优化方案化学课件(人教版必修2)：第3章第4节 基本营养物质

第四节基本营养物质课堂互动讲练探究整合应用知能优化训练第四节课前自主学案学习目标1.了解糖类、油脂、蛋白质的组成特点和主要性质及其在日常生活中的应用。2.了解葡萄糖的分子结构和主要化学性质。3.能够设计实验验证淀粉的水解产物及水解的程度。学习目标课前自主学案自主学习一、基本营养物质1．种类食物中的营养物质主要包括：糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。其中，_______________________为动物性和植物性食物中的基本营养物质。糖类、油脂、蛋白质2．组成元素糖类、油脂、蛋白质组成的共同元素为_________，蛋白质除含有上述几种元素外还含有____________等元素。二、糖类1．分类及代表物C、H、ON、S、P代表物代表物分子式代表物间的关系单糖葡萄糖、果糖______________________二糖蔗糖、麦芽糖_________________________多糖淀粉、纤维素_____________不是同分异构体C6H12O6同分异构体C12H22O11同分异构体(C6H10O5)n2.糖类的化学性质(1)特征反应变蓝(2)水解反应①蔗糖水解：蔗糖水解的化学方程式为：C12H22O11＋H2O――→催化剂2C6H12O6＋C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖②多糖水解：淀粉(或纤维素)水解的化学方程式为：(C6H10O5)n＋nH2O――→催化剂nC6H12O6淀粉(或纤维素)葡萄糖3．糖类在生产、生活中的应用思考感悟1．(1)葡萄糖分子中C、H、O的原子个数最简比是多少？具有此最简比的还有何种物质？(2)葡萄糖、蔗糖、麦芽糖均有甜味，糖类都具有甜味吗？【提示】(1)葡萄糖、果糖的分子式为C6H12O6、乙酸的分子式为C2H4O2，三者分子中C、H、O原子的最简比均为1∶2∶1，即三者的最简式均为CH2O；具有此最简比的物质还有甲醛、乙酸、甲酸甲酯(HCOOCH3)等。(2)糖类物质不一定都有甜味，淀粉和纤维素就没有甜味。三、油脂和蛋白质1．油脂和蛋白质的组成与分类元素组成代表物代表物分子油脂油C、H、O________不饱和高级脂肪酸甘油酯脂_________饱和高级脂肪酸甘油酯蛋白质C、H、O、N、S、P等酶、肌肉、毛发等氨基酸连接成的高分子植物油动物脂肪2．油脂和蛋白质的化学性质(1)油脂油脂是高级脂肪酸的甘油酯，属于酯类物质，因此能发生水解反应。其中反应②又叫____________，即油脂在碱性条件下的水解反应。(2)蛋白质①水解反应蛋白质――→酶___________皂化反应氨基酸思考感悟2．(1)糖类、油脂、蛋白质均能发生水解吗？均是高分子化合物吗？(2)颜色反应和焰色反应有何不同？【提示】(1)糖类中的双糖、多糖，油脂及蛋白质均能发生水解反应，但单糖不能发生水解反应。糖类中多糖如淀粉、纤维素和蛋白质均是高分子，而单糖、双糖及油脂相对分子质量不是很大，所以不是高分子化合物。(2)颜色反应是指某些蛋白质(通常分子内含苯环)遇到浓硝酸变黄，这也是蛋白质的特征反应，它属于化学变化，常用于鉴别部分蛋白质。焰色反应是指钠、钾等多种金属元素被灼烧时，火焰呈现某种颜色，如钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)。它属于物理变化，主要应用于鉴别钠、钾等金属元素。3．油脂、蛋白质在生产、生活中的作用(1)产生能量最高的营养物质是______。(2)动物的毛和蚕丝的主要成分是_________。(3)酶是一类特殊的蛋白质，是人体内重要的__________。油脂蛋白质催化剂自主体验1．下列物质互为同分异构体的是(双选)()A．葡萄糖和果糖B．蔗糖和麦芽糖C．淀粉和纤维素D．乙酸和乙醇解析：选AB。葡萄糖和果糖、蔗糖和麦芽糖具有相同的分子式，但是结构不同，互为同分异构体；淀粉和纤维素的通式虽然都是(C6H10O5)n，但n值不同，不能称为同分异构体。2．下列各项属于油脂用途的是()①做人类的营养物质②制取甘油③制取肥皂④制备高级脂肪酸⑤制备矿物油A．①②③④B．仅①③⑤C．①②④⑤D．仅①②③解析：选A。油脂是油和脂肪的统称，植物油和动物脂肪都是油脂。