2023人教版高中化学必修第二册 第七章 有机化合物 第四节基本营养物质

第四节基本营养物质

1|糖类1.糖类的组成糖类物质由C、H、O三种元素组成,且大多数分子中氢、氧原子个数比为

2∶1,可用通式Cn(H2O)m表示,故糖类又称为碳水化合物。易错警示

①有些糖类不一定符合该通式,如鼠李糖(C6H12O5);符合该通式的也不一定是糖

类,如乙酸(CH3COOH)。②糖类不一定有甜味,如淀粉、纤维素;有甜味的不一定属于糖类,如甘油、糖精

等。2.糖类的分类与代表物类别特点代表物名称分子式关系单糖不能发生水解反应葡萄糖、果糖C6H12O6互为同分异构体二糖一分子能水解成

两分子单糖蔗糖、麦芽糖C12H22O11互为同分异构体多糖一分子能水解成

多分子单糖淀粉、纤维素(C6H10O5)n—3.葡萄糖(1)分子结构与性质

(2)主要化学性质①在人体中发生缓慢氧化:化学方程式为C6H12O6+6O2

6CO2+6H2O。②与新制Cu(OH)2或银氨溶液反应:葡萄糖与新制Cu(OH)2反应生成氧化亚铜(Cu2

O)砖红色沉淀,与银氨溶液反应出现光亮的银镜,这两个反应可用于检验葡萄糖

的存在,同时也说明葡萄糖具有还原性。③葡萄糖在酶的催化下可生成乙醇,化学方程式为C6H12O6

2C2H5OH+2CO2↑,该转化过程被广泛应用于酿酒和利用生物质生产燃料乙醇。4.二糖和多糖的水解反应二糖、多糖在(稀)硫酸的催化作用下,发生水解反应,最终生成单糖。即C12H22O11+H2O

C6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖C12H22O11+H2O

2C6H12O6麦芽糖葡萄糖(C6H10O5)n+nH2O

nC6H12O6淀粉(或纤维素)葡萄糖知识拓展

①可用碘来检验淀粉的存在,淀粉遇碘变蓝色;淀粉遇I-、I

等不变色。②果糖、蔗糖分子中不含醛基,而葡萄糖和麦芽糖分子中含醛基。③淀粉、纤维素属于天然高分子化合物,且属于混合物;而葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等均为小分子化合物。5.淀粉水解程度的判断(详见定点1)1.蛋白质的存在、组成(1)存在:广泛存在于生物体内,是构成细胞的基本物质。(2)组成:由C、H、O、N、S等元素组成,蛋白质属于天然高分子化合物。分子中

含有肽键、氨基和羧基等官能团。2

|蛋白质2.蛋白质的主要性质(1)蛋白质能发生水解反应生成各种氨基酸,水解时肽键(

)发生断裂。(2)蛋白质的变性:蛋白质在一些化学试剂,如重金属的盐类、强酸、强碱、乙

醇、甲醛等,以及一些物理因素,如加热、紫外线等的作用下会发生变性,溶解度

下降,并失去生理活性。(3)蛋白质的显色反应(分子中含苯环的):与浓硝酸作用时呈黄色。(4)蛋白质被灼烧时会产生类似烧焦羽毛的特殊气味,常用此性质来鉴别蛋白

质。1.组成与结构(1)组成:从分子组成上看,油脂是高级脂肪酸与甘油发生酯化反应生成的酯。油

脂是油和脂肪的统称。(2)结构:油脂的结构可表示为

(R1、R2、R3代表高级脂肪酸的烃基)。3|油脂知识拓展

①常见的饱和高级脂肪酸:硬脂酸(C17H35COOH)、软脂酸(C15H31COOH),不饱和高

级脂肪酸:油酸(C17H33COOH)、亚油酸(C17H31COOH)等。②油脂中烃基可以相同或不同,可以是饱和烃基或不饱和烃基。③植物油含较多不饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较低;动物油含较多饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较高。2.油脂的化学性质(1)油脂的水解油脂在酸或碱存在的条件下,或者在酶的催化作用下能发生水解反应,生成

