4.1 糖类 第2课时（教学设计）化学人教版选择性必修3

第一节 糖类 第2课时 二糖 多糖 一、知识目标 1.了解蔗糖、麦芽糖的自然存在与物理性质，掌握二者的结构差异，能写出二者水解反应的化学方程式， 区分二者还原性的不同，掌握蔗糖水解产物的检验方法。 2.了解淀粉、纤维素的存在、物理性质与实际用途，知道二者的分子通式均为(C6H10O5)n，理解因聚合度 3.不同二者不互为同分异构体，掌握二者的水解反应，学会淀粉水解程度的检验方法。 能正确区分还原性糖与非还原性糖，掌握二糖、多糖水解反应方程式的书写。 二、素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从分子结构中醛基的有无解释蔗糖、麦芽糖的性质差异，从聚合度n不同的角度理解淀粉和纤维素的组成差异，建立“结构决定性质”的化学观念。 2.证据推理与科学探究：通过蔗糖还原性、蔗糖水解产物、淀粉水解程度的实验探究，提升实验设计、现象分析与结论推理的能力，掌握还原糖检验的实验操作规范。 3.科学态度与社会责任：了解糖类在生产生活中的广泛应用，认识代糖等食品添加剂的功能与分类，体会化学对提升人类生活质量的价值，形成健康饮食的科学意识。 一、教学重点 蔗糖与麦芽糖的结构和性质，淀粉与纤维素的组成和性质，糖类水解产物的检验方法。 二、教学难点 淀粉水解程度的判断，糖类水解检验实验中注意事项的理解，淀粉与纤维素不互为同分异构体的本质理解。 本节教学内容源于新课标人教版（2019年版）高中化学选择性必修3《有机化学基础》第四章《生大分子》第一节《糖类》，本课时为《糖类》第二课时，涵盖二糖、多糖的结构与性质核心内容。本节课是第一课时单糖知识的延伸，完善了糖类的完整知识体系，既巩固了还原性糖检验、有机水解反应等已有知识，也为后续学习蛋白质、核酸等其他天然生物大分子提供了探究思路，在有机化学知识体系中起到承上启下的作用。 教材从传统糖人工艺的生活情境引入，贴合学生认知，通过多个实验探究引导学生对比不同糖类的性质差异，最后归纳梳理核心知识点，还补充了甜味剂、代糖的拓展内容，既落实有机化学核心知识，又联系生活实际，契合新课标发展学生化学核心素养的要求。 本节课的教学对象是高二选择性学习化学的学生，学生已经在第一课时掌握了单糖的结构、还原性糖的检验方法，对“官能团决定性质”的有机化学基本规律有了初步认识；生活中学生对蔗糖、淀粉、纤维素等常见糖类有丰富的感性认知，对当下热点的“代糖”也有一定了解，容易激发探究兴趣。 但学生仍存在不少典型认知误区：容易误认为淀粉和纤维素互为同分异构体，对高分子化合物中n值的不确定性理解不到位；对蔗糖、麦芽糖水解产物的区分容易混淆；对糖类水解实验中“先加碱中和再检验还原性糖”的操作逻辑理解不深，淀粉水解程度判断的实验设计逻辑也有待强化。教学中需要结合学生已有认知，针对易错点设计对比探究活动，纠正认知偏差，落实核心知识。 【引导学生互动分享】同学们，上课前老师先问问大家，有没有逛过民俗庙会或者老城的手作摊，见过传统手艺人制作糖人呀？有没有同学吃过或者见过糖人，能和大家分享一下你的感受吗？（预留1~2分钟发言时间，鼓励学生分享，学生大多会提到糖人口感香甜、有韧性，能捏出各种可爱造型） 【结合情境引入新课】大家分享得都很生动！糖人其实是我国传承千年的传统技艺，它起源于唐代，在明清时期广为盛行，之所以能做出这样香甜又有韧性的糖稀，捏出各种各样的造型，核心原料就是我们今天要认识的两种糖——蔗糖和麦芽糖。除了这两种做糖人的原料，我们每天吃的米饭、红薯里的淀粉，棉麻布料、植物秸秆里的纤维素，也都是我们这节课要学习的糖类物质。上节课我们已经认识了单糖，今天我们就一起来探究二糖和多糖的结构与性质。 【设计意图】 1. 调动参与、激发兴趣：以学生日常大概率接触过的传统糖人作为引入素材，贴合学生生活体验，通过互动提问调动学生的表达欲，快速吸引学生注意力，有效提升课堂参与度，激发学习兴趣。 