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基础课时17　糖类
学习目标　1.认识糖类的组成和性质特点。2.了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系,了解葡萄糖的结构特点、能探究葡萄糖的化学性质,能描述淀粉、纤维素的典型性质。3.知道糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。
一、糖的存在、作用、组成及分类　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.糖的存在和作用
(1)糖类是一类重要的有机化合物,在自然界中分布广泛。如粮食中的淀粉,植物茎叶中的纤维素、人体血液中的葡萄糖等均属于糖类。
(2)糖类在生命活动中起着重要作用,是生物体所需能量的主要来源,也是重要的能量储存物质,如植物体内的淀粉和动物体内的糖原。糖类还是生物体的结构成分,如植物细胞壁的主要成分纤维素。
2.糖的组成和分类
糖的 概念 糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物
糖的 组成 糖类由碳、氢、氧三种元素组成,一般可用通式Cn(H2O)m表示,也被称为碳水化合物
糖 的 分 类 单糖 不能水解的糖,如葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)、核糖(C5H10O5)和脱氧核糖等
寡糖 (低聚 糖) 1 mol糖水解后能产生2~10 mol单糖的糖,如蔗糖(C12H22O11)、麦芽糖(C12H22O11)和乳糖(C12H22O11)
多糖 1 mol糖水解后能产生10 mol以上单糖的糖,淀粉(C6H10O5)n、纤维素(C6H10O5)n和糖原等
(二)问题探究
问题1　糖都符合通式Cm(H2O)n吗 符合通式Cm(H2O)n的物质都属于糖吗
提示　不一定,如脱氧核糖(C5H10O4)属于糖,但不符合通式Cm(H2O)n,乙酸(C2H4O2)符合通式Cm(H2O)n,但其属于羧酸,不属于糖。
问题2　糖都有甜味吗 有甜味的物质都是糖吗
提示　多数糖有甜味,有的糖没有甜味,如纤维素等;有甜味的物质不一定是糖,如木糖醇[]。
【探究归纳】　糖类判断的误区
(1)大多数糖类的组成可以用通式Cm(H2O)n表示;少数糖类不符合通式,不能根据是否符合通式来判断是否属于糖类,也不能根据是否有甜味来判断,要根据其结构特点来判断,只有多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质才属于糖类。
(2)葡萄糖和果糖属于单糖不是因为它们分子中碳原子数最少,而是因为不能水解。
1.根据糖类的定义,下列物质中属于糖类的是 (　　)
A.CH2OH(CHOH)2CHO
B.CH3CH(OH)CH2CHO
C.
D.
答案　A
解析　A项,CH2OH(CHOH)2CHO是多羟基醛,属于糖类;B项,CH3CH(OH)CH2CHO是单羟基醛,不属于糖类;C项,是多羟基酸,不属于糖类;D项,不属于糖类。
2.下列关于糖类的叙述正确的是 (　　)
①含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物属于糖类　②糖类是碳和水的化合物,又称碳水化合物　③凡是能溶于水且具有甜味的物质都属于糖类　④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质　⑤符合Cm(H2O)n的有机物都是糖类
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
答案　C
解析　①糖类含有碳、氢、氧三种元素,但含有碳、氢、氧三种元素的化合物的种类很多,如醇、醛、羧酸等,所以不能用“含有碳、氢、氧”来定义糖类,①错误;②大多数糖类化合物可用通式Cm(H2O)n表示,但是糖类不是碳和水的化合物,②错误;③有甜味的物质不一定是糖类,糖类也不一定有甜味,③错误;④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质, ④正确;⑤大多数糖类化合物可用通式Cm(H2O)n表示,有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n,符合Cm(H2O)n通式的物质不一定都是糖类化合物,⑤错误;综上所述,正确的有④。
二、单糖　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.葡萄糖
(1)存在、物理性质及结构
存在 自然界分布最广,如水果、蜂蜜、植物(种子、叶、根、花)和动物(血液、淋巴液)
物理 性质 无色晶体,易溶于水,熔点低,有甜味(甜度不如蔗糖)
结构 葡萄糖分子式为C6H12O6,分子中含有醛基,属于醛糖。分子中含有5个羟基,其结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,属于多羟基醛
(2)化学性质
①被弱氧化剂(银氨溶液、新制氢氧化铜)氧化
实验
实验 现象 试管壁上有银镜生成 试管中出现砖红色沉淀
实验 结论 对银氨溶液、新制氢氧化铜等弱氧化剂表现出还原性,属于还原糖
化学 方程 式 (1)银镜反应:CH2OH(CHOH)4CHO+ 2[Ag(NH3)2]OH CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O; (2)与新制氢氧化铜反应: CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
②生物体内的催化氧化
葡萄糖是一种重要的营养物质,发生氧化反应放出热量,提供维持生命活动所需要的能量。反应方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)。
(3)应用
①葡萄糖在食品和医药工业中有广泛应用。
②葡萄糖易于被人体吸收,经酶的催化发生氧化反应,放出热量,提供了维持生命活动所需要的能量。如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
存在 与性质 水果和蜂蜜中含量较高,比蔗糖甜度高,纯净的果糖为易溶于水的无色晶体,吸湿性强。
结构 与类别 分子式为C6H12O6,与葡萄糖互为同分异构体,是一种多羟基酮,属于酮糖。
3.核糖与脱氧核糖
作用 它们是生物体的遗传物质核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分。
结构 它们都是含有5个碳原子的单糖。核糖分子式C5H10O5,结构简式为CH2OHCH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO;脱氧核糖分子式C5H10O4,结构简式为CH2OHCH(OH)CH(OH)CH2CHO。
(二)问题探究
问题1　已知葡萄糖分子中含有羟基和醛基两种官能团。结合所学官能团的性质,思考下列问题:
(1)葡萄糖都有哪些化学性质 可以发生那些化学反应(列举反应类型)
提示　可推测葡萄糖能发生取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应等反应类型。
(2)怎样检验糖尿病人的尿液中含有葡萄糖
提示　将病人的尿液与新制Cu(OH)2悬浊液混合后共热,观察是否有砖红色沉淀产生。
问题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。
问题3　葡萄糖可以发生酯化反应,1 mol葡萄糖发生酯化反应时,若完全酯化,最多消耗醋酸的物质的量为多少
提示　由于每个葡萄糖分子含有5个羟基,所以1 mol葡萄糖完全酯化时,最多可消耗5 mol醋酸。
问题4　结合葡萄糖的结构分析葡萄糖能否在铜或银的催化作用下发生氧化反应
提示　能。葡萄糖分子中含有羟基,且与羟基相连的碳原子上都有氢原子,能在铜或银的催化作用下发生氧化反应。
【探究归纳】　葡萄糖的性质
反应类型 试剂或条件 表现性质的官能团
加成反应 H2/Ni 醛基
氧化反应 银氨溶液
新制Cu(OH)2悬浊液
使溴水、酸性高锰 酸钾溶液褪色
生理氧化 ——
酯化反应 与乙酸等 羟基
3.核糖与脱氧核糖分别是生物体遗传物质核糖核酸与脱氧核糖核酸的重要组成部分,其结构简式如下图所示。
下列关于核糖与脱氧核糖的说法正确的是 (　　)
A.核糖与脱氧核糖均为非还原糖
B.核糖与脱氧核糖互为同分异构体
C.核糖与脱氧核糖、葡萄糖互为同系物
D.核糖与脱氧核糖均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案　D
解析　核糖与脱氧核糖分子中都含有醛基,具有强的还原性,因此二者都属于还原糖,A错误;核糖的分子式为C5H10O5,脱氧核糖的分子式是C5H10O4,二者分子式不同,因此不能互为同分异构体,B错误;同系物是结构相似,在分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物,核糖的分子式为C5H10O5,脱氧核糖的分子式是C5H10O4,葡萄糖分子式是C6H12O5,可见它们在分子组成上不是相差CH2的整数倍,因此核糖与脱氧核糖、葡萄糖不互为同系物,C错误;核糖与脱氧核糖分子中的羟基与醛基均会被酸性高锰酸钾溶液氧化,故二者均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确。
