高中化学人教版必修第二册2026版步步高学习基础课时19 糖类

第四节基本营养物质基础课时19糖类学习目标1.知道糖类的组成、重要性质和主要用途。2.认识葡萄糖的分子结构,掌握葡萄糖、蔗糖和淀粉的特征反应。3.能够设计实验确认淀粉水解产物及水解程度。一、糖类的组成及分类1.营养物质(1)主要包括:糖类、蛋白质、油脂、维生素、无机盐和水。(2)人体必需的基本营养物质糖类、蛋白质、油脂。2.糖类糖类的化学组成大多符合Cn(H2O)m的通式,因此也被称为碳水化合物。3.糖的分类(1)分类依据:根据是否水解及水解产物的多少进行分类。(2)分类类别单糖二糖多糖特点不能水解为更简单的糖分子水解后能生成两分子单糖水解后能生成多分子单糖代表物葡萄糖、果糖蔗糖、麦芽糖、乳糖淀粉、纤维素代表物的分子式C6H12O6C12H22O11(C6H10O5)n相互关系同分异构体同分异构体不互为同分异构体1.下列有关糖类的说法正确的是()A.糖类都符合通式Cn(H2O)mB.糖类是人类维持生命的六大类营养素之一C.糖类物质都有甜味D.符合通式Cn(H2O)m的都是糖类答案B解析A项,不符合Cn(H2O)m这一通式的物质也可能属于糖类,如脱氧核糖C5H10O4、鼠李糖C6H12O5;B项,人体的六大营养物质是:水、无机盐、蛋白质、油脂、糖类和维生素,糖类是人类维持生命的营养素之一;C项,糖不一定有甜味,如多糖:淀粉、纤维素等;D项,糖类俗称碳水化合物,大都可用Cn(H2O)m来表示,但符合这一通式的不一定都是糖,如乙酸CH3COOH、甲醛(HCHO)、甲酸甲酯HCOOCH3[C2(H2O)2]等,故D项错误。2.下列关于糖类的说法正确的是()A.所有糖类都有甜味,且都能溶于水B.蔗糖、麦芽糖、乳糖都属于二糖,互为同分异构体C.淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,二者互为同分异构体D.摄入人体的纤维素在酶的催化作用下能水解为葡萄糖答案B解析糖类不一定有甜味,A错误;淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n,但分子式中的n不是确定值,二者分子式不同,不互为同分异构体,C错误;人体内无纤维素水解酶,纤维素在人体内不能水解为葡萄糖,D错误。3.现有下列物质:①纤维素、②甲酸甲酯(HCOOCH3)、③淀粉、④甲醛(HCHO)、⑤丙酸、⑥乙酸,其中符合Cn(H2O)m的组成且不属于糖类的是()A.①②④ B.②④⑥C.①⑤⑥ D.①③⑤答案B解析①纤维素属于多糖;②甲酸甲酯分子式为C2H4O2,可写作C2(H2O)2,但不属于糖类;③淀粉属于多糖;④甲醛分子式为CH2O,可写作C(H2O),但不属于糖类;⑤丙酸分子式为C3H6O2,不符合Cn(H2O)m组成;⑥乙酸分子式为C2H4O2,可写作C2(H2O)2,但不属于糖类;②④⑥符合题意。二、葡萄糖的结构及性质(一)知识梳理1.葡萄糖(1)物理性质及分子结构有甜味的无色晶体,能溶于水,其结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO。葡萄糖中含有羟基和醛基,所以具有两种官能团的共同性质。

(2)特征性质实验操作实验现象应用试管中出现砖红色沉淀均可检验葡萄糖的存在试管壁上形成光亮的银镜注意:上述两个反应均需要在碱性条件下进行,即制取氢氧化铜时,NaOH溶液必须过量;配制银氨溶液时,滴加氨水的量必须使沉淀恰好溶解。(二)互动探究葡萄糖具有还原性,能被新制的Cu(OH)2氧化,生成砖红色的Cu2O沉淀;能被银氨溶液氧化,生成光亮的银镜。根据对应实验回答问题:【问题讨论】问题1在2mL10%的NaOH溶液中滴加4~5滴5%的CuSO4溶液,二者恰好完全反应生成氢氧化铜吗?能否把几滴NaOH溶液滴入2mL5%CuSO4溶液中配制新制氢氧化铜?提示不能恰好反应,NaOH溶液过量。不能,因为反应混合液中保证NaOH过量,新制氢氧化铜与含有醛基的物质必须在碱性环境才能反应生成砖红色氧化亚铜。问题2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?