内容正文:
专题6 生命活动的物质基础——糖类、
油脂、蛋白质
第一单元 糖类和油脂
第1课时 糖类
基础过关练
题组一 糖类的概念与组成
1.下列关于糖类的叙述正确的是( )
①含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物属于糖类 ②糖类都含有酮羰基 ③凡是能溶于水且具有甜味的物质都属于糖类 ④糖类是人类维持生命活动所需能量的主要来源 ⑤符合Cm(H2O)n的有机物都是糖类
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
2.从分子结构上看,糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质。据此分析下列物质中属于糖类的是( )
A.CH2OH(CHOH)2CHO
B.CH3CH(OH)CH2CHO
C.
D.
3.(经典题)(2024河北部分高中月考)糖类物质是自然界分布最广泛、种类最多的有机化合物,是人类维持生命活动所需能量的主要来源。下列说法错误的是( )
A.不是所有的糖都有甜味
B.糖不一定是高分子化合物
C.蔗糖不能发生银镜反应,则麦芽糖也不能发生银镜反应
D.可发生水解的糖不一定是多糖
题组二 单糖
4.下列有关葡萄糖与果糖的说法中,不正确的是 ( )
①二者互为同分异构体 ②二者都易溶于水
③二者都含有醛基,都是还原性糖 ④葡萄糖能发生酯化反应,而果糖不能 ⑤都能与H2发生加成反应生成六元醇 ⑥果糖有甜味,而葡萄糖无甜味
A.①②③ B.④⑤
C.③④⑥ D.⑤⑥
5.(经典题)已知苏糖的结构简式为,以下有关苏糖的说法不正确的是( )
A.苏糖能发生银镜反应
B.苏糖与甲酸甲酯所含碳元素的质量分数相同
C.苏糖能发生加成反应、取代反应
D.苏糖与葡萄糖互为同分异构体
6.(2023北京朝阳一模)我国科研人员首次以CO2为原料合成了葡萄糖和长链脂肪酸,这项突破为人工和半人工合成“粮食”提供了新技术。合成路线如下:
CO2COCH3COOH葡萄糖、长链脂肪酸
下列说法不正确的是( )
A.过程①、②中电能转化为化学能
B.葡萄糖分子中含有手性碳原子
C.CH3COOH和C7H13COOH互为同系物
D.葡萄糖不能发生水解反应
题组三 二糖
7.《尚书·洪范》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。饴糖的主要成分是( )
A.淀粉 B.纤维素 C.果糖 D.麦芽糖
8.(经典题)下列物质中,在一定条件下既能发生银镜反应,又能发生水解反应的是( )
①甲酸甲酯 ②蔗糖 ③葡萄糖 ④麦芽糖
A.①④ B.②③ C.①③ D.③④
9.(教材深研拓展)下列有关低聚糖和二糖的说法错误的是( )
A.通常把由不到20个单糖缩合形成的糖类化合物称为低聚糖,低聚糖中以二糖最为常见
B.二糖中的蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖互为同分异构体
C.麦芽糖、乳糖、纤维二糖水解后都只得到葡萄糖
D.麦芽糖有甜味且能被人体水解,而纤维二糖无甜味且不能被人体水解
10.蔗糖是重要的甜味调味品。检验蔗糖在稀H2SO4催化下得到的水解产物具有还原性,下列未涉及的操作是( )
11.回答下列问题:
(1)1 mol葡萄糖完全转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为 L,反应的化学方程式为 (不需要注明反应条件)。
(2) 将蔗糖溶于水,配成10%的溶液,分装在两支试管中,在第一支试管中加入新制Cu(OH)2悬浊液后加热,没有明显现象,原因是蔗糖分子中没有 ;在第二支试管中加入几滴稀H2SO4,再在水浴中加热一段时间,加NaOH溶液中和酸后也加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热,现象是 ,原因是 。
题组四 多糖
12.(2023河北九师联盟月考)纤维素在纤维素酶的催化下可水解生成二糖、葡萄糖等。下列说法正确的是( )
A.纤维素与淀粉互为同分异构体
B.纤维素的最终水解产物与蔗糖水解产物相同
C.在纤维素酶的催化下,温度越高,纤维素水解越彻底
D.纤维素与淀粉完全燃烧的产物相同
13.下列说法正确的是( )
A.棉花完全燃烧的产物只有二氧化碳
B.葡萄糖可水解生成乙醇和二氧化碳
C.蔗糖和淀粉水解的最终产物都只有葡萄糖
D.可用碘水检验淀粉是否水解完全
14.根据如图转化关系判断下列说法中正确的是( )
