2020年高考化学一轮总复习文档：第十三章第43讲基本营养物质 学案
展开第43讲 基本营养物质
1.糖类
(1)糖类的组成、结构和分类
①组成与结构
a．组成：包括C、H、O三种元素。大多数糖类化合物的通式用Cn(H2O)m表示，所以糖类也叫碳水化合物。
b．结构：多羟基醛或多羟基酮及它们的脱水缩合物。
②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：
CH2OH(CHOH)4CHO＋2Ag(NH3)2OH
CH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O，
CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋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
a．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
b．麦芽糖的水解反应方程式为
(4)多糖——淀粉与纤维素
①相似点
a．都属于天然高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为(C6H10O5)n。
b．都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为
c．都不能发生银镜反应。
②不同点
a．结构不同，通式中n值不同。
b.淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。
2．油脂
(1)油脂的组成
油脂是油和脂肪的统称，属于酯类化合物，含有C、H、O元素。
油脂的主要成分是一分子甘油与三分子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
，官能团： (酯基)，有的可能含有 (碳碳双键)，若R、R′、R″相同，称为简单甘油酯；若R、R′、R″不同，称为混合甘油酯。
(3)油脂的物理性质
①油脂一般难溶于水，密度比水小。
②天然油脂都是混合物，没有固定的沸点、熔点。含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈液态，含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈固态。
(4)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
属于加成反应，经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。
②水解反应
a．酸性条件下
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
。
b．碱性条件下——皂化反应
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
3C17H35COONa。其水解程度比酸性条件下水解程度大。
3．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—NH2和—COOH。
②氨基酸的化学性质
a．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，氨基酸是两性化合物。
甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为
b．成肽反应
氨基酸在酸或碱存在的条件下加热，通过一分子的氨基与另一分子的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
a．蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。
b．蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应产生的天然有机高分子化合物。
②蛋白质的性质
a．水解：在酸、碱或酶的作用下最终水解生成氨基酸。
b．两性：—NH2有碱性，—COOH有酸性。
c．盐析：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]溶液后，可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，此过程为可逆过程，可用于分离和提纯蛋白质。
d．变性：加热、加压、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸、三氯乙酸、丙酮等)会使蛋白质失去生理活性而变性，属于不可逆过程——用于杀菌，消毒。
e．颜色反应：含有苯环的蛋白质遇浓HNO3变黄色——蛋白质的检验方法。
f．蛋白质灼烧有烧焦羽毛的特殊气味——检验毛、丝纺织品的方法。
(3)酶
①绝大多数酶是蛋白质。
②酶是一种生物催化剂，催化作用具有以下特点：
a．条件温和，不需加热。
b．具有高度的专一性。
c．具有高效催化作用。
1．判断正误，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)油脂是高级脂肪酸的甘油酯，为天然高分子化合物。(×)
错因：油脂为小分子化合物。
(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。
2．教材改编题
(据人教选修五P97 T18)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
考点 糖类的组成、结构和性质
[典例1] (2016·全国卷Ⅰ)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线：
回答下列问题：
(1)下列关于糖类的说法正确的是________。(填标号)
a．糖类都有甜味，具有CnH2mOm的通式
b．麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
c．用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
d．淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物
(2)B生成C的反应类型为________。
(3)D中的官能团名称为______________，D生成E的反应类型为__________。
(4)F的化学名称是________，由F生成G的化学方程式为___________。
(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体，0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2，W共有________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为________。