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表现的性质,故乙醛也能与两者反应。问题3葡萄糖溶液能否使酸性KMnO4溶液褪色?提示葡萄糖溶液能使酸性KMnO4溶液褪色,因为酸性KMnO4溶液的氧化性比新制Cu(OH)2和银氨溶液都强,为强氧化剂。【探究归纳】1.葡萄糖的分子结构2.葡萄糖的化学性质(1)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。(2)葡萄糖分子中含有五个羟基①与金属钠反应:1mol葡萄糖与足量钠反应放出2.5molH2。②酯化反应:1mol葡萄糖能与5mol乙酸发生酯化反应。(3)完全氧化:C6H12O6(葡萄糖)+6O26CO2+6H2O。3.检验葡萄糖溶液的注意问题(1)银镜反应(碱性条件)①试管洁净;②银氨溶液应现用现配;③采用水浴加热;④不能振荡试管。(2)葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应(碱性条件)①Cu(OH)2悬浊液要现用现配;②配制时NaOH要过量,将少量CuSO4溶液滴到过量的NaOH溶液中,若CuSO4过多易形成黑色的CuO沉淀;③要用酒精灯加热至沸腾。1.已知葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,下列关于葡萄糖的性质叙述不正确的是()A.完全燃烧的产物是CO2和H2OB.在酸性条件下能用新制Cu(OH)2悬浊液检验尿液中是否含有葡萄糖C.葡萄糖分子中含有2种官能团D.等质量的葡萄糖和甲醛(HCHO)完全燃烧消耗氧气的量相同答案B解析A项,葡萄糖分子中只有C、H、O3种元素,完全燃烧的产物是CO2和H2O;B项,用新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖需在碱性环境下才能进行;C项,葡萄糖分子中含有羟基和醛基2种官能团;D项,葡萄糖和甲醛的最简式均为CH2O,因此等质量的葡萄糖和甲醛完全燃烧时的耗氧量相同。2.葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其对应的性质中不正确的是()A.葡萄糖在一定条件下能水解B.可与乙酸发生取代反应C.能发生银镜反应D.葡萄糖的分子式是C6H12O6答案A解析A项,葡萄糖是单糖,不能水解;B项,葡萄糖含有羟基,可与乙酸发生酯化反应(取代反应的一种);C项,含有醛基,能发生银镜反应;D项,由葡萄糖的结构简式可知,葡萄糖的分子式是C6H12O6。3.在试管中加入2mL10%CuSO4溶液,滴加5滴5%NaOH溶液,得到新制的Cu(OH)2,再加入2mL10%葡萄糖溶液,加热,未出现砖红色沉淀,下列对其原因的分析正确的是()A.葡萄糖的分子结构中不含能与新制的Cu(OH)2反应的官能团B.该反应需要在碱性条件下才能进行,而实验条件是酸性C.加热温度没有达到该反应所需要的范围D.所加葡萄糖溶液太少,导致反应现象不明显答案B解析葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应,不仅需要加热,还需要在碱性条件下才能进行。三、蔗糖、淀粉、纤维素的性质及其应用(一)知识梳理1.淀粉的特征反应:淀粉遇I2变蓝色。2.蔗糖、淀粉、纤维素的水解(1)蔗糖水解的化学方程式:C12(2)淀粉(或纤维素)的水解反应实验操作实验现象有砖红色沉淀生成实验结论淀粉水解生成葡萄糖,与新制的Cu(OH)2共热生成氧化亚铜(Cu2O)沉淀反应的化学方程式淀粉和纤维素所含的葡萄糖单元数n值不同,所以不属于同分异构体3.糖类在生产、生活中的应用(1)淀粉为人体提供能量淀粉在人体内的变化:淀粉葡萄糖CO2和H2O,同时放出能量,写出葡萄糖在人体内氧化的化学方程式:C6H12O6+6O26CO2+6H2O。(2)食草动物可以在体内消化和利用纤维素。人体内没有类似的纤维素水解酶,无法吸收和利用纤维素,食物中的纤维素能刺激肠道蠕动,有助于消化和排泄。