第4課時(shí)糖類[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.知道糖類的組成、重要性質(zhì)和主要應(yīng)用。2.認(rèn)識(shí)葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)和特征反應(yīng)。3.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。一、葡萄糖1．糖類的組成及其分類(1)糖類組成：糖類是由C、H、O三種元素組成的一類有機(jī)化合物，其組成大多可以用通式Cn(H2O)m表示，過去曾稱其為碳水化合物。(2)糖的分類：糖類可以根據(jù)其能否水解以及水解產(chǎn)物的多少不同，劃分為單糖、二糖、多糖。(3)重要糖類：類別代表物分子式相互關(guān)系單糖葡萄糖、果糖C6H12O6同分異構(gòu)體二糖蔗糖、麥芽糖C12H22O11同分異構(gòu)體多糖淀粉、纖維素(C6H10O5)n不屬于同分異構(gòu)體2.葡萄糖廣泛存在于葡萄和其他有甜味的水果里；正常人的血液里約含0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的葡萄糖，“血糖”指的就是血液里的葡萄糖。(1)葡萄糖的結(jié)構(gòu)葡萄糖的分子式為C6H12O6，請(qǐng)寫出葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH2OH(CHOH)4CHO，在葡萄糖分子中含有兩個(gè)決定葡萄糖化學(xué)性質(zhì)的原子團(tuán)，它們分別是—OH(羥基)和(—CHO醛基)。(2)主要化學(xué)性質(zhì)①在人體內(nèi)緩慢氧化，提供人體活動(dòng)所需能量，寫出葡萄糖在人體內(nèi)氧化的化學(xué)方程式：C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O；②與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)。完成下列實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：試管中有磚紅色沉淀生成。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：葡萄糖具有還原性，能被弱氧化劑如新制Cu(OH)2懸濁液氧化，生成磚紅色Cu2O沉淀。1.葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2．常用新制的Cu(OH)2懸濁液檢驗(yàn)葡萄糖的存在。1．下列兩種物質(zhì)不屬于同分異構(gòu)體的是()A．淀粉纖維素 B．蔗糖麥芽糖C．正丁烷異丁烷 D．果糖葡萄糖答案A解析同分異構(gòu)體特點(diǎn)：分子式相同結(jié)構(gòu)不同，而淀粉和纖維素屬于多糖，分子式不同，故A錯(cuò)誤。2．某學(xué)生做葡萄糖的還原性實(shí)驗(yàn)，將4mL0.5mol·L－1的CuSO4溶液和4mL0.5mol·L－1的NaOH溶液混合后，滴入1.0mL的10%的葡萄糖，加熱煮沸，結(jié)果沒有看到磚紅色沉淀生成。這是因?yàn)?)A．葡萄糖濃度太大 B．加熱時(shí)間不夠C．CuSO4溶液的量不夠 D．NaOH溶液的量不夠答案DaOH的量不足，故看不到磚紅色沉淀生成。二、糖類的水解1．蔗糖的水解反應(yīng)(1)完成下列實(shí)驗(yàn)，并填寫下表：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(2)蔗糖水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑))C6H12O6＋C6H12O6。蔗糖葡萄糖果糖2．淀粉的水解反應(yīng)(1)完成下列實(shí)驗(yàn)，并填寫下表：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論將0.5g淀粉放入試管，加入4mL水，水浴加熱；加入銀氨溶液，水浴加熱無銀鏡出現(xiàn)在稀H2SO4催化作用和加熱條件下，淀粉發(fā)生水解，生成具有還原性的葡萄糖將0.5g淀粉加入試管中，加入4mL20%的H2SO4，水浴加熱。①取其少量溶液加入碘水；②另取少量溶液，用NaOH溶液中和H2SO4后，加入銀氨溶液，水浴加熱①加碘水未出現(xiàn)藍(lán)色；②有銀鏡出現(xiàn)(2)淀粉水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H10O5n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑))nC6H12O6。淀粉葡萄糖歸納總結(jié)1．