高中化学第四章生命中的基础有机化学物质4.2糖类课件新人教版选修5.ppt

第二节糖类,阅读思考,自主检测,任务一、阅读教材第79页,思考回答下列问题,自主学习“糖的定义与分类”。1.从分子结构上看,什么是糖?提示从分子结构上看,糖类可定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。,阅读思考,自主检测,2.根据能否水解以及水解后的产物,糖类可分为哪几类?什么是单糖、二糖和多糖?常见的单糖、二糖和多糖分别有什么?哪一类糖属于天然高分子化合物?提示根据能否水解以及水解后的产物,糖类可分为单糖、低聚糖和多糖。凡是不能水解的糖称为单糖,如葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖等。1mol糖水解后能产生210mol单糖的称为低聚糖。其中以二糖最为重要,常见的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖等。1mol糖水解后能产生很多摩尔单糖的称为多糖,如淀粉、纤维素等。多糖属于天然高分子化合物。,阅读思考,自主检测,任务二、阅读教材第79页到第82页,思考回答下列问题,自主学习“葡萄糖与果糖”。1.写出葡萄糖和果糖的分子式和结构简式。由此可知,葡萄糖和果糖有何关系?提示两者的分子式均为C6H12O6。葡萄糖的结构简式:CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO果糖的结构简式:CH2OHCHOHCHOHCHOHCOCH2OH两者为同分异构体。,阅读思考,自主检测,2.葡萄糖和果糖的物理性质有何不同点?提示葡萄糖是无色晶体,熔点为146,有甜味,但甜度不如蔗糖,易溶于水,稍溶于乙醇,不溶于乙醚。果糖是最甜的糖,纯净的果糖为无色晶体,熔点为103105,它不易结晶,通常为黏稠性液体,易溶于水、乙醇和乙醚。3.实验4-1说明葡萄糖具有什么化学性质?葡萄糖有哪些重要应用?提示葡萄糖与醛一样具有还原性。葡萄糖用于制镜业、糖果制造业,还可用于医药工业。葡萄糖可直接被人体吸收。因此,体弱和血糖过低的患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。,阅读思考,自主检测,任务三、阅读教材第82页,思考回答下列问题,自主学习“蔗糖与麦芽糖”。1.写出蔗糖和麦芽糖的分子式。蔗糖和麦芽糖分别是如何形成的?由此可知,蔗糖和麦芽糖有何关系?提示两者的分子式均为C12H22O11。蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水形成的,麦芽糖是由两分子葡萄糖脱水形成的。两者为同分异构体。2.蔗糖有哪些重要物理性质和化学性质?写出相应的化学方程式。提示蔗糖为白色晶体,易溶于水,较难溶于乙醇,甜味仅次于果糖。在酸性条件下,蔗糖水解成葡萄糖和果糖:,阅读思考,自主检测,3.麦芽糖有什么化学性质?写出相应的化学方程式。提示在硫酸等催化剂的作用下,麦芽糖发生水解反应生成葡萄糖。4.蔗糖和麦芽糖各有哪些重要用途?提示蔗糖是重要的甜味剂,蔗糖和麦芽糖均可用于制糖。,阅读思考,自主检测,任务四、阅读教材第83页到85页,思考回答下列问题,自主学习“淀粉与纤维素”。1.写出淀粉和纤维素的分子式。淀粉和纤维素的分子结构有何特点?淀粉和纤维素是不是同分异构体?为什么?提示淀粉和纤维素是最重要的多糖,它们都是由多个葡萄糖分子脱水而形成的,其分子式为(C6H10O5)n,淀粉、纤维素的每个葡萄糖单元仍有三个羟基,所以其分子式也可写成C6H7O2(OH)3n。但在淀粉和纤维素中由于葡萄糖分子间的结合方式不同,它们所包含的单糖单元数目,即n值也是不同的。两者不是同分异构体,由于n值不同,导致它们的分子式不同。,阅读思考,自主检测,2.淀粉和纤维素都是天然高分子化合物吗?提示淀粉属于天然有机高分子化合物,相对分子质量较大,从几万到几十万。一个淀粉分子中含有数百到数千个单糖单元。纤维素分子中含有数千个葡萄糖单元,相对分子质量约为几十万至百万。二者均属于天然高分子化合物。,阅读思考,自主检测,3.淀粉和纤维素的物理性质分别有哪些?各有何用途?提示淀粉是无嗅、无味的粉末状物质,不溶于冷水。在热水中淀粉颗粒会膨胀破裂,有一部分淀粉溶解在水里,另一部分悬浮在水中,形成胶状的淀粉糊,这一过程称为糊化作用。淀粉溶液遇碘显蓝色。淀粉在酸或酶的作用下水解,生成一系列的产物,最终生成葡萄糖。,阅读思考,自主检测,淀粉除在体内能被酶水解成葡萄糖供机体利用外,还是重要的食品工业原料,用于制备葡萄糖、酿制食醋、酿酒,也是药片中的赋形剂。纤维素是白色、无嗅、无味的具有纤维状结构的物质。其化学性质稳定,一般不溶于水和有机溶剂。但在一定条件下,某些酸、碱和盐的水溶液可使纤维素溶胀或溶解。纤维素与淀粉一样,没有还原性,但在强酸中的水解产物具有还原性。牛、马、羊等食草动物胃中的微生物能分泌出纤维素水解酶,它能将纤维素水解生成葡萄糖。,阅读思考,自主检测,纤维素的用途十分广泛。棉、麻的纤维大量用于纺织工业。一些富含纤维的物质,如木材、稻草、麦秸、蔗渣等是造纸的原料。纤维素酯化后的产物,如硝酸纤维素和醋酸纤维素也是化工原料,用于制造塑料、油漆等。,阅读思考,自主检测,1.对于下列反应,葡萄糖不能发生的是()A.酯化反应B.