4.回答下列问题:
(1)葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其对应的性质中不正确的是　　　　(填选项)。
A.与钠反应放出氢气
B.可与乙酸发生取代反应
C.能发生银镜反应
D.可使小苏打溶液冒出气泡
(2)分别取1 mol葡萄糖进行下列实验:
①银镜反应时,生成Ag的物质的量为　　　　 mol,反应后葡萄糖变为　　　　(填名称),其结构简式是　　　　。
②与乙酸反应生成酯,理论上完全酯化需要　　　　 g 乙酸。
③若使之完全转化为CO2和H2O(即相当于燃烧),所需氧气的体积在标况下为　　　　 L,反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)D　(2)①2　葡萄糖酸铵
CH2OH(CHOH)4COONH4　②300　③134.4　C6H12O6+6O26CO2+6H2O
解析　(1)葡萄糖含有羟基,能与钠反应放出氢气;与乙酸发生酯化反应;含有醛基,能发生银镜反应;
无羧基,不与NaHCO3反应, D项错误。
(2)由CH2OH(CHOH)4CHO知,1 mol葡萄糖发生银镜反应生成2 mol银,反应后变为葡萄糖酸铵;1 mol葡萄糖完全酯化需5 mol乙酸,其质量是300 g;葡萄糖燃烧的化学方程式是C6H12O6+6O26CO2+6H2O,1 mol葡萄糖燃烧需标准状况下氧气体积为6 mol×22.4 L·mol-1=134.4 L。
【题后归纳】　确定葡萄糖分子结构的化学方法
步骤 实验事实 结论
① 1.8 g葡萄糖完全燃烧只得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 实验式为CH2O
② 葡萄糖的相对分子质量为180 分子式为C6H12O6
③ 一定条件,1 mol葡萄糖与1 mol氢气加成生成己六醇 葡萄糖分子中含有一个双键且分子为直链化合物
④ 能发生银镜反应 分子中含有—CHO
⑤ 一定条件下,1.8 g葡萄糖完全酯化,参加反应的乙酸的物质的量为0.05 mol 葡萄糖分子中有5个—OH,且分别在5个碳原子上
⑥ 葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO
三、二糖和多糖　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.二糖——蔗糖和麦芽糖
(1)物理性质与存在
种类 蔗糖 麦芽糖
物理性质 无色晶体,易溶于水 无色晶体,易溶于水
存在 在甘蔗和甜菜中含量最丰富 主要存在于发芽的谷粒和麦芽中
(2)组成、结构和用途
项目 蔗糖 麦芽糖
相似点 (1)组成相同,分子式均为C12H22O11,互为同分异构体 (2)都属于二糖,1 mol二糖水解后生成2 mol单糖 (3)水解产物能发生银镜反应,都能还原新制Cu(OH)2 (4)都具有甜味(蔗糖更甜)
不同点 不含醛基(非还原糖) 含有醛基(还原糖)
不能发生银镜反应,也不能还原新制Cu(OH)2 能发生银镜反应,能还原新制Cu(OH)2
水解产物为葡萄糖和果糖 水解产物为葡萄糖
用途 甜味食品 制饴糖,甜味食品
(3)水解反应
蔗糖、麦芽糖都能发生水解反应,化学方程式为
+H2O
+H2O
2.多糖——淀粉和纤维素
(1)结构特点及物理性质
结构 特点 淀粉和纤维素均属于天然有机高分子,分子式为(C6H10O5)n,其中的葡萄糖单元中一般有三个羟基,也可表示为[C6H7O2(OH)3]n。因为n值不同,故二者不互为同分异构体
物理 性质 淀粉:白色粉末状物质,无甜味,不溶于冷水,热水中部分溶解,形成胶状的淀粉糊
纤维素:白色纤维状物质,无甜味,不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂
(2)化学性质
项目 淀粉 纤维素
遇碘(I2) 变蓝 -
银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液 不能被氧化,属于非还原糖 不能被氧化,属于非还原糖
酯化反应 能 能
水解反应 能 能
水解方程式 (C6H10O5)n+nH2O (C6H10O5)n+nH2O
(3)用途
淀粉 重要营养物质、食品工业原料(如制备葡萄糖、酿制食醋、酿酒)。淀粉经酯化后用于生产食品添加剂、表面活性剂和可降解塑料
纤维素 用于纺织工业、造纸业等,还用于制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯和黏胶纤维等。黏胶纤维中的长纤维一般称为人造丝,短纤维称为人造棉
(二)互动探究
蔗糖、麦芽糖、淀粉的性质实验
实验 Ⅰ:蔗糖、麦芽糖的性质实验
实验步操作 实验现象
试管内无明显现象
试管内产生砖红色沉淀
① ②把蔗糖溶液换为麦芽 糖溶液,重复实验操作 加入银氨溶液的试管中都产生银镜;加入新制的Cu(OH)2的试管中都出现砖红色沉淀
【问题讨论】
问题1　由上述实验现象,可以得出哪些结论 如何利用实验方法区分麦芽糖和蔗糖
提示　由实验现象可知,蔗糖是非还原糖,麦芽糖是还原糖。二者水解均产生葡萄糖。可以利用与银氨溶液或新制的氢氧化铜反应区分二者。
问题2　在检验蔗糖和麦芽糖的水解产物时,为何不能向水解液中直接加入新制的氢氧化铜
提示　用新制的氢氧化铜检验蔗糖、麦芽糖的水解产物时需要碱性环境,应先加入氢氧化钠中和作催化剂的稀硫酸并使溶液呈碱性。
实验 Ⅱ:蔗糖的水解
为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
【问题讨论】
问题3　设计甲和乙的实验目的是什么 设计甲和丙的目的是什么
提示　甲与乙的反应物均相同,但甲加热,乙未加热,所以甲、乙实验是探究温度对淀粉水解的影响;甲中有稀硫酸,而丙中无稀硫酸,其他条件相同,所以甲、丙实验是探究催化剂对淀粉水解的影响。
问题4　实验1失败的原因是什么
提示　没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸。
问题5　实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是什么
提示　氢氧化钠与碘反应。
【探究归纳】
1.糖类还原性的检验
糖类的还原性是指糖类能发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2悬浊液反应,若糖不能发生银镜反应或不与新制的Cu(OH)2悬浊液反应,则该糖不具有还原性,为非还原糖。
2.淀粉水解程度的检验
(1)实验步骤
(2)实验现象及结论
现象A 现象B 结论
① 未出现银镜 溶液变蓝色 淀粉尚未水解
② 出现银镜 溶液变蓝色 淀粉部分水解
③ 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解
3.检验糖类还原性实验成功的关键
①蔗糖或麦芽糖水解实验一般需要用水浴加热;
②检验水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制的Cu(OH)2,否则实验会失败。
5.果糖是易溶于水的黏稠液体,纯净果糖是白色晶体,果糖比蔗糖甜,存在于水果和蜂蜜中,果糖中含,具有还原性,在碱性条件下发生异构化,即
下列说法正确的是 (　　)
A.可用银镜反应来鉴别葡萄糖和果糖
B.结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO的有机物与葡萄糖互为同系物
C.蔗糖水解后可得到果糖
D.麦芽糖水解后可得到果糖
答案　C
解析　由于果糖在碱性条件下可以发生异构化反应,产生醛基,故葡萄糖和果糖都能发生银镜反应,不能用银镜反应来鉴别葡萄糖和果糖,A错误;由于CH2OH(CHOH)3CHO与葡萄糖相差一个“CH2O”,不符合同系物定义,B错误;蔗糖水解后,得到1分子葡萄糖和1分子果糖,C正确;麦芽糖水解只得到葡萄糖,D错误。
6.纤维素在纤维素酶的催化下可生成葡萄糖(单糖)、二糖(两分子葡萄糖脱除1分子水)等。下列说法正确的是 (　　)
A.纤维素与淀粉互为同分异构体
B.纤维素的最终水解产物与蔗糖相同
C.在纤维素酶的催化下,温度越高,纤维素水解越彻底
D.纤维素与其他糖类化合物完全燃烧产物相同
答案　D
解析　纤维素与淀粉的分子组成虽然均为(C6H10O5)n,由于n值不同,实质上二者的分子式不同,故不互为同分异构体,A错误;纤维素的最终水解产物为葡萄糖,蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,B错误;纤维素酶在高温下会失去活性,C错误;糖类化合物分子组成中只含有C、H、O三种元素,故糖类化合物完全燃烧只生成二氧化碳和水,D正确。
7.(2024·辽宁沈阳高二期末联考)同学们对淀粉的水解实验很感兴趣,于是分组进行了淀粉水解实验,为检验水解产物,设计了如图所示实验方案:
淀粉液水解液混合液砖红色沉淀
请回答下列问题:
(1)试剂1为稀硫酸,其作用是　　　　　　　　　　　。
