(共57张PPT)
第2章
第1课时 醛和酮
内容索引
01
02
课前篇 素养初探
课堂篇 素养提升
素养目标
1.了解醛和酮的同分异构现象,能对醛和酮进行命名,了解常见的几种简单的醛和酮的结构、物理性质和用途,培养科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
2.了解醛、酮的结构特点和异同,能够预测醛、酮可能发生的化学反应及它们在化学性质上的异同。理解醛、酮的主要化学性质,并从反应条件、生成物种类等角度对比醛、酮性质上的差异,知道醛、酮与羧酸、醇等烃的衍生物之间的相互转化,能以醛、酮为实例说明有机化合物分子中基团之间存在的相互影响,培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
课前篇 素养初探
知识铺垫
1.乙醛可通过乙醇催化氧化得到,该反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O,乙醛分子中的官能团名称为醛基,其结构式为 。
必备知识
一、常见的醛、酮
1.醛和酮的结构
醛和酮的分子中都含有羰基( )。
(1)醛:羰基碳原子分别与氢原子和烃基(或氢原子)相连,醛的官能团名称为醛基( 或—CHO)。
(2)酮:羰基碳原子与两个烃基相连,烃基可以相同,也可以不同。酮的官能团名称为酮羰基( )。
2.饱和一元醛和饱和一元酮
(1)通式:CnH2nO。
(2)关系:碳原子数相同的饱和一元醛和一元酮互为同分异构体。
(3)醛、酮的命名
3.常见的醛、酮
名称 结构简式 状态 气味 溶解性 用途
甲醛 HCHO 气体 强烈刺激性气味 易溶于水 制酚醛树脂、脲醛树脂
乙醛 CH3CHO 液体 刺激性气味 易溶于水 —
苯甲醛 液体 苦杏仁气味,工业上称 苦杏仁油 — 制造染料、香料的重要中间体
丙酮 液体 特殊气味 与水以任意比互溶 有机溶剂、有机合成原料
二、醛、酮的化学性质
1.羰基的加成反应
(1)乙醛的加成反应
(2)丙酮的加成反应
2.醛、酮的氧化反应
(1)醛能够被氧气氧化,也能被弱氧化剂银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液氧化。
(2)酮对一般的氧化剂比较稳定,只能被很强的氧化剂氧化。
3.醛、酮的还原反应
【微思考1】醛类能否使酸性KMnO4溶液褪色
提示 醛类物质中含有醛基,可被弱的氧化剂银氨溶液和新制Cu(OH)2悬浊液氧化,也可以被强氧化剂酸性KMnO4溶液氧化,因此可使酸性KMnO4溶液褪色。
【微思考2】甲醛被银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液充分氧化,可得到什么产物
提示 可得到CO2和H2O。HCHO被氧化先生成HCOOH,HCOOH分子中仍含有醛基,可继续被氧化生成H2CO3,H2CO3不稳定,分解生成H2O和CO2。
自我检测
1.判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1) 属于醛。( )
(2)常温下甲醛和乙醛都是无色液体,不溶于水。( )
(3)乙醛既能发生氧化反应又能发生还原反应。( )
(4)甲醛的水溶液称为福尔马林,可用于浸制生物标本。( )
(5)1 mol HCHO与足量银氨溶液充分反应,可生成4 mol Ag。( )
√
×
√
√
√
2.对于丙烯醛CH2==CHCHO的性质叙述错误的是( )
A.能使溴水褪色
B.能与新制Cu(OH)2悬浊液反应
C.与足量的氢气反应生成1-丙醇
D.不能发生银镜反应
答案 D
解析 含有碳碳双键和醛基的有机化合物都可以使溴水褪色,故A正确;含有醛基的有机化合物能与新制氢氧化铜悬浊液反应,故B正确;CH2==CHCHO与足量的氢气加成后生成1-丙醇,故C正确;丙烯醛含有醛基,能发生银镜反应,故D错误。
课堂篇 素养提升
探究一
醛、酮的结构
问题探究
1.根据丙醛和丙酮的球棍模型,分析醛和酮在结构上各有什么特点。
提示 醛与酮结构中都存在着羰基,醛的官能团是醛基(—CHO),酮的官能团是酮羰基[ ]。
2.分子式为C5H10O且属于醛或酮的同分异构体有多少种
