四川省成都市2020高中化学 第四章 生命中的基础有机化学物质 第二节 糖类导学案 新人教版选修5

第四章 生命中的基础有机化学物质第二节 糖类（第一课时单糖、双糖）【学习目标】了解糖类的概念、组成和分类；掌握葡萄糖的结构、化学性质及用途,了解果糖的结构、性质；了解蔗糖、麦芽糖的组成,掌握蔗糖、麦芽糖的水解反应；了解糖类的存在,知道糖类在工农业生产、日常生活中的用途。【学习重、难点】单糖（葡萄糖与果糖）和双糖（蔗糖与麦芽糖）结构及性质【学习过程】旧知再现：油脂皂化后，要使肥皂和甘油从混合物里充分分离，可采用分液蒸馏过滤盐析渗析中的_(填序号)。答案解析油脂发生皂化反应后，向混合物中加入食盐细粒，高级脂肪酸钠便会析出，因它的密度比水小，所以浮在上层，可以用过滤的方法得到高级脂肪酸钠，而甘油留在滤液里，可采用蒸馏的方法得到甘油。新知探究：活动一：糖类的组成和分类1.糖类的组成糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的一类有机化合物,糖类也叫作碳水化合物。从分子结构上看,糖类可定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。大多可以用通式Cm(H2O)n表示。答案：碳氢氧碳水化合物多羟基醛多羟基酮Cm(H2O)n2.糖类的分类(1)单糖:不能水解的糖,如葡萄糖和果糖等。(2)低聚糖:1 mol低聚糖水解后能产生210 mol单糖,其中生成2 mol单糖的糖称为二糖,如麦芽糖和蔗糖等。(3)多糖:1 mol多糖水解后能产生n mol(n10)单糖,如淀粉和纤维素等。答案：不能果糖2麦芽糖纤维素活动二：葡萄糖与果糖1.葡萄糖(1)分子组成和结构特点分子式:C6H12O6,结构简式:CH2OH(CHOH)4CHO,官能团:、。(2)物理性质颜色:无色;甜味:有;溶解性:水中易溶,乙醇中稍溶,乙醚中不溶。(3)化学性质2.果糖(1)分子组成和结构特点分子式:C6H12O6,结构简式:,官能团:、。(2)物理性质颜色:无色;甜味:有;溶解性:在水、乙醇、乙醚中均易溶。答案：C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO无色有易溶稍溶不溶新制Cu(OH)2悬浊液反应银镜反应加成反应酯化反应C6H12O6无色有易溶(3)葡萄糖的化学性质葡萄糖与银氨溶液反应的化学方程式为_；葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为_。答案：CH2OH(CHOH)4CHO2Ag(NH3)2OHH2O2Ag3NH3CH2OH(CHOH)4COONH4；CH2OH(CHOH)4CHO2Cu(OH)2Cu2O2H2OCH2OH(CHOH)4COOH。另外，从结构上看，葡萄糖也可与乙酸发生酯化反应。葡萄糖在人体内发生氧化反应的化学方程式为C6H12O66O26CO26H2O，同时放出热量，维持人体生命活动所需的能量。注：果糖也具有还原性,能发生银镜反应。活动三：蔗糖和麦芽糖1.组成:蔗糖与麦芽糖的分子式均为C12H22O11,二者互为同分异构体。2.化学性质(1)氧化反应蔗糖分子中不含醛基,为非还原性糖;麦芽糖分子结构中含有醛基,是还原性糖,可与银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等氧化剂发生反应。(2)水解反应在酸性条件下,蔗糖、麦芽糖水解的化学方程式分别为:、。答案：C12H22O11 同分异构体不含非还原性醛基还原性银氨溶液新制Cu(OH)2悬浊液C12H22O11蔗糖+H2OC6H12O6葡萄糖+C6H12O6果糖C12H22O11麦芽糖+H2O2C6H12O6葡萄糖【实验探究】单糖的结构和性质某学习小组为测定葡萄糖的结构,进行如下实验并记录了相关数据和现象。