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第1课时　糖类
专题6
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.能描述糖类的组成、结构特点及分类。能从葡萄糖的结构式认识葡萄糖的化学性质,了解葡萄糖的用途。
2.能结合实验认识二糖、多糖的水解规律;能描述淀粉和纤维素的典型性质和用途。
3.宏观辨识与微观探析:能从糖类官能团的结构特点,理解糖类的化学性质,并掌握糖类的特殊性。科学态度与社会责任:能从糖类食品加工和生物质能的开发,认识糖类对生命活动、人类健康和环境保护的重要性。
自主预习 新知导学
一、糖类—单糖的性质及应用
1.糖类。
(1)定义:糖类一般是指多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质。
(2)糖类的分类。
②低聚糖:通常把由不到20个单糖缩合形成的糖类化合物称为低聚糖。如二糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖等,这几种糖互为同分异构体,其分子式均为C12H22O11。
③多糖:最常见的多糖是淀粉和纤维素,其通式均为(C6H10O5)n。
2.葡萄糖和果糖。
(1)葡萄糖和果糖的分子组成与结构。
名称 分子式 结构简式 官能团 类别 两者关系
葡萄糖 C6H12O CH2OH(CHOH)4CHO —OH、 —CHO 己醛糖 同分异
构体
果糖 C6H12O6 、 —OH 己酮糖
(2)葡萄糖的化学性质。
葡萄糖分子中含—CHO,能发生氧化反应和还原(加成)反应;含—OH,能发生酯化(取代)反应。
①完全燃烧生成CO2和H2O。
②葡萄糖与乙酸完全酯化,1 mol葡萄糖需5 mol乙酸。
③葡萄糖能和银氨溶液反应,也能和新制的Cu(OH)2悬浊液反应。
④与氢气反应生成直链己六醇。
【自主思考1】 葡萄糖与果糖是什么关系 写出葡萄糖分别与银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式。
提示:互为同分异构体。
二、多糖的性质及应用
1.二糖。
(1)定义:由两个单糖分子之间脱去一分子水形成的糖,结构比较复杂。
(2)常见的二糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖。
(3)性质。
①银镜反应:能发生银镜反应的常见二糖有麦芽糖、乳糖、纤维二糖。
②水解反应:
a.蔗糖在硫酸催化下会水解生成葡萄糖和果糖,化学方程式为
b.麦芽糖、纤维二糖水解后都只得到葡萄糖,乳糖水解后则得到半乳糖和葡萄糖。麦芽糖、纤维二糖在结构上仅存在微小差异,但性质存在明显不同:麦芽糖有甜味且能被人体水解,而纤维二糖无甜味且不能被人体水解。
2.多糖——淀粉和纤维素。
(1)组成:淀粉和纤维素组成都可以用(C6H10O5)n表示,淀粉分子中含有几百到几千个葡萄糖单元,纤维素分子中所含的葡萄糖单元更多。
(2)性质。
①水解反应:在无机酸或酶的催化下,淀粉和纤维素可以发生水解反应。淀粉在淀粉酶催化下水解生成麦芽糖,在酸催化下水解则生成葡萄糖。纤维素完全水解的化学方程式为
②纤维素的酯化反应。
纤维素在一定条件下可与浓硝酸发生酯化反应得到纤维素硝酸酯(俗称
硝化纤维)。化学方程式为
纤维素能与乙酸酐作用生成纤维素乙酸酯(俗称醋酸纤维)。
(3)用途。
①多糖是生物体重要的组成成分。纤维素是构成植物细胞壁的基础物质,淀粉则是植物贮存能量的主要形式。
②人类对纤维素利用历史悠久,其中造纸术是杰出代表。
③含氮量高的硝化纤维是一种烈性炸药,醋酸纤维常用于生产电影胶片片基,黏胶纤维用于生产人造丝或人造棉。
【自主思考2】 人体不能消化纤维素,但纤维素是人类食物中不可缺少的。膳食中的纤维素对人体健康有哪些积极作用
提示:纤维素能使肠道保持湿润、通畅并有助于食物消化吸收;能加强肠道蠕动,减少有毒物质的积累和停留时间,有助于预防肠道疾病的发生。
【效果自测】
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)含有C、H、O三种元素的有机物叫糖。(　　)
(2)糖类通常根据能否水解以及水解后的产物来分类的。(　　)