糖類水解(1)水解規(guī)律(2)水解條件蔗糖、淀粉的水解均用稀H2SO4作催化劑，并且水浴加熱。2．檢驗(yàn)淀粉水解及水解程度的實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：情況現(xiàn)象A現(xiàn)象B結(jié)論①溶液呈藍(lán)色未產(chǎn)生銀鏡未水解②溶液呈藍(lán)色出現(xiàn)銀鏡部分水解③溶液不呈藍(lán)色出現(xiàn)銀鏡完全水解3．中國酒文化源遠(yuǎn)流長，很多地方至今仍用傳統(tǒng)工藝來制作米酒。家釀米酒的轉(zhuǎn)化過程為()A．淀粉→蔗糖→葡萄糖→酒B．淀粉→麥芽糖→葡萄糖→酒C．淀粉→麥芽糖→果糖→酒D．淀粉→蔗糖→果糖→酒答案B解析家釀米酒是以淀粉類物質(zhì)為原料在酶的作用下逐步轉(zhuǎn)化而成：淀粉eq\o(→,\s\up7(酶))麥芽糖eq\o(→,\s\up7(酶))葡萄糖eq\o(→,\s\up7(酒化酶))酒(乙醇)。4．某學(xué)生進(jìn)行蔗糖的水解實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)水解產(chǎn)物中是否含有葡萄糖。他的操作如下：取少量純蔗糖加水配成溶液；在蔗糖溶液中加入3～5mL稀硫酸；將混合液煮沸幾分鐘，冷卻；在冷卻后的溶液中加入新制的氫氧化銅，加熱至沸騰，但沒有觀察到磚紅色沉淀。其原因是()A．蔗糖尚未水解B．蔗糖水解的產(chǎn)物中沒有葡萄糖C．加熱時(shí)間不夠D．煮沸后的溶液中沒有加堿中和作催化劑的硫酸答案D解析取少量純蔗糖加水配成溶液；在蔗糖溶液中加入3～5mL稀硫酸；將混合液煮沸幾分鐘，冷卻；在冷卻后的溶液中要先加入NaOH中和催化劑硫酸，使溶液顯堿性，然后再加入新制的氫氧化銅，加熱至沸騰，就可以看到磚紅色沉淀。因此沒有觀察到磚紅色沉淀，是因?yàn)橹蠓泻蟮娜芤褐袥]有加堿中和作催化劑的硫酸，故選D。有機(jī)物類別主要性質(zhì)存在用途葡萄糖單糖不能水解，具有還原性，能發(fā)生酯化反應(yīng)水果、蔬菜工業(yè)原料、食品工業(yè)、醫(yī)療輸液、合成補(bǔ)鈣藥品及維生素C蔗糖二糖能水解甘蔗、甜菜做白糖、冰糖淀粉多糖能水解，遇碘變藍(lán)色植物的種子、塊莖食物，生產(chǎn)葡萄糖、酒精纖維素多糖能水解植物的莖、葉、果皮促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)1．對(duì)于淀粉和纖維素[(C6H10O5)n]的敘述，正確的是()A．互為同分異構(gòu)體B．都是天然有機(jī)高分子化合物C．遇碘(I2)均會(huì)呈藍(lán)色D．在人體內(nèi)均會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)答案B解析A項(xiàng)，淀粉和纖維素中的n值不同，故不能互為同分異構(gòu)體，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，淀粉和纖維素是天然高分子化合物，正確；C項(xiàng)，淀粉遇碘顯藍(lán)色，纖維素沒有這個(gè)性質(zhì)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，淀粉在人體內(nèi)可以水解，但是人體沒有水解纖維素的酶，所以纖維素在人體內(nèi)不能發(fā)生水解，錯(cuò)誤。2．下列說法不正確的是()A．淀粉、纖維素水解的最終產(chǎn)物均為葡萄糖B．糖類是高分子化合物，能發(fā)生水解反應(yīng)C．葡萄糖既可以與銀氨溶液反應(yīng)，又可以與新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng)D．可用碘檢驗(yàn)淀粉是否發(fā)生完全水解答案B解析淀粉、纖維素屬于多糖，在稀硫酸作用下，水解成葡萄糖，A正確；單糖、二糖不屬于高分子化合物，雙糖、多糖可以發(fā)生水解，而單糖不能水解，B錯(cuò)誤；葡萄糖是多羥基醛，含有醛基，能與銀氨溶液和新制氫氧化銅懸濁液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生銀鏡和磚紅色沉淀，C正確；淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán)，因此可用碘檢驗(yàn)淀粉是否完全水解，D正確。3．把①蔗糖、②淀粉、③纖維素、④乙酸乙酯在稀硫酸存在下分別進(jìn)行水解，最終產(chǎn)物只有1種的是()A．①和② B．只有③C．只有④ D．只有②和③答案D解析蔗糖的水解產(chǎn)物有葡萄糖和果糖兩種產(chǎn)物；乙酸乙酯的水解產(chǎn)物也有兩種。4．