2. 化抽象为具体：将有机化学知识和我国传统技艺相结合，把课本上陌生的“蔗糖、麦芽糖”从化学名词变成了生活中可见可感的传统糖人的原料，让抽象知识变得具体生动，同时让学生感受到化学就在生活中，体会化学知识在传统工艺中的应用。 3. 自然过渡明确方向：从糖人的原料自然引出本节课核心学习对象二糖，再拓展到生活中常见的多糖，既承接上节课单糖的知识，又自然过渡到本节课内容，让学生清晰明确学习方向，为后续新课探究做好铺垫。 课堂实施环节 教学任务一 二糖——蔗糖与麦芽糖的结构和性质 【引入】同学们都见过或者吃过中国传统手艺制作的糖人吧？糖人起源于唐代，到现在依然深受大家喜爱，制作糖人选用的核心原料就是蔗糖和麦芽糖，经过熬制的糖稀既有甜味又能塑形，这和这两种二糖的性质密不可分。今天我们就先来探究这两种常见二糖的结构与性质。 【师生活动】 【教师提问】我们生活中常吃的白糖、红糖、冰糖，它们的主要成分是什么呢？结合生活经验，有没有同学能说一说它在自然界中的存在？ 【学生回答】主要成分是蔗糖，甘蔗和甜菜里面含量特别多！ 【教师总结】非常正确。蔗糖是自然界分布最广的二糖，几乎所有植物体中都有，甘蔗和甜菜中含量最高，我们日常吃的各类食糖主要成分都是蔗糖。那请大家结合生活体验和教材内容，说一说蔗糖有哪些物理性质？ 【学生整理回答】蔗糖是无色晶体，熔点186 ∘C，容易溶于水，有甜味。 【教师板书】蔗糖分子式：C12H22O11，物理性质：无色晶体，易溶于水，有甜味。接下来提问：蔗糖能不能发生水解？如果水解，产物是什么？请大家尝试写出水解的化学方程式。 【学生书写】C12H22O11 + H2OC6H12O6(葡萄糖) + C6H12O6(果糖) 【教师提问】我们之前学过，含有醛基的糖具有还原性，能和新制氢氧化铜、银氨溶液反应。那蔗糖分子中有没有醛基？有没有还原性呢？我们来看实验探究：向蔗糖溶液中加入新制Cu(OH)2悬浊液加热，大家观察到了什么现象？ 【学生回答】没有砖红色沉淀生成，试管中没有明显现象。 【教师总结】对，说明蔗糖分子中没有醛基，属于非还原性糖。接下来我们看另一种二糖——麦芽糖。做糖人的另一种原料就是麦芽糖，大家知道麦芽糖主要存在哪里吗？ 【学生回答】发芽的谷粒和麦芽里！ 【教师补充】没错，我们吃的糖瓜、麦芽糖糖浆都是麦芽糖制品。麦芽糖的分子式同样是C12H22O11，它水解产物是什么呢？大家写一下方程式。 【学生书写】C12H22O11 + H2O2C6H12O6(葡萄糖) 【教师提问】那麦芽糖有没有还原性呢？同样做实验，加入新制Cu(OH)2加热，现象是什么？说明什么结论？ 【学生回答】生成了砖红色沉淀，说明麦芽糖分子有醛基，属于还原性糖。 【教师活动】请大家完成下表，对比总结蔗糖和麦芽糖的结构与性质： 蔗糖 麦芽糖 分子式 有无醛基 是否还原性糖 水解产物 【学生完成表格后展示，教师总结】二者分子式相同，结构不同，互为同分异构体，都属于二糖，可以用银氨溶液或新制氢氧化铜鉴别。 【设计意图】以传统民俗糖人作为情境引入，贴近学生生活，激发学习兴趣，通过问题链驱动学生自主思考，利用对比归纳的方法学习两种二糖，强化结构决定性质的化学核心观念，培养学生归纳总结能力。 【对应训练】 1.下列关于蔗糖和麦芽糖的说法正确的是（ ） A. 蔗糖和麦芽糖都能发生银镜反应 B. 蔗糖水解生成2分子葡萄糖 C. 蔗糖与麦芽糖互为同分异构体 D. 麦芽糖没有甜味，属于多糖 【答案】C 【解析】蔗糖分子中无醛基，是非还原性糖，不能发生银镜反应，A错误；1分子蔗糖水解生成1分子葡萄糖和1分子果糖，B错误；二者分子式均为C12H22O11，结构不同，互为同分异构体，C正确；麦芽糖是二糖，有甜味，D错误。 2.关于蔗糖的水解实验，下列说法正确的是（ ） A. 蔗糖水解实验不需要加热 B. 