高中化学苏教版 (2019)选择性必修3第一单元 糖类和油脂第2课时学案

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修3第一单元 糖类和油脂第2课时学案，共9页。学案主要包含了学习目标，合作探究，学习情境，新知生成，核心突破，归纳总结，课堂小结，随堂检测等内容，欢迎下载使用。

1.掌握蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素的组成和重要性质。
2.能举例说出蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素在生活中的用途。
3.了解各种糖类的相互转化关系,能举例说明糖类在食品加工和生物能源开发上的应用。
【合作探究】
【学习情境】
葡萄糖虽然是人体很重要的供能物质,但在日常生活中并不多见,而常见的是白糖、红糖、冰糖。白糖、红糖和冰糖虽然外观、颜色不同,但它们的主要成分都是蔗糖。葡萄糖具有还原性,蔗糖是否具有还原性?用什么方法来检验蔗糖是否具有还原性?二糖和多糖又具有怎样的性质呢?
任务1 二糖
【新知生成】
1.二糖
(1)二糖是由两个单糖分子之间脱去一分子水形成的。
(2)常见的二糖:蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖的分子式都为C12H22O11,四者互为同分异构体。
2.物理性质
(1)蔗糖:无色晶体,易溶于水,较难溶于乙醇,甜味仅次于果糖。
(2)麦芽糖:无色晶体,易溶于水,有甜味,但甜味不如蔗糖。
3.化学性质——水解反应
(1)蔗糖、麦芽糖的结构和化学性质的实验探究
(2)二糖的化学性质
a.蔗糖是一种二糖,可以在酸或酶的作用下,水解生成葡萄糖和果糖,化学方程式为C12H22O11(蔗糖)+H2O 。
b.麦芽糖与蔗糖互为同分异构体,在酸或酶催化下,麦芽糖发生水解反应生成葡萄糖,化学方程式为 C12H22O11(麦芽糖)+H2O ;纤维二糖水解只生成葡萄糖。
c.乳糖水解生成半乳糖和葡萄糖。
d.还原性:蔗糖为 糖;麦芽糖、纤维二糖、乳糖都为 糖,都能发生银镜反应。
【答案】3.(1)醛基 醛基 银镜 砖红色沉淀 醛基 醛基 (2)C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖) 2C6H12O6(葡萄糖) 非还原 还原
【核心突破】
典例1 下列是关于验证蔗糖属于非还原糖,而其水解产物具有还原性的实验方案,请回答下列问题:
① ② ③
④ ⑤
(1)验证蔗糖属于非还原糖的操作顺序: (填序号,下同)。
(2)验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序: 。
【答案】(1)④⑤ (2)①⑤②④⑤
【解析】某糖是否属于还原糖,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,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作催化剂的酸,然后才能进行银镜反应。
【归纳总结】
蔗糖和麦芽糖的比较
注意:麦芽糖和纤维二糖在结构上仅存在微小差异,但它们的性质却存在明显的不同,如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。
训练1 葡萄糖和蔗糖都是常见的糖类,均为有甜味的无色晶体,易溶于水。葡萄糖与新制Cu(OH)2可发生如下反应:RCHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O(RCHO表示葡萄糖)。蔗糖水解的实验过程:在试管中加入2 mL蔗糖溶液,接着加入2 mL 2 ml·L-1 H2SO4溶液,加热。下列关于蔗糖水解实验的说法正确的是( )。
A.蔗糖的水解产物均为葡萄糖
B.检验蔗糖是否水解的方法是取上述反应后的溶液,冷却后加入少量新制Cu(OH)2,加热,若有红色沉淀生成,则蔗糖已水解
C.可以用如下方法配制Cu(OH)2:在试管中加入2 mL 10%NaOH溶液,滴加5滴2%CuSO4溶液
D.葡萄糖分子中含3个手性碳原子
【答案】C
【解析】蔗糖为二糖,1分子蔗糖水解产物为1分子葡萄糖和1分子果糖,A项错误;醛基与新制Cu(OH)2反应需在碱性环境中,故检验蔗糖是否水解的方法:取上述反应后的溶液,冷却后加入NaOH溶液中和作为催化剂的H2SO4后,再加入少量新制Cu(OH)2,加热,若有红色沉淀生成,则蔗糖已水解,B项错误;新制Cu(OH)2 反应需在碱性环境中,即配制Cu(OH)2时需碱过量,故可以用如下方法配制Cu(OH)2:在试管中加入2 mL 10%NaOH溶液,滴加5滴2%CuSO4溶液,C项正确;手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的碳原子,葡萄糖是多羟基醛,结构简式是CH2OH(CHOH)4CHO,可见葡萄糖分子中的中间4个C原子都是手性碳原子,D项错误。
