高中化学人教版 (2019)必修 第二册第四节 基本营养物质课堂教学ppt课件

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1.通过阅读教材,并结合生活实例,认识糖类物质的基本性质与分类,特别是葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖、淀粉与纤维素等。2.通过实验探究葡萄糖、淀粉的特征反应,提升科学探究与创新意识等学科核心素养。3.通过认识葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素等糖类的用途,提升科学态度与社会责任等学科核心素养。
【自主梳理】1.常见的糖类物质　　　 　　　　只含有C、H、O元素
【微思考1】(1)糖类为何被称为碳水化合物?(2)组成符合Cn(H2O)m通式的有机物是否一定属于糖类?提示 (1)因为多数糖类组成符合Cn(H2O)m的通式。(2)否,乙酸(CH3COOH)的分子式为C2H4O2,也符合Cn(H2O)m的通式,但不属于糖类。
2.糖类物质的结构(1)结构葡萄糖与果糖互为同分异构体;蔗糖和麦芽糖互为同分异构体;淀粉和纤维素的化学式都可表示为(C6H10O5)n,但分子中的结构单元数目不同,分子式不同,不能互称同分异构体。(2)葡萄糖的结构葡萄糖的分子式为C6H12O6,结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,分子中含有的官能团为羟基、醛基,属于多羟基醛。
3.糖类物质的性质(1)葡萄糖的物理性质葡萄糖是一种有甜味的无色晶体,能溶于水。(2)葡萄糖的特征反应①与新制的氢氧化铜反应。完成下列实验:
实验现象:试管中有砖红色沉淀生成。实验结论:葡萄糖具有还原性,能被弱氧化剂如新制的氢氧化铜氧化,生成砖红色Cu2O沉淀。
②在试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液,然后一边振荡试管,一边逐滴加入2%氨水,直到最初产生的沉淀恰好溶解为止,得到银氨溶液。再加入1 mL 10%葡萄糖溶液,振荡,然后放在水浴中加热,观察现象。实验现象:在试管内壁形成光亮的银镜。实验结论:葡萄糖具有还原性,能被弱氧化剂如银氨溶液氧化,生成光亮的银镜。【微思考2】丧失体内自我调节血糖水平的人会得糖尿病,病人的尿液中含有葡萄糖,怎样通过实验检验一个病人是否患有糖尿病?提示 在试管里加入10%的NaOH溶液2 mL,滴入2%的CuSO4溶液4~6滴,振荡后,加入病人尿液1 mL左右,用酒精灯加热至沸腾后,若出现砖红色沉淀,可确诊病人患有糖尿病。
(3)淀粉的特性淀粉遇I2变蓝色,常用淀粉检验I2的存在。(4)纤维素①食草动物体内有纤维素水解酶,可将纤维素水解为葡萄糖;②人体内无纤维素水解酶,无法吸收和利用纤维素,但食物中的纤维素能刺激胃肠蠕动,有助于消化和排泄。
现象:最终有砖红色沉淀生成。解释:淀粉水解生成的葡萄糖与新制的Cu(OH)2共热生成砖红色沉淀。
淀粉水解的化学方程式为
④葡萄糖转化为乙醇:
⑤淀粉在人体内的变化:
【自我检测】1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)由碳、氢、氧三种元素组成的有机物都属于糖类。(　　)(2)葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖分别互为同分异构体。(　　)(3)淀粉与纤维素的分子式相同,都用(C6H10O5)n表示,互为同分异构体。(　　)(4)可用单质碘检验淀粉是否发生完全水解。(　　)
2.青苹果汁遇到碘酒时显蓝色,熟苹果汁能与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,这说明(　　)A.青苹果中只含淀粉B.熟苹果中只含单糖C.苹果转熟时单糖聚合成淀粉D.苹果转熟时淀粉水解为葡萄糖答案 D解析 青苹果汁遇碘显蓝色只能说明含有淀粉,熟苹果汁与新制的Cu(OH)2作用生成砖红色沉淀,只能说明含有还原性的糖,在苹果转熟时淀粉逐渐水解生成葡萄糖。
3.把氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液加入某病人的尿液中,加热时如果发现有红色的沉淀产生,说明该尿液中含有(　　)A.醋酸B.酒精C.葡萄糖D.食盐答案 C解析 NaOH溶液和CuSO4溶液混合,发生复分解反应生成Cu(OH)2沉淀,加入尿液中加热时产生砖红色的沉淀,说明反应生成了Cu2O,从而得出尿液中含有葡萄糖。
