高中化学4.1糖类讲义无答案新人教版选择性必修3

4.1糖类学习目标素养目标1．驾驭糖类的主要代表物：葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成、结构特点、主要化学性质。2．了解糖类在生活、生产中的应用。1．通过单糖、双糖、多糖的结构推想它们的性质，培育学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。2．通过单糖、双糖、多糖的探究试验，使学生进一步体验对化学物质的探究过程，理解科学探究的意义，培育学生“科学探究与创新意识”的学科素养。3．通过学习了解糖类在生活、生产中的应用，培育学生“科学看法与社会责任”的学科素养。一、糖类的组成和分类1．结构与组成(1)糖类是由三种元素组成的一类有机化合物。(2)大多数糖类化合物的分子式可用通式来表示，m与n是可以相同、也可以不同的正整数。(3)符合Cm(H2O)n通式的物质不肯定都是糖类化合物，如甲醛CH2O、乙酸C2H4O2等；有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n，如脱氧核糖C5H10O4。(4)有甜味的不肯定是糖，如甘油、木糖醇等；没有甜味的也可能是糖，如淀粉、纤维素等。因此，糖类物质不完全属于碳水化合物，也不等于甜味物质。(5)糖类化合物从分子结构上看，糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的。2．分类依据糖类能否水解以及水解后的产物，糖类可分为(1)：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。(2)：1mol糖水解后能产生2～10mol单糖的称为寡糖或低聚糖。若水解生成2mol单糖，则称为二糖，重要的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖等。(3)：1mol糖水解后能产生10mol以上单糖的称为多糖，如淀粉、纤维素和糖原等。二、葡萄糖与果糖1．分子组成和结构特点从组成和结构上看，葡萄糖和果糖互为。2．葡萄糖的化学性质(1)氧化反应①生理氧化或燃烧。②被弱氧化剂银氨溶液或新制的Cu(OH)2氧化。。(2)加成反应。(3)酯化反应。(4)发酵成醇。三、二糖1．蔗糖、麦芽糖的结构和化学性质的试验探究试验步骤试验现象试验结论试管内无明显现象蔗糖分子中无醛基，是非还原性糖；麦芽糖分子中含有醛基，是试管内产生沉淀①②把蔗糖溶液换为麦芽糖溶液，重复试验操作加入银氨溶液的试管中都产生银镜；加入新制的Cu(OH)2的试管中都出现沉淀蔗糖的水解产物分子中含有醛基，具有还原性；麦芽糖的水解产物分子中含有醛基，具有还原性2．蔗糖和麦芽糖的结构与性质蔗糖麦芽糖分子式C12H22O11C12H22O11分子结构分子中无醛基分子中有醛基互为，都是二糖化学性质水解生成葡萄糖和果糖水解生成葡萄糖非还原性糖，与银氨溶液或新制的Cu(OH)2不反应还原性糖，与银氨溶液或新制的Cu(OH)2反应鉴别方法向其溶液中分别加入银氨溶液，水浴加热，能发生银镜反应的是麦芽糖，不能发生银镜反应的是蔗糖(也可用新制的氢氧化铜鉴别)3.蔗糖的水解反应(1)蔗糖水解反应试验需用稀硫酸(1∶5)作催化剂，水浴加热。水解反应的化学方程式为。(2)水解产物中葡萄糖的检验：欲要检验水解产物中的葡萄糖，必需先加入NaOH溶液中和多余的硫酸，再加入银氨溶液或新制的Cu(OH)2进行检验。四、淀粉和纤维素1．糖类还原性的检验糖类的还原性是指糖类能发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应，若糖不能发生银镜反应或不与新制的Cu(OH)2反应，则该糖不具有还原性，为非还原性糖。2．淀粉水解程度的推断(1)试验原理推断淀粉水解的程度时，要留意检验产物中是否生成葡萄糖，同时还要确认淀粉是否水解完全。