高中化學(xué) 第四章 生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)物質(zhì) 4.2 糖類課件 新人教版選修5.ppt

第二節(jié)糖類,1.能記住糖類的組成和性質(zhì)特點(diǎn),能舉例說(shuō)明糖類在食品加工和生物質(zhì)能源開發(fā)上的應(yīng)用。 2.通過(guò)單糖、二糖、多糖的探究實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步體驗(yàn)對(duì)化學(xué)物質(zhì)探究的過(guò)程,能說(shuō)出科學(xué)探究的意義,學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法,提高科學(xué)探究的能力。,一,二,三,一、糖類的組成和分類 1.糖類的組成 從分子結(jié)構(gòu)看,糖類可定義為多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物。通常用通式Cm(H2O)n表示。 糖類的分子組成都可以用Cm(H2O)n來(lái)表示嗎?組成符合Cm(H2O)n的有機(jī)物一定屬于糖類嗎? 提示:糖類的分子組成并不是都符合Cm(H2O)n,如鼠李糖分子式為C6H12O5,脫氧核糖的分子式為C5H10O4。組成符合Cm(H2O)n的有機(jī)物不一定屬于糖類,如乙酸C2H4O2、乳酸C3H6O3、甲醛CH2O等,分子組成符合Cm(H2O)n,但它們并不屬于糖類。,四,一,二,三,2.糖類的分類 根據(jù)水解情況分為以下幾類: (1)單糖:不能水解的糖,如葡萄糖、果糖等。 (2)低聚糖:1 mol糖水解后能產(chǎn)生210 mol單糖。其中能生成2 mol單糖的糖又叫二糖,如麥芽糖和蔗糖等。 (3)多糖:1 mol糖水解后能產(chǎn)生很多摩爾單糖,如淀粉、纖維素等。,四,一,二,三,二、葡萄糖與果糖 1.葡萄糖 (1)分子組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 分子式:C6H12O6,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:CH2OH(CHOH)4CHO。 官能團(tuán):OH、CHO。 (2)物理性質(zhì)。,(3)化學(xué)性質(zhì)。,四,一,二,三,(4)用途。 葡萄糖用于制鏡業(yè)、糖果制造業(yè)、醫(yī)藥工業(yè),體弱和低血糖患者可利用靜脈注射葡萄糖溶液的方式來(lái)迅速補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。 2.果糖 (1)分子組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 分子式:C6H12O6,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。 官能團(tuán): 、OH。 (2)物理性質(zhì)。 顏色:無(wú)色;甜味:有;溶解性:在水、乙醇、乙醚中易溶。,四,一,二,三,三、蔗糖和麥芽糖 1.存在、組成及用途,四,一,二,三,2.化學(xué)性質(zhì) (1)氧化反應(yīng)。 蔗糖為非還原性糖;麥芽糖分子結(jié)構(gòu)中含有醛基,是還原性糖,可與銀氨溶液、新制Cu(OH)2等氧化劑發(fā)生反應(yīng)。 (2)水解反應(yīng)。 在酸性條件下,蔗糖、麥芽糖水解的化學(xué)方程式分別為,四,一,二,三,四,四、淀粉和纖維素 1.淀粉 (1)組成。 通式為(C6H10O5)n,屬于天然有機(jī)高分子化合物。 (2)性質(zhì)。 不溶于冷水,在熱水中形成膠狀淀粉糊。 特征反應(yīng):淀粉遇碘溶液顯藍(lán)色,利用此反應(yīng)可以鑒定淀粉的存在。 (3)用途。 淀粉是食物的重要成分,同時(shí)還是重要的食品工業(yè)原料,葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精的化學(xué)方程式為C6H12O6 2C2H5OH+2CO2。,一,二,三,四,2.纖維素 (1)組成。 通式為(C6H10O5)n,屬于天然有機(jī)高分子化合物。 (2)性質(zhì)。 白色無(wú)味纖維狀物質(zhì),一般不溶于水和有機(jī)溶劑。 水解反應(yīng):纖維素在強(qiáng)酸的催化作用下,發(fā)生水解反應(yīng)生成葡萄糖,化學(xué)方程式為 酯化反應(yīng):纖維素中的葡萄糖單元含有醇羥基,可與硝酸、醋酸發(fā)生酯化反應(yīng)。,一,二,三,四,(3)用途。 纖維素可用于紡織工業(yè)、造紙等,還可以用來(lái)制備硝酸纖維、醋酸纖維等化工原料。 淀粉和纖維素具有相同的分子式,二者是否互為同分異構(gòu)體? 提示:淀粉和纖維素通式中的n值不是確定的值,二者不屬于同分異構(gòu)體。