【问题探究】1.葡萄糖分子中有哪些官能团?据此推测葡萄糖具有哪些化学性质?提示 羟基、醛基。能与金属钠反应,能发生催化氧化反应,能发生酯化反应,能与新制Cu(OH)2和银氨溶液反应等。2.人生病无法进食时,为什么医生一般会注射葡萄糖溶液?提示 葡萄糖是一种重要的营养物质,它在人体组织中进行氧化反应,放出能量,以维持人体生命活动所需要的能量。
【深化拓展】1.葡萄糖的分子结构特点
2.葡萄糖的化学性质
(3)在人体内发生氧化反应,为生命活动提供能量:
【素能应用】典例1分别取1 ml葡萄糖进行下列实验:(1)与足量的金属钠反应,产生的氢气在标准状况下的体积是　　　　 L。 (2)与醋酸反应生成酯,从理论上讲完全酯化需　　　　 g 醋酸。 (3)若使之全部转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为　　　　 L,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 (4)与新制的Cu(OH)2反应的现象是　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)56　(2)300(3)134.4　C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O(4)生成砖红色沉淀解析 (1)1 ml葡萄糖中含有5 ml羟基,与足量的金属钠反应,产生2.5 ml氢气,标准状况下的体积是56 L。(2)1 ml葡萄糖中含有5 ml羟基,可以与5 ml乙酸发生酯化反应,故所需醋酸的质量为5 ml×60 g·ml-1=300 g。(3)葡萄糖燃烧的化学方程式为C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,1 ml葡萄糖完全燃烧所需氧气的物质的量为6 ml,标准状况下体积为134.4 L。(4)葡萄糖与新制的Cu(OH)2在加热煮沸条件下生成砖红色的Cu2O沉淀。
【变式设问】结合所学知识,试说明如何检验葡萄糖分子中含有羟基。提示 向葡萄糖中加入金属钠,产生气体,加入NaHCO3溶液,无明显现象,证明葡萄糖分子含有羟基。
变式训练1糖尿病患者的糖代谢功能紊乱,以高血糖为主要标志,因此平时饮食应注意减少糖类的摄入量。血糖是指血液中的葡萄糖,下列有关说法不正确的是(　　)A.葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子含有6个H2OB.葡萄糖与果糖互为同分异构体C.糖尿病病人尿糖较高,可用新制的氢氧化铜来检测病人尿液中的葡萄糖D.淀粉水解的最终产物是葡萄糖答案 A解析 A项,葡萄糖分子中不存在H2O分子;B项,葡萄糖和果糖的分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体;C项,葡萄糖与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀;D项,淀粉水解的最终产物是葡萄糖。
【问题探究】完成下列实验,并填写下表:
1.实验中加入NaOH溶液的作用是什么?若缺少该步操作,对检验淀粉水解产物葡萄糖有什么影响?提示 NaOH溶液的作用是中和稀硫酸,并使溶液呈弱碱性;若缺少该步操作,后续加热时得不到砖红色沉淀。2.在检验淀粉水解产生了葡萄糖时,怎样检验淀粉是否完全发生水解?提示 取淀粉水解液,滴加碘水,若溶液不变蓝,说明淀粉完全水解;若溶液变成蓝色,说明淀粉未完全水解。
【深化拓展】1.糖类的水解规律
2.淀粉水解程度的检验实验现象及结论:
3.糖类水解实验的注意事项(1)二糖及多糖的水解必须加入稀硫酸作催化剂,水解产物中都含葡萄糖。(2)葡萄糖与新制的Cu(OH)2的反应必须在碱性、加热的条件下才能进行。
【素能应用】典例2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:
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。答案 (1)甲不正确。原因是未检验水解液中是否有葡萄糖,也可能为部分水解。(2)乙不正确。原因是未中和水解液的酸性,不能检验出葡萄糖是否存在。(3)丙不正确。原因是虽然证明了淀粉发生了水解,但其是否完全水解还需向水解液中加I2检验淀粉是否存在,如加I2后不变蓝,则淀粉水解完全。解析 对于淀粉水解程度的判断,应注意检验产物中是否生成葡萄糖,同时还要确定淀粉是否还存在,另外应特别注意,检验葡萄糖前要中和水解液的酸性。
规律方法(1)淀粉的检验,必须直接取水解液加入碘水,不能取中和液,因为碘能与NaOH溶液反应。(2)因反应是用稀硫酸作催化剂,而用新制的Cu(OH)2或银氨溶液检验葡萄糖必须在碱性条件下,所以加入新制的Cu(OH)2或银氨溶液前应先加NaOH中和水解后的溶液,并调至碱性。