检验水解产物前，必须加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸 C. 蔗糖水解产物只有葡萄糖 D. 水解后直接加入新制Cu(OH)2加热即可观察到砖红色沉淀 【答案】B 【解析】蔗糖水解需要水浴加热，A错误；检验醛基需要在碱性环境中，稀硫酸作为催化剂会使溶液呈酸性，因此必须加NaOH中和后才能检验，B正确；蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，C错误；酸性条件下Cu(OH)2会被酸中和，无法发生醛基的反应，不能观察到砖红色沉淀，D错误。 教学任务二 多糖——淀粉与纤维素的结构和性质 【引入】我们吃米饭馒头的时候，长时间咀嚼会感觉到淡淡的甜味，这是为什么呢？我们穿的棉麻衣物、用的纸张，它们的主要成分又是什么呢？这些都和我们接下来要学习的两种天然高分子多糖——淀粉和纤维素有关。 【师生活动】 【教师提问】淀粉和纤维素都属于多糖，分子式都可以表示为(C6​H10​O5)​n，为什么说它们都是天然有机高分子呢？二者是不是同分异构体？ 【学生思考回答】因为它们的相对分子质量很大，达到几万到几百万；因为二者的n值不同，分子式不同，所以不是同分异构体。 【教师总结】非常正确，二者n值不同，结构也不同，所以既不是同分异构体，也不是同系物，都是天然有机高分子化合物。我们先来学习淀粉。淀粉是怎么来的？主要存在哪里？ 【学生回答】淀粉是绿色植物光合作用的产物，主要存在于植物的种子、块根、块茎里，谷类和薯类含淀粉很多。 【教师讲解】天然淀粉分为直链淀粉和支链淀粉，糯米吃起来比较黏，就是因为支链淀粉含量高。那淀粉有哪些物理性质呢？ 【学生总结】淀粉是白色粉末，没有甜味，不溶于冷水，在热水中会糊化形成胶体。 【教师提问】淀粉有一个特征反应，大家都知道是什么吗？要注意什么问题呢？ 【学生回答】淀粉遇碘变蓝色！只有碘单质才能使淀粉变蓝，碘离子、碘酸根都不行！ 【教师补充】对，这个特性可以用来检验淀粉的存在。那接下来我们探究：淀粉有没有还原性？能不能水解？怎么判断淀粉的水解程度？请同学们看实验流程：淀粉溶液加稀硫酸加热水解，然后取水解液分成两份，一份加碘水检验淀粉，另一份加NaOH中和后加新制Cu(OH)2加热检验葡萄糖。那不同的现象对应什么结论呢？ 【学生分组讨论后回答】 1. 如果碘水变蓝，没有砖红色沉淀：说明淀粉没有水解； 2. 如果碘水变蓝，有砖红色沉淀：说明淀粉部分水解； 3. 如果碘水不变蓝，有砖红色沉淀：说明淀粉完全水解。 【教师提问】为什么检验淀粉的时候，要直接取水解液加碘水，不能取中和后的溶液加碘水呢？ 【学生回答】因为NaOH溶液会和碘单质反应，会影响检验结果！ 【教师板书淀粉水解方程式】(C6​H10​O5)​n + nH2OnC6H12O6(葡萄糖)。接下来我们学习纤维素，纤维素在自然界中存在在哪里？有什么作用？ 【学生回答】纤维素构成植物的细胞壁，棉花、木材、秸秆里面都很多。 【教师讲解】纤维素的物理性质：白色纤维状固体，没有甜味，不溶于水和一般有机溶剂。纤维素也能水解，但是比淀粉难水解，最终水解产物也是葡萄糖，而且纤维素分子中有羟基，能发生酯化反应，可以用来制备硝酸纤维、醋酸纤维等工业原料。接下来请大家对比总结淀粉和纤维素的性质，整理笔记。 【设计意图】结合日常饮食的生活经验引入，通过实验探究引导学生推理分析，掌握淀粉水解程度检验的实验方法与逻辑，突破“淀粉和纤维素不是同分异构体”的易错点，帮助学生建立高分子化合物的概念，体会糖类物质在生产生活中的广泛应用，联系实际加深理解。 【对应训练】 1.下列关于淀粉和纤维素的说法正确的是（ ） A. 二者都可以用(C6​H10​O5)​n表示，互为同分异构体 B. 二者都是天然有机高分子化合物 C. 纤维素水解的最终产物是葡萄糖和果糖 D. 