高中化學(xué)新人教必修第二冊(cè) 第七章第四節(jié) 基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（第1課時(shí)） 學(xué)案2

第四節(jié)基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)第1課時(shí)糖類學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)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。宏觀辨識(shí)與微觀探析：1．能根據(jù)淀粉、纖維素的性質(zhì)，推測(cè)其他多糖的性質(zhì)。2．能從葡萄糖的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)利用官能團(tuán)解釋葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)。3．能識(shí)記糖的組成、性質(zhì)和主要應(yīng)用。科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：1．能有較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)，根據(jù)多糖的性質(zhì)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)探究淀粉水解的程度。2．能用簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)探究葡萄糖反應(yīng)的性質(zhì)。3．能依據(jù)教材給出的問(wèn)題，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案。新課情景呈現(xiàn)糖類也叫碳水化合物，是由碳、氫和氧三種元素組成的。我們?nèi)粘３缘摹疤恰本褪翘穷惖囊环N。人體熱能的產(chǎn)生和各器官系統(tǒng)活動(dòng)時(shí)所需能量主要由食物中所攝取的糖類提供。人們每天所吃的食物約有80%是糖類。人體缺少糖類，人就會(huì)變瘦，干活、工作沒(méi)勁，還會(huì)影響脂肪和蛋白質(zhì)發(fā)揮作用。哪些食物含糖類比較多？糖類主要來(lái)源于谷類(含量70%～80%)，如米、面粉、玉米面等；薯類、根莖類食物(含量10%～20%)如馬鈴薯、甘薯、藕、山藥、芋頭等；部分堅(jiān)果(含12%～40%)如栗子、花生、核桃等；還有各種純糖(含量80%以上)如葡萄糖粉、麥芽糖、蜂蜜、紅糖、白糖、冰糖等。課前素能奠基新知預(yù)習(xí)一、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(guò)去曾稱其為_(kāi)_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_(kāi)_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)體二、葡萄糖1．葡萄糖的結(jié)構(gòu)葡萄糖是一種有甜味的無(wú)色晶體，__能__溶于水，其分子式為_(kāi)_C6H12O6__，葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：__CH2OH(CHOH)4CHO__。在葡萄糖分子中含有兩種決定葡萄糖化學(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)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，生成磚紅色的__Cu2O__沉淀。(2)在試管中加入1mL2%AgNO3溶液，然后一邊振蕩試管，一邊逐滴加入2%稀氨水，到沉淀恰好溶解為止，得到銀氨溶液，再加入1mL10%葡萄糖溶液，振蕩，然后放在水浴中加熱，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在試管內(nèi)壁形成__光亮的銀鏡__。實(shí)驗(yàn)結(jié)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。三、蔗糖、淀粉、纖維素1．淀粉的特征反應(yīng)：將碘酒分別滴到一片土豆和面包上，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象：__變藍(lán)__。結(jié)論：__淀粉遇碘變藍(lán)__。2．蔗糖、淀粉、纖維素的水解反應(yīng)(1)蔗糖的水解方程式為。(2)淀粉或纖維素的水解反應(yīng)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Cu(OH)2懸濁液共熱生成磚紅色沉淀__。淀粉或纖維素的水解方程式為。(3)在人體內(nèi)緩慢氧化，提供人體活動(dòng)所需能量，寫(xiě)出葡萄糖在人體內(nèi)氧化的化學(xué)方程式：__C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O__。(4)葡萄糖釀酒的反應(yīng)為_(kāi)_C6H12O6eq\o(——→,\s\up7(酒化酶))2C2H5OH＋2CO2↑__。預(yù)習(xí)自測(cè)1．判斷下列說(shuō)法是否正確(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)單糖就是碳原子數(shù)最少的糖。(×)(2)可以用新制氫氧化銅懸濁液鑒別蔗糖和葡萄糖。(√)(3)蔗糖和麥芽糖是同分異構(gòu)體。(√)(4)淀粉水解的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水。(×)解析：(1)單糖是指不能再水解的糖。(2)葡萄糖可以與新制氫氧化銅懸濁液共熱反應(yīng)生成磚紅色沉淀，蔗糖不能。(3)蔗糖和麥芽糖的化學(xué)式都是C12H22O11，但是二者結(jié)構(gòu)不同，因此屬于同分異構(gòu)體。(4)淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖。2．運(yùn)動(dòng)員無(wú)論是在比賽或者是訓(xùn)練時(shí)都需要大量的體力消耗，需比較快地補(bǔ)充能量，可以飲用葡萄糖水。則葡萄糖在人體內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)是(B)A．