(C6H10O5)n葡萄糖乙醇 乙酸乙酯
A.(C6H10O5)n可以是淀粉或纤维素,二者均属于多糖,互为同分异构体
B.可以利用银镜反应证明葡萄糖为还原性糖
C.酸性高锰酸钾溶液可将乙醇氧化为乙酸,将烧黑的铜丝趁热插入乙醇中可产生大量乙酸
D.向反应②得到的混合物中加入饱和NaOH溶液并分液,可得到纯净的乙酸乙酯
能力提升练
题组一 葡萄糖的性质与应用
1.下面是某化学活动小组在研究性学习中探究葡萄糖分子的组成和结构时设计并完成的一组实验:将下列四种液体各取2 mL,分别加入四支盛有一定量新制Cu(OH)2悬浊液的试管中,充分振荡。实验现象记录如下表:
液体
实验现象
葡萄糖溶液
氢氧化铜溶解,溶液呈绛蓝色
乙醇
氢氧化铜不溶,混合物蓝色变浅
甘油(丙三醇)
氢氧化铜溶解,溶液呈绛蓝色
水
氢氧化铜不溶,混合物蓝色变浅
根据上述实验能够得出的正确结论是( )
A.葡萄糖分子中可能含有醛基
B.葡萄糖分子中可能含有多个羟基
C.葡萄糖的分子式为C6H12O6
D.葡萄糖分子碳链呈锯齿形
2.(2024江苏连云港期末)在不同条件下,葡萄糖可以链状或环状的形态存在。葡萄糖分子中连接在5号碳原子上的羟基与醛基作用形成两种环状结构(如图中的B和C,注:通常规定1 mL含1 g旋光性物质的溶液在1 dm长的样品管中测得的旋光度为该物质的比旋光度)。下列相关说法错误的是( )
A.理论上只有A型结构的葡萄糖分子才能发生银镜反应
B.A中5号碳原子上羟基与醛基的作用属于加成反应
C.A中葡萄糖没有标注比旋光度,则链状葡萄糖不含手性碳原子
D.B、C的比旋光度不同的根本原因可能是1号碳原子的手性不同
题组二 以糖类为载体的信息型情境题
3.以纤维素为原料合成PEF树脂的路线如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.纤维素是天然高分子化合物
B.葡萄糖和果糖互为同分异构体
C.可用酸性KMnO4溶液直接将5-HMF氧化为FDCA
D.单体a是乙二醇
4.(2024湖南衡阳月考)乳酸在生命科学中起重要作用,也是重要的化工原料,因此成为近年来研究热点。下图是获得乳酸的两种方法,其中A是一种常见的烃,它的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
(1)D→B反应的化学方程式为 。
(2)B→C反应的化学方程式为 。
(3)为检验淀粉水解产物,某同学向淀粉溶液中加入稀硫酸并加热一段时间,冷却后的溶液中直接加入新制氢氧化铜,加热,无砖红色沉淀出现,你认为小明实验失败的主要原因是 。
(4)在浓硫酸作用下,两分子乳酸相互反应生成的环状结构的物质的结构简式为 。
(5)乳酸与铁粉反应生成乳酸亚铁,可用于治疗缺铁性贫血,方程式为(未配平):+Fe +X,则90 g乳酸与足量铁反应生成X的体积为 L(标准状况)。
题组三 利用实验探究糖类的还原性、水解反应
5.(经典题)下列关于验证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中,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:③⑤
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:①⑤②⑤
6.为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液,加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
(1)写出淀粉水解的化学方程式: 。
(2)设计甲和乙是为了探究 对淀粉水解的影响,设计甲和丙是为了探究 对淀粉水解的影响。
(3)实验1失败的原因是 。
(4)实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是 。
(5)下列结论合理的是 (填字母)。
a.淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
b.欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水解液中直接加碘水
c.欲检验淀粉的水解产物是否具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热
d.若用唾液代替稀硫酸,则实验1可能出现预期的现象
答案与分层梯度式解析
第1课时 糖类
基础过关练