提示 (1)醛类碳链异构的写法:
C5H10O可写成C4H9—CHO,C4H9—的碳链异构体数目即分子式为C5H10O的醛类同分异构体的数目,C4H9—的碳链异构体有四种,则分子式为C5H10O的醛类同分异构体有4种。
(2)酮类碳链异构的写法:
深化拓展
醛、酮形成同分异构体的规律
根据醛、酮的官能团可知,饱和的一元脂肪醛和饱和的一元脂肪酮分子式的通式相同,那么它们在碳原子数相同时,相互之间属于同分异构体。醛和酮之间形成的同分异构现象称为官能团类型异构。分子中含4个及4个碳以上的醛,可以出现碳骨架异构。
醛可以用R—CHO来表示,因此烃基R—有几种不同的结构,则醛(R—CHO)就有几种因碳骨架异构所形成的同分异构体。
饱和一元脂肪醛的官能团异构除了同碳原子数的饱和一元脂肪酮外,还有同碳原子数的脂肪烯醇和烯醚。例如,丙醛(CH3CH2CHO)的同分异构体有丙酮(CH3COCH3)、丙烯醇( )、甲基乙烯基醚( )。
素能应用
典例1有机化合物A的碳骨架结构为 ,已知立方烷(C8H8)与
互为同分异构体,请写出与有机化合物A互为同分异构体、含有苯环且属于醛类的结构简式: 。
规律方法书写同分异构体的常见题型:①限定范围书写或补写,须看清解题范围;②判断是否为同分异构体,看分子式相同,结构不同的物质;③同分异构体数目的确定。近几年侧重于按要求写符合题意的化合物结构,侧重于考查官能团类型异构和官能团位置异构。
变式训练1已知戊基共有8种结构,不必试写,立即可断定分子式为C6H12O的醛应有( )
A.6种 B.7种 C.8种 D.9种
答案 C
探究二
醛、酮的加成反应
问题探究
1.醛和酮分子中都含有羰基,羰基中碳原子有没有饱和
提示 羰基上有双键,因此羰基上的碳原子没有饱和。
2.羰基上的电荷的分布情况是怎样的
提示 羰基上氧原子的得电子能力大于碳原子,因此羰基上的电荷的分布为
3.说一说羰基与极性试剂的加成原理。
提示 加成原理是羰基上带正电荷的部分加上了极性试剂中带负电荷的部分,羰基上带负电荷的部分加上了极性试剂中带正电荷的部分。
深化拓展
羰基的加成反应
素能应用
答案 (1)HCHO CH3CH2CHO (2)消去
加成 消去
方法技巧读懂题给信息,理解信息反应的机理,熟悉有关转化关系发生的条件并结合所学知识进行类比、模仿是解题的关键。
变式训练2已知醛或酮可与格氏试剂(R'MgX)发生反应,所得产物经水解可得醇:
若用此种方法制取HOC(CH3)2CH2CH3,可选用的醛或酮与格氏试剂是( )
A.HCHO与CH3CH2CH(CH3)MgX
B.CH3CH2CHO与CH3CH2MgX
C.CH3CHO与(CH3)2CHMgX
D.CH3COCH3与CH3CH2MgX
答案 D
探究三
醛、酮的氧化反应
问题探究
在一支洁净的试管中,加入1 mL 2%的AgNO3溶液,边振荡边滴加2%的氨水,直至最初产生的沉淀恰好消失,便得到银氨溶液。银氨溶液与乙醛的反应需要在60~70 ℃的水浴中进行。
1.写出整个反应过程的实验现象。
提示 向试管a中滴加氨水,现象是先出现白色沉淀后变澄清,c中水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层光亮的银镜。
2.写出反应过程中的化学方程式。
提示 ①AgNO3+NH3·H2O==AgOH↓(白色)+NH4NO3
②AgOH+2NH3·H2O== [Ag(NH3)2]OH+2H2O
③CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH 2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
深化拓展
1.醛、酮的氧化反应
(1)醛、酮都能发生氧化反应。醛相对酮更容易被氧化,甚至一些弱氧化剂如银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等也能将醛氧化,只有很强的氧化剂才能氧化酮,利用这一性质差异,可以用来鉴别醛和酮。
(2)醛与银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液反应时,要在碱性环境中进行。
2.醛基的检验
