高中化学 5-1 第1课时 糖类同步教案 苏教版选修5

1 专题五专题五 生命活动的物质基础生命活动的物质基础 专题概述 本专题的内容是在学习了有机物的结构和分类 以及常见的烃和烃的衍生物之后 学习 的一些与生命活动有关的有机物 本专题涉及的内容包括糖类 油脂的结构和性质 氨基酸的结构和性质 蛋白质的结构 和性质 核酸的基础知识 本专题涉及的实验有 蔗糖的水解 淀粉水解的条件及水解产物的探究 纤维素水解产 物的探究 纤维素与硝酸的反应 铜氨纤维的制取 氨基酸的检验 蛋白质盐析的实验探究 蛋白质变性的实验探究 蛋白质颜色反应的实验探究 过氧化氢酶的催化作用 专题重点 认识油脂的组成和性质特点 认识糖类的组成 结构和性质特点 掌握 氨基酸的主要化学性质 掌握蛋白质的结构和性质 掌握核糖的性质和用途 专题难点 油脂的组成和性质特点 氨基酸的主要化学性质 蛋白质的组成 结构 和性质 葡萄糖的结构和性质 学法指导 1 重视理论联系实际 糖类 油脂和蛋白质是人类重要的营养物质 本专题知识较好地 体现了 身边的化学 生命的化学 体现了化学知识与生物学 生理学 营养学 医学等 学科的相互渗透 体现了化学知识的博大精深和奥妙无穷 通过理论联系实际 培养分析问 题和解决问题的能力 2 重视培养思维方法 学习中要以旧知识引入新知识 并进行对类推 递进 延伸 替代 交换 重组 迁移等思维方法的训练 使思维对象由单官能团的化合物 小分子的化 合物自然地过渡到多官能团的化合物 大分子和高分子的化合物 例如 通过学习蔗糖与麦 芽糖 葡萄糖与果糖的性质 掌握淀粉和纤维素在组成 结构 性质上的异同 3 重视实际 培养技能 要通过实验加强科学方法 科学态度的培养 加强能力和技 能的培养 认真做好演示实验 培养认真做好分组实验的实验态度 培养实验操作技能 4 发挥主体作用 对教材中本专题的 拓展视野 和 活动与探究 等辅助内容 应 主动地 尽可能地去学习 并联系生活实际 借以加深对主体内容的理解和掌握 对教材中 安排的 问题解决 等栏目进行认真的思考和研讨 使感性认识上升到理性认识 2 第一单元 糖类 油脂 第 1 课时 糖 类 智能定位 1 认识糖类的组成和性质特点 了解糖类的分类 2 了解葡萄糖的结构和性质 3 能说明糖类在食品加工和物质能源开发上的应用 4 了解淀粉 纤维素的主要用途以及它们在日常生活和工业生产等方面的重要意义 情景切入 糖类是一大类有机化合物 我们认识的白糖 红糖 冰糖这三种糖有什么区别和联系呢 自主研习 一 糖类 1 组成 糖类是指多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质 是由碳 氢 氧三种元素组 成的 2 分类 二 单糖 1 葡萄糖 1 结构 3 2 化学性质 燃烧 C6H12O6 6O2 点燃 6CO2 6H2O 羟基的性质 与乙酸的酯化反应 CH2OH CHOH 4 CHO 5CH3COOH 醛基的性质 a 银镜反应 CH2OH CHOH 4 CHO 2Ag NH3 2OHCH2OH CHOH 4COONH4 3NH3 2Ag H2O b 与氢气加成 CH2OH CHOH 4 CHO H2 催化剂CH2OH CHOH 4 CH2OH 2 果糖 三 低聚糖 1 形成 由单糖分子之间脱去水形成 2 常见的二糖 蔗糖 麦芽糖 乳糖 纤维二糖 它们互为同分异构体 分子式为 C12H22O11 3 性质 1 银镜反应 能发生银镜反应的常见二糖有麦芽糖 纤维二糖和乳糖 2 水解反应 蔗糖水解 4 其他二糖水解 二糖麦芽糖纤维二糖乳糖 水解产物葡萄糖葡萄糖半乳糖 葡萄糖 被人体水解 情况 能不能能 四 多糖 1 组成 C6H10O5 n 2 性质 1 淀粉水解 酸催化 酶催化 淀粉 淀粉酶麦芽糖 2 纤维素的性质 水解反应 酯化反应 5 硝化纤维的制取反应为 3 用途 1 多糖是生物体重要组成成分 纤维素是构成植物细胞壁的基础物质 淀粉则是植物 贮存能量的主要形式 2 人类对纤维素利用历史悠久 其中造纸术是杰出代表 3 硝化纤维是一种烈性炸药 醋酸纤维用于生产电影胶片片基 