人教版 (2019)选择性必修3第一节 糖类优秀练习题

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第四章  第一节  糖类 【学习目标】1．掌握糖类的主要代表物：葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成、结构特点、主要化学性质。2．了解糖类在生活、生产中的应用。【素养目标】1．通过单糖、双糖、多糖的结构推测它们的性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。2．通过单糖、双糖、多糖的探究实验，使学生进一步体验对化学物质的探究过程，理解科学探究的意义，培养学生“科学探究与创新意识”的学科素养。3．通过学习了解糖类在生活、生产中的应用，培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。 必备知识与关键能力知识点一：糖类的组成和分类1．概念 从分子结构上看，糖类可以定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。2．组成 糖类含碳、氢、氧三种元素。大多数糖类化合物的通式为Cm(H2O)n，所以糖类也叫碳水化合物。3．分类  定义元素组成代表物的名称、分子式、相互关系单糖不能水解生成其他糖的糖C、H、O葡萄糖果糖(C6H12O6)　　         (C6H12O6)二糖1 mol糖水解生成2 mol单糖的糖C、H、O蔗糖麦芽糖(C12H22O11)　           (C12H22O11)多糖1 mol糖水解生成多摩尔单糖的糖C、H、O  淀粉纤维素(C6H10O5)n              (C6H10O5)n 典例1．糖是人们日常生活中不可缺少的一类重要物质，下列有关糖类物质的叙述中，正确的是(　　)A．糖类是有甜味的物质，其中最甜的糖是果糖B．糖类物质由碳、氢、氧三种元素组成，又叫碳水化合物，其分子式都可用Cn(H2O)m的通式表示C．淀粉、纤维素都是天然有机高分子化合物，分子式都可以写成(C6H10O5)n，二者互为同分异构体D．糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及能水解产生它们的物质【答案】D【解析】果糖是最甜的糖，但糖类物质并不一定都有甜味，如淀粉、纤维素等不具有甜味，故A错误；糖类物质又称碳水化合物，但是其分子组成并不一定都是Cn(H2O)m，如鼠李糖，B错误；淀粉、纤维素都是天然有机高分子化合物，分子式都可以写成(C6H10O5)n，但是由于n值不同，所以二者不互为同分异构体，C错误。知识点二：单糖1．葡萄糖    (1)物理性质与结构易溶于水的无白晶体，不及蔗糖甜。多羟基醛，属于醛糖。分子式：C6H12O6    最简式：CH2O 结构简式：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO或CH2OH(CHOH)4CHO (2)化学性质葡萄糖分子中含有醛基和醇羟基，可以发生氧化、加成、酯化等反应。①氧化反应（还原性糖)a．银镜反应： CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2[Ag(NH3)2]＋+2OH- CH2OH-(CHOH)4-COO- + NH4＋+ 2Ag↓+ H2O + 3NH3　【实验探究】在一支洁净的试管中配制2 mL 的银氨溶液，加入1 mL 10%的葡萄糖溶液，振荡，然后在水浴中加热3-5分钟，观察并记录实验现象。       b．与新制Cu(OH)2反应：CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2Cu(OH)2CH2OH-(CHOH)4-COOH+ Cu2O↓ + H2O【实验探究】在一支洁净试管中加入2 mL 10% NaOH溶液，滴加5% CuSO4 溶液5滴，再加入2 mL 10%的葡萄糖溶液，加热。观察并记录实验现象。                                ②与氧气反应 (有氧呼吸和无氧呼吸)  C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l) ③酯化反应：与乙酸、乙酸酐作用生成葡萄糖五乙酸酯 (3)制法：淀粉催化(硫酸)水解   (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6　(4)用途: 营养物质: C6H12O6 (s)+ 6O2(g) 6CO2(g) + 6H2O(l) + 2804kJ医疗 糖果 制镜和热水瓶胆镀银。