油脂是人类重要的食物之一；油脂在酸性条件下水解可制取高级脂肪酸和甘油；利用油脂在碱性条件下水解可制取肥皂和甘油；矿物油是各种烃的混合物，是石油的分馏产品，不能由油脂制取。3．下列说法正确的是()A．糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应B．糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的C．糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物D．油脂有油和脂肪之分，但都属于酯解析：选D。糖类包括单糖、双糖和多糖，双糖和多糖能水解，单糖不水解，A项错误；糖类、油脂都是由C、H、O三种元素组成的；蛋白质中除含C、H、O三元素外，还含有N、P元素等，B项不正确；糖类中的单糖和双糖及油脂都不是高分子化合物，多糖及蛋白质都是高分子化合物，C项不正确。课堂互动讲练1．分子结构葡萄糖的分子结构及化学性质2．化学性质(1)醛基的性质官能团化学反应现象醛基在加热、碱性条件下与银氨溶液反应产生光亮的银镜在加热、碱性条件下与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀加入酸性KMnO4溶液使之褪色(2)羟基的性质(类比乙醇)①与金属钠反应放出H21mol葡萄糖与足量钠反应放出H22.5mol。②酯化反应1mol葡萄糖能与5mol乙酸发生酯化反应。(3)完全氧化：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O，该反应放出热量，以维持人体生命活动所需能量。特别提醒：葡萄糖与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液的反应，均需在加热和碱性条件下进行，否则不能产生银镜或砖红色沉淀。常用这种特征反应来检验葡萄糖的存在。例1(2011年天津高一检测)现有下列物质：①纤维素②甲酸甲酯③淀粉④乙酸，其中符合Cn(H2O)m的组成，但不．属于糖类的是()A．②④B．①②C．①④D．②③【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)熟悉常见的糖类物质。(2)糖类物质的组成和结构特点。【解析】纤维素和淀粉的组成可表示为(C6H10O5)n即[C6(H2O)5]n符合Cn(H2O)m的组成，且属于多糖；甲酸甲酯和乙酸分子式为C2H4O2，符合C2(H2O)2，但不是糖类，符合题意。【答案】A变式训练1糖尿病患者的糖代谢功能紊乱，以高血糖为主要标志。血糖是指血液中的葡萄糖，下列有关说法不正确的是()A．葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6，则每个葡萄糖分子含有6个H2OB．葡萄糖与果糖互为同分异构体C．糖尿病人尿糖较高，可用新制的氢氧化铜来检测病人尿液中的葡萄糖D．淀粉水解的最终产物是葡萄糖解析：选A。A项，葡萄糖分子中不存在H2O分子；B项，葡萄糖和果糖分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体；C项，葡萄糖与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀；D项，淀粉水解的最终产物是葡萄糖。糖的水解反应1．水解规律2．水解的条件蔗糖、淀粉的水解均用稀H2SO4作催化剂，并且水浴加热。3．检验淀粉水解及水解程度的实验步骤实验现象及结论情况现象A现象B结论①溶液呈蓝色未产生银镜未水解②溶液呈蓝色出现银镜部分水解③溶液不呈蓝色出现银镜完全水解特别提醒：(1)书写二糖、多糖的水解方程式时，要在化学式下边注明其名称。(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。某同学设计了三个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。方案甲：淀粉液――→稀H2SO4△水解液――→碘水△溶液变蓝。结论：淀粉尚未水解。方案乙：淀粉液――→硫酸△水解液――→新制CuOH2悬浊液△无砖红色沉淀。结论：淀粉没有水解。方案丙：淀粉液硫酸,水解液NaOH溶液,中和液――→CuOH2悬浊液△有砖红色沉淀。