黏胶纤维用于生产人 造丝或人造棉 思考讨论 1 如何用实验鉴别蔗糖和麦芽糖 提示 蔗糖分子结构中没有醛基 所以没有还原性 麦芽糖分子结构中含醛基 是一种还原性 糖 可用银氨溶液或新制 Cu OH 2悬浊液来鉴别蔗糖和麦芽糖 2 1 甲醛 乙酸 葡萄糖 它们具有相同的最简式 是否属于同系物 性质是否相 似 2 淀粉和纤维素的通式都是 C6H10O5 n 二者是否互为同分异构体 提示 1 它们不属于同系物 性质也不相似 因为它们虽然有相同的最简式 但结 构上差异很大 但因为它们具有相同的最简式 相同质量的三种物质 完全燃烧消耗 O2 的 质量相同 生成的 CO2和水的质量也是相同的 2 淀粉和纤维素是由几百到几千个葡萄糖单元构成的高分子化合物 它们的组成通 式都是 C6H10O5 n 但因为n值不固定 因此不属于同分异构体 课堂师生互动 知识点 1 糖类的结构 性质和代表物 比较内容 糖 分子式 或通式 相互 关系 结构中 官能团 化学性质 单糖葡萄糖 C6H12O6 同分 异构体 OH CHO 酯化反应 与银氨溶液 新制 6 Cu OH 2悬浊液反应 与 H2加成生成醇 果糖 OH 酯化反应 与 H2加成生成醇 蔗糖 非还原性糖 水解生成葡萄糖 和果糖 双糖 麦芽糖 C12H22O11 同分 异构体 含有 醛基 能与银氨溶液和新制 Cu OH 2悬浊液反应 水解生成葡萄糖 淀粉 非还原性糖 稀酸作用下水解生成 葡萄糖 淀粉遇碘变蓝 多糖 纤维素 C6H10O5 n 分子式中 n 值不同 均为混合 物 OH 非还原性糖 可水解 小火微热 生 成葡萄糖 特别提醒 葡萄糖除能被银氨溶液 新制 Cu OH 2悬浊液等弱氧化剂氧化外 还能被 KMnO4 H 溴 水等强氧化剂氧化 考例 1 糖尿病是由于人体内胰岛素紊乱导致的代谢紊乱综合症 以高血糖为主要标志 血糖是指血液中的葡萄糖 C6H12O6 下列说法不正确的是 A 葡萄糖属于碳水化合物 分子式可表示为 C6 H2O 6 则每个葡萄糖分子中含 6 个 H2O B 糖尿病人尿糖较高 可用新制的 Cu OH 2悬浊液来检验病人尿液中的葡萄糖 C 葡萄糖可用于制镜工业 D 淀粉水解的最终产物是葡萄糖 解析 碳水化合物是过去人们对糖的认识 葡萄糖分子式可以用 C6 H2O 6表示 但 不能说其分子中含 6 个 H2O 葡萄糖属于多羟基醛 可与银氨溶液反应产生银镜 与 Cu OH 2 悬浊液作用产生红色沉淀 用于检验糖尿病 淀粉属于多糖 水解最终产物为葡萄糖 7 答案 A 变式探究 1 核糖的结构简式为 CH2OH CHOH 3CHO 它是单糖的主要原因是 A 在糖类物质中含碳原子数最少 B 不能水解成更简单的糖 C 分子中含有多个羟基 D 在糖类中分子结构最简单 答案 B 解析 糖类根据其能否水解以及水解后的产物分为单糖 低聚糖和多糖等 其中单 糖是不能水解的糖 最简单的糖的结构式为 知识点 2 糖类还原性的检验以及水解产物的检验 1 糖类还原性的检验 糖类的还原性是指糖类含有醛基 能发生银镜反应或与新制 Cu OH 2悬浊液反应 若糖 不能发生银镜反应或不与新制 Cu OH 2悬浊液反应 则该糖不具有还原性 为非还原性糖 2 糖类水解条件 1 蔗糖 稀硫酸作催化剂 水浴加热 2 淀粉 20 的硫酸溶液或酶催化 水浴加热 3 纤维素 浓硫酸作催化剂 小火微热 3 淀粉水解程度的检验 1 实验步骤 2 实验现象及结论 现象 A现象 B结论 未出现银镜溶液变蓝色淀粉尚未水解 出现银镜溶液变蓝色淀粉部分水解 出现银镜溶液不变蓝色淀粉完全水解 8 特别提醒 1 由于糖类物质在水解时往往加入 H 作催化剂 而用新制的 Cu OH 2悬浊液来检验 水解产物葡萄糖 时需在碱性环境中进行 故在检验糖类物质是否已经发生水解 时 必须先加入碱中和其中的酸后方可进行后续实验 2 实验室中淀粉常在稀 H2SO4作用下水解 生成葡萄糖 欲检验淀粉是否存在 应取水 解液直接加碘水 不能用 NaOH 中和后加碘水 因为碘水可以与 NaOH 反应 3 纤维素较难水解需直接加热才行 其余糖类水解时水浴加热即可 