將淀粉水解，并用新制的氫氧化銅懸濁液檢驗(yàn)其水解產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)中，要進(jìn)行的主要操作是()①加熱②滴入稀硫酸③加入新制的氫氧化銅懸濁液④加入足量的氫氧化鈉溶液A．①→②→③→④→①B．②→①→④→③→①C．②→④→①→③→①D．③→④→①→②→①答案B解析淀粉水解的實(shí)驗(yàn)步驟：向淀粉溶液中加入3～5滴稀硫酸，選②；將混合液煮沸幾分鐘，選①；檢驗(yàn)其水解產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)步驟：因還原性糖葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液發(fā)生氧化反應(yīng)須在堿性條件下，而此時(shí)溶液中有硫酸呈酸性，所以，在冷卻后的溶液中加入新制Cu(OH)2懸濁液前，應(yīng)加堿中和至堿性，所以選④；加入新制Cu(OH)2懸濁液，選③；加熱，選①；其實(shí)驗(yàn)結(jié)果有磚紅色沉淀產(chǎn)生證明淀粉已經(jīng)水解，所以該實(shí)驗(yàn)中操作步驟的排列正確順序：②①④③①，故選B。5．有A、B、C三種無色溶液，它們分別是葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液中的一種，甲同學(xué)做實(shí)驗(yàn)得出：①B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；②A遇碘水變藍(lán)色；③A、C均能發(fā)生水解反應(yīng)，水解液均能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。(1)試判斷它們各是什么物質(zhì)：A是________，B是________，C是________。(2)分別寫出A、C發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式：A：________________________________________________________________________；C：________________________________________________________________________。答案(1)淀粉葡萄糖蔗糖(2)(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑))nC6H12O6淀粉葡萄糖C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑))C6H12O6＋C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖解析(1)由題目可知，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的為葡萄糖溶液，遇碘水變藍(lán)色的為淀粉溶液。由此可以確定A為淀粉，B為葡萄糖，C為蔗糖。(2)淀粉的水解產(chǎn)物為葡萄糖，蔗糖的水解產(chǎn)物為葡萄糖和果糖。[基礎(chǔ)過關(guān)]題組一糖類的組成與來源1．廣告稱某種品牌的八寶粥(含桂圓、紅豆、糯米等)，不加糖，比加糖還甜，最適合糖尿病人食用。你認(rèn)為下列判斷不正確的是()A．糖尿病人應(yīng)少吃含糖的食品，該八寶粥未加糖，可以放心食用B．這個(gè)廣告有誤導(dǎo)喜愛甜食消費(fèi)者的嫌疑C．不加糖不等于沒有糖，糖尿病人食用需慎重D．不能聽從廠商或廣告商的宣傳，應(yīng)詢問醫(yī)生答案A解析由于糖尿病人應(yīng)少吃含糖的食品，而該八寶粥雖未加糖，但它含有的桂圓、紅豆、糯米等的主要成分是淀粉，而淀粉屬于糖類，所以糖尿病人應(yīng)慎用該八寶粥，故A錯(cuò)誤，B、C、D均正確。2．糖元[(C6H10O5)n]是一種相對(duì)分子質(zhì)量比淀粉更大的多糖，主要存在于肝臟和肌肉中，所以又叫動(dòng)物淀粉和肝糖。下列關(guān)于糖元的敘述正確的是()A．糖元與淀粉、纖維素互為同分異構(gòu)體B．糖元、淀粉、纖維素屬于同系物C．糖元水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖D．糖元具有還原性，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)答案C解析糖元屬于多糖，是一種高分子化合物，由于分子中的n值不同，所以與淀粉和纖維素不屬于同分異構(gòu)體，也不屬于同系物；多糖不具有還原性。題組二糖類的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3．葡萄糖(C6H12O6)是一種重要的營養(yǎng)物質(zhì)，下列關(guān)于葡萄糖的說法中，正確的是()A．葡萄糖是一種單糖B．