(1)能和银氨溶液发生银镜反应
实验中注意的事项:
(2)与新制Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀
实验中注意的事项:
①Cu(OH)2悬浊液要新制备的;
②制备Cu(OH)2悬浊液是在NaOH溶液中滴加少量CuSO4溶液,应保持碱过量;
③加热时须将混合溶液加热至沸腾。
3.醛与新制Cu(OH)2反应或发生银镜反应的定量关系
(2)甲醛发生氧化反应时,可理解为
所以,甲醛分子相当于有2个—CHO,当与足量新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应时,可存在如下量的关系:
1 mol HCHO~4 mol Cu(OH)2~2 mol Cu2O;
1 mol HCHO~4 mol [Ag(NH3)2]OH~4 mol Ag。
4.醛的转化关系
素能应用
典例3已知柠檬醛的结构简式为 ,根据已有知识判断下列说法不正确的是( )
A.它可使酸性KMnO4溶液褪色
B.它可以与溴发生加成反应
C.它可以发生银镜反应
D.它被催化完全加氢后的产物的分子式为C10H20O
答案 D
解析 柠檬醛的分子结构中有碳碳双键和醛基,这两种官能团都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;碳碳双键可与溴发生加成反应,B正确;醛基在一定条件下可以发生银镜反应,C正确;柠檬醛与氢气完全加成后的产物的分子式应为C10H22O,D不正确。
规律方法判断一种陌生物质的性质,应首先分析该物质中所含有的官能团,综合官能团的性质,确定该物质的性质。
变式训练3某醛的结构简式为
(CH3)2C==CHCH2CH2CHO。
(1)可用银镜反应来检验分子中的醛基,发生反应的化学方程式为 。
(2)检验分子中碳碳双键的方法是 ,检验碳碳双键时发生反应的化学方程式为 。
答案 (1)(CH3)2C==CHCH2CH2CHO+2[Ag(NH3)2]OH 2Ag↓+3NH3+
(CH3)2C==CHCH2CH2COONH4+H2O
(2)用银氨溶液氧化—CHO后,调pH至酸性后再加入溴水,看溴水是否褪色 (CH3)2C==CHCH2CH2COOH+Br2→
解析 (1)加入银氨溶液后,水浴加热有银镜生成,可证明有醛基,反应的化学方程式为(CH3)2C==CHCH2CH2CHO+2[Ag(NH3)2]OH 2Ag↓+3NH3+
(CH3)2C==CHCH2CH2COONH4+H2O。
(2)检验碳碳双键,可用溴水,但醛基也可与溴水发生氧化反应而使溴水褪色,则应先加入银氨溶液氧化—CHO后,调pH至酸性后再加入溴水,看溴水是否褪色,反应的化学方程式为(CH3)2C==CHCH2CH2COOH+Br2→
。
素养脉络
随堂检测
1.下列说法正确的是( )
A.甲醛、乙醛、丙醛通常情况下都是液体
B. 是乙醛的同系物
C.可用浓盐酸洗去银镜反应实验生成的银镜
D.1 mol 最多能与5 mol H2发生反应
答案 D
解析 甲醛在通常情况下是气体,A项错误; 不是乙醛的同系物,B项错误;银镜反应实验生成的银镜可用稀硝酸洗去,Ag和盐酸不反应,C项错误。
2.某同学进行乙醛还原性的实验,取1 mol·L-1的硫酸铜溶液2 mL和0.4 mol·L-1的氢氧化钠溶液4 mL,在一个试管里混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液加热至沸腾,无砖红色沉淀,实验失败的原因是( )
A.氢氧化钠的量不够 B.硫酸铜的量不够
C.乙醛溶液太少 D.加热时间不够
答案 A
3.萜类化合物广泛存在于动植物体内,关于下列萜类化合物的说法正确的是( )
A.a和b都属于苯的同系物
B.a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上
C.a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色
D.b和c均能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀
答案 C