用银氨溶液或新制的Cu(OH)2和碘水来检验淀粉是否发生了水解及水解是否完全。(2)试验步骤(3)试验现象和结论现象A现象B结论①未出现银镜溶液变成淀粉尚②出现溶液变成蓝色淀粉部分水解③出现银镜溶液不变色淀粉水解3.纤维素性质探究试验(1)试验步骤在试管中放入少量脱脂棉，加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸，用玻璃棒将混合物搅拌成糊状。加入过量NaOH溶液中和至碱性，再滴入3滴5%CuSO4溶液，加热，视察并说明试验现象。(2)试验现象有沉淀生成。学问点一：糖类的组成和分类【学问点梳理】1．概念从分子结构上看，糖类可以定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。2．组成糖类含碳、氢、氧三种元素。大多数糖类化合物的通式为Cm(H2O)n，所以糖类也叫碳水化合物。3．分类定义元素组成代表物的名称、分子式、相互关系单糖不能水解生成其他糖的糖C、H、O葡萄糖eq\o(,\s\up7(互为同分异构体))果糖(C6H12O6)(C6H12O6)二糖1mol糖水解生成2mol单糖的糖C、H、O蔗糖eq\o(,\s\up7(互为同分异构体))麦芽糖(C12H22O11)(C12H22O11)多糖1mol糖水解生成多摩尔单糖的糖C、H、O淀粉eq\o(,\s\up11(不是同分异构体),\s\do4(n值不同))纤维素(C6H10O5)n(C6H10O5)n【典型例题】典例1．糖是人们日常生活中不行缺少的一类重要物质，下列有关糖类物质的叙述中，正确的是()A．糖类是有甜味的物质，其中最甜的糖是果糖B．糖类物质由碳、氢、氧三种元素组成，又叫碳水化合物，其分子式都可用Cn(H2O)m的通式表示C．淀粉、纤维素都是自然有机高分子化合物，分子式都可以写成(C6H10O5)n，二者互为同分异构体D．糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及能水解产生它们的物质学问点二：单糖【学问点梳理】1．葡萄糖(1)物理性质与结构易溶于水的无白晶体，不及蔗糖甜。多羟基醛，属于醛糖。分子式：C6H12O6最简式：CH2O结构简式：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO或CH2OH(CHOH)4CHO(2)化学性质葡萄糖分子中含有醛基和醇羟基，可以发生氧化、加成、酯化等反应。①氧化反应（还原性糖)银镜反应：CH2OH-(CHOH)4-CHO+2[Ag(NH3)2]＋+2OH-CH2OH-(CHOH)4-COO-+NH4＋+2Ag↓+H2O+3NH3【试验探究】在一支干净的试管中配制2mL的银氨溶液，加入1mL10%的葡萄糖溶液，振荡，然后在水浴中加热3-5分钟，视察并记录试验现象。b．与新制Cu(OH)2反应：CH2OH-(CHOH)4-CHO+2Cu(OH)2CH2OH-(CHOH)4-COOH+Cu2O↓+H2O【试验探究】在一支干净试管中加入2mL10%NaOH溶液，滴加5%CuSO4溶液5滴，再加入2mL10%的葡萄糖溶液，加热。视察并记录试验现象。②与氧气反应(有氧呼吸和无氧呼吸)C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l)③酯化反应：与乙酸、乙酸酐作用生成葡萄糖五乙酸酯(3)制法：淀粉催化(硫酸)水解(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6(4)用途:养分物质:C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)+2804kJ医疗糖果制镜和热水瓶胆镀银。2．果糖(1)物理性质与结构易溶于水的无白晶体，比蔗糖甜度高，吸湿性强。多羟基酮，属于酮糖。