1、第一节糖类第一节糖类素养目标1.通过对糖类的官能团、结构特点的微观探析,了解糖类的分类,根据所学化合物的性质推测糖类的化学性质,形成宏观辨识与微观探析的学科素养。2.通过实验探究糖的性质,发现问题并解决问题,设计出糖类水解程度判断的合理实验方案,形成科学探究与创新意识的学科素养。3.通过阅读和查阅资料,了解糖类在人体供能、储能等方面的作用,了解糖类的摄入和代谢与人体健康之间的关系,并能科学合理地搭配饮食,形成科学态度与社会责任的学科素养。知识铺垫必备知识正误判断1.糖类分为单糖、寡糖和多糖;单糖不能发生水解反应。2.常见的单糖有葡萄糖和果糖,两者互为同分异构体;常见的二糖有蔗糖和麦芽糖,两者互
2、为同分异构体;常见的多糖有淀粉和纤维素,两者不互为同分异构体。3.淀粉遇碘变蓝色。知识铺垫必备知识正误判断一、糖类的组成和分类 知识铺垫必备知识正误判断【微思考1】符合Cm(H2O)n的物质都是糖吗?糖都符合Cm(H2O)n的通式吗?提示符合Cm(H2O)n的物质不一定都是糖,如HCHO;糖不一定都符合Cm(H2O)n,如脱氧核糖(C5H10O4)。知识铺垫必备知识正误判断二、单糖1.葡萄糖(1)物理性质及存在颜色、状态 甜味 溶解性存在无色晶体有易溶于水存在于水果、蜂蜜以及植物的种子、叶、根、花中,还有动物血液、淋巴液中实验步骤实验现象 试管壁上有银镜生成试管中出现砖红色沉淀实验结论葡萄糖分
3、子中含有醛基,属于醛糖,表现还原性,属于还原糖知识铺垫必备知识正误判断(2)化学性质葡萄糖的分子式为C6H12O6,结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,分子中含有5个羟基,是一种多羟基醛。氧化反应:实验探究(夹持装置已省略)知识铺垫必备知识正误判断葡萄糖在人体内的氧化反应:(3)用途葡萄糖是一种重要的营养物质。广泛应用于食品和医药工业。知识铺垫必备知识正误判断2.其他常见单糖 单糖果糖核糖脱氧核糖物理性质无色晶体,易溶于水,吸湿性强类别多羟基酮,属于酮糖,与葡萄糖互为同分异构体多羟基醛,属于醛糖分子式C6H12O6C5H10O5C5H10O4结构简式CH2OH(CHOH)3COCH2OH
4、CH2OH(CHOH)3CHO CH2OH(CHOH)2CH2CHO用途广泛应用于食品和医药的生产核糖核酸(RNA)的重要组成部分脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分知识铺垫必备知识正误判断【微思考2】连有4个不同的原子或原子团的碳原子叫做不对称碳原子,也叫手性碳原子。试分析上述单糖分子分别有几个手性碳原子?提示葡萄糖分子有4个,果糖分子有3个,核糖分子有3个,脱氧核糖分子有2个。知识铺垫必备知识正误判断三、二糖1.蔗糖和麦芽糖(1)来源、用途及物理性质类别蔗糖麦芽糖分子式C12H22O11C12H22O11物理性质 无色晶体,易溶于水,有甜味有甜味(不及蔗糖)来源甘蔗、甜菜发芽的谷粒和麦芽用
5、途甜味剂制饴糖联系互为同分异构体知识铺垫必备知识正误判断(2)化学性质实验探究(夹持装置已省略):实验步骤实验现象无明显现象试管中出现砖红色沉淀实验结论蔗糖不属于还原糖,麦芽糖属于还原糖知识铺垫必备知识正误判断水解反应:蔗糖、麦芽糖都能发生水解反应,化学方程式为:2.乳糖乳糖是一种常见的二糖,主要存在于哺乳动物的乳汁中,经发酵产生乳酸。可用于婴儿食品、糖果、药物等的生产。知识铺垫必备知识正误判断四、多糖1.淀粉、纤维素的存在、用途及物理性质名称淀粉纤维素存在植物种子、块根、块茎等棉花、木材等通式(C6H10O5)n(C6H10O5)nn值不同,不互为同分异构体结构特点由大量葡萄糖单元构成的天然
6、有机高分子,相对分子质量可达几十万由大量葡萄糖单元构成的天然有机高分子,相对分子质量可达几百万其中葡萄糖单元一般仍有三个羟基知识铺垫必备知识正误判断名称淀粉纤维素物理性质白色粉末、没有甜味,不溶于冷水,在热水中部分溶解白色纤维状物质,没有甜味,不溶于水,不溶于一般的有机溶剂用途食物的一种重要成分;重要的工业原料;生产氨基酸、抗生素等药物;生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料等用于纺织工业、造纸业等,还用于制备硝酸纤维、醋酸纤维和黏胶纤维等知识铺垫必备知识正误判断2.淀粉、纤维素的主要化学性质 物质淀粉纤维素相同点水解水解的化学方程式分别为:氧化都属于非还原糖,不能被银氨溶液和新制的氢氧化铜等