氧化反应C.还原反应D.水解反应答案:D2.下列物质能发生水解反应,且水解产物是同分异构体的是()A.淀粉B.纤维素C.麦芽糖D.蔗糖答案:D,阅读思考,自主检测,3.下列关于淀粉和纤维素的叙述中,不正确的是()A.它们的通式都是(C6H10O5)n,是同分异构体B.它们都是混合物C.它们都可以发生水解,其最终产物都是葡萄糖D.它们都是天然高分子化合物答案:A,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,探究问题1.怎样判断葡萄糖中的羟基数目?提示酯化反应。1mol葡萄糖消耗5mol乙酸,1个葡萄糖分子含5个羟基。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.淀粉在酸性条件下可发生水解反应最终生成葡萄糖,反应物淀粉遇碘变蓝色,不发生银镜反应,也不能与新制的Cu(OH)2反应;水解产物葡萄糖遇碘不变蓝,能发生银镜反应,也能与新制的Cu(OH)2反应,实验步骤如下:,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,实验现象及结论:在检验淀粉的水解产物时,为什么不能直接向水解液中加入新制的Cu(OH)2?提示用新制的Cu(OH)2检验淀粉水解产物葡萄糖时,需在碱性条件下进行,所以需要先加入过量的NaOH溶液中和掉催化剂稀硫酸后,才能加入新制的Cu(OH)2进行后续实验。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.若在上述中和液中加入碘水,溶液不呈蓝色,能否说明淀粉已完全水解?提示中和液呈碱性,I2与NaOH可发生反应:I2+2NaOHNaI+NaIO+H2O,无法检验淀粉是否存在。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,知识点拨一、糖类的组成和分类,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,二、葡萄糖与果糖1.物理性质,2.分子组成和结构特点,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.化学性质4.用途葡萄糖用于制镜业、糖果制造业、医药工业等。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,三、蔗糖与麦芽糖1.存在、组成及用途,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.化学性质(1)氧化反应。蔗糖为非还原性糖;麦芽糖分子结构中含有醛基,是还原性糖,可与银氨溶液、新制的Cu(OH)2等氧化剂发生反应。(2)水解反应。在酸性条件下,蔗糖水解的化学方程式为在硫酸等催化剂的作用下,麦芽糖发生水解的化学方程式为,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,四、淀粉与纤维素1.淀粉,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.纤维素,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向一葡萄糖的性质【例题1】根据葡萄糖的结构和性质回答下列问题:(1)发生银镜反应时,1mol葡萄糖完全反应需Ag(NH3)2OHmol,反应后葡萄糖变为,其结构简式是。(2)与乙酸反应生成酯,从理论上讲1mol葡萄糖完全酯化需要g乙酸。(3)1mol葡萄糖完全转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为L,反应的化学方程式是。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:根据葡萄糖的组成、结构和性质进行推断,即发生银镜反应时,1mol醛基被2molAg(NH3)2OH氧化,反应后葡萄糖转化为葡萄糖酸铵。1个葡萄糖分子中含有5个羟基,从理论上讲,1mol葡萄糖完全酯化时需5mol乙酸。若使1molC6H12O6完全转化为CO2和H2O,则需要6molO2。答案:(1)2葡萄糖酸铵CH2OH(CHOH)4COONH4(2)300(3)134.4CH2OH(CHOH)4CHO+6O26CO2+6H2O,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨葡萄糖分子结构的确定方法实验法,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验1下列有关葡萄糖的叙述中,错误的是()A.能加氢生成六元醇B.能发生银镜反应C.能与醇发生酯化反应D.能被氧化为CO2和H2O解析:葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,根据其结构简式可知葡萄糖中含有OH、CHO,能与羧酸发生酯化反应,而不能与醇发生酯化反应。答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向二淀粉水解程度的判断【例题2】某学生设计了如下三个实验方案,用以检验淀粉的水解程度。