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高中化学人教版 (新课标)选修5 有机化学基础第四章 生命中的基础有机化学物质第二节 糖类授课课件ppt
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这是一份高中化学人教版 (新课标)选修5 有机化学基础第四章 生命中的基础有机化学物质第二节 糖类授课课件ppt，共23页。PPT课件主要包含了3化学性质，实验现象及结论，知识点1，知识点2，知识点3，结论淀粉水解完全等内容，欢迎下载使用。
1.能记住糖类的组成和性质特点,能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。2.通过单糖、二糖、多糖的探究实验,进一步体验对化学物质探究的过程,能说出科学探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力。
一、糖类的组成和分类1.糖类的组成从分子结构看,糖类可定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。通常用通式Cm(H2O)n表示。糖类的分子组成都可以用Cm(H2O)n来表示吗?组成符合Cm(H2O)n的有机物一定属于糖类吗?提示:糖类的分子组成并不是都符合Cm(H2O)n,如鼠李糖分子式为C6H12O5,脱氧核糖的分子式为C5H10O4。组成符合Cm(H2O)n的有机物不一定属于糖类,如乙酸C2H4O2、乳酸C3H6O3、甲醛CH2O等,分子组成符合Cm(H2O)n,但它们并不属于糖类。
2.糖类的分类根据水解情况分为以下几类:(1)单糖:不能水解的糖,如葡萄糖、果糖等。(2)低聚糖:1 ml糖水解后能产生2~10 ml单糖。其中能生成2 ml单糖的糖又叫二糖,如麦芽糖和蔗糖等。(3)多糖:1 ml糖水解后能产生很多摩尔单糖,如淀粉、纤维素等。
二、葡萄糖与果糖1.葡萄糖(1)分子组成和结构特点。分子式:C6H12O6,结构简式:CH2OH(CHOH)4CHO。官能团:—OH、—CHO。(2)物理性质。
(4)用途。葡萄糖用于制镜业、糖果制造业、医药工业,体弱和低血糖患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。2.果糖(1)分子组成和结构特点。分子式:C6H12O6,结构简式: 。官能团: 、—OH。(2)物理性质。颜色:无色;甜味:有;溶解性:在水、乙醇、乙醚中易溶。
三、蔗糖和麦芽糖1.存在、组成及用途
2.化学性质(1)氧化反应。蔗糖为非还原性糖;麦芽糖分子结构中含有醛基,是还原性糖,可与银氨溶液、新制Cu(OH)2等氧化剂发生反应。(2)水解反应。 在酸性条件下,蔗糖、麦芽糖水解的化学方程式分别为
四、淀粉和纤维素1.淀粉(1)组成。通式为(C6H10O5)n,属于天然有机高分子化合物。(2)性质。①不溶于冷水,在热水中形成胶状淀粉糊。③特征反应:淀粉遇碘溶液显蓝色,利用此反应可以鉴定淀粉的存在。(3)用途。淀粉是食物的重要成分,同时还是重要的食品工业原料,葡萄糖转化为酒精的化学方程式为C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑。
2.纤维素(1)组成。通式为(C6H10O5)n,属于天然有机高分子化合物。(2)性质。①白色无味纤维状物质,一般不溶于水和有机溶剂。②水解反应:纤维素在强酸的催化作用下,发生水解反应生成葡萄糖,化学方程式为③酯化反应:纤维素中的葡萄糖单元含有醇羟基,可与硝酸、醋酸发生酯化反应。
(3)用途。纤维素可用于纺织工业、造纸等,还可以用来制备硝酸纤维、醋酸纤维等化工原料。淀粉和纤维素具有相同的分子式,二者是否互为同分异构体?提示:淀粉和纤维素通式中的n值不是确定的值,二者不属于同分异构体。
一、糖类还原性的检验及水解产物中葡萄糖的检验1.糖类的还原性糖类的还原性是指糖类分子中含有醛基,能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应。若糖不能发生银镜反应或不被新制Cu(OH)2氧化,则该糖不具有还原性,为非还原性糖。2.水解产物中葡萄糖的检验(1)水解条件。①蔗糖:稀硫酸(1∶5)作催化剂,水浴加热。②纤维素:质量分数为90%的浓硫酸作催化剂,小火微热。③淀粉:稀硫酸作催化剂,微热。(2)水解产物中葡萄糖的检验。欲检验水解产物中的葡萄糖,必须先加入NaOH溶液中和其中的硫酸,使溶液呈碱性,再加入银氨溶液或新制Cu(OH)2进行检验。