实验现象和结果结论取1.80 g葡萄糖完全燃烧只得到2.64 g CO2和1.08 g H2O用质谱法测定葡萄糖相对分子质量为180在一定条件下,使1.80 g葡萄糖与足量醋酸反应能发生酯化反应,生成3.90 g醋酸酯在一定条件下,使1.80 g葡萄糖与足量醋酸反应能发生酯化反应,生成3.90 g醋酸酯使葡萄糖与氢气加成生成直链化合物己六醇取2 mL 10%葡萄糖溶液于试管中,向试管中加入新制的银氨溶液,振荡后水浴加热有银镜产生(1)完成上表。(2)根据实验,能否确定葡萄糖的结构式?为什么?(3)要确定葡萄糖的结构式,可采取什么方法?答案：(1)葡萄糖的实验式为CH2O 葡萄糖的分子式为C6H12O6 葡萄糖分子中含有5个羟基 葡萄糖是直链化合物(2)不能,因为果糖也有一样的性质。(3)利用光谱法测定葡萄糖的官能团。(其他合理方法也可)【互动探究】二糖的结构和性质某同学进行蔗糖水解的实验,并检验水解产物中是否含有葡萄糖。操作如下:取少量蔗糖加适量水配成溶液;在蔗糖溶液中加入35滴稀H2SO4;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,水浴加热,其实验结果没有银镜产生。未产生银镜的原因是(填字母)。A.蔗糖尚未水解B.加热时间不够C.煮沸后的溶液中没有加碱中和其中的酸D.蔗糖水解的产物中没有葡萄糖上述实验的正确操作是。答案：C 在水解冷却后的溶液中滴加NaOH溶液,中和H2SO4后,再加银氨溶液并水浴加热【思考交流】1.糖类物质分子中是否含有水分子?2.糖类一定有甜味吗?有甜味的物质一定属于糖类吗?3.碳水化合物都是糖吗?4.糖类的通式为Cm(H2O)n,是否所有糖的化学式均符合此通式?化学式符合通式的物质一定为糖吗?试举例说明。答案：1.不含有。 2.不一定;不一定。3.糖俗称碳水化合物,但碳水化合物不全是糖。4.不一定,如脱氧核糖;不一定,如乙酸、甲酸甲酯等。【拓展探究1】1.葡萄糖溶液能否使酸性KMnO4溶液褪色?为什么?2.果糖和葡萄糖的分子式均为C6H12O6,它们的结构有何不同?它们的关系如何?3.试分别写出葡萄糖与银氨溶液、新制氢氧化铜反应的化学方程式。答案：1.能;酸性高锰酸钾溶液具有氧化性,葡萄糖中的羟基和醛基具有还原性,它们之间会发生氧化还原反应,同样,葡萄糖还能使溴水褪色。2.果糖含有羰基,为多羟基酮;葡萄糖含有醛基,为多羟基醛;它们互为同分异构体。3.CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag+3NH3+H2O;CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O+2H2O。【拓展探究2】1.上述过程中稀硫酸的作用是什么?能否用98.3%的浓硫酸代替稀硫酸?2.蔗糖和麦芽糖水解的异同点有哪些?答案：1.催化剂;不能用浓硫酸,因为浓硫酸具有脱水性,会使蔗糖炭化。2.它们都能水解产生2分子单糖,不过蔗糖的水解产物为葡萄糖和果糖,麦芽糖的水解产物只有葡萄糖。【巩固训练】1.下列关于葡萄糖与果糖的说法中不正确的是()A.两者互为同分异构体B.两者都易溶于水C.两者都能发生银镜反应 D.葡萄糖比果糖要甜2.下列有关麦芽糖的叙述中错误的是()A.纯净的麦芽糖是无色晶体,易溶于水,有甜味B.麦芽糖能发生银镜反应,是一种还原性糖C.1 mol麦芽糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖D.麦芽糖和蔗糖互为同分异构体3.