(3)葡萄糖和果糖互为同系物。(　　)
(4)糖类物质均能发生银镜反应。(　　)
(5)淀粉和纤维素的通式相同且最终水解产物相同。(　　)
(6)向淀粉水解液中加入Cu(OH)2并加热未出现红色沉淀,说明淀粉没有水解。(　　)
√
×
×
×
√
×
2.下列有关糖类物质的叙述中正确的是(　　)。
A.凡符合通式Cm(H2O)n的化合物都属于糖类,不符合通式Cm(H2O)n的化合物都不属于糖类
B.凡具有甜味的物质都属于糖类,凡不具有甜味的物质都不属于糖类
C.糖类物质只含碳、氢、氧三种元素,但含碳、氢、氧三种元素的有机物不一定是糖类
D.糖类物质都具有还原性
答案:C
解析:糖类一般是多羟基酮或多羟基醛以及能水解生成它们的物质,与是否符合通式Cm(H2O)n、是否有甜味没有必然联系,A、B项错误。糖类物质有的具有还原性,有的不具有还原性,D项错误。
合作探究 释疑解惑
探究任务1
葡萄糖的结构与性质
问题引领
将葡萄糖溶液分别滴入酸性高锰酸钾溶液和溴水中,会有何现象
提示:酸性高锰酸钾溶液和溴水均会褪色,因为它们都是强氧化剂,可以氧化葡萄糖中的醛基而褪色。
归纳提升
1.葡萄糖分子结构的探究。
步骤 探究实验 推理 结论
① 1.80 g葡萄糖完全燃烧,得到2.64 g CO2和1.08 g H2O 0.01 mol葡萄糖中, n(C)=0.06 mol, n(H)=0.12 mol, n(O)=0.06 mol 最简式为CH2O
② 经质谱法测出葡萄糖的相对分子质量为180 Mr[(CH2O)n]=180,得n=6 分子式为C6H12O6
步骤 探究实验 推理 结论
③ 在一定条件下,1.80 g葡萄糖与乙酸完全酯化,生成乙酸酯的质量为3.90 g n(葡萄糖)= 0.01 mol,1 mol羟基与乙酸发生酯化反应,生成酯的质量比原物质的质量增加42 g(即C2H2O),现增加2.10 g,即含有羟基0.05 mol 1 mol葡萄糖中有5 mol羟基
④ 葡萄糖可以发生银镜反应 — 分子中含有醛基
⑤ 葡萄糖可以被还原为直链己六醇 — 葡萄糖分子为直链结构
2.葡萄糖的化学性质。
(1)羟基的性质。
酯化反应:葡萄糖分子中的羟基能与羧酸发生酯化反应,1 mol葡萄糖最多能与5 mol一元羧酸发生酯化反应。
(2)醛基的性质。
①氧化反应。
反应种类 实验操作 实验现象 反应的化学方程式
银镜 反应 试管内壁上有银镜出现 CH2OH(CHOH)4CHO+
2Ag(NH3)2OH CH2OH(CHOH)4COONH4+
2Ag↓+3NH3+H2O
反应种类 实验操作 实验现象 反应的化学方程式
与新制的 Cu(OH)2 悬浊液反应 试管中有红色沉淀出现 CH2OH(CHOH)4CHO+ 2Cu(OH)2+NaOH
CH2OH(CHOH)4COONa+
Cu2O↓+3H2O
生理 氧化 在人体组织中,葡萄糖在酶的催化作用下,被氧化为CO2和H2O,同时放出热量,以维持人体生命活动所需要的能量 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O
②还原反应:葡萄糖分子中含有醛基。醛基中的碳氧双键能够发生加成反应,葡萄糖可被催化加氢还原成己六醇,
(3)其他性质。
①氧化反应:
典型例题
【例题1】 下列关于葡萄糖和果糖的说法错误的是(　　)。
A.葡萄糖和果糖都是常见的多羟基醛
B.葡萄糖和果糖都能与H2在一定条件下作用生成己六醇
C.葡萄糖与乙酸作用可生成葡萄糖五乙酸酯
D.葡萄糖和果糖都是单糖,互为同分异构体
答案:A
解析:葡萄糖是多羟基醛,而果糖是多羟基酮,A项错误。葡萄糖分子中含有5个—OH和1个—CHO,果糖分子中含有5个—OH和1个 ,醛基和羰基都能与H2加成,生成己六醇,B项正确。葡萄糖分子中含有5个—OH,与乙酸反应可生成葡萄糖五乙酸酯,C项正确。葡萄糖和果糖都是单糖,分子式均为C6H12O6,结构不同,两者互为同分异构体,D项正确。
葡萄糖和果糖的比较
类别 葡萄糖 果糖 分子式 C6H12O6 C6H12O6 物理性质 白色晶体,有甜味,易溶于水 无色晶体,有甜味,易溶于水、乙醇和乙醚 结构简式 (多羟基醛) (多羟基酮) 相互关系 互为同分异构体 用途 用于制镜、糖果、医药等行业 主要用于食品工业