(2)请写出反应③的化学方程式:　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(3)如果小何在做实验的时候忘记加试剂2了,他　　　　　(填“能”或“不能”)看到砖红色沉淀,原因是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(4)若小何按照实验方案进行操作观察到了砖红色沉淀,若他想要进一步检验淀粉是否完全水解,可取步骤①的少量水解液于试管中,加入碘水,证明淀粉完全水解的现象是　　　　　。若取步骤②后的少量混合液于试管中,加入碘水,则　　　　　(填“可以”或“不可以”)判断淀粉的水解程度,原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)作催化剂
(2)HOCH2(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHHOCH2(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
(3)不能　没有中和作催化剂的稀硫酸
(4)溶液不变蓝色　不可以　混合液中有过量的氢氧化钠,碘单质会先与氢氧化钠反应,无法遇淀粉变色,无法判断淀粉的水解程度
解析　(1)稀硫酸在淀粉水解时作催化剂;(2)反应③表示淀粉水解产生的葡萄糖被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化,其化学方程式为
HOCH2(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHHOCH2(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O;(3)若没有加碱中和,后面加入的新制的氢氧化铜会与第一步加的稀硫酸反应,而不能与葡萄榶反应,故无法看到砖红色沉淀;(4)若淀粉完全水解,则水解液中不含淀粉,因此现象为溶液不变蓝色。若取步骤②后的少量混合液加入碘水,因为混合液中有过量的氢氧化钠,碘单质会先与氢氧化钠反应,无法遇淀粉变色,无法判断淀粉的水解程度。
　　　　　　　　　　　　　　　　A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)糖的结构与性质
1.下列物质中不属于糖类物质的是 (　　)
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项,CH2OHCHOHCHO是多羟基醛,是最简单的糖;B项,CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO是脱氧核糖,属于多羟基醛,因此属于糖类;C项,CH2OH—CHO分子中含有醛基,但只有一个羟基,因此它不属于糖;D项,CH2OH—(CHOH)3—CO—CH2OH是多羟基酮,是果糖,属于单糖。
2.《尚书·洪范篇》有“稼稿作甘”之句,“甘”即饴糖。饴糖的主要成分是一种二糖,1 mol该二糖完全水解可生成2 mol葡萄糖。饴糖的主要成分是 (　　)
A.淀粉 B.纤维素 C.果糖 D.麦芽糖
答案　D
解析　淀粉、纤维素是多糖,果糖是单糖,1 mol麦芽糖完全水解可生成2 mol葡萄糖,因此饴糖的主要成分是麦芽糖。
3.(2024·河北保定高二月考)糖类物质是自然界分布最广泛、种类最多的有机化合物,是人类维持生命活动所需能量的主要来源。下列说法错误的是 (　　)
A.不是所有的糖都有甜味
B.糖不一定是高分子化合物
C.蔗糖不能发生银镜反应,则麦芽糖也不能发生银镜反应
D.可发生水解的糖不一定是多糖
答案　C
解析　糖分为单糖、低聚糖和多糖,葡萄糖和果糖等单糖、蔗糖和麦芽糖等二糖有甜味,但淀粉、纤维素没有甜味,A正确;糖分为单糖、低聚糖和多糖,其中单糖、蔗糖和麦芽糖等二糖不是高分子化合物,B正确;蔗糖是非还原糖,不能发生银镜反应,麦芽糖是还原糖,能发生银镜反应,C错误;蔗糖和麦芽糖都可以水解,但是这两者是二糖,不是多糖,D正确。
(二)单糖的结构与性质
4.糖尿病患者的糖代谢功能紊乱,其血液和尿液中的葡萄糖(结构如图所示)含量会超出正常范围。下列有关葡萄糖的说法正确的是 (　　)
A.属于烃 B.与果糖互为同系物
C.常温下,难溶于水 D.实验式为CH2O
答案　D
解析　葡萄糖属于烃的衍生物,A错误;由结构式和分子式,葡萄糖与果糖互为同分异构体,B错误;葡萄糖结构中有较多羟基,可以与水形成分子间氢键,故常温下,葡萄糖易溶于水,C错误;葡萄糖分子式C6H12O6,实验式为CH2O,D正确。
5.已知葡萄糖的结构简式为HOCH2(CHOH)4CHO,下列关于葡萄糖的说法不正确的是 (　　)
A.完全燃烧的产物是CO2和H2O
B.1 mol葡萄糖发生银镜反应能生成2 mol Ag
C.含葡萄糖0.1 mol的水溶液与过量钠反应,得到0.25 mol的氢气
D.葡萄糖和果糖都能发生酯化反应
答案　C
解析　葡萄糖中只含有碳、氢、氧三种元素,完全燃烧后的产物是CO2和H2O,A正确;1 mol—CHO可以生成2 mol Ag,所以1 mol葡萄糖发生银镜反应能生成2 mol Ag,B正确;葡萄糖水溶液中除了葡萄糖中的羟基与钠反应产生氢气外,水也可以和钠反应产生氢气,C错误;葡萄糖和果糖都含有羟基,所以都能发生酯化反应,D正确。
6.以CO2为原料合成了葡萄糖和长链脂肪酸,这项突破为人工和半人工合成“粮食”提供了新技术。合成路线为CO2COCH3COOH葡萄糖、长链脂肪酸。下列说法正确的是 (　　)
A.过程①、②均属于氧化反应
B.葡萄糖分子中含有醛基、羧基
C.在酒化酶的催化下,葡萄糖能发生水解反应生成乙醇
D.等质量的乙酸和葡萄糖分别完全燃烧,生成的CO2相同
答案　D
解析　过程①属于还原反应, A错误;葡萄糖分子中含醛基和多个羟基,不含羧基,B错误;葡萄糖为单糖,不能发生水解反应,在酒化酶的催化下,葡萄糖能发生分解反应生成乙醇,C错误;乙酸与葡萄糖最简式相同,含碳量相同,等质量的乙酸和葡萄糖完全燃烧,生成的二氧化碳相同,D正确。
(三)二糖(蔗糖和麦芽糖)
7.有关麦芽糖的下列叙述中,错误的是 (　　)
A.麦芽糖易溶于水,有甜味
B.麦芽糖能发生银镜反应,是一种还原糖
C.1 mol麦芽糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖
D.麦芽糖和蔗糖互为同分异构体
答案　C
解析　麦芽糖易溶于水,有甜味,A正确;麦芽糖结构中含醛基,可以发生银镜反应,麦芽糖是一种还原糖,B正确;1 mol麦芽糖水解得到2 mol葡萄糖,1 mol蔗糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖,C错误;麦芽糖和蔗糖是互为同分异构体的二糖,D正确。
8.蔗糖脂可由油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应而得,其转化关系如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.蔗糖能发生银镜反应
B.油酸是一种不饱和高级脂肪酸
C.蔗糖脂属于油脂类物质
D.蔗糖脂在酸性条件下充分水解的最终产物为油酸和蔗糖
答案　B
解析　从蔗糖结构简式知其不含醛基,故不能发生银镜反应,A错误;油酸中的-C17H33不满足饱和烷烃通式,油酸是一种不饱和高级脂肪酸,B正确;蔗糖脂含有酯基,属于酯类物质,C错误;蔗糖在酸性条件下还能进一步水解生成单糖(一分子葡萄糖和一分子果糖),D错误。
(四)多糖(淀粉和纤维素)
9.(2024·湖南资兴高二联考)李商隐曰:“偷随柳絮到城外,行过水西闻子规。”下列关于柳絮的说法错误的是 (　　)
A.柳絮是混合物
B.人体不能利用柳絮补充能量
C.柳絮的主要成分是天然有机高分子化合物
D.柳絮的主要成分与淀粉互为同分异构体
答案　D
解析　柳絮的主要成分是纤维素,纤维素是混合物,A正确;柳絮的主要成分是纤维素,人体不能用纤维素补充能量,B正确;柳絮的主要成分是纤维素,纤维素是天然有机高分子化合物,C正确;柳絮的主要成分是纤维素,纤维素与淀粉的分子式均为(C6H10O5)n,但由于n值不同,所以两者不互为同分异构体,D错误。
10.对于淀粉和纤维素两种物质,下列说法不正确的是 (　　)
A.二者都属于糖类,且都是高分子化合物
B.二者含C、H、O三种元素的质量分数相同,且互为同分异构体
C.二者都能水解,且水解的最终产物相同
D.都可用(C6H10O5)n表示,且都不能发生银镜反应
答案　B
解析　淀粉和纤维素都是多糖,都属于高分子化合物,A正确;二者分子式都可用(C6H10O5)n表示,所以C、H、O三种元素的质量分数相同,但n值不同,二者不是同分异构体,B错误;二者都能水解,最终产物是葡萄糖,C正确;二者都不含醛基,不能发生银镜反应,D正确。
11.直链淀粉的结构简式如图所示。下列有关说法中错误的是 (　　)
A.淀粉溶液遇碘水变蓝色
B.淀粉属于多糖,满足通式Cx(H2O)y
C.淀粉能与银氨溶液反应生成银镜
D.淀粉的最终水解产物可表示为
CH2OH(CHOH)4CHO
答案　C
解析　淀粉溶液遇碘水中碘单质变蓝色,常用碘单质来检验淀粉,A正确;淀粉能水解生成葡萄糖,属于多糖,满足通式Cx(H2O)y,B正确;淀粉不能与银氨溶液反应生成银镜,其水解生成的还原糖能与银氨溶液反应生成银镜,C错误;淀粉的最终水解产物葡萄糖,可表示为CH2OH(CHOH)4CHO,D正确。
12.某同学称取9.00 g淀粉溶于水,测定淀粉的水解百分率。其程序如下:
淀粉溶液混合物
试回答下列问题:
(1)各步加入的试剂为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)写出淀粉水解的方程式　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(4)当析出1.44 g砖红色沉淀时,淀粉水解率是　　　　[已知葡萄糖与Cu(OH)2反应的化学方程式为CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O]。
答案　(1)H2SO4　NaOH　Cu(OH)2悬浊液　(2)不可以　葡萄糖与氢氧化铜的反应必须在碱性条件下才能进行　(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,使混合液呈碱性;向混合液中加入新制氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾生成红色沉淀,证明淀粉已水解,水解后的溶液加碘水变蓝,则说明水解不完全;(2)葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应应该在碱性环境下进行,加NaOH溶液的作用是中和稀硫酸,使混合液呈碱性,若不加氢氧化钠溶液,此时的酸性环境破坏了新制Cu(OH)2悬浊液,所以不可以不加入B溶液;(3)淀粉水解的方程式为(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC6H12O6(葡萄糖);(4)一元醛与新制氢氧化铜反应的方程式为
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH2OH(CHOH)4COONa+3H2O+Cu2O↓,设水解的淀粉的质量为x。
x= =1.62 g,淀粉的水解率=×100%= ×100%=18%。
B级　素养培优练
13.β-1,3-葡聚糖具有明显的抗肿瘤功效,受到广泛的关注。β-1,3-葡聚糖的结构简式如图所示,下列说法不正确的是 (　　)
A.分子式为(C6H10O5)n
B.与葡萄糖互为同系物
C.可以发生氧化反应
D.β-1,3-葡聚糖能发生酯化反应
答案　B
解析　根据结构简式可分析出β-1,3-葡聚糖的分子式可表示为(C6H10O5)n,A正确;该有机物与葡萄糖的结构不相似,分子组成上相差的不是CH2原子团,二者不互为同系物,B错误;该有机物可以发生氧化反应,如燃烧、醇的氧化等反应,C正确;β-1,3-葡聚糖中含有醇羟基,能与羧酸发生酯化反应,D正确。
14.以淀粉为基本原料可制备许多物质。例如:
下列有关说法中不正确的是 (　　)
A.反应③的条件是浓硫酸、170 ℃,反应④是加聚反应,反应⑤是氧化反应
B.淀粉是糖类物质,反应①是水解反应
C.乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键,均可使溴的四氯化碳溶液褪色
D.在加热条件下,可用新制氢氧化铜将葡萄糖、乙醇区别开
答案　C
解析　③为乙醇发生消去反应生成乙烯,条件是浓硫酸、170 ℃,④为乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,⑤为乙醇氧化生成乙醛,A正确;淀粉是糖类物质, B正确;聚乙烯分子中不含有碳碳双键,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,C错误;在加热条件下,葡萄糖可与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,乙醇与新制氢氧化铜不反应,可以区分,D正确。
15.淀粉水解的最终产物A可发生如下反应,下列说法不正确的是 (　　)
A.A的分子式为C6H12O6
B.C分子中含有羟基和羧基两种官能团
C.氧化剂1、2均可用[Ag(NH3)2]OH
D.化合物E可形成分子内氢键
答案　C
解析　淀粉水解的最终产物A为葡萄糖,其结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,据题中信息可知,在发生氧化反应时,分子中的醛基(—CHO)最易被氧化为羧基(—COOH),分子式由C6H12O6变为C6H12O7 ,即B物质为HOCH2(CHOH)4COOH ,B分子内的羟基与羧基在一定条件下可以发生酯化反应,生成环状酯类物质D;葡萄糖分子中的醛基经加氢还原生成己六醇,分子式变为C6H14O6;葡萄糖末端的—CH2OH 比中间的结构较易氧化,所以—CH2OH 先去氢生成醛基,再氧化为羧基,生成分子式为C6H10O8的物质。A为葡萄糖,分子式为C6H12O6,A正确;葡萄糖末端的—CH2OH 比中间的结构较易氧化,所以—CH2OH 先去氢生成醛基,再氧化为羧基,生成分子式为C6H10O8的C,C中含有羟基和羧基,B正确;[Ag(NH3)2]OH只能将醛基氧化为羧基,由分析可知,氧化剂2不能用[Ag(NH3)2]OH,C错误;化合物E为己六醇,其中的羟基都是相邻的,可形成分子内氢键,D正确。
16.(2024·福建南安高二期末)酶在生物活动中起着至关重要的作用,某实验小组为了证明酶的催化作用具有专一性,现设计实验如下:
①在试管A、B中分别加入2 mL 1%的淀粉溶液,试管C、D中分别加入2 mL 2%的蔗糖溶液。
②在试管A、C中再分别加入2 mL稀释唾液,试管B、D中再分别加入2 mL蒸馏水。
③将A、B、C、D四支试管放在37 ℃温水中保温10~15 min。
④然后在四支试管中分别加入新制的Cu(OH)2,加热煮沸。
试回答下列问题。
(1)写出淀粉在唾液作用下发生反应生成二糖的化学方程式:　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。
(2)如何证明淀粉已经完全水解 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
(3)第④步实验后,A、B、C、D四支试管中能生成砖红色沉淀的是　　　　　,此实验能证明酶的催化作用具有专一性的现象是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
答案　(1)2(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O
nC12H22O11(麦芽糖)
(2)加入碘水,若溶液不变颜色,则淀粉完全水解
(3)A　A中出现砖红色沉淀而C中不出现砖红色沉淀
解析　(1)淀粉在唾液作用下发生反应生成二糖麦芽糖,反应为2(C6H10O5)n(淀粉)+nH2OnC12H22O11(麦芽糖);(2)证明淀粉完全水解,可加入碘水,若溶液不变颜色,则淀粉完全水解;(3)第④步实验后,因为B、D试管中无唾液酶,C中蔗糖溶液未水解,所以,A、B、C、D四支试管中能生成砖红色沉淀的是A,此实验能证明酶的催化作用具有专一性的现象:A中出现砖红色沉淀而C中不出现砖红色沉淀。基础课时17　糖类
学习目标　1.认识糖类的组成和性质特点。2.了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系,了解葡萄糖的结构特点、能探究葡萄糖的化学性质,能描述淀粉、纤维素的典型性质。3.知道糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。
一、糖的存在、作用、组成及分类　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.糖的存在和作用
(1)糖类是一类重要的有机化合物,在自然界中分布广泛。如粮食中的　　　　　　,植物茎叶中的　　　　　　、人体血液中的　　　　　　等均属于糖类。
(2)糖类在生命活动中起着重要作用,是生物体所需能量的主要来源,也是重要的能量储存物质,如植物体内的　　　　　　和动物体内的　　　　　　。糖类还是生物体的结构成分,如植物细胞壁的主要成分　　　　　　。
2.糖的组成和分类
糖的 概念 糖类是　　　　　　、　　　　　　和它们的脱水缩合物
糖的 组成 糖类由碳、氢、氧三种元素组成,一般可用通式　　　　　　表示,也被称为碳水化合物
糖 的 分 类 单糖 不能水解的糖,如葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)、核糖(C5H10O5)和脱氧核糖等
寡糖 (低聚 糖) 1 mol糖水解后能产生2~10 mol单糖的糖,如蔗糖(C12H22O11)、麦芽糖(C12H22O11)和乳糖(C12H22O11)
多糖 1 mol糖水解后能产生10 mol以上单糖的糖,淀粉(C6H10O5)n、纤维素(C6H10O5)n和糖原等
(二)问题探究
问题1　糖都符合通式Cm(H2O)n吗 符合通式Cm(H2O)n的物质都属于糖吗
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　糖都有甜味吗 有甜味的物质都是糖吗
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】　糖类判断的误区
(1)大多数糖类的组成可以用通式Cm(H2O)n表示;少数糖类不符合通式,不能根据是否符合通式来判断是否属于糖类,也不能根据是否有甜味来判断,要根据其结构特点来判断,只有多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质才属于糖类。
(2)葡萄糖和果糖属于单糖不是因为它们分子中碳原子数最少,而是因为不能水解。
1.根据糖类的定义,下列物质中属于糖类的是(　　)
A.CH2OH(CHOH)2CHO
B.CH3CH(OH)CH2CHO
C.
D.