(6)参照上述合成路线，以(反，反)2,4己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线________________________________________。
解析 (1)a项，如淀粉、纤维素没有甜味，脱氧核糖的分子式为C5H10O4，不符合CnH2mOm的通式；b项，麦芽糖水解生成葡萄糖，蔗糖水解才生成葡萄糖和果糖。
(3)D生成E时只是在六元环状结构的碳原子上去掉了4个氢原子，符合消去反应的特征，属于消去反应。
(5)0.5 mol W与足量的NaHCO3反应生成1 mol CO2，说明W中含有两个羧基，满足要求的W有
答案
名师精讲
(1)糖类物质不一定具有甜味，有甜味的物质不一定属于糖类。
(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悬浊液的反应都必须在碱性条件下进行。
(4)淀粉遇“碘”变特殊的蓝色，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)，适宜温度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。
1．下列实验能达到预期目的的是( )
A．向葡萄糖溶液中加入足量NaOH溶液后，再加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，可观察到产生黑色沉淀
B．向米汤中加入含碘的食盐，观察是否有颜色的变化，检验含碘食盐中是否含碘酸钾
C．向淀粉溶液中加入稀硫酸，加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验，检验淀粉是否水解
D．向油脂中加入NaOH溶液再蒸馏，提纯油脂
答案 C
解析 葡萄糖溶液与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀，A错误；遇淀粉变蓝是碘单质的性质，不能用米汤检验含碘食盐中是否含碘酸钾，B错误；向淀粉溶液中加入稀硫酸，加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验，若产生银镜则淀粉发生水解，C正确；油脂在NaOH溶液中完全水解生成高级脂肪酸钠和甘油，D错误。
2．以淀粉为基本原料可制备许多物质，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 D
解析 淀粉是糖类，但是没有甜味，反应①属于淀粉的水解，故A错误；反应③属于消去反应，反应④属于加聚反应，反应⑤属于氧化反应，故B错误；聚乙烯中不含碳碳双键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误；葡萄糖能与新制银氨溶液发生银镜反应，但乙醇不具有此性质，故D正确。
考点 油脂的组成、结构与性质
[典例2] 油脂不仅是营养物质和主要食物，也是一种重要的工业原料。下面是以油脂为主要原料获得部分产品的合成路线：
已知：
回答下列问题：
(1)下列关于油脂的说法正确的是________(填序号)。
a．油脂包括植物油和脂肪，属于酯类
b．天然油脂是混合物，无固定的熔点和沸点
c．油脂属于天然高分子化合物
d．硬化油又叫人造脂肪，便于储存和运输，但容易被空气氧化而变质
(2)G中官能团的名称为________，反应①的反应类型为________。
(3)用系统命名法写出A的名称：________，C与F反应生成G的化学方程式为_______________________________________________________。
解析
答案
名师精讲
1油脂属于酯类，但酯类物质不一定是油脂，油脂一定是高级脂肪酸与甘油形成的酯。注意不能写成“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。
3．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 D
解析 油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类，A、C正确；油脂属于混合物，没有固定的熔、沸点，B正确；油脂中的油是不饱和高级脂肪酸与甘油形成的酯，分子中含有不饱和键，可以使酸性KMnO4溶液褪色，D错误。
4．某物质的结构为，关于该物质的叙述正确的是( )
A．一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯
B．一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酯
C．与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分
D．与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种
答案 C
解析 一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：和
，D错误。
考点 蛋白质和氨基酸的组成、结构和性质
解析
答案
名师精讲
(1)在30～50 ℃酶的活性最强，超过适宜的温度时，酶将失去生理活性。
(2)蛋白质的盐析和变性的比较
(3)氨基酸的成肽规律
①2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间，也可以是不同分子之间)，如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽：
5．由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解，能产生的氨基酸是( )
答案 A
解析
6．下列说法不正确的是( )
A．毛巾、口罩等个人用品要经常用开水蒸煮，被褥要放在太阳光下直射，其目的都是使病毒蛋白质变性
B．用浓Na2SO4溶液使蛋清液发生盐析，进而分离、提纯蛋白质
C．蛋白酶是蛋白质，它不仅可以催化蛋白质的水解反应，还可以催化淀粉的水解反应
D．甘氨酸(H2N—CH2—COOH)既有酸性，又有碱性，是最简单的氨基酸
答案 C
解析 毛巾、口罩用开水蒸煮，晒被褥等目的是使病毒、细菌在高温或紫外线下发生蛋白质变性，A正确；浓Na2SO4溶液使蛋清液发生盐析，进而分离、提纯蛋白质，B正确；酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，不能催化淀粉的水解反应，C错误；甘氨酸(H2N—CH2—COOH)中的氨基(H2N—)有碱性、羧基(—COOH)有酸性，是最简单的氨基酸，D正确。