7、弱氧化剂氧化酯化由于分子中葡萄糖单元醇羟基的存在,故都能发生酯化反应不同点 碘水 淀粉与碘作用呈蓝色无明显现象知识铺垫必备知识正误判断(1)葡萄糖可以与乙酸发生酯化反应。()提示。1个葡萄糖分子中含有5个羟基,最多可以与5分子乙酸发生酯化反应。(2)蔗糖是一种二糖,它的相对分子质量是葡萄糖的两倍。()提示。蔗糖的分子式为C12H22O11,而葡萄糖的分子式为C6H12O6。(3)蔗糖、麦芽糖、淀粉水解的最终产物不相同。()提示。蔗糖水解的最终产物为葡萄糖和果糖,麦芽糖和淀粉水解的最终产物均为葡萄糖。(4)向淀粉水解液中加入新制Cu(OH)2并加热未出现砖红色沉淀,说明淀粉没有水解。()提示。淀
8、粉的水解液显酸性,加入的Cu(OH)2会被酸消耗。知识铺垫必备知识正误判断(5)蔗糖和麦芽糖互为同分异构体,淀粉和纤维素也互为同分异构体。()提示。淀粉和纤维素分子中n取值不同,不互为同分异构体。(6)淀粉和纤维素在人体内最终都水解为葡萄糖。()提示。纤维素在人体内不能水解。(7)糖类都属于有机高分子。()提示。不一定,如单糖、二糖不属于有机高分子。任务一任务二素养脉络随堂检测葡萄糖的结构与性质葡萄糖的结构与性质问题探究1.(1)葡萄糖可以发生酯化反应,1 mol葡萄糖发生酯化反应时,若彻底反应,最多消耗醋酸的物质的量为多少?提示由于每个葡萄糖分子含有5个羟基,所以1 mol葡萄糖发生酯化反应
9、时,最多可消耗5 mol一元羧酸。任务一任务二素养脉络随堂检测2.以葡萄糖为原料,可以制备食用香精乙酸乙酯吗?只以葡萄糖为有机原料,选择合适的条件与无机试剂,1 mol葡萄糖最多可制备乙酸乙酯的物质的量为多少?提示可以通过如下路线制备乙酸乙酯:由于1 mol葡萄糖可以得到2 mol C2H5OH,故最终最多可制备1 mol乙酸乙酯。任务一任务二素养脉络随堂检测深化拓展1.葡萄糖的结构特点任务一任务二素养脉络随堂检测2.葡萄糖的性质 反应类型 试剂或条件表现性质的官能团加成反应 H2/Ni醛基氧化反应银氨溶液新制的Cu(OH)2使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色生理氧化酯化反应 乙酸等羟基任务一任务二
10、素养脉络随堂检测有关化学方程式:任务一任务二素养脉络随堂检测3.发酵法制备葡萄糖与酒精(1)淀粉水解制葡萄糖。任务一任务二素养脉络随堂检测素能应用典例1分别取1 mol葡萄糖进行下列实验:(1)发生银镜反应时,需银氨络合离子 mol,反应后葡萄糖变为,其结构简式是。(2)与乙酸反应生成酯,理论上完全酯化需要 g乙酸。(3)若使之完全转化为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。答案(1)2葡萄糖酸铵CH2OH(CHOH)4COONH4(2)300(3)134.4CH2OH(CHOH)4CHO+6O2 6CO2+6H2O任务一任务二素养脉络随堂检测解析(1)根据葡萄
11、糖的组成、结构和性质进行推断,即发生银镜反应时,1 mol醛基被2 mol Ag(NH3)2+氧化,反应后葡萄糖转化为葡萄糖酸铵;(2)葡萄糖分子中含有5个羟基,完全酯化时,从理论上讲,1 mol葡萄糖需5 mol乙酸;(3)若使1 mol葡萄糖(分子式为C6H12O6)完全转化为CO2和H2O需6 mol氧气。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练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,观察是否有砖红色沉淀生成C.与醋酸和浓硫酸共热,观察是否有果香味物质生成D.加入酸性KMnO4溶液,看溶液是否褪色答案B解析检验葡萄糖可利用
12、其分子结构中含有醛基,将其与新制的Cu(OH)2混合后共热,看是否有砖红色沉淀生成来判定,当然也可借助银镜反应来检验葡萄糖。任务一任务二素养脉络随堂检测糖类的水解及水解产物的检验糖类的水解及水解产物的检验问题探究(1)为了检验蔗糖、淀粉和纤维素水解生成了葡萄糖,可以在其水解液中直接滴加银氨溶液或新制的氢氧化铜进行检验吗?提示不可以。因为二糖、多糖水解的催化剂都是稀硫酸,而银镜反应、新制的氢氧化铜与葡萄糖的反应都必须在碱性条件下进行,所以需要先用NaOH中和后再加入银氨溶液或新制的氢氧化铜进行检验。(2)若在中和液中加入碘水,溶液不呈蓝色,能否说明淀粉已完全水解?提示中和液呈碱性,I2与NaOH
13、可发生反应:I2+2NaOH=NaI+NaIO+H2O,无法检验淀粉是否存在。任务一任务二素养脉络随堂检测深化拓展1.糖类还原性的检验糖类还原性是指糖类中的醛基被氧化的性质。某些糖类有较强的还原性,能被银氨溶液或新制Cu(OH)2氧化。若糖类不能发生银镜反应或不与新制Cu(OH)2反应,则该糖不具有还原性,为非还原糖,如蔗糖。任务一任务二素养脉络随堂检测2.水解产物中葡萄糖的检验(1)水解条件蔗糖:稀硫酸作催化剂,水浴加热。纤维素:90%的浓硫酸作催化剂,小火微热。淀粉:稀酸或酶催化,水浴加热。(2)水解产物中葡萄糖的检验:要检验糖类水解产物中的葡萄糖,必须先加入NaOH溶液中和其中的硫酸,再