2.下列关于糖类的叙述正确的是(　　)
①含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物属于糖类　②糖类是碳和水的化合物,又称碳水化合物
③凡是能溶于水且具有甜味的物质都属于糖类
④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质　⑤符合Cm(H2O)n的有机物都是糖类
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
二、单糖　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.葡萄糖
(1)存在、物理性质及结构
存在 自然界分布最广,如水果、蜂蜜、植物(种子、叶、根、花)和动物(血液、淋巴液)
物理 性质 　　　色晶体,　　　溶于水,熔点　　　　,有甜味(甜度不如蔗糖)
结构 葡萄糖分子式为　　　　　,分子中含有醛基,属于　　　　糖。分子中含有　　　个羟基,其结构简式为　　　　　　　　　　,属于多羟基醛
(2)化学性质
①被弱氧化剂(银氨溶液、新制氢氧化铜)氧化
实验
实验 现象 试管壁上有　　　　　　　 　　　　　　　　生成 试管中出现　　　　　　　 　　　　　　　
实验 结论 对银氨溶液、新制氢氧化铜等弱氧化剂表现出　　　　　　,属于还原糖
化学 方程 式 (1)银镜反应:CH2OH(CHOH)4CHO+ 2[Ag(NH3)2]OH 　　　　　　　 　　　　　　　　; (2)与新制氢氧化铜反应: CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH　　　　　　　 　　　　　　　
②生物体内的催化氧化
葡萄糖是一种重要的营养物质,发生氧化反应放出热量,提供维持生命活动所需要的能量。反应方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)。
(3)应用
①葡萄糖在食品和医药工业中有广泛应用。
②葡萄糖易于被人体吸收,经酶的催化发生　　　　　　反应,放出热量,提供了维持生命活动所需要的能量。如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
存在 与性质 水果和蜂蜜中含量较高,比蔗糖甜度高,纯净的果糖为易溶于水的无色晶体,吸湿性强。
结构 与类别 分子式为C6H12O6,与葡萄糖互为　　　　　　,是一种多羟基酮,属于酮糖。
3.核糖与脱氧核糖
作用 它们是生物体的遗传物质　　　　　　　　和脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分。
结构 它们都是含有5个碳原子的单糖。核糖分子式　　　　　　,结构简式为CH2OHCH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO;脱氧核糖分子式C5H10O4,结构简式为　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(二)问题探究
问题1　已知葡萄糖分子中含有羟基和醛基两种官能团。结合所学官能团的性质,思考下列问题:
(1)葡萄糖都有哪些化学性质 可以发生那些化学反应(列举反应类型)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)怎样检验糖尿病人的尿液中含有葡萄糖
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　葡萄糖能否使酸性KMnO4溶液、溴水褪色
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题3　葡萄糖可以发生酯化反应,1 mol葡萄糖发生酯化反应时,若完全酯化,最多消耗醋酸的物质的量为多少
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题4　结合葡萄糖的结构分析葡萄糖能否在铜或银的催化作用下发生氧化反应
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】　葡萄糖的性质
反应类型 试剂或条件 表现性质的官能团
加成反应 H2/Ni 醛基
氧化反应 银氨溶液
新制Cu(OH)2悬浊液
使溴水、酸性高锰 酸钾溶液褪色
生理氧化 ——
酯化反应 与乙酸等 羟基
3.核糖与脱氧核糖分别是生物体遗传物质核糖核酸与脱氧核糖核酸的重要组成部分,其结构简式如下图所示。
下列关于核糖与脱氧核糖的说法正确的是(　　)
A.核糖与脱氧核糖均为非还原糖
B.核糖与脱氧核糖互为同分异构体
C.核糖与脱氧核糖、葡萄糖互为同系物
D.核糖与脱氧核糖均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
4.回答下列问题:
(1)葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其对应的性质中不正确的是　　　　(填选项)。
A.与钠反应放出氢气
B.可与乙酸发生取代反应
C.能发生银镜反应
D.可使小苏打溶液冒出气泡
(2)分别取1 mol葡萄糖进行下列实验:
①银镜反应时,生成Ag的物质的量为　　　　 mol,反应后葡萄糖变为　　　　(填名称),其结构简式是　　　　　　　　。
②与乙酸反应生成酯,理论上完全酯化需要　　　　 g 乙酸。
③若使之完全转化为CO2和H2O(即相当于燃烧),所需氧气的体积在标况下为　　　　 L,反应的化学方程式是　　　　　　　　
　　　　　　　　。
【题后归纳】　确定葡萄糖分子结构的化学方法
步骤 实验事实 结论
① 1.8 g葡萄糖完全燃烧只得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 实验式为CH2O
② 葡萄糖的相对分子质量为180 分子式为C6H12O6
③ 一定条件,1 mol葡萄糖与1 mol氢气加成生成己六醇 葡萄糖分子中含有一个双键且分子为直链化合物
④ 能发生银镜反应 分子中含有—CHO
⑤ 一定条件下,1.8 g葡萄糖完全酯化,参加反应的乙酸的物质的量为0.05 mol 葡萄糖分子中有5个—OH,且分别在5个碳原子上
⑥ 葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO
三、二糖和多糖　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知识梳理
1.二糖——蔗糖和麦芽糖
(1)物理性质与存在
种类 蔗糖 麦芽糖
物理 性质 　　　　色晶体,　　　　溶于水 　　色晶体,　　　溶于水
存在 在　　　和　　　中含量最丰富 主要存在于发芽的谷粒和　　　中
(2)组成、结构和用途
项目 蔗糖 麦芽糖
相似点 (1)组成相同,分子式均为　　　　　　,互为　　　　　　 (2)都属于二糖,1 mol二糖水解后生成2 mol单糖 (3)水解产物能发生银镜反应,都能还原新制Cu(OH)2 (4)都具有甜味(蔗糖更甜)
不同点 不含醛基(非还原糖) 含有醛基(还原糖)
不能发生银镜反应,也不能还原新制Cu(OH)2 能发生银镜反应,能还原新制Cu(OH)2
水解产物为　　　　　　　 水解产物为　　　　　
用途 甜味食品 制饴糖,甜味食品
(3)水解反应
蔗糖、麦芽糖都能发生水解反应,化学方程式为
+H2O　　　　　　　
+H2O　　　　　　　
2.多糖——淀粉和纤维素
(1)结构特点及物理性质
结构 特点 淀粉和纤维素均属于天然有机高分子,分子式为　　　　　　,其中的葡萄糖单元中一般有三个羟基,也可表示为　　　　　　。因为n值不同,故二者　　　　同分异构体
物理 性质 淀粉:　　　　　物质,　　　甜味,　　　　溶于冷水,热水中部分溶解,形成胶状的淀粉糊
纤维素:　　　　　物质,　　　甜味,　　　溶于水,也　　　　一般的有机溶剂
(2)化学性质
项目 淀粉 纤维素
遇碘(I2) 变蓝 -
银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液 　　　　被氧化,属于非还原糖 　　　被氧化,属于非还原糖
酯化反应
水解反应
水解方程式 (C6H10O5)n+nH2O (C6H10O5)n+nH2O
(3)用途
淀粉 重要营养物质、食品工业原料(如制备　　　　　　、酿制　　　　　、　　　　　)。淀粉经酯化后用于生产　　　　　　、表面活性剂和可降解塑料
纤维素 用于　　　　　　工业、造纸业等,还用于制造　　　　　、　　　　　和　　　　等。黏胶纤维中的长纤维一般称为　　　　　　,短纤维称为　　　　　　
(二)互动探究
蔗糖、麦芽糖、淀粉的性质实验
实验 Ⅰ:蔗糖、麦芽糖的性质实验
实验步操作 实验现象
试管内无明显现象
试管内产生砖红色沉淀
① ②把蔗糖溶液换为麦芽糖溶液,重复实验操作 加入银氨溶液的试管中都产生银镜;加入新制的Cu(OH)2的试管中都出现砖红色沉淀
【问题讨论】
问题1　由上述实验现象,可以得出哪些结论 如何利用实验方法区分麦芽糖和蔗糖
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　在检验蔗糖和麦芽糖的水解产物时,为何不能向水解液中直接加入新制的氢氧化铜
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
实验 Ⅱ:蔗糖的水解
为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
【问题讨论】
问题3　设计甲和乙的实验目的是什么 设计甲和丙的目的是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题4　实验1失败的原因是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题5　实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】
1.糖类还原性的检验
糖类的还原性是指糖类能发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2悬浊液反应,若糖不能发生银镜反应或不与新制的Cu(OH)2悬浊液反应,则该糖不具有还原性,为非还原糖。
2.淀粉水解程度的检验
(1)实验步骤
(2)实验现象及结论
现象A 现象B 结论
① 未出现银镜 溶液变蓝色 淀粉尚未水解
② 出现银镜 溶液变蓝色 淀粉部分水解
③ 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解
3.检验糖类还原性实验成功的关键
①蔗糖或麦芽糖水解实验一般需要用水浴加热;
