資源簡介

基礎課時17　糖類
學習目標　1.認識糖類的組成和性質特點。2.了解淀粉和纖維素及其與葡萄糖的關系,了解葡萄糖的結構特點、能探究葡萄糖的化學性質,能描述淀粉、纖維素的典型性質。3.知道糖類在食品加工和生物質能源開發(fā)上的應用。
一、糖的存在、作用、組成及分類　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.糖的存在和作用
(1)糖類是一類重要的有機化合物,在自然界中分布廣泛。如糧食中的淀粉,植物莖葉中的纖維素、人體血液中的葡萄糖等均屬于糖類。
(2)糖類在生命活動中起著重要作用,是生物體所需能量的主要來源,也是重要的能量儲存物質,如植物體內(nèi)的淀粉和動物體內(nèi)的糖原。糖類還是生物體的結構成分,如植物細胞壁的主要成分纖維素。
2.糖的組成和分類
糖的 概念 糖類是多羥基醛、多羥基酮和它們的脫水縮合物
糖的 組成 糖類由碳、氫、氧三種元素組成,一般可用通式Cn(H2O)m表示,也被稱為碳水化合物
糖 的 分 類 單糖 不能水解的糖,如葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)、核糖(C5H10O5)和脫氧核糖等
寡糖 (低聚 糖) 1 mol糖水解后能產(chǎn)生2~10 mol單糖的糖,如蔗糖(C12H22O11)、麥芽糖(C12H22O11)和乳糖(C12H22O11)
多糖 1 mol糖水解后能產(chǎn)生10 mol以上單糖的糖,淀粉(C6H10O5)n、纖維素(C6H10O5)n和糖原等
(二)問題探究
問題1　糖都符合通式Cm(H2O)n嗎 符合通式Cm(H2O)n的物質都屬于糖嗎
提示　不一定,如脫氧核糖(C5H10O4)屬于糖,但不符合通式Cm(H2O)n,乙酸(C2H4O2)符合通式Cm(H2O)n,但其屬于羧酸,不屬于糖。
問題2　糖都有甜味嗎 有甜味的物質都是糖嗎
提示　多數(shù)糖有甜味,有的糖沒有甜味,如纖維素等;有甜味的物質不一定是糖,如木糖醇[]。
【探究歸納】　糖類判斷的誤區(qū)
(1)大多數(shù)糖類的組成可以用通式Cm(H2O)n表示;少數(shù)糖類不符合通式,不能根據(jù)是否符合通式來判斷是否屬于糖類,也不能根據(jù)是否有甜味來判斷,要根據(jù)其結構特點來判斷,只有多羥基醛或多羥基酮以及能水解生成它們的物質才屬于糖類。
(2)葡萄糖和果糖屬于單糖不是因為它們分子中碳原子數(shù)最少,而是因為不能水解。
1.根據(jù)糖類的定義,下列物質中屬于糖類的是 (　　)
A.CH2OH(CHOH)2CHO
B.CH3CH(OH)CH2CHO
C.
D.
答案　A
解析　A項,CH2OH(CHOH)2CHO是多羥基醛,屬于糖類;B項,CH3CH(OH)CH2CHO是單羥基醛,不屬于糖類;C項,是多羥基酸,不屬于糖類;D項,不屬于糖類。
2.下列關于糖類的敘述正確的是 (　　)
①含有碳、氫、氧三種元素的有機化合物屬于糖類　②糖類是碳和水的化合物,又稱碳水化合物　③凡是能溶于水且具有甜味的物質都屬于糖類　④糖類是多羥基醛或多羥基酮及能水解生成它們的物質　⑤符合Cm(H2O)n的有機物都是糖類
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
答案　C
解析　①糖類含有碳、氫、氧三種元素,但含有碳、氫、氧三種元素的化合物的種類很多,如醇、醛、羧酸等,所以不能用“含有碳、氫、氧”來定義糖類,①錯誤;②大多數(shù)糖類化合物可用通式Cm(H2O)n表示,但是糖類不是碳和水的化合物,②錯誤;③有甜味的物質不一定是糖類,糖類也不一定有甜味,③錯誤;④糖類是多羥基醛或多羥基酮及能水解生成它們的物質, ④正確;⑤大多數(shù)糖類化合物可用通式Cm(H2O)n表示,有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n,符合Cm(H2O)n通式的物質不一定都是糖類化合物,⑤錯誤;綜上所述,正確的有④。
二、單糖　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.葡萄糖
(1)存在、物理性質及結構
存在 自然界分布最廣,如水果、蜂蜜、植物(種子、葉、根、花)和動物(血液、淋巴液)
物理 性質 無色晶體,易溶于水,熔點低,有甜味(甜度不如蔗糖)
結構 葡萄糖分子式為C6H12O6,分子中含有醛基,屬于醛糖。分子中含有5個羥基,其結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO,屬于多羥基醛
(2)化學性質
①被弱氧化劑(銀氨溶液、新制氫氧化銅)氧化
實驗
實驗 現(xiàn)象 試管壁上有銀鏡生成 試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀
實驗 結論 對銀氨溶液、新制氫氧化銅等弱氧化劑表現(xiàn)出還原性,屬于還原糖
化學 方程 式 (1)銀鏡反應:CH2OH(CHOH)4CHO+ 2[Ag(NH3)2]OH CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O; (2)與新制氫氧化銅反應: CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
②生物體內(nèi)的催化氧化
葡萄糖是一種重要的營養(yǎng)物質,發(fā)生氧化反應放出熱量,提供維持生命活動所需要的能量。反應方程式為C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)。
(3)應用
①葡萄糖在食品和醫(yī)藥工業(yè)中有廣泛應用。
②葡萄糖易于被人體吸收,經(jīng)酶的催化發(fā)生氧化反應,放出熱量,提供了維持生命活動所需要的能量。如低血糖患者可利用靜脈注射葡萄糖溶液的方式來迅速補充營養(yǎng)。
2.果糖
存在 與性質 水果和蜂蜜中含量較高,比蔗糖甜度高,純凈的果糖為易溶于水的無色晶體,吸濕性強。
結構 與類別 分子式為C6H12O6,與葡萄糖互為同分異構體,是一種多羥基酮,屬于酮糖。
3.核糖與脫氧核糖
作用 它們是生物體的遺傳物質核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的重要組成部分。
結構 它們都是含有5個碳原子的單糖。核糖分子式C5H10O5,結構簡式為CH2OHCH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO;脫氧核糖分子式C5H10O4,結構簡式為CH2OHCH(OH)CH(OH)CH2CHO。
(二)問題探究
問題1　已知葡萄糖分子中含有羥基和醛基兩種官能團。結合所學官能團的性質,思考下列問題:
(1)葡萄糖都有哪些化學性質 可以發(fā)生那些化學反應(列舉反應類型)
提示　可推測葡萄糖能發(fā)生取代反應、加成反應、氧化反應、還原反應、消去反應等反應類型。
(2)怎樣檢驗糖尿病人的尿液中含有葡萄糖
提示　將病人的尿液與新制Cu(OH)2懸濁液混合后共熱,觀察是否有磚紅色沉淀產(chǎn)生。
問題2　葡萄糖能否使酸性KMnO4溶液、溴水褪色
提示　能。葡萄糖能被酸性KMnO4溶液、溴水氧化。
問題3　葡萄糖可以發(fā)生酯化反應,1 mol葡萄糖發(fā)生酯化反應時,若完全酯化,最多消耗醋酸的物質的量為多少
提示　由于每個葡萄糖分子含有5個羥基,所以1 mol葡萄糖完全酯化時,最多可消耗5 mol醋酸。
問題4　結合葡萄糖的結構分析葡萄糖能否在銅或銀的催化作用下發(fā)生氧化反應
提示　能。葡萄糖分子中含有羥基,且與羥基相連的碳原子上都有氫原子,能在銅或銀的催化作用下發(fā)生氧化反應。
【探究歸納】　葡萄糖的性質
反應類型 試劑或條件 表現(xiàn)性質的官能團
加成反應 H2/Ni 醛基
氧化反應 銀氨溶液
新制Cu(OH)2懸濁液
使溴水、酸性高錳 酸鉀溶液褪色
生理氧化 ——
酯化反應 與乙酸等 羥基
3.核糖與脫氧核糖分別是生物體遺傳物質核糖核酸與脫氧核糖核酸的重要組成部分,其結構簡式如下圖所示。
下列關于核糖與脫氧核糖的說法正確的是 (　　)
A.核糖與脫氧核糖均為非還原糖
B.核糖與脫氧核糖互為同分異構體
C.核糖與脫氧核糖、葡萄糖互為同系物
D.核糖與脫氧核糖均可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色
答案　D
解析　核糖與脫氧核糖分子中都含有醛基,具有強的還原性,因此二者都屬于還原糖,A錯誤;核糖的分子式為C5H10O5,脫氧核糖的分子式是C5H10O4,二者分子式不同,因此不能互為同分異構體,B錯誤;同系物是結構相似,在分子組成上相差1個或若干個CH2原子團的化合物,核糖的分子式為C5H10O5,脫氧核糖的分子式是C5H10O4,葡萄糖分子式是C6H12O5,可見它們在分子組成上不是相差CH2的整數(shù)倍,因此核糖與脫氧核糖、葡萄糖不互為同系物,C錯誤;核糖與脫氧核糖分子中的羥基與醛基均會被酸性高錳酸鉀溶液氧化,故二者均可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色,D正確。
4.回答下列問題:
(1)葡萄糖的結構簡式為CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其對應的性質中不正確的是　　　　(填選項)。
A.與鈉反應放出氫氣
B.可與乙酸發(fā)生取代反應
C.能發(fā)生銀鏡反應
D.可使小蘇打溶液冒出氣泡
(2)分別取1 mol葡萄糖進行下列實驗:
①銀鏡反應時,生成Ag的物質的量為　　　　 mol,反應后葡萄糖變?yōu)椤　　　?填名稱),其結構簡式是　　　　。
②與乙酸反應生成酯,理論上完全酯化需要　　　　 g 乙酸。
③若使之完全轉化為CO2和H2O(即相當于燃燒),所需氧氣的體積在標況下為　　　　 L,反應的化學方程式是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)D　(2)①2　葡萄糖酸銨
CH2OH(CHOH)4COONH4　②300　③134.4　C6H12O6+6O26CO2+6H2O
解析　(1)葡萄糖含有羥基,能與鈉反應放出氫氣;與乙酸發(fā)生酯化反應;含有醛基,能發(fā)生銀鏡反應;
無羧基,不與NaHCO3反應, D項錯誤。
(2)由CH2OH(CHOH)4CHO知,1 mol葡萄糖發(fā)生銀鏡反應生成2 mol銀,反應后變?yōu)槠咸烟撬徜@;1 mol葡萄糖完全酯化需5 mol乙酸,其質量是300 g;葡萄糖燃燒的化學方程式是C6H12O6+6O26CO2+6H2O,1 mol葡萄糖燃燒需標準狀況下氧氣體積為6 mol×22.4 L·mol-1=134.4 L。
【題后歸納】　確定葡萄糖分子結構的化學方法
步驟 實驗事實 結論
① 1.8 g葡萄糖完全燃燒只得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 實驗式為CH2O
② 葡萄糖的相對分子質量為180 分子式為C6H12O6
③ 一定條件,1 mol葡萄糖與1 mol氫氣加成生成己六醇 葡萄糖分子中含有一個雙鍵且分子為直鏈化合物
④ 能發(fā)生銀鏡反應 分子中含有—CHO
⑤ 一定條件下,1.8 g葡萄糖完全酯化,參加反應的乙酸的物質的量為0.05 mol 葡萄糖分子中有5個—OH,且分別在5個碳原子上
⑥ 葡萄糖的結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO
三、二糖和多糖　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.二糖——蔗糖和麥芽糖
(1)物理性質與存在
種類 蔗糖 麥芽糖
物理性質 無色晶體,易溶于水 無色晶體,易溶于水
存在 在甘蔗和甜菜中含量最豐富 主要存在于發(fā)芽的谷粒和麥芽中
(2)組成、結構和用途
項目 蔗糖 麥芽糖
相似點 (1)組成相同,分子式均為C12H22O11,互為同分異構體 (2)都屬于二糖,1 mol二糖水解后生成2 mol單糖 (3)水解產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應,都能還原新制Cu(OH)2 (4)都具有甜味(蔗糖更甜)
不同點 不含醛基(非還原糖) 含有醛基(還原糖)
不能發(fā)生銀鏡反應,也不能還原新制Cu(OH)2 能發(fā)生銀鏡反應,能還原新制Cu(OH)2
水解產(chǎn)物為葡萄糖和果糖 水解產(chǎn)物為葡萄糖
用途 甜味食品 制飴糖,甜味食品
(3)水解反應
蔗糖、麥芽糖都能發(fā)生水解反應,化學方程式為
+H2O
+H2O
2.多糖——淀粉和纖維素
(1)結構特點及物理性質
結構 特點 淀粉和纖維素均屬于天然有機高分子,分子式為(C6H10O5)n,其中的葡萄糖單元中一般有三個羥基,也可表示為[C6H7O2(OH)3]n。因為n值不同,故二者不互為同分異構體
物理 性質 淀粉:白色粉末狀物質,無甜味,不溶于冷水,熱水中部分溶解,形成膠狀的淀粉糊
纖維素:白色纖維狀物質,無甜味,不溶于水,也不溶于一般的有機溶劑
(2)化學性質
項目 淀粉 纖維素
遇碘(I2) 變藍 -
銀氨溶液或新制的氫氧化銅懸濁液 不能被氧化,屬于非還原糖 不能被氧化,屬于非還原糖
酯化反應 能 能
水解反應 能 能
水解方程式 (C6H10O5)n+nH2O (C6H10O5)n+nH2O
(3)用途
淀粉 重要營養(yǎng)物質、食品工業(yè)原料(如制備葡萄糖、釀制食醋、釀酒)。淀粉經(jīng)酯化后用于生產(chǎn)食品添加劑、表面活性劑和可降解塑料
纖維素 用于紡織工業(yè)、造紙業(yè)等,還用于制造纖維素硝酸酯、纖維素乙酸酯和黏膠纖維等。黏膠纖維中的長纖維一般稱為人造絲,短纖維稱為人造棉
(二)互動探究
蔗糖、麥芽糖、淀粉的性質實驗
實驗 Ⅰ:蔗糖、麥芽糖的性質實驗
實驗步操作 實驗現(xiàn)象
試管內(nèi)無明顯現(xiàn)象
試管內(nèi)產(chǎn)生磚紅色沉淀
① ②把蔗糖溶液換為麥芽 糖溶液,重復實驗操作 加入銀氨溶液的試管中都產(chǎn)生銀鏡;加入新制的Cu(OH)2的試管中都出現(xiàn)磚紅色沉淀
【問題討論】
問題1　由上述實驗現(xiàn)象,可以得出哪些結論 如何利用實驗方法區(qū)分麥芽糖和蔗糖
提示　由實驗現(xiàn)象可知,蔗糖是非還原糖,麥芽糖是還原糖。二者水解均產(chǎn)生葡萄糖。可以利用與銀氨溶液或新制的氫氧化銅反應區(qū)分二者。
問題2　在檢驗蔗糖和麥芽糖的水解產(chǎn)物時,為何不能向水解液中直接加入新制的氫氧化銅
提示　用新制的氫氧化銅檢驗蔗糖、麥芽糖的水解產(chǎn)物時需要堿性環(huán)境,應先加入氫氧化鈉中和作催化劑的稀硫酸并使溶液呈堿性。
實驗 Ⅱ:蔗糖的水解
為檢驗淀粉水解的情況,進行如圖所示的實驗,試管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加熱5~6 min,試管乙不加熱。待試管甲中的溶液冷卻后再進行后續(xù)實驗。
實驗1:取少量甲中溶液,加入新制氫氧化銅,加熱,沒有磚紅色沉淀出現(xiàn)。
實驗2:取少量乙中溶液,滴加幾滴碘水,溶液變?yōu)樗{色,但取少量甲中溶液做此實驗時,溶液不變藍色。
實驗3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液調(diào)節(jié)至堿性,再滴加碘水,溶液顏色無明顯變化。
【問題討論】
問題3　設計甲和乙的實驗目的是什么 設計甲和丙的目的是什么
提示　甲與乙的反應物均相同,但甲加熱,乙未加熱,所以甲、乙實驗是探究溫度對淀粉水解的影響;甲中有稀硫酸,而丙中無稀硫酸,其他條件相同,所以甲、丙實驗是探究催化劑對淀粉水解的影響。
問題4　實驗1失敗的原因是什么
提示　沒有加入堿中和作為催化劑的稀硫酸。
問題5　實驗3中溶液的顏色無明顯變化的原因是什么
提示　氫氧化鈉與碘反應。
【探究歸納】
1.糖類還原性的檢驗
糖類的還原性是指糖類能發(fā)生銀鏡反應或與新制的Cu(OH)2懸濁液反應,若糖不能發(fā)生銀鏡反應或不與新制的Cu(OH)2懸濁液反應,則該糖不具有還原性,為非還原糖。
2.淀粉水解程度的檢驗
(1)實驗步驟
(2)實驗現(xiàn)象及結論
現(xiàn)象A 現(xiàn)象B 結論
① 未出現(xiàn)銀鏡 溶液變藍色 淀粉尚未水解
② 出現(xiàn)銀鏡 溶液變藍色 淀粉部分水解
③ 出現(xiàn)銀鏡 溶液不變藍色 淀粉完全水解
3.檢驗糖類還原性實驗成功的關鍵
①蔗糖或麥芽糖水解實驗一般需要用水浴加熱;
②檢驗水解產(chǎn)物為葡萄糖時,一定要先加NaOH溶液中和作催化劑的稀硫酸,至溶液呈堿性后再加銀氨溶液或新制的Cu(OH)2,否則實驗會失敗。
5.果糖是易溶于水的黏稠液體,純凈果糖是白色晶體,果糖比蔗糖甜,存在于水果和蜂蜜中,果糖中含,具有還原性,在堿性條件下發(fā)生異構化,即
下列說法正確的是 (　　)
A.可用銀鏡反應來鑒別葡萄糖和果糖
B.結構簡式為CH2OH(CHOH)3CHO的有機物與葡萄糖互為同系物
C.蔗糖水解后可得到果糖
D.麥芽糖水解后可得到果糖
答案　C
解析　由于果糖在堿性條件下可以發(fā)生異構化反應,產(chǎn)生醛基,故葡萄糖和果糖都能發(fā)生銀鏡反應,不能用銀鏡反應來鑒別葡萄糖和果糖,A錯誤;由于CH2OH(CHOH)3CHO與葡萄糖相差一個“CH2O”,不符合同系物定義,B錯誤;蔗糖水解后,得到1分子葡萄糖和1分子果糖,C正確;麥芽糖水解只得到葡萄糖,D錯誤。
6.纖維素在纖維素酶的催化下可生成葡萄糖(單糖)、二糖(兩分子葡萄糖脫除1分子水)等。下列說法正確的是 (　　)
A.纖維素與淀粉互為同分異構體
B.纖維素的最終水解產(chǎn)物與蔗糖相同
C.在纖維素酶的催化下,溫度越高,纖維素水解越徹底
D.纖維素與其他糖類化合物完全燃燒產(chǎn)物相同
答案　D
解析　纖維素與淀粉的分子組成雖然均為(C6H10O5)n,由于n值不同,實質上二者的分子式不同,故不互為同分異構體,A錯誤;纖維素的最終水解產(chǎn)物為葡萄糖,蔗糖水解產(chǎn)物為葡萄糖和果糖,B錯誤;纖維素酶在高溫下會失去活性,C錯誤;糖類化合物分子組成中只含有C、H、O三種元素,故糖類化合物完全燃燒只生成二氧化碳和水,D正確。
7.(2024·遼寧沈陽高二期末聯(lián)考)同學們對淀粉的水解實驗很感興趣,于是分組進行了淀粉水解實驗,為檢驗水解產(chǎn)物,設計了如圖所示實驗方案:
淀粉液水解液混合液磚紅色沉淀
請回答下列問題:
(1)試劑1為稀硫酸,其作用是　　　　　　　　　　　。
(2)請寫出反應③的化學方程式:　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(3)如果小何在做實驗的時候忘記加試劑2了,他　　　　　(填“能”或“不能”)看到磚紅色沉淀,原因是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(4)若小何按照實驗方案進行操作觀察到了磚紅色沉淀,若他想要進一步檢驗淀粉是否完全水解,可取步驟①的少量水解液于試管中,加入碘水,證明淀粉完全水解的現(xiàn)象是　　　　　。若取步驟②后的少量混合液于試管中,加入碘水,則　　　　　(填“可以”或“不可以”)判斷淀粉的水解程度,原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)作催化劑
