2022年高中化学必修2暑期练习：3.4 基本营养物质 Word版含解析

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目标导航]　1.了解糖类、油脂和蛋白质的元素组成。2.了解糖类的分类及葡萄糖和果糖的结构。3.了解糖类、油脂、蛋白质的性质。4.了解糖类、油脂、蛋白质在生产、生活中的应用。5.了解淀粉水解产物的检验方法。

一、糖类
1．基本营养物质
(1)类别：食物中的营养物质主要包括：糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。其中糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。
(2)组成元素：糖类、油脂、蛋白质组成的共同元素为C、H、O，蛋白质还含有N、P、S等元素。
2．糖的分类及结构
(1)单糖：葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，结构简式分别为CH2OH(CHOH)4CHO、CH2OHCO(CHOH)3CH2OH，二者互为同分异构体。
(2)双糖：蔗糖、麦芽糖的分子式均为C12H22O11，结构不同，互为同分异构体。
(3)多糖：淀粉、纤维素的分子式均为(C6H10O5)n。
提醒　淀粉、纤维素分子中的n值是不同的，是混合物，不能称为同分异构体。
3．糖类的特征反应
(1)葡萄糖的特征反应
葡萄糖砖红色沉淀(Cu2O)
葡萄糖光亮的银镜(Ag)
以上反应，常用于鉴别葡萄糖。
(2)淀粉的特征反应
在常温下，淀粉遇碘变蓝色。
4．糖类的水解反应
(1)蔗糖的水解反应：C12H22O11(蔗糖)＋H2OC6H12O6(葡萄糖)＋C6H12O6(果糖)；
麦芽糖的水解反应：C12H22O11(麦芽糖)＋H2O2C6H12O6(葡萄糖)。
(2)淀粉(或纤维素)的水解反应：(C6H10O5)n淀粉(或纤维素)]＋nH2O nC6H12O6(葡萄糖)。
提醒　在用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验糖类水解产物时，必须先中和水解液中的稀硫酸，调节溶液的pH至碱性。
议一议
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)糖类就是有甜味的物质，有甜味的物质就是糖(　　)
(2)葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6，二者互为同分异构体(　　)
(3)某溶液中加入少量淀粉后呈蓝色，则该溶液中含有I－(　　)
(4)可用氢氧化铜悬浊液检验病人是否患有糖尿病(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√
2．淀粉和纤维素的化学式都是(C6H10O5)n，二者是同分异构体吗？为什么？
答案　淀粉和纤维素不是同分异构体，因为二者的结构单元(C6H10O5)组成相同，但n值不同。
二、油脂
1．分类
(1)油：碳链中含有碳碳双键，沸点较低，如豆油、香油。
(2)脂：碳链中多为碳碳单键，沸点较高，如动物脂肪、奶油、人造牛油。
2．分子结构
其中R1、R2、R3代表烃基，可以相同，也可以不同。
3．水解反应
(1)油脂＋水高级脂肪酸＋甘油。
(2)油脂＋氢氧化钠高级脂肪酸钠＋甘油。
点拔　甘油不是油，甘油化学名称为丙三醇，属于多元醇。
议一议
1．能否用植物油萃取溴水中的溴？
答案　不能，植物油含有不饱和键，能与溴发生反应。
2．人们经常用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污，其原理是什么？
答案　炊具上的油污一般是油脂，它属于酯类物质，不溶于水。在碱性条件下水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油。纯碱水溶液呈碱性，并且温度越高，碱性越强，因此用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污效果很好。
三、蛋白质
1．组成特点

2．化学性质

点拨　利用灼烧可以鉴别棉织物和毛织物或丝织物。
3．在生产、生活中的应用
(1)蛋白质是人类必需的营养物质，能保证身体健康。
(2)动物的毛、皮和蚕丝的主要成分是蛋白质，可应用于工业上。
(3)酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。
议一议
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)蛋白质水解的最终产物是氨基酸(　　)
(2)蛋白质是一种基本营养物质(　　)
(3)为了鉴别某白色纺织品的成分是蚕丝还是纯棉制品，可选用灼烧的方法进行鉴别(　　)
(4)浓硝酸滴到人的皮肤上变黄色是物理变化(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×

