新教材适用2023-2024学年高中化学专题8有机化合物的获得与应用第2单元食品中的有机化合物第3课时酯油脂糖类蛋白质和氨基酸课件苏教版必修第二册

第二单元食品中的有机化合物第3课时酯油脂糖类蛋白质和氨基酸自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结课标定位素养阐释1.知道酯的存在、结构和性质,会书写酯水解反应的化学方程式;了解油脂的结构和重要性质,认识油脂在生产、生活中的应用。2.知道糖类的组成、重要性质和主要应用;能够设计实验确认淀粉水解的产物及水解的程度。3.了解蛋白质的组成和主要性质及日常生活中的应用;了解氨基酸的结构特点。4.通过对酯、油脂、糖类、蛋白质的学习,知道有机化合物对人类生活和生命活动的重要意义。

自主预习·新知导学一、酯

油脂1.酯。(1)含义:乙酸和乙醇发生酯化反应生成的乙酸乙酯就是一种酯。酯类物质含有酯基。(3)物理性质及用途:低级酯具有一定的挥发性,有芳香气味,密度比水的小,难溶于水,易溶于有机溶剂,可用作饮料、糖果、化妆品中的香料和有机溶剂。(4)乙酸乙酯的化学性质。①酸性条件下水解的化学方程式:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH;②碱性条件下水解的化学方程式:CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH。【自主思考1】

酯在酸性条件下水解程度与碱性条件下水解程度有何不同?为何不同?提示:酯在碱性条件下水解程度大。酯水解生成酸和醇,是可逆反应,碱能与生成的酸发生中和反应,减小了酸的浓度,促进了酯的水解,可使水解趋于完全。2.油脂。(1)组成:油脂属于高级脂肪酸甘油酯,即把它看成高级脂肪酸(RCOOH,R表示烃基,其中的碳原子数一般多达十几个)和甘油(丙三醇)发生酯化反应的产物。(2)分类。(3)化学性质——油脂的水解。①油脂在酸或碱存在的条件下,可以加快发生水解反应。②油脂在碱性条件下的水解反应,叫作皂化反应。(4)油脂的用途。油脂是热值最高的营养物质,也是一种重要的工业原料,用油脂可以制造肥皂和油漆等。【自主思考2】

如何洗涤盛过植物油的试管?提示:先用热的NaOH溶液洗涤,再用水洗。二、糖类1.糖类的组成、物理性质及存在。3.葡萄糖的化学性质。(1)葡萄糖在人体组织中缓慢氧化的热化学方程式:C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l)

ΔH=-2803kJ·mol-1。

(2)葡萄糖转化为乙醇的化学方程式:C6H12O62C2H5OH+2CO2↑。(3)①与银氨溶液反应。

②与新制的氢氧化铜碱性悬浊液反应。

三、蛋白质1.存在。蛋白质是组成细胞的基础物质。例如:动物的肌肉、毛皮、酶、运输氧气的血红蛋白、细菌、病毒、抗体等物质中都含有蛋白质。2.组成。(1)组成元素:由碳、氢、氧、氮和硫等。(2)物质类别:蛋白质是结构非常复杂的高分子化合物,相对分子质量从几万到几千万不等。3.性质。(1)盐析。①条件:蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液,如(NH4)2SO4溶液、Na2SO4溶液等。②结果:蛋白质的溶解度降低而析出。③特点:盐析的过程中,蛋白质的化学组成和空间结构没有发生改变;加水,析出的蛋白质会溶解,是可逆过程。(2)变性。①条件:加热、强酸、强碱、重金属盐、紫外线、福尔马林(36%~40%甲醛溶液)等。②结果:蛋白质原有的化学组成和空间结构发生改变,生理功能也随之改变。③特点:蛋白质不能再恢复,是不可逆过程。(3)水解:蛋白质在一定条件下能发生水解反应,最终转化为各种小分子的氨基酸。4.氨基酸。(1)常见的几种氨基酸:甘氨酸(氨基乙酸):H2N—CH2—COOH;(2)氨基酸的官能团:羧基(—COOH)和氨基(—NH2)。(3)化学性质:在一定条件下,氨基酸之间发生反应,生成较为复杂的化合物——多肽。【效果自测】

1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)酯的官能团是羧基,其结构式为

。(

)(2)酯化反应与酯的水解反应所需条件相同。(

)(3)油脂通过皂化反应可得到高级脂肪酸盐和甘油。(

)(4)植物油的主要成分是高级脂肪酸。(

)(5)糖类、油脂和蛋白质均由C、H、O三种元素组成。

(

)××√××(6)可以用灼烧的方法鉴别棉织品和丝织品。(

)(7)蛋白质、糖类和油脂都属于天然有机高分子化合物。(

)(8)蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4溶液和CuSO4溶液,都会使蛋白质发生变性。(