(2)HOCH2(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHHOCH2(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
(3)不能　沒有中和作催化劑的稀硫酸
(4)溶液不變藍色　不可以　混合液中有過量的氫氧化鈉,碘單質會先與氫氧化鈉反應,無法遇淀粉變色,無法判斷淀粉的水解程度
解析　(1)稀硫酸在淀粉水解時作催化劑;(2)反應③表示淀粉水解產(chǎn)生的葡萄糖被新制的Cu(OH)2懸濁液氧化,其化學方程式為
HOCH2(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHHOCH2(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O;(3)若沒有加堿中和,后面加入的新制的氫氧化銅會與第一步加的稀硫酸反應,而不能與葡萄榶反應,故無法看到磚紅色沉淀;(4)若淀粉完全水解,則水解液中不含淀粉,因此現(xiàn)象為溶液不變藍色。若取步驟②后的少量混合液加入碘水,因為混合液中有過量的氫氧化鈉,碘單質會先與氫氧化鈉反應,無法遇淀粉變色,無法判斷淀粉的水解程度。
　　　　　　　　　　　　　　　　A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)糖的結構與性質
1.下列物質中不屬于糖類物質的是 (　　)
A.CH2OH—CHOH—CHO
B.CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO
C.CH2OH—CHO
D.CH2OH—(CHOH)3—CO—CH2OH
答案　C
解析　A項,CH2OHCHOHCHO是多羥基醛,是最簡單的糖;B項,CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO是脫氧核糖,屬于多羥基醛,因此屬于糖類;C項,CH2OH—CHO分子中含有醛基,但只有一個羥基,因此它不屬于糖;D項,CH2OH—(CHOH)3—CO—CH2OH是多羥基酮,是果糖,屬于單糖。
2.《尚書·洪范篇》有“稼稿作甘”之句,“甘”即飴糖。飴糖的主要成分是一種二糖,1 mol該二糖完全水解可生成2 mol葡萄糖。飴糖的主要成分是 (　　)
A.淀粉 B.纖維素 C.果糖 D.麥芽糖
答案　D
解析　淀粉、纖維素是多糖,果糖是單糖,1 mol麥芽糖完全水解可生成2 mol葡萄糖,因此飴糖的主要成分是麥芽糖。
3.(2024·河北保定高二月考)糖類物質是自然界分布最廣泛、種類最多的有機化合物,是人類維持生命活動所需能量的主要來源。下列說法錯誤的是 (　　)
A.不是所有的糖都有甜味
B.糖不一定是高分子化合物
C.蔗糖不能發(fā)生銀鏡反應,則麥芽糖也不能發(fā)生銀鏡反應
D.可發(fā)生水解的糖不一定是多糖
答案　C
解析　糖分為單糖、低聚糖和多糖,葡萄糖和果糖等單糖、蔗糖和麥芽糖等二糖有甜味,但淀粉、纖維素沒有甜味,A正確;糖分為單糖、低聚糖和多糖,其中單糖、蔗糖和麥芽糖等二糖不是高分子化合物,B正確;蔗糖是非還原糖,不能發(fā)生銀鏡反應,麥芽糖是還原糖,能發(fā)生銀鏡反應,C錯誤;蔗糖和麥芽糖都可以水解,但是這兩者是二糖,不是多糖,D正確。
(二)單糖的結構與性質
4.糖尿病患者的糖代謝功能紊亂,其血液和尿液中的葡萄糖(結構如圖所示)含量會超出正常范圍。下列有關葡萄糖的說法正確的是 (　　)
A.屬于烴 B.與果糖互為同系物
C.常溫下,難溶于水 D.實驗式為CH2O
答案　D
解析　葡萄糖屬于烴的衍生物,A錯誤;由結構式和分子式,葡萄糖與果糖互為同分異構體,B錯誤;葡萄糖結構中有較多羥基,可以與水形成分子間氫鍵,故常溫下,葡萄糖易溶于水,C錯誤;葡萄糖分子式C6H12O6,實驗式為CH2O,D正確。
5.已知葡萄糖的結構簡式為HOCH2(CHOH)4CHO,下列關于葡萄糖的說法不正確的是 (　　)
A.完全燃燒的產(chǎn)物是CO2和H2O
B.1 mol葡萄糖發(fā)生銀鏡反應能生成2 mol Ag
C.含葡萄糖0.1 mol的水溶液與過量鈉反應,得到0.25 mol的氫氣
D.葡萄糖和果糖都能發(fā)生酯化反應
答案　C
解析　葡萄糖中只含有碳、氫、氧三種元素,完全燃燒后的產(chǎn)物是CO2和H2O,A正確;1 mol—CHO可以生成2 mol Ag,所以1 mol葡萄糖發(fā)生銀鏡反應能生成2 mol Ag,B正確;葡萄糖水溶液中除了葡萄糖中的羥基與鈉反應產(chǎn)生氫氣外,水也可以和鈉反應產(chǎn)生氫氣,C錯誤;葡萄糖和果糖都含有羥基,所以都能發(fā)生酯化反應,D正確。
6.以CO2為原料合成了葡萄糖和長鏈脂肪酸,這項突破為人工和半人工合成“糧食”提供了新技術。合成路線為CO2COCH3COOH葡萄糖、長鏈脂肪酸。下列說法正確的是 (　　)
A.過程①、②均屬于氧化反應
B.葡萄糖分子中含有醛基、羧基
C.在酒化酶的催化下,葡萄糖能發(fā)生水解反應生成乙醇
D.等質量的乙酸和葡萄糖分別完全燃燒,生成的CO2相同
答案　D
解析　過程①屬于還原反應, A錯誤;葡萄糖分子中含醛基和多個羥基,不含羧基,B錯誤;葡萄糖為單糖,不能發(fā)生水解反應,在酒化酶的催化下,葡萄糖能發(fā)生分解反應生成乙醇,C錯誤;乙酸與葡萄糖最簡式相同,含碳量相同,等質量的乙酸和葡萄糖完全燃燒,生成的二氧化碳相同,D正確。
(三)二糖(蔗糖和麥芽糖)
7.有關麥芽糖的下列敘述中,錯誤的是 (　　)
A.麥芽糖易溶于水,有甜味
B.麥芽糖能發(fā)生銀鏡反應,是一種還原糖
C.1 mol麥芽糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖
D.麥芽糖和蔗糖互為同分異構體
答案　C
解析　麥芽糖易溶于水,有甜味,A正確;麥芽糖結構中含醛基,可以發(fā)生銀鏡反應,麥芽糖是一種還原糖,B正確;1 mol麥芽糖水解得到2 mol葡萄糖,1 mol蔗糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖,C錯誤;麥芽糖和蔗糖是互為同分異構體的二糖,D正確。
8.蔗糖脂可由油酸(C17H33COOH)與蔗糖反應而得,其轉化關系如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.蔗糖能發(fā)生銀鏡反應
B.油酸是一種不飽和高級脂肪酸
C.蔗糖脂屬于油脂類物質
D.蔗糖脂在酸性條件下充分水解的最終產(chǎn)物為油酸和蔗糖
答案　B
解析　從蔗糖結構簡式知其不含醛基,故不能發(fā)生銀鏡反應,A錯誤;油酸中的-C17H33不滿足飽和烷烴通式,油酸是一種不飽和高級脂肪酸,B正確;蔗糖脂含有酯基,屬于酯類物質,C錯誤;蔗糖在酸性條件下還能進一步水解生成單糖(一分子葡萄糖和一分子果糖),D錯誤。
(四)多糖(淀粉和纖維素)
9.(2024·湖南資興高二聯(lián)考)李商隱曰:“偷隨柳絮到城外,行過水西聞子規(guī)。”下列關于柳絮的說法錯誤的是 (　　)
A.柳絮是混合物
B.人體不能利用柳絮補充能量
C.柳絮的主要成分是天然有機高分子化合物
D.柳絮的主要成分與淀粉互為同分異構體
答案　D
解析　柳絮的主要成分是纖維素,纖維素是混合物,A正確;柳絮的主要成分是纖維素,人體不能用纖維素補充能量,B正確;柳絮的主要成分是纖維素,纖維素是天然有機高分子化合物,C正確;柳絮的主要成分是纖維素,纖維素與淀粉的分子式均為(C6H10O5)n,但由于n值不同,所以兩者不互為同分異構體,D錯誤。
10.對于淀粉和纖維素兩種物質,下列說法不正確的是 (　　)
A.二者都屬于糖類,且都是高分子化合物
B.二者含C、H、O三種元素的質量分數(shù)相同,且互為同分異構體
C.二者都能水解,且水解的最終產(chǎn)物相同
D.都可用(C6H10O5)n表示,且都不能發(fā)生銀鏡反應
答案　B
解析　淀粉和纖維素都是多糖,都屬于高分子化合物,A正確;二者分子式都可用(C6H10O5)n表示,所以C、H、O三種元素的質量分數(shù)相同,但n值不同,二者不是同分異構體,B錯誤;二者都能水解,最終產(chǎn)物是葡萄糖,C正確;二者都不含醛基,不能發(fā)生銀鏡反應,D正確。
11.直鏈淀粉的結構簡式如圖所示。下列有關說法中錯誤的是 (　　)
A.淀粉溶液遇碘水變藍色
B.淀粉屬于多糖,滿足通式Cx(H2O)y
C.淀粉能與銀氨溶液反應生成銀鏡
D.淀粉的最終水解產(chǎn)物可表示為
CH2OH(CHOH)4CHO
答案　C
解析　淀粉溶液遇碘水中碘單質變藍色,常用碘單質來檢驗淀粉,A正確;淀粉能水解生成葡萄糖,屬于多糖,滿足通式Cx(H2O)y,B正確;淀粉不能與銀氨溶液反應生成銀鏡,其水解生成的還原糖能與銀氨溶液反應生成銀鏡,C錯誤;淀粉的最終水解產(chǎn)物葡萄糖,可表示為CH2OH(CHOH)4CHO,D正確。
12.某同學稱取9.00 g淀粉溶于水,測定淀粉的水解百分率。其程序如下:
淀粉溶液混合物
試回答下列問題:
(1)各步加入的試劑為A　　　　,B　　　　,C　　　　。
