第一单元 糖类和油脂
第1课时 糖类
[核心素养发展目标] 1.从糖类的官能团微观探析糖类的结构特点,了解糖的分类,理解糖类的化学性质,掌握糖类的特殊性。2.了解糖类在人体供能、储能等方面的作用,了解糖类的摄入和代谢与人体健康之间的关系,科学合理地搭配饮食。
一、单糖
1.糖类的概念及分类
(1)概念:糖类是指____________或____________以及能水解生成它们的物质。
(2)分类
2.单糖的性质及应用
(1)葡萄糖分子结构的推断
实验事实 推理 结论
① 1.80 g葡萄糖完全燃烧,得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 1.80 g葡萄糖中, n(C)=0.06 mol n(H)=0.12 mol n(O)=0.06 mol 最简式为________
② 葡萄糖的相对分子质量为180 Mr[(CH2O)n] =180,得n=6 分子式为__________
③ 在一定条件下,1.80 g 葡萄糖与乙酸完全酯化,生成的乙酸酯的质量为3.90 g n(葡萄糖)=0.01 mol,1 mol羟基与乙酸发生酯化反应,生成酯的质量比原物质的质量增加42 g(即C2H2O),现增加2.10 g,即0.01 mol葡萄糖中含有羟基0.05 mol 1 mol葡萄糖中有______羟基
④ 葡萄糖可以发生银镜反应,生成羧酸盐 — 分子中含有________
⑤ 葡萄糖可以被还原为直链己六醇 — 葡萄糖分子为直链结构
(2)葡萄糖与果糖的分子组成和结构特点
(3)葡萄糖化学性质的实验探究
①与银氨溶液反应
实验操作
实验现象 加入葡萄糖溶液,水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层____________________________________________________
主要反应的化学方程式 CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH______________ __________________________________________
②与新制的氢氧化铜反应
实验操作
实验现象 滴入葡萄糖溶液,加热至沸腾后,③中溶液有________产生
主要的化学方程式 CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH________ ______________________________
实验结论:葡萄糖具有______的典型性质。
进一步研究发现,葡萄糖还能和羧酸发生酯化反应,具有______的典型性质。同时,由于基团之间的____________,葡萄糖还具有自身的一些特殊性质。
(4)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发酵成醇
2C2H5OH+2CO2↑。
(1)葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子中含有6个水分子( )
(2)葡萄糖是单糖的主要原因是其分子结构中只有一个醛基( )
(3)果糖虽然也能发生银镜反应,但它的分子中没有醛基( )
(4)糖类都属于高分子化合物( )
(5)所有的糖类都是有甜味的物质,且在一定条件下都能发生水解反应( )
1.依据糖类的现代定义分析,下列物质不属于糖类的是________(填序号)。
①CH2(OH)—CH(OH)—CH(OH)—CHO
②CH3—CH(OH)—CHO
③CH2(OH)—CH(OH)—CH(OH)—COOH
④CH2(OH)—CO—CH(OH)—CH2OH
2.如何检验糖尿病人的尿液中含有葡萄糖?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3.葡萄糖能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色吗?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1.下列关于葡萄糖和果糖的说法错误的是( )
A.葡萄糖和果糖都是常见的多羟基醛
B.葡萄糖和果糖都能与H2在一定条件下作用生成己六醇
C.葡萄糖与乙酸作用生成葡萄糖五乙酸酯
D.葡萄糖和果糖都是单糖,互为同分异构体
2.L-链霉糖是链霉素的一个组成部分,其结构如图所示,下列有关L-链霉糖的说法错误的是( )
A.能发生银镜反应
B.能发生酯化反应
C.能与H2发生加成反应
D.能与烧碱溶液发生中和反应
二、二糖
1.蔗糖化学性质的实验探究
实验步骤:
(1)
(2) (3)
实验现象:
实验(2)中试管内无明显现象;
实验(3)中试管内产生红色沉淀。
实验结论:
蔗糖在酸性条件下发生了水解,水解产物分子中含有________,具有还原性。