2．果糖(1)物理性质与结构易溶于水的无白晶体，比蔗糖甜度高，吸湿性强。多羟基酮，属于酮糖。分子式：C6H12O6     最简式：CH2O 结构简式：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH或CH2OH(CHOH)3COCH2OH(2)化学性质果糖也能发生银镜反应和被新制的Cu(OH)2氧化，果糖也是还原性糖。碱性条件果糖分子结构异构化。果糖分子具有酮羰基，但在碱性条件下易转化为烯二醇中间体，它可异构化为醛式，所以果糖也易被弱氧化剂氧化。果糖在酸性条件下不能发生异构化，不能自动由酮式转变为醛式，所以果糖不被溴水氧化而褪色。【点拨】葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]，与果糖[] 互为同分异构体。典例2．下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是(　　)A．加入金属钠看是否有氢气放出B．与新制Cu(OH)2混合后共热，观察是否有红色沉淀生成C．加入醋酸和浓硫酸共热，闻是否有果香味物质生成D．加入酸性KMnO4溶液，观察溶液是否褪色【答案】B【解析】检验葡萄糖可利用其分子结构中含有的醛基的性质，将其与新制Cu(OH)2混合后共热，观察是否有红色沉淀生成，也可以借助银镜反应检验。3．戊糖——核糖、脱氧核糖核糖和脱氧核糖是生物体的遗传物质核糖核酸（RNA）与脱氧核糖核酸（DNA）的重要组成部分,它们都是含有五个碳原子的单糖——戊糖。 分子式结构式核糖C5H10O5脱氧核糖C5H10O4 典例3．核糖是合成核酸的重要原料，结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO，下列关于核糖的叙述正确的是(　　)A．与葡萄糖互为同分异构体                        B．与银氨溶液作用形成银镜C．跟氯化铁溶液作用显色                          D．可以使紫色石蕊溶液变红【答案】B【解析】解答本题时必须明确各步操作的目的和各步反应的条件。加热既是淀粉在酸的催化作用下发生水解反应的条件，也是其水解产物与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应的条件；滴入稀硫酸用来催化淀粉水解；加入NaOH溶液是为了中和作催化剂的稀硫酸并调节溶液使其呈碱性，以使葡萄糖与Cu(OH)2的反应能够进行，故各步操作的正确排序为②①④③①。知识点三：二糖——蔗糖与麦芽糖蔗糖（C12H22O11）是最常用的甜味剂，也是在自然界中分布最广的一种二糖，为无色晶体，熔点186℃，易溶于水。存在于大多数植物体中，在甘蔗和甜菜中含量最丰富。白糖、红糖和冰糖等常见食物的主要成分都是蔗糖。麦芽糖（C12H22O11）主要存在于发芽的谷粒和麦芽中，是淀粉水解过程中的一种中间产物。使用含淀粉酶的麦芽作用于淀粉可制得饴糖，其主要成分为麦芽糖。麦芽糖有甜味，但甜度不及蔗糖。 蔗糖与麦芽糖性质比较 蔗糖麦芽糖相似点①组成相同，分子式均为C12H22O11，互为同分异构体；②都属于二糖，1 mol二糖水解后生成2 mol单糖不同点官能团不含醛基，是非还原性糖含有醛基，是还原性糖化学性质不能发生银镜反应，也不能被新制的Cu(OH)2氧化能发生银镜反应，能被新制的Cu(OH)2氧化水解产物葡萄糖和果糖葡萄糖 蔗糖水解的化学方程式：C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6蔗糖                 葡萄糖    果糖    麦芽糖水解的化学方程式：C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6麦芽糖                 葡萄糖【实验探究】实验步骤实验现象实验结论试管内无明显现象蔗糖分子中无醛基，是非还原性糖；麦芽糖分子中含有醛基，是还原性糖试管内产生红色沉淀①②把蔗糖溶液换为麦芽糖溶液，重复实验操作加入银氨溶液的试管中产生银镜；加入新制的Cu(OH)2的试管中出现红色沉淀蔗糖的水解产物分子中含有醛基，具有还原性；麦芽糖的水解产物分子中含有醛基，具有还原性 典例 4．下列关于二糖的说法不正确的是(　　)A．蔗糖与麦芽糖都含有多个羟基         B．麦芽糖和蔗糖的分子式都是C12H22O11C．麦芽糖和蔗糖水解产物完全相同       D．麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应【答案】C【解析】麦芽糖的水解产物是葡萄糖，蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，二者的水解产物不完全相同。知识点四：多糖——淀粉与纤维素淀粉和纤维素是最重要的多糖，它们都是由大量葡萄糖单元相互连接组成，属于天然有机高分子；淀粉的相对分子质量可达到几十万，纤维素可达到几百万；淀粉和纤维素的分子式可以表示为(C6H10O5)n，其中葡萄糖单元中一般仍有三个羟基，所以也可以表示为[C6H7O2(OH)3]n，淀粉和纤维素分子中所包含的葡萄糖单元数目，即n值不同，二者的结构和组成不同，不是同分异构体。1．淀粉(1)物理性质：白色粉末状物质，没有甜味，不溶于冷水，在热水中会部分溶解，形成胶状的淀粉糊。(2)化学性质①淀粉遇碘变蓝，此性质可用于检验淀粉或碘单质的存在。②酯化反应：淀粉分子中葡萄糖单元存在醇羟基，能与羧酸发生酯化反应。③水解反应：④淀粉属于非还原糖，不能被银氨溶液和氢氧化铜等弱氧化剂氧化。【实验探究】淀粉水解程度的检验(1)实验步骤                   (2)实验现象及结论 现象A现象B结论①未出现银镜溶液变蓝色淀粉尚未水解②出现银镜溶液变蓝色淀粉部分水解③出现银镜溶液不变蓝色淀粉完全水解 【点拨】(1)在检验淀粉水解产物的还原性实验之前，要先用NaOH溶液中和水解反应中作催化剂的稀硫酸，再进行检验。以免硫酸与银氨溶液或新制的Cu(OH)2反应，从而导致实验失败。(2)因I2能与NaOH溶液反应，所以要验证混合液中是否有淀粉，应直接取水解液加碘水，而不能在加入NaOH溶液后再加碘水。2．纤维素(1)物理性质：白色纤维状物质，没有甜味，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。(2)化学性质①酯化反应：纤维素分子中葡萄糖单元存在醇羟基，能与羧酸发生酯化反应。③水解反应：④纤维素属于非还原糖，不能被银氨溶液和氢氧化铜等弱氧化剂氧化。(3)用途①棉和麻的纤维大量用于纺织工业。②木材、秸秆等是造纸的原料。③纤维素可以用来制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等。【点拨】淀粉在人体内能被酶水解成葡萄糖供机体利用；纤维素不能被人体吸收，但能刺激肠道蠕动，促进消化和排泄。典例5．中国酒文化源远流长，很多地方至今仍用传统工艺来制作米酒。家酿米酒的转化过程为(　　)A．淀粉→蔗糖→葡萄糖→酒   B．淀粉→麦芽糖→葡萄糖→酒C．淀粉→麦芽糖→果糖→酒   D．淀粉→蔗糖→果糖→酒【答案】B【解析】家酿米酒是以淀粉类物质为原料在酶的作用下逐步转化而成的，转化过程为淀粉麦芽糖葡萄糖乙醇。典例6．将淀粉水解并用新制Cu(OH)2悬浊液检验水解产物的实验要进行的主要操作有①加热，②滴入稀硫酸，③加入新制的Cu(OH)2悬浊液，④加入NaOH溶液。以上各步操作的先后顺序排列正确的是(　　)A．①②③④①       B．②①④③①       C．②①④③       D．④③①②①【答案】B【解析】核糖是五碳糖，葡萄糖是六碳糖，二者不属于同分异构体，故A选项错；核糖分子中含有醛基，能发生银镜反应，故B选项正确；遇FeCl3溶液显色是酚类的性质，使紫色石蕊溶液变红是酸性物质表现的性质，核糖分子中既无酚的结构，又无羧基，故C、D选项均不符合题意。 核心价值与学科素养【知识结构化】            【生活应用】典例7．糖尿病是由于体内胰岛素紊乱导致的代谢紊乱综合症，以高血糖为主要标志。长期摄入高热量食品和缺少运动都易导致糖尿病。(1)血糖是指血液中的葡萄糖。下列说法正确的是___________。A．葡萄糖的分子式可表示为C6(H2O)6，则每个葡萄糖分子中含6个H2OB．可用新制氢氧化铜悬浊液来检测糖尿病人尿液中的葡萄糖C．葡萄糖是一种重要的工业原料，可用于食品加工、医疗输液、合成维生素C等D．淀粉水解的最终产物是葡萄糖(2)木糖醇[CH2OH(CHOH)3CH2OH]是一种甜味剂，糖尿病人食用后血糖不会升高。木糖醇与葡萄糖________(填“互为”或“不互为”)同分异构体；请预测木糖醇的一种化学性质：              。(3)糖尿病人不可饮酒，酒精在肝脏内可被转化成有机物A。已知A的相对分子质量为60；将A 溶于水，滴入石蕊试液，发现溶液变红。则A的结构简式为                 。【答案】(1)BCD  (2)不互为   能与乙酸发生酯化反应(或“与金属钠反应”、“在氧气中燃烧”、“发生催化氧化”等其他合理答案)  (3)CH3COOH【解析】(1)葡萄糖是纯净物，葡萄糖分子中不含H2O，A错误。葡萄糖能与新制氢氧化铜反应，生成砖红色沉淀，B正确。