分子式：C6H12O6最简式：CH2O结构简式：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH或CH2OH(CHOH)3COCH2OH(2)化学性质果糖也能发生银镜反应和被新制的Cu(OH)2氧化，果糖也是还原性糖。碱性条件果糖分子结构异构化。果糖分子具有酮羰基，但在碱性条件下易转化为烯二醇中间体，它可异构化为醛式，所以果糖也易被弱氧化剂氧化。果糖在酸性条件下不能发生异构化，不能自动由酮式转变为醛式，所以果糖不被溴水氧化而褪色。【点拨】葡萄糖[CH2OH(CHOH)4CHO]，与果糖[]互为同分异构体。【典型例题】典例2．下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是()A．加入金属钠看是否有氢气放出B．与新制Cu(OH)2混合后共热，视察是否有红色沉淀生成C．加入醋酸和浓硫酸共热，闻是否有果香味物质生成D．加入酸性KMnO4溶液，视察溶液是否褪色3．戊糖——核糖、脱氧核糖核糖和脱氧核糖是生物体的遗传物质核糖核酸（RNA）与脱氧核糖核酸（DNA）的重要组成部分,它们都是含有五个碳原子的单糖——戊糖。分子式结构式核糖C5H10O5脱氧核糖C5H10O4【典型例题】典例3．核糖是合成核酸的重要原料，结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO，下列关于核糖的叙述正确的是()A．与葡萄糖互为同分异构体B．与银氨溶液作用形成银镜C．跟氯化铁溶液作用显色D．可以使紫色石蕊溶液变红学问点三：二糖——蔗糖与麦芽糖【学问点梳理】蔗糖（C12H22O11）是最常用的甜味剂，也是在自然界中分布最广的一种二糖，为无色晶体，熔点186℃，易溶于水。存在于大多数植物体中，在甘蔗和甜菜中含量最丰富。白糖、红糖和冰糖等常见食物的主要成分都是蔗糖。麦芽糖（C12H22O11）主要存在于发芽的谷粒和麦芽中，是淀粉水解过程中的一种中间产物。运用含淀粉酶的麦芽作用于淀粉可制得饴糖，其主要成分为麦芽糖。麦芽糖有甜味，但甜度不及蔗糖。蔗糖与麦芽糖性质比较蔗糖麦芽糖相像点①组成相同，分子式均为C12H22O11，互为同分异构体；②都属于二糖，1mol二糖水解后生成2mol单糖不同点官能团不含醛基，是非还原性糖含有醛基，是还原性糖化学性质不能发生银镜反应，也不能被新制的Cu(OH)2氧化能发生银镜反应，能被新制的Cu(OH)2氧化水解产物葡萄糖和果糖葡萄糖蔗糖水解的化学方程式：C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖麦芽糖水解的化学方程式：C12H22O11+H2O2C6H12O6麦芽糖葡萄糖【试验探究】试验步骤试验现象试验结论试管内无明显现象蔗糖分子中无醛基，是非还原性糖；麦芽糖分子中含有醛基，是还原性糖试管内产生红色沉淀①②把蔗糖溶液换为麦芽糖溶液，重复试验操作加入银氨溶液的试管中产生银镜；加入新制的Cu(OH)2的试管中出现红色沉淀蔗糖的水解产物分子中含有醛基，具有还原性；麦芽糖的水解产物分子中含有醛基，具有还原性【典型例题】典例4．下列关于二糖的说法不正确的是()A．蔗糖与麦芽糖都含有多个羟基B．麦芽糖和蔗糖的分子式都是C12H22O11C．麦芽糖和蔗糖水解产物完全相同D．麦芽糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应学问点四：多糖——淀粉与纤维素【学问点梳理】淀粉和纤维素是最重要的多糖，它们都是由大量葡萄糖单元相互连接组成，属于自然有机高分子；淀粉的相对分子质量可达到几十万，纤维素可达到几百万；淀粉和纤维素的分子式可以表示为(C6H10O5)n，其中葡萄糖单元中一般仍有三个羟基，所以也可以表示为[C6H7O2(OH)3]n，淀粉和纤维素分子中所包含的葡萄糖单元数目，即n值不同，二者的结构和组成不同，不是同分异构体。1．淀粉(1)物理性质：白色粉末状物质，没有甜味，不溶于冷水，在热水中会部分溶解，形成胶状的淀粉糊。