高中人教版 (2019)第四节 基本营养物质学案设计

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一、糖类的组成及分类
食物中的营养物质主要包括________、________、________、维生素、无机盐和水。
1．糖类的组成
糖类是绿色植物_____________的产物，也是人类最重要的________来源，人们最初发现的糖类的化学组成大多符合__________的通式，因此糖类也被称为________________。
2．糖的分类
依据：是否水解及水解产物的多少进行分类
二、葡萄糖的结构和性质
1．葡萄糖的组成与结构
2．葡萄糖的物理性质
葡萄糖是一种有________的________色晶体________溶于水。
3．葡萄糖的特征反应
(1)葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应
实验操作：
实验现象：________________________________
实验结论：________________________________________________________________
(2)葡萄糖的银镜反应
实验操作：
实验现象：________________________________
实验结论：________________________________________________
③应用：这两个反应均可检验葡萄糖的存在。
医疗上可用葡萄糖的特征反应检测糖尿病患者的________和________。
实验要点：上述两个反应均需要在________条件下进行，即制取氢氧化铜时，NaOH溶液必须________；配制银氨溶液时，滴加氨水的量必须使沉淀______________。
三、蔗糖、淀粉、纤维素的性质及其应用
1．淀粉的特征反应
淀粉遇I2变________。
2．蔗糖、淀粉、纤维素的水解
(1)蔗糖水解的化学方程式：________________________________________________。
(2)淀粉(或纤维素)的水解反应
实验操作：
实验现象：________________________________
实验结论：淀粉水解生成________，与新制的Cu(OH)2共热生成________________沉淀
化学方程式：________________________________________
3．糖类在生产、生活中的应用
(1)淀粉为人体提供能量
淀粉在人体内的变化：淀粉eq \(――→,\s\up7(酶),\s\d5(多步))葡萄糖eq \(―――→,\s\up7(缓慢氧化))CO2和H2O，同时放出能量，葡萄糖在人体内氧化的化学方程式：________________________________________。
(2)食草动物可以在体内消化和利用纤维素。人体内没有类似的纤维素水解酶，无法吸收和利用纤维素，食物中的纤维素能刺激肠道蠕动，有助于________和排泄。
(3)淀粉可以酿酒，葡萄糖生成酒精的化学方程式：________________________________________。
►问题一 糖类的组成和分类
【典例1】淀粉和纤维素是常见的两种多糖。下列关于淀粉和纤维素的叙述正确的是( )
A．两者都属于糖类，所以都有甜味
B．两者化学式相同，所以属于同分异构体
C．两者具有相同的通式，所以化学性质相同
D．两者碳元素的百分含量相等
【变式练1-1】中国是世界上最早制糖的国家之一，人体所需70%左右的能量由糖提供。下列说法正确的是( )
A．公元674年，我国发明的用黄泥浆使红糖脱色的方法，是利用了黄泥浆的吸附性
B．唐大历年间，四川遂宁出现用甘蔗制取冰糖的方法，冰糖的主要成分是葡萄糖
C．饴糖是以米(淀粉)和麦芽经过糖化熬煮而成的糖，饴糖就是葡萄糖
D．“床头冬酿压琼浆”中的“冬酿”指的是蜂蜜，蜂蜜中几乎不含单糖(葡萄糖和果糖)
【变式练1-2】新版人民币的发行，引发了人们对有关人民币中化学知识的关注。下列表述不正确的是( )
A．制造人民币所用的棉花、优质针叶木等原料的主要成分是纤维素
B．用于人民币票面文字等处的油墨中所含有的Fe3O4是一种磁性物质
C．纤维素是多糖，没有甜味
D．某种验钞笔中含有碘酒溶液，遇假钞呈现蓝色，其中遇碘变蓝的是葡萄糖
►问题二 葡萄糖的结构、性质及应用
【典例2】在试管中加入2 mL 10% CuSO4溶液，滴加5滴5% NaOH溶液，得到新制的Cu(OH)2，再加入2 mL 10%葡萄糖溶液，加热，未出现砖红色沉淀，下列对其原因的分析正确的是( )
A．葡萄糖的分子结构中不含能与新制的Cu(OH)2反应的官能团