,一,二,一、糖類還原性的檢驗(yàn)及水解產(chǎn)物中葡萄糖的檢驗(yàn) 1.糖類的還原性 糖類的還原性是指糖類分子中含有醛基,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)或與新制Cu(OH)2反應(yīng)。若糖不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)或不被新制Cu(OH)2氧化,則該糖不具有還原性,為非還原性糖。 2.水解產(chǎn)物中葡萄糖的檢驗(yàn) (1)水解條件。 蔗糖:稀硫酸(15)作催化劑,水浴加熱。 纖維素:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%的濃硫酸作催化劑,小火微熱。 淀粉:稀硫酸作催化劑,微熱。 (2)水解產(chǎn)物中葡萄糖的檢驗(yàn)。 欲檢驗(yàn)水解產(chǎn)物中的葡萄糖,必須先加入NaOH溶液中和其中的硫酸,使溶液呈堿性,再加入銀氨溶液或新制Cu(OH)2進(jìn)行檢驗(yàn)。,一,二,3.中學(xué)階段發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì) 醛類、甲酸、甲酸酯類、甲酸鹽、葡萄糖、麥芽糖。 特別提醒在檢驗(yàn)?zāi)撤N物質(zhì)是否存在時(shí),一定要注意所用試劑是否與待檢物中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),若存在這樣的物質(zhì),應(yīng)先除去。如檢驗(yàn)鹵代烴中是否含有鹵素原子時(shí),應(yīng)先加入NaOH溶液再加熱,發(fā)生反應(yīng)RX+NaOH ROH+NaX,然后再加入足量的稀硝酸酸化,最后才加入AgNO3溶液。此處加入足量稀硝酸酸化的目的就是防止剩余的NaOH與AgNO3反應(yīng)。,一,二,二、淀粉水解程度的判斷及水解產(chǎn)物的檢驗(yàn) 1.實(shí)驗(yàn)原理 用銀氨溶液或新制Cu(OH)2和碘水來(lái)檢驗(yàn)淀粉在水溶液中是否發(fā)生了水解及水解是否已進(jìn)行完全。 2.實(shí)驗(yàn)步驟,一,二,3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論,特別提醒(1)驗(yàn)證水解產(chǎn)物時(shí),首先要加入NaOH溶液中和H2SO4后再進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。 (2)要驗(yàn)證混合液中是否還有淀粉應(yīng)直接取水解后的混合液加碘水,而不能在加入NaOH溶液后再加碘水,因碘水能與NaOH溶液反應(yīng)。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)1 糖類,【例題1】 (2016全國(guó)乙,節(jié)選)下列關(guān)于糖類的說(shuō)法正確的是(填標(biāo)號(hào))。 a.糖類都有甜味,具有CnH2mOm的通式 b.麥芽糖水解生成互為同分異構(gòu)體的葡萄糖和果糖 c.用銀鏡反應(yīng)不能判斷淀粉水解是否完全 d.淀粉和纖維素都屬于多糖類天然高分子化合物 解析:a選項(xiàng),糖類不一定都有甜味,如淀粉和纖維素?zé)o甜味,也不是都滿足CnH2mOm的通式,如鼠李糖為C6H12O5;b選項(xiàng),麥芽糖水解產(chǎn)生葡萄糖,不產(chǎn)生果糖;c選項(xiàng),水解是否完全需要檢驗(yàn)淀粉是否存在,應(yīng)該用碘水檢驗(yàn),正確;d選項(xiàng)正確。 答案:cd 點(diǎn)撥解題關(guān)鍵點(diǎn)是要清楚糖類物質(zhì)的概念和組成。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)2 葡萄糖的性質(zhì) 【例題2】 分別取1 mol葡萄糖進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn): (1)銀鏡反應(yīng)時(shí),需銀氨絡(luò)合離子mol,反應(yīng)后葡萄糖變?yōu)?其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。 (2)與乙酸反應(yīng)生成酯,從理論上講完全酯化需要g乙酸。 (3)若使之完全轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,所需氧氣的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為L(zhǎng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是。 