苏教版高中化学选择性必修3有机化学基础专题6第一单元第一课时糖类课件

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专题6内容索引自主预习 新知导学合作探究 释疑解惑课堂小结课标定位素养阐释1.能描述糖类的组成、结构特点及分类。能从葡萄糖的结构式认识葡萄糖的化学性质,了解葡萄糖的用途。2.能结合实验认识二糖、多糖的水解规律;能描述淀粉和纤维素的典型性质和用途。3.宏观辨识与微观探析:能从糖类官能团的结构特点,理解糖类的化学性质,并掌握糖类的特殊性。科学态度与社会责任:能从糖类食品加工和生物质能的开发,认识糖类对生命活动、人类健康和环境保护的重要性。自主预习 新知导学一、糖类—单糖的性质及应用1.糖类。(1)定义:糖类一般是指多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质。(2)糖类的分类。②低聚糖:通常把由不到20个单糖缩合形成的糖类化合物称为低聚糖。如二糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖等,这几种糖互为同分异构体,其分子式均为C12H22O11。③多糖:最常见的多糖是淀粉和纤维素,其通式均为(C6H10O5)n。2.葡萄糖和果糖。(1)葡萄糖和果糖的分子组成与结构。(2)葡萄糖的化学性质。葡萄糖分子中含—CHO,能发生氧化反应和还原(加成)反应;含—OH,能发生酯化(取代)反应。①完全燃烧生成CO2和H2O。②葡萄糖与乙酸完全酯化,1 mol葡萄糖需5 mol乙酸。③葡萄糖能和银氨溶液反应,也能和新制的Cu(OH)2反应。④与氢气反应生成直链己六醇。【自主思考1】 葡萄糖与果糖是什么关系?写出葡萄糖分别与银氨溶液、新制的氢氧化铜反应的化学方程式。提示:互为同分异构体。 二、多糖的性质及应用1.二糖。(1)定义:由两个单糖分子之间脱去一分子水形成的糖,结构比较复杂。(2)常见的二糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖。(3)性质。①银镜反应:能发生银镜反应的常见二糖有麦芽糖、乳糖、纤维二糖。②水解反应:a.蔗糖在硫酸催化下会水解生成葡萄糖和果糖,化学方程式为b.麦芽糖、纤维二糖水解后都只得到葡萄糖,乳糖水解后则得到半乳糖和葡萄糖。麦芽糖、纤维二糖在结构上仅存在微小差异,但性质存在明显不同:麦芽糖有甜味且能被人体水解,而纤维二糖无甜味且不能被人体水解。2.多糖——淀粉和纤维素。(1)组成:淀粉和纤维素组成都可以用(C6H10O5)n表示,淀粉分子中含有几百到几千个葡萄糖单元,纤维素分子中所含的葡萄糖单元更多。(2)性质。①水解反应:在无机酸或酶的催化下,淀粉和纤维素可以发生水解反应。淀粉在淀粉酶催化下水解生成麦芽糖,在酸催化下水解则生成葡萄糖。纤维素完全水解的化学方程式为②纤维素的酯化反应。纤维素在一定条件下可与浓硝酸发生酯化反应得到纤维素硝酸酯(俗称硝化纤维)。化学方程式为纤维素能与乙酸酐作用生成纤维素乙酸酯(俗称醋酸纤维)。 (3)用途。①多糖是生物体重要的组成成分。纤维素是构成植物细胞壁的基础物质,淀粉则是植物贮存能量的主要形式。②人类对纤维素利用历史悠久,其中造纸术是杰出代表。③含氮量高的硝化纤维是一种烈性炸药,醋酸纤维常用于生产电影胶片片基,黏胶纤维用于生产人造丝或人造棉。【自主思考2】 人体不能消化纤维素,但纤维素是人类食物中不可缺少的。膳食中的纤维素对人体健康有哪些积极作用?提示:纤维素能使肠道保持湿润、通畅并有助于食物消化吸收;能加强肠道蠕动,减少有毒物质的积累和停留时间,有助于预防肠道疾病的发生。【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)含有C、H、O三种元素的有机物叫糖。(　　)(2)糖类通常根据能否水解以及水解后的产物来分类的。(　　)(3)葡萄糖和果糖互为同系物。(　　)(4)糖类物质均能发生银镜反应。(　　)(5)淀粉和纤维素的通式相同且最终水解产物相同。(　　)(6)向淀粉水解液中加入Cu(OH)2并加热未出现红色沉淀,说明淀粉没有水解。(　　)√ × × × √ × 2.(双选)下列有关糖类物质的叙述中正确的是(　　)。A.凡符合通式Cm(H2O)n的化合物都属于糖类,不符合通式Cm(H2O)n的化合物都不属于糖类B.凡具有甜味的物质都属于糖类,凡不具有甜味的物质都不属于糖类C.糖类物质只含碳、氢、氧三种元素,但含碳、氢、氧三种元素的有机物不一定是糖类D.糖类物质有的具有还原性,有的不具有还原性答案:CD解析:糖类一般是多羟基酮或多羟基醛以及能水解生成它们的物质,与是否符合通式Cm(H2O)n、是否有甜味没有必然联系,A、B项错误。合作探究 释疑解惑问题引领将葡萄糖溶液分别滴入酸性高锰酸钾溶液和溴水中,会有何现象?提示:酸性高锰酸钾溶液和溴水均会褪色,因为它们都是强氧化剂,可以氧化葡萄糖中的醛基而褪色。归纳提升1.葡萄糖分子结构的探究。 2.葡萄糖的化学性质。(1)羟基的性质。酯化反应:葡萄糖分子中的羟基能与羧酸发生酯化反应,1 mol葡萄糖最多能与5 mol一元羧酸发生酯化反应。(2)醛基的性质。①氧化反应。②还原反应:葡萄糖分子中含有醛基。醛基中的碳氧双键能够发生加成反应,葡萄糖可被催化加氢还原成己六醇,(3)其他性质。①氧化反应:典型例题【例题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.葡萄糖与乙酸作用可生成葡萄糖五乙酸酯D.葡萄糖和果糖都是单糖,互为同分异构体答案:A解析:葡萄糖是多羟基醛,而果糖是多羟基酮,A项错误。葡萄糖分子中含有5个—OH和1个—CHO,果糖分子中含有5个—OH和1个 ,醛基和羰基都能与H2加成,生成己六醇,B项正确。葡萄糖分子中含有5个—OH,与乙酸反应可生成葡萄糖五乙酸酯,C项正确。葡萄糖和果糖都是单糖,分子式均为C6H12O6,结构不同,两者互为同分异构体,D项正确。