葡萄糖分子中有6個(gè)碳原子、6個(gè)水分子C．常溫下，葡萄糖可與新制的氫氧化銅懸濁液反應(yīng)D．1mol葡萄糖完全燃燒需要9mol氧氣答案A解析葡萄糖是單糖，A正確；葡萄糖分子中氫氧原子個(gè)數(shù)比為2∶1，但不是以水分子的形式存在，B錯(cuò)；葡萄糖和新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng)必須加熱，C錯(cuò)；葡萄糖分子可改寫為C6·(H2O)6，由此可判斷1mol葡萄糖完全燃燒需要6mol氧氣，D錯(cuò)。4．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)中不正確的是()A．與鈉反應(yīng)放出氫氣B．可與乙酸發(fā)生取代反應(yīng)C．能發(fā)生銀鏡反應(yīng)D．可使小蘇打溶液冒出氣泡答案D解析葡萄糖分子中含有—CHO和—OH兩種官能團(tuán)，應(yīng)具備這兩種官能團(tuán)的性質(zhì)。其中A、B項(xiàng)是—OH的性質(zhì)，C項(xiàng)是—CHO的性質(zhì)，而D項(xiàng)不能發(fā)生。5．近幾年一種新型的甜味劑木糖醇悄悄地進(jìn)入人們的視野，木糖醇是一種理想的蔗糖替代品，它具有甜味足、溶解性好、防齲齒、適合糖尿病患者食用的優(yōu)點(diǎn)。木糖醇是一種白色粉末狀的晶體，分子式為C5H12O5，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2OH(CHOH)3CH2OH。下列有關(guān)木糖醇的敘述中不正確的是()A．木糖醇與葡萄糖、果糖等一樣屬于多羥基醛或酮，是一種單糖B．已知木糖醇的溶解度隨著溫度的升高而增大，說明木糖醇的溶解過程是一個(gè)吸熱過程C．木糖醇是一種五元醇D．木糖醇是一種無糖型甜味劑答案A解析從給出的木糖醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其分子中沒有醛基，也沒有羰基，只有羥基這一種官能團(tuán)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。題組三糖類及其水解產(chǎn)物的檢驗(yàn)6．能證明淀粉已經(jīng)完全水解的試劑是()A．碘化鉀溶液 B．銀氨溶液C．碘水 D．酚酞試劑答案C解析①淀粉遇碘變藍(lán)色，在已經(jīng)水解的淀粉溶液中滴加幾滴碘液，溶液顯藍(lán)色，則證明淀粉沒有完全水解；溶液若不顯色，則證明淀粉完全水解。②若用銀氨溶液，水浴加熱發(fā)生銀鏡反應(yīng)，證明淀粉已水解，不能證明淀粉已完全水解，故選C。7．只用一種試劑就可以鑒別乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液，這種試劑是()A．NaOH溶液B．新制的Cu(OH)2懸濁液C．石蕊溶液D．Na2CO3溶液答案B解析加入新制的Cu(OH)2懸濁液，無明顯現(xiàn)象的是蔗糖溶液，新制的Cu(OH)2溶解得到藍(lán)色溶液的是乙酸，加熱時(shí)產(chǎn)生磚紅色沉淀的是葡萄糖溶液。8．如圖所示，在一熟蘋果切片上分別滴上1滴碘水和銀氨溶液，顏色變化如圖所示，根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象下列推斷正確的是()A．熟透的蘋果中含有淀粉B．熟透的蘋果中不含淀粉C．熟透的蘋果中含有還原性的淀粉D．熟透的蘋果中不含還原性的糖答案A解析遇碘水變藍(lán)色，說明含有淀粉；遇銀氨溶液變黑色，則有少量單質(zhì)銀的粉末生成，說明含有還原性的糖。[能力提升]9．有兩位同學(xué)同時(shí)進(jìn)行蔗糖的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)水解產(chǎn)物中是否含有葡萄糖。請(qǐng)回答下列問題：(1)甲的操作如下：取少量蔗糖加適量水配成溶液；在蔗糖溶液中加入3～5滴稀硫酸；將混合液煮沸幾分鐘，冷卻；在冷卻后的溶液中加入銀氨溶液，水浴加熱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有銀鏡產(chǎn)生，其原因是____________(填字母)。A．蔗糖尚未水解B．加熱時(shí)間不夠C．煮沸后的溶液中沒有加堿中和作催化劑的酸D．蔗糖水解的產(chǎn)物中沒有葡萄糖(2)乙的操作：將蔗糖溶液與稀H2SO4共沸后，向溶液中加入新制Cu(OH)2懸濁液，加熱至沸騰，一直未見磚紅色沉淀產(chǎn)生，其原因是______________________________________。(3)檢驗(yàn)蔗糖無還原性但水解產(chǎn)物有還原性，應(yīng)選用的物質(zhì)是________(填字母)。A．新制的氫氧(填字母)化銅懸濁液、稀硫酸B．銀氨溶液、稀硫酸、氫氧化鈉溶液C．