解析:根據(jù)葡萄糖的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行推斷,即:發(fā)生銀鏡反應(yīng)時(shí),1 mol醛基被2 mol ,反應(yīng)后葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸銨。葡萄糖分子中含有5個(gè)羥基,完全酯化時(shí),從理論上講,1 mol葡萄糖需5 mol乙酸。若使1 mol葡萄糖(分子式為C6H12O6)完全轉(zhuǎn)化為CO2和H2O需6 mol氧氣。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,答案:(1)2葡萄糖酸銨CH2OH(CHOH)4COONH4 (2)300 (3)134.4CH2OH(CHOH)4CHO+6O2 6CO2+6H2O 點(diǎn)撥對(duì)葡萄糖的組成、結(jié)構(gòu)應(yīng)深刻理解。烴的含氧衍生物燃燒時(shí)耗氧量的計(jì)算,可將物質(zhì)的分子式寫成(CxHy)a(CO2)b(H2O)c的形式來(lái)推算,只有(CxHy)a消耗O2。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,知識(shí)點(diǎn)3 淀粉的水解 【例題3】 某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,用以檢驗(yàn)淀粉的水解程度。,結(jié)論:淀粉水解完全。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,根據(jù)上述三方案操作及現(xiàn)象首先回答結(jié)論是否正確,然后簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。如果三個(gè)方案均不合理,請(qǐng)另設(shè)計(jì)一個(gè)方案來(lái)證明淀粉已經(jīng)水解完全了。 (1)方案甲:; (2)方案乙:; (3)方案丙:; (4)你的方案:。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,解析:淀粉的特征反應(yīng)是遇I2變藍(lán)色,淀粉水解產(chǎn)物葡萄糖的特征反應(yīng)是銀鏡反應(yīng)或與新制Cu(OH)2的反應(yīng),同時(shí)理清所用催化劑硫酸對(duì)特征反應(yīng)的干擾。 (1)水解液使碘水變藍(lán),只能說(shuō)明淀粉存在,但是不能證明是否已經(jīng)開始水解;(2)因稀硫酸是該反應(yīng)的催化劑,在反應(yīng)中并未被消耗,溶液為酸性,而銀鏡反應(yīng)需在堿性溶液中進(jìn)行;(3)該實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明淀粉已經(jīng)水解,但是缺乏相關(guān)的現(xiàn)象驗(yàn)證淀粉是否還存在,故該結(jié)論的證據(jù)不足;(4)為證明淀粉已經(jīng)完全水解,可在丙方案的基礎(chǔ)上添加“取水解液,加入碘水,無(wú)明顯現(xiàn)象,證明淀粉不存在”,即證明淀粉水解完全。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,答案:(1)甲方案結(jié)論不正確。這是因?yàn)榧拥馑芤鹤兯{(lán)色有兩種情況:淀粉完全沒(méi)有水解;淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的結(jié)論 (2)乙方案結(jié)論不正確。淀粉水解完全后應(yīng)用稀堿中和淀粉溶液中的硫酸,然后再做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。本方案中無(wú)銀鏡現(xiàn)象出現(xiàn)可能是因?yàn)槿芤簆H<7,故該溶液中淀粉可能尚未水解,也可能水解完全或部分水解 (3)丙方案結(jié)論不正確。實(shí)驗(yàn)只能證明淀粉已經(jīng)水解或正在水解,沒(méi)有證明是否仍有淀粉存在,所以無(wú)法證明淀粉水解完全 (4)合理的方案應(yīng)該是:,結(jié)論:淀粉水解完全,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,點(diǎn)撥該題屬于實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)型試題,設(shè)置了三套已知方案,由學(xué)生進(jìn)行適宜的評(píng)價(jià)后,再設(shè)計(jì)一套更為合理的實(shí)驗(yàn)方案。但是其基礎(chǔ)知識(shí)是非常明確的,就是證明淀粉、葡萄糖是否存在以確定淀粉的水解程度。像這樣的實(shí)驗(yàn)一定要明確其知識(shí)基礎(chǔ),加上嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,如本題中一定要先將水解液中和,才能檢驗(yàn)葡萄糖是否存在。,