高中化学 专题3第三单元纤维素的化学加工课件 苏教版选修化学与技术

第三单元纤维素的化学加工,课堂互动讲练,知能优化训练,课前自主学案,学习目标,第三单元纤维素的化学加工,学习目标1.掌握纤维素水解的原理及水解产物的验证方法。2掌握纤维素的酯化反应。3了解纤维素酯的主要用途。,课前自主学案,一、纤维素的利用1纤维素的组成和存在：纤维素属于多糖，组成可表示为_，其分子中大约含有_葡萄糖单元，是构成植物细胞壁的基础物质，所有植物都含有纤维素。其中棉花是自然界中较纯粹的纤维素，纤维素含量达97%99%。,(C6H10O5)n,几千个,2纤维素的利用：木材、芦苇、稻草、麦秸、蔗渣等植物纤维可用于造纸，木材纤维还用于制作家庭装修用的纤维板。思考感悟(1)造纸的简单工艺流程是什么？(2)纤维素有哪些用途？,【提示】(1)造纸是我国古代的重大发明之一，其化学造纸的原理为：利用亚硫酸氢钙或氢氧化钠等化学药品来蒸煮作为造纸原料的纤维素，如木材、稻草等，使其中非纤维素成分溶解而除去，从而将纤维素分离析出，得到化学纸浆。再经过漂白、打浆、抄纸和烘干等处理工序制成纸张。(2)纺织原料，如棉、麻等纤维素含量高的物质。造纸，如木材、稻草、麦秸、蔗渣等。,制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等。黏胶纤维是植物秸秆、棉绒等富含纤维素的物质，经过氢氧化钠和二硫化碳等处理后，得到的一种纤维状物质。黏胶纤维中的长纤维俗称人造丝，短纤维俗称人造棉。食物中的纤维素在人体消化过程中也起着重要的作用，它刺激肠道蠕动和分泌消化液，有助于食物的消化和排泄。,二、纤维素的水解在催化剂存在时，一定的条件下，纤维素可水解，最终得到葡萄糖。,亮棕色透明状,砖红色,光亮的银镜,三、纤维素酯的制造在纤维素的高分子链内，每个葡萄糖单元中含有_个羟基(OH)，因此纤维素可表现出_的一些性质，在适当的条件下可与硝酸或醋酸酐等发生酯化反应，生成纤维素硝酸酯(俗称_)或纤维素醋酸酯(俗称_)。这些纤维素酯有着重要的应用。,3,醇,硝化纤维,醋酸纤维,课堂互动讲练,1在物理性质方面：都是白色、无气味、无味道的物质。淀粉呈粉末状，纤维素呈纤维状结构；淀粉不溶于冷水，在热水中一部分溶解、一部分悬浮，纤维素不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。,2在化学性质方面：(1)都不显还原性，是非还原性糖，都不与银氨溶液和新制的Cu(OH)2反应。(2)水解的最终产物都是葡萄糖，但水解的条件不同，淀粉较易水解，在稀酸作用下和人体中均能发生。纤维素水解较困难，在浓酸中(90%的浓H2SO4)或用稀酸在加压下水解。(3)纤维素能表现出醇的性质，如制纤维素三硝酸酯或纤维素三乙酸酯等。,具体区别如下表所示：,(2010年嘉兴调研)下面关于淀粉与纤维素的叙述正确的是(双选)()A淀粉与纤维素分子中均含有葡萄糖单元，分子式为(C6H10O5)n。从组成上看，淀粉和纤维素是聚合程度不同的物质的混合物B淀粉与纤维素都是天然高分子化合物，属于非还原性的多糖，最主要的性质之一是在无机酸溶液的作用下，都能水解成单糖C由于纤维素中碳的百分含量高于淀粉，所以纤维素常用来制造火棉D淀粉溶液和纤维素溶液都属于胶体，因分子直径大，都不能透过半透膜,【解析】选项A和B叙述是正确的，其中A除指出淀粉和纤维素分子式中的n值不同之外，对淀粉或纤维素本身来说，淀粉分子之间n值也不同，纤维素分子之间n值也不同。