例2结论：淀粉已水解。分别讨论以上三种方案的设计及结论是否正确？如不正确，请简述理由。【解析】方案甲只检验了淀粉，只能证明溶液中含有淀粉，但不能证明淀粉没有水解。方案乙没有检验出葡萄糖是因为没有中和过量的H2SO4，葡萄糖和新制Cu(OH)2悬浊液只有在碱性条件下加热才能反应。因此无法证明淀粉是否水解。【答案】(1)甲方案操作正确，但结论错误。这是因为淀粉也可能部分水解，而未水解的残留淀粉也会使碘水变蓝，故不能得出淀粉尚未水解的结论。(2)乙方案操作错误，结论也错误。淀粉完全水解后应用稀碱中和水解液中的H2SO4，然后再与新制Cu(OH)2悬浊液反应。本方案中无砖红色沉淀出现，淀粉可能尚未水解，也可能完全或部分水解。(3)丙方案结论正确，操作也正确。因为按设计方案有砖红色沉淀说明有葡萄糖，说明淀粉已水解。变式训练2某学生称取9g直链淀粉溶于水，测定淀粉水解的百分率，其程序如下：淀粉溶液――→A加热混合液――→B混合液↓碘水↓C溶液变蓝色单质沉淀(1)填写各步所加试剂名称：A.________；B.________；C.________；(2)只加A溶液而不加B溶液是否可以？__________，理由是___________________________。(3)当析出2.16g金属单质时，淀粉的水解率为________(已知1mol醛基发生银镜反应时生成2molAg)。解析：淀粉水解条件：稀硫酸作催化剂且需加热；为检验水解产物葡萄糖，应先加NaOH溶液中和稀H2SO4，葡萄糖与银氨溶液反应生成银单质。(C6H10O5)n＋nH2O――→稀H2SO4△nC6H12O6所以水解率为：2.16g108g/mol×12×162g/mol9g×100%＝18%。答案：(1)稀硫酸氢氧化钠溶液银氨溶液(2)不可以用银氨溶液检验葡萄糖时必须在碱性条件下进行(3)18%1．分子结构油脂是高级脂肪酸的甘油酯，可用通式表示：油脂的分子结构与性质其中R1、R2、R3代表烃基，并且R1、R2、R3可以相同，也可以不同。特别提醒：油脂是一种特殊的酯，其特殊性表现在：(1)相应羧酸的烃基中碳原子数较多；(2)相应羧酸的烃基中有的含有碳碳双键；(3)相应的醇为三元醇(甘油是丙三醇的俗称，其结构简式为：例3下列说法不．正确的是()A．油脂是高级脂肪酸的甘油酯B．油脂与氢气发生加成反应，可以得到固态油脂C．油脂在酸性或碱性条件下，可以发生皂化反应D．油脂没有固定的熔、沸点【解析】A项，油脂可以看作是高级脂肪酸与甘油反应生成的酯；B项，油脂与H2发生加成反应生成饱和高级脂肪酸甘油酯，沸点较高，常温下呈固态；C项，皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解反应；D项，自然界中的油脂是多种物质的混合物，因此没有固定的熔、沸点。【答案】C【误区警示】天然油脂既包含饱和高级脂肪酸甘油酯，又包含不饱和高级脂肪酸甘油酯，属于混合物，因此没有固定的熔、沸点，但某种具体的、有确定分子组成的油脂属于纯净物，有固定的熔、沸点。变式训练3(2011年广州高一检测)某天然油脂10g需1.8gNaOH才能完全皂化，又知该油脂100g进行催化加氢，耗氢气13.44L(标准状况)才能完全硬化。试推断1mol该油脂平均含碳碳双键()A．2molB．3molC．4molD．5mol解析：选C。n(NaOH)＝1.8g40g·mol－1＝0.045mol，100g油脂皂化时需NaOH的物质的量为0.045mol×100g10g＝0.45mol。n(H2)＝13.44L22.4L·mol－1＝0.6mol，n(油脂)＝0.45mol3＝0.15mol，所以1mol该油脂平均含碳碳双键：0.60.15＝4(mol)。探究整合应用“凯氏定氮法”测定奶粉中蛋白质含量是由丹麦人约翰·凯达尔发明的，其原理是用强酸处理蛋白质样品，让样品中的氮元素释放出来，通过测得氮的含量，再乘以系数6.38，即为蛋白质含量。凯氏定氮法步骤如下：①样品处理：准确称取一定质量的奶粉试样置于烧瓶中，加入稀硫酸及相应的催化剂，一定条件下充分反应，所得产物用水溶解并冷却后全部转移至容量瓶中定容。②碱化蒸馏：量取一定体积容量瓶中的溶液转移至如图所示的反应管中，再加入足量NaOH溶液，塞好进样口橡皮塞。通入高温水蒸气，用吸收剂吸收产生的氨气。③滴定：向吸收