【变式设问】淀粉在人体内的变化过程如图:
上述转化中,哪些步骤属于水解反应?提示 水解反应的步骤有①②③。
变式训练2(2021山东卷,7)某同学进行蔗糖水解实验,并检验产物中的醛基,操作如下:向试管Ⅰ中加入1 mL 20%蔗糖溶液,加入3滴稀硫酸,水浴加热5分钟。打开盛有10% NaOH溶液的试剂瓶,将玻璃瓶塞倒放,取1 mL溶液加入试管Ⅱ,盖紧瓶塞;向试管Ⅱ中加入5滴2% CuSO4溶液。将试管Ⅱ中反应液加入试管Ⅰ,用酒精灯加热试管Ⅰ并观察现象。实验中存在的错误有几处?(　　)A.1B.2C.3D.4
答案 B解析 利用新制氢氧化铜溶液检验蔗糖水解生成的葡萄糖中的醛基时,溶液需保持弱碱性,否则水解液中的酸会与氢氧化铜反应,导致实验失败。题给实验过程中蔗糖水解后溶液未加碱使溶液呈碱性。由于NaOH溶液具有强碱性,因此盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃瓶塞,否则NaOH与玻璃塞中SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3,会导致瓶盖无法打开。
1.(原创题)关于葡萄糖的叙述正确的是(　　)A.是果糖的同系物B.既有氧化性又有还原性C.在人体内发生还原反应,释放能量D.发生水解生成乙醇和二氧化碳答案 B解析 葡萄糖和果糖的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,A错误;葡萄糖分子含有—CHO,可与H2发生加成反应,表现氧化性,也可与银氨溶液反应,表现还原性,B正确;葡萄糖在人体内发生氧化反应生成CO2和H2O,同时释放能量,C错误;葡萄糖不能发生水解反应,在酒化酶作用下生成乙醇和CO2,D错误。
2.葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,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.能发生银镜反应D.可与小苏打溶液反应,产生气泡答案 D解析 葡萄糖分子中含有羟基,故能与钠反应放出氢气,与乙酸发生酯化反应;含有醛基,能发生银镜反应;无羧基,所以不与NaHCO3反应。
3.(2021浙江宁波北仑中学高一期中)下列实验操作及结论正确的是(　　)A.钠和乙醇反应的现象与钠和水反应的现象相同B.在淀粉溶液中加入20%的稀硫酸加热一段时间后,加入新制Cu(OH)2共热,无砖红色沉淀,证明淀粉未水解C.在2 mL 10%的NaOH溶液中加入5滴5% CuSO4溶液振荡,加入葡萄糖溶液并加热,出现砖红色沉淀,证明葡萄糖具有还原性D.在乙醇溶液中插入一根红热的铜丝,铜丝由黑变红能证明醇被还原
答案 C解析 钠的密度比乙醇大、比水小,钠和乙醇反应时沉于液面以下,钠和水反应时会浮于水面上,且反应速率更快,现象不相同,A错误;在淀粉溶液中加入20%的稀硫酸加热一段时间后,要先加NaOH溶液中和至弱碱性,再加入新制Cu(OH)2共热,若无砖红色沉淀,才能证明淀粉未水解,B错误;葡萄糖分子中含有醛基,能被新制的氢氧化铜氧化。在2 mL 10%的NaOH溶液中加入5滴5%的CuSO4溶液振荡,加入葡萄糖溶液并加热,出现砖红色沉淀,证明葡萄糖具有还原性,C正确;在乙醇溶液中插入一根红热的铜丝,铜丝由黑变红,能证明乙醇被氧化,D错误。
4.向淀粉中加入少量硫酸,并加热使之发生水解,为测定水解的程度所需的试剂是(　　)①NaOH溶液　②银氨溶液　③新制的氢氧化铜④碘水　⑤BaCl2溶液A.①⑤B.只有②④C.①②④D.②③④
答案 C解析 淀粉在稀硫酸催化下水解,最终产物是葡萄糖。如果未发生水解,则溶液不能发生银镜反应[或与新制的Cu(OH)2产生砖红色沉淀];如果部分水解,则既能发生银镜反应[或与新制的Cu(OH)2产生砖红色沉淀],又能遇碘水变蓝;如果已完全水解,则遇碘水不显蓝色。因此,选择碘水和银氨溶液或新制的氢氧化铜可确定有无淀粉存在和有无葡萄糖生成,但检验水解产物前必须加碱来中和酸。
5.某制糖厂以甘蔗为原料制糖,同时得到大量的甘蔗渣,对甘蔗渣进行综合利用,不仅可以提高经济效益,还能防止环境污染。现按下列方式进行综合利用,并回答问题。
(1)A的名称为　　　　　　,D的结构简式为　　　　　　,F的名称为　　　　　　。 (2)写出反应B→F的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)写出反应A→B的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案 (1)纤维素　CH3CH2OH　二氧化碳和水解析 甘蔗渣的主要成分为纤维素,能水解生成葡萄糖,葡萄糖可在酒化酶作用下转化为酒精,在人体内转化为二氧化碳和水。