B．该反应需要在碱性条件下才能进行，而实验条件是酸性
C．加热温度没有达到该反应所需要的范围
D．所加葡萄糖溶液太少，导致反应现象不明显
【归纳小结】
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。
葡萄糖两个特征反应应注意的问题
(1)银镜反应
①试管洁净；②银氨溶液应现用现配；③采用水浴加热；④不能振荡试管。
(2)葡萄糖与新制Cu(OH)2反应
①Cu(OH)2悬浊液要现用现配；
②配制时NaOH要过量，将少量CuSO4滴到过量的NaOH溶液中，若CuSO4过多易形成黑色的CuO沉淀；
③要用酒精灯加热至沸腾。
【变式练2-1】下列物质中，与葡萄糖的化学性质相似的是( )
A．CH2OH—CHOH—CHOB．CH2OH—CHOH—CH2OH
C．CH3CH2OHD．CH3COOH
【变式练2-2】葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]和核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO)都是人类生命活动不可缺少的物质，根据两者的结构，回答下列问题。
(1)下列有关葡萄糖和核糖的叙述正确的是______(填字母)。
A．两者都属于单糖
B．两者都能溶于水
C．两者都是还原性糖，都可以被催化氧化
D．等物质的量的葡萄糖和核糖分别和足量的金属钠反应，生成氢气的物质的量之比为4∶5
(2)1 ml核糖最多能与________ml乙酸发生酯化反应。检验某糖尿病人的尿液中是否含有葡萄糖的试剂为________________________________________。
►问题三 蔗糖、淀粉、纤维素的性质及应用
【典例3】某学生设计了三个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。
方案甲：淀粉液eq \(――→,\s\up7(H2SO4),\s\d5(△))水解液eq \(――→,\s\up7(NaOH))中和液eq \(――→,\s\up7(I2))溶液变蓝。
结论：淀粉完全没有水解。
方案乙：淀粉液eq \(――→,\s\up7(H2SO4),\s\d5(△))水解液eq \(――→,\s\up7(银氨溶液))无银镜现象。
结论：淀粉完全没有水解。
方案丙：淀粉液eq \(――→,\s\up7(H2SO4),\s\d5(△))水解液eq \(――→,\s\up7(NaOH))中和液eq \(―――→,\s\up7(银氨溶液))有银镜现象。
结论：淀粉已经水解。
(1)淀粉的水解产物是________(填名称)。利用它的________(填“还原性”或“氧化性”)可进行检验。
(2)方案甲结论不正确，正确结论应为淀粉可能完全没有水解或_________________。
(3)方案乙结论也不正确，淀粉也可能部分或完全水解，因为________________________________。
(4)方案丙的结论是正确的，其中最后一步的银氨溶液也可换成新制氢氧化铜悬浊液，则加热反应现象为__________________________________________。
(5)若想进一步检验方案丙中淀粉是否完全水解，应取少量水解液，加________，若现象为溶液变蓝，则证明淀粉____________。
【归纳小结】
(1)糖类水解规律
(2)糖类水解的条件
蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸作催化剂，并水浴加热。
(3)淀粉水解程度的判断检验
实验现象及结论
【变式练3-1】以富含淀粉的生物质为原料制备燃料乙醇的流程如下：
(1)C12H22O11的名称为__________，属于________(填“单”“二”或“多”)糖。
(2)书写②③反应的化学方程式。
反应②：_________________________________；
反应③：__________________________________。
【变式练3-2】以淀粉为基本原料可制备许多物质，如
下列有关说法正确的是( )
A．反应②是水解反应
B．反应⑤是取代反应
C．反应①是氧化反应
D．在加热条件下，可用银氨溶液鉴别葡萄糖和乙醇
【基础强化】
1．下列关于糖类的说法正确的是( )
A．所有糖类都有甜味，且都能溶于水
B．葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO
C．淀粉和纤维素的分子式都是(C6H10O5)n，二者互为同分异构体
D．摄入人体的纤维素在酶的催化作用下能水解为葡萄糖
2．已知苏糖的结构简式为，以下有关苏糖的说法不正确的是( )
A．苏糖能发生银镜反应