任务2 多糖
【新知生成】
1.淀粉和纤维素的组成与结构
二者都是由大量 相互连接组成,属于天然 。淀粉的相对分子质量可达到几十万,纤维素可达到几百万。分子式可以表示为 或 ,但二者的n值不同,二者 同分异构体。
2.淀粉
(1)物理性质
淀粉是白色粉末状物质,没有甜味,不溶于冷水。在热水中淀粉会部分溶解,形成胶状的淀粉糊。
(2)化学性质——淀粉属于非还原糖
a.酯化反应:分子中葡萄糖单元中有 ,与羧酸发生酯化反应。
b.在酸或酶的作用下水解,其水解反应方程式为 。
c.淀粉遇I2 ,可以用碘水检验淀粉。
(3)应用——食物和工业原料。
3.纤维素
(1)物理性质
纤维素是白色纤维状物质,没有甜味,不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂。
(2)化学性质——纤维素属于非还原糖
a.酯化反应:可以与醋酸、硝酸发生酯化反应制备 、 。
+3nHNO3+3nH2O
b.水解反应
Ⅰ.纤维素性质探究实验
在试管中放入少量脱脂棉,加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸,用玻璃棒将混合物搅拌成糊状。加入过量NaOH溶液中和至碱性,再滴入3滴5% CuSO4溶液,加热,有砖红色沉淀生成。
Ⅱ.水解反应化学方程式: 。
【答案】1.葡萄糖单元 有机高分子 (C6H10O5)n [C6H7O2(OH)3]n 不互为 2.(2)醇羟基 (C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖) 变蓝 3.(2)醋酸纤维 硝化纤维 (C6H10O5)n(纤维素)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)
【核心突破】
典例2 为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,无砖红色沉淀出现。
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。
下列结论错误的是( )。
A.淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
B.欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水溶液中直接加碘
C.欲检验淀粉的水解产物具有还原性,可在水解液中加入新制氢氧化铜并加热
D.若用唾液代替稀硫酸,温度为37~38 ℃,则实验1可能出现预期的现象
【答案】C
【解析】题中实验甲与乙、甲与丙都是对照实验,前者探究温度的影响,后者探究催化剂的影响,通过对照实验可知A项正确;因为I2可与NaOH发生反应I2+2NaOHNaI+NaIO+H2O,故用I2检验淀粉是否存在时,不能有NaOH存在,B项正确;用新制Cu(OH)2检验水解产物的还原性,必须在碱性环境中进行,故在水解液中先加NaOH中和稀硫酸至碱性后,再加入新制Cu(OH)2并加热,C项错误;若用唾液代替稀硫酸,则不必加碱中和,直接加入新制Cu(OH)2,加热即可出现预期现象,D项正确。
【归纳总结】
1.淀粉水解程度的判断
(1)实验原理
判断淀粉水解的程度时,要注意检验产物中是否生成葡萄糖,同时还要确认淀粉是否水解完全。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
2.淀粉和纤维素的结构与性质
注意:人的消化液中不含纤维素酶,故不能消化纤维素,但纤维素能增加胃肠的蠕动,减少有毒物质的积累和停留时间。
训练2 通过实验来验证淀粉水解可生成还原糖,其实验包括下列一些操作过程,这些操作过程的正确排列顺序是( )。
①取少量淀粉加水配成溶液 ②加热 ③加入碱液至溶液呈碱性 ④加入新制的Cu(OH)2 ⑤加入几滴稀硫酸 ⑥再加热
A.①②⑤⑥④③
B.①⑤②④⑥③
C.①⑤②③④⑥
D.①⑥④⑤③②
【答案】C
【解析】验证淀粉水解可生成还原糖的实验,大体可分以下两步:第一步是先使淀粉水解(稀硫酸作催化剂);第二步是验证淀粉的水解产物为还原糖[加新制Cu(OH)2 前要先加过量的NaOH溶液,以中和稀硫酸]。
【课堂小结】
【随堂检测】
1.下列说法中错误的是( )。
A.只要是糖类物质都能与银氨溶液发生银镜反应
B.单糖是不能发生水解反应的最简单的糖类
C.淀粉、纤维素都是天然有机高分子化合物
D.蔗糖和麦芽糖均为二糖
【答案】A
【解析】含有醛基的糖类能发生银镜反应,如葡萄糖,不含醛基的糖类如蔗糖,不能发生银镜反应,A项错误;单糖是不能发生水解反应的最简单的糖类,B项正确;淀粉、纤维素的相对分子质量较大,二者均是天然有机高分子化合物,C项正确;1 ml麦芽糖水解生成2 ml 葡萄糖,1 ml蔗糖水解生成1 ml葡萄糖和1 ml果糖,都为二糖,D项正确。
2.乙醛的银镜反应实验如下:
步骤1:向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水,观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2:向试管中继续滴加2%氨水,观察到沉淀完全溶解。
步骤3:再向试管中加入1 mL 10%乙醛溶液,振荡,在60~70 ℃水浴中加热,观察到试管内壁形成了光亮银镜。
下列说法不正确的是( )。
A.步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH
B.步骤2中沉淀溶解是因为生成[Ag(NH3)2]+
C.步骤3中产生银镜说明乙醛被还原
D.试管内壁的银镜可以用稀硝酸洗去
【答案】C
【解析】步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH,Ag++NH3·H2OAgOH↓+NH4+,A项正确;步骤2中沉淀溶解发生反应AgOH+2NH3·H2OAg(NH3)2++OH-+2H2O,生成[Ag(NH3)2]+,B项正确;步骤3中有银镜生成,是银氨溶液被还原,乙醛被氧化,C项错误;Ag可以被硝酸氧化生成硝酸银,D项正确。
3.下列关于蔗糖的说法不正确的是( )。
A.蔗糖是最重要的二糖,它的相对分子质量是葡萄糖的2倍
B.向蔗糖溶液中加入银氨溶液,水浴加热,不发生银镜反应
C.向蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中滴加银氨溶液,再进行水浴加热,观察不到有银镜生成
D.向蔗糖中加入浓硫酸,可观察到蔗糖变黑
【答案】A
【解析】蔗糖的相对分子质量为342,葡萄糖的相对分子质量为180,A项错误;蔗糖分子中不含醛基,蔗糖不能发生银镜反应,B项正确;蔗糖与稀硫酸共热后的溶液中应先加NaOH溶液至碱性后再加银氨溶液,水浴加热后才能观察到有银镜生成,C项正确;浓硫酸具有脱水性,浓硫酸可将蔗糖中的H、O以2∶1的组成脱去,使蔗糖变黑,D项正确。
4.下列说法中正确的是( )。
A.碘化钾溶液能使淀粉显蓝色
B.纤维素的水解难于淀粉的水解
C.用淀粉制乙醇仅发生了水解反应
D.淀粉和纤维素都可用(C6H10O5)n表示,但淀粉能发生银镜反应,而纤维素不能
【答案】B
【解析】碘化钾溶液不能使淀粉显蓝色,只有碘单质才能使淀粉显蓝色,A项错误;纤维素比淀粉更难水解,B项正确;用淀粉制乙醇的过程:淀粉葡萄糖乙醇,其中葡萄糖→乙醇的反应不是水解反应,C项错误;淀粉和纤维素都是非还原性糖,都不能发生银镜反应,D项错误。
5.向淀粉溶液中加入少量硫酸,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新制氢氧化铜 ④碘水 ⑤BaCl2溶液
A.①⑤B.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;如果部分水解,则既能发生银镜反应又能遇碘水变蓝;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。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 ,是非还原性糖;麦芽糖分子中含有 ,是还原性糖
试管内产生砖红色沉淀
①
②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都产生 ;加入新制的Cu(OH)2的试管中都出现
蔗糖的水解产物分子中含有 ,具有还原性;
麦芽糖的水解产物分子中含有 ,具有还原性
蔗糖
麦芽糖
相同点
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 ml 二糖水解后生成2 ml单糖
③水解产物都能发生银镜反应,都能与新制的Cu(OH)2反应
④都具有甜味(蔗糖更甜)
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,也不能与新制的Cu(OH)2反应
能发生银镜反应,能与新制的Cu(OH)2反应
水解产物
葡萄糖和果糖
葡萄糖
鉴别
方法
向其溶液中分别加入银氨溶液,水浴加热,能发生银镜反应的是麦芽糖,不能发生银镜反应的是蔗糖(也可用新制的氢氧化铜鉴别)
现象A
现象B
结论
①
未出现银镜
溶液变成蓝色
淀粉尚未水解
②
出现银镜
溶液变成蓝色
淀粉部分水解
③
出现银镜
溶液不变蓝色
淀粉完全水解
淀粉
纤维素
通式
(C6H10O5)n
关系
①不是同分异构体(n值不等),也不是同系物(结构不同且分子组成上也不相差n个CH2原子团)
②都是天然有机高分子化合物
结构
特征
分子中含有几百个到几千个葡萄糖单元
分子中含有几千个葡萄糖单元
物理
性质
白色、无味、固态粉末,不溶于冷水,在热水中发生糊化作用
白色、无味,具有纤维状结构的固体,不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂
化学
性质
①无还原性
②能水解生成葡萄糖
③遇碘单质变蓝
①无还原性
②能水解生成葡萄糖
③能发生酯化反应