葡萄糖和果糖的比较 【变式训练1】 下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是(　　)。A.加金属钠看是否有氢气放出B.与新制的氢氧化铜混合后共热,观察是否有红色沉淀生成C.与醋酸和浓硫酸共热,观察是否有水果香味物质生成D.加入酸性高锰酸钾溶液,看溶液是否褪色答案:B解析:检验葡萄糖可利用其分子结构中含有醛基,将其与新制的氢氧化铜混合后共热,看是否有红色沉淀生成来判定,也可借助银镜反应来检验葡萄糖。问题引领1.向银氨溶液中加入蔗糖溶液,水浴加热。观察到没有银镜生成。 通过上述实验,你能得出什么结论?提示:蔗糖分子结构中不含醛基,无还原性,是一种非还原性糖,故不能发生银镜反应。2.向蔗糖溶液中加入稀硫酸,加热一段时间后,加入NaOH溶液,调节溶液呈碱性,再加入新制的氢氧化铜,加热。可见有红色沉淀出现。通过上述实验,你能得出什么结论?提示:蔗糖在硫酸的催化作用下能发生水解反应,其水解产物能与新制的氢氧化铜反应。归纳提升1.蔗糖、麦芽糖的结构和化学性质的实验探究。 为保证上述实验成功,应注意:①盛蔗糖或麦芽糖溶液的试管要预先洗净,可先用NaOH溶液洗涤,再用清水洗净;②蔗糖或麦芽糖水解实验需要用水浴加热;③检验水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制的氢氧化铜,否则实验会失败。2.蔗糖和麦芽糖的比较。 典型例题【例题2】 下列关于蔗糖属于非还原性糖,而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中正确的是(　　)。A.验证蔗糖属于非还原性糖的操作顺序:④③B.验证蔗糖属于非还原性糖的操作顺序:④②⑤C.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①④⑤D.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:②④⑤答案:D解析:糖类是否属于还原性糖,可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该在水浴中进行加热,故不能选择③,同时考虑到银镜反应的发生应该在碱性条件下进行,故蔗糖水解后应先加碱中和过量的酸,才能进行银镜反应。综上所述,D项正确。1.能发生银镜反应的物质,其分子结构中必含有—CHO的结构,但不一定属于醛类。目前已学过的能发生银镜反应的物质:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等。2.能发生水解反应的物质主要有酯、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、酰胺等。卤代烃在碱性条件下水解,酯在酸性或碱性条件下均能水解,其中碱性条件下水解趋于完全,蔗糖、麦芽糖在稀硫酸作催化剂条件下能水解。【变式训练2】 下列关于二糖的说法中不正确的是(　　)。A.蔗糖与麦芽糖互为同分异构体B.蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11C.蔗糖与麦芽糖的水解产物完全相同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:蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11,两者互为同分异构体;麦芽糖是还原性二糖,而蔗糖无还原性;蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖,而麦芽糖的水解产物只有葡萄糖。问题引领1.鉴别淀粉和纤维素的方法有哪些?提示:①分别加入碘水,变蓝色的为淀粉;②分别加热水搅拌,呈糊状的为淀粉;③放在嘴里咀嚼,有甜味的是淀粉。2.如何利用淀粉制取酒精?写出相应的化学方程式。 提示:由淀粉制取酒精的过程为 归纳提升1.淀粉和纤维素的比较。 2.淀粉水解程度的判断。(1)实验原理:用银氨溶液或新制的Cu(OH)2和碘水来检验淀粉是否发生了水解及水解是否完全。(2)实验步骤。(3)实验现象和结论。 典型例题【例题3】 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。 根据上述操作现象,回答设计、结论是否正确。然后简要说明理由。(1)甲方案　 。 (2)乙方案　 。 (3)丙方案　 。 (4)丁方案　 。 答案:(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,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,加入的银氨溶液与酸反应,不能与葡萄糖发生银镜反应。按方案乙的设计,不能证明淀粉的水解程度(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;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,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。淀粉的水解程度及水解产物检验时的注意事项1.验证淀粉的水解产物时,加银氨溶液或新制的Cu(OH)2前,要先加入NaOH溶液中和后再进行实验。2.要验证淀粉水解后的混合液中是否还有淀粉,应直接取水解后的混合液加碘水,而不能在加入NaOH溶液中和后再加碘水。【变式训练3】 向淀粉溶液中加入少量稀硫酸,并水浴加热使之发生水解。为测定淀粉水解的程度,下列所给试剂中,能完成实验的试剂组合是(　　)。①NaOH溶液　②银氨溶液　③新制的氢氧化铜　④碘水　⑤BaCl2溶液A.①⑤B.②④C.①③④D.②③④答案:C解析:检验淀粉水解程度时,检验淀粉应用碘水;检验产物时应加NaOH溶液中和至碱性,再用新制的氢氧化铜或银氨溶液检验。课堂小结