鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 饮食中的有机化合物学案
展开目标与素养:1.了解糖类的组成、物理性质和主要应用。(宏观辨识)2.掌握糖类的主要化学性质。(变化观念)3.了解油脂的组成、性质及应用。(科学态度与社会责任)4.了解蛋白质的组成和主要性质。(科学探究)
一、糖类
1.组成和分类
(1)组成:由C、H、O三种元素组成,大多数糖类符合通式Cn(H2O)m。
(2)分类
糖类根据其能否水解以及水解产物的不同来分类。
微点拨:(1)有甜味的物质不一定是糖类,糖类物质也不一定是甜的。例如,木糖醇和糖精都是甜的,但不属于糖。淀粉和纤维素属于糖,但是都不甜。
(2)有些糖类物质在分子组成上不符合Cn(H2O)m通式,如鼠李糖的分子式为C6H12O5,脱氧核糖的分子式为C5H10O4;还有些分子式符合Cn(H2O)m的物质不是糖,如乙酸的分子式为C2H4O2,甲醛的分子式为CH2O等。
2.葡萄糖
(1)结构
(2)主要化学性质
①与新制Cu(OH)2悬浊液反应
实验现象:试管中有砖红色沉淀生成。
实验结论:葡萄糖具有还原性,能被弱氧化剂如新制Cu(OH)2悬浊液氧化,生成砖红色氧化亚铜沉淀。
应用:这一反应可用于尿糖的检测。
②体内氧化
葡萄糖在人体组织中发生氧化反应,为生命活动提供能量。化学方程式为C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O。
微点拨:含醛基的有机物均能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀,且反应条件均为碱性环境和加热。
3.淀粉和纤维素
(1)淀粉
①属于天然高分子化合物,主要存在于植物的种子或块根里,淀粉在酸或酶的催化作用下可以逐步水解,最终生成葡萄糖。
②在常温下,淀粉遇碘变蓝,可用于检验食物中淀粉是否存在。
(2)纤维素
①天然高分子化合物,是构成植物细胞壁的基本成分,一切植物中都含纤维素。人体不能消化纤维素。
②它在一定条件下水解也能生成葡萄糖。
微点拨:利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程:
二、油脂
1.分类
(1)油:植物油脂通常呈液态,如:豆油、花生油等。
(2)脂肪:动物油脂通常呈固态,如:牛、羊等的脂肪。
2.组成和结构
油脂是一类特殊的酯,可以看作是高级脂肪酸(如硬脂酸C17H35COOH、软脂酸C15H31COOH、油酸C17H33COOH等)与甘油(丙三醇)经酯化反应生成的酯,其结构简式可表示为,其中R1、R2、R3可能相同,也可能不同。
3.物理性质
油脂都难溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,密度一般比水小。
4.化学性质——水解反应
5.用途
(1)为人体提供能量,调节人体生理活动。
(2)工业生产高级脂肪酸和甘油。
(3)制肥皂、油漆等。
微点拨:(1)天然油脂大多是混合物,没有固定的熔、沸点。
(2)部分油脂中含有,在一定条件下也可与H2发生加成反应。
三、蛋白质
1.存在
广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质。动物的肌肉、皮肤、毛发等的主要成分都是蛋白质。
2.组成
由C、H、O、N、S等元素组成,是一类结构非常复杂、相对分子质量很大(几万到几千万)的有机化合物。
3.性质
(1)水解
蛋白质水解生成各种氨基酸。如
(2)盐析
(3)变性
(4)显色反应
某些蛋白质遇浓硝酸显黄色。
(5)蛋白质的灼烧
蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味,常用此性质来鉴别蛋白质。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应。( )
(2)纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色。( )
(3)淀粉、纤维素、油脂和蛋白质都属于天然高分子化合物。
( )
(4)植物油的主要成分是高级脂肪酸。( )
(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。( )
[答案](1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.下列物质属于油脂的是( )
C [油脂是由高级脂肪酸和甘油()形成的酯。]
3.葡萄糖是一种单糖的主要原因是( )