(2)化学性质①淀粉遇碘变蓝，此性质可用于检验淀粉或碘单质的存在。②酯化反应：淀粉分子中葡萄糖单元存在醇羟基，能与羧酸发生酯化反应。③水解反应：④淀粉属于非还原糖，不能被银氨溶液和氢氧化铜等弱氧化剂氧化。【试验探究】淀粉水解程度的检验(1)试验步骤(2)试验现象及结论现象A现象B结论①未出现银镜溶液变蓝色淀粉尚未水解②出现银镜溶液变蓝色淀粉部分水解③出现银镜溶液不变蓝色淀粉完全水解【点拨】(1)在检验淀粉水解产物的还原性试验之前，要先用NaOH溶液中和水解反应中作催化剂的稀硫酸，再进行检验。以免硫酸与银氨溶液或新制的Cu(OH)2反应，从而导致试验失败。(2)因I2能与NaOH溶液反应，所以要验证混合液中是否有淀粉，应干脆取水解液加碘水，而不能在加入NaOH溶液后再加碘水。2．纤维素(1)物理性质：白色纤维状物质，没有甜味，不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂。(2)化学性质①酯化反应：纤维素分子中葡萄糖单元存在醇羟基，能与羧酸发生酯化反应。③水解反应：④纤维素属于非还原糖，不能被银氨溶液和氢氧化铜等弱氧化剂氧化。(3)用途①棉和麻的纤维大量用于纺织工业。②木材、秸秆等是造纸的原料。③纤维素可以用来制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等。【点拨】淀粉在人体内能被酶水解成葡萄糖供机体利用；纤维素不能被人体汲取，但能刺激肠道蠕动，促进消化和排泄。【典型例题】典例5．中国酒文化源远流长，许多地方至今仍用传统工艺来制作米酒。家酿米酒的转化过程为()淀粉→蔗糖→葡萄糖→酒 淀粉→麦芽糖→葡萄糖→酒淀粉→麦芽糖→果糖→酒 淀粉→蔗糖→果糖→酒典例6．将淀粉水解并用新制Cu(OH)2悬浊液检验水解产物的试验要进行的主要操作有①加热，②滴入稀硫酸，③加入新制的Cu(OH)2悬浊液，④加入NaOH溶液。以上各步操作的先后依次排列正确的是()A．①②③④①B．②①④③①C．②①④③D．④③①②①下列说法不正确的是()A．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来源B．葡萄糖可用于医疗输液C．蔗糖广泛存在于甘蔗和甜菜中D．油脂只能在碱性溶液中水解下列叙述不正确的是()①可用银氨溶液鉴别淀粉溶液和葡萄糖溶液②可用碘水检验淀粉水解程度③淀粉溶液、葡萄糖溶液均能与碱性氢氧化铜悬浊液(加热)反应,产生砖红色沉淀④用大米酿的酒在肯定条件下密封保存,时间越长越香醇A．①②B．②③C．③④D．①④3．在试验室中进行下列试验，选择试验装置时应当考虑冷凝回流装置的是()选项试验A葡萄糖与银氨溶液共热制银镜B用蒸馏烧瓶从石油中提取汽油C用牛油和氢氧化钠溶液反应制取肥皂D乙醇、丁酸与浓硫酸共热制丁酸乙酯4．糖元[(C6H10O5)n]是一种相对分子质量比淀粉更大的多糖，主要存在于肝脏和肌肉中，所以又叫动物淀粉和肝糖。下列关于糖元的叙述正确的是() A．糖元与淀粉、纤维素互为同分异构体B．糖元与淀粉、纤维素属于同系物C．糖元水解的最终产物是葡萄糖D．糖元具有还原性,能发生银镜反应用以下试验操作来验证蔗糖属于非还原糖，而其水解产物具有还原性。(1)验证蔗糖属于非还原糖的操作依次是_____________________________。(2)验证蔗糖的水解产物属于还原糖的操作依次是______________________。6．依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葡萄糖完全反应需银氨络离子mol，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葡萄糖完全酯化须要mol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。

7．A、B、C、D、E五种有机物存在如图所示转化关系，