第26讲 乙醇和乙酸 基本营养物质(讲)教师版

学而优·教有方第26讲乙醇和乙酸基本营养物质【学科核心素养】1.宏观辨识与微观探析：能从官能团角度认识乙醇、乙酸的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念，并能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.证据推理与模型认知：具有证据意识，能对乙醇、乙酸和基本的营养物质的组成、结构及其变化提出可能的假设，并能解释某些化学现象，揭示现象的本质和规律。【核心素养发展目标】1.了解乙醇、乙酸的结构和主要性质及重要应用。2.了解糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质及重要应用。3.以上各部分知识的综合应用。【知识点解读】知识点一乙醇和乙酸1．乙醇、乙酸的组成和结构名称分子式结构式结构简式官能团乙醇C2H6OCH3CH2OH(或C2H5OH)－OH(羟基)乙酸C2H4O2－COOH(羧基)CH3COOH2．乙醇、乙酸的性质与用途(1)物理性质名称俗名色味状态溶解性挥发性乙醇酒精无色有特殊香味液体与水互溶易挥发乙酸醋酸(冰醋酸)无色有刺激性气味液体易溶于水易挥发(2)化学性质CH3COOHCH3COO－＋H＋CH3COOH＋OH－―→CH3COO－＋H2O2CH3COOH＋CaCO3―→(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑CH3COOH＋C2H5OHeq\o(,\s\up11(浓H2SO4),\s\do4(△))CH3COOC2H5＋H2O【特别提醒】乙酸乙酯在酸性或碱性条件下均可水解：CH3COOC2H5＋H2Oeq\o(,\s\up11(稀酸),\s\do4(△))CH3COOH＋C2H5OH(可逆)CH3COOH2H5＋NaOH―→CH3COONa＋C2H5OH(完全)(3)用途名称用途乙醇燃料、饮料、化工原料、常用的溶剂、体积分数为75%时可作医用消毒乙酸化工原料，用于生产醋酸纤维、香料、染料、医药和农药等知识点二基本营养物质1.糖类、油脂、蛋白质的化学组成有机物元素组成代表物代表物分子水溶性糖类单糖C、H、O葡萄糖、果糖C6H12O6易溶二糖麦芽糖、蔗糖C12H22O11易溶多糖淀粉、纤维素(C6H10O5)n油脂油C、H、O植物油不饱和高级脂肪酸甘油酯不溶脂肪C、H、O动物脂肪饱和高级脂肪酸甘油酯不溶蛋白质C、H、O、N、S、P等酶、肌肉、毛发等氨基酸连接成的高分子2.糖类、油脂、蛋白质的性质有机物特征反应水解反应糖类葡萄糖葡萄糖eq\o(―→,\s\up11(银氨溶液),\s\do4(△))有银镜产生蔗糖产物为葡萄糖与果糖淀粉遇碘单质(I2)变蓝色产物为葡萄糖油脂酸性条件下：产物为甘油、高级脂肪酸；碱性条件下(皂化反应)：产物为甘油、高级脂肪酸盐蛋白质①遇浓硝酸变黄色②灼烧有烧焦羽毛气味生成氨基酸3.糖类、油脂、蛋白质的用途(1)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；葡萄糖是重要的工业原料，主要用于食品加工、医疗输液、合成药物等；纤维素可用于造纸，制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、黏胶纤维等。(2)油脂提供人体所需要的能量，等质量的糖类、油脂、蛋白质完全氧化时，油脂放出的热量最多。油脂用于生产高级脂肪酸和甘油。(3)蛋白质是人体必需的营养物质，在工业上有很多用途，动物的毛、皮、蚕丝可制作服装，大多数酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。【典例剖析】高频考点一乙醇、乙酸的性质及其应用【例1】（2021·全国高考甲卷真题）下列叙述正确的是A．甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应B．用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别乙酸和乙醇C．烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少D．戊二烯与环戊烷互为同分异构体【答案】B【解析】甲醇为一元饱和醇，不能发生加成反应，A错误；乙酸可与饱和碳酸氢钠反应，产生气泡，乙醇不能发生反应，与饱和碳酸钠互溶，两者现象不同，可用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别两者，B正确；含相同碳原子数的烷烃，其支链越多，沸点越低，所以烷烃的沸点高低不仅仅取决于碳原子数的多少，C错误；戊二烯分子结构中含2个不饱和度，其分子式为C5H8，环戊烷分子结构中含1个不饱和度，其分子式为C5H10，两者分子式不同，不能互为同分异构体，D错误。故选B。【变式探究】（2021·湖南高考真题）已二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线：下列说法正确的是A．苯与溴水混合，充分振荡后静置，下层溶液呈橙红色B．环己醇与乙醇互为同系物C．已二酸与溶液反应有生成D．