2.蔗糖和麦芽糖
(1)蔗糖和麦芽糖的结构与性质
蔗糖 麦芽糖
分子式
分子结构 分子中____醛基 分子中____醛基
都是二糖,互为同分异构体
化学性质 水解生成__________ 水解生成______
非还原性糖、与银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液不反应 还原性糖,与银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液反应
鉴别方法 向其溶液中分别加入银氨溶液,水浴加热,能发生银镜反应的是麦芽糖,不能发生银镜反应的是蔗糖(也可用新制的氢氧化铜悬浊液鉴别)
(2)水解反应
①蔗糖水解反应实验需用稀硫酸(1∶5)作催化剂,水浴加热。水解反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
②麦芽糖的水解反应的化学方程式:
C12H22O11+H2O2C6H12O6。
麦芽糖 葡萄糖
3.________、____________和________都能发生银镜反应。__________和____________水解后都只得到葡萄糖,________水解后则得到________和________。麦芽糖和纤维二糖在结构上仅存在微小差异,但它们的性质却明显不同,如麦芽糖有甜味且______被人体水解,而纤维二糖无甜味且______被人体水解。
某同学向蔗糖溶液中滴加几滴稀硫酸,加热几分钟,然后加入银氨溶液,水浴加热,不能发生银镜反应,请分析该同学失误之处:______________________________________
________________________________________________________________________。
1.(2022·济南高二期末)下列叙述不正确的是( )
A.蔗糖的水解产物,在一定条件下能发生银镜反应
B.蔗糖是多羟基的醛类化合物
C.蔗糖不是淀粉水解的最终产物
D.蔗糖与新制的Cu(OH)2不反应
2.下列有关麦芽糖的叙述错误的是( )
A.麦芽糖易溶于水,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
三、多糖的性质及应用
1.淀粉
(1)淀粉的水解
实验步骤 实验现象 实验结论
试管中出现红色沉淀 淀粉在酸性条件下的水解产物具有还原性
试管内无明显现象 淀粉无还原性
(2)淀粉的化学性质
①____________:不能发生银镜反应,不能与新制的Cu(OH)2反应。
②水解反应:淀粉是一种多糖,它能在无机酸或酶的催化作用下发生水解反应,在淀粉酶催化下水解生成麦芽糖,在酸催化下水解则生成________。
+nH2O___________________________________________________
③特征反应:淀粉溶液具有遇碘变蓝的特性(利用此性质可检验淀粉或碘的存在)。
(3)淀粉的用途
淀粉是食物中的一种重要成分,是人体的重要能源物质。同时它也是重要的食品工业原料,可以用来制备葡萄糖、酿制食醋、酿酒等。
2.纤维素
(1)纤维素的物理性质
纤维素是白色、无嗅、无味的具有纤维状结构的物质,不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂。
(2)纤维素的化学性质
①____________:不能发生银镜反应,也不与新制的Cu(OH)2反应。
②水解反应:纤维素是一种多糖,在无机酸或酶的催化作用下水解生成一系列产物,完全水解生成________,但它的水解要比淀粉的水解困难。
+nH2O___________________________________________________
③酯化反应
由于纤维素的每个葡萄糖单元中存在____________,所以它还具有醇的性质,可以发生酯化反应。如与乙酸(或乙酸酐)、硝酸等发生酯化反应而得到相应的酯。
ⅰ.[C6H7O2 OH 3] n+3nCH3COOH[C6H7O2(OOCCH3)3]n+3nH2O
纤维素 纤维素乙酸酯(俗称醋酸纤维)
ⅱ.[C6H7O2 OH 3]n+3nHO—NO2[C6H7O2 ONO2 3]n+3nH2O
纤维素 纤维素硝酸酯 俗称硝化纤维
④纤维素黏胶液黏胶纤维(人造棉、人造丝)。
⑤纤维素 铜氨纤维。
(3)纤维素的用途
纤维素的用途十分广泛。棉、麻的纤维大量用于纺织工业。其他一些富含纤维素的物质,如木材、芦苇、秸秆、甘蔗渣等,可以用来造纸。除此之外,纤维素酯化后的产物,如硝化纤维、醋酸纤维等也是化工原料,用于制造塑料、油漆等。食物中的纤维素在人体消化过程中起着重要的作用,它能引起肠壁的收缩蠕动,促进消化液的分泌,有助于食物的消化和排泄。
(1)淀粉和纤维素都可以用(C6H10O5)n表示,所以二者互为同分异构体( )