酯化反應(yīng) B．氧化反應(yīng)C．還原反應(yīng) D．水解反應(yīng)解析：葡萄糖在人體內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)是C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O，屬氧化反應(yīng)。3．關(guān)于糖類物質(zhì)的說(shuō)法正確的是(D)A．糖類均有甜味B．淀粉和纖維素均不是糖類C．糖類均不可水解D．糖類都含有C、H、O元素解析：纖維素屬于糖類，無(wú)甜味，A項(xiàng)錯(cuò)；淀粉、纖維素的通式為(C6H10O5)n，屬糖類，B項(xiàng)錯(cuò)誤；只有單糖不水解，C項(xiàng)錯(cuò)誤；糖類都含有C、H、O元素，D項(xiàng)正確。4．將碘水滴到新切開(kāi)的馬鈴薯(又稱土豆)表面上，馬鈴薯表面變藍(lán)色，該現(xiàn)象表明馬鈴薯含有(C)A．葡萄糖 B．蔗糖C．淀粉 D．纖維素解析：碘水遇到淀粉變藍(lán)色，所以選C。5．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(D)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．可使小蘇打溶液冒出氣泡解析：葡萄糖分子結(jié)構(gòu)中有羥基，與鈉反應(yīng)生成氫氣，與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)；有醛基可發(fā)生銀鏡反應(yīng)；兩種官能團(tuán)都不與小蘇打反應(yīng)，所以選D。課堂素能探究葡萄糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題探究1．在葡萄糖的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？提示：①試管潔凈；②銀氨溶液應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配；③采用水浴加熱；④不能振蕩試管。2．做葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？提示：①Cu(OH)2懸濁液要現(xiàn)用現(xiàn)配；②配制時(shí)NaOH要過(guò)量，將少量CuSO4滴到過(guò)量的NaOH溶液中，若CuSO4過(guò)多易形成黑色的CuO沉淀；③要用酒精燈加熱至沸騰。知識(shí)歸納總結(jié)1．葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2．葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)官能團(tuán)決定物質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)，因此葡萄糖兼有醛基和羥基的性質(zhì)。3．糖的特征反應(yīng)：(1)葡萄糖可與銀氨溶液反應(yīng)產(chǎn)生光亮的銀鏡，也可以與新制氫氧化銅溶液反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀。(2)淀粉遇碘單質(zhì)可顯藍(lán)色。點(diǎn)撥：(1)淀粉遇到碘單質(zhì)才變成藍(lán)色，而遇到化合態(tài)的碘(如I-、IOeq\o\al(－,3)等)不變色。(2)配制新制Cu(OH)2懸濁液時(shí)，一定要使NaOH溶液稍過(guò)量，否則實(shí)驗(yàn)不能成功。┃┃典例剖析__■典例1核糖是合成核酸的重要原料，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO，下列關(guān)于核糖的敘述中，正確的是(B)A．不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B．可以與銀氨溶液作用形成銀鏡C．與葡萄糖互為同系物D．1mol核糖能與過(guò)量的鈉反應(yīng)生成1mol氫氣解析：核糖中含有—OH和—CHO，均能與高錳酸鉀發(fā)生氧化反應(yīng)而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故A錯(cuò)誤；因其分子中有—CHO，故能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，故B正確；核糖和葡萄糖分子中羥基數(shù)目不同，不是同系物，故C錯(cuò)誤；1mol核糖與過(guò)量的鈉反應(yīng)生成2mol氫氣，故D錯(cuò)誤。┃┃變式訓(xùn)練__■1．糖尿病患者的糖代謝功能紊亂，以高血糖為主要標(biāo)志，因此平時(shí)飲食應(yīng)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(guān)說(shuō)法不正確的是(A)A．葡萄糖分子可表示為C6(H2O)6，則每個(gè)葡萄糖分子含有6個(gè)H2OB．葡萄糖與果糖互為同分異構(gòu)體C．糖尿病病人尿糖較高，可用新制的氫氧化銅懸濁液來(lái)檢測(cè)病人尿液中的葡萄糖D．淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖解析：A項(xiàng)，葡萄糖分子中不存在H2O分子；B項(xiàng)，葡萄糖和果糖分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，二者互為同分異構(gòu)體；C項(xiàng)，葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀；D項(xiàng)，淀粉水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖。糖類的水解反應(yīng)知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題探究1．是不是所有糖都能發(fā)生水解？提示：不是。單糖不能水解。2．蔗糖、淀粉水解的條件是什么？提示：用稀硫酸作催化劑并加熱。3．能不能直接取水解液做銀鏡反應(yīng)檢驗(yàn)淀粉是否水解？提示：不能。因?yàn)樗庖褐泻蠬2SO4，必須把H2SO4中和才能進(jìn)行銀鏡反應(yīng)。知識(shí)歸納總結(jié)1．水解規(guī)律：?jiǎn)翁牵翰话l(fā)生水解；雙糖：水解生成2mol單糖；多糖：水解生成nmol單糖。2．