2024-2025学年高中化学专题4.2糖类含解析选修5

PAGEPAGE10专题02糖类一．基本养分物质二．糖类的分类、结构和性质1．分类及代表物代表物代表物分子式代表物间的关系单糖葡萄糖、果糖C6H12O6同分异构体双糖蔗糖、麦芽糖C12H22O11同分异构体多糖淀粉、纤维素(C6H10O5)n不属于同分异构体例1下列两种物质不属于同分异构体的是()A.淀粉纤维素 B.蔗糖麦芽糖C.正丁烷异丁烷 D.果糖葡萄糖【答案】A【解析】同分异构体特点：分子式相同结构不同，而淀粉和纤维素属于多糖，分子式不同，故A错误。2．单糖的结构①葡萄糖的结构简式为：，分子中含有的官能团有羟基(—OH)和醛基(—CHO)(填名称和简式)。②果糖的结构简式为：，含有的官能团有羟基(—OH)和羰基()。3．糖类的化学性质⑴葡萄糖和果糖①分子结构葡萄糖的结构简式为或CH2OH(CHOH)4CHO，官能团有—OH和—CHO(醛基)。果糖的结构简式为，官能团有—OH和(羰基)。葡萄糖和果糖的分子式都为C6H12O6，但结构不同，它们互为同分异构体。②物理性质：葡萄糖是一种白色晶体，有甜味，能溶于水。③葡萄糖的特征反应a与新制的Cu(OH)2反应反应条件：加热至沸腾。反应现象：产生砖红色沉淀。该反应常用于医疗上检验糖尿病患者的尿中葡萄糖的含量。b银镜反应反应条件：碱性条件、水浴加热。反应现象：试管内壁产生光亮的银镜。例2下列关于检验某病人尿糖的做法中正确的是()A．取尿样，加入新制Cu(OH)2，视察发生的现象B．取尿样，加入过量稀H2SO4，再加入新制Cu(OH)2，视察发生的现象C．取尿样，加入新制Cu(OH)2，煮沸，视察发生的现象D．取尿样，加入Cu(OH)2固体，煮沸，视察发生的现象【答案】C【解析】葡萄糖可与新制Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀，或在碱性条件下与银氨溶液共热析出银。例3某学生做葡萄糖的还原性试验，将4mL0.5mol·L－1的CuSO4溶液和4mL0.5mol·L－1的NaOH溶液混合后，滴入1.0mL的10%的葡萄糖，加热煮沸，结果没有看到砖红色沉淀生成。这是因为()A.葡萄糖浓度太大 B.加热时间不够C.CuSO4溶液的量不够 D.NaOH溶液的量不够【答案】D【解析】，NaOH的量不足，故看不到砖红色沉淀生成。⑵蔗糖和麦芽糖分子式都是C12H22O11，但分子结构不同，它们的水解产物也不同，两者互为同分异构体。水解反应的化学方程式分别为：C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))C6H12O6＋C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))2C6H12O6麦芽糖葡萄糖[特殊提示]因为相同的分子式或通式可以代表不同物质，所以用分子式或通式书写糖类的化学方程式时，要标明糖类物质的名称，以示区分。⑶淀粉和纤维素①分子组成：淀粉和纤维素的分子式都为(C6H10O5)n。②水解反应的化学方程式为(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))nC6H12O6。淀粉(或纤维素)葡萄糖③淀粉的特征反应：淀粉遇碘(I2)变蓝，可用于验证淀粉的存在。例4某同学为了检验淀粉的水解状况，设计了如下三个试验方案：方案甲：淀粉溶液eq\o(→,\s\up7(稀硫酸),\s\do5(△))水解液eq\o(→,\s\up7(过量NaOH溶液))中和液eq\o(→,\s\up7(碘水))溶液未变蓝结论：淀粉全部水解方案乙：淀粉溶液eq\o(→,\s\up7(稀硫酸),\s\do5(△))水解液eq\o(→,\s\up7(银氨溶液))无银镜生成结论：淀粉未水解方案丙：淀粉溶液eq\o(→,\s\up7(稀硫酸),\s\do5(△))水解液eq\o(→,\s\up7(过量NaOH溶液))中和液eq\o(→,\s\up7(新制的氢氧化铜悬浊液，加热))红色沉淀结论：淀粉已完全水解依据以上操作、现象推断结论是否正确，若不正确，请说明缘由。