B．苏糖属于单糖
C．苏糖在一定条件下，能发生取代反应
D．苏糖与葡萄糖互为同分异构体
3．从酿酒到饮酒，涉及多种化学反应。下列有关反应的化学方程式不正确的是( )
A．淀粉完全水解：2(C6H10O5)n＋nH2Oeq \(――→,\s\up7(酶))nC12H22O11
B．葡萄糖发酵为酒精：C6H12O6eq \(――→,\s\up7(酒化酶))2CH3CH2OH＋2CO2↑
C．乙醇在人体中氧化为乙醛：2CH3CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up7(酶))2CH3CHO＋2H2O
D．乙醛在人体中氧化为乙酸：2CH3CHO＋O2eq \(――→,\s\up7(酶))2CH3COOH
4．近几年一种新型的甜味剂木糖醇悄悄地进入人们的视野，木糖醇是一种理想的蔗糖替代品，它具有甜味足、溶解性好、防龋齿、适合糖尿病患者食用的优点。木糖醇是一种白色粉末状的晶体，分子式为C5H12O5，结构简式为CH2OH(CHOH)3CH2OH。下列有关木糖醇的叙述不正确的是( )
A．木糖醇与葡萄糖、果糖等一样，属于多羟基醛或酮，是一种单糖
B．木糖醇可发生取代反应
C．木糖醇是一种五元醇
D．木糖醇是一种无糖型甜味剂
5．下列关于检验某病人尿糖的做法正确的是( )
A．取尿样，加入新制的Cu(OH)2，观察产生的现象
B．取尿样，加入过量稀H2SO4，再加入新制的Cu(OH)2，观察产生的现象
C．取尿样，加入新制的Cu(OH)2，煮沸，观察产生的现象
D．取尿样，加入Cu(OH)2固体，煮沸，观察产生的现象
6．将淀粉加入试管里，加适量的水，振荡，加热煮沸，取所得溶液3 mL，加15滴3 ml·L－1硫酸，加热半分钟，冷却后加入新制的Cu(OH)2，加热后未见砖红色沉淀，其原因可能是( )
①未用浓硫酸作催化剂
②加入Cu(OH)2之前，未用NaOH溶液中和硫酸
③配制Cu(OH)2时，硫酸铜溶液太稀
④加热时间不充分，淀粉没有水解
⑤所配淀粉溶液浓度不够
A．①② B．②④ C．①⑤ D．③⑤
7．生活中的一些问题常涉及化学知识，下列叙述正确的是( )
A．棉花的主要成分是纤维素
B．过多食用糖类物质如淀粉等不会导致人发胖
C．淀粉在人体内直接水解生成葡萄糖，供人体组织的营养需要
D．纤维素在人体消化过程中起重要作用，纤维素可以作为人类的营养物质
8．端午节吃粽子是中国传统习俗，粽子由糯米等制作而成。下列说法正确的是( )
A．糯米中的淀粉能与新制的氢氧化铜反应产生砖红色沉淀
B．可以用碘水来检验糯米中的淀粉是否水解完全
C．糯米中的淀粉在碱性条件下能发生水解生成葡萄糖
D．糖尿病患者不能吃粽子，因为糯米中含大量的葡萄糖，会使血糖升高
9．《齐民要术》是世界上最早记录食品酿造的典籍，文中记述了古人利用谷物酿酒、酿醋的方法：以发霉的谷物作酒曲，将蒸熟的米饭拌入酒曲中，经过发酵可得米酒，米酒进一步发酵可得米醋。下列说法错误的是( )
A．米饭的主要成分属于糖类
B．米酒可与金属钠反应放出气体
C．对米酒加热蒸馏可得到浓度较高的乙醇溶液
D．米酒酿造米醋的过程中，乙醇发生还原反应
10．A是面粉中的主要成分，C与E反应可生成F，D能与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀。下图是A、B、C、D、E、F等几种常见有机物之间的转化关系图。
eq \x(A)eq \(―――→,\s\up7(充分水解))eq \x(B)eq \(――→,\s\up7(发酵))eq \x(C)eq \(――→,\s\up7(氧化))eq \x(D)eq \(――→,\s\up7(氧化))eq \x(E)eq \(――→,\s\up7(酯化))eq \x(F)
根据以上信息完成下列各题：
(1)A的化学式为_____________，B的结构简式为___________________。
(2)F在稀硫酸中发生水解反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)E与小苏打溶液反应的化学方程式为___________________________________________。
(4)其中能与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀的物质除D外还有________(填字母)。
(5)钠与C的反应现象和钠与水的反应现象有哪些不同？为何会产生这些差异？
【能力提升】
1．下列与化学有关的文献或诗文，理解正确的是( )
A．《问刘十九》中写道：“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”，“新醅酒”即新酿的酒，在酿酒的过程中，葡萄糖发生了水解反应