一、糖类的组成、结构和性质
例1　分别取1 mol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________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)1 mol葡萄糖中含有5 mol羟基，与足量的金属钠反应，产生2.5 mol氢气，标准状况下的体积是56 L。
(2)1 mol葡萄糖中含有5 mol羟基，可以与5 mol乙酸发生酯化反应，故所需醋酸的质量为5 mol×60 g·mol－1＝300 g。
(3)葡萄糖燃烧的化学方程式为C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O,1 mol葡萄糖完全燃烧所需氧气为6 mol，标准状况下体积为134.4 L。
(4)葡萄糖与新制的Cu(OH)2加热煮沸生成砖红色的Cu2O沉淀。
答案　(1)56　(2)300　(3)134.4　C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O　(4)生成砖红色沉淀
归纳总结　葡萄糖的化学性质

变式训练1　酒精、乙酸和葡萄糖三种溶液，只用一种试剂就能将它们区别开来，该试剂是(　　)
A．金属钠 B．石蕊溶液
C．新制的氢氧化铜悬浊液 D．NaHCO3溶液
答案　C
解析　新制的Cu(OH)2悬浊液不与乙醇反应，与乙酸中和形成蓝色溶液，与葡萄糖在加热条件下反应产生砖红色沉淀。
二、油脂分子的结构与性质
例2　下列有关油脂的叙述中不正确的是(　　)
A．油脂没有固定的熔点和沸点，故油脂是混合物
B．油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的酯
C．油脂是酯的一种
D．油脂都不能使溴水褪色
解析　纯净物有固定的熔、沸点，油脂没有固定的熔、沸点，故是混合物；从结构上分析，B项正确；油脂是酸与醇作用的产物，具有酯基(—COO—)，属于酯类；油脂结构中的烃基有些是不饱和的，含有碳碳双键，可使溴水褪色。
答案　D
归纳总结　酯与油脂的区别
(1)酯是无机含氧酸或有机羧酸与醇通过酯化反应生成的一类有机物，而“油脂”是高级脂肪酸与丙三醇形成的酯，故“酯”中包含“脂”，注意两字的书写，“油脂”不能写为“油酯”。
(2)“油”和“脂”都是高级脂肪酸甘油酯。“油”一般不饱和程度较高，熔点较低，室温下为液态；“脂”一般饱和程度较高，熔点较高，室温下为固态，又称为“脂肪”。油通过氢化可以转化为脂肪。另外，油脂是混合物。
变式训练2　下列说法正确的是(　　)
A．植物油属于酯，脂肪也属于酯
B．酯是纯净物，油脂是混合物，油脂不属于酯
C．所有的脂都属于酯，因而化学上“脂”与“酯”经常混用
D．脂肪是高级脂肪酸的甘油酯，而油不是
答案　A
解析　植物油和动物脂肪都是高级脂肪酸的甘油酯，区别在于前者为液态，烃基不饱和程度大，后者为固态，烃基饱和或不饱和程度较小，因而A对，D错；油脂属于酯，酯可以是混合物，也可以是纯净物，B错；脂不一定是酯，如树脂不是酯，酯也不一定是脂，如乙酸乙酯不是脂，C错。
三、蛋白质的性质与应用
例3　下列叙述不正确的是(　　)
A．蛋白质属于天然有机高分子化合物，没有蛋白质就没有生命
B．所有蛋白质遇浓硝酸都变黄，称为颜色反应
C．人工最早合成的具有生命活性的蛋白质——结晶牛胰岛素是中国科学家在1965年合成的
D．可以用灼烧法来鉴别蛋白质
解析　蛋白质是生命的基础，A正确；蛋白质与浓硝酸的颜色反应，只有含苯环的蛋白质才能显黄色，不含苯环的蛋白质没有这一性质，B错误；C为常识性知识，正确；蛋白质灼烧时有烧焦羽毛气味，这一性质常用来检验物质中是否含有蛋白质，生活中应用尤其广泛，这也是最简单的一种鉴别方法，D正确。
答案　B
归纳总结　性质应用——蛋白质的检验
(1)有些蛋白质能与浓硝酸发生颜色反应。此类蛋白质通常含有苯环。
(2)灼烧蛋白质固体时产生烧焦羽毛的气味，原因是分子中含有N、S等元素。
变式训练3　美国科学家马丁·查非(Martin Chalfie)、美籍华裔化学家钱永健(Roger Tsien)以及日本科学家下村修(Osamu Shimomura)因发现和研究绿色荧光蛋白(green fluorercent protein，GFP)而获2008年度诺贝尔化学奖。GFP在紫外线照射下会发出鲜艳绿光。下列有关说法正确的是(　　)

A．GFP在酶等催化剂作用下可以水解
B．天然蛋白质属于纯净物
C．GFP发出荧光是蛋白质的颜色反应
D．蛋白质通常用新制氢氧化铜悬浊液检验
答案　A
解析　GFP为蛋白质，A正确；蛋白质属于高分子化合物，是混合物，B错；蛋白质的颜色反应是指某些蛋白质遇浓硝酸显黄色，C错；通常用灼烧的方法和颜色反应检验蛋白质，D错。