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,结论:淀粉水解完全。根据上述三个方案中的操作及现象,首先回答结论是否正确,然后简要说明理由。如果三个方案均不合理,请另设计一个方案来证明淀粉已经水解完全了。(1)方案甲:;(2)方案乙:;(3)方案丙:;(4)你的方案:。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:淀粉的特征反应是遇I2变蓝色,淀粉水解产物葡萄糖的特征反应是银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应,同时理清所用催化剂稀硫酸对反应的干扰。(1)水解液使碘水变蓝,只能说明淀粉的存在,但是没有现象证明是否已经开始水解;(2)因稀硫酸是该反应的催化剂,在反应中并未被消耗,溶液为酸性,而银镜反应需在碱性溶液中进行;(3)该实验只能说明淀粉已经水解,但是缺乏相关的现象验证淀粉是否还存在,故该结论的证据不足;(4)为证明淀粉已经完全水解,可在丙方案的基础上添加“取水解液,加入碘水,无明显现象,证明淀粉不存在”,即证明淀粉水解完全。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,答案:(1)方案甲结论不正确。这是因为加碘水溶液变蓝色有两种情况:淀粉未水解;淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的结论(2)方案乙结论不正确。淀粉水解完全后应用稀碱中和淀粉溶液中的硫酸,然后再做银镜反应实验。本方案中无银镜现象出现是因为溶液pH7,故该溶液中淀粉可能尚未水解,也可能水解完全或部分水解(3)方案丙结论不正确。实验只能证明淀粉已经水解或部分水解,没有证明是否仍有淀粉存在,所以无法证明淀粉水解完全(4)合理的方案应该是,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨1.检验淀粉水解程度的方法2.糖类水解产物检验的注意事项(1)蔗糖、淀粉和纤维素水解均是在酸性条件下进行的,检验其水解产物时应先加入NaOH溶液中和混合液至碱性,再加入银氨溶液或新制的氢氧化铜。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(2)银氨溶液应现配现用且要保证溶液呈碱性。一般操作是将氨水逐滴滴入到硝酸银溶液中,直至生成的沉淀恰好完全溶解。氢氧化铜应现配现用,一般操作是将少量硫酸铜稀溶液逐滴滴入到氢氧化钠溶液中。(3)银镜反应需水浴加热,目的是受热均匀;与新制的氢氧化铜反应需加热至沸腾。(4)银镜反应试管要洁净。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验2某同学称取9g淀粉溶于水,测定淀粉水解的百分率,其程序如下:提示:所取少量溶液计算时可忽略不计。则:(1)各步所加试剂为:A,B。(2)只加A,不加B是否可以?其理由是。(3)当析出2.16g金属单质时,淀粉的水解百分率是。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:淀粉在酸性条件下水解,故A可选稀硫酸,加热条件下淀粉的水解产物是葡萄糖。葡萄糖含有醛基,可与银氨溶液反应生成单质银。但银镜反应必须在碱性条件下进行,故B为NaOH溶液。遇碘变蓝是淀粉的特性,混合液加碘水溶液变蓝,说明其中还有淀粉存在;混合液和银氨溶液发生反应,则证明淀粉已经部分水解生成葡萄糖。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,答案:(1)稀硫酸NaOH溶液(2)不可以,银镜反应必须在碱性条件下进行(3)18%,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,1.有关糖类物质的叙述中正确的是()A.糖类物质又叫做碳水化合物,其分子式都符合Cn(H2O)mB.由碳、氢、氧三种元素组成的有机物都属于糖类C.葡萄糖是最甜的糖D.糖类一般是多羟基醛或多羟基酮,以及能水解生成它们的物质解析:分子式符合Cn(H2O)m的物质既可以是糖类,也可以不是糖类,糖类中有的物质不符合此通式;由碳、氢、氧三种元素组成的有机物有醇类、醛类、羧酸类、酯类、糖类等;葡萄糖有甜味,但它不是最甜的,蔗糖、果糖都比葡萄糖甜。答案:D,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液的试剂是()A.银氨溶液B.新制的氢氧化铜C.石蕊溶液D.碳酸钠溶液解析:乙酸具有酸性,能与氢氧化铜发生中和反应,生成乙酸铜溶液,使新制的氢氧化铜变澄清;葡萄糖含有醛基,能与新制的氢氧化铜共热后,生成氧化亚铜红色沉淀;蔗糖不能与新制的氢氧化铜发生化学反应,无明显现象。答案:B,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.已知苏糖的结构简式为,以下有关苏糖的说法不正确的是()A.苏糖能发生银镜反应B.苏糖与甲酸甲酯所含碳的质量分数相同C.苏糖在一定条件下能发生加成或取代反应D.苏糖与葡萄糖互为同分异构体解析:苏糖分子中有CHO能发生银镜反应,A项正确;苏糖与甲酸甲酯的最简式相同,B项正