀粉已水解完全
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