4 中学阶段发生银镜反应的物质主要有 醛类 甲酸 甲酸酯类 甲酸盐 葡萄糖 麦芽糖 果糖 考例 2 某同学设计了如下 3 个实验方案 用以检验淀粉的水解程度 甲方案 淀粉液水解液 溶液NaOH 中和液 碘水溶液变蓝 结论 淀粉尚未水解 乙方案 淀粉液水解液无银镜产物 结论 淀粉尚未水解 丙方案 结论 淀粉部分水解 上述 3 种方案结论是否正确 简要说明理由 解析 1 甲方案结论不正确 因为淀粉可能部分水解 未水解的残留淀粉与碘 反应变蓝 2 乙方案结论不正确 因为实验设计有错误 在酸性条件下即使水解液中有葡萄糖 也不能与银氨溶液发生银镜反应 3 丙方案结论正确 有银镜产物 说明淀粉水解生成葡萄糖 水解液中直接加入碘 水 溶液变蓝色 说明有淀粉存在 因此得出结论为淀粉部分水解 变式探究 2 下列物质间有如图所示转化关系 请按要求填空 9 1 工业上制镜和热水瓶胆镀银 常利用上述反应 填序号 2 的反应类型为 填选项字母 A 氧化反应 B 加成反应 C 水解反应 D 消去反应 3 反应 可用于检验糖尿病病人尿液中的血糖含量 该反应的化学方程式为 4 葡萄糖在细胞内彻底氧化分解的化学方程式为 答案 1 2 C 3 CH2OH CHOH 4 CHO 2Cu OH 2CH2OH CHOH 4COOH Cu2O 2H2O 4 C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 解析 工业上制镜和热水瓶胆镀银都是利用了葡萄糖与银氨溶液反应 还原出单质 银的性质 所以应为反应 反应是淀粉与水反应生成葡萄糖和麦芽糖 因此为水解反 应 第 3 小题和第 4 小题的反应方程式分别为 CH2OH CHOH 4 CHO 2Cu OH 2CH2OH CHOH 4 COOH Cu2O 2H2O 6O2 C6H12O6 6CO2 6H2O 课后强化作业 基础巩固 1 2011 南安模拟 葡萄糖不具备的性质有 A 酯化反应 B 银镜反应 C 还原反应 D 水解反应 答案 D 2 将淀粉放入一盛有热水的烧杯中 加入一定量稀 H2SO4 相当一段时间后 取烧杯内液体分 别与碘水 新制 Cu OH 2悬浊液作用 其现象为 10 A 显蓝色 红色沉淀 B 显蓝色 无现象 C 无现象 红色沉淀 D 无现象 黑色沉淀 答案 D 解析 淀粉在稀 H2SO4作用下水解生成葡萄糖 不存在淀粉 故遇碘水无现象 酸性条 件下 葡萄糖不与新制 Cu OH 2悬浊液反应 但 Cu OH 2在热水中可分解生成 CuO 黑色沉淀 3 现有下列物质 纤维素 甲酸甲酯 淀粉 甲醛 丙烯酸 甘油醛 乙二 醇 乙酸 其中不属于糖类的是 A B C D 答案 B 解析 甘油醛 纤维素 淀粉是糖 乙二醇不属于糖类 4 下列有关葡萄糖的说法错误的是 A 葡萄糖的分子式是 C6H12O6 B 葡萄糖能发生银镜反应 C 葡萄糖是人体重要的能量来源 D 葡萄糖属于高分子化合物 答案 D 5 下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是 A 加金属钠看是否有氢气放出 B 与新制的氢氧化铜混合后共热 观察是否有砖红色沉淀生成 C 与醋酸和浓 H2SO4共热 观察是否有果香味物质生成 D 加入酸性 KMnO4溶液 看溶液是否褪色 答案 B 解析 检验葡萄糖可利用其分子结构中含有醛基 将其与新制的 Cu OH 2混合后共热 看是否有砖红色沉淀生成来判定 当然也可借助银镜反应来检验葡萄糖是否存在 6 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 A 甲酸甲酯 B 蔗糖 C 葡萄糖 D 麦芽糖 答案 AD 11 解析 能发生银镜反应 则有机物中应含有还原性基团 醛基 目前学习的有机物能发 生水解反应的有卤代烃 酯 二糖等 符合上述两种情况的物质有 甲酸甲酯 麦芽糖 7 下列关于二糖的说法不正确的是 A 蔗糖与麦芽糖都含有多个羟基 B 麦芽糖和蔗糖的分子式都是 C12H22O11 C 麦芽糖和蔗糖水解产物完全相同 