A.在糖类中结构最简单
B.在所有糖类中碳原子数最少
C.分子中含有多个羟基
D.不能水解生成更简单的糖
[答案] D
1.葡萄糖的结构与性质
2.检验淀粉水解及水解程度的实验步骤
实验现象及结论
关键提醒:(1)检验淀粉水解的水解产物时,要先用氢氧化钠溶液中和起催化作用的稀硫酸,再加新制的Cu(OH)2悬浊液。
(2)淀粉的检验,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。
【典例1】 某学生进行淀粉的水解实验,并检验水解产物是否含有葡萄糖。他的操作为:取少量淀粉加适量水配成溶液,在淀粉溶液中加入稀硫酸;将混合液煮沸几分钟,冷却;在冷却后的溶液中加入新制的氢氧化铜悬浊液,在酒精灯上加热。实验结果:没有砖红色沉淀产生。
(1)其原因是 (选填字母)。
A.淀粉尚未水解
B.加热时间不够
C.煮沸后的溶液中没有加碱中和作催化剂的硫酸
D.淀粉水解的产物中没有葡萄糖
(2)正确的操作是
。
[解析] 淀粉在硫酸作催化剂、加热的条件下能水解为葡萄糖。该学生在实验中向淀粉溶液中加入了硫酸溶液,并且加热进行了数分钟,则淀粉水解生成了葡萄糖是无疑的。硫酸是淀粉水解的催化剂,淀粉的水解产物中仍含有硫酸。检验葡萄糖用新制的氢氧化铜悬浊液必须保持强碱性,但该学生直接向淀粉水解产物中加入新制的氢氧化铜悬浊液,致使检验葡萄糖的试剂失效,故没有砖红色沉淀产生。
[答案](1)C
(2)待煮沸后的溶液冷却后加入适量的NaOH溶液至溶液呈碱性,再加入新制的氢氧化铜悬浊液进行实验
1.葡萄糖的结构简式为
CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其对应的性质不正确的是( )
A.与钠反应放出氢气
B.可与乙酸发生酯化反应
C.与新制的氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色沉淀
D.可与小苏打溶液反应产生气泡
D [葡萄糖含有羟基,故能与钠反应放出氢气,能与乙酸发生酯化反应;含有醛基,能与新制的氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色沉淀;葡萄糖分子中无羧基,与NaHCO3溶液不反应,D项错误。]
[素养养成]
变化观念:正确理解蛋白质盐析和变性的区别
(1)分清重金属离子和轻金属离子,便于判断盐析与变性。常见的重金属离子有Cu2+、Pb2+、Hg2+等;常见的轻金属离子有Mg2+、Na+、K+、Ca2+等。
(2)盐的浓度对蛋白质性质的影响。重金属盐溶液无论浓度的大小均能使蛋白质变性;轻金属盐的稀溶液能促进蛋白质的溶解,而浓溶液能使蛋白质发生盐析。
【典例2】 下列关于蛋白质的叙述正确的是( )
A.向蛋白质溶液中分别加入NaCl溶液、CuSO4溶液,其过程均是不可逆的
B.重金属盐使蛋白质分子变性,但是吞“钡餐”(主要成分是硫酸钡)不会引起中毒
C.温度越高,酶对某些生化反应的催化效率就越高
D.医疗上用体积分数为75%的酒精杀菌消毒,是利用了酒精可以使蛋白质盐析的性质
B [向蛋白质溶液中加入NaCl溶液发生盐析,再加水能恢复原来的生理活性,向蛋白质溶液中加CuSO4溶液,蛋白质变性,其过程是不可逆的;硫酸钡既不溶于水又不溶于盐酸,不能使蛋白质变性,对人无毒;温度太高,酶会变性;酒精可以使蛋白质变性。]
2.下列各物质能使蛋白质变性的是( )
①硫酸钾 ②甲醛 ③氯化铝 ④硝酸汞 ⑤氯化铵 ⑥氢氧化钠
A.②④⑥ B.①③⑤
C.①②③ D.④⑤⑥
[答案] A
1.下列有关淀粉和纤维素[(C6H10O5)n]的叙述正确的是( )
A.互为同分异构体
B.都是天然高分子化合物
C.遇碘(I2)均会呈蓝色
D.在人体内均会发生水解反应
B [淀粉和纤维素化学式的n值不同,故不能互为同分异构体,故A不正确;淀粉和纤维素都是天然高分子化合物,故B正确;淀粉遇碘显蓝色,纤维素没有这个性质,故C不正确;淀粉在人体内可以水解,但是人体内没有水解纤维素的酶,所以纤维素在人体内不能发生水解反应,故D不正确。]
2.下列关于油脂的叙述中,错误的是( )
A.油脂是混合物,没有固定的熔点和沸点
B.油脂和矿物油不属于同一类有机物
C.油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的酯
D.油脂都不能使溴水褪色
D [脂肪和油统称为油脂,是多种高级脂肪酸甘油酯的混合物,没有固定的熔点和沸点。油脂结构中的烃基有些是不饱和的[如亚油酸甘油酯中的烃基(—C17H31)],含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,使溴水褪色。]