(2)加入A溶液而不加入B溶液是否可以　　　　,其理由是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(3)寫出淀粉水解的方程式　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(4)當析出1.44 g磚紅色沉淀時,淀粉水解率是　　　　[已知葡萄糖與Cu(OH)2反應的化學方程式為CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O]。
答案　(1)H2SO4　NaOH　Cu(OH)2懸濁液　(2)不可以　葡萄糖與氫氧化銅的反應必須在堿性條件下才能進行　(3)(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6　(4)18%
解析　(1)淀粉在稀硫酸作用下水解生成葡萄糖,加NaOH溶液中和稀硫酸,使混合液呈堿性;向混合液中加入新制氫氧化銅懸濁液,加熱至沸騰生成紅色沉淀,證明淀粉已水解,水解后的溶液加碘水變藍,則說明水解不完全;(2)葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液反應應該在堿性環(huán)境下進行,加NaOH溶液的作用是中和稀硫酸,使混合液呈堿性,若不加氫氧化鈉溶液,此時的酸性環(huán)境破壞了新制Cu(OH)2懸濁液,所以不可以不加入B溶液;(3)淀粉水解的方程式為(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖);(4)一元醛與新制氫氧化銅反應的方程式為
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+3H2O+Cu2O↓,設水解的淀粉的質量為x。
x= =1.62 g,淀粉的水解率=×100%= ×100%=18%。
B級　素養(yǎng)培優(yōu)練
13.β-1,3-葡聚糖具有明顯的抗腫瘤功效,受到廣泛的關注。β-1,3-葡聚糖的結構簡式如圖所示,下列說法不正確的是 (　　)
A.分子式為(C6H10O5)n
B.與葡萄糖互為同系物
C.可以發(fā)生氧化反應
D.β-1,3-葡聚糖能發(fā)生酯化反應
答案　B
解析　根據(jù)結構簡式可分析出β-1,3-葡聚糖的分子式可表示為(C6H10O5)n,A正確;該有機物與葡萄糖的結構不相似,分子組成上相差的不是CH2原子團,二者不互為同系物,B錯誤;該有機物可以發(fā)生氧化反應,如燃燒、醇的氧化等反應,C正確;β-1,3-葡聚糖中含有醇羥基,能與羧酸發(fā)生酯化反應,D正確。
14.以淀粉為基本原料可制備許多物質。例如:
下列有關說法中不正確的是 (　　)
A.反應③的條件是濃硫酸、170 ℃,反應④是加聚反應,反應⑤是氧化反應
B.淀粉是糖類物質,反應①是水解反應
C.乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳雙鍵,均可使溴的四氯化碳溶液褪色
D.在加熱條件下,可用新制氫氧化銅將葡萄糖、乙醇區(qū)別開
答案　C
解析　③為乙醇發(fā)生消去反應生成乙烯,條件是濃硫酸、170 ℃,④為乙烯發(fā)生加聚反應生成聚乙烯,⑤為乙醇氧化生成乙醛,A正確;淀粉是糖類物質, B正確;聚乙烯分子中不含有碳碳雙鍵,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,C錯誤;在加熱條件下,葡萄糖可與新制氫氧化銅反應生成磚紅色沉淀,乙醇與新制氫氧化銅不反應,可以區(qū)分,D正確。
15.淀粉水解的最終產(chǎn)物A可發(fā)生如下反應,下列說法不正確的是 (　　)
A.A的分子式為C6H12O6
B.C分子中含有羥基和羧基兩種官能團
C.氧化劑1、2均可用[Ag(NH3)2]OH
D.化合物E可形成分子內(nèi)氫鍵
答案　C
解析　淀粉水解的最終產(chǎn)物A為葡萄糖,其結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO,據(jù)題中信息可知,在發(fā)生氧化反應時,分子中的醛基(—CHO)最易被氧化為羧基(—COOH),分子式由C6H12O6變?yōu)镃6H12O7 ,即B物質為HOCH2(CHOH)4COOH ,B分子內(nèi)的羥基與羧基在一定條件下可以發(fā)生酯化反應,生成環(huán)狀酯類物質D;葡萄糖分子中的醛基經(jīng)加氫還原生成己六醇,分子式變?yōu)镃6H14O6;葡萄糖末端的—CH2OH 比中間的結構較易氧化,所以—CH2OH 先去氫生成醛基,再氧化為羧基,生成分子式為C6H10O8的物質。A為葡萄糖,分子式為C6H12O6,A正確;葡萄糖末端的—CH2OH 比中間的結構較易氧化,所以—CH2OH 先去氫生成醛基,再氧化為羧基,生成分子式為C6H10O8的C,C中含有羥基和羧基,B正確;[Ag(NH3)2]OH只能將醛基氧化為羧基,由分析可知,氧化劑2不能用[Ag(NH3)2]OH,C錯誤;化合物E為己六醇,其中的羥基都是相鄰的,可形成分子內(nèi)氫鍵,D正確。
16.(2024·福建南安高二期末)酶在生物活動中起著至關重要的作用,某實驗小組為了證明酶的催化作用具有專一性,現(xiàn)設計實驗如下:
①在試管A、B中分別加入2 mL 1%的淀粉溶液,試管C、D中分別加入2 mL 2%的蔗糖溶液。
②在試管A、C中再分別加入2 mL稀釋唾液,試管B、D中再分別加入2 mL蒸餾水。
③將A、B、C、D四支試管放在37 ℃溫水中保溫10~15 min。
④然后在四支試管中分別加入新制的Cu(OH)2,加熱煮沸。
試回答下列問題。
(1)寫出淀粉在唾液作用下發(fā)生反應生成二糖的化學方程式:　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(2)如何證明淀粉已經(jīng)完全水解 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(3)第④步實驗后,A、B、C、D四支試管中能生成磚紅色沉淀的是　　　　　,此實驗能證明酶的催化作用具有專一性的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)2(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O
nC12H22O11(麥芽糖)
(2)加入碘水,若溶液不變顏色,則淀粉完全水解
(3)A　A中出現(xiàn)磚紅色沉淀而C中不出現(xiàn)磚紅色沉淀
解析　(1)淀粉在唾液作用下發(fā)生反應生成二糖麥芽糖,反應為2(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC12H22O11(麥芽糖);(2)證明淀粉完全水解,可加入碘水,若溶液不變顏色,則淀粉完全水解;(3)第④步實驗后,因為B、D試管中無唾液酶,C中蔗糖溶液未水解,所以,A、B、C、D四支試管中能生成磚紅色沉淀的是A,此實驗能證明酶的催化作用具有專一性的現(xiàn)象:A中出現(xiàn)磚紅色沉淀而C中不出現(xiàn)磚紅色沉淀。基礎課時17　糖類
學習目標　1.認識糖類的組成和性質特點。2.了解淀粉和纖維素及其與葡萄糖的關系,了解葡萄糖的結構特點、能探究葡萄糖的化學性質,能描述淀粉、纖維素的典型性質。3.知道糖類在食品加工和生物質能源開發(fā)上的應用。
一、糖的存在、作用、組成及分類　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.糖的存在和作用
(1)糖類是一類重要的有機化合物,在自然界中分布廣泛。如糧食中的　　　　　　,植物莖葉中的　　　　　　、人體血液中的　　　　　　等均屬于糖類。
(2)糖類在生命活動中起著重要作用,是生物體所需能量的主要來源,也是重要的能量儲存物質,如植物體內(nèi)的　　　　　　和動物體內(nèi)的　　　　　　。糖類還是生物體的結構成分,如植物細胞壁的主要成分　　　　　　。
2.糖的組成和分類
糖的 概念 糖類是　　　　　　、　　　　　　和它們的脫水縮合物
糖的 組成 糖類由碳、氫、氧三種元素組成,一般可用通式　　　　　　表示,也被稱為碳水化合物
糖 的 分 類 單糖 不能水解的糖,如葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)、核糖(C5H10O5)和脫氧核糖等
寡糖 (低聚 糖) 1 mol糖水解后能產(chǎn)生2~10 mol單糖的糖,如蔗糖(C12H22O11)、麥芽糖(C12H22O11)和乳糖(C12H22O11)
多糖 1 mol糖水解后能產(chǎn)生10 mol以上單糖的糖,淀粉(C6H10O5)n、纖維素(C6H10O5)n和糖原等
(二)問題探究
問題1　糖都符合通式Cm(H2O)n嗎 符合通式Cm(H2O)n的物質都屬于糖嗎
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　糖都有甜味嗎 有甜味的物質都是糖嗎
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】　糖類判斷的誤區(qū)
(1)大多數(shù)糖類的組成可以用通式Cm(H2O)n表示;少數(shù)糖類不符合通式,不能根據(jù)是否符合通式來判斷是否屬于糖類,也不能根據(jù)是否有甜味來判斷,要根據(jù)其結構特點來判斷,只有多羥基醛或多羥基酮以及能水解生成它們的物質才屬于糖類。
(2)葡萄糖和果糖屬于單糖不是因為它們分子中碳原子數(shù)最少,而是因為不能水解。
1.根據(jù)糖類的定義,下列物質中屬于糖類的是(　　)
A.CH2OH(CHOH)2CHO
B.CH3CH(OH)CH2CHO
C.
D.