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 麦芽糖水解只生成葡萄糖 蔗糖水解生成葡萄糖和果糖 8 全国高考题 有关糖类物质的概念和叙述中 正确的是 A 糖类是具有甜味的物质 B 糖类是具有 Cn H2O m通式的物质 C 糖类是含有醛基或羰基的物质 D 糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及能水解产生它们的物质 答案 D 解析 糖类不一定具有甜味 如纤维素是多糖 但没有甜味 反之 具有甜味的物质也 不一定是糖类 如甘油有甜味 属于多元醇 而不是糖类 A 错 糖类的通式为 Cn H2O m 但少数属于糖类的物质不一定符合此通式 而少数符合此通式的物质又不是糖类 B 错 糖 类是含有多羟基醛或多羟基酮类物质 C 中没有指明是否含有羟基 不准确 只有 D 的叙述 完全符合糖类的概念 9 纤维素和淀粉水解的最终产物都是葡萄糖 这是因为 A 二者互为同系物 B 二者互为同分异构体 C 二者结构单元相同 D 二者都是多糖 答案 C 解析 淀粉和纤维素分子里都包含葡萄糖单元 只是葡萄糖单元的数目和葡萄糖单元之 间的结合方式不同 所以二者水解的产物均为葡萄糖 10 A B C D 都是只含碳 氢 氧的有机物 在常温下 A 为气态 B C 为液态 D 是无 色晶体 A B 均具有强烈刺激性气味 C 有果香味 D 有甜味 B 与 C 互为同分异构体 它 们具有相同的实验式 取少量 A 在足量空气中燃烧 恢复到室温时 其燃烧所消耗氧气的物 质的量与燃烧所产生的气体的物质的量相等 回答下列问题 12 1 上述有机物的实验式 2 写出 A B C D 的结构简式 A B C D 答案 1 CH2O 2 HCHO CH3COOH HCOOCH3 HOCH2 CHOH 4CHO D 也可写成其他糖类 如果糖 核糖等 解析 根据 A 燃烧时消耗氧气的物质的量与生成 CO2的物质的量相等易写出 A 应符合通 式 Cm H2O n 而常温下呈气态的烃的含氧衍生物只有甲醛 HCHO 从而可确认上述有机物 的实验式为 CH2O 由于 A B 均具有强烈刺激性气味 且 C 有果香味 应判断 B 为羧酸 C 为酯 则 B 为 CH3COOH 而 C 为 HCOOCH3 D 为无色晶体 有甜味 且分子通式为 CH2O m 符合上述条件 的可能是葡萄糖或果糖 能力提升 1 糖元 C6H10O5 n 是一种相对分子质量比淀粉更大的多糖 主要存在于肝脏和肌肉中 常常又叫动物淀粉或肝糖 有关糖元的叙述中正确的是 A 糖元与淀粉 纤维素互为同分异构体 B 糖元与淀粉 纤维素属于同系物 C 糖元水解的最终产物是葡萄糖 D 糖元具有还原性 能发生银镜反应 答案 C 解析 由 C6H10O5 n可知 糖元分子由若干个葡萄糖单元构成 在这一点上与淀粉 纤 维素相同 水解的最终产物和还原性上也与淀粉 纤维素相同 但是 糖元 淀粉 纤维素 的相对分子质量不同 至少可以说不一定相同 分子组成之差是 C6H10O5的倍数而不是 CH2 的倍数 2 在 a g 冰醋酸 甲醛 葡萄糖 甲酸甲酯 果糖的混合物中 碳元素的质量分数为 A 30 B 40 C 50 D 数据不全 无法计算 答案 B 解析 题中涉及的冰醋酸等六种物质 实验式相同 3 下列各种有机物中 官能团种类少于两种的是 13 A 聚氯乙烯 B 葡萄糖 C 氯乙烯 D TNT 答案 A 解析 A D 四种物质的结构简式为 4 在一定条件下 既可以发生氧化反应 又可以发生还原反应 还可以和羧酸发生酯化反应 的是 A 乙醇 B 乙醛 C 乙酸 D 葡萄糖 答案 D 解析 葡萄糖分子中有官能团和 OH 5 通过实验验证淀粉水解生成还原性的糖 实验包括下列一些操作过程 这些操作过程的正 确排列顺序是 取少量淀粉加水配成溶液 加热煮沸 加入烧碱溶液并中和至呈碱性 加入新制的 Cu OH 2 加入几滴稀 H2SO4 水浴加热 答案 6 蔗糖 3 42g 和淀粉 3 24g 混合并完全水解 若生成mg 葡萄糖和ng