高中化学新人教版必修第二册第7章第4节基本营养物质第1课时课件2

第四节基本营养物质

第1课时糖类

一、糖类的组成及分类1.糖类组成:糖类是由________三种元素组成的一类有机化合物,其组成大多可以用通式Cn(H2O)m表示,过去曾称其为___________。2.糖的分类:糖类可以根据其能否水解以及水解产物的多少不同,划分为______、_____、_____。必备知识·自主学习C、H、O碳水化合物单糖二糖多糖3.重要糖类:类别代表物分子式相互关系单糖______________________________二糖_____________C12H22O11同分异构体多糖_____________(C6H10O5)n不属于同分异构体葡萄糖、果糖C6H12O6同分异构体蔗糖、麦芽糖淀粉、纤维素【自主探索】(情境思考)糖类一定有甜味吗?有甜味的物质一定是糖类吗?提示:糖类物质不一定有甜味,如淀粉、纤维素;有甜味的物质不一定是糖类,如糖精。二、葡萄糖1.物理性质葡萄糖是一种有甜味的无色晶体,___溶于水。2.组成与结构分子式结构简式官能团________________________________和—CHO(醛基)能C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO—OH(羟基)3.主要化学性质(1)与新制的氢氧化铜反应实验操作

实验现象_____________________试管中出现砖红色沉淀实验结论葡萄糖具有_____性,能被新制的氢氧化铜氧化,生成砖红色的____用途___________还原Cu2O检验葡萄糖(2)与银氨溶液反应——银镜反应实验操作配制银氨溶液:向AgNO3溶液中边振荡边加入稀氨水,直至________________________银镜反应:加入适量葡萄糖溶液,振荡,然后_______________实验现象试管内壁形成___________实验结论葡萄糖具有_____性,能被_________氧化,生成___用途___________最初产生的沉淀恰好溶解放在水浴中加热光亮的银镜还原银氨溶液Ag检验葡萄糖【自主探索】(1)根据葡萄糖的结构分析,葡萄糖能否发生酯化反应?提示:能。葡萄糖分子中含有羟基,具有和乙醇相似的性质,能发生酯化反应。(2)(教材二次开发)根据课本实验中试剂的用量及试剂的性质分析,醛与银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液的反应在酸性和碱性条件下都能进行吗?提示:银氨溶液和新制氢氧化铜悬浊液不能在酸性条件下存在,因此,上述两个反应只能在碱性条件下进行。(情境思考)生活中的保温瓶胆的内外两层都镀有薄薄一层银,起到保温作用。这里的银层要归功于葡萄糖。根据所学知识,分析其中道理。提示:保温瓶胆上镀银,是利用了葡萄糖与银氨溶液发生的银镜反应。三、蔗糖、淀粉、纤维素1.淀粉的特征反应实验操作现象结论及应用

土豆片_____结论:_____________应用:_________________变蓝淀粉遇碘变蓝检验淀粉或碘单质2.蔗糖、淀粉、纤维素的水解(1)蔗糖的水解化学方程式:(2)淀粉的水解实验实验操作

实验现象___________________结论与解释结论:淀粉发生水解得到新物质解释:______________________________________________________最终产生砖红色沉淀水解生成葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀水解反应方程式

(3)淀粉、纤维素的用途①人体内:纤维素:不能水解,但能刺激胃肠蠕动。②工业生产:3.糖类在生产、生活中的应用【自主探索】(1)淀粉水解实验中,加入氢氧化铜之前为什么要加入NaOH溶液?提示:加入NaOH溶液是为了中和水解液中的硫酸,防止其与氢氧化铜反应,影响实验结果。(2)淀粉和纤维素都属于多糖,都是人类重要的营养物质,二者对人体的营养功能相同吗?提示:不相同。在酶的催化作用下淀粉在人体内水解成葡萄糖,进一步氧化,为人体提供能量;而纤维素在人体内不能被水解,它的生理功能是促进胃肠的蠕动,促进消化液的分泌,有助于食物的消化和排泄,减少毒物的积累等,故二者营养功能不同。(教材二次开发)教材实验7-8中,添加什么操作可以证明淀粉的水解程度?提示:待溶液冷却后,取少量水解溶液于试管中,滴入几滴碘水,溶液无明显现象则淀粉完全水解;若溶液变蓝,再结合与氢氧化铜反应的现象,确定淀粉没有水解还是部分水解。关键能力·合作学习知识点一葡萄糖的结构与性质

