化学选修1 化学与生活第一节 生命的基础能源——糖类教学设计

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第一节　生命的基础能源——糖类目标与素养：1.认识糖类物质对于人类生活的意义。2.了解糖类物质在人体中的转化过程。(重点)3.掌握葡萄糖的结构及性质。(重点、难点)一、糖类概述1．来源：糖类是绿色植物光合作用的产物。2．组成糖类是由C、H、O三种元素组成的一类有机化合物，其化学组成大多符合通式Cn(H2O)m，因此糖类也叫碳水化合物。3．分类糖类4．典型代表物质种类单糖二糖多糖代表物名称葡萄糖蔗糖淀粉纤维素分子式C6H12O6C12H22O11(C6H10O5)n(C6H10O5)n微点拨：有些糖的组成并不符合通式Cn(H2O)m，如鼠李糖(C6H12O5)；有些组成符合通式Cn(H2O)m的物质并不属于糖类，如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)。二、葡萄糖是怎样供给能量的1．葡萄糖的结构与性质葡萄糖分子式C6H12O6结构简式CH2OH(CHOH)4CHO官能团—OH、—CHO物理性质白色晶体、有甜味、可溶于水化学性质还原性①能被银氨溶液氧化②能被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化2.葡萄糖是人体内最重要的供能物质三、淀粉和纤维素1．淀粉(1)淀粉的组成及物理性质①组成分子式：(C6H10O5)n，是天然高分子化合物。②物理性质溶解性：冷水中不溶，在热水中淀粉颗粒膨胀，部分溶解。无甜味。(2)淀粉的水解①在人体内的水解过程淀粉麦芽糖葡萄糖。化学方程式为，。②淀粉也可在酸的催化作用下水解，最终生成葡萄糖。化学方程式为。2．纤维素(1)纤维素的组成及物理性质①组成分子式：(C6H10O5)n，属于天然有机高分子化合物。②物理性质颜色：白色；气味和味道：无；结构：纤维状。(2)纤维素的水解①在浓硫酸的催化作用下发生水解，其化学方程式为。②人体内没有能使纤维素水解的酶，因此纤维素在人体内不能消化，不能作为人类的营养食物。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)糖类是具有甜味的物质  (　　)(2)多糖可水解、单糖不能再水解 (　　)(3)葡萄糖中含有两种官能团，醛基和羧基 (　　)(4)淀粉、纤维素二者互为同分异构体 (　　)[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×2．下列对糖类的叙述正确的是(　　)A．都可以水解B．都符合通式Cn(H2O)mC．都含C、H、O三种元素D．都有甜味C　[单糖不能水解；符合通式Cn(H2O)m的不一定是糖类物质，不符合此通式的也可能是糖类物质；纤维素是多糖，但无甜味，所以A、B、D项错误。]3．医疗上葡萄糖被大量用于病人输液的原因是(　　)A．葡萄糖是人体必需的营养素B．葡萄糖由C、H、O三种元素组成C．葡萄糖在人体内能直接进入新陈代谢D．每克葡萄糖被氧化释放的能量比同质量油脂被氧化时放出的能量多C　[葡萄糖在人体内缓慢氧化，释放出能量，直接参加新陈代谢。] 葡萄糖的结构与化学性质 [背景材料]　葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物。植物可通过光合作用产生葡萄糖。在糖果制造业和医药领域有着广泛的应用。在制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中常用作还原剂。[思考交流]1．葡萄糖分子结构中含有的官能团有哪些？【提示】　葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOHCHOHCHOHCHOH—CHO，官能团为羟基(—OH)和醛基(—CHO)，具有醇类与醛类物质的性质。2．回顾必修2中乙醇的化学性质推测葡萄糖是否具有类似性质？【提示】　羟基(—OH)的化学性质主要表现为能与活泼金属反应产生H2，能与羧酸发生酯化反应生成酯和水，由于葡萄糖分子中含有羟基，因此也具有类似性质。3．醛类物质具有哪些典型的化学性质？【提示】　醛基(—CHO)具有还原性，能被氧化剂氧化，如与新制的银氨溶液、新制的Cu(OH)2悬浊液反应；同时醛基也具有弱氧化性，能够与H2发生加成反应。1．根据葡萄糖的结构与性质作答。(1)葡萄糖发生银镜反应时，被氧化的官能团是______，该官能团被氧化成________。(2)银镜反应中，1 mol 葡萄糖转移________mol 电子，还原得到________mol Ag。(3)1 mol葡萄糖与乙酸反应生成酯，理论上可得______g葡萄糖五乙酸酯。(4)1 mol葡萄糖完全氧化生成CO2与H2O，需标准状况下O2的体积为________L。