(3)淀粉可以酿酒,写出葡萄糖生成酒精的化学方程式:C6H12O6葡萄糖2CH3CH(二)互动探究某实验小组,要检验淀粉的水解程度,设计以下实验操作过程:①取少量淀粉加水制成溶液;②加热(水浴);③加入碱液,中和至碱性;④加入银氨溶液;⑤加入几滴稀硫酸;⑥再加热;⑦加入几滴碘水。甲、乙、丙三个同学分别做了以下三个实验,回答下列问题。【问题讨论】问题1甲同学:①→⑤→②→③→④→⑥;现象:无银镜产生。甲同学的实验目的是什么?判断的依据是什么?提示证明淀粉还没开始水解,溶液中不存在能发生银镜反应的葡萄糖。问题2乙同学:①→⑤→②→③→④→⑥;现象:有银镜产生;①→⑤→②→⑦;现象:溶液变蓝。乙同学的实验目的是什么?判断的依据是什么?提示证明淀粉部分水解。有银镜产生,证明淀粉已经水解;水解液变蓝,证明淀粉还有剩余。问题3丙同学:①→⑤→②→⑦;根据什么现象可以证明淀粉已完全水解?判断的依据是什么?提示溶液不变蓝。淀粉已完全水解,加入碘水时溶液不变蓝。问题4某同学为了检验淀粉的水解情况,设计了如下三种实验方案:方案甲:淀粉溶液水解液溶液变蓝结论:淀粉未水解。方案乙:淀粉溶液水解液无银镜生成。结论:淀粉未水解。方案丙:淀粉溶液水解液中和液砖红色沉淀。结论:淀粉已完全水解。根据以上操作、现象判断结论是否正确?不正确的请说明原因。提示方案甲,加入碘水溶液变蓝,只能说明溶液还存在淀粉,不能证明淀粉未水解还是部分水解。方案乙,淀粉溶液中加入稀H2SO4,溶液呈酸性,加入银氨溶液,无银镜,因为酸性环境下,银氨溶液被破坏,无法发生银镜反应,因此无法判断淀粉是否发生水解。方案丙,加NaOH溶液中和了H2SO4后,再加新制Cu(OH)2溶液,加热出现砖红色沉淀,只能说明淀粉发生水解,无法证明淀粉完全水解。综上所述,三种方案都不正确。【探究归纳】1.糖类水解的条件及检验注意事项蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸做催化剂,并且水浴加热,检验时一般用银镜反应或与新制备的氢氧化铜反应,故需先用碱中和后再加入检验试剂。2.淀粉水解程度的判断检验步骤及结论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溶液不变蓝色出现银镜完全水解1.将蔗糖放入试管中,加水和稀硫酸振荡,水浴加热5min,取水解液3mL加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热后没有看到砖红色物质出现,这是因为()A.加热时间不够 B.蔗糖纯度不够C.Cu(OH)2的量不足 D.水解液未用碱液中和答案D解析蔗糖在稀硫酸的催化作用下水解,水解液中有H2SO4,使Cu(OH)2溶解,不能得到Cu2O沉淀,在加入新制Cu(OH)2悬浊液前,应用碱中和作催化剂的稀硫酸,并调至碱性环境。2.某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:下列结论中正确的是()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答案D解析淀粉为多糖,遇到碘变蓝色,淀粉在酸性环境下发生水解生成葡萄糖水解液,加入氢氧化钠溶液调节溶液呈碱性,再加入碘水,因为碘水能够与氢氧化钠反应,通过该实验不能判断溶液中是否含有淀粉;在碱性环境下加入新制备的氢氧化铜,产生砖红色沉淀,说明水解液中含有葡萄糖,说明淀粉已经水解,所以通过上述实验能够证明淀粉已经水解,但无法确定是否水解完全。3.以淀粉为基本原料可制备许多物质,如下列有关说法正确的是()A.反应②是水解反应B.反应⑤是取代反应C.反应①是氧化反应D.在加热条件下,可用银氨溶液鉴别葡萄糖和乙醇答案D解析反应②是分解反应,反应⑤是氧化反应,反应①是水解反应。A级合格过关练选择题只有1个选项符合题意(一)糖类的组成、结构及性质1.葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,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.