)√××2.下列有机化合物不属于酯的是(

)。

答案:B解析:分子结构中含有

结构的有机化合物属于酯,故选B。3.下列关于糖类的叙述正确的是(

)。A.含有C、H、O三种元素的有机化合物叫糖类B.糖类物质均能与银氨溶液在加热时发生反应生成银镜C.糖类物质都有甜味D.糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动植物所需能量的重要来源答案:D解析:含有C、H、O三种元素的有机化合物不一定属于糖类,如C2H5OH,A项不正确;蔗糖、淀粉等非还原性糖不能与银氨溶液反应生成银镜,B项不正确;多糖一般无甜味,C项不正确。4.引起疾病的病毒中含有蛋白质,则下列措施不能有效杀死病毒的是(

)。A.高温煮沸 B.用甲醛溶液浸泡C.多次水洗 D.紫外线照射答案:C解析:高温煮沸、甲醛溶液浸泡、紫外线照射均可使蛋白质变性。

合作探究·释疑解惑探究任务1探究任务2探究任务3探究任务1

酯、油脂的水解问题引领某课外活动小组设计如图装置:探究硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解,并进行皂化反应。步骤如下:

(1)在圆底烧瓶中装入70~80g新鲜动物脂肪,然后加入20~30g氢氧化钠固体、50mL水和100mL酒精。(2)给反应混合物加热约10min后,皂化反应基本完成。此时如用一束光通过液体,会产生丁达尔效应。(3)适当降温后,将其倒入200mL热的饱和食盐水中,在液面上方有悬浮固体出现,过滤,挤压所得固体,制得一小块肥皂。请回答下列问题。1.加入酒精的作用是什么?步骤(2)所得的混合物属于哪类分散系?提示:作溶剂,溶解硬脂酸甘油酯,使硬脂酸甘油酯与NaOH溶液充分接触;属于胶体。2.如何判断油脂的皂化反应已进行完全?提示:振荡反应液,若无油滴浮在液面上,即反应液中液体不再分层,表明油脂的皂化反应已进行完全。3.酯的水解反应和酯化反应是否属于同一反应类型?酯在水解反应中哪些化学键会断裂?提示:酯的水解反应和酯化反应均属于取代反应。水解反应中,酯分子中断裂的键是

中的C—O键。在酯化反应中,酯分子中新形成的化学键也是

中的C—O键。也就是说“酯化反应时形成的是哪个键,则水解时断开的就是哪个键”。归纳提升1.酯化反应与酯的水解反应的比较。2.油脂和酯的比较。

典型例题【例题1】

低级酯类化合物是具有芳香气味的液体,下列有关叙述利用的是酯的某种化学性质的是(

)。A.用酒精可以提取某些花中的酯类香精,制成香水B.炒菜时加一些料酒和食醋,使菜更香C.用热水洗涤碗筷去除油污D.不同水果具有不同的香味是因为其中含有不同的酯答案:C解析:用酒精提取某些花中的酯类香精制成香水,利用的是酯类的溶解性,属于其物理性质,A项错误;炒菜时加一些料酒和食醋使菜更香,利用的是乙醇与乙酸反应生成的乙酸乙酯具有香味,是酯的物理性质,B项错误;用热水洗涤碗筷去除油污,利用的是在一定范围内升高温度油脂的水解速率增大,属于酯的化学性质,C项正确;不同水果具有不同的香味是因为其中含有的酯不同,因此气味不同,属于酯的物理性质,D项错误。【变式训练1】

关于油脂和乙酸乙酯的比较中,正确的是(

)。A.油脂和乙酸乙酯都是纯净物,在室温下都是液体B.油脂和乙酸乙酯都能水解生成羧酸和醇C.油脂和乙酸乙酯都不能使溴水褪色D.油脂不溶于水,乙酸乙酯溶于水答案:B解析:油脂是混合物,乙酸乙酯是纯净物,油脂中有的在室温下呈固态(如硬脂酸甘油酯),有的在室温下呈液态(如油酸甘油酯),A项错误;油脂属于酯类,与乙酸乙酯相似,都能水解生成羧酸和醇,B项正确;油脂中若含不饱和烃基,则能与溴水加成而使溴水褪色,乙酸乙酯与溴水不反应,C项错误;油脂和乙酸乙酯都属于酯类,都不溶于水而易溶于有机溶剂,D项错误。