1.C 糖类含有碳、氢、氧三种元素,但含有碳、氢、氧三种元素的化合物不一定属于糖类,故①错误;糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质,故②错误;有甜味的物质不一定是糖类,糖类也不一定有甜味,故③错误;符合Cm(H2O)n通式的物质不一定是糖类,如甲醛(CH2O),故⑤错误。
2.A A项是多羟基醛,属于糖类;B项是单羟基醛,C项是多羟基酸,D项是二羟基酸,它们不属于糖类。
3.C 淀粉、纤维素没有甜味,故A正确;糖类中只有多糖是高分子化合物,故B正确;蔗糖不属于还原性糖,不能发生银镜反应,麦芽糖是还原性糖,能发生银镜反应,故C错误;蔗糖和麦芽糖都可以水解,且均为二糖,不是多糖,故D正确。
4.C 二者分子式相同,结构不同,①正确;二者都易溶于水,②正确;果糖中不含醛基,③错误;二者都含有羟基,所以都能发生酯化反应,④错误;二者都能与H2发生加成反应生成六元醇,⑤正确;葡萄糖有甜味,⑥错误。
5.D 苏糖分子中有—CHO,能发生银镜反应;苏糖与甲酸甲酯的最简式相同,所以二者所含碳元素的质量分数相同;苏糖分子中有—CHO,能发生加成反应,有—OH,能发生取代反应;苏糖与葡萄糖的分子式不同,不互为同分异构体。
6.C 过程①、②均为电解过程,可实现电能转化为化学能,故A正确;葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,分子中含有手性碳原子,故B正确;C7H13COOH的烃基不饱和,可能存在碳碳双键或碳环,则两者不互为同系物,故C错误;葡萄糖为单糖,不能发生水解反应,故D正确。
7.D 1 mol麦芽糖完全水解可生成2 mol葡萄糖,饴糖的主要成分是麦芽糖。
8.A 甲酸甲酯属于酯类,能水解,分子中含醛基,能发生银镜反应;麦芽糖属于二糖,能水解,属于还原性糖,也能发生银镜反应;蔗糖不能发生银镜反应;葡萄糖属于单糖,不能发生水解反应。
9.C 通常把由不到20个单糖缩合形成的糖类化合物称为低聚糖,低聚糖中以二糖最为常见,故A正确;二糖中的蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖分子式都是C12H22O11,结构不同,互为同分异构体,故B正确;麦芽糖、纤维二糖水解后都只得到葡萄糖,而乳糖水解后得到半乳糖和葡萄糖,故C错误;麦芽糖有甜味且能被人体水解,纤维二糖无甜味且不能被人体水解,故D正确。
10.A 检验蔗糖的水解产物具有还原性无需蒸发操作,A项符合题意;向水解液中滴加氢氧化钠溶液是为了中和H2SO4,提供碱性环境,B项不符合题意;滴加新制的Cu(OH)2悬浊液,蔗糖的水解产物与其反应,从而检验水解产物具有还原性,C项不符合题意;蔗糖在水解过程中需要加热,加入新制的氢氧化铜悬浊液后也需要加热,D项不符合题意。
11.答案 (1)134.4 C6H12O6+6O26CO2+6H2O
(2)醛基 有砖红色沉淀产生 蔗糖发生水解,生成了葡萄糖和果糖
解析 (1)葡萄糖完全氧化:C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O(未注明反应条件),1 mol葡萄糖参加反应,需要6 mol氧气,所需氧气在标准状况下的体积为6 mol×22.4 L/mol=134.4 L。
(2)蔗糖分子中无醛基,不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应;蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,葡萄糖和果糖均能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀。
12.D 纤维素与淀粉分子中所含的葡萄糖单元数目不同,不互为同分异构体,A错误;纤维素水解的最终产物为葡萄糖,蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,B错误;温度过高,纤维素酶可能会失去活性,C错误;纤维素与淀粉均由C、H、O三种元素组成,完全燃烧均生成CO2和水,D正确。
13.D 棉花的主要成分是纤维素,含有C、H、O三种元素,完全燃烧的产物有二氧化碳和水,A错误;葡萄糖是单糖,不能水解,B错误;蔗糖水解产生葡萄糖和果糖,C错误;淀粉遇碘显蓝色,若淀粉完全水解,则遇碘不会显蓝色,因此可用碘水检验淀粉是否水解完全,D正确。
