高中化学人教版 (2019)选择性必修3第一节 糖类精练

第四章　 生物大分子

第一节　糖类

【基础巩固】

1.糖类是人体所需的重要营养物质。淀粉中不含有的元素是 (　)

A.氢         B.碳       C.氮       D.氧

解析:淀粉属于多糖,分子组成为(C6H10O5)n,组成元素为C、H、O,不含N元素。

答案:C

2.下列关于糖类的说法中正确的是 (　)

A.糖类物质的组成都符合Cm(H2O)n的通式

B.单糖就是分子组成简单的糖

C.含有醛基的糖是还原糖

D.淀粉、纤维素都是多糖,分子式相同

解析:脱氧核糖的分子式为C5H10O4,不符合Cm(H2O)n,A项错误;糖的分类是按照能否水解以及水解生成单糖的数目分为单糖、低聚糖和多糖,B项错误;还原糖和非还原糖的区别在于分子结构中是否含有醛基,C项正确;淀粉、纤维素都是多糖,都可用通式(C6H10O5)n表示,但n值不同,分子式不同,D项错误。

答案:C

3.下列关于蔗糖和麦芽糖的说法中不正确的是 (　)

A.蔗糖与麦芽糖互为同分异构体

B.蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11

C.蔗糖的水解产物是葡萄糖

D.麦芽糖能发生银镜反应,蔗糖不能发生银镜反应

解析:蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11,两者互为同分异构体;麦芽糖是还原糖,而蔗糖是非还原糖;蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖。

答案:C

4.(2022·广东深圳)2021年9月24日,中国科学家在国际学术期刊《科学》中发表了以二氧化碳为原料,不依赖植物光合作用,直接人工合成淀粉的成果。核磁共振等检测发现,人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。下列说法错误的是 (　)

A.合成过程中需要氢原子的参与

B.可用碘染色来观察淀粉的产生

C.人工合成的淀粉溶液无法产生丁达尔效应

D.该研究为粮食淀粉可持续供给、二氧化碳转化利用提供了新的战略方向

解析:A项,CO2和淀粉[(C6H10O5)n]的组成相差氢原子,所以合成过程中需要氢原子的参与,正确;B项,碘遇淀粉变蓝,可用碘染色来观察淀粉的产生,正确;C项,人工合成淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致,所以人工合成的淀粉溶液也能产生丁达尔效应,错误;D项,以二氧化碳为原料,不依赖植物光合作用,直接人工合成淀粉,该研究为粮食淀粉可持续供给、二氧化碳转化利用提供了新的战略方向,正确。

答案:C

5.(2022·广东广州高二期末)下列实验结论正确的是 (　)

解析:A项,将乙醇与酸性K2Cr2O7溶液混合,溶液由橙色变为绿色, K2Cr2O7被转化为Cr2(SO4)3,过程中Cr的化合价降低,被还原,说明乙醇具有还原性,正确;B项,淀粉水解液中加入碘水,溶液变蓝只能说明水解液中还含有淀粉,可能是淀粉未水解也可能是淀粉已经水解但未完全,错误;C项,银镜反应需在碱性条件下进行,蔗糖溶液中加入稀硫酸,需先加入足量的NaOH溶液中和水解液后再加入银氨溶液,水浴加热,才能证明蔗糖是否发生水解,错误;D项,常温下,将二氧化碳通入苯酚钠溶液,溶液变浑浊,说明发生了反应:C6H5O-+H2O+CO2===C6H5OH+HC,故说明酸性:碳酸>苯酚,错误。

答案:A

6.(2022·广东阳江)探究淀粉性质的实验如下:

步骤1:在试管中加入0.5 g淀粉和 4 mL 2 mol·L-1H2SO4溶液,加热。

步骤2:待溶液冷却后向其中加入NaOH溶液,将溶液调至碱性。

步骤3:再向试管中加入少量新制的Cu(OH)2加热,观察到试管内出现砖红色沉淀。

下列分析错误的是 (　)

A.步骤1中2 mol·L-1H2SO4溶液的作用是催化剂

B.步骤2中的碱性溶液可用pH试纸检验

C.步骤3中产生砖红色沉淀说明淀粉水解产物具有还原性

D.取步骤2的溶液少许,滴入碘溶液,若不出现蓝色,说明淀粉已完全水解

解析:A项,淀粉在酸性环境下分解成葡萄糖,稀硫酸作催化剂,正确; B项,溶液冷却后向其中加入NaOH溶液,将溶液调至碱性,碱性溶液可用pH试纸检验,正确;C项,新制的Cu(OH)2具有氧化性,试管内出现砖红色沉淀说明水解产物与新制的Cu(OH)2发生氧化还原反应,说明淀粉水解产物具有还原性,正确;D项,步骤2,将溶液调至碱性,滴入碘溶液,碘与NaOH溶液反应生成碘化钠和次碘酸钠,碘被消耗完,故不会出现蓝色,不能证明淀粉已经完全水解,错误。