2.下列關于糖類的敘述正確的是(　　)
①含有碳、氫、氧三種元素的有機化合物屬于糖類　②糖類是碳和水的化合物,又稱碳水化合物
③凡是能溶于水且具有甜味的物質都屬于糖類
④糖類是多羥基醛或多羥基酮及能水解生成它們的物質　⑤符合Cm(H2O)n的有機物都是糖類
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
二、單糖　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.葡萄糖
(1)存在、物理性質及結構
存在 自然界分布最廣,如水果、蜂蜜、植物(種子、葉、根、花)和動物(血液、淋巴液)
物理 性質 　　　色晶體,　　　溶于水,熔點　　　　,有甜味(甜度不如蔗糖)
結構 葡萄糖分子式為　　　　　,分子中含有醛基,屬于　　　　糖。分子中含有　　　個羥基,其結構簡式為　　　　　　　　　　,屬于多羥基醛
(2)化學性質
①被弱氧化劑(銀氨溶液、新制氫氧化銅)氧化
實驗
實驗 現(xiàn)象 試管壁上有　　　　　　　 　　　　　　　　生成 試管中出現(xiàn)　　　　　　　 　　　　　　　
實驗 結論 對銀氨溶液、新制氫氧化銅等弱氧化劑表現(xiàn)出　　　　　　,屬于還原糖
化學 方程 式 (1)銀鏡反應:CH2OH(CHOH)4CHO+ 2[Ag(NH3)2]OH 　　　　　　　 　　　　　　　　; (2)與新制氫氧化銅反應: CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH　　　　　　　 　　　　　　　
②生物體內(nèi)的催化氧化
葡萄糖是一種重要的營養(yǎng)物質,發(fā)生氧化反應放出熱量,提供維持生命活動所需要的能量。反應方程式為C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)。
(3)應用
①葡萄糖在食品和醫(yī)藥工業(yè)中有廣泛應用。
②葡萄糖易于被人體吸收,經(jīng)酶的催化發(fā)生　　　　　　反應,放出熱量,提供了維持生命活動所需要的能量。如低血糖患者可利用靜脈注射葡萄糖溶液的方式來迅速補充營養(yǎng)。
2.果糖
存在 與性質 水果和蜂蜜中含量較高,比蔗糖甜度高,純凈的果糖為易溶于水的無色晶體,吸濕性強。
結構 與類別 分子式為C6H12O6,與葡萄糖互為　　　　　　,是一種多羥基酮,屬于酮糖。
3.核糖與脫氧核糖
作用 它們是生物體的遺傳物質　　　　　　　　和脫氧核糖核酸(DNA)的重要組成部分。
結構 它們都是含有5個碳原子的單糖。核糖分子式　　　　　　,結構簡式為CH2OHCH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO;脫氧核糖分子式C5H10O4,結構簡式為　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(二)問題探究
問題1　已知葡萄糖分子中含有羥基和醛基兩種官能團。結合所學官能團的性質,思考下列問題:
(1)葡萄糖都有哪些化學性質 可以發(fā)生那些化學反應(列舉反應類型)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)怎樣檢驗糖尿病人的尿液中含有葡萄糖
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　葡萄糖能否使酸性KMnO4溶液、溴水褪色
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　葡萄糖可以發(fā)生酯化反應,1 mol葡萄糖發(fā)生酯化反應時,若完全酯化,最多消耗醋酸的物質的量為多少
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題4　結合葡萄糖的結構分析葡萄糖能否在銅或銀的催化作用下發(fā)生氧化反應
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】　葡萄糖的性質
反應類型 試劑或條件 表現(xiàn)性質的官能團
加成反應 H2/Ni 醛基
氧化反應 銀氨溶液
新制Cu(OH)2懸濁液
使溴水、酸性高錳 酸鉀溶液褪色
生理氧化 ——
酯化反應 與乙酸等 羥基
3.核糖與脫氧核糖分別是生物體遺傳物質核糖核酸與脫氧核糖核酸的重要組成部分,其結構簡式如下圖所示。
下列關于核糖與脫氧核糖的說法正確的是(　　)
A.核糖與脫氧核糖均為非還原糖
B.核糖與脫氧核糖互為同分異構體
C.核糖與脫氧核糖、葡萄糖互為同系物
D.核糖與脫氧核糖均可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色
4.回答下列問題:
(1)葡萄糖的結構簡式為CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其對應的性質中不正確的是　　　　(填選項)。
A.與鈉反應放出氫氣
B.可與乙酸發(fā)生取代反應
C.能發(fā)生銀鏡反應
D.可使小蘇打溶液冒出氣泡
(2)分別取1 mol葡萄糖進行下列實驗:
①銀鏡反應時,生成Ag的物質的量為　　　　 mol,反應后葡萄糖變?yōu)椤　　　?填名稱),其結構簡式是　　　　　　　　。
②與乙酸反應生成酯,理論上完全酯化需要　　　　 g 乙酸。
③若使之完全轉化為CO2和H2O(即相當于燃燒),所需氧氣的體積在標況下為　　　　 L,反應的化學方程式是　　　　　　　　
　　　　　　　　。
【題后歸納】　確定葡萄糖分子結構的化學方法
步驟 實驗事實 結論
① 1.8 g葡萄糖完全燃燒只得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 實驗式為CH2O
② 葡萄糖的相對分子質量為180 分子式為C6H12O6
③ 一定條件,1 mol葡萄糖與1 mol氫氣加成生成己六醇 葡萄糖分子中含有一個雙鍵且分子為直鏈化合物
④ 能發(fā)生銀鏡反應 分子中含有—CHO
⑤ 一定條件下,1.8 g葡萄糖完全酯化,參加反應的乙酸的物質的量為0.05 mol 葡萄糖分子中有5個—OH,且分別在5個碳原子上
⑥ 葡萄糖的結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO
三、二糖和多糖　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.二糖——蔗糖和麥芽糖
(1)物理性質與存在
種類 蔗糖 麥芽糖
物理 性質 　　　　色晶體,　　　　溶于水 　　色晶體,　　　溶于水
存在 在　　　和　　　中含量最豐富 主要存在于發(fā)芽的谷粒和　　　中
(2)組成、結構和用途
項目 蔗糖 麥芽糖
相似點 (1)組成相同,分子式均為　　　　　　,互為　　　　　　 (2)都屬于二糖,1 mol二糖水解后生成2 mol單糖 (3)水解產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應,都能還原新制Cu(OH)2 (4)都具有甜味(蔗糖更甜)
不同點 不含醛基(非還原糖) 含有醛基(還原糖)
不能發(fā)生銀鏡反應,也不能還原新制Cu(OH)2 能發(fā)生銀鏡反應,能還原新制Cu(OH)2
水解產(chǎn)物為　　　　　　　 水解產(chǎn)物為　　　　　
用途 甜味食品 制飴糖,甜味食品
(3)水解反應
蔗糖、麥芽糖都能發(fā)生水解反應,化學方程式為
+H2O　　　　　　　
+H2O　　　　　　　
2.多糖——淀粉和纖維素
(1)結構特點及物理性質
結構 特點 淀粉和纖維素均屬于天然有機高分子,分子式為　　　　　　,其中的葡萄糖單元中一般有三個羥基,也可表示為　　　　　　。因為n值不同,故二者　　　　同分異構體
物理 性質 淀粉:　　　　　物質,　　　甜味,　　　　溶于冷水,熱水中部分溶解,形成膠狀的淀粉糊
纖維素:　　　　　物質,　　　甜味,　　　溶于水,也　　　　一般的有機溶劑
(2)化學性質
項目 淀粉 纖維素
遇碘(I2) 變藍 -
銀氨溶液或新制的氫氧化銅懸濁液 　　　　被氧化,屬于非還原糖 　　　被氧化,屬于非還原糖
酯化反應
水解反應
水解方程式 (C6H10O5)n+nH2O (C6H10O5)n+nH2O
(3)用途
淀粉 重要營養(yǎng)物質、食品工業(yè)原料(如制備　　　　　　、釀制　　　　　、　　　　　)。淀粉經(jīng)酯化后用于生產(chǎn)　　　　　　、表面活性劑和可降解塑料
纖維素 用于　　　　　　工業(yè)、造紙業(yè)等,還用于制造　　　　　、　　　　　和　　　　等。黏膠纖維中的長纖維一般稱為　　　　　　,短纖維稱為　　　　　　
(二)互動探究
蔗糖、麥芽糖、淀粉的性質實驗
實驗 Ⅰ:蔗糖、麥芽糖的性質實驗
實驗步操作 實驗現(xiàn)象
試管內(nèi)無明顯現(xiàn)象
試管內(nèi)產(chǎn)生磚紅色沉淀
① ②把蔗糖溶液換為麥芽糖溶液,重復實驗操作 加入銀氨溶液的試管中都產(chǎn)生銀鏡;加入新制的Cu(OH)2的試管中都出現(xiàn)磚紅色沉淀
【問題討論】
問題1　由上述實驗現(xiàn)象,可以得出哪些結論 如何利用實驗方法區(qū)分麥芽糖和蔗糖
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　在檢驗蔗糖和麥芽糖的水解產(chǎn)物時,為何不能向水解液中直接加入新制的氫氧化銅
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
實驗 Ⅱ:蔗糖的水解
為檢驗淀粉水解的情況,進行如圖所示的實驗,試管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加熱5~6 min,試管乙不加熱。待試管甲中的溶液冷卻后再進行后續(xù)實驗。
實驗1:取少量甲中溶液,加入新制氫氧化銅,加熱,沒有磚紅色沉淀出現(xiàn)。
實驗2:取少量乙中溶液,滴加幾滴碘水,溶液變?yōu)樗{色,但取少量甲中溶液做此實驗時,溶液不變藍色。
實驗3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液調(diào)節(jié)至堿性,再滴加碘水,溶液顏色無明顯變化。
【問題討論】
問題3　設計甲和乙的實驗目的是什么 設計甲和丙的目的是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題4　實驗1失敗的原因是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題5　實驗3中溶液的顏色無明顯變化的原因是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
1.糖類還原性的檢驗
糖類的還原性是指糖類能發(fā)生銀鏡反應或與新制的Cu(OH)2懸濁液反應,若糖不能發(fā)生銀鏡反應或不與新制的Cu(OH)2懸濁液反應,則該糖不具有還原性,為非還原糖。
2.淀粉水解程度的檢驗
(1)實驗步驟
(2)實驗現(xiàn)象及結論
現(xiàn)象A 現(xiàn)象B 結論
① 未出現(xiàn)銀鏡 溶液變藍色 淀粉尚未水解
② 出現(xiàn)銀鏡 溶液變藍色 淀粉部分水解
③ 出現(xiàn)銀鏡 溶液不變藍色 淀粉完全水解
3.檢驗糖類還原性實驗成功的關鍵
①蔗糖或麥芽糖水解實驗一般需要用水浴加熱;
②檢驗水解產(chǎn)物為葡萄糖時,一定要先加NaOH溶液中和作催化劑的稀硫酸,至溶液呈堿性后再加銀氨溶液或新制的Cu(OH)2,否則實驗會失敗。
5.果糖是易溶于水的黏稠液體,純凈果糖是白色晶體,果糖比蔗糖甜,存在于水果和蜂蜜中,果糖中含,具有還原性,在堿性條件下發(fā)生異構化,即
下列說法正確的是(　　)
A.可用銀鏡反應來鑒別葡萄糖和果糖
B.結構簡式為CH2OH(CHOH)3CHO的有機物與葡萄糖互為同系物
C.蔗糖水解后可得到果糖
D.麥芽糖水解后可得到果糖
6.纖維素在纖維素酶的催化下可生成葡萄糖(單糖)、二糖(兩分子葡萄糖脫除1分子水)等。下列說法正確的是(　　)
A.纖維素與淀粉互為同分異構體
B.纖維素的最終水解產(chǎn)物與蔗糖相同
C.在纖維素酶的催化下,溫度越高,纖維素水解越徹底
D.纖維素與其他糖類化合物完全燃燒產(chǎn)物相同
7.(2024·遼寧沈陽高二期末聯(lián)考)同學們對淀粉的水解實驗很感興趣,于是分組進行了淀粉水解實驗,為檢驗水解產(chǎn)物,設計了如圖所示實驗方案:
淀粉液水解液混合液磚紅色沉淀
請回答下列問題:
(1)試劑1為稀硫酸,其作用是　　　　　　　　。
(2)請寫出反應③的化學方程式:　　　　　　　 　　　　　　　　。
(3)如果小何在做實驗的時候忘記加試劑2了,他　　　　　(填“能”或“不能”)看到磚紅色沉淀,原因是　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(4)若小何按照實驗方案進行操作觀察到了磚紅色沉淀,若他想要進一步檢驗淀粉是否完全水解,可取步驟①的少量水解液于試管中,加入碘水,證明淀粉完全水解的現(xiàn)象是　　　　　。若取步驟②后的少量混合液于試管中,加入碘水,則　　　　　(填“可以”或“不可以”)判斷淀粉的水解程度,原因是　　　　　　　　 　　　　　　　　。
:課后完成　第四章　基礎課時17(共77張PPT)
第一節(jié)　糖類
第四章　生物大分子
基礎課時 　糖類
17
1.認識糖類的組成和性質特點。2.了解淀粉和纖維素及其與葡萄糖的關系,了解葡萄糖的結構特點、能探究葡萄糖的化學性質,能描述淀粉、纖維素的典型性質。3.知道糖類在食品加工和生物質能源開發(fā)上的應用。
學習目標
一、糖的存在、作用、組成及分類
二、單糖
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
三、二糖和多糖
一、糖的存在、作用、組成及分類
對點訓練
(一)知識梳理
1.糖的存在和作用
(1)糖類是一類重要的有機化合物,在自然界中分布廣泛。如糧食中的____________,植物莖葉中的____________、人體血液中的____________等均屬于糖類。
(2)糖類在生命活動中起著重要作用,是生物體所需能量的主要來源,也是重要的能量儲存物質,如植物體內(nèi)的____________和動物體內(nèi)的____________。糖類還是生物體的結構成分,如植物細胞壁的主要成分____________。
淀粉
纖維素
葡萄糖
淀粉
糖原
纖維素
2.糖的組成和分類
糖的概念 糖類是____________、____________和它們的脫水縮合物
糖的 組成 糖類由碳、氫、氧三種元素組成,一般可用通式____________表示,也被稱為碳水化合物
糖的 分類 單糖 不能水解的糖,如葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)、核糖(C5H10O5)和脫氧核糖等
寡糖(低聚糖) 1 mol糖水解后能產(chǎn)生2~10 mol單糖的糖,如蔗糖(C12H22O11)、麥芽糖(C12H22O11)和乳糖(C12H22O11)
多糖 1 mol糖水解后能產(chǎn)生10 mol以上單糖的糖,淀粉(C6H10O5)n、纖維素(C6H10O5)n和糖原等
多羥基醛
多羥基酮
Cn(H2O)m
(二)問題探究
問題1　糖都符合通式Cm(H2O)n嗎 符合通式Cm(H2O)n的物質都屬于糖嗎
提示　不一定,如脫氧核糖(C5H10O4)屬于糖,但不符合通式Cm(H2O)n,乙酸(C2H4O2)符合通式Cm(H2O)n,但其屬于羧酸,不屬于糖。
問題2　糖都有甜味嗎 有甜味的物質都是糖嗎
【探究歸納】　糖類判斷的誤區(qū)
(1)大多數(shù)糖類的組成可以用通式Cm(H2O)n表示;少數(shù)糖類不符合通式,不能根據(jù)是否符合通式來判斷是否屬于糖類,也不能根據(jù)是否有甜味來判斷,要根據(jù)其結構特點來判斷,只有多羥基醛或多羥基酮以及能水解生成它們的物質才屬于糖類。
(2)葡萄糖和果糖屬于單糖不是因為它們分子中碳原子數(shù)最少,而是因為不能水解。
1.根據(jù)糖類的定義,下列物質中屬于糖類的是(　　)
A
2.下列關于糖類的敘述正確的是(　　)
①含有碳、氫、氧三種元素的有機化合物屬于糖類　②糖類是碳和水的化合物,又稱碳水化合物
③凡是能溶于水且具有甜味的物質都屬于糖類
④糖類是多羥基醛或多羥基酮及能水解生成它們的物質　⑤符合Cm(H2O)n的有機物都是糖類
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
C
解析　①糖類含有碳、氫、氧三種元素,但含有碳、氫、氧三種元素的化合物的種類很多,如醇、醛、羧酸等,所以不能用“含有碳、氫、氧”來定義糖類,①錯誤;②大多數(shù)糖類化合物可用通式Cm(H2O)n表示,但是糖類不是碳和水的化合物,②錯誤;③有甜味的物質不一定是糖類,糖類也不一定有甜味,③錯誤;④糖類是多羥基醛或多羥基酮及能水解生成它們的物質, ④正確;⑤大多數(shù)糖類化合物可用通式Cm(H2O)n表示,有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n,符合Cm(H2O)n通式的物質不一定都是糖類化合物,⑤錯誤;綜上所述,正確的有④。
二、單糖
對點訓練
(一)知識梳理
1.葡萄糖
(1)存在、物理性質及結構
存在 自然界分布最廣,如水果、蜂蜜、植物(種子、葉、根、花)和動物(血液、淋巴液)
物理性質 ______色晶體,______溶于水,熔點________,有甜味(甜度不如蔗糖)
結構 葡萄糖分子式為__________,分子中含有醛基,屬于________糖。分子中含有______個羥基,其結構簡式為____________________,屬于多羥基醛
無
易
低
C6H12O6
醛
5
CH2OH(CHOH)4CHO
(2)化學性質
①被弱氧化劑(銀氨溶液、新制氫氧化銅)氧化
銀鏡
磚紅色沉淀
還原性
CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
氧化
2.果糖
存在 與性質 水果和蜂蜜中含量較高,比蔗糖甜度高,純凈的果糖為易溶于水的無色晶體,吸濕性強。
結構 與類別 分子式為C6H12O6,與葡萄糖互為____________,是一種多羥基酮,屬于酮糖。
同分異構體
3.核糖與脫氧核糖
作用 它們是生物體的遺傳物質________________和脫氧核糖核酸(DNA)的重要組成部分。
結構 它們都是含有5個碳原子的單糖。核糖分子式____________,結構簡式為CH2OHCH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO;脫氧核糖分子式C5H10O4,結構簡式為_________________________________。
核糖核酸(RNA)
C5H10O5
CH2OHCH(OH)CH(OH)CH2CHO
(二)問題探究
問題1　已知葡萄糖分子中含有羥基和醛基兩種官能團。結合所學官能團的性質,思考下列問題:
(1)葡萄糖都有哪些化學性質 可以發(fā)生那些化學反應(列舉反應類型)
提示　可推測葡萄糖能發(fā)生取代反應、加成反應、氧化反應、還原反應、消去反應等反應類型。
(2)怎樣檢驗糖尿病人的尿液中含有葡萄糖
提示　將病人的尿液與新制Cu(OH)2懸濁液混合后共熱,觀察是否有磚紅色沉淀產(chǎn)生。
問題2　葡萄糖能否使酸性KMnO4溶液、溴水褪色
提示　能。葡萄糖能被酸性KMnO4溶液、溴水氧化。
問題3　葡萄糖可以發(fā)生酯化反應,1 mol葡萄糖發(fā)生酯化反應時,若完全酯化,最多消耗醋酸的物質的量為多少
提示　由于每個葡萄糖分子含有5個羥基,所以1 mol 葡萄糖完全酯化時,最多可消耗5 mol醋酸。
問題4　結合葡萄糖的結構分析葡萄糖能否在銅或銀的催化作用下發(fā)生氧化反應
提示　能。葡萄糖分子中含有羥基,且與羥基相連的碳原子上都有氫原子,能在銅或銀的催化作用下發(fā)生氧化反應。
【探究歸納】　葡萄糖的性質
反應類型 試劑或條件 表現(xiàn)性質的官能團
加成反應 H2/Ni 醛基
氧化反應 銀氨溶液
新制Cu(OH)2懸濁液
使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色
生理氧化 ——
酯化反應 與乙酸等 羥基
3.核糖與脫氧核糖分別是生物體遺傳物質核糖核酸與脫氧核糖核酸的重要組成部分,其結構簡式如下圖所示。
下列關于核糖與脫氧核糖的說法正確的是(　　)
A.核糖與脫氧核糖均為非還原糖
B.核糖與脫氧核糖互為同分異構體
C.核糖與脫氧核糖、葡萄糖互為同系物
D.核糖與脫氧核糖均可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色
D
解析　核糖與脫氧核糖分子中都含有醛基,具有強的還原性,因此二者都屬于還原糖,A錯誤;核糖的分子式為C5H10O5,脫氧核糖的分子式是C5H10O4,二者分子式不同,因此不能互為同分異構體,B錯誤;同系物是結構相似,在分子組成上相差1個或若干個CH2原子團的化合物,核糖的分子式為C5H10O5,脫氧核糖的分子式是C5H10O4,葡萄糖分子式是C6H12O5,可見它們在分子組成上不是相差CH2的整數(shù)倍,因此核糖與脫氧核糖、葡萄糖不互為同系物,C錯誤;核糖與脫氧核糖分子中的羥基與醛基均會被酸性高錳酸鉀溶液氧化,故二者均可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色,D正確。
4.回答下列問題:
(1)葡萄糖的結構簡式為CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其對應的性質中不正確的是　　　　(填選項)。
A.與鈉反應放出氫氣
B.可與乙酸發(fā)生取代反應
C.能發(fā)生銀鏡反應
D.可使小蘇打溶液冒出氣泡
D
解析　(1)葡萄糖含有羥基,能與鈉反應放出氫氣;與乙酸發(fā)生酯化反應;含有醛基,能發(fā)生銀鏡反應;無羧基,不與NaHCO3反應, D項錯誤。
(2)分別取1 mol葡萄糖進行下列實驗:
①銀鏡反應時,生成Ag的物質的量為　　 mol,反應后葡萄糖變?yōu)開______________ (填名稱),其結構簡式是　　　　　　　　　　　　。
②與乙酸反應生成酯,理論上完全酯化需要　　　　 g 乙酸。
③若使之完全轉化為CO2和H2O(即相當于燃燒),所需氧氣的體積在標況下為____L,反應的化學方程式是　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。
2
葡萄糖酸銨
CH2OH(CHOH)4COONH4
300
134.4
【題后歸納】　確定葡萄糖分子結構的化學方法
步驟 實驗事實 結論
① 1.8 g葡萄糖完全燃燒只得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 實驗式為CH2O
② 葡萄糖的相對分子質量為180 分子式為C6H12O6
③ 一定條件,1 mol葡萄糖與1 mol氫氣加成生成己六醇 葡萄糖分子中含有一個雙鍵且分子為直鏈化合物
④ 能發(fā)生銀鏡反應 分子中含有—CHO
⑤ 一定條件下,1.8 g葡萄糖完全酯化,參加反應的乙酸的物質的量為0.05 mol 葡萄糖分子中有5個—OH,且分別在5個碳原子上
⑥ 葡萄糖的結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO
三、二糖和多糖
對點訓練
1.二糖——蔗糖和麥芽糖
(1)物理性質與存在
種類 蔗糖 麥芽糖
物理 性質 ________色晶體,________溶于水 ____色晶體,______溶于水
存在 在______和______中含量最豐富 主要存在于發(fā)芽的谷粒和______中
無
易
無
易
甘蔗
甜菜
麥芽
(2)組成、結構和用途
項目 蔗糖 麥芽糖
相似點 (1)組成相同,分子式均為____________,互為_____________ (2)都屬于二糖,1 mol二糖水解后生成2 mol單糖 (3)水解產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應,都能還原新制Cu(OH)2 (4)都具有甜味(蔗糖更甜)
不同點 不含醛基(非還原糖) 含有醛基(還原糖)
不能發(fā)生銀鏡反應,也不能還原新制Cu(OH)2 能發(fā)生銀鏡反應,能還原新制Cu(OH)2
水解產(chǎn)物為_______________ 水解產(chǎn)物為___________
用途 甜味食品 制飴糖,甜味食品
C12H22O11
同分異構體
葡萄糖和果糖
葡萄糖
+
2.多糖——淀粉和纖維素
(1)結構特點及物理性質
結構 特點 淀粉和纖維素均屬于天然有機高分子,分子式為____________,其中的葡萄糖單元中一般有三個羥基,也可表示為______________。因為n值不同,故二者________同分異構體
物理 性質 淀粉:__________物質,______甜味,________溶于冷水,熱水中部分溶解,形成膠狀的淀粉糊
纖維素:__________物質,______甜味,______溶于水,也________一般的有機溶劑
(2)化學性質
(3)用途
淀粉 重要營養(yǎng)物質、食品工業(yè)原料(如制備____________、釀制__________、__________)。淀粉經(jīng)酯化后用于生產(chǎn)____________、表面活性劑和可降解塑料
纖維素 用于____________工業(yè)、造紙業(yè)等,還用于制造______________、______________和___________等。黏膠纖維中的長纖維一般稱為____________,短纖維稱為_____________
(二)互動探究
蔗糖、麥芽糖、淀粉的性質實驗
實驗 Ⅰ:蔗糖、麥芽糖的性質實驗
【問題討論】
問題1　由上述實驗現(xiàn)象,可以得出哪些結論 如何利用實驗方法區(qū)分麥芽糖和蔗糖
提示　由實驗現(xiàn)象可知,蔗糖是非還原糖,麥芽糖是還原糖。二者水解均產(chǎn)生葡萄糖。可以利用與銀氨溶液或新制的氫氧化銅反應區(qū)分二者。
問題2　在檢驗蔗糖和麥芽糖的水解產(chǎn)物時,為何不能向水解液中直接加入新制的氫氧化銅
提示　用新制的氫氧化銅檢驗蔗糖、麥芽糖的水解產(chǎn)物時需要堿性環(huán)境,應先加入氫氧化鈉中和作催化劑的稀硫酸并使溶液呈堿性。
實驗 Ⅱ:蔗糖的水解
為檢驗淀粉水解的情況,進行如圖所示的實驗,試管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加熱5~6 min,試管乙不加熱。待試管甲中的溶液冷卻后再進行后續(xù)實驗。
實驗1:取少量甲中溶液,加入新制氫氧化銅,加熱,沒
有磚紅色沉淀出現(xiàn)。
實驗2:取少量乙中溶液,滴加幾滴碘水,溶液變?yōu)樗{
色,但取少量甲中溶液做此實驗時,溶液不變藍色。
實驗3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液調(diào)節(jié)至堿性,再滴加碘水,溶液顏色無明顯變化。
【問題討論】
問題3　設計甲和乙的實驗目的是什么 設計甲和丙的目的是什么
提示　甲與乙的反應物均相同,但甲加熱,乙未加熱,所以甲、乙實驗是探究溫度對淀粉水解的影響;甲中有稀硫酸,而丙中無稀硫酸,其他條件相同,所以甲、丙實驗是探究催化劑對淀粉水解的影響。
問題4　實驗1失敗的原因是什么
提示　沒有加入堿中和作為催化劑的稀硫酸。
問題5　實驗3中溶液的顏色無明顯變化的原因是什么
提示　氫氧化鈉與碘反應。
【探究歸納】
1.糖類還原性的檢驗
糖類的還原性是指糖類能發(fā)生銀鏡反應或與新制的Cu(OH)2懸濁液反應,若糖不能發(fā)生銀鏡反應或不與新制的Cu(OH)2懸濁液反應,則該糖不具有還原性,為非還原糖。
2.淀粉水解程度的檢驗
(1)實驗步驟
(2)實驗現(xiàn)象及結論
現(xiàn)象A 現(xiàn)象B 結論
① 未出現(xiàn)銀鏡 溶液變藍色 淀粉尚未水解
② 出現(xiàn)銀鏡 溶液變藍色 淀粉部分水解
③ 出現(xiàn)銀鏡 溶液不變藍色 淀粉完全水解
3.檢驗糖類還原性實驗成功的關鍵
①蔗糖或麥芽糖水解實驗一般需要用水浴加熱;
②檢驗水解產(chǎn)物為葡萄糖時,一定要先加NaOH溶液中和作催化劑的稀硫酸,至溶液呈堿性后再加銀氨溶液或新制的Cu(OH)2,否則實驗會失敗。
A.可用銀鏡反應來鑒別葡萄糖和果糖
B.結構簡式為CH2OH(CHOH)3CHO的有機物與葡萄糖互為同系物
C.蔗糖水解后可得到果糖
D.麥芽糖水解后可得到果糖
C
解析　由于果糖在堿性條件下可以發(fā)生異構化反應,產(chǎn)生醛基,故葡萄糖和果糖都能發(fā)生銀鏡反應,不能用銀鏡反應來鑒別葡萄糖和果糖,A錯誤;由于CH2OH(CHOH)3CHO與葡萄糖相差一個“CH2O”,不符合同系物定義,B錯誤;蔗糖水解后,得到1分子葡萄糖和1分子果糖,C正確;麥芽糖水解只得到葡萄糖,D錯誤。
6.纖維素在纖維素酶的催化下可生成葡萄糖(單糖)、二糖(兩分子葡萄糖脫除1分子水)等。下列說法正確的是(　　)
A.纖維素與淀粉互為同分異構體
B.纖維素的最終水解產(chǎn)物與蔗糖相同
C.在纖維素酶的催化下,溫度越高,纖維素水解越徹底
D.纖維素與其他糖類化合物完全燃燒產(chǎn)物相同
D
解析　纖維素與淀粉的分子組成雖然均為(C6H10O5)n,由于n值不同,實質上二者的分子式不同,故不互為同分異構體,A錯誤;纖維素的最終水解產(chǎn)物為葡萄糖,蔗糖水解產(chǎn)物為葡萄糖和果糖,B錯誤;纖維素酶在高溫下會失去活性,C錯誤;糖類化合物分子組成中只含有C、H、O三種元素,故糖類化合物完全燃燒只生成二氧化碳和水,D正確。
7.(2024·遼寧沈陽高二期末聯(lián)考)同學們對淀粉的水解實驗很感興趣,于是分組進行了淀粉水解實驗,為檢驗水解產(chǎn)物,設計了如圖所示實驗方案:
請回答下列問題:
(1)試劑1為稀硫酸,其作用是　　　　　　　　。
(2)請寫出反應③的化學方程式:
　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
作催化劑
(3)如果小何在做實驗的時候忘記加試劑2了,他　　　　　(填“能”或“不能”)看到磚紅色沉淀,原因是　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(4)若小何按照實驗方案進行操作觀察到了磚紅色沉淀,若他想要進一步檢驗淀粉是否完全水解,可取步驟①的少量水解液于試管中,加入碘水,證明淀粉完全水解的現(xiàn)象是　　　　　　　　。若取步驟②后的少量混合液于試管中,加入碘水,則
　　　　　(填“可以”或“不可以”)判斷淀粉的水解程度,原因是
　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 　。
不能
沒有中和作催化劑的稀硫酸
溶液不變藍色
不可以
混合液中有過量的氫氧化鈉,碘單質會先與氫氧化鈉反應,無法遇淀粉變色,無法判斷淀粉的水解程度
解析　(3)若沒有加堿中和,后面加入的新制的氫氧化銅會與第一步加的稀硫酸反應,而不能與葡萄榶反應,故無法看到磚紅色沉淀;(4)若淀粉完全水解,則水解液中不含淀粉,因此現(xiàn)象為溶液不變藍色。若取步驟②后的少量混合液加入碘水,因為混合液中有過量的氫氧化鈉,碘單質會先與氫氧化鈉反應,無法遇淀粉變色,無法判斷淀粉的水解程度。
課后鞏固訓練
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)糖的結構與性質
1.下列物質中不屬于糖類物質的是(　　)
A.CH2OH—CHOH—CHO B.CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO
C.CH2OH—CHO D.CH2OH—(CHOH)3—CO—CH2OH
解析　A項,CH2OHCHOHCHO是多羥基醛,是最簡單的糖;B項,CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO是脫氧核糖,屬于多羥基醛,因此屬于糖類;C項,CH2OH—CHO分子中含有醛基,但只有一個羥基,因此它不屬于糖;D項,CH2OH—(CHOH)3—CO—CH2OH是多羥基酮,是果糖,屬于單糖。
C
2.《尚書·洪范篇》有“稼稿作甘”之句,“甘”即飴糖。飴糖的主要成分是一種二糖,1 mol該二糖完全水解可生成2 mol葡萄糖。飴糖的主要成分是(　　)
A.淀粉 B.纖維素 C.果糖 D.麥芽糖
解析　淀粉、纖維素是多糖,果糖是單糖,1 mol麥芽糖完全水解可生成2 mol葡萄糖,因此飴糖的主要成分是麥芽糖。
D
3.(2024·河北保定高二月考)糖類物質是自然界分布最廣泛、種類最多的有機化合物,是人類維持生命活動所需能量的主要來源。下列說法錯誤的是(　　)
A.不是所有的糖都有甜味
B.糖不一定是高分子化合物
C.蔗糖不能發(fā)生銀鏡反應,則麥芽糖也不能發(fā)生銀鏡反應
D.可發(fā)生水解的糖不一定是多糖
解析　糖分為單糖、低聚糖和多糖,葡萄糖和果糖等單糖、蔗糖和麥芽糖等二糖有甜味,但淀粉、纖維素沒有甜味,A正確;糖分為單糖、低聚糖和多糖,其中單糖、蔗糖和麥芽糖等二糖不是高分子化合物,B正確;蔗糖是非還原糖,不能發(fā)生銀鏡反應,麥芽糖是還原糖,能發(fā)生銀鏡反應,C錯誤;蔗糖和麥芽糖都可以水解,但是這兩者是二糖,不是多糖,D正確。
C
(二)單糖的結構與性質
4.糖尿病患者的糖代謝功能紊亂,其血液和尿液中的葡萄糖(結構如圖所示)含量會超出正常范圍。下列有關葡萄糖的說法正確的是(　　)
A.屬于烴 B.與果糖互為同系物
C.常溫下,難溶于水 D.實驗式為CH2O
解析　葡萄糖屬于烴的衍生物,A錯誤;由結構式和分子式,葡萄糖與果糖互為同分異構體,B錯誤;葡萄糖結構中有較多羥基,可以與水形成分子間氫鍵,故常溫下,葡萄糖易溶于水,C錯誤;葡萄糖分子式C6H12O6,實驗式為CH2O,D正確。
D
5.已知葡萄糖的結構簡式為HOCH2(CHOH)4CHO,下列關于葡萄糖的說法不正確的是(　　)
A.完全燃燒的產(chǎn)物是CO2和H2O
B.1 mol葡萄糖發(fā)生銀鏡反應能生成2 mol Ag
C.含葡萄糖0.1 mol的水溶液與過量鈉反應,得到0.25 mol的氫氣
D.葡萄糖和果糖都能發(fā)生酯化反應
解析　葡萄糖中只含有碳、氫、氧三種元素,完全燃燒后的產(chǎn)物是CO2和H2O,A正確;1 mol—CHO可以生成2 mol Ag,所以1 mol葡萄糖發(fā)生銀鏡反應能生成2 mol Ag,B正確;葡萄糖水溶液中除了葡萄糖中的羥基與鈉反應產(chǎn)生氫氣外,水也可以和鈉反應產(chǎn)生氫氣,C錯誤;葡萄糖和果糖都含有羥基,所以都能發(fā)生酯化反應,D正確。
C
A.過程①、②均屬于氧化反應
B.葡萄糖分子中含有醛基、羧基
C.在酒化酶的催化下,葡萄糖能發(fā)生水解反應生成乙醇
D.等質量的乙酸和葡萄糖分別完全燃燒,生成的CO2相同
D
解析　過程①屬于還原反應, A錯誤;葡萄糖分子中含醛基和多個羥基,不含羧基,B錯誤;葡萄糖為單糖,不能發(fā)生水解反應,在酒化酶的催化下,葡萄糖能發(fā)生分解反應生成乙醇,C錯誤;乙酸與葡萄糖最簡式相同,含碳量相同,等質量的乙酸和葡萄糖完全燃燒,生成的二氧化碳相同,D正確。
(三)二糖(蔗糖和麥芽糖)
7.有關麥芽糖的下列敘述中,錯誤的是(　　)
A.麥芽糖易溶于水,有甜味
B.麥芽糖能發(fā)生銀鏡反應,是一種還原糖
C.1 mol麥芽糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖
D.麥芽糖和蔗糖互為同分異構體
解析　麥芽糖易溶于水,有甜味,A正確;麥芽糖結構中含醛基,可以發(fā)生銀鏡反應,麥芽糖是一種還原糖,B正確;1 mol麥芽糖水解得到2 mol葡萄糖,1 mol蔗糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖,C錯誤;麥芽糖和蔗糖是互為同分異構體的二糖,D正確。
C
8.蔗糖脂可由油酸(C17H33COOH)與蔗糖反應而得,其轉化關系如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.蔗糖能發(fā)生銀鏡反應
B.油酸是一種不飽和高級脂肪酸
C.蔗糖脂屬于油脂類物質
D.蔗糖脂在酸性條件下充分水解的最終產(chǎn)物為油酸和蔗糖
B
解析　從蔗糖結構簡式知其不含醛基,故不能發(fā)生銀鏡反應,A錯誤;油酸中的-C17H33不滿足飽和烷烴通式,油酸是一種不飽和高級脂肪酸,B正確;蔗糖脂含有酯基,屬于酯類物質,C錯誤;蔗糖在酸性條件下還能進一步水解生成單糖(一分子葡萄糖和一分子果糖),D錯誤。
(四)多糖(淀粉和纖維素)
9.(2024·湖南資興高二聯(lián)考)李商隱曰:“偷隨柳絮到城外,行過水西聞子規(guī)。”下列關于柳絮的說法錯誤的是(　　)
A.柳絮是混合物
B.人體不能利用柳絮補充能量
C.柳絮的主要成分是天然有機高分子化合物
D.柳絮的主要成分與淀粉互為同分異構體
D
解析　柳絮的主要成分是纖維素,纖維素是混合物,A正確;柳絮的主要成分是纖維素,人體不能用纖維素補充能量,B正確;柳絮的主要成分是纖維素,纖維素是天然有機高分子化合物,C正確;柳絮的主要成分是纖維素,纖維素與淀粉的分子式均為(C6H10O5)n,但由于n值不同,所以兩者不互為同分異構體,D錯誤。
10.對于淀粉和纖維素兩種物質,下列說法不正確的是(　　)
A.二者都屬于糖類,且都是高分子化合物
B.二者含C、H、O三種元素的質量分數(shù)相同,且互為同分異構體
C.二者都能水解,且水解的最終產(chǎn)物相同
D.都可用(C6H10O5)n表示,且都不能發(fā)生銀鏡反應
解析　淀粉和纖維素都是多糖,都屬于高分子化合物,A正確;二者分子式都可用(C6H10O5)n表示,所以C、H、O三種元素的質量分數(shù)相同,但n值不同,二者不是同分異構體,B錯誤;二者都能水解,最終產(chǎn)物是葡萄糖,C正確;二者都不含醛基,不能發(fā)生銀鏡反應,D正確。
B
11.直鏈淀粉的結構簡式如圖所示。下列有關說法中錯誤的是(　　)
A.淀粉溶液遇碘水變藍色
B.淀粉屬于多糖,滿足通式Cx(H2O)y
C.淀粉能與銀氨溶液反應生成銀鏡
D.淀粉的最終水解產(chǎn)物可表示為CH2OH(CHOH)4CHO
C
解析　淀粉溶液遇碘水中碘單質變藍色,常用碘單質來檢驗淀粉,A正確;淀粉能水解生成葡萄糖,屬于多糖,滿足通式Cx(H2O)y,B正確;淀粉不能與銀氨溶液反應生成銀鏡,其水解生成的還原糖能與銀氨溶液反應生成銀鏡,C錯誤;淀粉的最終水解產(chǎn)物葡萄糖,可表示為CH2OH(CHOH)4CHO,D正確。
12.某同學稱取9.00 g淀粉溶于水,測定淀粉的水解百分率。其程序如下:
試回答下列問題:
(1)各步加入的試劑為A　　　　,B　　　　,C　　　 　。
(2)加入A溶液而不加入B溶液是否可以　　　　　　　　　　　　　　　　,其理由是　　　　　　　　 　　　　　　　　。
H2SO4
NaOH
Cu(OH)2懸濁液
不可以
葡萄糖與氫氧化銅的反應必須在堿性條件下才能進行
解析　(1)淀粉在稀硫酸作用下水解生成葡萄糖,加NaOH溶液中和稀硫酸,使混合液呈堿性;向混合液中加入新制氫氧化銅懸濁液,加熱至沸騰生成紅色沉淀,證明淀粉已水解,水解后的溶液加碘水變藍,則說明水解不完全;(2)葡萄糖與新制Cu(OH)2懸濁液反應應該在堿性環(huán)境下進行,加NaOH溶液的作用是中和稀硫酸,使混合液呈堿性,若不加氫氧化鈉溶液,此時的酸性環(huán)境破壞了新制Cu(OH)2懸濁液,所以不可以不加入B溶液;
18%
B級　素養(yǎng)培優(yōu)練
13.β-1,3-葡聚糖具有明顯的抗腫瘤功效,受到廣泛的關注。β-1,3-葡聚糖的結構簡式如圖所示,下列說法不正確的是(　　)
A.分子式為(C6H10O5)n
B.與葡萄糖互為同系物
C.可以發(fā)生氧化反應
D.β-1,3-葡聚糖能發(fā)生酯化反應
B
解析　根據(jù)結構簡式可分析出β-1,3-葡聚糖的分子式可表示為(C6H10O5)n,A正確;該有機物與葡萄糖的結構不相似,分子組成上相差的不是CH2原子團,二者不互為同系物,B錯誤;該有機物可以發(fā)生氧化反應,如燃燒、醇的氧化等反應,C正確;β-1,3-葡聚糖中含有醇羥基,能與羧酸發(fā)生酯化反應,D正確。
14.以淀粉為基本原料可制備許多物質。例如:
下列有關說法中不正確的是(　　)
A.反應③的條件是濃硫酸、170 ℃,反應④是加聚反應,反應⑤是氧化反應
B.淀粉是糖類物質,反應①是水解反應
C.乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳雙鍵,均可使溴的四氯化碳溶液褪色
D.在加熱條件下,可用新制氫氧化銅將葡萄糖、乙醇區(qū)別開
C
解析　③為乙醇發(fā)生消去反應生成乙烯,條件是濃硫酸、170 ℃,④為乙烯發(fā)生加聚反應生成聚乙烯,⑤為乙醇氧化生成乙醛,A正確;淀粉是糖類物質, B正確;聚乙烯分子中不含有碳碳雙鍵,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,C錯誤;在加熱條件下,葡萄糖可與新制氫氧化銅反應生成磚紅色沉淀,乙醇與新制氫氧化銅不反應,可以區(qū)分,D正確。
15.淀粉水解的最終產(chǎn)物A可發(fā)生如下反應,下列說法不正確的是(　　)
A.A的分子式為C6H12O6
B.C分子中含有羥基和羧基兩種官能團
C.氧化劑1、2均可用[Ag(NH3)2]OH
D.化合物E可形成分子內(nèi)氫鍵
C
解析　淀粉水解的最終產(chǎn)物A為葡萄糖,其結構簡式為CH2OH(CHOH)4CHO,據(jù)題中信息可知,在發(fā)生氧化反應時,分子中的醛基(—CHO)最易被氧化為羧基(—COOH),分子式由C6H12O6變?yōu)镃6H12O7 ,即B物質為HOCH2(CHOH)4COOH,B分子內(nèi)的羥基與羧基在一定條件下可以發(fā)生酯化反應,生成環(huán)狀酯類物質D;葡萄糖分子中的醛基經(jīng)加氫還原生成己六醇,分子式變?yōu)镃6H14O6;葡萄糖末端的—CH2OH 比中間的結構較易氧化,所以—CH2OH 先去氫生成醛基,再氧化為羧基,生成分子式為C6H10O8的物質。A為葡萄糖,分子式為C6H12O6,A正確;葡萄糖末端的—CH2OH 比中間的結構較易氧化,所以—CH2OH 先去氫生成醛基,再氧化為羧基,生成分子式為C6H10O8的C,C中含有羥基和羧基,B正確;[Ag(NH3)2]OH只能將醛基氧化為羧基,由分析可知,氧化劑2不能用[Ag(NH3)2]OH,C錯誤;化合物E為己六醇,其中的羥基都是相鄰的,可形成分子內(nèi)氫鍵,D正確。
16.(2024·福建南安高二期末)酶在生物活動中起著至關重要的作用,某實驗小組為了證明酶的催化作用具有專一性,現(xiàn)設計實驗如下:
①在試管A、B中分別加入2 mL 1%的淀粉溶液,試管
C、D中分別加入2 mL 2%的蔗糖溶液。
②在試管A、C中再分別加入2 mL稀釋唾液,試管B、D中再分別加入2 mL蒸餾水。
③將A、B、C、D四支試管放在37 ℃溫水中保溫10~15 min。
④然后在四支試管中分別加入新制的Cu(OH)2,加熱煮沸。
試回答下列問題。
(1)寫出淀粉在唾液作用下發(fā)生反應生成二糖的化學方程式:
　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　　　。
(2)如何證明淀粉已經(jīng)完全水解 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。
(3)第④步實驗后,A、B、C、D四支試管中能生成磚紅色沉淀的是　　　　　,此實驗能證明酶的催化作用具有專一性的現(xiàn)象是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。
加入碘水,若溶液不變顏色,則淀粉完全水解
A
A中出現(xiàn)磚紅色沉淀而C中不出現(xiàn)磚紅色沉淀

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