解析 a中没有苯环,b中含有氧元素,所以a、b都不属于苯的同系物,A错误;a、c分子中均含有多个饱和碳原子,所以这两个分子中所有碳原子不可能处于同一平面内,B错误;a分子中有2个碳碳双键,b分子中苯环上连有甲基,c分子中有醛基,都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以C正确;b分子中没有醛基,所以b不能与新制的氢氧化铜悬浊液反应,D错误。
4.(2020安徽合肥高二检测)3 g某一元醛和足量的银氨溶液反应,析出43.2 g Ag,则该醛为( )
A.甲醛 B.乙醛 C.丙醛 D.丁醛
答案 A
5.(1)做乙醛被新制氢氧化铜悬浊液氧化的实验时,下列各步操作中:
①加入0.5 mL乙醛溶液;②加入10%的氢氧化钠溶液2 mL;③加入2%的CuSO4溶液5~6滴;④加热试管。正确的顺序是 。
(2)实验室配制少量银氨溶液的方法是:先向试管中加入 ,然后 ,
发生反应的离子方程式为 、 ,
向银氨溶液中滴加少量的乙醛, ,片刻后即可在试管内壁形成银镜,发生反应的化学方程式为 。
答案 (1)②③①④ (2)AgNO3溶液 边振荡边滴加稀氨水至最初产生的沉淀恰好消失
Ag++NH3·H2O==AgOH↓+N AgOH+2NH3·H2O== [Ag(NH3)2]++OH-+2H2O 振荡后将试管放在热水浴中温热 CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
解析 (1)做该实验时,应将少量CuSO4溶液滴入NaOH溶液中得新制Cu(OH)2悬浊液,然后加入乙醛溶液,并用酒精灯加热至沸腾,即可产生砖红色Cu2O沉淀。
(2)要掌握银氨溶液的配制方法,并能正确书写发生反应的离子方程式或化学方程式。(共53张PPT)
第2章
第2课时 糖类和核酸
内容索引
01
02
课前篇 素养初探
课堂篇 素养提升
素养目标
1.了解糖的分类,能够列举出常见的单糖、双糖和多糖;了解糖类的组成和结构特点,培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.了解葡萄糖、果糖、麦芽糖具有还原性,双糖、多糖能水解成单糖,培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
3.结合糖类物质之间的转化,说明糖类与生命活动的关系,培养科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
课前篇 素养初探
知识铺垫
1.葡萄糖的分子式为C6H12O6,结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,分子中含有的官能团名称为羟基、醛基。
2.蔗糖和麦芽糖的分子式均为C12H22O11,二者属于同分异构体,均可发生水解反应。
3.淀粉和纤维素完全水解都可以得到葡萄糖。
必备知识
一、糖类概述
1.定义
分子中有两个或两个以上羟基的醛或酮以及水解后可以生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。
2.分类
(1)单糖:不能水解为更小糖分子的糖类,如葡萄糖和果糖。
(2)双糖:1 mol能水解成2 mol单糖的糖类叫作双糖,双糖又称二糖,如蔗糖和麦芽糖。
(3)低聚糖:1 mol水解后能产生2~10 mol单糖的糖类。
(4)多糖:1 mol能水解产生n mol(n>10)单糖的糖类,如淀粉和纤维素。
二、单糖
1.葡萄糖
(1)物理性质:能溶于水,有甜味。
(2)化学性质:
2.果糖
(1)分子式:C6H12O6,与葡萄糖互为同分异构体。
(2)结构简式:
(3)甜度:自然界中甜度最高的单糖。
三、双糖
1.蔗糖和麦芽糖的比较
双糖名称 蔗糖 麦芽糖
相同点 组成 分子式都为C12H22O11,互为同分异构体
类别 都属于双糖,每摩尔水解后生成两摩尔单糖
溶解性 都易溶于水
甜味 都具有甜味(蔗糖更甜)
双糖名称 蔗糖 麦芽糖
不同点 官能团 无醛基(非还原性糖) 有醛基(还原性糖)
化学 性质 不能发生银镜反应,不能被新制氢氧化铜悬浊液氧化 能发生银镜反应,能被新制氢氧化铜悬浊液氧化
水解 产物 葡萄糖和果糖 只有葡萄糖