答案:D

7.下列实验操作和结论中错误的是 (　)

A.用新制的Cu(OH)2可鉴别麦芽糖和蔗糖

B.用银镜反应可证明蔗糖是否转化为葡萄糖,但不能证明是否完全转化

C.浓硫酸可使蔗糖脱水变黑,证明蔗糖含C、H、O三种元素

D.蔗糖溶液中滴加几滴稀硫酸,水浴加热几分钟,加入银氨溶液,不能发生银镜反应,证明蔗糖不能水解

解析:进行银镜反应之前要用碱中和水解液中的稀硫酸。

答案:D

8.(2022·广东东莞)科学家发现了利用泪液来检测糖尿病的方法,其原理是用氯金酸钠(NaAuCl4)溶液与泪液中的葡萄糖发生反应生成纳米金单质颗粒(直径为20~60 nm),下列有关说法正确的是 (　)

A.葡萄糖具有还原性

B.NaAuCl4发生氧化反应

C.NaAuCl4能与其他所有糖类物质反应

D.葡萄糖与麦芽糖互为同分异构体

解析:A项,葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,葡萄糖中含有醛基,具有还原性,正确;B项,氯金酸钠变为金,化合价降低,发生还原反应,错误;C项,纤维素为糖类,不含醛基,所以不具有还原性,不能与NaAuCl4反应,错误;D项,葡萄糖与麦芽糖分子式不同,分别为C6H12O6、C12H22O11,不是同分异构体,错误。

答案:A

9.糖原[(C6H10O5)n]是一种相对分子质量比淀粉更大的多糖,主要存在于肝脏中,所以又叫动物淀粉或肝糖。下列关于糖原的叙述中正确的是 (　)

A.糖原与淀粉、纤维素互为同分异构体

B.糖原与淀粉、纤维素属于同系物

C.糖原水解的最终产物是葡萄糖

D.糖原具有还原性,能发生银镜反应

解析:由(C6H10O5)n可知,糖原是由若干个单糖结构单元组成的多糖,在这一点上与淀粉、纤维素相同,在水解的最终产物、还原性上也与淀粉、纤维素相同。但是,糖原、淀粉、纤维素的相对分子质量不同,分子组成之差是C6H10O5的整数倍而不是CH2的整数倍,因此不属于同系物,也不互为同分异构体。

答案:C

10.成熟的苹果中含有淀粉、葡萄糖和无机盐等,某课外兴趣小组设计了一组实验证明某些成分的存在,请你参与并协助他们完成相关实验。

(1)在小试管中加入少量的苹果汁,加入　　　　　(填名称),溶液变蓝,则苹果中含有淀粉。 

(2)利用含淀粉的物质可以生产醋酸。下面是生产醋酸的流程,根据流程回答下列问题。

淀粉ABC醋酸

B是日常生活中有特殊香味的常见有机化合物,在某些饮料中含有B。

①     出化学方程式,并注明反应类型。

B与醋酸反应:                          　,属于　　　　　反应。 

BC:                               　,属于　　　　　反应。 

②可用于检验A的试剂是　         。 

(3)苹果中含有苹果酸,测得其相对分子质量为134。取0.02 mol苹果酸,使其完全燃烧,将燃烧后的产物先后通过足量的无水CaCl2和碱石灰,两者分别增加的质量为 1.08 g和3.52 g。则分子中C、H原子的个数比为　　　,苹果酸的分子式是　　　　。 

解析:(1)淀粉遇碘变蓝色,利用此性质可检验淀粉的存在。

(2)淀粉水解生成葡萄糖,B是日常生活中有特殊香味的常见有机化合物,在某些饮料中含有B,可知B为乙醇,葡萄糖在酒化酶的作用下分解得乙醇。乙醇与乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应得乙酸乙酯,乙醇催化氧化可得乙醛。检验葡萄糖可用新制的氢氧化铜。

(3)无水CaCl2和碱石灰分别吸收水和二氧化碳,水、二氧化碳的物质的量分别为0.06 mol、0.08 mol,则分子中C、H原子的个数比为2∶3。1 mol苹果酸中含有碳原子4 mol、氢原子6 mol,设分子式为C4H6Ox,根据相对分子质量可求得x=5,则分子式为C4H6O5。

答案: (1)碘水

(2)①CH3COOH+CH3CH2OH

CH3COOCH2CH3+H2O　取代(或酯化)　2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O　氧化

②新制的氢氧化铜(或其他合理答案)

(3)2∶3　C4H6O5

【拓展提高】

11.下列物质中既能发生水解反应,也能发生银镜反应,其水解产物中还能发生银镜反应的是 (　)

①乙醛　②葡萄糖　③甲酸甲酯　④蔗糖  ⑤麦芽糖　⑥纤维素　⑦淀粉

A.①②⑤                  B.③④⑥

C.③⑤                  D.④⑤⑦

解析:能发生水解反应的物质有③④⑤⑥⑦,能发生银镜反应的物质有①②③⑤,水解产物中能发生银镜反应的物质有③④⑤⑥⑦,故C项正确。

答案:C

12.有机化合物X能实现下列转化:

有机化合物X→CH2OH(CHOH)4CHO→有机化合物Y→CH3CHO

下列判断中一定错误的是 (　)

A.有机化合物X可以是淀粉或纤维素

B.有机化合物Y在浓硫酸、加热条件下一定发生消去反应

C.有机化合物Y→乙醛的反应属于氧化反应

D.有机化合物X分子中可能含有醛基

解析:由题意可知,有机化合物X可以是二糖(可能是多羟基醛或多羟基酮)或多糖,水解生成葡萄糖后,再分解为乙醇,乙醇被氧化为乙醛。乙醇在浓硫酸存在的条件下加热至不同温度,可发生分子内脱水生成乙烯的反应,也可发生分子间脱水生成乙醚的反应。故B项错误。

答案:B

13.下列说法中正确的是 (　)

A.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,两者互为同分异构体

B.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子

C.油脂、淀粉、蔗糖和葡萄糖在一定条件下都能发生水解反应

D.肌醇与葡萄糖的元素组成相同,分子式均为C6H12O6,满足Cm(H2O)n,因此,均属于糖类化合物

解析:油脂不是高分子,B项错误;葡萄糖不能发生水解反应,C项错误;糖类化合物是指多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物,肌醇属于醇,不属于糖类化合物,D项错误。

答案:A

14.某制糖厂以甘蔗为原料制糖,同时得到大量的甘蔗渣,对甘蔗渣进行综合利用不仅可以提高经济效益,而且还能防止环境污染,现按下列方式进行综合利用。

已知H是具有香味的液体。

(1)A的名称是　　     　　,H的名称是　　        　　,H的同类同分异构体还有　              (填结构简式)。 

(2)写出D→E的化学方程式:                                 　; 

写出B→C的离子方程式:                                    　。 

解析:(1)甘蔗渣的主要成分是纤维素,因此A为纤维素,纤维素水解的最终产物是葡萄糖,葡萄糖在酶的作用下转化成乙醇,乙醇与氧化铜在加热作用下,生成乙醛,乙醛被氧化成乙酸,乙酸与乙醇在浓硫酸作用下生成乙酸乙酯,H的名称为乙酸乙酯,与其同为酯的同分异构体的结构简式为HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH3。

(2)根据(1)的分析,乙醇与氧化铜发生氧化反应,把羟基氧化成醛基,反应的化学方程式为CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O。葡萄糖是多羟基醛,能被银氨溶液氧化,其反应的离子方程式为CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH2OH(CHOH)4COO-+N+2Ag↓+3NH3+H2O。

答案: (1)纤维素　乙酸乙酯

HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH3

(2)CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O

CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH2OH(CHOH)4COO-+N+2Ag↓+3NH3+H2O

【挑战创新】

15.(2022·广东韶关)可再生的生物质资源的应用是科学家研究的重大课题。

Ⅰ.淀粉是绿色植物光合作用的产物,淀粉在酸或酶的作用下水解,生成一系列产物,最终生成葡萄糖。

(1)写出淀粉在稀硫酸作催化剂发生水解反应的化学方程式:　           。 

(2)某化学兴趣小组同学欲检验淀粉水解后产生的葡萄糖,按下图进行实验,未观察到产生砖红色沉淀,原因是                    　。 

Ⅱ.葡萄糖在不同的氧化剂作用下可以发生以下转化关系:

葡萄糖A(C6H12O7)B(C6H10O8)

已知A和B都不能发生银镜反应,且以下几类有机化合物被氧化的容易程度:

RCHO>R—CH2OH>。

(3)A脱水可得到具有五元环状结构的酯C或具有六元环状结构的酯D,写出C的结构简式:　　　　　　    　　。 

(4)写出B的结构简式:　                 。 

解析: (1)淀粉在稀硫酸作催化剂时发生水解反应生成葡萄糖,反应的化学方程式为(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)。

(2)检验淀粉水解后产生了葡萄糖,必须在碱性条件下用新制氢氧化铜与水解液共热;图示实验未观察到产生红色沉淀的原因是水解后未加入NaOH溶液中和溶液至碱性。

(3)葡萄糖的分子式为C6H12O6、结构简式为HOCH2(CHOH)4CHO,根据A、B的分子式可知,葡萄糖→A、A→B均为氧化反应,结合“有机化合物被氧化的容易程度:RCHO>R—CH2OH>”,A和B都不能发生银镜反应,则A的结构简式为HOCH2(CHOH)4COOH,B的结构简式为HOOC(CHOH)4COOH;A脱水可得到具有五元环状结构的酯C或具有六元环状结构的酯D,则C的结构简式为,D的结构简式为。

(4)B的结构简式为HOOC(CHOH)4COOH。

答案: (1)(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖)

(2)水解后未加入NaOH溶液中和溶液至碱性

(3)

(4)HOOC(CHOH)4COOH