高中化學人教版 (2019)必修 第二冊第四節(jié) 基本營養(yǎng)物質(zhì)課堂教學ppt課件

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1.通過閱讀教材,并結合生活實例,認識糖類物質(zhì)的基本性質(zhì)與分類,特別是葡萄糖與果糖、蔗糖與麥芽糖、淀粉與纖維素等。2.通過實驗探究葡萄糖、淀粉的特征反應,提升科學探究與創(chuàng)新意識等學科核心素養(yǎng)。3.通過認識葡萄糖、蔗糖、淀粉、纖維素等糖類的用途,提升科學態(tài)度與社會責任等學科核心素養(yǎng)。
【自主梳理】1.常見的糖類物質(zhì)　　　 　　　　只含有C、H、O元素
【微思考1】(1)糖類為何被稱為碳水化合物?(2)組成符合Cn(H2O)m通式的有機物是否一定屬于糖類?提示 (1)因為多數(shù)糖類組成符合Cn(H2O)m的通式。(2)否,乙酸(CH3COOH)的分子式為C2H4O2,也符合Cn(H2O)m的通式,但不屬于糖類。
2.糖類物質(zhì)的結構(1)結構葡萄糖與果糖互為同分異構體;蔗糖和麥芽糖互為同分異構體;淀粉和纖維素的化學式都可表示為(C6H10O5)n,但分子中的結構單元數(shù)目不同,分子式不同,不能互稱同分異構體。(2)葡萄糖的結構葡萄糖的分子式為C6H12O6,結構簡式為CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,分子中含有的官能團為羥基、醛基,屬于多羥基醛。
3.糖類物質(zhì)的性質(zhì)(1)葡萄糖的物理性質(zhì)葡萄糖是一種有甜味的無色晶體,能溶于水。(2)葡萄糖的特征反應①與新制的氫氧化銅反應。完成下列實驗:
實驗現(xiàn)象:試管中有磚紅色沉淀生成。實驗結論:葡萄糖具有還原性,能被弱氧化劑如新制的氫氧化銅氧化,生成磚紅色Cu2O沉淀。
②在試管中加入1 mL 2% AgNO3溶液,然后一邊振蕩試管,一邊逐滴加入2%氨水,直到最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止,得到銀氨溶液。再加入1 mL 10%葡萄糖溶液,振蕩,然后放在水浴中加熱,觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象:在試管內(nèi)壁形成光亮的銀鏡。實驗結論:葡萄糖具有還原性,能被弱氧化劑如銀氨溶液氧化,生成光亮的銀鏡?！疚⑺伎?】喪失體內(nèi)自我調(diào)節(jié)血糖水平的人會得糖尿病,病人的尿液中含有葡萄糖,怎樣通過實驗檢驗一個病人是否患有糖尿病?提示 在試管里加入10%的NaOH溶液2 mL,滴入2%的CuSO4溶液4~6滴,振蕩后,加入病人尿液1 mL左右,用酒精燈加熱至沸騰后,若出現(xiàn)磚紅色沉淀,可確診病人患有糖尿病。
(3)淀粉的特性淀粉遇I2變藍色,常用淀粉檢驗I2的存在。(4)纖維素①食草動物體內(nèi)有纖維素水解酶,可將纖維素水解為葡萄糖;②人體內(nèi)無纖維素水解酶,無法吸收和利用纖維素,但食物中的纖維素能刺激胃腸蠕動,有助于消化和排泄。
現(xiàn)象:最終有磚紅色沉淀生成。解釋:淀粉水解生成的葡萄糖與新制的Cu(OH)2共熱生成磚紅色沉淀。
淀粉水解的化學方程式為
④葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇:
⑤淀粉在人體內(nèi)的變化:
【自我檢測】1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)由碳、氫、氧三種元素組成的有機物都屬于糖類。(　　)(2)葡萄糖與果糖、蔗糖與麥芽糖分別互為同分異構體。(　　)(3)淀粉與纖維素的分子式相同,都用(C6H10O5)n表示,互為同分異構體。(　　)(4)可用單質(zhì)碘檢驗淀粉是否發(fā)生完全水解。(　　)
2.青蘋果汁遇到碘酒時顯藍色,熟蘋果汁能與新制的Cu(OH)2反應生成磚紅色沉淀,這說明(　　)A.青蘋果中只含淀粉B.熟蘋果中只含單糖C.蘋果轉(zhuǎn)熟時單糖聚合成淀粉D.蘋果轉(zhuǎn)熟時淀粉水解為葡萄糖答案 D解析 青蘋果汁遇碘顯藍色只能說明含有淀粉,熟蘋果汁與新制的Cu(OH)2作用生成磚紅色沉淀,只能說明含有還原性的糖,在蘋果轉(zhuǎn)熟時淀粉逐漸水解生成葡萄糖。
3.把氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液加入某病人的尿液中,加熱時如果發(fā)現(xiàn)有紅色的沉淀產(chǎn)生,說明該尿液中含有(　　)A.醋酸B.酒精C.葡萄糖D.食鹽答案 C解析 NaOH溶液和CuSO4溶液混合,發(fā)生復分解反應生成Cu(OH)2沉淀,加入尿液中加熱時產(chǎn)生磚紅色的沉淀,說明反應生成了Cu2O,從而得出尿液中含有葡萄糖。
【問題探究】1.葡萄糖分子中有哪些官能團?據(jù)此推測葡萄糖具有哪些化學性質(zhì)?提示 羥基、醛基。能與金屬鈉反應,能發(fā)生催化氧化反應,能發(fā)生酯化反應,能與新制Cu(OH)2和銀氨溶液反應等。2.人生病無法進食時,為什么醫(yī)生一般會注射葡萄糖溶液?提示 葡萄糖是一種重要的營養(yǎng)物質(zhì),它在人體組織中進行氧化反應,放出能量,以維持人體生命活動所需要的能量。
【深化拓展】1.葡萄糖的分子結構特點
2.葡萄糖的化學性質(zhì)
(3)在人體內(nèi)發(fā)生氧化反應,為生命活動提供能量:
【素能應用】典例1分別取1 ml葡萄糖進行下列實驗:(1)與足量的金屬鈉反應,產(chǎn)生的氫氣在標準狀況下的體積是　　　　 L。?(2)與醋酸反應生成酯,從理論上講完全酯化需　　　　 g 醋酸。?(3)若使之全部轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,所需氧氣的體積在標準狀況下為　　　　 L,反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　。?(4)與新制的Cu(OH)2反應的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案 (1)56　(2)300(3)134.4　C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O(4)生成磚紅色沉淀解析 (1)1 ml葡萄糖中含有5 ml羥基,與足量的金屬鈉反應,產(chǎn)生2.5 ml氫氣,標準狀況下的體積是56 L。(2)1 ml葡萄糖中含有5 ml羥基,可以與5 ml乙酸發(fā)生酯化反應,故所需醋酸的質(zhì)量為5 ml×60 g·ml-1=300 g。(3)葡萄糖燃燒的化學方程式為C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O,1 ml葡萄糖完全燃燒所需氧氣的物質(zhì)的量為6 ml,標準狀況下體積為134.4 L。(4)葡萄糖與新制的Cu(OH)2在加熱煮沸條件下生成磚紅色的Cu2O沉淀。
【變式設問】結合所學知識,試說明如何檢驗葡萄糖分子中含有羥基。提示 向葡萄糖中加入金屬鈉,產(chǎn)生氣體,加入NaHCO3溶液,無明顯現(xiàn)象,證明葡萄糖分子含有羥基。
變式訓練1糖尿病患者的糖代謝功能紊亂,以高血糖為主要標志,因此平時飲食應注意減少糖類的攝入量。血糖是指血液中的葡萄糖,下列有關說法不正確的是(　　)A.葡萄糖分子可表示為C6(H2O)6,則每個葡萄糖分子含有6個H2OB.葡萄糖與果糖互為同分異構體C.糖尿病病人尿糖較高,可用新制的氫氧化銅來檢測病人尿液中的葡萄糖D.淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖答案 A解析 A項,葡萄糖分子中不存在H2O分子;B項,葡萄糖和果糖的分子式相同,結構不同,二者互為同分異構體;C項,葡萄糖與新制的Cu(OH)2反應生成磚紅色沉淀;D項,淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖。
【問題探究】完成下列實驗,并填寫下表:
1.實驗中加入NaOH溶液的作用是什么?若缺少該步操作,對檢驗淀粉水解產(chǎn)物葡萄糖有什么影響?提示 NaOH溶液的作用是中和稀硫酸,并使溶液呈弱堿性;若缺少該步操作,后續(xù)加熱時得不到磚紅色沉淀。2.在檢驗淀粉水解產(chǎn)生了葡萄糖時,怎樣檢驗淀粉是否完全發(fā)生水解?提示 取淀粉水解液,滴加碘水,若溶液不變藍,說明淀粉完全水解;若溶液變成藍色,說明淀粉未完全水解。
【深化拓展】1.糖類的水解規(guī)律
2.淀粉水解程度的檢驗實驗現(xiàn)象及結論:
3.糖類水解實驗的注意事項(1)二糖及多糖的水解必須加入稀硫酸作催化劑,水解產(chǎn)物中都含葡萄糖。(2)葡萄糖與新制的Cu(OH)2的反應必須在堿性、加熱的條件下才能進行。
【素能應用】典例2某同學為了檢驗淀粉的水解情況,設計了如下三種實驗方案:
結論:淀粉已完全水解。根據(jù)以上操作、現(xiàn)象判斷結論是否正確,不正確的請說明原因。答案 (1)甲不正確。原因是未檢驗水解液中是否有葡萄糖,也可能為部分水解。(2)乙不正確。原因是未中和水解液的酸性,不能檢驗出葡萄糖是否存在。(3)丙不正確。原因是雖然證明了淀粉發(fā)生了水解,但其是否完全水解還需向水解液中加I2檢驗淀粉是否存在,如加I2后不變藍,則淀粉水解完全。解析 對于淀粉水解程度的判斷,應注意檢驗產(chǎn)物中是否生成葡萄糖,同時還要確定淀粉是否還存在,另外應特別注意,檢驗葡萄糖前要中和水解液的酸性。
規(guī)律方法(1)淀粉的檢驗,必須直接取水解液加入碘水,不能取中和液,因為碘能與NaOH溶液反應。(2)因反應是用稀硫酸作催化劑,而用新制的Cu(OH)2或銀氨溶液檢驗葡萄糖必須在堿性條件下,所以加入新制的Cu(OH)2或銀氨溶液前應先加NaOH中和水解后的溶液,并調(diào)至堿性。
【變式設問】淀粉在人體內(nèi)的變化過程如圖:
上述轉(zhuǎn)化中,哪些步驟屬于水解反應?提示 水解反應的步驟有①②③。
變式訓練2(2021山東卷,7)某同學進行蔗糖水解實驗,并檢驗產(chǎn)物中的醛基,操作如下:向試管Ⅰ中加入1 mL 20%蔗糖溶液,加入3滴稀硫酸,水浴加熱5分鐘。打開盛有10% NaOH溶液的試劑瓶,將玻璃瓶塞倒放,取1 mL溶液加入試管Ⅱ,蓋緊瓶塞;向試管Ⅱ中加入5滴2% CuSO4溶液。將試管Ⅱ中反應液加入試管Ⅰ,用酒精燈加熱試管Ⅰ并觀察現(xiàn)象。實驗中存在的錯誤有幾處?(　　)A.1B.2C.3D.4
答案 B解析 利用新制氫氧化銅溶液檢驗蔗糖水解生成的葡萄糖中的醛基時,溶液需保持弱堿性,否則水解液中的酸會與氫氧化銅反應,導致實驗失敗。題給實驗過程中蔗糖水解后溶液未加堿使溶液呈堿性。由于NaOH溶液具有強堿性,因此盛放NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃瓶塞,否則NaOH與玻璃塞中SiO2反應生成具有黏性的Na2SiO3,會導致瓶蓋無法打開。
1.(原創(chuàng)題)關于葡萄糖的敘述正確的是(　　)A.是果糖的同系物B.既有氧化性又有還原性C.在人體內(nèi)發(fā)生還原反應,釋放能量D.發(fā)生水解生成乙醇和二氧化碳答案 B解析 葡萄糖和果糖的分子式相同,結構不同,互為同分異構體,A錯誤;葡萄糖分子含有—CHO,可與H2發(fā)生加成反應,表現(xiàn)氧化性,也可與銀氨溶液反應,表現(xiàn)還原性,B正確;葡萄糖在人體內(nèi)發(fā)生氧化反應生成CO2和H2O,同時釋放能量,C錯誤;葡萄糖不能發(fā)生水解反應,在酒化酶作用下生成乙醇和CO2,D錯誤。
2.葡萄糖的結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO,其對應的性質(zhì)中不正確的是(　　)A.與鈉反應放出氫氣B.可與乙酸發(fā)生酯化反應C.能發(fā)生銀鏡反應D.可與小蘇打溶液反應,產(chǎn)生氣泡答案 D解析 葡萄糖分子中含有羥基,故能與鈉反應放出氫氣,與乙酸發(fā)生酯化反應;含有醛基,能發(fā)生銀鏡反應;無羧基,所以不與NaHCO3反應。
3.(2021浙江寧波北侖中學高一期中)下列實驗操作及結論正確的是(　　)A.鈉和乙醇反應的現(xiàn)象與鈉和水反應的現(xiàn)象相同B.在淀粉溶液中加入20%的稀硫酸加熱一段時間后,加入新制Cu(OH)2共熱,無磚紅色沉淀,證明淀粉未水解C.在2 mL 10%的NaOH溶液中加入5滴5% CuSO4溶液振蕩,加入葡萄糖溶液并加熱,出現(xiàn)磚紅色沉淀,證明葡萄糖具有還原性D.在乙醇溶液中插入一根紅熱的銅絲,銅絲由黑變紅能證明醇被還原
答案 C解析 鈉的密度比乙醇大、比水小,鈉和乙醇反應時沉于液面以下,鈉和水反應時會浮于水面上,且反應速率更快,現(xiàn)象不相同,A錯誤;在淀粉溶液中加入20%的稀硫酸加熱一段時間后,要先加NaOH溶液中和至弱堿性,再加入新制Cu(OH)2共熱,若無磚紅色沉淀,才能證明淀粉未水解,B錯誤;葡萄糖分子中含有醛基,能被新制的氫氧化銅氧化。在2 mL 10%的NaOH溶液中加入5滴5%的CuSO4溶液振蕩,加入葡萄糖溶液并加熱,出現(xiàn)磚紅色沉淀,證明葡萄糖具有還原性,C正確;在乙醇溶液中插入一根紅熱的銅絲,銅絲由黑變紅,能證明乙醇被氧化,D錯誤。
4.向淀粉中加入少量硫酸,并加熱使之發(fā)生水解,為測定水解的程度所需的試劑是(　　)①NaOH溶液?、阢y氨溶液　③新制的氫氧化銅④碘水?、軧aCl2溶液A.①⑤B.只有②④C.①②④D.②③④
答案 C解析 淀粉在稀硫酸催化下水解,最終產(chǎn)物是葡萄糖。如果未發(fā)生水解,則溶液不能發(fā)生銀鏡反應[或與新制的Cu(OH)2產(chǎn)生磚紅色沉淀];如果部分水解,則既能發(fā)生銀鏡反應[或與新制的Cu(OH)2產(chǎn)生磚紅色沉淀],又能遇碘水變藍;如果已完全水解,則遇碘水不顯藍色。因此,選擇碘水和銀氨溶液或新制的氫氧化銅可確定有無淀粉存在和有無葡萄糖生成,但檢驗水解產(chǎn)物前必須加堿來中和酸。
5.某制糖廠以甘蔗為原料制糖,同時得到大量的甘蔗渣,對甘蔗渣進行綜合利用,不僅可以提高經(jīng)濟效益,還能防止環(huán)境污染?，F(xiàn)按下列方式進行綜合利用,并回答問題。
(1)A的名稱為　　　　　　,D的結構簡式為　　　　　　,F的名稱為　　　　　　。?(2)寫出反應B→F的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(3)寫出反應A→B的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案 (1)纖維素　CH3CH2OH　二氧化碳和水解析 甘蔗渣的主要成分為纖維素,能水解生成葡萄糖,葡萄糖可在酒化酶作用下轉(zhuǎn)化為酒精,在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。