加热条件下可与新制氢氧化铜反应D.可使小苏打溶液冒出气泡答案D解析葡萄糖含有羟基,故能与钠反应放出氢气,与乙酸发生酯化反应;含有醛基,加热条件下可与新制氢氧化铜反应;无羧基,所以不与NaHCO3反应,D错误。2.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.淀粉和纤维素答案D解析A项,葡萄糖和果糖的分子式相同,均是C6H12O6,但结构不同,属于同分异构体;B项,蔗糖和麦芽糖的分子式相同,均是C12H22O11,但结构不同,属于同分异构体;C项,甲醛和乙醛的结构相似,分子内都含有醛基,组成上相差一个CH2,属于同系物;D项,淀粉和纤维素均是多糖,属于高分子化合物,是混合物,既不是同分异构体,也不是同系物。3.下列有关糖类的说法错误的是()A.糖类在自然界中分布广泛,如粮食中的淀粉、植物茎叶中的纤维素B.单糖是分子组成简单的糖C.常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖D.在加热条件下,葡萄糖可与新制的氢氧化铜反应产生砖红色沉淀答案B解析常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖,C正确;葡萄糖分子中含有醛基,具有强还原性,在加热条件下,葡萄糖可与新制的氢氧化铜发生氧化反应而产生砖红色Cu2O沉淀,D正确。4.能与银氨溶液发生银镜反应,且其水解产物也能发生银镜反应的是()A.葡萄糖 B.蔗糖C.甲酸乙酯 D.淀粉答案C解析葡萄糖不能发生水解反应,A错误;蔗糖为非还原糖,不能发生银镜反应,水解产物为葡萄糖,能发生银镜反应,B错误;甲酸乙酯能发生银镜反应,水解产物为甲酸或甲酸盐和乙醇,甲酸或甲酸盐也能发生银镜反应,C正确;淀粉不能发生银镜反应,水解产物为葡萄糖,能发生银镜反应,D错误。5.已知苏糖的结构简式为,以下有关苏糖的说法不正确的是()A.苏糖能发生银镜反应B.苏糖属于单糖C.苏糖在一定条件下,能发生取代反应D.苏糖与葡萄糖互为同分异构体答案D解析苏糖含有醛基,能发生银镜反应;它是单糖,不能再水解;含有羟基,能发生取代反应;苏糖的分子式与葡萄糖不同,不互为同分异构体。6.从酿酒到饮酒,涉及多种化学反应。下列有关反应的化学方程式不正确的是()A.淀粉完全水解:2(C6H10O5)n+nH2OnC12H22O11B.葡萄糖发酵为酒精:C6H12O62CH3CH2OH+2CO2↑C.乙醇在人体中氧化为乙醛:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2OD.乙醛在人体中氧化为乙酸:2CH3CHO+O22CH3COOH答案A解析淀粉在酶的催化作用下完全水解生成葡萄糖。(二)葡萄糖、淀粉的特征反应7.青苹果汁遇碘水显蓝色,熟苹果汁能还原银氨溶液,这说明()A.青苹果中只含有淀粉而不含葡萄糖B.熟苹果中只含有葡萄糖而不含淀粉C.苹果转熟时淀粉水解为葡萄糖D.苹果转熟时葡萄糖聚合成淀粉答案C解析未成熟的苹果汁含有淀粉,淀粉遇到碘能够变蓝;苹果从青转熟时,淀粉水解生成单糖,成熟苹果的汁液中含有葡萄糖,葡萄糖含有醛基,能被新制的银氨溶液氧化,发生银镜反应。8.在烧杯中将适量淀粉溶液和淀粉酶混合,充分反应后,分别取少量液体与①碘水②新制的Cu(OH)2(加热)③BaCl2溶液混合,其现象依次是()A.显蓝色、没有砖红色沉淀产生、有沉淀产生B.不显蓝色、没有砖红色沉淀产生、有沉淀产生C.显蓝色、有砖红色沉淀产生、没有沉淀产生D.不显蓝色、有砖红色沉淀产生、有沉淀产生答案D解析在淀粉酶的作用下,淀粉水解生成葡萄糖,遇碘水不显蓝色;葡萄糖与新制的Cu(OH)2加热反应产生砖红色沉淀;淀粉酶是一种蛋白质,加入BaCl2溶液发生蛋白质的变性,有沉淀产生。9.A是面粉中的主要成分,C与E反应可生成F,D能与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀。下图是A、B、C、D、E、F等几种常见有机物之间的转化关系图。ABCDEF根据以上信息完成下列各题:(1)A的化学式为,B的名称为。