②检验水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制的Cu(OH)2,否则实验会失败。
5.果糖是易溶于水的黏稠液体,纯净果糖是白色晶体,果糖比蔗糖甜,存在于水果和蜂蜜中,果糖中含,具有还原性,在碱性条件下发生异构化,即
下列说法正确的是(　　)
A.可用银镜反应来鉴别葡萄糖和果糖
B.结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO的有机物与葡萄糖互为同系物
C.蔗糖水解后可得到果糖
D.麦芽糖水解后可得到果糖
6.纤维素在纤维素酶的催化下可生成葡萄糖(单糖)、二糖(两分子葡萄糖脱除1分子水)等。下列说法正确的是(　　)
A.纤维素与淀粉互为同分异构体
B.纤维素的最终水解产物与蔗糖相同
C.在纤维素酶的催化下,温度越高,纤维素水解越彻底
D.纤维素与其他糖类化合物完全燃烧产物相同
7.(2024·辽宁沈阳高二期末联考)同学们对淀粉的水解实验很感兴趣,于是分组进行了淀粉水解实验,为检验水解产物,设计了如图所示实验方案:
淀粉液水解液混合液砖红色沉淀
请回答下列问题:
(1)试剂1为稀硫酸,其作用是　　　　　　　　。
(2)请写出反应③的化学方程式:　　　　　　　 　　　　　　　　。
(3)如果小何在做实验的时候忘记加试剂2了,他　　　　　(填“能”或“不能”)看到砖红色沉淀,原因是　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(4)若小何按照实验方案进行操作观察到了砖红色沉淀,若他想要进一步检验淀粉是否完全水解,可取步骤①的少量水解液于试管中,加入碘水,证明淀粉完全水解的现象是　　　　　。若取步骤②后的少量混合液于试管中,加入碘水,则　　　　　(填“可以”或“不可以”)判断淀粉的水解程度,原因是　　　　　　　　 　　　　　　　　。
:课后完成　第四章　基础课时17(共77张PPT)
第一节　糖类
第四章　生物大分子
基础课时 　糖类
17
1.认识糖类的组成和性质特点。2.了解淀粉和纤维素及其与葡萄糖的关系,了解葡萄糖的结构特点、能探究葡萄糖的化学性质,能描述淀粉、纤维素的典型性质。3.知道糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。
学习目标
一、糖的存在、作用、组成及分类
二、单糖
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
三、二糖和多糖
一、糖的存在、作用、组成及分类
对点训练
(一)知识梳理
1.糖的存在和作用
(1)糖类是一类重要的有机化合物,在自然界中分布广泛。如粮食中的____________,植物茎叶中的____________、人体血液中的____________等均属于糖类。
(2)糖类在生命活动中起着重要作用,是生物体所需能量的主要来源,也是重要的能量储存物质,如植物体内的____________和动物体内的____________。糖类还是生物体的结构成分,如植物细胞壁的主要成分____________。
淀粉
纤维素
葡萄糖
淀粉
糖原
纤维素
2.糖的组成和分类
糖的概念 糖类是____________、____________和它们的脱水缩合物
糖的 组成 糖类由碳、氢、氧三种元素组成,一般可用通式____________表示,也被称为碳水化合物
糖的 分类 单糖 不能水解的糖,如葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)、核糖(C5H10O5)和脱氧核糖等
寡糖(低聚糖) 1 mol糖水解后能产生2~10 mol单糖的糖,如蔗糖(C12H22O11)、麦芽糖(C12H22O11)和乳糖(C12H22O11)
多糖 1 mol糖水解后能产生10 mol以上单糖的糖,淀粉(C6H10O5)n、纤维素(C6H10O5)n和糖原等
多羟基醛
多羟基酮
Cn(H2O)m
(二)问题探究
问题1　糖都符合通式Cm(H2O)n吗 符合通式Cm(H2O)n的物质都属于糖吗
提示　不一定,如脱氧核糖(C5H10O4)属于糖,但不符合通式Cm(H2O)n,乙酸(C2H4O2)符合通式Cm(H2O)n,但其属于羧酸,不属于糖。
问题2　糖都有甜味吗 有甜味的物质都是糖吗
【探究归纳】　糖类判断的误区
(1)大多数糖类的组成可以用通式Cm(H2O)n表示;少数糖类不符合通式,不能根据是否符合通式来判断是否属于糖类,也不能根据是否有甜味来判断,要根据其结构特点来判断,只有多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质才属于糖类。
(2)葡萄糖和果糖属于单糖不是因为它们分子中碳原子数最少,而是因为不能水解。
1.根据糖类的定义,下列物质中属于糖类的是(　　)
A
2.下列关于糖类的叙述正确的是(　　)
①含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物属于糖类　②糖类是碳和水的化合物,又称碳水化合物
③凡是能溶于水且具有甜味的物质都属于糖类
④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质　⑤符合Cm(H2O)n的有机物都是糖类
A.①② B.③⑤ C.④ D.①④
C
解析　①糖类含有碳、氢、氧三种元素,但含有碳、氢、氧三种元素的化合物的种类很多,如醇、醛、羧酸等,所以不能用“含有碳、氢、氧”来定义糖类,①错误;②大多数糖类化合物可用通式Cm(H2O)n表示,但是糖类不是碳和水的化合物,②错误;③有甜味的物质不一定是糖类,糖类也不一定有甜味,③错误;④糖类是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成它们的物质, ④正确;⑤大多数糖类化合物可用通式Cm(H2O)n表示,有些糖的分子式并不符合Cm(H2O)n,符合Cm(H2O)n通式的物质不一定都是糖类化合物,⑤错误;综上所述,正确的有④。
二、单糖
对点训练
(一)知识梳理
1.葡萄糖
(1)存在、物理性质及结构
存在 自然界分布最广,如水果、蜂蜜、植物(种子、叶、根、花)和动物(血液、淋巴液)
物理性质 ______色晶体,______溶于水,熔点________,有甜味(甜度不如蔗糖)
结构 葡萄糖分子式为__________,分子中含有醛基,属于________糖。分子中含有______个羟基,其结构简式为____________________,属于多羟基醛
无
易
低
C6H12O6
醛
5
CH2OH(CHOH)4CHO
(2)化学性质
①被弱氧化剂(银氨溶液、新制氢氧化铜)氧化
银镜
砖红色沉淀
还原性
CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
氧化
2.果糖
存在 与性质 水果和蜂蜜中含量较高,比蔗糖甜度高,纯净的果糖为易溶于水的无色晶体,吸湿性强。
结构 与类别 分子式为C6H12O6,与葡萄糖互为____________,是一种多羟基酮,属于酮糖。
同分异构体
3.核糖与脱氧核糖
作用 它们是生物体的遗传物质________________和脱氧核糖核酸(DNA)的重要组成部分。
结构 它们都是含有5个碳原子的单糖。核糖分子式____________,结构简式为CH2OHCH(OH)CH(OH)CH(OH)CHO;脱氧核糖分子式C5H10O4,结构简式为_________________________________。
核糖核酸(RNA)
C5H10O5
CH2OHCH(OH)CH(OH)CH2CHO
(二)问题探究
问题1　已知葡萄糖分子中含有羟基和醛基两种官能团。结合所学官能团的性质,思考下列问题:
(1)葡萄糖都有哪些化学性质 可以发生那些化学反应(列举反应类型)
提示　可推测葡萄糖能发生取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应等反应类型。
(2)怎样检验糖尿病人的尿液中含有葡萄糖
提示　将病人的尿液与新制Cu(OH)2悬浊液混合后共热,观察是否有砖红色沉淀产生。
问题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。
问题3　葡萄糖可以发生酯化反应,1 mol葡萄糖发生酯化反应时,若完全酯化,最多消耗醋酸的物质的量为多少
提示　由于每个葡萄糖分子含有5个羟基,所以1 mol 葡萄糖完全酯化时,最多可消耗5 mol醋酸。
问题4　结合葡萄糖的结构分析葡萄糖能否在铜或银的催化作用下发生氧化反应
提示　能。葡萄糖分子中含有羟基,且与羟基相连的碳原子上都有氢原子,能在铜或银的催化作用下发生氧化反应。
【探究归纳】　葡萄糖的性质
反应类型 试剂或条件 表现性质的官能团
加成反应 H2/Ni 醛基
氧化反应 银氨溶液
新制Cu(OH)2悬浊液
使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
生理氧化 ——
酯化反应 与乙酸等 羟基
3.核糖与脱氧核糖分别是生物体遗传物质核糖核酸与脱氧核糖核酸的重要组成部分,其结构简式如下图所示。
下列关于核糖与脱氧核糖的说法正确的是(　　)
A.核糖与脱氧核糖均为非还原糖
B.核糖与脱氧核糖互为同分异构体
C.核糖与脱氧核糖、葡萄糖互为同系物
D.核糖与脱氧核糖均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D
解析　核糖与脱氧核糖分子中都含有醛基,具有强的还原性,因此二者都属于还原糖,A错误;核糖的分子式为C5H10O5,脱氧核糖的分子式是C5H10O4,二者分子式不同,因此不能互为同分异构体,B错误;同系物是结构相似,在分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的化合物,核糖的分子式为C5H10O5,脱氧核糖的分子式是C5H10O4,葡萄糖分子式是C6H12O5,可见它们在分子组成上不是相差CH2的整数倍,因此核糖与脱氧核糖、葡萄糖不互为同系物,C错误;核糖与脱氧核糖分子中的羟基与醛基均会被酸性高锰酸钾溶液氧化,故二者均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确。
4.回答下列问题:
(1)葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其对应的性质中不正确的是　　　　(填选项)。
A.与钠反应放出氢气
B.可与乙酸发生取代反应
C.能发生银镜反应
D.可使小苏打溶液冒出气泡
D
解析　(1)葡萄糖含有羟基,能与钠反应放出氢气;与乙酸发生酯化反应;含有醛基,能发生银镜反应;无羧基,不与NaHCO3反应, D项错误。
(2)分别取1 mol葡萄糖进行下列实验:
①银镜反应时,生成Ag的物质的量为　　 mol,反应后葡萄糖变为_______________ (填名称),其结构简式是　　　　　　　　　　　　。
②与乙酸反应生成酯,理论上完全酯化需要　　　　 g 乙酸。
③若使之完全转化为CO2和H2O(即相当于燃烧),所需氧气的体积在标况下为____L,反应的化学方程式是　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。
2
葡萄糖酸铵
CH2OH(CHOH)4COONH4
300
134.4
【题后归纳】　确定葡萄糖分子结构的化学方法
步骤 实验事实 结论
① 1.8 g葡萄糖完全燃烧只得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 实验式为CH2O
② 葡萄糖的相对分子质量为180 分子式为C6H12O6
③ 一定条件,1 mol葡萄糖与1 mol氢气加成生成己六醇 葡萄糖分子中含有一个双键且分子为直链化合物
④ 能发生银镜反应 分子中含有—CHO
⑤ 一定条件下,1.8 g葡萄糖完全酯化,参加反应的乙酸的物质的量为0.05 mol 葡萄糖分子中有5个—OH,且分别在5个碳原子上
⑥ 葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO
三、二糖和多糖
对点训练
1.二糖——蔗糖和麦芽糖
(1)物理性质与存在
种类 蔗糖 麦芽糖
物理 性质 ________色晶体,________溶于水 ____色晶体,______溶于水
存在 在______和______中含量最丰富 主要存在于发芽的谷粒和______中
无
易
无
易
甘蔗
甜菜
麦芽
(2)组成、结构和用途
项目 蔗糖 麦芽糖
相似点 (1)组成相同,分子式均为____________,互为_____________ (2)都属于二糖,1 mol二糖水解后生成2 mol单糖 (3)水解产物能发生银镜反应,都能还原新制Cu(OH)2 (4)都具有甜味(蔗糖更甜)
不同点 不含醛基(非还原糖) 含有醛基(还原糖)
不能发生银镜反应,也不能还原新制Cu(OH)2 能发生银镜反应,能还原新制Cu(OH)2
水解产物为_______________ 水解产物为___________
用途 甜味食品 制饴糖,甜味食品
C12H22O11
同分异构体
葡萄糖和果糖
葡萄糖
+
2.多糖——淀粉和纤维素
(1)结构特点及物理性质
结构 特点 淀粉和纤维素均属于天然有机高分子,分子式为____________,其中的葡萄糖单元中一般有三个羟基,也可表示为______________。因为n值不同,故二者________同分异构体
物理 性质 淀粉:__________物质,______甜味,________溶于冷水,热水中部分溶解,形成胶状的淀粉糊
纤维素:__________物质,______甜味,______溶于水,也________一般的有机溶剂
(2)化学性质
(3)用途
淀粉 重要营养物质、食品工业原料(如制备____________、酿制__________、__________)。淀粉经酯化后用于生产____________、表面活性剂和可降解塑料
纤维素 用于____________工业、造纸业等,还用于制造______________、______________和___________等。黏胶纤维中的长纤维一般称为____________,短纤维称为_____________
(二)互动探究
蔗糖、麦芽糖、淀粉的性质实验
实验 Ⅰ:蔗糖、麦芽糖的性质实验
【问题讨论】
问题1　由上述实验现象,可以得出哪些结论 如何利用实验方法区分麦芽糖和蔗糖
提示　由实验现象可知,蔗糖是非还原糖,麦芽糖是还原糖。二者水解均产生葡萄糖。可以利用与银氨溶液或新制的氢氧化铜反应区分二者。
问题2　在检验蔗糖和麦芽糖的水解产物时,为何不能向水解液中直接加入新制的氢氧化铜
提示　用新制的氢氧化铜检验蔗糖、麦芽糖的水解产物时需要碱性环境,应先加入氢氧化钠中和作催化剂的稀硫酸并使溶液呈碱性。
实验 Ⅱ:蔗糖的水解
为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,没
有砖红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝
色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
【问题讨论】
问题3　设计甲和乙的实验目的是什么 设计甲和丙的目的是什么
提示　甲与乙的反应物均相同,但甲加热,乙未加热,所以甲、乙实验是探究温度对淀粉水解的影响;甲中有稀硫酸,而丙中无稀硫酸,其他条件相同,所以甲、丙实验是探究催化剂对淀粉水解的影响。
问题4　实验1失败的原因是什么
提示　没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸。
问题5　实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是什么
提示　氢氧化钠与碘反应。
【探究归纳】
1.糖类还原性的检验
糖类的还原性是指糖类能发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2悬浊液反应,若糖不能发生银镜反应或不与新制的Cu(OH)2悬浊液反应,则该糖不具有还原性,为非还原糖。
2.淀粉水解程度的检验
(1)实验步骤
(2)实验现象及结论
现象A 现象B 结论
① 未出现银镜 溶液变蓝色 淀粉尚未水解
② 出现银镜 溶液变蓝色 淀粉部分水解
③ 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解
3.检验糖类还原性实验成功的关键
①蔗糖或麦芽糖水解实验一般需要用水浴加热;
②检验水解产物为葡萄糖时,一定要先加NaOH溶液中和作催化剂的稀硫酸,至溶液呈碱性后再加银氨溶液或新制的Cu(OH)2,否则实验会失败。
A.可用银镜反应来鉴别葡萄糖和果糖
B.结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO的有机物与葡萄糖互为同系物
C.蔗糖水解后可得到果糖
D.麦芽糖水解后可得到果糖
C
解析　由于果糖在碱性条件下可以发生异构化反应,产生醛基,故葡萄糖和果糖都能发生银镜反应,不能用银镜反应来鉴别葡萄糖和果糖,A错误;由于CH2OH(CHOH)3CHO与葡萄糖相差一个“CH2O”,不符合同系物定义,B错误;蔗糖水解后,得到1分子葡萄糖和1分子果糖,C正确;麦芽糖水解只得到葡萄糖,D错误。
6.纤维素在纤维素酶的催化下可生成葡萄糖(单糖)、二糖(两分子葡萄糖脱除1分子水)等。下列说法正确的是(　　)
A.纤维素与淀粉互为同分异构体
B.纤维素的最终水解产物与蔗糖相同
C.在纤维素酶的催化下,温度越高,纤维素水解越彻底
D.纤维素与其他糖类化合物完全燃烧产物相同
D
解析　纤维素与淀粉的分子组成虽然均为(C6H10O5)n,由于n值不同,实质上二者的分子式不同,故不互为同分异构体,A错误;纤维素的最终水解产物为葡萄糖,蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,B错误;纤维素酶在高温下会失去活性,C错误;糖类化合物分子组成中只含有C、H、O三种元素,故糖类化合物完全燃烧只生成二氧化碳和水,D正确。
7.(2024·辽宁沈阳高二期末联考)同学们对淀粉的水解实验很感兴趣,于是分组进行了淀粉水解实验,为检验水解产物,设计了如图所示实验方案:
请回答下列问题:
(1)试剂1为稀硫酸,其作用是　　　　　　　　。
(2)请写出反应③的化学方程式:
　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
作催化剂
(3)如果小何在做实验的时候忘记加试剂2了,他　　　　　(填“能”或“不能”)看到砖红色沉淀,原因是　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(4)若小何按照实验方案进行操作观察到了砖红色沉淀,若他想要进一步检验淀粉是否完全水解,可取步骤①的少量水解液于试管中,加入碘水,证明淀粉完全水解的现象是　　　　　　　　。若取步骤②后的少量混合液于试管中,加入碘水,则
　　　　　(填“可以”或“不可以”)判断淀粉的水解程度,原因是
　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 　。
不能
没有中和作催化剂的稀硫酸
溶液不变蓝色
不可以
混合液中有过量的氢氧化钠,碘单质会先与氢氧化钠反应,无法遇淀粉变色,无法判断淀粉的水解程度
解析　(3)若没有加碱中和,后面加入的新制的氢氧化铜会与第一步加的稀硫酸反应,而不能与葡萄榶反应,故无法看到砖红色沉淀;(4)若淀粉完全水解,则水解液中不含淀粉,因此现象为溶液不变蓝色。若取步骤②后的少量混合液加入碘水,因为混合液中有过量的氢氧化钠,碘单质会先与氢氧化钠反应,无法遇淀粉变色,无法判断淀粉的水解程度。
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)糖的结构与性质
1.下列物质中不属于糖类物质的是(　　)
A.CH2OH—CHOH—CHO B.CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO
C.CH2OH—CHO D.CH2OH—(CHOH)3—CO—CH2OH
解析　A项,CH2OHCHOHCHO是多羟基醛,是最简单的糖;B项,CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO是脱氧核糖,属于多羟基醛,因此属于糖类;C项,CH2OH—CHO分子中含有醛基,但只有一个羟基,因此它不属于糖;D项,CH2OH—(CHOH)3—CO—CH2OH是多羟基酮,是果糖,属于单糖。
C
2.《尚书·洪范篇》有“稼稿作甘”之句,“甘”即饴糖。饴糖的主要成分是一种二糖,1 mol该二糖完全水解可生成2 mol葡萄糖。饴糖的主要成分是(　　)
A.淀粉 B.纤维素 C.果糖 D.麦芽糖
解析　淀粉、纤维素是多糖,果糖是单糖,1 mol麦芽糖完全水解可生成2 mol葡萄糖,因此饴糖的主要成分是麦芽糖。
D
3.(2024·河北保定高二月考)糖类物质是自然界分布最广泛、种类最多的有机化合物,是人类维持生命活动所需能量的主要来源。下列说法错误的是(　　)
A.不是所有的糖都有甜味
B.糖不一定是高分子化合物
C.蔗糖不能发生银镜反应,则麦芽糖也不能发生银镜反应
D.可发生水解的糖不一定是多糖