选项C的叙述不正确，淀粉和纤维素虽分子大小不同，但实验式相同葡萄糖单元：“C6H10O5”，则碳元素的百分含量必定相同。选项D的叙述也不正确，淀粉溶液中的淀粉分子不能透过半透膜、淀粉溶液是胶体，这两点是正确的；但纤维素不溶于水，也谈不上是胶体，选项D中关于纤维素的叙述是不正确的。【答案】AB,【规律方法】淀粉与纤维素的本质区别在于分子式中n的值不同，也就是相对分子质量不同，虽然淀粉与纤维素都属于多糖，但从同分异构体的概念来看，两者不属于同分异构体，只是最简式相同。,变式训练1淀粉和纤维素都可以用(C6H10O5)n表示其分子组成，所以它们是()A同分异构体B同系物C多糖类物质D同种物质解析：选C。虽然两者都可用(C6H10O5)n来表示分子组成，但两者结构不同，通式中n的取值范围也不同，故A、B、D三项皆错。,水解产物：葡萄糖NaOH作用：中和H2SO4Na2CO3作用：通过产生CO2气泡来判断中和反应是否完成水浴加热优点：受热均匀，易控制温度实验中将脱脂棉和浓硫酸放在小烧杯中搅拌的目的：小烧杯比试管散热快，能保证纤维素充分水解，又不会脱水炭化。,把一小团棉花放入试管中，加入几滴90%的浓硫酸，用玻璃棒把棉花捣成糊状。小火微热，反应物变成亮棕色溶液。稍冷后加碱中和使其呈碱性，然后取少量该溶液与新制Cu(OH)2悬浊液混合加热煮沸。试回答下列问题：(1)在反应中浓硫酸是_。(2)加碱中和的目的是_，证明溶液呈碱性的操作是_。(3)写出棉花水解反应的化学方程式：_。,【解析】反应中浓硫酸起催化作用，加碱是中和硫酸，检验水解产物葡萄糖是在碱性条件下与Cu(OH)2反应。,【答案】(1)催化剂(2)除去硫酸，使水解产物在碱性条件下与Cu(OH)2反应用玻璃棒蘸取少量溶液滴到pH试纸上，与标准比色卡比较，pH7，则溶液呈碱性,变式训练2玉米秸秆在一定条件下水解生成葡萄糖，其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()取少许玉米秸秆使之粉碎小火微热，使之成为溶液加入90%的浓H2SO4，用玻璃棒把秸秆粉末捣成糊状稍冷，滴入几滴CuSO4溶液，并加入过量的NaOH溶液使溶液中和至出现Cu(OH)2沉淀加热煮沸ABCD,解析：选B。玉米秸秆主要成分为纤维素，需要在浓H2SO4的催化下水解，要验证葡萄糖的存在，要在碱性条件下发生反应。故应先加NaOH中和H2SO4。,(2011年保定调研)某制糖厂以甘蔗为原料制糖，同时得到大量的甘蔗渣，对甘蔗进行综合利用，不仅可以提高经济效益，而且还能防止环境污染，现按以下方式进行：,已知F、H均是具有香味的液体，F为E的三聚合物，并具有特殊的六元环状对称结构，试填空：(1)A的名称_，H的名称_；(2)DE的化学方程式_；(3)GH的化学方程式_；(4)F的结构简式：_。,【解析】首先由A的分子式(C6H10O5)n可知A不是淀粉就是纤维素，联系生活实际确定A为纤维素，B为葡萄糖，D为酒精，E为乙醛。F为E的三聚物，且具有特殊的六元环状对称结构，所以依据成键原理只能是C=O方式加成生成。F的结构简式如图所示：,【答案】(1)纤维素乙酸乙酯,【规律方法】联系实际可知该题中的(C6H10O5)n为纤维素。注意流程中的反应条件，如酒化酶、催化氧化、新制氢氧化铜等字眼，这些信息