探究任务2

实验探究葡萄糖与淀粉的性质问题引领1.实验室如何配制银氨溶液?提示:在洁净的试管中先加入硝酸银溶液,再边振荡试管边滴加稀氨水,直到析出的沉淀恰好溶解为止。2.为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80℃的水浴加热5~6min,试管乙不加热。待试管中的溶液冷却后再进行后续实验。实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜碱性悬浊液,加热,没有砖红色沉淀出现。实验2:取少量乙中溶液滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。(1)甲与乙的对照实验探究的是哪种条件对淀粉水解程度的影响?甲与丙呢?提示:实验甲与乙探究的是温度对淀粉水解的影响,甲与丙探究的是催化剂对淀粉水解的影响。(2)为什么向甲中溶液加入新制氢氧化铜碱性悬浊液并加热时没有砖红色沉淀出现?相同条件下,加入银氨溶液会出现银镜现象吗?提示:淀粉水解在酸性条件下进行,而葡萄糖与新制的氢氧化铜碱性悬浊液或银氨溶液反应必须在碱性条件下进行,因此检验水解产物前应先用一定量NaOH溶液中和酸。(3)取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性再滴加碘水时,溶液颜色为什么无明显变化?提示:因为I2可与NaOH溶液发生反应3I2+6NaOH══5NaI+NaIO3+3H2O,故用I2检验淀粉是否存在时,不能有NaOH存在。(4)由上述实验,你能得出的结论是什么?提示:在稀硫酸催化作用和加热条件下,淀粉发生水解,生成具有还原性的葡萄糖。归纳提升1.葡萄糖特征反应。(1)银镜反应。①实验步骤。a.在洁净的试管中加入2mL2%的AgNO3溶液。b.边振荡试管,边逐滴滴加2%的稀氨水,至产生的沉淀恰好溶解为止。c.滴加6~8滴葡萄糖溶液振荡,水浴加热。②实验现象:可观察到有光亮的银镜生成。③实验结论:CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OH

CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O。④注意事项:做银镜反应时,为了保证能够在试管内壁生成光亮的银镜,需要注意下面几点。a.选用洁净的试管。b.银氨溶液现配现用。配制银氨溶液时,要逐滴将稀氨水加入硝酸银溶液中,直到生成的沉淀刚好完全溶解为止,氨水不要过量。c.水浴加热。d.不能振荡。⑤应用:工业上制镜或热水瓶胆镀银。(2)与新制的氢氧化铜碱性悬浊液的反应。①实验步骤:在洁净的试管里加入2mL10%的NaOH溶液,滴加5%的CuSO4溶液4~5滴,再加入2mL10%的葡萄糖溶液,加热至沸腾,观察现象。②实验现象:试管中先出现蓝色沉淀,加热后产生砖红色沉淀。③实验结论:CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O。④注意事项。a.氢氧化铜溶液久置容易分解为氧化铜,并且氢氧化铜沉降下来也不利于与葡萄糖接触反应,所以本实验需用新制的氢氧化铜碱性悬浊液。b.在配制时要保证溶液显碱性,一般操作是将硫酸铜溶液往氢氧化钠溶液中滴加,出现蓝色絮状沉淀即可。c.本实验加热煮沸,效果更好。⑤应用:这个反应的现象明显,常被用来检验病人的尿液中是否含有葡萄糖,以确定病人是否患有糖尿病。2.淀粉的水解。(1)原理:淀粉在20%的H2SO4溶液作用下,加热发生水解反应,其水解过程是分步进行的,最终水解产物为葡萄糖。其水解过程如下。(2)检验淀粉水解及水解程度的实验步骤。(3)实验现象及结论。典型例题【例题2】

为了检验淀粉水解产物,某学生设计了如下实验方案。回答下列问题。(1)试剂1是

,作用是

。

(2)试剂2是

,作用是

。

如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3,能否实现实验目的?

,其原因是

。

(3)如何检验第①步实验已基本完成?

。

答案:(1)稀硫酸催化作用(2)NaOH溶液中和作催化剂的硫酸,使溶液呈碱性,便于检验水解产物的实验顺利进行不能硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败(3)用试管取出少量水解液,加入碘水,若不显蓝色,说明水解反应已基本完成解析:(1)因淀粉水解需用稀硫酸作催化剂,所以试剂1是稀硫酸,作催化剂。(2)检验葡萄糖时溶液要呈碱性,所以试剂2是NaOH溶液,中和作催化剂的稀硫酸,使检验水解产物的实验得以顺利进行;如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3,则会因硫酸溶解Cu(OH)2而使实验失败。(3)淀粉未完全水解时还有少量的淀粉,而碘能使淀粉变蓝,故用碘水检验。 (1)含醛基的有机化合物(如葡萄糖)具有还原性,能被氧气、新制的Cu(OH)2碱性悬浊液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等氧化剂氧化。(2)葡萄糖和麦芽糖含醛基,能与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液反应,淀粉和纤维素不含醛基,不能与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液反应。(3)含醛基的有机化合物均能与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液反应生成砖红色沉淀,且反应条件均为碱性环境和加热。【变式训练2】

某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况。下列结论正确的是(

)。A.淀粉尚有部分未水解B.淀粉已完全水解C.淀粉没有水解D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解答案:D解析:由于在水解液中加入了过量NaOH溶液,I2会与碱发生反应生成盐而导致无法判断中和液中是否还有淀粉存在,因此也就无法判断淀粉是否水解完全。若改为向水解液中直接加入碘水则可证明淀粉是否水解完全。

探究任务3

蛋白质的盐析、变性和渗析的比较问题引领某课外活动小组为探究蛋白质的性质,设计了如下四个实验。请你根据上述实验回答下列问题。1.请你预测上述实验可能观察到的现象?提示:(1)中有沉淀析出,加入蒸馏水后沉淀又溶解;(2)中加热后,鸡蛋清沉淀,再加蒸馏水,凝结的鸡蛋清不溶解;(3)中加入CuSO4溶液后