銀氨溶液、氫氧化鈉溶液D．新制的氫氧化銅懸濁液、氫氧化鈉溶液(4)兩個(gè)同學(xué)都沒有將實(shí)驗(yàn)做成功，原因是多方面的。你認(rèn)為甲同學(xué)應(yīng)該如何操作才能獲得成功？答案(1)C(2)未加NaOH溶液中和酸，酸溶解了Cu(OH)2懸濁液(3)B(4)待煮沸后的溶液冷卻后加入適量的NaOH溶液至溶液呈現(xiàn)弱堿性，再加入新配制的銀氨溶液，水浴加熱，就可觀察到銀鏡的生成解析蔗糖在稀硫酸中加熱發(fā)生水解反應(yīng)生成葡萄糖和果糖。葡萄糖中含有醛基可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但反應(yīng)必須在堿性條件下進(jìn)行。水解反應(yīng)中稀硫酸是催化劑，加入的Cu(OH)2懸濁液被H2SO4溶解生成CuSO4，無法發(fā)生Cu(OH)2與醛基的反應(yīng)。檢驗(yàn)蔗糖及其水解產(chǎn)物(葡萄糖和果糖)有無還原性，既可選用銀氨溶液，又可選用新制氫氧化銅懸濁液。由于上述檢驗(yàn)糖類還原性的兩種試劑均為堿性試劑，易被酸破壞，故水解產(chǎn)物中加入上述堿性試劑前，應(yīng)先中和掉促使蔗糖水解過程中使用的稀硫酸。10．某制糖廠以甘蔗為原料制糖，同時(shí)得到大量的甘蔗渣，對(duì)甘蔗渣進(jìn)行綜合利用，不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益，而且還能防止環(huán)境污染?，F(xiàn)按下列方式進(jìn)行綜合利用，并回答問題。(1)A的名稱________，D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________，F(xiàn)的名稱________。(2)寫出反應(yīng)B→F的化學(xué)方程式：___________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出反應(yīng)A→B的化學(xué)方程式：___________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)纖維素CH3CH2OH二氧化碳和水(2)C6H12O6＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋6H2O(3)(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑))nC6H12O6纖維素葡萄糖解析甘蔗渣的主要成分為纖維素，能水解生成葡萄糖，葡萄糖可轉(zhuǎn)化為酒精，在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。11．A是面粉中的主要成分，C與E反應(yīng)可生成F，D能與新制的Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀。下圖是A、B、C、D、E、F幾種常見有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖：根據(jù)以上信息完成下列各題：(1)A的化學(xué)式為________________，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________________。(2)F在稀硫酸中發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________。(3)E與小蘇打溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。(4)其中能與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀的物質(zhì)除D外還有________(填符號(hào))。(5)鈉與C的反應(yīng)現(xiàn)象和鈉與水的反應(yīng)現(xiàn)象有哪些不同？為何會(huì)產(chǎn)生這些差異？答案(1)(C6H10O5)nCH2OH(CHOH)4CHO(2)CH3COOC2H5＋H2Oeq\o(,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(△))CH3COOH＋C2H5OH(3)CH3COOH＋NaHCO3→CH3COONa＋CO2↑＋H2O(4)B(5)①反應(yīng)劇烈程度不同，乙醇＜水，水中的H比乙醇中—OH中的H活潑；②鈉浮在水面上，在乙醇中沉入底部，因密度：水＞Na＞乙醇。解析面粉的主要成分是淀粉[(C6H10O5)n]，淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]，葡萄糖在酒化酶的作用下發(fā)酵生成乙醇(CH3CH2OH)，乙醇