淀粉遇碘化钾溶液变蓝色 【答案】B 【解析】淀粉和纤维素的n值不同，分子式不同，不互为同分异构体，A错误；二者都是天然存在的高分子化合物，B正确；淀粉和纤维素水解的最终产物都是葡萄糖，C错误；淀粉遇碘单质变蓝，遇碘化钾不变蓝，D错误。 2.为了测定淀粉的水解程度，下列试剂必须用到的是（ ） ①NaOH溶液 ②碘水 ③银氨溶液（或新制Cu(OH)2） A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③ 【答案】D 【解析】测定水解程度需要检验两个量：一是是否还有淀粉剩余，用碘水；二是是否生成水解产物葡萄糖，用银氨溶液或新制氢氧化铜，而检验葡萄糖需要在碱性条件下，因此需要NaOH中和催化剂稀硫酸，所以三种试剂都需要，选D。 第一节 糖类 第2课时 二糖 多糖 一、二糖 1. 蔗糖 · 存在：甘蔗、甜菜中含量丰富，是常见食糖的主要成分 · 物理性质：无色晶体，熔点186℃，易溶于水 · 结构与化学性质：分子无醛基，属于非还原性糖水解反应：C12H22O11 + H2OC6H12O6(葡萄糖) + C6H12O6(果糖) 2. 麦芽糖 · 存在：发芽的谷粒、麦芽中含量丰富 · 结构与化学性质：分子含醛基，属于还原性糖水解反应：C12H22O11 + H2OC6H12O6(葡萄糖) 3. 对比与鉴别 · 蔗糖与麦芽糖分子式均为C12H22O11，互为同分异构体 · 鉴别：银氨溶液（水浴加热）或新制Cu(OH)2加热，能产生银镜/砖红色沉淀的是麦芽糖 二、多糖 1. 概述 淀粉和纤维素的通式均为(C6H10O5)n，都是天然有机高分子；由于n值不同，二者不互为同分异构体 2. 淀粉 · 存在：植物光合作用产物，种子、块根中含量丰富 · 物理性质：白色粉末，无甜味，不溶于冷水，热水中糊化 · 化学性质：分子无醛基，非还原性糖水解反应：(C6​H10​O5)​n + nH2OnC6H12O6(葡萄糖) · 特性：遇碘单质变蓝色，可用于检验淀粉 · 用途：人体主要能源，工业制乙醇、葡萄糖等 3. 纤维素 · 存在：植物细胞壁的主要成分，自然界分布最广 · 物理性质：白色纤维状固体，无甜味，不溶于水和一般有机溶剂 · 化学性质：分子无醛基，非还原性糖水解反应：(C6​H10​O5)​n + nH2OnC6H12O6(葡萄糖)（水解较淀粉难）能发生酯化反应 · 用途：纺织、造纸、制备纤维素酯、黏胶纤维等 1．下列关于蔗糖和麦芽糖的说法中，不正确的是 A．蔗糖与麦芽糖互为同分异构体 B．蔗糖与麦芽糖的分子式都是 C．蔗糖的水解产物是葡萄糖 D．麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应 【答案】C 【解析】A．蔗糖和麦芽糖分子式相同（），但结构不同，互为同分异构体，A正确； B．蔗糖和麦芽糖的分子式均为，B正确； C．蔗糖水解产物是葡萄糖和果糖，C错误； D．麦芽糖是还原糖，能发生银镜反应；蔗糖是非还原糖，不能发生银镜反应，D正确； 故选C。 2．实验小组做淀粉水解及其水解液与银氨溶液的实验，下列装置图(夹持装置省略)不能达到实验目的的是 A．配制银氨溶液 B．制备淀粉水解液 C．银镜反应 D．清洗实验后试管 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．向2% AgNO3溶液中逐滴加入2%稀氨水，至沉淀恰好溶解，即可制得银氨溶液[Ag(NH3)2]OH，符合实验规范，A能达到实验目的； B．淀粉在稀硫酸作催化剂、热水浴加热的条件下发生水解，生成葡萄糖，装置与操作均符合要求，B能达到实验目的； C．银镜反应的核心要求： 1.由于水解液呈酸性，必须先加NaOH溶液中和至碱性，否则银氨溶液会被酸破坏，无法生成银镜；2.