核糖是合成核酸的重要原料,其结构简式为。下列关于核糖的叙述中正确的是()A.与葡萄糖互为同分异构体 B.可以与银氨溶液作用形成银镜C.可以跟氯化铁溶液作用显色 D.可以使紫色石蕊试液变红4对于淀粉和纤维素的叙述，正确的是( )A因为都属于糖，所以都具有甜味B人体内有催化淀粉和纤维素水解的酶C两者都能在一定条件下水解生成葡萄糖D因为二者都是由多个单糖分子按照一定的方式在分子间脱水结合而成，所以都用(C6H10O5)n表示，因此它们是同分异构体。5下列说法正确的是()。A1 mol葡萄糖能水解生成2 mol CH3CH2OH和2 mol CO2B在鸡蛋清溶液中分别加入饱和Na2SO4、CuSO4溶液，都会因盐析而产生沉淀C油脂不是高分子化合物，1 mol油脂完全水解生成1 mol甘油和3 mol高级脂肪酸D欲检验蔗糖水解产物是否具有还原性，可向水解后的溶液中直接加入新制的Cu(OH)2悬浊液并加热6.低聚糖中的乳糖是一种二糖,棉籽糖是一种三糖。乳糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和半乳糖(C6H12O6);棉籽糖水解可生成蔗糖和半乳糖,推断乳糖的化学式为。若棉籽糖发生水解反应的最终产物都是单糖,该水解反应的化学方程式为。答案：1.D2.C【解析】1 mol麦芽糖水解得到2 mol葡萄糖, 1 mol蔗糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖。3.B 4.C C 虽然都属于糖，但都没有甜味，A项错误；人体内有催化淀粉水解的酶，但没有催化纤维素水解的酶，B项错误；二者都用(C6H10O5)n表示，但n不同，因此它们不是同分异构体，D项错误。5.C6.C12H22O11;C18H32O16+2H2OC6H12O6+C6H12O6+C6H12O6棉籽糖 葡萄糖果糖 半乳糖（第二课时淀粉和纤维素）【学习目标】联系日常生活,了解淀粉、纤维素的组成；通过演示实验,了解淀粉的特征反应；通过概念解释,理解多糖的重要性质；通过阅读能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。【学习重、难点】多糖的性质【学习过程】旧知再现：已知葡萄糖和果糖的分子式为C6H12O6，蔗糖和麦芽糖的分子式为C12H22O11，淀粉和纤维素的分子通式为(C6H10O5)n，都符合通式Cn(H2O)m。(1)糖类的通式都是Cn(H2O)m吗？(2)符合通式Cn(H2O)m的有机物都属于糖类吗？答案(1)不一定。糖类是由C、H、O三种元素组成的，大多数可用通式Cn(H2O)m表示，n与m可以相同，也可以是不同的正整数。但并非所有的糖都符合通式Cn(H2O)m，如鼠李糖(C6H12O5)。(2)不一定。例如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)的分子式可分别改写为C(H2O)、C2(H2O)2，但它们不是糖，而分别属于醛和羧酸。新知探究：活动一：淀粉1.存在:主要存在于植物的种子、根和块茎里。其中谷类中含淀粉较多。2.结构:淀粉分子中含有几百到几千个单糖单元,其分子式为(C6H10O5)n;相对分子质量从几万到几十万,属于天然有机高分子化合物。3.物理性质:淀粉是白色、无味的粉末状物质,不溶于冷水,在热水中产生糊化作用。答案：块茎谷类(C6H10O5)n高分子无味粉末不4.化学性质(1)水解反应:。(2)特征反应:淀粉遇碘溶液显蓝色,利用此反应可以鉴定淀粉的存在。答案：(C6H10O5)n淀粉+nH2OnC6H12O6葡萄糖遇碘溶液显蓝色活动二：纤维素1.