【答案】(1)甲不正确。缘由是I2与溶液中过量的NaOH反应，无法检验淀粉存在与否。(2)乙不正确。缘由是未中和水解液的酸性，不能检测出葡萄糖是否存在。(3)丙不正确。缘由是只证明淀粉发生了水解，是否完全水解还需检验淀粉是否存在。【解析】淀粉水解程度的推断，应留意检验产物中是否生成了葡萄糖，同时还要确定淀粉是否还存在，另外应特殊留意，检验葡萄糖前要中和水解液的酸性。三．糖类在生产、生活中的应用糖类既是人类的基本养分物质，又是重要的工业原料。【拓展延长】糖类的水解1．试验探究试验步骤取1mL20%的蔗糖溶液，加入3～5滴稀硫酸。水浴加热5min后取少量溶液，加氢氧化钠溶液，调溶液pH至碱性，再加入少量新制的氢氧化铜，加热3～5min，视察现象并说明其缘由现象产生砖红色沉淀说明蔗糖(C12H22O11)分子中不含醛基。蔗糖溶液加酸并加热后，水解产物中有葡萄糖生成结论双糖、多糖可以在稀酸的催化作用下水解，最终生成葡萄糖或果糖。C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))C6H12O6＋C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化剂))nC6H12O6淀粉(或纤维素)葡萄糖[特殊提示]与银氨溶液反应析出银(银镜反应)，或与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀是醛基(—CHO)官能团的特征反应。2．淀粉水解程度的推断淀粉的特征反应是其在常温下遇碘(I2)变蓝，淀粉水解一般是在H2SO4的催化作用下，其产物为葡萄糖。利用淀粉和葡萄糖的特征反应可以推断淀粉的水解程度。(1)反应条件：银镜反应、含醛基物质与新制的Cu(OH)2的反应必需在碱性条件下进行，即要先用碱液中和水解液中作催化剂的H2SO4；而淀粉与碘水的反应则不能在碱性条件下进行，因为I2遇碱会发生反应生成含碘化合物，含碘化合物不能使淀粉变蓝色。(2)推断水解程度所依据的现象①尚未水解：加银氨溶液无银镜生成。②部分水解：加银氨溶液有银镜生成，加碘水变蓝。③完全水解：加碘水不变蓝。【升华】糖类水解及其产物检验的一般试验步骤糖类eq\o(→,\s\up14(稀H2SO4),\s\do15(水浴加热))水解液eq\o(→,\s\up14(加NaOH溶液),\s\do15(至溶液呈碱性))eq\o(→,\s\up14(加银氨溶液或),\s\do15(新制CuOH2，悬浊液共热))得出结论说明：加NaOH溶液的目的除去作催化剂的H2SO4，使溶液呈弱碱性。例5下列说法不正确的是()A．蔗糖不是淀粉的水解产物B．蔗糖与麦芽糖互为同分异构体C．蔗糖和它的水解产物都能发生银镜反应D．麦芽糖的水解产物能与新制的Cu(OH)2悬浊液发生反应【答案】C【解析】蔗糖是自然界产生的，淀粉水解不能产生蔗糖，A项正确。B项正确。蔗糖的水解产物(葡萄糖和果糖)能发生银镜反应，但蔗糖本身不能发生银镜反应，C项错误。麦芽糖的水解产物是葡萄糖，能与新制的Cu(OH)2悬浊液发生反应，正确。【拓展延长】1．葡萄糖的性质反应类型试剂或条件表现性质的官能团加成反应H2/Ni醛基氧化反应银氨溶液新制Cu(OH)2悬浊液使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色生理氧化—酯化反应与乙酸等羟基有关化学方程式：CH2OH(CHOH)4CHO＋H2eq\o(→,\s\up8(Ni),\s\do7(△))CH2OH(CHOH)4CH2OHCH2OH(CHOH)4CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up8(△))CH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2OCH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up8(△))CH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2OC6H12O6＋6O2eq\o(→,\s\up8(肯定条件))6CO2＋6H2O2．