相应的高级脂肪酸或高级脂肪酸盐和甘油。(2)油脂的氢化工业上常将液态植物油在一定条件下与氢气发生加成反应,提高其饱和程

度,生成固态氢化植物油,这叫油脂的氢化,也叫油脂的硬化。这样制得的油脂叫

人造脂肪,通常又叫硬化油。1.淀粉、纤维素都是重要的多糖,分子式均为(C6H10O5)n,二者互为同分异构体。这

种说法正确吗?提示:不正确。淀粉、纤维素都是高分子化合物,两者的n值不相同,均为混合物,

二者不互为同分异构体。知识辨析2.蔗糖、淀粉、蛋白质均能发生水解反应,且水解最终产物均为葡萄糖。这种说

法正确吗?提示:不正确。蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,淀粉水解最终产物为葡萄糖,蛋白质

水解最终产物为氨基酸。3.淀粉、花生油和鸡蛋清都是能发生水解反应的高分子化合物。这种说法正确吗?提示:不正确。花生油属于油脂,不属于高分子化合物。4.纤维素在人体内可水解为葡萄糖,故可作为人体的供能物质。这种说法正确吗?提示:不正确。人体内没有水解纤维素的酶,因此纤维素在人体内不能发生水解。5.淀粉遇到碘单质变成蓝色,遇到含碘的化合物也变成蓝色。这种说法正确吗?提示:不正确。淀粉遇碘单质变蓝,是淀粉的特征反应,但遇到含碘的化合物不变色。6.蛋白质遇浓硫酸并微热呈黄色,蛋白质灼烧具有烧焦羽毛的气味,以上两种方法

均可用于检验蛋白质。这种说法正确吗?提示:不正确。某些蛋白质遇浓硝酸微热呈黄色,用此法可检验蛋白质,而不是浓

硫酸;蛋白质灼烧具有烧焦羽毛的气味,灼烧法也可用于检验蛋白质。7.羊毛和丝织品的主要成分为天然蛋白质,使用含酶洗涤剂洗涤羊毛衫和丝织品

时,可能导致衣服变形或者破损。这种说法正确吗?提示:正确。蛋白质遇酶可能发生水解,使用含酶洗涤剂洗涤羊毛衫和丝织品可

能会使其中的蛋白质发生水解导致衣服变形或者破损。8.油脂在酸性或碱性条件下,均可发生水解反应,其水解程度不同,但水解产物相

同。这种说法正确吗?提示:不正确。油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油,在碱性条件下水

解生成高级脂肪酸盐和甘油。

1淀粉水解程度的判断1.实验步骤

2.实验现象及结论情况现象A现象B结论①溶液呈蓝色未产生砖红色沉淀淀粉未水解②溶液呈蓝色出现砖红色沉淀淀粉部分水解③溶液不呈蓝色出现砖红色沉淀淀粉完全水解3.注意事项(1)在检验淀粉的水解产物时,不能向水解液中直接加入新制Cu(OH)2。因为淀粉

的水解是用硫酸作催化剂,水解液显酸性,而Cu(OH)2在酸性条件下不能存在,用新

制Cu(OH)2检验淀粉的水解产物葡萄糖时,需在碱性条件下进行,所以需先加入过

量的NaOH溶液中和催化剂硫酸后,才能加入新制Cu(OH)2进行后续实验。(2)实验时不能在中和液中加入碘水检验是否存在淀粉,因为I2可与碱发生反应而

无法检验淀粉的存在。

1.蛋白质的盐析和变性的比较2蛋白质、油脂的性质与应用

盐析变性概念蛋白质在某些盐的浓溶液中因溶解度降低而析出蛋白质在某些物理或化学因素的影响下,性质和生理功能发生改变的现象特征可逆不可逆实质溶解度降低,物理变化结构、性质改变,化学变化条件钠、镁、铝等轻金属盐的浓溶