来源 甘蔗和甜菜含量最多 淀粉在酶作用下的水解产物
2.水解反应的化学方程式
四、多糖
1.淀粉
(1)分子通式:(C6H10O5)n。
(2)水解反应:
葡萄糖在酒化酶的作用下产生乙醇:C6H12O6 2CH3CH2OH+2CO2↑。
(3)特征反应:淀粉遇到碘溶液显蓝色,利用这一特性可以检验淀粉的存在。
2.纤维素
(1)分子通式:(C6H10O5)n或[C6H7O2(OH)3]n。
(2)官能团:1个葡萄糖单元(C6H10O5)中含3个醇羟基。
(3)酯化反应:
①制纤维素硝酸酯(俗称硝酸纤维)。
②制纤维素乙酸酯(俗称醋酸纤维)。
五、五碳醛糖与核酸
1.五碳醛糖
核糖(C5H10O5)和脱氧核糖(C5H10O4)是单糖中两种重要的五碳醛糖,链式核糖的结构简式为 ,链式脱氧核糖的结构简式为 。
2.核酸
DNA是遗传信息的储存物质,RNA则称作“遗传信使”,参与遗传信息的传递和表达。
【微思考1】淀粉和纤维素的通式均为(C6H10O5)n,二者是否互为同分异构体
提示 不是。
【微思考2】糖类是否都具有甜味 具有甜味的物质是否就是糖类
提示 糖类不一定具有甜味,如多糖(淀粉、纤维素)都没有甜味;有甜味的物质也不一定是糖类,如甘油等。
【微思考3】糖类也称为碳水化合物,是否糖类都符合通式Cn(H2O)m 符合通式Cn(H2O)m的物质是否都是糖类
提示 不是所有的糖类都符合通式Cn(H2O)m,如脱氧核糖分子式为C5H10O4。符合通式Cn(H2O)m的物质也不一定是糖类,如HCHO、CH3COOH都符合通式Cn(H2O)m,但都不是糖类。
自我检测
1.判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)糖类都是高分子化合物。( )
(2)蔗糖是双糖,它的相对分子质量是单糖葡萄糖的二倍。( )
(3)葡萄糖水解可生成乙醇。( )
(4)蔗糖和麦芽糖均能水解,其水解产物都是葡萄糖。( )
(5)淀粉、纤维素均为天然高分子化合物,且二者所含元素种类相同。( )
×
×
×
×
√
2.核糖是核酸的重要组成部分,某核糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,下列关于该核糖的叙述正确的是( )
A.与葡萄糖互为同分异构体
B.可与新制的Cu(OH)2悬浊液作用生成砖红色沉淀
C.不能发生取代反应
D.可以使紫色的石蕊溶液变红
答案 B
解析 根据题给核糖的结构简式可知其分子式为C5H10O5,而葡萄糖的分子式为C6H12O6,故二者既不互为同分异构体,也不互为同系物,A错误;因其分子中有—CHO,故能与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,B正确;该核糖分子中含有羟基,能发生取代反应,C错误;该核糖不能使石蕊溶液变红,D错误。
课堂篇 素养提升
探究一
糖类的结构、性质和代表物
问题探究
实验:①将碘水滴在切开的生苹果上,苹果变蓝。
②向新制的氢氧化铜悬浊液中加入熟苹果汁,加热至沸腾,产生砖红色沉淀。
1.上面的实验现象说明苹果中含有什么物质
提示 碘水滴在切开的生苹果上苹果变蓝,说明生苹果中含有淀粉。向新制的氢氧化铜悬浊液中加入熟苹果汁,加热至沸腾,产生砖红色沉淀说明熟苹果中含有葡萄糖。
2.写出实验②中反应的化学方程式。
提示 CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O。
3.苹果中含有纤维素,纤维素在人体中能否被消化吸收
提示 纤维素在人体中不能被消化吸收。纤维素在人体中能加强肠胃蠕动,且有通便作用。
深化拓展
1.单糖——葡萄糖和果糖
名称 葡萄糖 果糖
分子式 均为C6H12O6
结构 简式 CH2OH—(CHOH)4—CHO CH2OH—(CHOH)3—CO—CH2OH
结构 特点 多羟基醛 多羟基酮
化学 性质 ①氧化反应:能发生银镜反应;能与新制氢氧化铜悬浊液反应; ②加成反应:能与H2加成得六元醇; ③取代反应:能与酸发生酯化反应; ④发酵分解:生成乙醇和CO2 ①加成反应:与H2加成得六元醇;
②取代反应:能与酸发生酯化反应
2.多糖——淀粉和纤维素的比较