[解析]　银镜反应是醛基的性质，醛基被氧化成羧基；一个醛基得一个氧原子，C的化合价升高2价，转移2个电子，可还原2个Ag＋；1 mol葡萄糖可与5 mol乙酸反应，生成1 mol葡萄糖五乙酸酯和5 mol水，故1 mol葡萄糖五乙酸酯的质量为(180＋5×60－5×18)g＝390 g；根据葡萄糖被氧化的方程式：C6H12O6(s)＋6O2(g)―→6CO2(g)＋6H2O(l)，或根据C6H12O6与氧化产物CO2与H2O的原子守恒，可知1 mol葡萄糖完全氧化成CO2与H2O时需6 mol O2。[答案]　(1)醛基(—CHO)　羧基(—COOH)(2)2　2　(3)390　(4)134.4淀粉的水解与检验 1．淀粉水解程度检验的操作流程2．实验现象及结论序号现象A现象B结论1溶液变蓝色未出现银镜淀粉尚未水解2溶液变蓝色出现银镜淀粉部分水解3溶液不变蓝色出现银镜淀粉完全水解 (1)醛基与银氨溶液的反应必须在碱性条件下进行，因此淀粉在酸性条件下水解得到的水解液必须加入过量的NaOH溶液中和后，再进行银镜反应。(2)检验淀粉的存在应在加入NaOH溶液之前进行。因为如果水解液中加入NaOH溶液后，若碱过量，I2与NaOH会发生反应，这样即使有淀粉存在也不变蓝。2．现有三个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。方案甲：淀粉液水解液中和液溶液变蓝结论：淀粉尚未水解。方案乙：淀粉液水解液无银镜产生结论：淀粉没有水解。方案丙：淀粉液水解液中和液有银镜现象结论：淀粉水解。根据上述操作、现象，首先回答结论是否正确，然后简要说明理由。(1)方案甲：___________________________________________________________________________________________________________________。(2)方案乙：____________________________________________________________________________________________________________________。(3)方案丙：____________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　解答本题应注意两点：一是银镜反应的条件；二是结论中水解程度的有关说法。方案甲，碘水被中和液反应掉，溶液不变蓝，无法说明淀粉是否水解，操作、现象及结论均不正确。方案乙，无银镜生成，是操作错误，淀粉在酸性条件下水解，而银镜反应需在弱碱性条件下才能发生，故该方案不会发生银镜反应，但不能说明淀粉没有水解。方案丙，有银镜生成说明溶液中有葡萄糖，说明淀粉已经水解。[答案]　(1)不正确；因为碘水被中和液反应掉，溶液不变蓝色，不能说明淀粉是否水解(2)不正确；淀粉水解液呈酸性，不能发生银镜反应，因此不能推断淀粉没有水解(3)正确；有银镜现象，因此可以推断淀粉水解“三步法”分析淀粉水解问题1．葡萄糖是一种单糖的主要原因是(　　)A．糖类物质中含碳原子数最少B．不能水解成更简单的糖C．分子中含有一个醛基D．结构最简单B　[单糖是指不能水解成更简单的糖的糖。]2．下列关于葡萄糖的性质的叙述中，错误的是(　　)A．葡萄糖具有醇羟基，能跟酸发生酯化反应B．葡萄糖能使溴水褪色C．葡萄糖能被硝酸氧化D．葡萄糖能水解生成乙醇D　[葡萄糖属于单糖，不能发生水解反应。]3．关于淀粉在人体内的变化不正确的是(　　)D　[葡萄糖分解生成乙醇时，需要酒化酶作催化剂，人体内没有这种酶。]4．不能用于鉴别淀粉和纤维素的方法是(　　)A．分别加入碘水，观察颜色变化B．分别加稀硫酸煮沸，加银氨溶液加热观察有无银镜产生C．分别加热水溶解，观察溶解情况D．放在嘴里咀嚼，有无甜味产生B　[A项，淀粉遇到碘水变蓝色，纤维素遇到碘水不变色；B项，检验水解产物时需先中和稀硫酸；C项，淀粉溶于热水，纤维素不溶；D项，淀粉放在嘴里咀嚼，有甜味产生，而纤维素无甜味。]5．有A、B、C三种无色溶液，它们分别是葡萄糖溶液、蔗糖溶液、淀粉溶液中的一种，经实验可知：①B能发生银镜反应②A遇碘水变蓝色③A、C均能发生水解反应，水解液均能发生银镜反应。试判断它们各是什么物质，并写出有关反应的化学方程式。(1)A是________，B是________，C是________。(2)写出有关反应的化学方程式。①C水解：____________________________________________；②A水解：____________________________________________。[解析]　葡萄糖是还原性糖，能发生银镜反应；淀粉遇碘水变蓝色；蔗糖和淀粉水解液均能发生银镜反应。[答案]　(1)淀粉溶液　葡萄糖溶液　蔗糖溶液