2024高考化学一轮复习第十二章有机化学基础第41讲基本营养物质学案VIP

PAGE16-第41讲基本养分物质一、糖类1．糖类的组成、结构和分类(1)组成：包括eq\o(□,\s\up3(01))C、eq\o(□,\s\up3(02))H、eq\o(□,\s\up3(03))O三种元素。大多数糖类化合物的通式用eq\o(□,\s\up3(04))Cn(H2O)m表示，所以糖类也叫碳水化合物。(2)结构：eq\o(□,\s\up3(05))多羟基醛或eq\o(□,\s\up3(06))多羟基酮及它们的脱水缩合物。(3)分类2．单糖——葡萄糖与果糖(1)组成和分子结构(2)葡萄糖的化学性质葡萄糖与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液的反应如下：eq\o(□,\s\up3(09))CH2OH(CHOH)4CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up10(△))CH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O，eq\o(□,\s\up3(10))CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up10(△))Cu2O↓＋CH2OH(CHOH)4COONa＋3H2O。3．二糖——蔗糖与麦芽糖(1)蔗糖和麦芽糖比较(2)蔗糖和麦芽糖的水解反应①蔗糖的水解反应在稀硫酸催化作用下，蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，反应方程式为eq\o(□,\s\up3(08))C12H22O11＋H2Oeq\o(→,\s\up10(稀硫酸),\s\do10(△))eq\o(C6H12O6,\s\do15(葡萄糖))＋eq\o(C6H12O6,\s\do15(果糖))②麦芽糖的水解反应方程式为eq\o(□,\s\up3(09))eq\o(C12H22O11,\s\do15(麦芽糖))＋H2Oeq\o(→,\s\up10(酸或酶),\s\do10(△))2eq\o(C6H12O6,\s\do15(葡萄糖))4．多糖——淀粉与纤维素(1)相像点①都属于自然eq\o(□,\s\up3(01))高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为eq\o(□,\s\up3(02))(C6H10O5)n。②都能发生eq\o(□,\s\up3(03))水解反应，反应的化学方程式分别为eq\o(□,\s\up3(04))(eq\o(C6H10O5n,\s\do15(淀粉))＋nH2Oeq\o(→,\s\up10(酸或酶),\s\do10(△))eq\o(nC6H12O6,\s\do15(葡萄糖))；(eq\o(C6H10O5n,\s\do15(纤维素))＋nH2Oeq\o(→,\s\up10(酸或酶),\s\do10(△))eq\o(nC6H12O6,\s\do15(葡萄糖))。③都eq\o(□,\s\up3(05))不能发生银镜反应。(2)不同点①结构不同，通式中n值不同，所以淀粉与纤维素不是同分异构体。②eq\o(□,\s\up3(06))淀粉遇碘呈现特别的蓝色(常用来相互检验)。5．用途(1)糖类物质可给动物供应eq\o(□,\s\up3(01))能量。(2)eq\o(□,\s\up3(02))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。(3)eq\o(□,\s\up3(03))淀粉可作食物，可用于生产葡萄糖和酒精。(4)eq\o(□,\s\up3(04))纤维素可用于造纸，制造纤维素酯、黏胶纤维等。二、油脂1．油脂的组成油脂是eq\o(□,\s\up3(01))油和eq\o(□,\s\up3(02))脂肪的统称，属于eq\o(□,\s\up3(03))酯类化合物，含有eq\o(□,\s\up3(04))C、H、O元素。油脂的主要成分是一分子eq\o(□,\s\up3(05))甘油与三分子eq\o(□,\s\up3(06))高级脂肪酸脱水形成的酯。常见的形成油脂的高级脂肪酸有：2．油脂的结构3．油脂的分类(1)按烃基分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(简洁甘油酯：R、R′、R″相同,混合甘油酯：R、R′、R″不同))(2)按状态分eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(油：常温下呈液态，含\o(□,\s\up3(01))不饱和烃基多,脂肪：常温下呈固态，含\o(□,\s\up3(02))饱和烃基多))4．油脂的物理性质(1)油脂一般eq\o(□,\s\up3(01))难溶于水，密度比水eq\o(□,\s\up3(02))小。