解析　糖分为单糖、低聚糖和多糖,葡萄糖和果糖等单糖、蔗糖和麦芽糖等二糖有甜味,但淀粉、纤维素没有甜味,A正确;糖分为单糖、低聚糖和多糖,其中单糖、蔗糖和麦芽糖等二糖不是高分子化合物,B正确;蔗糖是非还原糖,不能发生银镜反应,麦芽糖是还原糖,能发生银镜反应,C错误;蔗糖和麦芽糖都可以水解,但是这两者是二糖,不是多糖,D正确。
C
(二)单糖的结构与性质
4.糖尿病患者的糖代谢功能紊乱,其血液和尿液中的葡萄糖(结构如图所示)含量会超出正常范围。下列有关葡萄糖的说法正确的是(　　)
A.属于烃 B.与果糖互为同系物
C.常温下,难溶于水 D.实验式为CH2O
解析　葡萄糖属于烃的衍生物,A错误;由结构式和分子式,葡萄糖与果糖互为同分异构体,B错误;葡萄糖结构中有较多羟基,可以与水形成分子间氢键,故常温下,葡萄糖易溶于水,C错误;葡萄糖分子式C6H12O6,实验式为CH2O,D正确。
D
5.已知葡萄糖的结构简式为HOCH2(CHOH)4CHO,下列关于葡萄糖的说法不正确的是(　　)
A.完全燃烧的产物是CO2和H2O
B.1 mol葡萄糖发生银镜反应能生成2 mol Ag
C.含葡萄糖0.1 mol的水溶液与过量钠反应,得到0.25 mol的氢气
D.葡萄糖和果糖都能发生酯化反应
解析　葡萄糖中只含有碳、氢、氧三种元素,完全燃烧后的产物是CO2和H2O,A正确;1 mol—CHO可以生成2 mol Ag,所以1 mol葡萄糖发生银镜反应能生成2 mol Ag,B正确;葡萄糖水溶液中除了葡萄糖中的羟基与钠反应产生氢气外,水也可以和钠反应产生氢气,C错误;葡萄糖和果糖都含有羟基,所以都能发生酯化反应,D正确。
C
A.过程①、②均属于氧化反应
B.葡萄糖分子中含有醛基、羧基
C.在酒化酶的催化下,葡萄糖能发生水解反应生成乙醇
D.等质量的乙酸和葡萄糖分别完全燃烧,生成的CO2相同
D
解析　过程①属于还原反应, A错误;葡萄糖分子中含醛基和多个羟基,不含羧基,B错误;葡萄糖为单糖,不能发生水解反应,在酒化酶的催化下,葡萄糖能发生分解反应生成乙醇,C错误;乙酸与葡萄糖最简式相同,含碳量相同,等质量的乙酸和葡萄糖完全燃烧,生成的二氧化碳相同,D正确。
(三)二糖(蔗糖和麦芽糖)
7.有关麦芽糖的下列叙述中,错误的是(　　)
A.麦芽糖易溶于水,有甜味
B.麦芽糖能发生银镜反应,是一种还原糖
C.1 mol麦芽糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖
D.麦芽糖和蔗糖互为同分异构体
解析　麦芽糖易溶于水,有甜味,A正确;麦芽糖结构中含醛基,可以发生银镜反应,麦芽糖是一种还原糖,B正确;1 mol麦芽糖水解得到2 mol葡萄糖,1 mol蔗糖水解得到1 mol葡萄糖和1 mol果糖,C错误;麦芽糖和蔗糖是互为同分异构体的二糖,D正确。
C
8.蔗糖脂可由油酸(C17H33COOH)与蔗糖反应而得,其转化关系如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.蔗糖能发生银镜反应
B.油酸是一种不饱和高级脂肪酸
C.蔗糖脂属于油脂类物质
D.蔗糖脂在酸性条件下充分水解的最终产物为油酸和蔗糖
B
解析　从蔗糖结构简式知其不含醛基,故不能发生银镜反应,A错误;油酸中的-C17H33不满足饱和烷烃通式,油酸是一种不饱和高级脂肪酸,B正确;蔗糖脂含有酯基,属于酯类物质,C错误;蔗糖在酸性条件下还能进一步水解生成单糖(一分子葡萄糖和一分子果糖),D错误。
(四)多糖(淀粉和纤维素)
9.(2024·湖南资兴高二联考)李商隐曰:“偷随柳絮到城外,行过水西闻子规。”下列关于柳絮的说法错误的是(　　)
A.柳絮是混合物
B.人体不能利用柳絮补充能量
C.柳絮的主要成分是天然有机高分子化合物
D.柳絮的主要成分与淀粉互为同分异构体
D
解析　柳絮的主要成分是纤维素,纤维素是混合物,A正确;柳絮的主要成分是纤维素,人体不能用纤维素补充能量,B正确;柳絮的主要成分是纤维素,纤维素是天然有机高分子化合物,C正确;柳絮的主要成分是纤维素,纤维素与淀粉的分子式均为(C6H10O5)n,但由于n值不同,所以两者不互为同分异构体,D错误。
10.对于淀粉和纤维素两种物质,下列说法不正确的是(　　)
A.二者都属于糖类,且都是高分子化合物
B.二者含C、H、O三种元素的质量分数相同,且互为同分异构体
C.二者都能水解,且水解的最终产物相同
D.都可用(C6H10O5)n表示,且都不能发生银镜反应
解析　淀粉和纤维素都是多糖,都属于高分子化合物,A正确;二者分子式都可用(C6H10O5)n表示,所以C、H、O三种元素的质量分数相同,但n值不同,二者不是同分异构体,B错误;二者都能水解,最终产物是葡萄糖,C正确;二者都不含醛基,不能发生银镜反应,D正确。
B
11.直链淀粉的结构简式如图所示。下列有关说法中错误的是(　　)
A.淀粉溶液遇碘水变蓝色
B.淀粉属于多糖,满足通式Cx(H2O)y
C.淀粉能与银氨溶液反应生成银镜
D.淀粉的最终水解产物可表示为CH2OH(CHOH)4CHO
C
解析　淀粉溶液遇碘水中碘单质变蓝色,常用碘单质来检验淀粉,A正确;淀粉能水解生成葡萄糖,属于多糖,满足通式Cx(H2O)y,B正确;淀粉不能与银氨溶液反应生成银镜,其水解生成的还原糖能与银氨溶液反应生成银镜,C错误;淀粉的最终水解产物葡萄糖,可表示为CH2OH(CHOH)4CHO,D正确。
12.某同学称取9.00 g淀粉溶于水,测定淀粉的水解百分率。其程序如下:
试回答下列问题:
(1)各步加入的试剂为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悬浊液
不可以
葡萄糖与氢氧化铜的反应必须在碱性条件下才能进行
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,使混合液呈碱性;向混合液中加入新制氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾生成红色沉淀,证明淀粉已水解,水解后的溶液加碘水变蓝,则说明水解不完全;(2)葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应应该在碱性环境下进行,加NaOH溶液的作用是中和稀硫酸,使混合液呈碱性,若不加氢氧化钠溶液,此时的酸性环境破坏了新制Cu(OH)2悬浊液,所以不可以不加入B溶液;
18%
B级　素养培优练
13.β-1,3-葡聚糖具有明显的抗肿瘤功效,受到广泛的关注。β-1,3-葡聚糖的结构简式如图所示,下列说法不正确的是(　　)
A.分子式为(C6H10O5)n
B.与葡萄糖互为同系物
C.可以发生氧化反应
D.β-1,3-葡聚糖能发生酯化反应
B
解析　根据结构简式可分析出β-1,3-葡聚糖的分子式可表示为(C6H10O5)n,A正确;该有机物与葡萄糖的结构不相似,分子组成上相差的不是CH2原子团,二者不互为同系物,B错误;该有机物可以发生氧化反应,如燃烧、醇的氧化等反应,C正确;β-1,3-葡聚糖中含有醇羟基,能与羧酸发生酯化反应,D正确。
14.以淀粉为基本原料可制备许多物质。例如:
下列有关说法中不正确的是(　　)
A.反应③的条件是浓硫酸、170 ℃,反应④是加聚反应,反应⑤是氧化反应
B.淀粉是糖类物质,反应①是水解反应
C.乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键,均可使溴的四氯化碳溶液褪色
D.在加热条件下,可用新制氢氧化铜将葡萄糖、乙醇区别开
C
解析　③为乙醇发生消去反应生成乙烯,条件是浓硫酸、170 ℃,④为乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,⑤为乙醇氧化生成乙醛,A正确;淀粉是糖类物质, B正确;聚乙烯分子中不含有碳碳双键,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,C错误;在加热条件下,葡萄糖可与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,乙醇与新制氢氧化铜不反应,可以区分,D正确。
15.淀粉水解的最终产物A可发生如下反应,下列说法不正确的是(　　)
A.A的分子式为C6H12O6
B.C分子中含有羟基和羧基两种官能团
C.氧化剂1、2均可用[Ag(NH3)2]OH
D.化合物E可形成分子内氢键
C
解析　淀粉水解的最终产物A为葡萄糖,其结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,据题中信息可知,在发生氧化反应时,分子中的醛基(—CHO)最易被氧化为羧基(—COOH),分子式由C6H12O6变为C6H12O7 ,即B物质为HOCH2(CHOH)4COOH,B分子内的羟基与羧基在一定条件下可以发生酯化反应,生成环状酯类物质D;葡萄糖分子中的醛基经加氢还原生成己六醇,分子式变为C6H14O6;葡萄糖末端的—CH2OH 比中间的结构较易氧化,所以—CH2OH 先去氢生成醛基,再氧化为羧基,生成分子式为C6H10O8的物质。A为葡萄糖,分子式为C6H12O6,A正确;葡萄糖末端的—CH2OH 比中间的结构较易氧化,所以—CH2OH 先去氢生成醛基,再氧化为羧基,生成分子式为C6H10O8的C,C中含有羟基和羧基,B正确;[Ag(NH3)2]OH只能将醛基氧化为羧基,由分析可知,氧化剂2不能用[Ag(NH3)2]OH,C错误;化合物E为己六醇,其中的羟基都是相邻的,可形成分子内氢键,D正确。
16.(2024·福建南安高二期末)酶在生物活动中起着至关重要的作用,某实验小组为了证明酶的催化作用具有专一性,现设计实验如下:
①在试管A、B中分别加入2 mL 1%的淀粉溶液,试管
C、D中分别加入2 mL 2%的蔗糖溶液。
②在试管A、C中再分别加入2 mL稀释唾液,试管B、D中再分别加入2 mL蒸馏水。
③将A、B、C、D四支试管放在37 ℃温水中保温10~15 min。
④然后在四支试管中分别加入新制的Cu(OH)2,加热煮沸。
试回答下列问题。
(1)写出淀粉在唾液作用下发生反应生成二糖的化学方程式:
　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　　　。
(2)如何证明淀粉已经完全水解 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。
(3)第④步实验后,A、B、C、D四支试管中能生成砖红色沉淀的是　　　　　,此实验能证明酶的催化作用具有专一性的现象是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。
加入碘水,若溶液不变颜色,则淀粉完全水解
A
A中出现砖红色沉淀而C中不出现砖红色沉淀

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