名称 淀粉 纤维素
通式 (C6H10O5)n
结构特点 分子由数目巨大的葡萄糖单元相互连接得到 分子由数目巨大的葡萄糖单元相互连接得到
化学性质 加碘水 淀粉与碘作用呈现蓝色 纤维素与碘不作用,不显蓝色
水解 在酸或酶的作用下水解,最终生成葡萄糖 在无机酸催化作用下水解,最后生成葡萄糖,比淀粉水解困难
酯化 不能发生酯化反应 生成硝酸纤维和醋酸纤维等
素能应用
典例1如下图所示的各物质中,E、F为具有香味的液态有机化合物。
已知相关物质被氧化由易到难的顺序为RCHO、RCH2OH、R(R1)CHOH。
(1)B→E的反应类型是 ,F、C的结构简式分别为 、 ;E、F两种物质的关系是 。
(2)试剂Ⅲ最可能是 ,D的结构简式为 。
(3)下面对淀粉与A物质的有关描述正确的是 (填序号)。
a.均能发生水解反应
b.均属于糖类,且均有甜味
c.可用碘或银氨溶液作试剂将它们的溶液区别开
d.A分子间脱水可得到淀粉
(4)1 mol D物质与足量B发生与B→E相同反应类型的反应时,最多能消耗
mol B。
(5)写出有关反应的化学方程式:
A与试剂Ⅱ反应[试剂Ⅱ是新制Cu(OH)2悬浊液]: 。A→G: 。
答案 (1)酯化反应(或取代反应)
HOOC(CHOH)4COOH 互为同分异构体
(2)H2(其他合理答案也可) CH2OH(CHOH)4CH2OH
(3)cd (4)6
(5)CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑
解析 由B、C、D分子中均有6个碳原子并结合A是淀粉的水解产物知A是葡萄糖,A被氧化成B(葡萄糖酸);由C的分子构成及题干中不同物质被氧化的顺序知C是HOOC(CHOH)4COOH;由D的分子构成及生成途径知其是己六醇,试剂Ⅲ是H2。B在浓硫酸存在下发生分子内酯化反应生成环酯E、F。葡萄糖不能发生水解反应;淀粉本身没有甜味;葡萄糖能与银氨溶液反应而淀粉不能,淀粉遇碘变蓝而葡萄糖不能;淀粉水解的最终产物是葡萄糖,而葡萄糖中含羟基,则葡萄糖脱水缩合可以得到淀粉,故选cd。D是六元醇,B是一元酸,1 mol D最多可与6 mol B发生酯化反应。
变式训练1淀粉经过下列变化:淀粉→单糖→酒精→乙烯→……→草酸(HOOC—COOH)。在该变化过程中,下列反应类型一定没有发生的是( )
①加成反应 ②氧化反应 ③加氢反应 ④消去反应 ⑤取代反应 ⑥水解反应 ⑦酯化反应 ⑧加聚反应 ⑨化合反应 ⑩分解反应
A.①③④⑤ B.③⑦⑧⑨
C.②⑥⑨⑩ D.①④⑥⑩
答案 B
探究二
糖类还原性的检验以及水解产物的检验
问题探究
实验探究:淀粉水解(C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6
1.在检验淀粉水解产物的实验中,加入NaOH溶液的目的是什么
提示 中和水解液中的稀硫酸,调节溶液的pH至碱性,确保后面的实验顺利进行。
2.怎样判断淀粉的水解程度
情况 试管(Ⅰ)现象 试管(Ⅱ)现象 结论
① 未产生银镜 溶液呈蓝色 未水解
② 出现银镜 溶液呈蓝色 部分水解
③ 出现银镜 溶液不呈蓝色 完全水解
深化拓展
1.糖类还原性的检验方法
2.糖类水解的条件
(1)蔗糖和麦芽糖:稀硫酸作为催化剂,水浴加热。
(2)淀粉:稀硫酸或酶作为催化剂,水浴加热。
(3)纤维素:浓硫酸作为催化剂,小火微热。
3.淀粉水解程度的检验
特别提醒纤维素较难水解,需要酒精灯加热才行,其余糖类水解时水浴加热即可。
素能应用
典例2某学生设计了三个实验方案,用以检验淀粉的水解情况。
结论:淀粉已水解。
以上三种方案的设计及结论是否正确 如不正确,请简述理由。
答案 方案甲设计正确,但结论不正确。因为淀粉可能已部分水解,而未水解的淀粉也会与碘水作用使溶液变蓝。
方案乙设计不正确,结论也不正确。因为在酸性条件下,Cu(OH)2先与稀硫酸发生中和反应,而不能与葡萄糖反应。
方案丙设计与结论都正确。
方法技巧要检验淀粉是否水解,可以通过检验葡萄糖的存在来证明;要检验淀粉是否完全水解,除要检验葡萄糖存在外,还要检验淀粉是否还存在来证明。
变式训练2某同学称取9 g淀粉溶于水,测定淀粉水解的百分率,其实验过程如下:
(1)各步所加试剂为:A ,B 。
