人教版化学选修一第一章知识点总结

人教版化学选修一第一章知识点总结

一、生命的基础能源——糖类。

1. 糖类的组成与分类。

- 组成：糖类一般由C、H、O三种元素组成，大多数糖类的化学组成符合通式C_n(H_2O)_m，但有些糖不符合，如鼠李糖C_6H_12O_5。

- 分类：

- 单糖：不能水解的糖，如葡萄糖和果糖，化学式均为C_6H_12O_6，葡萄糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮。

- 二糖：能水解生成两分子单糖的糖，如蔗糖和麦芽糖，化学式均为C_12H_22O_11。蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，麦芽糖水解生成两分子葡萄糖。

- 多糖：能水解生成许多分子单糖的糖，如淀粉和纤维素，化学式均为(C_6H_10O_5)_n，n值不同，二者不是同分异构体。

2. 葡萄糖。

- 物理性质：白色晶体，有甜味，能溶于水。

- 化学性质：

- 还原性：能发生银镜反应（与银氨溶液反应），反应方程式为CH_2OH(CHOH)_4CHO + 2Ag(NH_3)_2OH→()CH_2OH(CHOH)_4COONH_4+2Ag↓+

3NH_3+H_2O；也能与新制氢氧化铜悬浊液反应，反应方程式为CH_2OH(CHOH)_4CHO+2Cu(OH)_2+NaOH→()CH_2OH(CHOH)_4COONa +

Cu_2O↓+3H_2O。

- 加成反应：与H_2发生加成反应生成己六醇。 - 发酵反应：在酒化酶作用下转化为乙醇，反应方程式为C_6H_12O_6→(酒化酶, )2C_2H_5OH + 2CO_2↑。

- 葡萄糖在人体内的作用：提供能量，在体内被氧化的化学方程式为C_6H_12O_6(s)+6O_2(g)→6CO_2(g)+6H_2O(l)，Δ H=-2804kJ/mol。

3. 淀粉和纤维素。

- 淀粉：

- 物理性质：白色、无气味、无味道的粉末状物质，不溶于冷水，在热水中形成胶状淀粉糊。

- 化学性质：水解反应，在稀酸或淀粉酶作用下逐步水解，最终生成葡萄糖，反应方程式为(C_6H_10O_5)_n+nH_2O→(酸或酶, )nC_6H_12O_6；淀粉遇碘变蓝，可用于检验淀粉的存在。

- 在人体内的消化过程：淀粉在口腔中部分水解为麦芽糖，在小肠中完全水解为葡萄糖被吸收。

- 纤维素：

- 物理性质：白色、无臭、无味的具有纤维状结构的物质，不溶于水，也不溶于一般有机溶剂。

- 化学性质：水解反应比淀粉困难，在浓硫酸催化下加热能水解，反应方程式为(C_6H_10O_5)_n+nH_2O→(,浓硫酸, )nC_6H_12O_6；纤维素能与硝酸、醋酸等发生酯化反应制备纤维素硝酸酯（俗称硝化纤维）、纤维素醋酸酯（俗称醋酸纤维）等。

二、重要的体内能源——油脂。

1. 油脂的组成和结构。 - 组成：油脂是由高级脂肪酸和甘油形成的酯，属于酯类化合物。常见的高级脂肪酸有硬脂酸C_17H_35COOH、软脂酸C_15H_31COOH、油酸C_17H_33COOH等。

- 结构：油脂的结构可表示为begin{matrix}R_1 - COO - CH_2 R_2 - COO - CH

R_3 - COO - CH_2end{matrix}，若R_1 = R_2=R_3，称为单甘油酯；若R_1、R_2、R_3不同，则称为混甘油酯。天然油脂大多为混甘油酯。

2. 油脂的性质。

- 物理性质：油脂的密度比水小，粘度比较大，不溶于水，易溶于有机溶剂。

- 化学性质：

- 水解反应：

- 在酸性条件下，油脂水解生成高级脂肪酸和甘油，反应方程式为begin{matrix}R_1 - COO - CH_2 R_2 - COO - CH R_3 - COO -