1．下列有关糖类的说法正确的是(　　)
A．糖类都符合通式Cn(H2O)m
B．符合通式Cn(H2O)m的都是糖类
C．糖类物质都有甜味
D．糖类是人类维持生命的六大类营养素之一
答案　D
解析　糖类俗称碳水化合物，但它不是水与碳直接化合的产物。糖类大都可用Cn(H2O)m来表示，但符合这一通式的不一定都是糖，如乙酸CH3COOH、甲酸甲酯HCOOCH3C2(H2O)2]等；而不符合Cn(H2O)m这一通式的物质也可能是属于糖类的，如脱氧核糖C5H10O4、鼠李糖C6H12O5。糖不一定有甜味，如淀粉、纤维素等。
2．下列说法不正确的是(　　)
A．油脂是高级脂肪酸的甘油酯
B．油脂与氢气发生加成反应，可以得到固态油脂
C．油脂在酸性或碱性条件下，可以发生皂化反应
D．油脂没有固定的熔、沸点
答案　C
解析　油脂可以看作是高级脂肪酸与甘油反应生成的酯，A正确；油脂与H2发生加成反应生成饱和高级脂肪酸甘油酯，沸点较高，常温下呈固态，B正确；皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应，C错误；自然界中的油脂是多种物质的混合物，因此没有固定的熔、沸点，D正确。
3．下列说法正确的是(　　)
A．蛋白质属于天然高分子化合物，组成元素只有C、H、O、N
B．蛋白质在浓硝酸的作用下可发生水解反应
C．蛋白酶是蛋白质，它不仅可以催化蛋白质的水解反应，还可以催化淀粉的水解反应
D．蛋白质在酶等催化剂作用下可以水解，生成氨基酸
答案　D
解析　蛋白质的组成元素除C、H、O、N外还含有S、P等元素，A错误；蛋白质在浓硝酸的作用下，显黄色，发生颜色反应，B错误；酶具有专一性，蛋白酶只可以催化蛋白质的水解反应，C错误。
4．下列叙述正确的是(　　)
A．食盐可作调味剂，不可作食品防腐剂
B．糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应
C．纤维素在人体内可水解为葡萄糖，故可作人类的营养物质
D．葡萄中的花青素在碱性环境下显蓝色，故可用苏打粉检验假红酒
答案　D
解析　食盐是常用的食品调味剂，也可作食品防腐剂，A错误；单糖不水解，双糖、多糖、油脂、蛋白质均可发生水解反应，B错误；纤维素在人体内不能水解，C错误；碳酸钠溶液显碱性，葡萄中的花青素在碱性环境下显蓝色，D正确。
5．某学生设计了如下三个实验方案，用以检验淀粉的水解程度。
甲方案：淀粉溶液水解液中和液溶液变蓝
结论：淀粉尚未水解。
乙方案：淀粉溶液水解液无砖红色沉淀出现
结论：淀粉尚未水解。
丙方案：淀粉溶液水解液中和液分两份
结论：淀粉水解完全。
试讨论各方案的严密性(填“是”或“否”)
甲方案：________；乙方案：________；丙方案：________。
答案　否　否　否
解析　甲方案不严密，原因是淀粉尚未水解和淀粉部分水解，水解液中都含有淀粉，向此水解液中加入足量碘水，都会产生蓝色。
乙方案不严密，原因是此水解液中含有H2SO4，加入的Cu(OH)2可能会全部转化为CuSO4而失效，在这种情况下无砖红色沉淀出现，不能说明淀粉水解程度如何。
丙方案不严密，原因是此水解液中含有NaOH，加入的I2可能会全部转化为化合态碘而失效，在这种情况下无现象，不能说明水解液中有还是没有淀粉存在。