存在:纤维素是绿色植物通过光合作用生成的,在植物中构成细胞壁网络,是植物体的支撑物质。2.结构:分子中含有约几千个单糖单元;其分子式为(C6H10O5)n;相对分子质量从几十万到百万,属于天然高分子化合物。3.物理性质:白色、无嗅、无味的具有纤维状结构的物质。一般不溶于水和有机溶剂。4.化学性质(1)水解反应:纤维素在强酸的催化作用下,发生水解反应生成葡萄糖,化学方程式为。(2)酯化反应:纤维素中的葡萄糖单元含有醇羟基,可与硝酸、醋酸发生酯化反应。答案：细胞(C6H10O5)n高分子白不(C6H10O5)n纤维素+nH2OnC6H12O6葡萄糖醇羟基【实验探究】淀粉的水解某同学设计了以下四个实验方案,以探究淀粉的水解情况。(1)方案甲:淀粉液水解液中和液溶液变蓝结论:淀粉没有水解。(2)方案乙:淀粉液水解液无砖红色沉淀结论:淀粉没有水解。(3)方案丙:淀粉液水解液中和液有砖红色沉淀结论:淀粉已发生水解。(4)方案丁:淀粉液水解液溶液变蓝有银镜出现 中和液 NaOH溶液结论:淀粉部分水解。以上四种方案的设计及结论是否正确?如不正确,请简述理由。答案：(1)方案甲设计正确,但结论不正确。因为淀粉可能部分水解。(2)方案乙设计与结论均不正确。因为在酸性条件下Cu(OH)2会与H2SO4反应,而不能与葡萄糖反应。(3)方案丙设计和结论都正确。(4)方案丁设计和结论都正确。【思考交流】1.淀粉和纤维素是纯净物还是混合物?为什么?2.淀粉与纤维素具有相同的通式,它们是否互为同分异构体?为什么?3.为什么在吃馒头或米饭时,多加咀嚼就会感到有甜味?4.淀粉遇到加碘食盐(加入的是碘酸钾)的溶液会显蓝色吗?答案：1.它们均属于混合物,因为它们均由n值不同的淀粉分子或纤维素分子构成。2.不是,因为n值不同。3.人在咀嚼馒头时,淀粉受唾液淀粉酶的催化作用,开始水解生成麦芽糖,最终生成葡萄糖,所以咀嚼后感到有甜味。4.不会,因为淀粉只有遇到碘单质的溶液才会显蓝色。【拓展探究】1.上述探究题中的哪种方案可用来证明淀粉已经完全水解?对应的现象是什么?2.如何证明上述淀粉的水解反应已经开始?3.用碘水检验淀粉时,不能在碱性条件下进行,为什么?答案：1.方案丁;水解液加入碘水无明显变化,水解液加入NaOH溶液后,再加入银氨溶液并水浴加热可观察到有银镜出现。2.取少量已中和至中性的反应溶液,加入盛有新制Cu(OH)2悬浊液的试管中,加热至沸腾,若有砖红色沉淀生成,则证明反应已经开始。3.因发生反应I2+2OH-I-+IO-+H2O而使实验失败。【巩固训练】1.对于淀粉和纤维素两种物质,下列说法中正确的是()A.二者都能水解,且水解的最终产物相同 B.它们都属于糖类,淀粉不是高分子化合物C.二者含C、H、O三种元素的质量分数相同,且互为同分异构体D.都可用(C6H10O5)n表示,但淀粉能发生银镜反应,而纤维素不能2.生活中的一些问题常涉及化学知识,下列叙述正确的是()A.棉花的主要成分是纤维素B.过多食用糖类物质如淀粉等不会致人发胖C.人体中没有稀硫酸,所以淀粉在人体内不能水解D.纤维素在人体消化过程中起重要作用,最终在人体内水解生成葡萄糖3.下列有关纤维素的说法中正确的是()A.纤维素属于纯净物B.纤维素和淀粉互为同分异构体C.每个纤维素分子含有3个羟基D.纤维素可与醋酸发生酯化反应制取醋酸纤维素4检验淀粉是否开始水解需用下列试剂中的( )A碘化钾淀粉溶液 B碘水C银氨溶液和氢氧化钠溶液 D氢氧化钠溶液5直链型的不饱和油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应可以制得非天然油脂，其反应示意图如下所示(注：图的反应式不完整)：则下列说法不正确的是()A甘油和蔗糖在一定条件下都可以发生消去反应B天然油脂、蔗糖、非天然油脂都能发生水