【变式训练1】 下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是(　　)。
A.加金属钠看是否有氢气放出
B.与新制的氢氧化铜悬浊液混合后共热,观察是否有红色沉淀生成
C.与醋酸和浓硫酸共热,观察是否有水果香味物质生成
D.加入酸性高锰酸钾溶液,看溶液是否褪色
答案:B
解析:检验葡萄糖可利用其分子结构中含有醛基,将其与新制的氢氧化铜悬浊液混合后共热,看是否有红色沉淀生成来判定,也可借助银镜反应来检验葡萄糖。
探究任务2
二糖
问题引领
1.向银氨溶液中加入蔗糖溶液,水浴加热。观察到没有银镜生成。
通过上述实验,你能得出什么结论
提示:蔗糖分子结构中不含醛基,无还原性,是一种非还原性糖,故不能发生银镜反应。
2.向蔗糖溶液中加入稀硫酸,加热一段时间后,加入NaOH溶液,调节溶液呈碱性,再加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热。可见有红色沉淀出现。
通过上述实验,你能得出什么结论
提示:蔗糖在硫酸的催化作用下能发生水解反应,其水解产物能与新制的氢氧化铜悬浊液反应。
归纳提升
1.蔗糖、麦芽糖的结构和化学性质的实验探究。
实验步骤 实验现象 实验结论
试管内无明显现象 蔗糖分子中无醛基,是非还原性糖;麦芽糖分子中含有醛基,是还原性糖
试管内产生红色沉淀 实验步骤 实验现象 实验结论
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;加入新制的氢氧化铜悬浊液的试管中都出现红色沉淀 蔗糖的水解产物分子中含有醛基,具有还原性;
麦芽糖的水解产物分子中含有醛基,具有还原性
为保证上述实验成功,应注意:
①盛蔗糖或麦芽糖溶液的试管要预先洗净,可先用NaOH溶液洗涤,再用清水洗净;
②蔗糖或麦芽糖水解实验需要用水浴加热;
③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氢氧化铜悬浊液,否则实验会失败。
2.蔗糖和麦芽糖的比较。
名称 蔗糖 麦芽糖
相同点 (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)水解产物都能发生银镜反应,都能还原新制的Cu(OH)2悬浊液 (4)都具有甜味(蔗糖更甜) 不 同 点 官能团 不含醛基(非还原性糖) 含有醛基(还原性糖)
化学性质 不能发生银镜反应,也不能还原新制的Cu(OH)2悬浊液 能发生银镜反应,能还原新制的Cu(OH)2悬浊液
水解产物 葡萄糖和果糖 葡萄糖
来源 以甘蔗和甜菜含量最多 淀粉在酶作用下的水解产物
用途 甜味食物、制红糖和白糖等 甜味食物、制饴糖
典型例题
【例题2】 下列关于蔗糖属于非还原性糖,而其水解产物具有还原性的实验方案的说法中正确的是(　　)。
A.验证蔗糖属于非还原性糖的操作顺序:④③
B.验证蔗糖属于非还原性糖的操作顺序:④②⑤
C.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:①④⑤
D.验证蔗糖水解产物具有还原性的操作顺序:②④⑤
答案:D
解析:糖类是否属于还原性糖,可通过银镜反应加以证明。银镜反应应该在水浴中进行加热,故不能选择③,同时考虑到银镜反应的发生应该在碱性条件下进行,故蔗糖水解后应先加碱中和过量的酸,才能进行银镜反应。综上所述,D项正确。
1.能发生银镜反应的物质,其分子结构中必含有—CHO的结构,但不一定属于醛类。目前已学过的能发生银镜反应的物质:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等。
2.能发生水解反应的物质主要有酯、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、酰胺等。卤代烃在碱性条件下水解,酯在酸性或碱性条件下均能水解,其中碱性条件下水解趋于完全,蔗糖、麦芽糖在稀硫酸作催化剂条件下能水解。
【变式训练2】 下列关于二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.蔗糖与麦芽糖的水解产物完全相同
D.麦芽糖能发生银镜反应,蔗糖不能发生银镜反应
答案:C