(2)只加A不加B是否可以 。其理由是 。
(3)当析出2.16 g金属单质时,淀粉水解的百分率是 。
答案 (1)稀硫酸 NaOH溶液 (2)不可以 银镜反应必须在碱性条件下进行 (3)18%
素养脉络
随堂检测
1.现有下列物质:①纤维素;②甲酸甲酯;③淀粉;④甲醛;⑤丙酸;⑥乳酸(2-羟基丙酸);⑦乙二酸;⑧乙酸。其中符合Cn(H2O)m的组成,但不属于糖类的是( )
A.②③④⑥ B.②④⑥⑧
C.①②④⑦ D.①③⑤⑧
答案 B
2.一只棕色的猛犸是动画片《冰川时代3》的主角。但科学家对猛犸的毛色提出质疑,科学家从4.3万年前的猛犸骨骼中提取到某物质,通过研究该物质,推测发现猛犸可能是一身金毛,该物质最可能是( )
A.氨基酸 B.蛋白质 C.DNA D.葡萄糖
答案 C
解析 DNA的全称为脱氧核糖核酸,是核酸的一种,是细胞内携带遗传信息的物质。根据猛犸骨骼中提取的DNA,有可能推测出猛犸的毛色。
3.糖元主要存在于人和动物肝脏的肌肉中,又叫动物淀粉或肝糖,可以用(C6H10O5)n来表示。又知糖元的相对分子质量比淀粉的大,下列关于糖元的叙述不正确的是( )
A.糖元与淀粉互为同分异构体
B.糖元属于多糖
C.糖元完全被氧化后的最终产物是CO2和H2O
D.糖元水解的最终产物是葡萄糖
答案 A
4.青苹果汁遇碘溶液显蓝色,熟苹果汁能还原银氨溶液,这说明( )
A.青苹果中只含淀粉不含糖类
B.熟苹果中只含糖类不含淀粉
C.苹果转熟时淀粉水解为单糖
D.苹果转熟时单糖聚合成淀粉
答案 C
5.(2020山东菏泽高二检测)为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲、丙中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验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。
实验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实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
(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)实验1失败的原因是 。
(4)实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是 。
(5)下列结论合理的是 (填字母)。
a.淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
b.欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水解液中直接加碘
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,则实验1可能出现预期的现象
(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,该反应的化学方程式为
(2)甲与乙的反应物均相同,但甲加热,乙未加热,所以甲、乙实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)淀粉水解生成葡萄糖是在酸性条件下进行的,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进行,所以应先加入氢氧化钠溶液中和酸后,再加入氢氧化铜悬浊液,所以实验1无砖红色沉淀出现。
(4)加入的碘能与氢氧化钠反应,所以溶液颜色变化不明显。
(5)a.根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行,正确;b.因为碘易升华,所以冷却后加入碘,可判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,根据砖红色沉淀的产生判断产物具有还原性,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实验1,可达到预期的现象,正确。