3.下列关于蛋白质的叙述正确的是( )
A.天然蛋白质的组成元素只有碳、氢、氧、氮
B.加热会使蛋白质变性,因此食生鸡蛋的营养价值更高
C.向鸡蛋中加入(NH4)2SO4溶液,会使蛋白质凝固变性
D.用一束光照射蛋白质溶液,可以产生丁达尔效应
D [A项,蛋白质含C、H、O、N、S等,故错;B项,蛋白质变性不改变其营养价值,故错;C项,向鸡蛋中加入(NH4)2SO4溶液使蛋白质盐析,故错。]
4.某同学设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:
下列结论中正确的是( )
A.淀粉尚有部分未水解
B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解
D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解
B [加入碘水,溶液未变蓝,证明溶液中已无淀粉,说明淀粉已完全水解。]
5.糖类、油脂、蛋白质为动物性和植物性食物中的基本营养物质。
(1)蛋白质、淀粉、脂肪三种营养物质中水解的最终产物能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀的是________,制造肥皂的主要原料是________。
(2)蛋白质水解的最终产物是________。
(3)淀粉溶液和蛋白质溶液都是胶体,用一束光通过其溶液,都产生________,若检验它们可选用的试剂是________。
[答案](1)淀粉 脂肪 (2)氨基酸 (3)丁达尔效应 碘水
系列微专题3 鉴别有机化合物的常用方法
1.根据物理性质鉴别
有些有机化合物的一些物理性质具有明显的特征,可用于鉴别有机化合物。常见情况有:
(1)观察在水中的溶解性法。如:
①乙醇、乙酸、葡萄糖、蔗糖等易溶于水;
②淀粉有少部分溶于水;
③烃(如苯、汽油等),酯(如乙酸乙酯、油脂),硝基苯、溴乙烷等卤代烃,都不溶于水。
(2)观察在水或水溶液中分层状况法。如:
①乙酸乙酯、油脂、苯、汽油等酯类、烃类物质与水或水溶液混合,振荡,静置,液体分层,有机化合物在上层,水或水溶液在下层;
②四氯化碳、硝基苯、溴苯与水或水溶液混合,振荡,静置,液体分层,水或水溶液在上层,四氯化碳、硝基苯、溴苯在下层。
(3)闻气味法。如:
①乙烯气体稍有气味;
②苯、汽油有特殊气味;
③乙醇有特殊香味(或醇香味);
④乙酸有刺激性气味(或酸味);
⑤乙酸乙酯有芳香味。
(4)观察丁达尔现象法。如:
淀粉溶液、鸡蛋清溶液都是胶体溶液,能产生丁达尔现象。
2.根据化学性质鉴别
【典例1】 下列实验方案不合理的是( )
A.鉴别葡萄糖溶液和淀粉溶液:加入新制的Cu(OH)2悬浊液加热或加碘水溶液
B.鉴别织物成分是真丝还是人造丝:用灼烧的方法
C.鉴别淀粉溶液和蛋白质溶液:加入稀KI溶液
D.鉴别乙烷和乙烯:分别将气体通入溴水中
C [淀粉和蛋白质都不与KI溶液反应,不能鉴别,可加HNO3或碘水鉴别。]
【典例2】 只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、淀粉溶液,这种试剂是( )
A.NaOH溶液 B.新制Cu(OH)2悬浊液
C.碘水 D.Na2CO3溶液
B [乙酸、葡萄糖溶液可以与新制Cu(OH)2悬浊液反应,现象分别是生成蓝色溶液和砖红色沉淀。]
1.下列各组物质中只用水一种试剂即可进行鉴别的是(不用其他方法鉴别)( )
A.苯和汽油 B.乙醇和乙酸
C.乙酸乙酯和苯 D.苯和四氯化碳
D [A、C两项均为水在下层;B项均与水互溶;D项CCl4在下层,苯在上层正确。]
2.甲烷是最简单的烷烃,乙烯是最简单的烯烃,下列物质中,不能用来鉴别二者的是( )
A.燃烧 B.四氯化碳
C.溴的四氯化碳溶液 D.酸性高锰酸钾溶液
[答案] B
3.现有7瓶丢了标签的试剂,已知它们可能是乙醇、乙酸、苯、乙酸乙酯、油脂、葡萄糖溶液、蔗糖溶液。现通过如下实验步骤和方法来确定各试剂瓶中所装的液体。
根据上述实验现象,判断7种试剂的名称:
A________,B________,C________,D________,
E________,F________,G________。
[解析] 实验②不溶于水且密度小于水的C、D、E可能是苯、乙酸乙酯、油脂;实验④C仍分层,则C为苯,E为油脂,D为乙酸乙酯;实验③中酸碱中和、Cu(OH)2溶解的B为乙酸、生成砖红色的F为葡萄糖溶液,A为乙醇。