(2)淀粉、纤维素水解的最终产物都是葡萄糖( )
(3)淀粉、纤维素均属于糖类,有甜味( )
(4)淀粉能与银氨溶液反应产生银镜( )
(5)淀粉在碱性条件下能发生水解生成葡萄糖( )
(6)糖尿病病人不宜吃粽子,因为糯米中含大量的葡萄糖会使血糖升高( )
1.淀粉、纤维素水解一定生成葡萄糖吗?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2.淀粉能发生酯化反应吗?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
某学生设计了以下四个实验方案,用以检验淀粉的水解情况。
方案甲:淀粉溶液水解液中和液溶液不变蓝。结论:淀粉完全水解。
方案乙:淀粉溶液水解液无银镜现象。结论:淀粉尚未水解。
方案丙:淀粉溶液水解液中和液有银镜现象。结论:淀粉已经水解。
方案丁:淀粉溶液
结论:淀粉部分水解。
根据上述实验现象,回答设计、结论是否正确。然后简要说明理由。
(1)方案甲:______________________________________________________________。
(2)方案乙:______________________________________________________________。
(3)方案丙:______________________________________________________________。
(4)方案丁:______________________________________________________________。
淀粉水解程度及水解产物的检验方法
第一单元 糖类和油脂
第1课时 糖类
一、
1.(1)多羟基醛 多羟基酮 (2)丙糖、丁糖、戊糖 甘油醛、葡萄糖 蔗糖 麦芽糖
2.(1)CH2O C6H12O6 5 mol 醛基 (2)C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO 羟基、醛基 己醛糖 同分异构体 羟基、酮羰基 己酮糖 (3)①光亮的银镜 2Ag↓+3NH3+H2O+CH2OH(CHOH)4COONH4 ②红色沉淀 CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O 醛 醇 相互影响 (4)①银镜 红色 褪色 氢气 酯化
正误判断
(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
深度思考
1.②③
2.将病人的尿液与新制的Cu(OH)2混合后共热,观察是否有红色沉淀生成。
3.能。葡萄糖是还原性糖,酸性KMnO4溶液和溴水都具有强氧化性,所以葡萄糖能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色。
应用体验
1.A
2.D
二、
1.醛基
2.(1)C12H22O11 C12H22O11 无 有 葡萄糖和果糖 葡萄糖 (2)①+H2O+
3.麦芽糖 纤维二糖 乳糖 麦芽糖 纤维二糖 乳糖 半乳糖 葡萄糖 能 不能
深度思考
银镜反应要在碱性条件下进行,故应先在蔗糖水解液中加入碱性溶液中和作催化剂的稀硫酸
应用体验
1.B 2.C
三、
1.(2)①无还原性 ②葡萄糖
2.(2)①无还原性 ②葡萄糖 ③3个羟基
正误判断
(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
深度思考
1.不一定。淀粉分子和纤维素分子都是高分子化合物,水解时会生成多种低聚糖,这些低聚糖再次水解最终生成葡萄糖。所以淀粉和纤维素水解不一定生成葡萄糖。
2.能。淀粉分子中的葡萄糖结构单元上有羟基,因此淀粉能发生酯化反应。
应用体验
(1)设计和结论都不正确。因加入NaOH溶液呈碱性后,加入I2,I2与NaOH溶液发生反应,没有I2存在,不能证明淀粉是否存在
(2)设计和结论都不正确。因为在酸性条件下,加入的银氨溶液被破坏,不能与葡萄糖发生银镜反应。按方案乙的设计,无银镜现象,淀粉可能是完全水解,也可能是部分水解或尚未水解
(3)设计和结论都正确。按设计的方案进行实验,有银镜现象,说明淀粉已水解生成了葡萄糖
(4)设计和结论都正确。按设计的方案进行实验,溶液变蓝又有银镜现象,说明既有淀粉又有葡萄糖,淀粉部分水解
解析 在具体设计实验时,要注意两点:一是在检验葡萄糖存在时,加银氨溶液之前,要加碱中和溶液中的硫酸,否则银氨络离子会被破坏;二是检验淀粉存在时,不能是碱性溶液,因为碘能与NaOH反应,因此水解液可以直接加碘水检验,不必先中和。若淀粉水解完全时,则在溶液中加入碘水,溶液不会出现蓝色;若淀粉尚未水解时,则加入银氨溶液,水浴加热,溶液不会出现银镜反应;若淀粉部分水解,则既要用碘水检验淀粉的存在,又要用银氨溶液检验葡萄糖的存在。