14、加入银氨溶液或新制Cu(OH)2进行检验。任务一任务二素养脉络随堂检测3.淀粉水解程度的判断(1)实验原理用银氨溶液或新制Cu(OH)2和碘水来检验淀粉在水溶液中是否发生了水解及水解是否已进行完全。(2)实验步骤任务一任务二素养脉络随堂检测(3)实验现象及结论 实验现象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任务一任务二素养脉络随堂检测素能应用典例2某学生进行蔗糖水解的实验,并检验水解产物中是否含有葡萄糖。他的操作如下:取少量蔗糖加适量水配成溶液;在蔗糖溶液中加入35滴稀硫酸;将混合液煮沸几分钟,冷却;在冷却后的溶液中加入
15、银氨溶液,水浴加热。其实验结果没有银镜产生,其原因是。A.蔗糖尚未水解B.加热时间不够C.在煮沸后的溶液中没有加碱中和其中的酸D.蔗糖水解的产物中没有葡萄糖上述实验的正确操作应是 。任务一任务二素养脉络随堂检测答案C在冷却后的水解液中滴加NaOH溶液至溶液呈碱性,再加入银氨溶液并水浴加热解析蔗糖水解需要在稀硫酸作催化剂的条件下进行,而检验水解产物时要在碱性条件下加入银氨溶液或新制Cu(OH)2,故水解液冷却后应先用NaOH溶液中和稀硫酸。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练2进行淀粉水解实验,同时检验水解是否完全和水解产物,除加淀粉和水之外,还需加入的试剂及加入顺序最好是()A.碘水NaOH溶
16、液新制Cu(OH)2B.H2SO4溶液碘水NaOH溶液新制Cu(OH)2C.H2SO4溶液NaOH溶液碘水新制Cu(OH)2D.H2SO4溶液碘水新制Cu(OH)2答案B解析要进行淀粉水解实验,首先要加入稀硫酸作催化剂。要检验水解是否完全,可在水解液中加入碘水。要检验水解产物葡萄糖,应先加NaOH溶液以中和H2SO4使溶液呈碱性,再加入新制Cu(OH)2,故B正确。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测1.下列关于葡萄糖和果糖的说法错误的是()A.葡萄糖中含有醛基是还原糖,而果糖没有醛基是非还原糖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.葡萄糖与乙酸作用生成葡萄
17、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任务一任务二素养脉络随堂检测解析虽然果糖中不含有醛基,但是果糖在碱性条件下可以转化为醛糖,与葡萄糖一样也是还原糖,A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,B正确;葡萄糖分子中含有5个OH,与乙酸作用生成葡萄糖五乙酸酯,C正确;葡萄糖和果糖分子式相同,结构不同,互为同分异构体,D正确。任务一任务二素养脉络随堂检测2.下列物质中不属于糖类的是()A.CH2OHCHOHCHOB.CH2OHCHOHCHOHCH2CHOC.CH2OH(CHOH)4CH2OHD.CH2OH(CHOH)3
18、COCH2OH答案C解析糖类是多羟基醛、多羟基酮及它们的脱水缩合物,选项C中物质只有多个羟基,无醛基或酮羰基,所以它不是糖,而是多元醇。任务一任务二素养脉络随堂检测3.下列关于蔗糖和麦芽糖的说法中,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.蔗糖的水解产物是葡萄糖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C12H22O11,二者互为同分异构体;麦芽糖是还原糖,而蔗糖是非还原糖;蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖。任务一任务二素养脉络随堂检测4.关于淀粉和纤维素两种物质,下列说法正确的是()A.二者都能水解,且水解的最终产物不相同B.二者含C、H、O三种元素的质量分数相同,且互为同分异构体C.它们都属于糖类,且都是有机高分子D.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C解析淀粉和纤维素都是由葡萄糖单元相互连接组成的,因此水解的最终产物都是葡萄糖,A项错误。由于二者的n值都很大且不同,所以它们是有机高分子,但不互为同分异构体,B项错误,C项正确。二者都是非还原糖,D项错误。