基础过关]
题组1　糖类的性质
1．广告称某种品牌的八宝粥(含桂圆、红豆、糯米等)，不加糖，比加糖还甜，最适合糖尿病人食用。你认为下列判断不正确的是(　　)
A．糖尿病人应少吃含糖的食品，该八宝粥未加糖，可以放心食用
B．这个广告有误导喜爱甜食消费者的嫌疑
C．不加糖不等于没有糖，糖尿病人食用需慎重
D．不能听从厂商或广告商的宣传，应询问医生
答案　A
解析　由于糖尿病人应少吃含糖的食品，而该八宝粥虽未加糖，但它含有的桂圆、红豆、糯米等的主要成分是淀粉，而淀粉属于糖类，所以糖尿病人应慎用该八宝粥，故A错误，B、C、D均正确。
2．下列实验失败的原因是缺少必要实验步骤的是(　　)
①将乙醇和乙酸混合，再加入稀硫酸共热制乙酸乙酯　②将在酒精灯火焰上灼烧至表面变黑的铜丝冷却后插入乙醇中，铜丝表面仍是黑色　③要除去甲烷中混有的乙烯得到干燥纯净的甲烷，将甲烷和乙烯的混合气体通入溴水　④做葡萄糖的还原性实验时，当加入新制的氢氧化铜碱性悬浊液后，未出现砖红色沉淀
A．①④ B．①③④
C．③④ D．④
答案　C
解析　①中制备乙酸乙酯应加浓硫酸。②中铜丝表面黑色为氧化铜，不与乙醇反应，铜丝表面仍是黑色。③中除去甲烷中混有的乙烯得到干燥纯净的甲烷，要依次通过溴水，烧碱溶液，浓硫酸。混合气体通入溴水，只有乙烯可与溴水中的溴发生加成反应，甲烷不会与溴发生取代反应，因此可以用来除乙烯。但值得注意的是，溴水有易挥发的特性，会使除杂后的气体中带有溴蒸气，所以应用碱液除溴，浓硫酸是干燥用的。④中应先加氢氧化钠，再加氢氧化铜悬浊液。
3．下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起的作用叙述不正确的是(　　)
A．淀粉葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
B．纤维素葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
C．油脂甘油和高级脂肪酸CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
D．蛋白质氨基酸人体所需的蛋白质(人体生长发育)
答案　B
解析　人体内无催化纤维素水解的酶，纤维素在人体内不能发生水解反应。
题组2　蛋白质及三大营养物质的性质比较
4．市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣服的汗渍、血液及人体排放的蛋白质油渍遇到它，皆能水解除去。下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗涤的是(　　)
①棉织品　②毛织品　③腈纶织品　④蚕丝织品　⑤涤纶织品　⑥锦纶织品
A．①②③④⑤⑥ B．②④
C．③④⑤ D．③⑤⑥
答案　B
解析　根据题意知加酶洗衣粉能使蛋白质水解，所以含有蛋白质的衣服不能用加酶洗衣粉清洗。毛织品和蚕丝织品的主要成分是蛋白质。
5．下列说法正确的是(　　)
A．糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应
B．糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的
C．糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物
D．油脂有油和脂肪之分，但都属于酯
答案　D
解析　糖类中的单糖不能水解，A错误；糖类、油脂都是由C、H、O三种元素组成的，而蛋白质中除含C、H、O三元素外，还含有N元素等，B不正确；单糖和双糖及油脂都不是高分子化合物，C不正确。
6．下列实验中，没有颜色变化的是(　　)
A．葡萄糖溶液与新制的Cu(OH)2悬浊液混合加热
B．淀粉溶液中加入碘酒
C．鸡蛋清中加入浓硝酸
D．淀粉溶液中加入稀硫酸并加热
答案　D
解析　淀粉在稀硫酸的催化作用下，最终水解成葡萄糖，但这一过程中没有颜色变化；A项有砖红色沉淀产生；B项，淀粉遇碘变蓝色；C项，鸡蛋清遇浓硝酸会变黄，这是蛋白质的颜色反应。
7．现有四种试剂：①新制氢氧化铜悬浊液；②浓硝酸；③硝酸银溶液；④碘水。为了鉴别葡萄糖、淀粉、食盐、鸡蛋清四瓶无色溶液，分别选择合适的试剂，正确的顺序是(　　)
A．①②③④ B．④①②③
C．①④②③ D．①④③②
答案　D
解析　葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀；淀粉遇到碘显蓝色；食盐溶液中氯离子与银离子反应生成白色沉淀，鸡蛋清溶液中含有蛋白质，遇到浓硝酸显黄色，故试剂顺序为①④③②。
题组3　油脂的性质及应用
8．能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是(　　)
A．点燃，能燃烧的是矿物油
B．测定沸点，有固定沸点的是矿物油
C．加入水中，浮在水面上的是地沟油
D．加入足量氢氧化钠溶液共热，不分层的是地沟油
答案　D
解析　地沟油和矿物油均可燃烧，A错误；地沟油和矿物油均为混合物，均没有固定的沸点，B错误；地沟油和矿物油密度均小于水，均不溶于水，C错误；地沟油主要成分为油脂，可在碱性条件下水解，因此地沟油与NaOH溶液共热后不再分层，矿物油为烃的混合物，不能与NaOH溶液反应，因此液体分层，D正确。
9．人造奶油是以氢化的植物油、液体油和动物油为原料，按一定比例与乳化剂、色素、调味剂、强化剂、抗氧化剂、防腐剂等调和而成。
(1)脂肪和油都属于酯类物质，它们的主要区别是脂肪常温下为________体，油常温下为________体。
(2)将植物油进行氢化时的反应类型是________(填字母)。
A．加成反应 B．取代反应
C．氧化反应 D．水解反应
(3)人造奶油在人体内经消化后的产物是甘油和脂肪酸，消化的实质从化学上看属于________反应。
答案　(1)固　液　(2)A　(3)水解(取代)
解析　由于植物油的不饱和度高，熔点低，流动性强，不容易保存，所以可以使植物油和氢气发生加成反应，以减少不饱和度，使植物油硬化；油脂水解可以生成甘油和脂肪酸，所以人造奶油在人体内经消化的实质从化学上看属于水解(取代)反应。
能力提升]
10．某学生做淀粉水解实验，步骤如下：

