高中化學(xué) 第3章 第4節(jié) 基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)學(xué)案 新人教版必修21

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基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．了解糖類的組成和分類。 2．掌握葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)、主要化學(xué)性質(zhì)以及蔗糖、淀粉(或纖維素)的水解反應(yīng)。 3．掌握油脂和蛋白質(zhì)的組成和主要性質(zhì)以及它們?cè)谌粘Ｉ?、生產(chǎn)中的應(yīng)用。 【學(xué)習(xí)過程】 生命由一些奇妙復(fù)雜的化學(xué)過程維持著，人類為了維持生命與健康，除了陽(yáng)光與空氣外，必須攝取食物，食物的成分主要有糖類、油脂、蛋白質(zhì)、維生素、無機(jī)鹽和水六大類，這些都是人類重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 1.糖類： （1）定義：從結(jié)構(gòu)上看,糖類一般是多羥基醛或多羥基酮,以及水解生成它們的物質(zhì)。 （2）分類及代表物： （3）糖類的化學(xué)性質(zhì)： ①葡萄糖的特征反應(yīng)：加熱條件下，葡萄糖與新制Cu（OH）2反應(yīng)出現(xiàn)紅色沉淀；葡萄糖在堿性、加熱條件下，能從銀氨溶液中析出銀。 溫馨提示：含有醛基(—CHO)的糖類具有還原性，可以與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)，與新制的氫氧化銅懸濁液發(fā)生反應(yīng)生成磚紅色沉淀，如葡萄糖、麥芽糖等。蔗糖、淀粉、纖維素等不含醛基，不能與銀氨溶液、新制的氫氧化銅懸濁液發(fā)生反應(yīng)。 ②淀粉的特征反應(yīng)：常溫下，淀粉與碘單質(zhì)變藍(lán)色。 ③水解反應(yīng)： 【歸納總結(jié)】 (1)單糖(葡萄糖和果糖)不水解，雙糖(蔗糖和麥芽糖)、多糖(淀粉和纖維素)水解均用稀硫酸作催化劑，且水解產(chǎn)物均有葡萄糖。 (2)糖類水解反應(yīng)方程式與一般的化學(xué)反應(yīng)方程式不同之處是要在分子式的下面注明名稱。 (3)檢驗(yàn)淀粉的水解產(chǎn)物葡萄糖時(shí)，一定要先用氫氧化鈉溶液中和掉作催化劑用的稀硫酸，再加入銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液。 2.油脂和蛋白質(zhì)： （1）組成與分類： 溫馨提示：（1）天然油脂多為混甘油酯。形成油脂的脂肪酸的飽和程度，對(duì)油脂的熔點(diǎn)有著的影響。由飽和的硬脂酸或軟脂酸生成的甘油酯熔點(diǎn)較高，呈固態(tài)。而由不飽和的油酸生成甘油酯熔點(diǎn)較低，呈液態(tài)。由于各類油脂中所含的飽和烴基和不飽和烴基的相對(duì)量不同，因此具有不同的熔點(diǎn)。 （2）蛋白質(zhì)廣泛存在于生物體內(nèi)，蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命組成蛋白質(zhì)的氨基酸大約有二十多種。體內(nèi)只能合成一部分，其余則須由食物蛋白質(zhì)供給。體內(nèi)不能合成或合成速度太慢的氨基酸都必須由食物蛋白質(zhì)供給，故又稱為“必需氨基酸”。體內(nèi)能自己合成的氨基酸則不必由食物蛋白質(zhì)供給的又稱為“非必需氨基酸”。 必需氨基酸有8種，非必需氨基酸有12種。氨基酸分子里既有酸性基(羧基)；又有堿性基(氨基)，氨基酸分子之間可以相互縮聚而成高分子。 （2）油脂的水解反應(yīng)：油脂在酸性條件下進(jìn)行水解生成相應(yīng)的高級(jí)脂肪酸和甘油，由于此反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，因此反應(yīng)不能進(jìn)行到底；油脂在酸性條件下進(jìn)行水解生成相應(yīng)的高級(jí)脂肪酸鹽和甘油，由于此反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，因此反應(yīng)不能進(jìn)行到底，油脂在堿性條件下進(jìn)行的水解反應(yīng)也叫皂化反應(yīng)。 （3）蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)： ①水解反應(yīng)：天然蛋白質(zhì)水解最終生成各種氨基酸，氨基酸是蛋白質(zhì)的最終水解產(chǎn)物，不能再發(fā)生水解反應(yīng)。 ②特征反應(yīng)：硝酸可以使蛋白質(zhì)變黃，稱為蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)。顏色反應(yīng)是檢驗(yàn)蛋白質(zhì)的方法之一；蛋白質(zhì)灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味，根據(jù)氣味可鑒別蛋白質(zhì)產(chǎn)品。 溫馨提示：葡萄糖、淀粉、蛋白質(zhì)的鑒別 【歸納總結(jié)】 （1）淀粉、纖維素的分子式均可表示為(C6H10O5)n，但二者的n值不同，二者不屬于同分異構(gòu)體。 （2）蔗糖、淀粉、纖維素水解的催化劑為稀硫酸,在檢驗(yàn)其水解產(chǎn)物之前需加NaOH溶液中和硫酸,因?yàn)槠咸烟桥c新制Cu(OH)2懸濁液、銀氨溶液的反應(yīng)都必須在堿性環(huán)境中進(jìn)行。 （3）糖類的結(jié)構(gòu)式比較復(fù)雜，一般用分子式表示，為了區(qū)別，一般在分子式下面標(biāo)上糖類的名稱，防止混淆。 （4）油脂屬于酯類，但酯類并不都是油脂，油脂中的“脂”與乙酸乙酯、油酸甘油酯中的“酯”不能寫混。 （5）油脂是由高級(jí)脂肪酸和甘油所生成的酯，由于油脂是混合物，因此，油脂沒有固定的熔、沸點(diǎn)。 （6）淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)屬于高分子化合物，但油脂不屬于高分子化合物。 （7）油脂在酸性條件下水解是可逆的，但在堿性條件下的水解進(jìn)行的比較徹底。 【當(dāng)堂檢測(cè)】 1. 下列關(guān)于有機(jī)物的說法中，正確的一組是（ ） ①“乙醇汽油”是在汽油里加入適量乙醇而成的一種燃料，它是一種新型化合物②汽油、柴油和植物油都是碳?xì)浠衔铮耆紵簧蒀O2和H2O③石油的分餾、煤的氣化和液化都是物理變化④淀粉和纖維素水解的最終產(chǎn)物都是葡萄糖⑤將ag銅絲灼燒成黑色后趁熱插入乙醇中，銅絲變紅，再次稱量質(zhì)量等于ag⑥除去CH4中的少量C2H4，可將混合氣體通過盛有溴水的洗氣瓶 A．③⑤⑥ B．④⑤⑥ C．①②⑤ D．②④⑥ 2.詩(shī)句“春蠶到死絲方盡，蠟燭成灰淚始干”中“絲”和“淚”分別是（ ） A．纖維素、脂肪 B．淀粉、油脂 C．蛋白質(zhì)、高級(jí)烴 D．蛋白質(zhì)、水 3.有關(guān)天然物質(zhì)水解的敘述不正確的是(　　) A．可用碘水檢驗(yàn)淀粉水解是否完全 B．油脂在酸性條件下水解與在堿性條件下水解產(chǎn)物完全相同 C．蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物為氨基酸 D．纖維素水解與淀粉水解得到的最終產(chǎn)物相同 4.燃料乙醇的生產(chǎn)過程可由下圖表示： (1)粉碎玉米的目的是　。 (2)生產(chǎn)過程中為了檢驗(yàn)淀粉水解是否完全,可使用的試劑是　　　　。 (3)步驟a的操作是　　　　。 A.蒸發(fā) B.萃取 C.蒸餾 D.分液 (4)發(fā)酵產(chǎn)生的CO2純度可達(dá)到99%,能回收利用,請(qǐng)舉出它的兩項(xiàng)用途:　　、　　。 (5)以玉米等淀粉為原料生產(chǎn)乙醇的化學(xué)反應(yīng)可用下式表示:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6，C6H12O62C2H5OH+2CO2↑，根據(jù)上述反應(yīng)式,可以算出100 kg淀粉理論上可生產(chǎn)無水乙醇　　　　 kg。(相對(duì)原子質(zhì)量:C—12　H—1　O—16) 5. 實(shí)驗(yàn)室用燃燒法測(cè)定某種氨基酸(CxHyOzNp)的分子組成。取n g該種氨基酸放在純氧氣中充分燃燒，生成CO2、H2O和N2?