解析:蔗糖与麦芽糖的分子式都是C12H22O11,两者互为同分异构体;麦芽糖是还原性二糖,而蔗糖无还原性;蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖,而麦芽糖的水解产物只有葡萄糖。
探究任务3
淀粉和纤维素的比较
问题引领
1.鉴别淀粉和纤维素的方法有哪些
提示:①分别加入碘水,变蓝色的为淀粉;②分别加热水搅拌,呈糊状的为淀粉;③放在嘴里咀嚼,有甜味的是淀粉。
2.如何利用淀粉制取酒精 写出相应的化学方程式。
提示:由淀粉制取酒精的过程为
归纳提升
1.淀粉和纤维素的比较。
类别 淀粉 纤维素
通式 (C6H10O5)n (C6H10O5)n
结构 由几百到几千个葡萄糖单元构成 纤维素分子中所含的葡萄糖单元更多
物理 性质 白色、无气味、无味道的粉末状的物质,不溶于冷水 白色、无气味、无味道的粉末状的物质,不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂
化学 性质 ①遇碘变蓝;②无还原性;③能发生水解反应,最终产物是葡萄糖 ①遇碘不变蓝;②无还原性;③能发生水解反应,但比淀粉困难,最终产物是葡萄糖
类别 淀粉 纤维素
用途 是植物贮存能量的主要形式;是一种重要的工业原料,可以制造葡萄糖和酒精等 是构成植物细胞壁的基础物质;膳食纤维是人体消化过程中的重要物质;普遍用于纺织工业、造纸和制造人造纤维等
相互 关系 由于葡萄糖单元的结构和数目不同,淀粉和纤维素既不是同分异构体,也不是同系物。都属于天然高分子化合物 2.淀粉水解程度的判断。
(1)实验原理:用银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液和碘水来检验淀粉是否发生了水解及水解是否完全。
(2)实验步骤。
(3)实验现象和结论。
编号 现象A 现象B 结论
① 未出现银镜 溶液变成蓝色 淀粉尚未水解
② 出现银镜 溶液变成蓝色 淀粉部分水解
③ 出现银镜 溶液不变蓝色 淀粉完全水解
典型例题
【例题3】 某学生设计了以下四个实验方案,用以检验淀粉的水解情况。
根据上述操作现象,回答设计、结论是否正确。然后简要说明理由。
(1)甲方案　 。
(2)乙方案　 。
(3)丙方案　 。
(4)丁方案　 。
答案:(1)设计和结论都不正确。因加入NaOH溶液呈碱性后,加入I2,I2与NaOH溶液发生反应,不能证明淀粉是否存在
(2)设计和结论都不正确。因为在酸性条件下,加入的银氨溶液与酸反应,不能与葡萄糖发生银镜反应。按方案乙的设计,不能证明淀粉的水解程度
(3)设计和结论都正确。按设计的方案进行实验,有银镜现象,说明淀粉已水解生成了葡萄糖
(4)设计和结论都正确。按设计方案进行实验,溶液变蓝又有银镜现象,说明既有淀粉又有葡萄糖,淀粉部分水解
解析:在具体设计实验时,要注意两点:一是在检验葡萄糖存在时,加银氨溶液之前,要加碱中和溶液中的硫酸;二是检验淀粉存在时,不能是碱性溶液,因为碘能与NaOH反应,因此水解液可以直接加碘水检验,不必先中和。若淀粉水解完全时,则在溶液中加入碘水,溶液不会出现蓝色;若淀粉尚未水解,加入银氨溶液,水浴加热,溶液不会出现银镜反应;若淀粉部分水解,则既要用碘水检验淀粉的存在,又要用银氨溶液检验葡萄糖的存在。
淀粉的水解程度及水解产物检验时的注意事项
1.验证淀粉的水解产物时,加银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液前,要先加入NaOH溶液中和后再进行实验。
2.要验证淀粉水解后的混合液中是否还有淀粉,应直接取水解后的混合液加碘水,而不能在加入NaOH溶液中和后再加碘水。
【变式训练3】 向淀粉溶液中加入少量稀硫酸,并水浴加热使之发生水解。为测定淀粉水解的程度,下列所给试剂中,能完成实验的试剂组合是(　　)。
①NaOH溶液　②银氨溶液　③新制的氢氧化铜悬浊液　④碘水　⑤BaCl2溶液
A.①⑤ B.②④
C.①③④ D.②③④
答案:C
解析:检验淀粉水解程度时,检验淀粉应用碘水;检验产物时应加NaOH溶液中和至碱性,再用新制的氢氧化铜悬浊液或银氨溶液检验。
课堂小结

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