环己烷分子中所有碳原子共平面【答案】C【解析】苯的密度比水小，苯与溴水混合，充分振荡后静置，有机层在上层，应是上层溶液呈橙红色，故A错误；环己醇含有六元碳环，和乙醇结构不相似，分子组成也不相差若干CH2原子团，不互为同系物，故B错误；己二酸分子中含有羧基，能与NaHCO3溶液反应生成CO2，故C正确；环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子，与每个碳原子直接相连的4个原子形成四面体结构，因此所有碳原子不可能共平面，故D错误；答案选C。【变式探究】(2020·高考全国卷Ⅲ)金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物，结构式如下：下列关于金丝桃苷的叙述，错误的是()A．可与氢气发生加成反应B．分子含21个碳原子C．能与乙酸发生酯化反应D．不能与金属钠反应【答案】D【解析】分子中有苯环和碳碳双键，可与氢气发生加成反应，A正确；分子含有21个碳原子，B正确；分子中有羟基，能与乙酸发生酯化反应，C正确；分子中有羟基，能与金属钠反应，D错误。【举一反三】薰衣草醇(结构如图)可以用于高级化妆品的香料。下列有关薰衣草醇的说法正确的是()A．薰衣草醇的分子式为C10H16OB．薰衣草醇能发生加成反应和酯化反应C．薰衣草醇分子中所有碳原子可能处于同一平面D．薰衣草醇使溴水和酸性KMnO4溶液褪色的原理相同【答案】B【解析】根据薰衣草醇的结构简式可知其分子式为C10H18O，A项错误；薰衣草醇中含有碳碳双键，能发生加成反应，含有羟基，能发生酯化反应，B项正确；薰衣草醇分子中含有为四面体结构，所有碳原子不可能处于同一平面，C项错误；薰衣草醇使溴水褪色是发生了加成反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化反应，原理不同，D项错误。【变式探究】苹果酸的结构简式为下列说法正确的是()A．苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种B．1mol苹果酸可与3molNaOH发生中和反应C．1mol苹果酸与足量金属Na反应生成1molH2D．与苹果酸互为同分异构体【答案】A【解析】苹果酸中含有—OH和—COOH，二者均能发生酯化反应，A项正确；1mol苹果酸只能与2molNaOH发生中和反应，B项错误；1mol苹果酸与足量金属Na反应生成1.5molH2，C项错误；与苹果酸是同种物质，D项错误。高频考点二考查乙酸乙酯的制取【例2】(2018·全国卷Ⅰ)在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中，下列操作未涉及的是()【答案】D【解析】A是生成乙酸乙酯的操作，B是收集乙酸乙酯的操作，C是分离乙酸乙酯的操作。D是蒸发操作，在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中未涉及。【变式探究】(2018·海南卷)实验室常用乙酸与过量的乙醇在浓硫酸催化下合成乙酸乙酯。下列说法正确的是()A．该反应的类型为加成反应B．乙酸乙酯的同分异构体共有三种C．可用饱和的碳酸氢钠溶液鉴定体系中是否有未反应的乙酸D．该反应为可逆反应，加大乙醇的量可提高乙酸的转化率【答案】D【解析】乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯，是酯化反应，也是取代反应，A不正确；乙酸乙酯的同分异构体中属于酯类的有甲酸丙酯、甲酸异丙酯，还有丙酸甲酯共三种，但乙酸乙酯的同分异构体不只是酯类，还可能是羧酸类等，因此同分异构体大于三种，B不正确；由于该反应需要在加热的情况下进行，本身会挥发出乙酸到饱和碳酸钠溶液中，因此不能鉴定，C不正确；该反应为可逆反应，加大乙醇的量平衡正向移动，乙酸的转化率升高，D正确。【方法技巧】1．反应原理2．反应特点3．实验装置(如图)4．实验步骤(1)在试管中先加3mL乙醇；(2)然后边摇动试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL冰醋酸；(3)按图示实验装置连接固定装置；(4)用酒精灯小心均匀地加热试管3～5min，产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。5．实验现象饱和碳酸钠溶液的液面上有无色透明、有果香味的油状液体产生，并可闻到香味。6．注意事项(1)为防止试管中液体在增大受热面积时暴沸，盛反应液的试管要倾斜约45°，加热前在试管内加入几块碎瓷片或沸石。(2)玻璃导管的末端不要插入饱和的Na2CO3溶液中，以防液体倒吸。(3)开始时要用小火均匀加热，加快反应速率，减少乙醇和乙酸的挥发；待有大量产物生成时，可大火加热，以便将产物蒸出。(4)装置中长导管起冷凝兼导气二种作用，提高原料的利用率。(5)饱和Na2CO3溶液帮助分离回收产品。挥发出的乙酸与Na2CO3反应，乙醇易溶于Na2CO3溶液，而乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较小，与饱和Na2CO3溶液混合时易分层，因此可用分液法分离乙酸乙酯与乙酸、乙醇。不能用NaOH溶液代替饱和的Na2CO3溶液，因为NaOH溶液碱性很强，会使乙酸乙酯水解。(6)提高乙酸转化率的措施：a.使用长导管或冷凝管回流反应物蒸气；b.