银镜反应需水浴加热，且试管必须静置，不能振荡； 图中直接向酸性水解液加银氨溶液，无法得到银镜，C不能达到实验目的； D．银镜反应后试管内壁附着的银，可与稀硝酸反应[3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO+2H2O]，加热可加速溶解，操作规范，D能达到实验目的； 故选C。 3．用下列实验装置和操作进行相应实验，不能达到实验目的的是 A．甲：检验蔗糖水解产物是否有还原性 B．乙：滴定终点前用洗瓶冲洗锥形瓶内壁减小误差 C．丙：再用玻璃棒摩擦烧杯内壁，可析出深蓝色晶体 D．丁：先通再通，制备 【答案】D 【解析】A．将5滴稀硫酸加入5mL20%蔗糖溶液，催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，加入10%溶液调至碱性，以排除硫酸对实验的干扰，再加入银氨溶液加热，观察是否有银镜生成，从而检验蔗糖水解产物是否有还原性，A正确； B．在滴定过程中，锥形瓶内盛放的是待测液，随着滴定的进行，可能会有部分待测液因振荡等原因，沾附在锥形瓶内壁上，无法与标准液充分反应，导致消耗的标准液体积比理论上偏小，用洗瓶冲洗锥形瓶内壁，可将沾附的待测液冲下，使待测液与标准液充分、完全地反应，保证消耗的标准液体积更准确，实验误差更小，B正确； C．乙醇可降低硫酸四氨合铜的溶解度，再用玻璃棒摩擦烧杯内壁产生微小的晶核，可析出深蓝色晶体，C正确； D．氨气极易溶于水，长导管进气易发生倒吸，应将通入氨气、二氧化碳的导管口互换，D错误； 故答案选D。 4．支链淀粉遇分子显紫红色，在不同酶催化下发生如下水解变化。 下列说法不正确的是 A．支链淀粉含量很高的谷物口感比较黏 B．β-淀粉酶不能将麦芽糖水解成葡萄糖 C．水解后的混合液都可与新制共热产生砖红色沉淀 D．支链淀粉是否已经发生水解，只需加入碘单质看是否变色 【答案】D 【解析】A．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，A正确； B．β-淀粉酶水解时不生成葡萄糖，故不能将麦芽糖水解成葡萄糖，B正确； C．水解后都有还原性糖，故都可与新制共热产生砖红色沉淀，C正确； D．碘只能检验是否还有淀粉，不能判断已经开始水解，D错误； 故选D。 5．1 mol某有机物在稀硫酸作用下，水解生成2 mol相同的物质。有下列物质： ①蔗糖  ②麦芽糖  ③淀粉  ④  ⑤  ⑥  ⑦ 其中符合题目要求的是 A．②⑤⑥⑦ B．②④⑤ C．①②⑤⑦ D．①④⑤⑥ 【答案】A 【解析】①1 mol蔗糖在稀硫酸作用下，水解生成1 mol葡萄糖和1 mol果糖，①不符合题意； ②1 mol麦芽糖在稀硫酸作用下，水解生成2 mol葡萄糖，②符合题意； ③淀粉的分子式为，1 mol淀粉在稀硫酸作用下，水解生成n mol葡萄糖，③不符合题意； ④1 mol 在稀硫酸作用下，水解生成和，④不符合题意； ⑤ 1 mol 在稀硫酸作用下，水解生成，⑤符合题意； ⑥1 mol 在稀硫酸作用下，水解生成2 mol的 3,4,5-三羟基苯甲酸，⑥符合题意； ⑦1 mol 水解生成，⑦符合题意； 则符合题意的是②⑤⑥⑦，故选A。 本节课以传统糖人文化导入，贴近生活，有效激发了学生的学习兴趣，整节课围绕二糖、多糖的结构与性质展开，通过多个实验探究突破蔗糖水解、淀粉水解程度检验等难点，明确了实验操作的核心注意事项，拓展的代糖知识也拉近了化学与生活的联系，学生对核心知识点的掌握情况整体较好。但教学中发现，部分学生对“淀粉纤维素通式相同但不是同分异构体”这一结论仍容易混淆，对还原性糖的判断也存在误区。后续教学可增设微型分组实验，让学生亲手操作体验实验细节，结合更多生活实例强化辨析，提升学生的知识应用能力。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $