第四節(jié)基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)第1課時(shí)糖類課標(biāo)定向目標(biāo)定位1.認(rèn)識(shí)葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)和特征反應(yīng)。(宏觀辨識(shí)與微觀探析)2.能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)淀粉水解的產(chǎn)物及水解的程度。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))3.能列舉糖類在生產(chǎn)、生活中的重要應(yīng)用,并結(jié)合糖類的主要性質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。(科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任)厘清重點(diǎn)通過葡萄糖和淀粉的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì),認(rèn)識(shí)糖類物質(zhì)在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用,并能根據(jù)糖類物質(zhì)的主要性質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。突破難點(diǎn)掌握葡萄糖的特征反應(yīng)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證蔗糖、淀粉的水解。學(xué)習(xí)任務(wù)一:糖的分類、葡萄糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)必備知識(shí)·導(dǎo)學(xué)[引入]糖精是最古老的甜味劑,甜度是蔗糖的300~500倍。糖精屬于糖類嗎?一、糖類及其分類類別單糖二糖多糖特點(diǎn)不能水解為更簡(jiǎn)單的糖分子水解后能生成兩分子單糖水解后能生成多分子單糖代表物葡萄糖、果糖蔗糖、麥芽糖、乳糖淀粉、纖維素代表物的分子式C6H12O6C12H22O11(C6H10O5)n是否互為同分異構(gòu)體是是否[思考]糖類一定符合通式Cn(H2O)m嗎?符合該通式的化合物一定是糖嗎?提示:均不一定。人們最初發(fā)現(xiàn)的糖類化合物的化學(xué)組成大多符合Cn(H2O)m的通式,因此糖類也被稱為碳水化合物。但這一名稱并不準(zhǔn)確,如單糖中的鼠李糖(C6H12O5)不符合該通式;符合該通式的有機(jī)物也不一定是糖,如乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)等。二、葡萄糖的結(jié)構(gòu)分子式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式官能團(tuán)C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO—OH(羥基)和—CHO(醛基)三、葡萄糖的性質(zhì)1.物理性質(zhì)葡萄糖是一種有甜味的無色晶體,能溶于水。2.化學(xué)性質(zhì)(1)生理氧化反應(yīng):C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O。

(2)發(fā)酵生成酒精葡萄糖在酶的催化下可以轉(zhuǎn)化為乙醇,廣泛應(yīng)用于釀酒和利用生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇,其轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為C6H12O62C2H5OH+2CO2↑。(3)與鈉反應(yīng)、酯化反應(yīng)、催化氧化等(—OH的性質(zhì))①1mol葡萄糖分子與乙酸完全酯化,理論上需乙酸5mol。②1mol葡萄糖與足量鈉反應(yīng),最多能產(chǎn)生2.5molH2。(4)氧化反應(yīng)(—CHO的性質(zhì))①與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作Ⅰ實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生磚紅色沉淀實(shí)驗(yàn)結(jié)論葡萄糖具有還原性,被新制Cu(OH)2弱氧化劑氧化—CHO被氧化成—COOH②銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作Ⅱ?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象試管內(nèi)壁形成光亮的銀鏡實(shí)驗(yàn)結(jié)論銀氨溶液中+1價(jià)銀被還原成Ag,葡萄糖具有還原性[思考]葡萄糖與新制Cu(OH)2的反應(yīng)和葡萄糖的銀鏡反應(yīng),兩種反應(yīng)的加熱方式是否相同?提示:不同。與新制的Cu(OH)2反應(yīng)要用酒精燈直接加熱,發(fā)生銀鏡反應(yīng)時(shí)采用水浴加熱。判對(duì)錯(cuò)·通教材判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)糖類都是有甜味的物質(zhì)。 (×)提示:不是所有糖都有甜味,如淀粉。(2)由碳、氫、氧三種元素組成的有機(jī)物都屬于糖類。 (×)提示:乙醇等有機(jī)物也由碳、氫、氧元素構(gòu)成。(3)葡萄糖和果糖互為同分異構(gòu)體,性質(zhì)相同。 (×)提示:葡萄糖是多羥基醛,果糖是多羥基酮,性質(zhì)不相同。核心要點(diǎn)·歸納1.葡萄糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì):2.葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用(1)葡萄糖與新制的Cu(OH)2在加熱的條件下反應(yīng),生成磚紅色的Cu2O沉淀。此性質(zhì)常用于測(cè)定血液和尿液中葡萄糖的含量。(2)葡萄糖與銀氨溶液在堿性環(huán)境下反應(yīng)生成銀,在試管內(nèi)壁形成光亮的銀鏡。此性質(zhì)常用于葡萄糖的檢驗(yàn)和工業(yè)上的制鏡。微點(diǎn)撥·拓教材糖類是多羥基醛、多羥基酮或它們的脫水縮合物。學(xué)力診斷·測(cè)評(píng)1.關(guān)于糖類,下列說法不正確的是 ()A.葡萄糖是一種多羥基醛B.葡萄糖在酒化酶作用下能水解生成乙醇和二氧化碳C.淀粉和纖維素都屬于多糖,工業(yè)上能用來制備單糖D.蔗糖、麥芽糖分子式都是C12H22O11,可通過銀鏡反應(yīng)鑒別【解析】選B。葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2OH(CHOH)4CHO,是多羥基醛,故A正確;葡萄糖是單糖,不能水解,是分解得到乙醇和二氧化碳,故B錯(cuò)誤;淀粉和纖維素都屬于多糖,淀粉和纖維素最終水解產(chǎn)物均為葡萄糖,故C正確;麥芽糖是還原性糖,蔗糖是非還原性糖,故D正確。2.葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其對(duì)應(yīng)的性質(zhì)不正確的是 ()A.與鈉反應(yīng)放出氫氣B.可與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)C.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)D.可與小蘇打溶液反應(yīng),產(chǎn)生氣泡【解析】選D。葡萄糖分子中含有羥基,可與鈉發(fā)生反應(yīng)生成氫氣、與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng),A、B兩項(xiàng)正確;葡萄糖分子中含有醛基,能發(fā)生銀鏡反應(yīng),C項(xiàng)正確;葡萄糖分子中不含羧基,不能與小蘇打溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.在試管中加入2mL10%CuSO4溶液,滴加5滴5%NaOH溶液,得到新制Cu(OH)2,再加入2mL10%葡萄糖溶液,加熱,未出現(xiàn)磚紅色沉淀,下列對(duì)其原因的分析正確的是 ()A.葡萄糖的結(jié)構(gòu)中不含能與新制Cu(OH)2反應(yīng)的官能團(tuán)B.該反應(yīng)需要在堿性條件下才能進(jìn)行C.加熱溫度沒有達(dá)到此反應(yīng)所需要的溫度D.所加葡萄糖溶液太少,導(dǎo)致反應(yīng)現(xiàn)象不明顯【解析】選B。葡萄糖與新制Cu(OH)2反應(yīng),不僅需要加熱,還需要在堿性條件下才能進(jìn)行,即配制新制Cu(OH)2時(shí)NaOH溶液應(yīng)過量,B項(xiàng)正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2024·武漢高一檢測(cè))我國(guó)科研人員首次以CO2為原料合成了葡萄糖和長(zhǎng)鏈脂肪酸,這項(xiàng)突破為人工和半人工合成“糧食”提供了新技術(shù)。合成路線如下:下列說法不正確的是 ()A.過程①、②中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.葡萄糖分子中含有醛基、羥基C.CH3COOH和C7H13COOH互為同系物D.葡萄糖不能發(fā)生水解反應(yīng)【解析】選C。過程①、②均為電解,而電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程,故A正確;葡萄糖是一種多羥基醛,即葡萄糖中含羥基和醛基,故B正確;C7H13COOH中的烴基—C7H13中含一個(gè)碳碳雙鍵或環(huán),CH3COOH和C7H13COOH的結(jié)構(gòu)不相似,分子組成上相差的也不是一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán),故不互為同系物,故C錯(cuò)誤;葡萄糖是單糖,不能水解,故D正確。學(xué)習(xí)任務(wù)二:二糖和多糖的性質(zhì)必備知識(shí)·導(dǎo)學(xué)1.水解反應(yīng)(1)蔗糖的水解實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最終有磚紅色沉淀生成實(shí)驗(yàn)結(jié)論蔗糖水解生成葡萄糖,葡萄糖和新制Cu(OH)2懸濁液共熱生成磚紅色沉淀化學(xué)反應(yīng)方程式(2)麥芽糖水解的化學(xué)方程式:(3)淀粉或纖維素水解的化學(xué)方程式:2.淀粉的特征反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作將碘溶液滴到一片饅頭或土豆上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變藍(lán)實(shí)驗(yàn)結(jié)論淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán)應(yīng)用可用于淀粉和碘的相互檢驗(yàn)3.淀粉在人體內(nèi)的變化判對(duì)錯(cuò)·通教材判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)人體無法吸收和利用纖維素。 (√)提示:人體內(nèi)沒有相應(yīng)的酶,無法吸收和利用纖維素。(2)淀粉和纖維素的分子式相同,都用(C6H10O5)n表示。 (×)提示:淀粉和纖維素n值不同,分子式不同。(3)蔗糖水解產(chǎn)物中直接加入銀氨溶液,沒有光亮銀鏡生成,則蔗糖沒有水解。 (×)提示:將水解液調(diào)至堿性,再加入銀氨溶液。核心要點(diǎn)·歸納淀粉水解程度的探究現(xiàn)象A現(xiàn)象B結(jié)論溶液呈藍(lán)色未產(chǎn)生銀鏡未水解溶液呈藍(lán)色出現(xiàn)銀鏡部分水解溶液不呈藍(lán)色出現(xiàn)銀鏡完全水解(1)在淀粉水解程度的檢驗(yàn)中,檢驗(yàn)淀粉的存在時(shí),必須直接取水解液加入碘水,不能取中和液,因?yàn)榈饽芘cNaOH溶液反應(yīng)。(2)因淀粉的水解反應(yīng)是用稀硫酸作催化劑,而銀鏡反應(yīng)或與新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)必須在堿性條件下進(jìn)行,所以應(yīng)先中和再檢驗(yàn)。學(xué)力診斷·測(cè)評(píng)1.(2024·聊城高一檢測(cè))我國(guó)科學(xué)家進(jìn)行了如圖所示的碳循環(huán)研究。下列說法正確的是 ()A.淀粉是多糖,在一定條件下能水解成葡萄糖B.葡萄糖可通過加聚反應(yīng)得到淀粉C.葡萄糖是非還原性糖D.乙酸與葡萄糖含有相同官能團(tuán)【解析】選A。淀粉為多糖,水解最終產(chǎn)物為葡萄糖,故A正確;葡萄糖可通過縮聚反應(yīng)得到淀粉,故B錯(cuò)誤;葡萄糖含有醛基,屬于還原性糖,故C錯(cuò)誤;乙酸官能團(tuán)為羧基,葡萄糖官能團(tuán)為羥基和醛基,二者官能團(tuán)不同,故D錯(cuò)誤。2.(2024·棗莊高一檢測(cè))某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)方案用以檢驗(yàn)淀粉的水解情況。下列結(jié)論中正確的是 ()A.淀粉尚有部分未水解B.淀粉已完全水解C.淀粉沒有水解D.淀粉已發(fā)生水解,但不知是否完全水解【解析】選D。取淀粉液在稀硫酸中加熱后的水解液,加過量NaOH溶液至堿性得到混合液,將其分成兩份,一份加入氫氧化銅懸濁液后出現(xiàn)磚紅色沉淀現(xiàn)象說明有葡萄糖存在,可以得出淀粉已經(jīng)水解的結(jié)論,淀粉在稀硫酸作用下完全水解生成葡萄糖,水解方程式為(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6,葡萄糖與氫氧化銅懸濁液在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng),淀粉和碘作用顯示藍(lán)色,因加入過量的氫氧化鈉,碘單質(zhì)能和氫氧化鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以另一份滴加碘水,發(fā)現(xiàn)不變藍(lán)色,所以無法判斷是否完全水解。學(xué)情檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.葡萄糖的分子式為C6H12O6。下列關(guān)于葡萄糖的說法不正確的是 ()A.含碳、氫、氧3種元素 B.屬于糖類C.能發(fā)生水解反應(yīng) D.能為生命活動(dòng)提供能量【解析】選C。根據(jù)葡萄糖的分子式C6H12O6可知,葡萄糖是由碳、氫、氧三種元素組成的,故A正確;葡萄糖為五羥基醛,它屬于糖類,故B正確;葡萄糖是單糖,不能發(fā)生水解反應(yīng),故C錯(cuò)誤;葡萄糖氧化產(chǎn)生大量的熱,為生命活動(dòng)提供能量,D正確。2.下列各組物質(zhì)中,不互為同分異構(gòu)體的是 ()A.正丁烷、異丁烷 B.葡萄糖、果糖C.淀粉、纖維素 D.蔗糖、麥芽糖【解析】選C。分子式相同,結(jié)構(gòu)不同的化合物互為同分異構(gòu)體。淀粉和纖維素的分子通式雖相同,但分子中的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目不同,即n值不同,故不能互稱為同分異構(gòu)體,C項(xiàng)錯(cuò)誤。3.生活中的一些問題常涉及化學(xué)知識(shí),下列敘述正確的是 ()A.棉花的主要成分是纖維素B.過多食用糖類物質(zhì)如淀粉等,不會(huì)導(dǎo)致人發(fā)胖C.淀粉在人體內(nèi)直接水解生成葡萄糖,供人體組織的營(yíng)養(yǎng)需要D.纖維素在人體消化過程中起著重要作用,纖維素可以作為人類的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)【解析】選A。棉花的主要成分是纖維素,A項(xiàng)正確;日常生活中過多食用糖類物質(zhì),多余的糖會(huì)轉(zhuǎn)化為脂肪從而導(dǎo)致人發(fā)胖,B項(xiàng)錯(cuò)誤;淀粉在人體內(nèi)酶的催化作用下可發(fā)生逐步水解,先水解為相對(duì)分子質(zhì)量較小的分子糊精,再水解為麥芽糖,麥芽糖水解最終得到葡萄糖,C項(xiàng)錯(cuò)誤;人體內(nèi)沒有促使纖維素水解的酶,故纖維素不是人類的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),但它能刺激腸道蠕動(dòng),有助于消化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(1)在蔗糖溶液中加入稀硫酸并加熱,發(fā)生反應(yīng)的類型水解反應(yīng),稀硫酸的作用是催化劑。

(2)向(1)溶液中加入新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱未見磚紅色沉淀,其原因是水解后溶液中的H2SO4未被中和,Cu(OH)2與H2SO4發(fā)生反應(yīng)生成了CuSO4。

(3)在(1)的產(chǎn)物中加入NaOH溶液后,取適量液體加到新制的Cu(OH)2懸濁液中并加熱,產(chǎn)生磚紅色沉淀,NaOH溶液的作用是中和H2SO4。

(4)某學(xué)生稱取9g直鏈淀粉溶于水,測(cè)定淀粉水解的百分率,其程序如下:當(dāng)析出2.16g金屬單質(zhì)時(shí),淀粉的水解率為18%(已知1mol醛基發(fā)生銀鏡反應(yīng)時(shí)生成2molAg)?！窘馕觥空崽窃谙×蛩嶂邪l(fā)生水解反應(yīng)生成葡萄糖,在用新制Cu(OH)2檢驗(yàn)葡萄糖時(shí),一定要先用NaOH溶液中和催化劑稀硫酸,原因是該反應(yīng)需在堿性條件下才能進(jìn)行。淀粉水解時(shí)需稀硫酸作催化劑,為