加热将酯蒸出；c.用浓H2SO4吸水，使平衡正向移动；d.适当增加乙醇的量。【变式探究】某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯，该小组的同学设计了以下四个制取乙酸乙酯的装置，其中正确的是()【答案】A【解析】B和D中的导管插到试管b内液面以下，会引起倒吸，C和D中，试管b中的试剂NaOH溶液会与生成的乙酸乙酯反应，B、C、D错误。高频考点三糖类、油脂、蛋白质的组成、性质及应用【例3】（2021·浙江高考真题）关于油脂，下列说法不正确的是A．硬脂酸甘油酯可表示为B．花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色C．植物油通过催化加氢可转变为氢化油D．油脂是一种重要的工业原料，可用于制造肥皂、油漆等【答案】A【解析】硬脂酸为饱和高级脂肪酸，其结构可以表示为：，硬脂酸甘油酯可表示为：，A错误；花生油是含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯，含有碳碳双键可以使酸性高锰酸钾褪色，B正确；花生油是含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯，可以和氢气发生加成反生成氢化植物油，C正确；油脂是一种重要的工业原料，在碱性条件下水解发生皂化反应制造肥皂，D正确；答案为A。【变式探究】鉴别淀粉、蛋白质、葡萄糖水溶液，依次可分别使用的试剂和对应的现象正确的是()A.碘水，变蓝色；新制Cu(OH)2，红色沉淀；浓硝酸，变黄色B.浓硝酸，变黄色；新制Cu(OH)2，红色沉淀；碘水，变蓝色C.新制Cu(OH)2，红色沉淀；碘水，变蓝色；浓硝酸，变黄色D.碘水，变蓝色；浓硝酸，变黄色；新制Cu(OH)2，红色沉淀【答案】D【解析】①淀粉遇碘单质变蓝，可利用碘水鉴别淀粉溶液；②蛋白质遇浓硝酸变黄，可用浓硝酸鉴别蛋白质溶液；③葡萄糖溶液在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液共热生成红色沉淀。高频考点四淀粉水解程度的实验探究【例4】(2020·北京卷)淀粉在人体内的变化过程如图：eq\x(\a\al(淀粉,（C6H10O5）n))eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(\a\al(糊精,（C6H10O5）m))eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(\a\al(麦芽糖,C12H22O11))eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(\a\al(葡萄糖,C6H12O6))eq\o(→,\s\up7(④))eq\x(CO2、H2O)下列说法不正确的是()A.n<m B.麦芽糖属于二糖C.③的反应是水解反应 D.④的反应为人体提供能量【答案】A【解析】淀粉在加热、酸或淀粉酶作用下发生分解和水解时，将大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质，这时的中间小分子物质，为糊精，故n＞m，A错误；麦芽糖在一定条件下水解为2倍的单糖，属于二糖，B正确；过程③为麦芽糖生成葡萄糖的反应，是水解反应，C正确；④的反应为葡萄糖分解为二氧化碳和水的过程，并提供大量的能量，为人体提供能量，D正确。【方法技巧】1．实验流程淀粉eq\o(――→,\s\up7(20%H2SO4),\s\do5(△))水解液eq\o(――→,\s\up7(NaOH溶液))中和液(呈碱性)↓碘水↓银氨溶液现象A现象B2．实验现象及结论情况现象A现象B结论(1)溶液呈蓝色未产生银镜淀粉未水解(2)溶液呈蓝色出现银镜淀粉部分水解(3)溶液不呈蓝色出现银镜淀粉完全水解3.实验成功技巧(1)检验淀粉时，必须直接取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。(2)淀粉、蔗糖的水解实验是用稀硫酸作催化剂的，而发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应的实验必须在碱性条件下进行，所以检验淀粉或蔗糖的水解产物前应先加入NaOH溶液至溶液呈碱性。【变式探究】(2020·天津卷)下列说法错误的是()A．淀粉和纤维素均可水解产生葡萄糖B．油脂的水解反应可用于生产甘油C．氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元D．淀粉、纤维素和油脂均是天然高分子【答案】D【解析】淀粉和纤维素完全水解都能产生葡萄糖，A项正确；油脂水解可生成高级脂肪酸(盐)和甘油，B项正确；氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元，C项正确；油脂不是高分子化合物，D项错误。高频考点五综合考查营养物质【例5】2020·浙江卷）下列说法不正确的是()A.相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧，放出的热量依次增加B.油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