3.中学阶段发生银镜反应的物质醛类、甲酸、甲酸酯类、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖。特别提醒在检验某种物质是否存在时,一定要注意所用试剂是否与待检物中的其他物质发生反应,若存在这样的物质,应先除去。如检验卤代烃中是否含有卤素原子时,应先加入NaOH溶液再加热,发生反应R—X+NaOH R—OH+NaX,然后再加入足量的稀硝酸酸化,最后才加入AgNO3溶液。此处加入足量稀硝酸酸化的目的就是防止剩余的NaOH与AgNO3反应。
二、淀粉水解程度的判断及水解产物的检验1.实验原理用银氨溶液或新制Cu(OH)2和碘水来检验淀粉在水溶液中是否发生了水解及水解是否已进行完全。2.实验步骤
特别提醒(1)验证水解产物时,首先要加入NaOH溶液中和H2SO4后再进行后续实验。(2)要验证混合液中是否还有淀粉应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,因碘水能与NaOH溶液反应。
知识点1 糖类【例题1】 有关糖类物质的叙述中正确的是( )A.糖类物质又叫碳水化合物,其分子式都符合Cn(H2O)mB.由碳、氢、氧三种元素组成的有机物都属于糖类C.葡萄糖是最甜的糖D.糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质解析:分子式符合Cn(H2O)m的物质既可以是糖类,也可以不是糖类,糖类中有的物质不符合此通式;由碳、氢、氧三种元素组成的有机物有醇类、醛类、羧酸类、酯类、糖类等;葡萄糖有甜味,但它不是最甜的,蔗糖、果糖都比葡萄糖甜。答案:D点拨解题关键点是要清楚糖类物质的概念和组成;若不能正确运用糖类的通式,就易误选A。
知识点2 葡萄糖的性质【例题2】 分别取1 ml葡萄糖进行下列实验:(1)银镜反应时,需银氨络合离子 ml,反应后葡萄糖变为 ,其结构简式是 。 (2)与乙酸反应生成酯,从理论上讲完全酯化需要 g乙酸。 (3)若使之完全转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为 L,反应的化学方程式是 。 解析:根据葡萄糖的组成、结构和性质进行推断,即:发生银镜反应时,1 ml醛基被2 ml ,反应后葡萄糖转化为葡萄糖酸铵。葡萄糖分子中含有5个羟基,完全酯化时,从理论上讲,1 ml葡萄糖需5 ml乙酸。若使1 ml葡萄糖(分子式为C6H12O6)完全转化为CO2和H2O需6 ml氧气。
答案:(1)2 葡萄糖酸铵 CH2OH(CHOH)4COONH4(2)300(3)134.4 CH2OH(CHOH)4CHO+6O2 6CO2+6H2O点拨对葡萄糖的组成、结构应深刻理解。烃的含氧衍生物燃烧时耗氧量的计算,可将物质的分子式写成(CxHy)a(CO2)b(H2O)c的形式来推算,只有(CxHy)a消耗O2。
知识点3 淀粉的水解【例题3】 某学生设计了如下三个实验方案,用以检验淀粉的水解程度。
结论:淀粉水解完全。
根据上述三方案操作及现象首先回答结论是否正确,然后简要说明理由。如果三个方案均不合理,请另设计一个方案来证明淀粉已经水解完全了。(1)方案甲: ; (2)方案乙: ; (3)方案丙: ; (4)你的方案: 。
解析:淀粉的特征反应是遇I2变蓝色,淀粉水解产物葡萄糖的特征反应是银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应,同时理清所用催化剂硫酸对特征反应的干扰。(1)水解液使碘水变蓝,只能说明淀粉存在,但是不能证明是否已经开始水解;(2)因稀硫酸是该反应的催化剂,在反应中并未被消耗,溶液为酸性,而银镜反应需在碱性溶液中进行;(3)该实验只能说明淀粉已经水解,但是缺乏相关的现象验证淀粉是否还存在,故该结论的证据不足;(4)为证明淀粉已经完全水解,可在丙方案的基础上添加“取水解液,加入碘水,无明显现象,证明淀粉不存在”,即证明淀粉水解完全。
答案:(1)甲方案结论不正确。这是因为加碘水溶液变蓝色有两种情况:①淀粉完全没有水解;②淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的结论(2)乙方案结论不正确。淀粉水解完全后应用稀碱中和淀粉溶液中的硫酸,然后再做银镜反应实验。本方案中无银镜现象出现可能是因为溶液pH<7,故该溶液中淀粉可能尚未水解,也可能水解完全或部分水解(3)丙方案结论不正确。实验只能证明淀粉已经水解或正在水解,没有证明是否仍有淀粉存在,所以无法证明淀粉水解完全(4)合理的方案应该是:
1.能记住糖类的组成和性质特点,能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。2.通过单糖、二糖、多糖的探究实验,进一步体验对化学物质探究的过程,能说出科学探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力。
一、糖类的组成和分类1.糖类的组成从分子结构看,糖类可定义为多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。通常用通式Cm(H2O)n表示。糖类的分子组成都可以用Cm(H2O)n来表示吗?组成符合Cm(H2O)n的有机物一定属于糖类吗?提示:糖类的分子组成并不是都符合Cm(H2O)n,如鼠李糖分子式为C6H12O5,脱氧核糖的分子式为C5H10O4。组成符合Cm(H2O)n的有机物不一定属于糖类,如乙酸C2H4O2、乳酸C3H6O3、甲醛CH2O等,分子组成符合Cm(H2O)n,但它们并不属于糖类。
2.糖类的分类根据水解情况分为以下几类:(1)单糖:不能水解的糖,如葡萄糖、果糖等。(2)低聚糖:1 ml糖水解后能产生2~10 ml单糖。其中能生成2 ml单糖的糖又叫二糖,如麦芽糖和蔗糖等。(3)多糖:1 ml糖水解后能产生很多摩尔单糖,如淀粉、纤维素等。
二、葡萄糖与果糖1.葡萄糖(1)分子组成和结构特点。分子式:C6H12O6,结构简式:CH2OH(CHOH)4CHO。官能团:—OH、—CHO。(2)物理性质。
(4)用途。葡萄糖用于制镜业、糖果制造业、医药工业,体弱和低血糖患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。2.果糖(1)分子组成和结构特点。分子式:C6H12O6,结构简式: 。官能团: 、—OH。(2)物理性质。颜色:无色;甜味:有;溶解性:在水、乙醇、乙醚中易溶。
三、蔗糖和麦芽糖1.存在、组成及用途
2.化学性质(1)氧化反应。蔗糖为非还原性糖;麦芽糖分子结构中含有醛基,是还原性糖,可与银氨溶液、新制Cu(OH)2等氧化剂发生反应。(2)水解反应。 在酸性条件下,蔗糖、麦芽糖水解的化学方程式分别为
四、淀粉和纤维素1.淀粉(1)组成。通式为(C6H10O5)n,属于天然有机高分子化合物。(2)性质。①不溶于冷水,在热水中形成胶状淀粉糊。③特征反应:淀粉遇碘溶液显蓝色,利用此反应可以鉴定淀粉的存在。(3)用途。淀粉是食物的重要成分,同时还是重要的食品工业原料,葡萄糖转化为酒精的化学方程式为C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑。
2.纤维素(1)组成。通式为(C6H10O5)n,属于天然有机高分子化合物。(2)性质。①白色无味纤维状物质,一般不溶于水和有机溶剂。②水解反应:纤维素在强酸的催化作用下,发生水解反应生成葡萄糖,化学方程式为③酯化反应:纤维素中的葡萄糖单元含有醇羟基,可与硝酸、醋酸发生酯化反应。
(3)用途。纤维素可用于纺织工业、造纸等,还可以用来制备硝酸纤维、醋酸纤维等化工原料。淀粉和纤维素具有相同的分子式,二者是否互为同分异构体?提示:淀粉和纤维素通式中的n值不是确定的值,二者不属于同分异构体。
一、糖类还原性的检验及水解产物中葡萄糖的检验1.糖类的还原性糖类的还原性是指糖类分子中含有醛基,能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应。若糖不能发生银镜反应或不被新制Cu(OH)2氧化,则该糖不具有还原性,为非还原性糖。2.水解产物中葡萄糖的检验(1)水解条件。①蔗糖:稀硫酸(1∶5)作催化剂,水浴加热。②纤维素:质量分数为90%的浓硫酸作催化剂,小火微热。③淀粉:稀硫酸作催化剂,微热。(2)水解产物中葡萄糖的检验。欲检验水解产物中的葡萄糖,必须先加入NaOH溶液中和其中的硫酸,使溶液呈碱性,再加入银氨溶液或新制Cu(OH)2进行检验。