1.分子结构特点2.化学性质官能团决定物质的主要化学性质,因此葡萄糖兼有醛基和羟基的性质。【规律方法】检验醛基(—CHO)的方法有两种:①银镜反应;②与新制Cu(OH)2悬浊液反应。【合作探究】(1)(思维升华)根据葡萄糖的分子结构和性质分析,乙醛能否与银氨溶液、新制氢氧化铜反应?(宏观辨识与微观探析)提示:能。葡萄糖与银氨溶液、新制氢氧化铜反应是其分子中醛基的性质,故乙醛也能与两者反应。(2)葡萄糖的最简式是CH2O,你知道符合该最简式的分子还有哪些?(宏观辨识与微观探析)提示:符合最简式CH2O的分子还有:乙酸(CH3COOH)、果糖(C6H12O6)、甲酸甲酯(HCOOCH3)等。(3)(情境应用)丧失体内自我调节血糖水平的人会得糖尿病,病人的尿液中含有葡萄糖。怎样通过简单实验检验一个病人是否患有糖尿病?提示:把NaOH和CuSO4溶液混合制得的氢氧化铜悬浊液加入某病人的尿液中加热煮沸,若观察到有砖红色沉淀生成,说明该人患有糖尿病。【典例示范】【典例】分别取1mol葡萄糖进行下列实验:(1)与足量金属钠反应时,需金属钠________mol,反应后生成氢气在标准状况下的体积为____________。

(2)与乙酸反应生成酯,理论上完全酯化需要________g乙酸。

(3)若使之完全转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为________L,反应的化学方程式是_______________________________________________。

【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)掌握羟基与钠反应物质的量的关系;(2)葡萄糖分子中含有5个羟基;(3)含氧衍生物耗氧与碳、氢、氧原子个数x、y、z的关系:x+【解析】(1)根据葡萄糖的组成、结构和性质进行推断,与足量金属钠反应时,5mol羟基消耗5molNa,生成2.5mol氢气,在标准状况下的体积为2.5mol×22.4L·mol-1=56L;(2)葡萄糖分子中含有5个羟基,完全酯化时,从理论上讲,1mol葡萄糖需5mol乙酸;(3)若使1mol葡萄糖完全转化为CO2和H2O需6mol氧气。答案:(1)5

56L

(2)300

CH2OH(CHOH)4CHO+6O2→6CO2+6H2O【母题追问】(1)葡萄糖发生银镜反应的实验操作是什么?提示:取一支洁净的试管,加入一定量的银氨溶液,再加入葡萄糖溶液,振荡,然后水浴加热。(2)已知乙醛被银氨溶液氧化为CH3COONH4,那么葡萄糖与银氨溶液反应得到的有机产物是什么?写出其结构简式。提示:CH2OH(CHOH)4COONH4。【素养训练】核糖是一种五碳醛糖,是RNA的组成物之一,当RNA水解后,可以得到核糖、碱基和磷酸;也是ATP及NADH等生化代谢所需分子的原料。核糖是合成核酸的重要原料。核糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。(1)有同学说核糖与葡萄糖互为同分异构体,对吗?(2)它能不能使紫色石蕊试液变红?(3)核糖能否与新制Cu(OH)2悬浊液反应产生砖红色沉淀?(4)1mol核糖与足量的醋酸反应,有机物的质量增加多少克?【解析】(1)葡萄糖的分子式为C6H12O6,核糖的分子式为C5H10O5,二者不互为同分异构体。(2)核糖分子中只有醇羟基和醛基,无羧基,不具有酸性。(3)核糖分子中含有醛基,能与新制Cu(OH)2悬浊液反应产生砖红色沉淀。(4)核糖分子中含有4个—OH,可与4个乙酸分子发生酯化反应,根据酯化反应原理,1mol核糖与乙酸完全酯化时,质量增加4mol×42g·mol-1=168g。答案:(1)不对(2)不能(3)能(4)168g【加固训练】1.葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,其对应的性质中不正确的是 (

)A.与钠反应放出氢气B.可与乙酸发生酯化反应C.能发生银镜反应D.可使小苏打溶液冒出气泡【解析】选D。葡萄糖含有羟基,故能与钠反应放出氢气,与乙酸发生酯化反应;含有醛基,能发生银镜反应;无羧基,所以不与NaHCO3反应,D错误。2.酒精、乙酸和葡萄糖三种溶液,只用一种试剂就能将它们区别开来,该试剂是(

)A.金属钠B.石蕊试液C.新制的氢氧化铜悬浊液 3溶液【解析】选C。新制Cu(OH)2悬浊液遇酒精不反应;遇乙酸,新制Cu(OH)2悬浊液变成蓝色溶液;葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液加热有砖红色沉淀生成。知识点二糖类的水解反应