(1)写出淀粉水解的化学方程式_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)单质沉淀是________________(写化学式)。
(3)填写所加试剂名称及其作用：
A____________，作用_____________________________________________；
B____________，作用____________________________________________。
答案　(1)(C6H＋nH2OnC6H
(2)Ag
(3)稀硫酸　作淀粉水解的催化剂　氢氧化钠溶液　中和稀硫酸，提供碱性环境
解析　淀粉水解条件：稀硫酸作催化剂，为检验水解产物葡萄糖，应先加NaOH溶液中和稀硫酸，葡萄糖与银氨溶液反应生成银单质。水解的化学方程式为
(C6H＋nH2OnC6H
11．有机化合物与人类生活密不可分，生活中的一些问题常涉及化学知识。
(1)有下列几种食品：

①花生油中所含人体所需的主要营养物质为________(填“糖类”、“油脂”或“蛋白质”)。
②吃饭时，咀嚼米饭一会儿后感觉有甜味，是因为淀粉发生了________(填字母)反应。
A．分解　　　B．水解　　　C．裂解
(2)在日常生活中，下列做法错误的是________。
A．用燃烧法鉴别毛织品和棉织品
B．用纯碱洗涤锅盖上的油渍
C．用闻气味的方法鉴别白酒和米醋
D．用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐
答案　(1)①油脂　②B　(2)D
解析　(1)①花生油属于油脂。②米饭里的主要营养物质是淀粉，淀粉在酶作用下发生水解得到有甜味的糖。
(2)毛织品主要成分为蛋白质，灼烧有烧焦羽毛的气味，A项正确；油渍属于油脂，在碱性条件下可水解，B项正确；闻气味可鉴别白酒和米醋，C项正确；食盐中加入的是KIO3，不是I2，故不能用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐，D项错误。
拓展探究]
12．实验室可用下列实验装置测定三聚氰胺的分子式。

已知三聚氰胺的相对分子质量为126。取1.26 g三聚氰胺样品，放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O、N2，实验测得装置B增重0.54 g，C增重1.32 g，排入F中水的体积为672 mL(可按标准状况计算)。
(1)E装置的作用是_______________________________________________。
(2)需要加热的装置是____________(填字母)。
(3)装置D的作用是_______________________________________。
(4)F处读数时应该注意：___________________________________________、
_____________________________________________________________。
(5)三聚氰胺的分子式为__________________________________________。
答案　(1)用来排水，以测定氮气的体积　(2)AD　(3)吸收未反应的氧气　(4)量筒内的液面与广口瓶内的液面相平　视线与凹液面最低处相切　(5)C3H6N6
解析　本实验的原理是通过测量三聚氰胺样品燃烧产生的CO2和H2O的质量以及生成的氮气的体积，从而确定各原子的物质的量之比，进而确定分子式。浓硫酸的作用是吸收产生的水蒸气，碱石灰的作用是吸收产生的CO2，因为O2也不溶于水，所以在用排水法收集N2之前应该用热的铜网将O2除净。测量N2的体积时，必须要保证集气瓶中的N2的压强和外界大气压相等。(5)三聚氰胺的物质的量为＝0.01 mol
n(H2O)＝＝0.03 mol，n(H)＝0.06 mol
n(CO2)＝＝0.03 mol，n(C)＝0.03 mol
n(N2)＝＝0.03 mol，n(N)＝0.06 mol
分子式为C3H6N6。