14.B (C6H10O5)n可以是淀粉或纤维素,二者均属于多糖,但是二者的n值不同,不互为同分异构体,A项错误;葡萄糖分子中含有醛基,可以发生银镜反应,属于还原性糖,B项正确;乙醇发生催化氧化反应生成乙醛,则将烧黑的铜丝趁热插入乙醇中产生的是乙醛,C项错误;乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解,提纯乙酸乙酯可用饱和碳酸钠溶液,D项错误。
能力提升练
1.B 本题一定要根据实验得出结论,四个选项的叙述均正确,但据题述实验及所得的实验现象只能推断出B是正确的。
2.C 只有A型链状结构的葡萄糖分子中含有—CHO,则理论上只有A型结构的葡萄糖能发生银镜反应,故A正确;A中5号碳原子上羟基与醛基反应时O—H键、醛基上CO键中的π键断裂,发生加成反应,故B正确;A中葡萄糖没有标注比旋光度不等于不含手性碳原子,A中2、3、4、5号碳原子都是手性碳原子,故C错误;B、C的1号碳原子的手性不同,其他结构均相同,这可能是二者比旋光度不同的根本原因,故D正确。
3.C 纤维素在自然界中广泛存在,属于天然高分子化合物,A项正确;葡萄糖和果糖的分子式均为C6H12O6,但二者结构不同,葡萄糖属于多羟基醛,果糖属于多羟基酮,二者互为同分异构体,B项正确;5-HMF分子中含有碳碳双键,酸性高锰酸钾溶液可将碳碳双键氧化,故不能使用酸性KMnO4溶液直接将5-HMF氧化为FDCA,C项错误;通过PEF的结构可知,PEF是由FDCA和乙二醇发生缩聚反应制得的,所以单体a是乙二醇,D项正确。
4.答案 (1)C6H12O6(葡萄糖) 2C2H5OH+2CO2↑
(2)2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
(3)未将溶液调至碱性就加入新制氢氧化铜
(4)
(5)11.2
解析 A是一种常见的烃,它的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,则A为乙烯;乙烯与水发生加成反应生成的B为乙醇;乙醇催化氧化生成的C为乙醛;乙醛先在碱性条件下与HCN反应生成CH3CH(OH)CN,再在酸性条件下水解得乳酸;淀粉水解最终产物为葡萄糖,经过体内无氧呼吸,葡萄糖可转化为乳酸。
(3)检验淀粉水解产物时,应将溶液调至碱性再加入新制氢氧化铜,否则氢氧化铜会与其中的硫酸发生中和反应。
(4)两分子乳酸在浓硫酸作用下可生成环状酯,其结构简式为。
(5)乳酸与铁反应生成乳酸亚铁和氢气,其反应为+Fe +H2↑,则90 g(1 mol)乳酸与足量铁反应生成0.5 mol氢气,在标准状况下的体积为11.2 L。
5.D 向蔗糖的水解液中加入NaOH溶液至溶液呈碱性,再加银氨溶液,水浴加热,生成光亮的银镜,说明蔗糖的水解产物具有还原性,则验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序为①⑤②⑤;蔗糖属于非还原糖,不能发生银镜反应,验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序为④⑤。
6.答案 (1)(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6
淀粉 葡萄糖
(2)温度 催化剂
(3)没有加入碱中和作为催化剂的硫酸
(4)氢氧化钠与碘反应
(5)abcd
解析 (1)淀粉在稀硫酸催化、加热条件下最终水解为葡萄糖。(2)甲用水浴加热,而乙未加热,甲与乙的其他条件均相同,所以设计甲、乙是为了探究温度对淀粉水解的影响;甲中有稀硫酸,而丙中无稀硫酸,其他条件相同,所以设计甲、丙是为了探究催化剂对淀粉水解的影响。(3)淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,而检验葡萄糖时应在碱性条件下,所以应先加入碱中和稀硫酸,再加入新制氢氧化铜悬浊液。(4)加入的碘水与氢氧化钠反应,导致碘无法与淀粉反应,所以实验3中溶液的颜色无明显变化。(5)根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行,a正确;因为淀粉遇碘在室温下会显蓝色,而碘可与NaOH反应,所以在冷却后的淀粉水解液中直接加入碘水,可判断淀粉是否完全水解,b正确;欲检验淀粉的水解产物是否具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热,c正确;唾液中含有唾液淀粉酶,且接近中性,淀粉在唾液淀粉酶的作用下水解为葡萄糖,所以用唾液代替稀硫酸进行实验1,可出现预期的现象,d正确。
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