[答案] 乙醇 乙酸 苯 乙酸乙酯 油脂 葡萄糖溶液 蔗糖溶液
类别
单糖
低聚糖
(以双糖为例)
多糖
特点
不能再水解成更小的糖分子
1 ml双糖能水解成2 ml单糖
1 ml多糖能水解成n ml(n>10)单糖
化学式
C6H12O6
C12H22O11
(C6H10O5)n
常见物质
葡萄糖、果糖
蔗糖、麦芽糖
淀粉、纤维素
用途
可用于制造药品、糖果等
可用作甜味剂
淀粉可用于制造葡萄糖和酒精;纤维素可用于制造无烟火药、电影胶片的片基、纸张等
分子式
结构简式
主要原子团
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
羟基、醛基
概念
浓的盐溶液使蛋白质的溶解度降低而使蛋白质从溶液中析出的过程
条件
浓的轻金属盐溶液或铵盐溶液,能使蛋白质的溶解度降低
特点
是可逆过程,继续加水时能使沉淀溶解,不影响蛋白质的生理活性
实验操作
实验现象
实验结论
加热后,试管中出现沉淀,再加水,沉淀不溶解
加热、紫外线照射或加入有机化合物、酸、碱、重金属盐等,能
加入CuSO4溶液后,试管中出现沉淀,再加水,沉淀不溶解
够使蛋白质失去生理活性而聚沉,而且不可逆,这叫做蛋白质的变性
加入乙醇水溶液后,试管中出现沉淀,再加水,沉淀不溶解
糖类的性质
情况
现象A
现象B
结论
①
溶液呈蓝色
未产生砖红色沉淀
未水解
②
溶液呈蓝色
出现砖红色沉淀
部分水解
③
溶液不呈蓝色
出现砖红色沉淀
完全水解
蛋白质的盐析和变性的区别
盐析
变性
含义
蛋白质在某些盐的浓溶液中因溶解度降低而析出
蛋白质在加热、酸、碱等条件下性质发生改变而聚沉
条件
轻金属盐和铵盐的浓溶液
紫外线照射、加热或加入某些有机化合物(如甲醛、乙醇等)、强酸、强碱、重金属盐(如铅盐、铜盐、汞盐等)
特征
可逆过程,不改变蛋白质的性质和生理活性
不可逆过程,蛋白质失去生理活性
实质
溶解度降低,物理变化
结构性质改变,化学变化
用途
提纯蛋白质
杀菌消毒
物质
试剂与方法
现象
碳碳双键或碳碳三键
加溴水或酸性KMnO4溶液
褪色
区别苯与甲苯等苯的同系物
加酸性高锰酸钾溶液
褪色的为甲苯等苯的同系物
醇
加钠
有气体放出
葡萄糖(醛基)
加新制Cu(OH)2悬浊液
煮沸后有砖红色沉淀生成
羧酸检验
加紫色石蕊溶液
显红色
加NaHCO3溶液
有无色气体放出
加新制Cu(OH)2悬浊液
蓝色沉淀消失
淀粉
碘水
显蓝色
蛋白质
浓硝酸
变黄色
灼烧
烧焦羽毛气味
乙酸乙酯(酯类)
加含酚酞的NaOH溶液,加热
反应前液体分层,反应后液体不分层,溶液红色消失
实验步骤和方法
实验现象
①把7瓶试剂分别标号A、B、C、D、E、F、G,然后闻气味
只有F、G两种试剂没有气味
②分别取少量7种试剂于试管中,加水稀释
只有C、D、E三种试剂不溶解且浮在水面上
③分别取少量7种试剂于试管中,加入新制Cu(OH)2悬浊液并煮沸
只有B使沉淀溶解,F中产生砖红色沉淀
④分别取少量C、D、E试剂于试管中,加入NaOH稀溶液并加热
只有C仍有分层现象,且在D的试管中能闻到特殊的香味
鲁科版 (2019)必修 第二册第3章 简单的有机化合物第3节 饮食中的有机化合物学案: 这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3章 简单的有机化合物第3节 饮食中的有机化合物学案,共13页。学案主要包含了糖类,油脂,蛋白质等内容,欢迎下载使用。
高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 饮食中的有机化合物第3课时导学案: 这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 饮食中的有机化合物第3课时导学案,文件包含第3章第3节第3课时糖类油脂学案教师版2022-2023学年高一化学鲁科版2019必修第二册doc、第3章第3节第3课时糖类油脂学案学生版2022-2023学年高一化学鲁科版2019必修第二册doc等2份学案配套教学资源,其中学案共33页, 欢迎下载使用。
高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物第3节 醛和酮 糖类和核酸第2课时学案: 这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修3第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物第3节 醛和酮 糖类和核酸第2课时学案,共10页。学案主要包含了糖类的概念及分类,单糖,双糖,多糖,核酸等内容,欢迎下载使用。