工业制备葡萄糖和酒精(1)工业制葡萄糖(2)葡萄糖发酵生成酒精C6H12O6eq\o(→,\s\up8(淀粉酶))2C2H5OH＋2CO2↑转化关系：3．葡萄糖分子结构的确定方法——试验法步骤试验事实结论①1.8g葡萄糖完全燃烧只得到2.64gCO2和1.08gH2O试验式为CH2O②葡萄糖的相对分子质量为180分子式为C6H12O6③肯定条件，1mol葡萄糖与1mol氢气加成生成己六醇葡萄糖分子中含有一个双键且分子为直链化合物④能发生银镜反应分子中含有—CHO⑤肯定条件下，1.8g葡萄糖完全酯化，参与反应的乙酸的物质的量为0.05mol葡萄糖分子中有5个—OH，且分别在5个碳原子上4．淀粉水解程度的试验设计(1)试验步骤eq\a\vs4\al(淀粉,溶液)eq\o(→,\s\up8(稀硫酸),\s\do7(微热))水解液eq\o(→,\s\up8(NaOH溶液))中和液eq\o(→,\s\up8(银氨溶液),\s\do7(水浴加热))现象A现象B(2)试验现象及结论现象A现象B结论①未出现银镜溶液变蓝色淀粉尚未水解②出现银镜溶液变蓝色淀粉部分水解③出现银镜溶液不变蓝色淀粉完全水解典例6为检验淀粉水解的状况，进行如图所示的试验，试管甲和丙均用60～80℃的水浴加热5～6min，试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续试验。试验1：取少量甲中溶液，加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，没有砖红色沉淀出现。试验2：取少量乙中溶液，滴加几滴碘水，溶液变为蓝色，但取少量甲中溶液做此试验时，溶液不变蓝色。试验3：取少量丙中溶液加入NaOH溶液调整至碱性，再滴加碘水，溶液颜色无明显改变。(1)写出淀粉水解的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)设计甲和乙是为了探究________对淀粉水解的影响，设计甲和丙是为了探究________对淀粉水解的影响。(3)试验1失败的缘由是________________________________________________________________________________________________________。(4)试验3中溶液的颜色无明显改变的缘由是__________________。(5)下列结论合理的是________(填字母)。a．淀粉水解须要在催化剂和肯定温度下进行b．欲检验淀粉是否完全水解，最好在冷却后的水解液中干脆加碘c．欲检验淀粉的水解产物具有还原性，应先在水解液中加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸至溶液呈碱性，再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热d．若用唾液代替稀硫酸，则试验1可能出现预期的现象【答案】(1)(2)温度催化剂(3)没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸(4)氢氧化钠与碘反应(5)abcd【解析】(1)淀粉在酸性条件下，最终水解生成葡萄糖，化学方程式是(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up8(H＋))nC6H12O6；(2)甲与乙的反应物均相同，但甲加热，乙未加热，所以甲乙试验是探究温度对淀粉水解的影响；甲中有稀硫酸，而丙中无稀硫酸，所以甲、丙是探究催化剂对淀粉水解的影响；(3)淀粉水解生成的葡萄糖是在酸性条件下，而加入新制氢氧化铜悬浊液产生砖红色沉淀时应在碱性条件下，所以应先加入氢氧化钠中和酸后，再加入氢氧化铜悬浊液，所以试验1无现象；(4)加入的碘与氢氧化钠反应，导致碘无法与淀粉反应，所以溶液颜色改变不明显；(5)a.