(2)自然油脂都是eq\o(□,\s\up3(03))混合物，没有固定的沸点、熔点。5．油脂的化学性质(1)油脂的氢化(油脂的硬化)如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为。属于eq\o(□,\s\up3(02))加成反应，经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称eq\o(□,\s\up3(03))硬化油。(2)水解反应①酸性条件下：油脂＋水eq\o(,\s\up10(H＋),\s\do10(△))eq\o(□,\s\up3(04))高级脂肪酸＋eq\o(□,\s\up3(05))甘油如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为②碱性条件下——皂化反应：油脂＋NaOHeq\o(→,\s\up10(△))高级脂肪酸钠＋甘油如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为6．油脂的用途(1)供应人体所须要的eq\o(□,\s\up3(01))能量。(2)用于生产eq\o(□,\s\up3(02))肥皂和甘油。三、氨基酸与蛋白质1．氨基酸的结构与性质(1)氨基酸的组成与结构氨基酸是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代后的产物。蛋白质水解后得到的几乎都是α­氨基酸，其通式为，官能团为eq\o(□,\s\up3(02))—NH2和eq\o(□,\s\up3(03))—COOH。(2)常见的氨基酸(3)氨基酸的化学性质①两性氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此，氨基酸是eq\o(□,\s\up3(04))两性化合物。甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为②成肽反应氨基酸在eq\o(□,\s\up3(07))酸或eq\o(□,\s\up3(08))碱存在的条件下加热，通过一分子的eq\o(□,\s\up3(09))氨基与另一分子的eq\o(□,\s\up3(10))羧基间脱去一分子水，缩合形成含肽键的化合物叫做成肽反应。氨基酸分子间脱水以eq\o(□,\s\up3(11))肽键相互结合成高分子，可形成蛋白质。2．蛋白质的结构与性质(1)蛋白质的组成与结构①蛋白质含有eq\o(□,\s\up3(01))C、H、O、N、S等元素。②蛋白质是由氨基酸通过eq\o(□,\s\up3(02))缩聚反应产生的有机高分子化合物。(2)蛋白质的性质3．蛋白质的用途(1)蛋白质是人类必需的养分物质。(2)蛋白质在工业上有很多用途，动物的毛、皮、蚕丝可制作服装。(3)大多数酶是一种特别的eq\o(□,\s\up3(01))蛋白质，是生物体内重要的eq\o(□,\s\up3(02))催化剂，具有以下特点：①条件温柔，不需加热。②具有高度的专一性。③具有高效eq\o(□,\s\up3(03))催化作用。1．推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)凡分子组成符合Cn(H2O)m的化合物都属于糖类。(×)错因：甲醛(CH2O)、乙酸[C2(H2O)2]等分子组成符合Cn(H2O)m，不属于糖类。(2)蛋白质、纤维素、油脂都是高分子化合物。(×)错因：油脂不是高分子化合物。(3)油脂都不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。(×)错因：植物油中含有碳碳双键，能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。(4)向淀粉水解后所得水解液中滴加碘水，溶液未变蓝色，说明淀粉没有发生水解。(×)错因：该现象说明淀粉水解完全。(5)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液中，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白质变性。(×)错因：(NH4)2SO4使蛋白质盐析。(6)蚕丝织物上沾有的血迹可以用加酶洗衣粉洗涤除去。(×)错因：加酶洗衣粉能使蚕丝织物(蛋白质)水解。(7)棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O。(×)错因：羊毛完全燃烧还会生成含氮化合物。2．教材改编题(据人教选修五P97T18)写出下列反应的化学方程式：(1)油脂在酸性条件下的水解反应(以硬脂酸甘油酯为例)。(2)麦芽糖的水解反应。(3)氨基酸的成肽反应。答案3．(2024·全国卷Ⅰ考试大纲调研卷(一))下列说法正确的是()A.