第8章 食物中的有机化合物
第一节 什么是有机化合物
教学目标：
认知目标：
1．初步了解有机化合物的特点和性质；
2．了解有机高分子化合物的组成特点；
3．知道食物中淀粉、油脂、蛋白质、维生素是有机物
能力目标：
1．能够从组成上区分有机物和无机物；
2．能用某些实验方法从组成上辨别有机物。
情感目标：
1．能从日常生活中发现有机化合物发挥的重要作用
2．了解蛋白质、糖类、油脂、维生素对人体的营养作用，使学生认识到正常安排饮食及对人体的重要作用。
教学重点与难点：
1．有机化合物与无机化合物的概念
2．有机高分子化合物的组成特点
探究实验：
1．通过一些实验探究有机化合物的特点
2．通过探究实验来学会分辨人工纤维与天然纤维
知识整理：
一．有机化合物与无机化合物的区别
1．实验：研究有机物的一些特点
实验内容 实验现象 实验结论
蔗糖 面粉 淀粉 塑料
1．分别取少量的样品，在酒精灯上加热 熔化燃烧颜色变焦 燃烧颜色变焦 燃烧颜色变焦 先熔化，发生形变燃烧起来颜色变焦 组成成分中都含有碳元素。大多数有机物均易燃大多数有机物的熔点低
2．分别取少量样品放入试管，加入一定量的水 溶解 不溶解 不溶解 不溶解 大多数有机物难溶于水
3．将样品连接入一个闭合电路中，观察灯泡 电珠不亮 电珠不亮 电珠不亮 电珠不亮 大多数的有机物不能导电
结论：大多数有机化合物都难溶于水，熔点较低，受热易分解，容易燃烧，不易导电等。
注意：
1．有机化合物，简称有机物，即含碳化合物。无机化合物，简称无机物，即不含碳的化合物.
有机物这一名称概念在开始确定时，意指“有生机的物质”，即“只有在生物体中才方可能产生的物质”。1828年，德国科学家维勒首先由无机物氰酸铵（NH4CNO）溶液制得有机物——尿素[CO(NH2)2]。
2．有机物都含有碳元素，多数含有氢元素，其次可能还含有氧、氮、氯、硫、磷等。
3．有些含碳的化合物，如：一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐和碳的金属化合物等，因它们的组成、结构和性质与无机物相似，仍属于无机化合物。
4．由于有机化合物在结构和组成上的特点，使其种类繁多。现在人们知道的有机物有1千万种以上，而无机物的种类还不足10万种。
（1）碳原子之间的连接顺序和方式不同：直链状和环状，单键、双键、叁键等。
注：最简单的有机化合物为甲烷（CH4）
（2）碳原子能与其他元素的原子连接。如CH3Cl，CH3Br等
5．不同的有机物相对分子质量相差很大，如：
甲烷（CH4），Mr=16
乙醇（C2H6O），Mr=46
维生素B2（C17H20O6N4），Mr=376
聚乙烯[(C2H4)n，n=1000~10000]，Mr=28000~280000
最简单的有机化合物为甲烷（CH4），
有机高分子化合物（简称有机高分子）：相对分子质量达到上万的有机化合物。如聚乙烯就是有机高分子化合物。一般很多有机材料都是有机高分子。
书写有机物的化学式，元素符号一般是C、H、O、N、Cl等顺序。
二．食品中的有机化合物
1．人体所需的营养物质：水、糖类（淀粉）、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质
其中，淀粉、脂肪、蛋白质、维生素为有机物。
2．淀粉（糖类）主要存在于大米、面粉等面食中；
油脂主要存在于食用油、冰激凌、牛奶等；
维生素主要存在于蔬菜、水果等；
蛋白质主要存在于鱼、肉、牛奶、蛋等；
纤维素主要存在于青菜中，有利于胃的蠕动，防止便秘。
其中脂肪、蛋白质、纤维素是有机高分子有机化合物。
典型例题
例1 下列关于一氧化碳、二氧化碳、甲烷的说法中，正确的是（ ）
A.都是含碳的化合物 B.都是有机物 C.碳元素化合价相同 D.碳元素质量分数相同
分析：该题主要考察的是有机物的概念及化合物、质量分数计算的综合。
CO、CO2、CH4都是含碳的化合物，CO、CO2为无机物，CH4为有机物，故B错；CO、CO2、CH4中碳元素化合价分别为+2、+4、-4价，故C错；CO中碳元素质量分数为，CO2中碳元素质量分数为，CH4中碳元素质量分数为，显然不等，D也不等。故答案为A。
例2 下列化合物中，属于有机物的是（ ）
A.盐酸 B.碳酸 C.醋酸 D.硫酸
分析：盐酸，即氯化氢的水溶液，属于混合物；碳酸中虽然含有碳元素，但是由于其组成、结构及性质与无机物很相似，我们就把它归为无机物，类似的有CO、CO2、碳酸盐等；醋酸，化学式为CH3COOH，含有碳元素，属于有机化合物；硫酸，化学式为H2SO4，不含有碳元素，属于无机物化合物。故答案C。
例3 血红蛋白（Hb）中含有0.33%的铁，经测定它的分子中含有4个铁原子。通过计算血红蛋白的相对分子质量，确定血红蛋白是否为有机高分子化合物。
分析：有机高分子化合物，就是通过计算其相对分子质量来考虑的，当相对分子质量高达上万后，就能归为有机高分子。我们可以设血红蛋白的相对分子质量为x，根据化学式的计算：
x≈67879
67879>10000，故属于有机高分子化合物。
例3 有一种橡胶样品在空气中灼烧时有刺激性的二氧化硫气体生成，将生成的气体通入混有硝酸的硝酸银溶液，有白色沉淀生成。你能推断出这种橡胶中含有什么元素吗？
分析：橡胶是一种有机物，所以一定含有碳元素。根据生成的气体中除了二氧化硫，还有一种气体能在硝酸酸化过的硝酸银溶液中产生白色沉淀（AgCl），此气体是氯化氢（HCl）气体。所以我们可以认为反应为：橡胶+O2→SO2+CO2+HCl
显然，生成物中有碳、硫、氧、氢和铝几种元素，而反应物中氧气中只有氧元素，所以这种橡胶中肯定含有碳、硫、氢、氯几种元素，氧元素可能有。
例4 酚酞是实验室常用的酸碱指示剂，是一种有机物。结构式如右图所示，写出该物质的化学式：___________。相对分子质量为_________。
分析：由结构式改写成化学式的关键是找出原子的种类及每一种原子的个数。短线只是为了表现原子之间的共用电子对，与原子的种类和个数无关。有三种原子C、H、O。C原子的个数为20个，氢原子的个数为14个，氧原子的个数为4个。相对分子质量为20×12＋14×1＋4×16＝318
答案为：C20H14O4，相对分子质量为318
同步练习
1．下列物质中属于有机物的是（ ）
①食盐 ②淀粉 ③蔗糖 ④油脂 ⑤蛋白质
A.①②③④⑤ B.②③④⑤ C.③④⑤ D.④⑤
2．某物质在空气中完全燃烧后生成了二氧化碳和水，有关该物质组成的说法正确的是（ ）
A.一定含有碳元素 B.一定含有碳、氢、氧三种元素
C.一定含有碳和氢两种元素 D.一定含有氧元素
3．检验某可燃化合物时候含有碳、氢、氧三种元素，将该物质在氧气中或空气中燃烧后还必须进行的实验有：①用带火星的木条检验 ②用无水硫酸铜检验 ③用澄清石灰水检验 ④对反应物、生成物进行称量 （ ）
A.①②③④ B.②③④ C.①②③ D.②③
4．下列物质中，在氧气中燃烧，反应物和氧气的分子数之比为1：3的是（ ）
A.CH4 B.C2H2 C.C2H6O D.C2H6
5．由碳、氢两种元素组成的化合物称为烃。碳原子个数在4个及4个以下的烃在常温下通常为气体，常温常压下，C2H2和另一种烃的混合气体中的碳的质量分数为86%，则混入的气体烃可能为（ ）
A.CH4 B.C2H2 C.C2H6 D.C6H6
6．自然界中，占绝大多数种类的物质为（ ）
A.无机物 B.有机物 C.氧化物 D.单质
7．下列对有机高分子化合物的认识不正确的是（ ）
A.有机高分子化合物俗称聚合物，是因为他们大部分是由小分子聚合而成的
B.有机高分子化合物的相对分子质量很大，因而，其结构都很复杂
C.有机化合物的相对分子质量都很大，都是有机高分子有机化合物
D.蛋白质、淀粉等都属于有机高分子化合物
8．人在剧烈运动后，血液中会产生较多的乳酸（化学式为C3H6O2），使肌肉酸痛。放松一段时间后，由于乳酸与吸入的氧气反应而生成二氧化碳和水，使肌肉的酸痛感消失。表示此反应的化学方程式书写为：___________________________________________________________________________。
9．联系日常生活，举例说明一种富含营养的食品，并说明对人体的主要营养作用：
（1）富含糖类的食品，如______________，作用是________________________________________；
（2）富含油脂类的食品，如______________，作用是________________________________________；
（3）富含蛋白质的食品，如______________，作用是________________________________________；
（4）富含维生素的食品，如______________，作用是________________________________________；
10．（1）含氟牙膏可防龋齿，其化学式为Na2FPO3，已知F为-1价，则P的化合价为_______；含碘盐中含有碘酸钾，由K、I、O三种元素组成的，其中I的化合价为+5价，这种化合物的化学式为________。
（2）甲烷是一种最简单的有机化合物，其化学式______，是化石燃料________的主要成份，实验室可以使用无水醋酸钠和碱石灰（氢氧化钠和氧化钙的固体化合物）混合加热来制取甲烷，则可用于制_________相同的发生装置；甲烷难溶于水，密度小于空气则可以用收集_________相同的收集装置。并在右框中画出其发生装置和收集装置。
11．下图装置是用燃烧法来确定有机物组成的常用装置，这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成（已知：C中的氧化铜是确保有机物中的碳元素完全转化为二氧化碳；A中的反应为：2H2O=====2H2O+O2↑）
回答下列问题：
（1）A装置中a仪器的名称________，b中盛放的物质是___________。
（2）若去掉B装置会对什么元素的测量结果有影响？______，会使测量结果_______（填“偏大”或“偏小”）。
（3）E装置中所盛放物质最好选用__________（选填：①氢氧化钙溶液；②氢氧化钠溶液；③水）。
（4）若准确称取1.12g样品（样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种）。经充分燃烧，D装置增重1.44g，E装置增重3.52g，则该有机物样品中所含的元素为_______________。
12．甲酸（HCOOH）的水溶液可溶解镁，反应方程式为：Mg+2HCOOH==(HCOO)2Mg+H2↑，请回答下列问题：
（1）计算甲酸分子中碳、氢、氧三种元素的质量比；
（2）46g甲酸和多少克乙醇（C2H6O）中的含碳量相等；
（3）4.8g镁和足量的甲酸溶液反应，最多能产生多少氢气？
13．近年，我国某地区发生震惊全国的“毒奶粉”事件。劣质奶粉制造商为了牟取暴利，大大降低了奶粉中的蛋白质含量，导致食用这种奶粉的众多婴儿严重营养不良而导致死亡。奶粉中蛋白质含量的国家标准为：每100g婴幼儿奶粉中含12~25g。其测定方法是：奶粉经过一系列的反应生成氨，由氨来计算出氮，再由氮求出蛋白质的质量（蛋白质含氮量以16%来计）
今有一袋从农村市场查获的奶粉，取样品100g，反应后生成的NH3与7.5g19.6%的稀硫酸恰好完全反应[2NH3+H2SO4==(NH4)2SO4]。试计算判断这袋奶粉是否属于劣质奶粉。
MnO2第二节 淀粉和油脂
教学目标：
认知目标：
1． 认识葡萄糖、淀粉和油脂是重要的营养物质，是维持生命活动和人们从事各种活动所需热量的主要来源；
2． 知道自然界中葡萄糖、油脂的来源，葡萄糖和淀粉的转化关系。
3． 知道油脂的元素组成，了解油和脂肪在常温下的状态差异
能力目标：
会用简单的实验方法来检验淀粉和葡萄糖
情感目标：
认知到糖类和油脂对人类生命活动的重要作用
教学重点和难点：
1．酿酒过程
2．淀粉的检验
3．葡萄糖的检验
探究实验：
1．用碘酒来检验淀粉的存在；
2．用新制氢氧化铜检验葡萄糖的存在。
知识整理：
一．淀粉和葡萄糖
1．淀粉的来源：绿色植物的光合作用
二氧化碳、水在光照及叶绿素的共同作用下，能生成氧气和葡萄糖
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
2C6H12O6 C12H22O11（蔗糖）+H2O
nC6H12O6 (C6H10O5)n（淀粉或纤维素）+nH2O
2．淀粉的检验：使用碘酒（或碘水）
淀粉与碘作用后使之变为蓝色。
实验：用碘酒检验淀粉
实验内容 实验现象 实验结果
红薯 土豆 面包 粉条
滴少量碘酒于以下几种物质上，观察现象 变蓝 变蓝 变蓝 变蓝 物质中含有淀粉
注意：我们用碘单质来鉴别是否存在淀粉，这个是特性反应。
3．淀粉的存在：大米、面粉、玉米、土豆等食品中，富含淀粉。
4．淀粉的转化：淀粉、纤维素等经过在酶等物质的催化作用下，与水作用逐渐转化为葡萄糖，如：
(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6（葡萄糖） ——葡萄糖的水解
葡萄糖：是一种有甜味、易溶于水的白色粉末状固体。
葡萄糖在体内经缓慢氧化转化为二氧化碳和水，释放出热量，提供人体活动的能源。180g葡萄糖完全氧化，可以产生大约为2804kJ热量。
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O；
酿酒的过程：淀粉先转化为葡萄糖，葡萄糖发酵生成酒精
C6H12O6 2C2H5OH（乙醇） + 2CO2；
乙醇（俗称酒精，化学式为C2H5OH或C2H6O），无色透明、具有特殊香味的液体。易挥发、能与水以任意比例互溶，是一种常用的有机溶剂。
酒精在空气中燃烧或者在体内完全氧化时，生成二氧化碳和水，同时放出大量的热：
C2H6O + 3O2 == 2CO2 + 3H2O
工业酒精中含有少量的甲醇（CH4O），有毒，少量使人失明，较多会致人死亡。
5．糖类物质的作用：
（1）糖类：葡萄糖、淀粉、纤维素等有机物，称为糖类，习惯上称为碳水化合物。
单糖：不能水解的多羟基醛或多羟基酮。如葡萄糖、果糖等。
（2）糖类 二糖：水解后生成两分子单糖的糖。如蔗糖、麦芽糖等。
多糖：能水解生成许多分子单糖的糖。如淀粉、糖原、纤维素等。
（3）糖类常根据其来源而用俗名，糖类不一定都有甜味。
正常人每天要摄入一定量的淀粉等化合物，在血液中也要维持一定浓度的葡萄糖。如果摄入的这些化合物不够，就会造成血糖含量太低（医学上称为“低血糖”），出现乏力、疲倦、昏迷、休克等症状。
葡萄糖在体内代谢不正常，会造成“糖尿病”。葡萄糖会随尿液排出。
6．葡萄糖的检验：（配制氢氧化铜时，要注意氢氧化钠溶液要大大过量，使溶液呈碱性）
用新制的氢氧化铜滴加至待测溶液中，在酒精灯上加热至沸腾，如果看到红色沉淀（氧化亚铜，Cu2O），则说明原来溶液中含有葡萄糖。如果没有产生红色沉淀，或者生成黑色物质[Cu(OH)2==CuO + H2O]，则原来溶液不含有葡萄糖。
二．油脂
1．油脂的存在：猪油、牛油、奶油、花生油、豆油、菜油、椰子油等。
2．油脂的作用：油脂在人体内被消化，氧化分解，释放出热量。等质量的油脂，放热量是淀粉等的2倍以上。人体中的脂肪储存丰富的热能。
如果摄入的碳水化合物（糖类）过多，会使之转化为脂肪，堆积在体内，可能造成肥胖，堆积在肝脏中可能会造成脂肪肝，甚至是肝硬化。
减肥的最佳方法是：坚持锻炼，消耗热量。
3．油脂与淀粉的区分：
油脂的组成元素与淀粉相同，含有碳、氢、氧三种元素，但是它们的分子组成及结构不同，所以其性质也有所不同。
4．油脂的分类：
动物性油脂：如牛油、猪油等来自动物体的脂肪层，常温下通常呈固态；
植物性油脂：如花生油、豆油等来自于某些植物种子的油脂，常温下呈液态。
5．油脂的溶解性：
油脂不溶于水，易溶于某些有机溶剂（如汽油、己烷、氯仿等）
6．大豆中提取油脂
（1）用研钵将大豆碾碎，放入试管中，加入10mL己烷，振荡后，静置一段时间；
（2）过滤；
（3）将滤液转移至烧杯中，用热水浴蒸发己烷；
（4）得到的液体便是大豆油
注意：该过程属于物理变化过程。第三节 蛋白质和维生素
教学要求：
认知目标：
1．知道蛋白质、维生素都是有机化合物，知道蛋白质的组成元素；
2．了解蛋白质和氨基酸的关系，知道蛋白质是分子结构复杂的高分子化合物，通过简单实验了解蛋白质的一些性质特征；
3．了解蛋白质的营养作用，知道人们熟知的几种维生素的名称、来源和作用、从哪些食物中可以摄入蛋白质的维生素
能力目标：
1．能够通过实验方法，掌握简单鉴别化学纤维、毛发纤维
2．能过通过实验现象了解蛋白质变性，及其应用
情感目标：
1．能够了解蛋白质、维生素的知识基础上，懂得营养物质的重要性；
2．激发学生对日常生活的食品的探究的热情，开拓学生的视野
教学重点及难点：
1．蛋白质与氨基酸的关系；2．蛋白质的性质；3．蛋白质、维生素与人类健康的关系。
探究实验：
1．探究蛋白质的一些性质；
2．鉴别棉布及羊毛材料
知识整理：
一．蛋白质
1．蛋白质的存在：人体及动物的肌肉、血液、毛发和各种酶中，
富含蛋白质的食品有肉、鱼、牛奶、豆类及豆制品（如豆腐）、虾、酱油等。
2．蛋白质的作用：是人体必需的重要营养成分之一，是构成人体细胞的基础物质。
没有蛋白质就没有生命。
如果蛋白质摄入量不足，会使人生长发育迟缓、体重减轻、发生贫血。
3．蛋白质与氨基酸的关系：
蛋白质的组成元素主要是碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）等。
食物中的蛋白质在胃、肠中的酶及体内水的作用下，逐步分解，生成可被小肠吸收的氨基酸。氨基酸被人体吸收，再重新结合成人体所需的各种蛋白质。一部分蛋白质和氨基酸在体内的新陈代谢过程中，会生成含氮的尿素等物质。
味精的主要成分为谷氨酸钠，松花蛋（皮蛋）表面的松花即谷氨酸钠。
4．蛋白质的一些性质：
加入试剂 水 饱和硫酸铵溶液 加热 乙酸铅溶液 浓硝酸
取1支试管，加入一定量的蛋白质滴入如右一些试剂，观察现象。 呈半透明状 白色沉淀 白色沉淀 白色沉淀 黄色凝聚物
再继续添加一定量水 —— 呈半透明状 无明显变化 无明显变化 无明显变化
物理变化or化学变化 —— 物理过程 化学变化 化学变化 化学变化
结论： 蛋白质在盐溶液中，其溶解性变小，该过程又称为盐析，属于物理变化。蛋白质在受热或者遇到浓硝酸、重金属盐（如铜盐、铅盐、钡盐、汞盐）等化学物质后，会发生变性，失去原有的生理功能，是化学变化。除此之外，蛋白质遇到70%酒精溶液及甲醛等也会发生化学变化而变质。
注意：人如果重金属中毒后，应该立即食用鸡蛋清或牛奶来解毒。
P.S. 在许多食品中，都容易霉变，注意，该类物品发生霉变后，能产生一种毒性较大的物质——黄曲霉素。故，在日常生活中，不要食用霉变的食品。
实验内容：鉴别棉线、羊毛线、化纤
实验方法：取样，点燃后，观察现象。
实验现象：棉线燃烧后，没有气味，产生灰烬松脆。
羊毛线燃烧后，产生一股烧焦羽毛的气味，产生的灰烬松脆；
化纤燃烧后，没有气味，燃烧剩余物产生熔球现象，较硬。
故，我们在日常生活中，可以利用该方法进行简单的鉴别。
二．维生素
1．富含维生素的食品及制剂：蔬菜、水果、鱼肝油、复合维生素含片等。
2．维生素的作用：保证人的正常发育，促进机体的新陈代谢。
3．维生素的来源：人体所需的大部分维生素不能在体内合成，必须从食物中摄取。故不能偏食
4．维生素的组成：维生素是分子组成和结构都较为复杂的有机物。
5．认识某些维生素
（1）溶解性：维生素A微溶于水，维生素D不溶于水，但都易溶于油脂，故其制剂都是油状的。
维生素B、C能溶于水。但加热时均易受到破坏，VC在碱性情况下也容易受破坏。
（2）某些维生素的作用及存在
维生素A：维持正常的视觉反应及骨骼发育，存在于鱼肝油、肝脏、水果中等。
维生素C：又称抗败血酸。具有酸性及还原性。与血液凝固有密切关系，主要存在于水果中。维生素C具有酸性和还原性。故能使高锰酸钾溶液褪色。
维生素D：可促进钙质的吸收而使骨质钙化，维持正常的骨骼，存在于鱼肝油、牛奶、蛋类等。