依据试验可知淀粉水解须要在催化剂和肯定温度下进行，正确；b.因为碘易升华，所以冷却后加入碘，可推断淀粉是否完全水解，正确；c.欲检验淀粉的水解产物具有还原性，应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性，再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热，依据砖红色沉淀的产生推断产物的还原性，正确；d.唾液中含有淀粉酶，且为中性，淀粉在淀粉酶的作用下水解为葡萄糖，所以可用唾液代替稀硫酸进行试验1，可达到预期的现象，正确，答案选abcd。课后练习：1．下列各糖能发生水解，且属于还原性糖的是()A．葡萄糖 B．蔗糖C．麦芽糖 D．纤维素【答案】C【解析】选项中所给的能水解的糖是蔗糖、麦芽糖和纤维素，其中麦芽糖分子中含有，属于还原性糖。2．通过试验来验证淀粉水解可生成还原性糖，其试验包括下列一些操作过程，这些操作过程的正确排列依次是()①取少量淀粉加水配成溶液②加热③加入碱液至溶液呈碱性④加入新制的Cu(OH)2悬浊液⑤加入几滴稀H2SO4⑥再加热A．①②⑤⑥④③ B．①⑤②④⑥③C．①⑤②③④⑥ D．①⑥④⑤③②【答案】C【解析】验证淀粉水解可生成还原性糖的试验，大体可分以下两步：第一步是先使淀粉水解(稀H2SO4作催化剂)；其次步是验证淀粉的水解产物为还原性的糖[加新制Cu(OH)2悬浊液前要先加过量的NaOH溶液，以中和稀H2SO4。3．下列关于糖类的说法正确的是()A．糖类物质的组成都符合Cm(H2O)nB．单糖就是分子组成简洁的糖C．含有醛基的糖就是还原性糖D．淀粉、纤维素都是多糖，其分子式相同【答案】C【解析】A项不正确，因为脱氧核糖的分子式为C5H10O4，不符合Cm(H2O)n；B项不正确，糖的分类是依据能否水解以及水解生成单糖的数目分为单糖、低聚糖和多糖；C项正确，还原性糖和非还原性糖的区分就在于分子结构中是否含有醛基；D项不正确，淀粉、纤维素都是多糖，都可用通式(C6H10O5)n表示，但n值不同，分子式不同。4．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．两者都是六碳糖 D．葡萄糖比果糖要甜【答案】D【解析】葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6，但前者是多羟基醛，后者是多羟基酮，两者结构不同，互为同分异构体；葡萄糖和果糖都易溶于水，且都具有甜味，但果糖比葡萄糖甜得多，在糖类中，果糖是最甜的糖。5．下列各项中的两种物质既不是同分异构体，也不是同系物的是()A．葡萄糖和果糖 B．蔗糖和麦芽糖C．甲醛和乙醛 D．葡萄糖和蔗糖【答案】D【解析】A项和B项中的物质的分子式分别相同，但结构式不同，属于同分异构体。C项中的甲醛和乙醛结构相像，分子内都含有醛基，组成上相差一个CH2，属于同系物。6．下列说法中错误的是()A．通常蔗糖和淀粉都不显还原性B．用大米酿的酒在肯定条件下密封保存，时间越长越香醇C．纤维素、蔗糖、葡萄糖和脂肪在肯定条件下都可发生水解反应D．纤维素分子是由葡萄糖单元组成的，可以表现出一些多元醇的性质【答案】C【解析】纤维素、蔗糖和脂肪在肯定条件下均能发生水解反应，但葡萄糖不能，故C错。7．下列有关淀粉和纤维素两种物质的说法正确的是()A．二者都能水解，水解的最终产物不相同B．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C．它们都属于糖类，且都是高分子化合物D．都可用(C6H10O5)n表示，但淀粉能发生银镜反应而纤维素不能【答案】C【解析】淀粉、纤维素都属于多糖，它们在肯定条件下均能水解，最终产物均为葡萄糖；二者的组成都可用(C6H10O5)n表示，所以二者分子中C、H、O的质量分数相同，但