液及铵盐溶液等加热、紫外线、X射线等;强酸、强碱、重金属的盐类、甲醛、酒精、苯甲酸等用途提纯蛋白质杀菌消毒2.油脂的水解和氢化(1)油脂的水解油脂在酸或碱存在的条件下,或在酶等催化剂的作用下,均可以水解,1mol油

脂完全水解的产物是1mol甘油和3mol高级脂肪酸或高级脂肪酸盐。①酸性条件下水解油脂在酸性条件下水解,生成高级脂肪酸和甘油。如:

+3H2O

+

②碱性条件下水解(皂化反应)油脂在碱性溶液中发生水解反应生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分。所以将油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应。如:

+3NaOH

+

(2)油脂的氢化有些油脂分子中含有碳碳双键,能与氢气等发生加成反应。如:

+3H2

证据推理与模型认知——新情境下利用官能团的性质鉴别、分离提纯有机物

众所周知,柠檬酸是食品工业中的重要添加剂,也广泛应用于医药、染料及

其他工业。柠檬酸生产有两条途径,一条是以淀粉为原料,用微生物发酵的方法

来制取;另一条是从果品加工(如制梅胚、制柑橘胚)综合利用后排出的汁液中提

取。柠檬酸是一种多元有机羧酸,其球棍模型为。柠檬酸易溶于水,熔点为153℃,沸点为175℃,是酸度调节剂和食品添加剂。

问题1根据柠檬酸的球棍模型,请写出其结构简式和分子式。提示

结构简式为

,分子式为C6H8O7。

问题2柠檬酸水溶液、乙醇、乙酸乙酯均为无色液体,怎样鉴别它们?提示

可向三种无色液体中分别加入NaHCO3溶液,有气泡产生的是柠檬酸水溶

液;液体不互溶且出现分层的是乙酸乙酯;与NaHCO3溶液互溶的是乙醇。

问题3怎样从柠檬酸的水溶液中分离出柠檬酸?提示

由于柠檬酸的熔点和沸点明显高于水,可通过蒸发结晶法从其浓溶液中分

离出柠檬酸。

利用官能团的性质鉴别与分离提纯有机物1.常见有机物的鉴别或检验方法物质试剂或方法现象或结论饱和烃与不饱和烃加入溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是不饱和烃羧酸加入新制Cu(OH)2蓝色絮状沉淀溶解NaHCO3溶液产生无色气体葡萄糖加入银氨溶液、加热产生光亮银镜加入新制Cu(OH)2、加热产生砖红色沉淀淀粉加碘水显蓝色蛋白质加浓硝酸、微热含苯环的蛋白质显黄色灼烧有烧焦羽毛的气味2.有机物分离提纯的常用方法方法适用对象主要仪器举例分液分离提纯互不相溶的液体混合物分液漏斗分离植物油和水蒸馏分离提纯沸点相差较大的液体混合物蒸馏烧瓶分离乙醛和乙醇洗气分离提纯气体混合物洗气瓶除去甲烷中的乙烯过滤分离不溶性的固体和液体过滤器分离硬脂酸与氯化钠渗析除去胶体中的小分子、离子半透膜、烧杯除去淀粉溶液中的葡

萄糖

例题除去括号内杂质所用试剂或方法正确的是(

)A.乙酸乙酯(乙酸):饱和NaOH溶液B.乙烯(SO2):酸性KMnO4溶液洗气C.乙烷(乙烯):H2催化加氢D.乙醇(水):生石灰素养解读

本题以有机物的除杂为载体,综合考查有机物的结构与性质知识的应

用,以及常见物质的分离与提纯方法。渗透变化观念与平衡思想、科学探究与创

新意识的化学学科核心素养。信息提取解答本题需联系常见物质的分离提纯方法,以及除杂试剂的选择,确

保除去有机物中杂质的同时不引入新杂质,而且便于操