B．“独忆飞絮鹅毛下，非复青丝马尾垂”中的“飞絮”和棉花的化学成分不同
C．《天工开物》中有如下描述：“世间丝、麻、裘、褐皆具素质，而使殊颜异色得以尚焉……”文中的“麻”在一定条件下可以水解生成小分子
D．《傅鹑觚集·太子少傅箴》中记载：“故近朱者赤，近墨者黑。”这里的“朱”指的是朱砂，古代常用的一种红色颜料，其主要成分为Fe2O3
2．制备乙酸乙酯的绿色合成路线之一如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．加热条件下，M能与新制的氢氧化铜发生反应
B．④的反应类型属于酯化反应，也属于取代反应
C．淀粉和纤维素的化学式均为(C6H10O5)n，二者都为纯净物，且互为同分异构体
D．用饱和碳酸钠溶液可以鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
3．核糖是合成核酸的重要原料，其结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO，下列关于核糖的叙述中，不正确的是( )
A．与葡萄糖既不互为同系物也不互为同分异构体
B．可以与银氨溶液作用形成银镜，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．1 ml核糖最多可以和4 ml乙酸发生酯化反应
D．核糖和氢气在一定条件下反应的产物能使石蕊溶液变红
4．为检验淀粉水解的情况，进行如图所示的实验，试管甲和试管丙均用60～80 ℃的水浴加热5～6 min，试管乙不加热，待试管中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1：取少量甲中溶液，加入新制的氢氧化铜，加热，没有砖红色沉淀出现。
实验2：取少量乙中溶液，滴加几滴碘水，溶液变为蓝色，但取少量甲中溶液做此实验时，溶液不变蓝色。
实验3：取少量丙中溶液加入 NaOH溶液调节至碱性，再滴加碘水，溶液颜色无明显变化。
(1)下列说法不正确的是______(填字母)。
A．淀粉和纤维素在酸的催化作用下完全水解后的产物都是葡萄糖
B．淀粉、纤维素属于高分子
C．淀粉在唾液淀粉酶的作用下可发生水解
D．糖类都具有相同的官能团
(2)写出淀粉水解的化学方程式：_________________________________________。
(3)设计甲和乙是为了探究______________对淀粉水解的影响，设计甲和丙是为了探究___________对淀粉水解的影响。
(4)实验1失败的原因是___________________________________________________________。
(5)实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是______________________________________。
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综合效益，而且还能防止环境污染，生产流程如图所示：
已知：H可以作水果的催熟剂，E的溶液能发生银镜反应，G是具有香味的液体，试回答下列问题：
(1)A的名称为_____________；G的名称为______________。
(2)B的结构简式为__________________；H的结构简式为______________。
(3)写出H发生加聚反应的化学方程式：_____________________________________。
(4)D→E的化学方程式：________________________________________________
(5)F→G的化学方程式：__________________________________________________。
(6)写出G的同分异构体中与CH3COOH互为同系物的结构简式：___________________________________。
1．知道糖类的组成、重要性质和主要用途。
2．认识葡萄糖的分子结构，掌握葡萄糖 、蔗糖和淀粉的特征反应。
3．能够设计实验确认淀粉水解产物及水解程度。
类别
单糖
二糖
多糖
特点
不能水解为更简单的糖分子
水解后能生成________单糖
水解后能生成________单糖
代表物
________、________
________、________、乳糖
________、________
代表物的分子式
相互关系
________同分异构体
分子式
结构简式
官能团
情况
现象A
现象B
结论
①
溶液呈蓝色
未产生银镜
未水解
②
溶液呈蓝色
出现银镜
部分水解
③
溶液不变蓝色
出现银镜
完全水解