，F(xiàn)按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 請(qǐng)回答下列有關(guān)問題： (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，首先要通入一段時(shí)間的氧氣，其理由是_______。 (2)以上裝置中需要加熱的儀器有________(用字母填空)。操作時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃________處的酒精燈。 (3)A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。 (4)裝置D的作用是_____________________________________。 (5)讀取N2體積時(shí)，應(yīng)注意：①_________________；②______________。 (6)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得N2的體積為V mL(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)。為確定此氨基酸的分子式，還需要的有關(guān)數(shù)據(jù)有________(用字母填空)。 A．生成CO2氣體的質(zhì)量 B．生成H2O的質(zhì)量 C．通入O2的體積D．氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量 答案與解析 題號(hào) 答案 解析 1 B 汽油是混合物，錯(cuò)誤；植物油的成分是油脂，含C、H、O三種元素，錯(cuò)誤；煤的氣化和液化是化學(xué)變化，錯(cuò)誤；淀粉和纖維素水解的最終產(chǎn)物都是葡萄糖，正確；銅在醇的氧化反應(yīng)中作催化劑，所以質(zhì)量不變，正確；乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)，甲烷不反應(yīng)，可以除去，正確 2 C 詩(shī)句中的“絲”含有的物質(zhì)是蛋白質(zhì)，詩(shī)句中的“淚”指的是液態(tài)石蠟，液態(tài)石蠟是烴，故選C 3 B A項(xiàng)中碘遇淀粉變藍(lán)，可檢驗(yàn)淀粉的水解程度；B項(xiàng)中油脂在酸性條件下水解生成高級(jí)脂肪酸和甘油，在堿性條件下水解生成高級(jí)脂肪酸鹽和甘油，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)中纖維素與淀粉水解的最終產(chǎn)物均為葡萄糖 4 (1)增大反應(yīng)物的接觸面積(或加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)充分進(jìn)行)　(2)碘(I2)或碘酒　(3)C(4)制飲料、制干冰、制純堿、制碳酸鈣(或其他碳酸鹽或碳酸氫鹽)等中任選2項(xiàng)　(5)56.8 (1)粉碎玉米是為了增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高原料的利用率。(2)因?yàn)榈矸塾鯥2變藍(lán)色,只要淀粉存在,加I2一定變藍(lán)色,因此可用I2或碘酒來檢驗(yàn)淀粉是否水解完全。(3)濾去廢渣后得到的是水和乙醇的混合溶液,由于乙醇和水互溶,但沸點(diǎn)不同,乙醇的沸點(diǎn)低于水的,用蒸餾的方法可使乙醇從混合液中分離出來。(4)純度為99%的CO2,可以很好地利用。因?yàn)镃O2可以制碳酸飲料,也可以制干冰,也可制純堿或制碳酸鈣等。(5)由題中化學(xué)方程式可得到關(guān)系 式:(C6H10O5)n~2nC2H5OH,設(shè)理論上可生產(chǎn)無水乙醇的質(zhì)量為x, (C6H10O5)n~2nC2H5OH 162n 2n46 100 kg x x=≈56.8 kg 5 (1)排除系統(tǒng)中的N2 (2)AD　D (3)CxHyOzNp＋O2xCO2＋H2O＋N2 (4)吸收未反應(yīng)的氧氣，保證最終收集的氣體是N2 (5)①E裝置中兩側(cè)液面相平?、谝暰€應(yīng)與凹液面最低點(diǎn)相切 (6)ABD 通入純氧氣目的是除盡系統(tǒng)中的氮?dú)猓患訜酇處使氨基酸燃燒，加熱B處銅網(wǎng)，是為了除去尾氣中的氧氣；讀數(shù)時(shí)要使量氣管兩側(cè)液面相平，否則會(huì)使所測(cè)氣體體積不準(zhǔn)