易知C、D均正确。(2)木糖醇的分子式为C5H12O5，与葡萄糖的分子式不同，两者不是同分异构体；木糖醇分子中含有羟基，与葡萄糖相似，可发生酯化反应，能与金属钠反应，能燃烧，能在铜或银的催化作用下发生氧化反应。       (3)根据信息可知A显酸性，是乙酸。 【跟踪练习】                             基础过关1．  下列说法不正确的是(　　)A．糖类物质是绿色植物光合作用的产物，是动植物所需能量的来源B．葡萄糖可用于医疗输液C．蔗糖广泛存在于甘蔗和甜菜中D．油脂只能在碱性溶液中水解2．  下列叙述不正确的是(　　)①可用银氨溶液鉴别淀粉溶液和葡萄糖溶液②可用碘水检验淀粉水解程度③淀粉溶液、葡萄糖溶液均能与碱性氢氧化铜悬浊液(加热)反应,产生砖红色沉淀④用大米酿的酒在一定条件下密封保存,时间越长越香醇A．①②　　         B．②③　　       C．③④　　       D．①④3． 在实验室中进行下列实验，选择实验装置时应当考虑冷凝回流装置的是(　　)选项实验A葡萄糖与银氨溶液共热制银镜B用蒸馏烧瓶从石油中提取汽油C用牛油和氢氧化钠溶液反应制取肥皂D乙醇、丁酸与浓硫酸共热制丁酸乙酯4． 糖元[(C6H10O5)n]是一种相对分子质量比淀粉更大的多糖，主要存在于肝脏和肌肉中，所以又叫动物淀粉和肝糖。下列关于糖元的叙述正确的是(　　)              A．糖元与淀粉、纤维素互为同分异构体           B．糖元与淀粉、纤维素属于同系物C．糖元水解的最终产物是葡萄糖                 D．糖元具有还原性,能发生银镜反应5．  用以下实验操作来验证蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性。(1)验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序是_____________________________。(2)验证蔗糖的水解产物属于还原糖的操作顺序是______________________。 能力达成6． 根据葡萄糖的结构和性质回答下列问题：      (1)发生银镜反应时，1 mol葡萄糖完全反应需银氨络离子　　　mol，反应后葡萄糖变为           ，其结构简式是　　　　　　　　　　　。     (2)与乙酸反应生成酯，从理论上讲1 mol葡萄糖完全酯化需要　　　mol乙酸。   (3)1 mol葡萄糖完全转化为CO2和H2O，所需氧气的体积在标准状况下为　　　　L，反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。 7． A、B、C、D、E五种有机物存在如图所示转化关系，常温常压下，A、B为液体，C、D、E为固体，D易溶于水，C难溶于冷水，在热水中部分形成溶液，且C遇到碘水变为蓝色。B的蒸气质量是相同状况下相同体积的乙烷的2倍，D的相对分子质量为180。A、B、D可以与新制的Cu(OH)2反应，其中B与其生成蓝色溶液，A、D在加热的条件下与其生成红色沉淀。A、D能够和银氨溶液发生银镜反应。(1)写出A、B、D的结构简式和C的分子式:A　　　　；B　　　　　；C　　　　　　；D　　　　　　。 (2)写出下列化学反应方程式：①B与新制Cu(OH)2反应：                                        ； ②D与新制Cu(OH)2反应：                                        ； ③A与银氨溶液反应：                                           ； ④C在稀硫酸作用下水解：                                       。 8．  某制糖厂以甘蔗为原料制糖，同时得到大量甘蔗渣，对甘蔗渣进行综合利用，可以提高经济效益，减少对环境的污染。如图所示为以甘蔗渣为原料制取各物质的转化过程图。已知：①B在人体组织中发生缓慢氧化，放出热量，提供生命活动需要的能量。②G是具有果香气味的液体，体积分数为75%的D的水溶液常用于医疗消毒，并且可以代替汽油作汽车燃料。③R—CHOR—COOH。(1)A的化学名称为________，B的分子式为____________________________________。(2)E的结构简式为________________，F分子中含有的官能团的名称为______________。(3)D＋F→G的化学方程式为____________________________________________，该反应的反应类型为____________。