自然植物油常温下一般呈液态，难溶于水，有恒定的熔点、沸点B．麦芽糖与蔗糖的水解产物均含葡萄糖，故二者均为还原性二糖C．若两种二肽互为同分异构体，则二者的水解产物可能相同，可能不同D．含5个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成4个C—C单键答案C考点eq\a\vs4\al(一)eq\a\vs4\al(糖类的组成、结构和性质)[解析](4)依据B的结构简式、C的分子式及B生成C的反应条件可知C的结构简式为。(5)由D到E是乙酸形成的酯基水解，反应方程式为。(6)F是B的同分异构体，7.30g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24L二氧化碳(标准状况)，说明F分子中含有羧基，7.30gF的物质的量是7.30g÷146g/mol＝0.05mol，二氧化碳是0.1mol，因此F分子中含有2个羧基，则F相当于是丁烷分子中的2个氢原子被羧基取代，假如是正丁烷，依据定一移一可知有6种结构。假如是异丁烷，则有3种结构，所以可能的结构共有9种(不考虑立体异构)，即[答案](1)C6H12O6(2)羟基(3)取代反应(4)(5)(6)91．糖类物质不肯定具有甜味，有甜味的物质不肯定属于糖类。2．糖类中的氢原子和氧原子的个数比并不都是2∶1，也并不以水分子的形式存在，如鼠李糖(C6H12O5)。有些符合Cn(H2O)m通式的也不是糖类，如甲醛(HCHO)等。3．葡萄糖发生银镜反应，与新制Cu(OH)2悬浊液的反应都必需在碱性条件下进行。4．淀粉遇“碘”变特别的蓝色，这里的“碘”指的是碘单质。5．糖类水解反应的条件(1)蔗糖：稀H2SO4作催化剂，水浴加热。(2)淀粉a．稀H2SO4作催化剂，加热。b．淀粉酶(唾液中存在)，相宜温度36℃。(3)纤维素a．催化剂为90%的浓H2SO4。b．小火微热，防止大火加热使纤维素被浓H2SO4脱水炭化。c．加热至溶液呈亮棕色为止。6．淀粉水解程度的推断方法(1)试验流程(2)试验现象及结论状况现象A现象B结论a.溶液呈蓝色未产生银镜淀粉未水解b.溶液呈蓝色出现银镜淀粉部分水解c.溶液不呈蓝色出现银镜淀粉完全水解(3)留意问题a．检验淀粉时，必需干脆取水解液加入碘水，不能取中和液，因为碘能与NaOH溶液反应。b．淀粉、蔗糖的水解试验是用稀硫酸作催化剂，而与银氨溶液或新制Cu(OH)2反应的试验必需在碱性条件下进行，所以检验淀粉或蔗糖的水解产物前应先加入NaOH溶液到溶液呈碱性。7．人体中没有能使纤维素发生水解的酶，所以纤维素不能在人体中水解为葡萄糖为人体供应能量，但可以促进肠胃蠕动，对人体有益。8．可用新制的Cu(OH)2悬浊液与葡萄糖的反应，检验糖尿病患者尿液中的葡萄糖。1．以淀粉为基本原料可制备很多物质，如下列有关说法中正确的是()A．淀粉是糖类物质，有甜味，反应①是水解反应B．反应③是消去反应，反应④是加聚反应，反应⑤是取代反应C．乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键，均可被酸性KMnO4溶液氧化D．在加热条件下，可用银氨溶液将葡萄糖、乙醇区分开答案D2．向淀粉溶液中加入少量稀H2SO4，并加热使之发生水解。为测定水解的程度，需下列试剂中的：①NaOH溶液②银氨溶液③新制Cu(OH)2悬浊液④碘水⑤BaCl2溶液，其中正确的是()A．①⑤ B．②④C．①③④ D．②③④答案C3．鉴别淀粉、蛋白质、葡萄糖水溶液，依次可分别运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考点eq\a\vs4\al(二)eq\a\vs4\al(油脂的组成、结构与性质)[解析]肯定条件下与氢气反应生成，该物质不是硬脂酸甘油酯，也不是软脂酸甘油酯，A、B错误；其在NaOH溶液中水解得到高级脂肪酸钠，为肥皂的主要成分，C正确；与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有两种，分别为：，D错误。[答案]C1．油脂属于酯类，但酯类物质不肯定是油脂，油脂肯定是高级脂肪酸与甘油形成的酯。留意不能写成“油酯”。油脂虽然相对分子质量较大，但不属于高分子化合物。2．液态的油脂烃基中含有不饱和键，能使溴水褪色。所以不能用植物油萃取溴或碘。4．下列有关油脂的叙述不正确的是()A．油脂属于酯类B．油脂没有固定的熔、沸点C．油脂是高级脂肪酸的甘油酯D．油脂都不能使酸性KMnO4溶液褪色答案D5．下列关于油脂的叙述中，正确的是()A．各种油脂水解后的产物中都有甘油B．不含其他杂质的自然油脂属于纯净物C．油脂都不能使溴水褪色D．油脂的烃基部分饱和程度越大，熔点越低答案A考点eq\a\vs4\al(三)eq\a\vs4\al(蛋白质和氨基酸的组成、结构和性质)[解析](1)多肽水解时从肽键处断裂，形成—COOH与