3.中学阶段发生银镜反应的物质醛类、甲酸、甲酸酯类、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖。特别提醒在检验某种物质是否存在时,一定要注意所用试剂是否与待检物中的其他物质发生反应,若存在这样的物质,应先除去。如检验卤代烃中是否含有卤素原子时,应先加入NaOH溶液再加热,发生反应R—X+NaOH R—OH+NaX,然后再加入足量的稀硝酸酸化,最后才加入AgNO3溶液。此处加入足量稀硝酸酸化的目的就是防止剩余的NaOH与AgNO3反应。
二、淀粉水解程度的判断及水解产物的检验1.实验原理用银氨溶液或新制Cu(OH)2和碘水来检验淀粉在水溶液中是否发生了水解及水解是否已进行完全。2.实验步骤
特别提醒(1)验证水解产物时,首先要加入NaOH溶液中和H2SO4后再进行后续实验。(2)要验证混合液中是否还有淀粉应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,因碘水能与NaOH溶液反应。
知识点1 糖类【例题1】 有关糖类物质的叙述中正确的是( )A.糖类物质又叫碳水化合物,其分子式都符合Cn(H2O)mB.由碳、氢、氧三种元素组成的有机物都属于糖类C.葡萄糖是最甜的糖D.糖类一般是多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质解析:分子式符合Cn(H2O)m的物质既可以是糖类,也可以不是糖类,糖类中有的物质不符合此通式;由碳、氢、氧三种元素组成的有机物有醇类、醛类、羧酸类、酯类、糖类等;葡萄糖有甜味,但它不是最甜的,蔗糖、果糖都比葡萄糖甜。答案:D点拨解题关键点是要清楚糖类物质的概念和组成;若不能正确运用糖类的通式,就易误选A。
知识点2 葡萄糖的性质【例题2】 分别取1 ml葡萄糖进行下列实验:(1)银镜反应时,需银氨络合离子 ml,反应后葡萄糖变为 ,其结构简式是 。 (2)与乙酸反应生成酯,从理论上讲完全酯化需要 g乙酸。 (3)若使之完全转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为 L,反应的化学方程式是 。 解析:根据葡萄糖的组成、结构和性质进行推断,即:发生银镜反应时,1 ml醛基被2 ml ,反应后葡萄糖转化为葡萄糖酸铵。葡萄糖分子中含有5个羟基,完全酯化时,从理论上讲,1 ml葡萄糖需5 ml乙酸。若使1 ml葡萄糖(分子式为C6H12O6)完全转化为CO2和H2O需6 ml氧气。
答案:(1)2 葡萄糖酸铵 CH2OH(CHOH)4COONH4(2)300(3)134.4 CH2OH(CHOH)4CHO+6O2 6CO2+6H2O点拨对葡萄糖的组成、结构应深刻理解。烃的含氧衍生物燃烧时耗氧量的计算,可将物质的分子式写成(CxHy)a(CO2)b(H2O)c的形式来推算,只有(CxHy)a消耗O2。
知识点3 淀粉的水解【例题3】 某学生设计了如下三个实验方案,用以检验淀粉的水解程度。
结论:淀粉水解完全。
根据上述三方案操作及现象首先回答结论是否正确,然后简要说明理由。如果三个方案均不合理,请另设计一个方案来证明淀粉已经水解完全了。(1)方案甲: ; (2)方案乙: ; (3)方案丙: ; (4)你的方案: 。
解析:淀粉的特征反应是遇I2变蓝色,淀粉水解产物葡萄糖的特征反应是银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应,同时理清所用催化剂硫酸对特征反应的干扰。(1)水解液使碘水变蓝,只能说明淀粉存在,但是不能证明是否已经开始水解;(2)因稀硫酸是该反应的催化剂,在反应中并未被消耗,溶液为酸性,而银镜反应需在碱性溶液中进行;(3)该实验只能说明淀粉已经水解,但是缺乏相关的现象验证淀粉是否还存在,故该结论的证据不足;(4)为证明淀粉已经完全水解,可在丙方案的基础上添加“取水解液,加入碘水,无明显现象,证明淀粉不存在”,即证明淀粉水解完全。
答案:(1)甲方案结论不正确。这是因为加碘水溶液变蓝色有两种情况:①淀粉完全没有水解;②淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的结论(2)乙方案结论不正确。淀粉水解完全后应用稀碱中和淀粉溶液中的硫酸,然后再做银镜反应实验。本方案中无银镜现象出现可能是因为溶液pH<7,故该溶液中淀粉可能尚未水解,也可能水解完全或部分水解(3)丙方案结论不正确。实验只能证明淀粉已经水解或正在水解,没有证明是否仍有淀粉存在,所以无法证明淀粉水解完全(4)合理的方案应该是:
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