水解的條件：蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸作催化劑，并且水浴加熱。3．淀粉水解程度的實(shí)驗(yàn)探究：(1)探究思路。①若淀粉沒(méi)有水解，沒(méi)產(chǎn)生葡萄糖，不會(huì)發(fā)生銀鏡反應(yīng)；②若淀粉完全水解，已經(jīng)不存在淀粉，加碘水不會(huì)變藍(lán)；③若淀粉部分水解，既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又遇碘變藍(lán)。(2)探究流程。點(diǎn)撥：(1)書(shū)寫(xiě)雙糖、多糖水解方程式時(shí)，要在化學(xué)式下邊注明其名稱。(2)淀粉的檢驗(yàn)，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)。(3)不能直接取水解液做銀鏡反應(yīng)檢驗(yàn)淀粉是否水解，因?yàn)樗庖褐泻琀2SO4，必須先用NaOH溶液把H2SO4中和才能進(jìn)行銀鏡反應(yīng)。┃┃典例剖析__■典例2為了檢驗(yàn)淀粉水解產(chǎn)物，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：淀粉液eq\o(——→,\s\up7(試劑1),\s\do5(①△))水解液eq\o(——→,\s\up7(試劑2),\s\do5(②))混合液eq\o(——→,\s\up7(試劑3),\s\do5(③△))紅色沉淀回答下列問(wèn)題：(1)試劑1是__稀硫酸__，作用是__催化作用__。(2)試劑2是__NaOH溶液__，作用是__中和作催化劑的硫酸，使檢驗(yàn)水解產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行__，發(fā)生的離子反應(yīng)為_(kāi)_H＋＋OH-H2O__；如果實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有加入試劑2而直接加入試劑3，能否實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康腳_否__，若不能，其原因是__硫酸能溶解Cu(OH)2而使實(shí)驗(yàn)失敗__。(3)如何檢驗(yàn)第①步實(shí)驗(yàn)已基本完成__用試管取出少量水解液，加入碘水，若不顯藍(lán)色，說(shuō)明水解反應(yīng)已基本完成__。解析：(1)因淀粉水解需用硫酸作催化劑，所以試劑1是H2SO4溶液，作催化劑。(2)因淀粉水解用稀硫酸作催化劑，檢驗(yàn)葡萄糖時(shí)溶液要呈堿性，所以試劑2是NaOH溶液，中和作催化劑的硫酸，反應(yīng)的離子方程式為H＋＋OH-H2O，使檢驗(yàn)水解產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行，如果實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有加入試劑2而直接加入試劑3，因?yàn)榱蛩崮苋芙釩u(OH)2而使實(shí)驗(yàn)失敗。(3)因淀粉未完全水解時(shí)還有少量的淀粉，而碘能使淀粉變藍(lán)，故用碘水檢驗(yàn)。┃┃變式訓(xùn)練__■2．將蔗糖放入試管中，加水和稀硫酸振蕩，水浴加熱5分鐘，取水解液3mL加入新制的Cu(OH)2懸濁液，加熱后沒(méi)有看到磚紅色物質(zhì)出現(xiàn)，這是因?yàn)?D)A．加熱時(shí)間不夠B．蔗糖純度不夠C．Cu(OH)2的量不足D．水解液未用堿液中和解析：蔗糖水解用稀硫酸作催化劑，檢驗(yàn)水解產(chǎn)物葡萄糖時(shí)溶液要呈堿性，若未加NaOH溶液中和，硫酸能溶解Cu(OH)2而使實(shí)驗(yàn)失敗，所以選D。名師博客呈現(xiàn)常見(jiàn)有機(jī)物的鑒別1．水溶性水溶性eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特點(diǎn)：大多數(shù)有機(jī)物難溶于水，如烷烴、烯烴、,苯、酯等，而乙酸、乙醇易溶于水,應(yīng)用：可用水鑒別乙酸與乙酸乙酯，乙醇與己,烷，乙醇與油脂等))2．密度密度eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特點(diǎn)：烴、酯包括油脂等的密度一般比水的小，,溴苯、硝基苯和四氯化碳等的密度都比水大,應(yīng)用：可用水鑒別苯和溴苯等))3．燃燒燃燒eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(火焰\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(特點(diǎn)：甲烷產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,乙烯產(chǎn)生明亮火焰并伴有黑煙,苯產(chǎn)生明亮火焰并伴有濃煙,應(yīng)用：可用燃燒法鑒別甲烷和乙烯等)),氣味\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(特點(diǎn)：蛋白質(zhì)灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊的氣味,應(yīng)用：可鑒別羊毛制品和纖維制品))))〔即時(shí)訓(xùn)練〕要檢驗(yàn)淀粉的水解程度，提供了以下實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程：①取少量淀粉加水制成溶液、②加熱、③加入堿液，中和并呈堿性、④加入銀氨溶液、⑤加入幾滴稀硫酸、⑥再加熱(水浴)、⑦加入幾滴碘水。甲、乙、丙三位同學(xué)分別做了以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)，指出他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕颥F(xiàn)象：(1)甲：①→⑤→②→③→④→⑥，現(xiàn)象：無(wú)銀鏡產(chǎn)生。甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_證明淀粉還沒(méi)開(kāi)始水解__。(2)乙：①→⑤→②→③→④→⑥，現(xiàn)象：有銀鏡產(chǎn)生；①→⑤→②→⑦，現(xiàn)象：溶液變藍(lán)。乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