1.糖类水解(1)水解规律(2)水解条件蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸作催化剂,并且水浴加热。2.检验淀粉水解及水解程度的实验步骤实验现象及结论:情况现象A现象B结论①溶液呈蓝色未产生银镜未水解②溶液呈蓝色出现银镜部分水解③溶液不呈蓝色出现银镜完全水解【合作探究】1.(思维升华)在检验淀粉的水解产物时,为什么不能向水解液中直接加入银氨溶液?提示:淀粉的水解是用硫酸作催化剂,水解液显酸性。银氨溶液在酸性条件下不能存在。检验淀粉水解产物葡萄糖时,需在碱性条件下进行,所以需先加入过量的NaOH溶液中和掉催化剂H2SO4后,才能加入银氨溶液进行后续实验。2.(教材二次开发)实验时能否在中和液中直接加入碘水检验是否存在淀粉?提示:不能。因为I2与NaOH发生反应,故无法检验淀粉的存在。(情境应用)生活中有少数不法商贩向蜂蜜中掺假,如掺入蔗糖、淀粉等,以次充好,利用你的化学知识鉴别蜂蜜中是否掺有淀粉?提示:取少量蜂蜜溶于水,加入碘水,若溶液变蓝色说明掺有淀粉。【典例示范】【典例】某课外活动小组设计了如下3个实验方案,用以检验淀粉的水解程度:(1)甲方案:结论:淀粉尚未水解。(2)乙方案:结论:淀粉尚未水解。(3)丙方案:结论:淀粉水解完全。上述三个方案操作和结论是否正确?说明理由。【解题指南】解答该题需注意以下两点:(1)对比三个实验方案,可知正误优劣。(2)银氨溶液需在碱性条件下使用。【解析】甲方案设计正确,但结论不正确。严密的推理是淀粉可能部分水解,也可能尚未水解,应该进一步做银镜反应或与新制氢氧化铜悬浊液在加热时反应的实验,进行证明;乙方案设计不正确,结论也不正确,因为在酸性条件下,银氨溶液与H2SO4反应,而不与葡萄糖反应。根据上述分析可见,丙方案设计和结论都是正确的。答案:(1)甲方案操作正确,但结论错误。这是因为加碘水溶液变蓝色有两种情况:①淀粉完全没有水解;②淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的结论。(2)乙方案操作错误,结论亦错误。淀粉水解后应用稀碱液中和水解液中的H2SO4,然后再做银镜反应的实验。本方案中无银镜现象出现是因为溶液pH<7,故该溶液中淀粉可能尚未水解,也可能水解完全或部分水解。(3)丙方案操作正确,结论正确。【母题追问】(1)上题方案乙中微热的方式是什么?提示:水浴加热。目的是保证银镜的出现。(2)题中银氨溶液可以用什么试剂代替?提示:新制的氢氧化铜悬浊液,但需直接加热。【易错提醒】检验葡萄糖时的易错点(1)银氨溶液和Cu(OH)2悬浊液应现用现配。(2)银镜反应实验时应水浴加热,温度过高或振荡试管会产生黑色沉淀而不形成银镜。(3)配制Cu(OH)2悬浊液时NaOH溶液要过量,若CuSO4过多则易形成黑色的CuO沉淀。【素养训练】1.(2020·宁波高一检测)下列实验操作正确的是 (

)A.在蔗糖水解后的溶液中,先加入稍过量的碱再滴加银氨溶液,验证产物中的葡萄糖B.淀粉中加入20%的H2SO4溶液在酒精灯上加热,使其水解C.向蔗糖中加入浓硫酸后加热,一段时间后得到葡萄糖和果糖D.向淀粉水解后的溶液中先加氢氧化钠中和催化剂硫酸,再加入碘水,观察溶液是否变蓝【解析】选A。检验水解后的葡萄糖之前应先加入碱中和H2SO4,A正确;淀粉水解需要水浴加热,B错;蔗糖水解需要的是稀硫酸,如果使用浓硫酸,蔗糖会炭化,C错;碘能与过量的NaOH反应,D错。2.(双选)已知葡萄糖能和银氨溶液反应生成银单质。在一个熟透的苹果切片上分别滴上一滴碘水和银氨溶液,颜色变化如图所示。根据这些实验现象,下列推断正确的是 (

)A.熟透的苹果中含有淀粉B.熟透的苹果中不含淀粉C.熟透的苹果中含有醇D.熟透的苹果中含有还原性的糖【解析】选A、D。滴加碘水后变蓝色,说明熟透的苹果中含有淀粉,A项正确,B项错误;滴加银氨溶液变黑色,说明有单质银生成,说明熟透的苹果中含有还原性的糖,C项错误,D项正确。【加固训练】1.葡萄糖是一种单糖的主要原因是 (

)A.在糖类结构中最简单B.在所有糖类中碳原子数最少C.分子中含有多个羟基D.不能水解生成更简单的糖【解析】选D。糖的分类是以能否水解及水解产物的多少进行划分的。不能水解成更简单的糖为单糖,能水解成更简单的糖为二糖或多糖。2.某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:下列结论正确的是 (

)A.淀粉尚有部分未水解B.淀粉已完全水解C.淀粉没有水解D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解【解析】选B。加碘水溶液不变蓝,说明溶液中无淀粉存在,完全水解。3.中国淀粉工业协会成立于1984年,是跨地区、跨部门的全国性行业组织,是由淀粉、淀粉糖、淀粉衍生物及为其服务的工业企事业单位、淀粉工业团体和有关部门自愿组成的非营利性社会组织,是经民政部批准的国家一级协会。以淀粉为基本原料可制备许多物质,如试回答下列问题:(1)反应①属于什么反应?写出反应的化学方程式。(2)反应⑤属于什么反应类型?(3)在加热条件下能否用银氨溶液鉴别葡萄糖和乙醇?(4)淀粉与纤维素是否互为同分异构体?为什么?纤维素能否发生上述过程?【解析】(1)