(2)F在稀硫酸中发生水解反应的化学方程式为

。

(3)E与小苏打溶液反应的化学方程式为

。

(4)其中能与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀的物质除D外还有(填字母)。

(5)钠与C的反应现象和钠与水的反应现象有哪些不同?为何会产生这些差异?答案(1)(C6H10O5)n葡萄糖(2)CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH(3)CH3COOH+NaHCO3CH3COONa+CO2↑+H2O(4)B(5)①反应剧烈程度不同,乙醇<水。原因:水分子中的H比乙醇分子中—OH中的H活泼;②钠浮在水面上,在乙醇中沉入底部。原因:密度:水>Na>乙醇解析面粉的主要成分是淀粉[(C6H10O5)n],淀粉水解的最终产物是葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO],葡萄糖在酒化酶的作用下发酵生成乙醇(CH3CH2OH),乙醇发生催化氧化反应生成乙醛(CH3CHO),乙醛氧化生成乙酸(CH3COOH)。乙酸与乙醇在浓硫酸的催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3),乙酸乙酯在稀硫酸催化下可发生水解,生成乙酸和乙醇。凡是含醛基(—CHO)的有机物都能与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,葡萄糖分子中含醛基。B级素养培优练10.木糖醇是一种理想的蔗糖替代品,它具有甜味足、溶解性好、防龋齿、适合糖尿病患者食用的优点。木糖醇是一种白色粉末状的晶体,分子式为C5H12O5,结构简式为CH2OH(CHOH)3CH2OH。下列有关木糖醇的叙述不正确的是()A.木糖醇与葡萄糖、果糖等一样,属于多羟基醛或酮,是一种单糖B.木糖醇可发生取代反应C.木糖醇是一种五元醇D.木糖醇是一种无糖型甜味剂答案A解析从给出的木糖醇的结构简式可知其分子式中只有羟基一种官能团,A错误。11.以玉米(主要成分是淀粉)为原料制备乙醇的流程如图所示:玉米C12H22O11葡萄糖乙醇下列说法正确的是()A.C12H22O11属于单糖B.可采用蒸馏的方法分离乙醇和水C.可用新制的Cu(OH)2检验淀粉是否完全水解D.葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇,该反应属于水解反应答案B解析C12H22O11为麦芽糖,属于二糖,A错误;乙醇和水的沸点不同,可通过蒸馏的方法分离,B正确;加入新制的Cu(OH)2加热生成砖红色沉淀,只能说明淀粉已经水解,但不能说明淀粉已完全水解,C错误;葡萄糖在酒化酶作用下分解生成乙醇和二氧化碳,D错误。12.现利用10%NaOH溶液、5%CuSO4溶液、10%蔗糖溶液和10%H2SO4溶液等进行如下实验:步骤1:用10%NaOH溶液、5%CuSO4溶液配制新制Cu(OH)2步骤2:向试管中加入1mL10%蔗糖溶液和5滴10%H2SO4溶液,加热。步骤3:取少量步骤2中的溶液,向其中加入足量的溶液X,再滴加少量新制Cu(OH)2加热,有砖红色沉淀生成。下列说法不正确的是()A.配制新制Cu(OH)2的方法是向足量5%CuSO4溶液中滴加少量10%NaOH溶液B.步骤2中加入H2SO4的目的是催化蔗糖的水解C.步骤3中的溶液X是NaOH溶液,目的是中和H2SO4,使溶液呈碱性D.步骤3所得砖红色沉淀是Cu2O答案A解析A项,配制新制氢氧化铜的方法是在试管里加入足量10%的氢氧化钠溶液,滴入少量的5%CuSO4,振荡即成;B项,蔗糖在酸性条件下发生水解反应生成葡萄糖,步骤2中加入的H2SO4的作用是催化剂;C项,检验葡萄糖中醛基之前,应加入碱溶液调节溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液,则溶液X是NaOH溶液,目的是中和H2SO4,使溶液呈