CH_2end{matrix}+3H_2O→(H^+, )begin{matrix}R_1COOH R_2COOH

R_3COOHend{matrix}+begin{matrix}CH_2 - OH CH - OH CH_2 - OHend{matrix}。

- 在碱性条件下（皂化反应），油脂水解生成高级脂肪酸盐和甘油，反应方程式为begin{matrix}R_1 - COO - CH_2 R_2 - COO - CH R_3 - COO -

CH_2end{matrix}+3NaOH→begin{matrix}R_1COONa R_2COONa

R_3COONaend{matrix}+begin{matrix}CH_2 - OH CH - OH CH_2 - OHend{matrix}，高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分。

- 油脂的氢化（油脂的硬化）：不饱和油脂（含碳碳双键）与氢气发生加成反应，可将液态油转变为固态脂肪，反应方程式为begin{matrix}R_1 - COO - CH_2

R_2 - COO - CH R_3 - COO - CH_2end{matrix}+3H_2→(催化剂, )begin{matrix}R_1 -

COO - CH_2 R_2 - COO - CH R_3 - COO - CH_2end{matrix}（R_1、R_2、R_3中的双键被加氢）。

3. 油脂在体内的变化。 - 在人体内，油脂主要在小肠中被消化吸收，先水解为高级脂肪酸和甘油，然后高级脂肪酸被氧化释放能量，同时生成二氧化碳和水。

三、生命的基础——蛋白质。

1. 蛋白质的组成和结构。

- 组成：蛋白质由C、H、O、N等元素组成，有些蛋白质还含有S、P等元素。相对分子质量很大，属于天然高分子化合物。

- 结构：

- 一级结构：蛋白质中各种氨基酸的连接方式和排列顺序。

- 二级结构：多肽链卷曲盘旋和折叠的空间结构，如α - 螺旋结构和β - 折叠结构。

- 三级结构：在二级结构基础上进一步盘曲折叠形成的三维结构。

- 四级结构：由多条具有三级结构的肽链通过非共价键相互作用形成的更为复杂的空间结构（并非所有蛋白质都有四级结构）。

2. 氨基酸。

- 组成和结构：氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元，其通式为R - CH(NH_2)

- COOH。常见的氨基酸有甘氨酸(H_2N - CH_2 - COOH)、丙氨酸(CH_3 - CH(NH_2) -

COOH)等。

- 性质：

- 两性：既能与酸反应，又能与碱反应。例如，甘氨酸与盐酸反应的方程式为H_2N - CH_2 - COOH+HCl→ Cl^-+H_3N^+-CH_2-COOH；与氢氧化钠反应的方程式为H_2N - CH_2 - COOH+NaOH→ H_2N - CH_2-COO^-+Na^++H_2O。 - 成肽反应：两个氨基酸分子（可以相同或不同）通过脱水缩合形成二肽，反应方程式为R - CH(NH_2) - COOH+R' - CH(NH_2) - COOH→ R - CH(NH_2) - CONH

- CH(R') - COOH + H_2O。

3. 蛋白质的性质。

- 盐析：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液（如(NH_4)_2SO_4、Na_2SO_4等），蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，盐析是可逆过程，不影响蛋白质的结构和性质，可用于蛋白质的分离和提纯。

- 变性：在受热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作用下，蛋白质的性质发生改变而凝结，变性是不可逆过程，会破坏蛋白质的结构。例如，加热能使蛋白质变性，重金属盐（如Cu^2 + 、Pb^2+等）能使蛋白质变性中毒。

- 颜色反应：某些蛋白质与浓硝酸作用会显黄色，可用于鉴别蛋白质。

- 灼烧：蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味，可用于鉴别蛋白质与其他物质。

4. 蛋白质在人体内的作用。

- 蛋白质是构成人体细胞的基础物质，在人体的生长发育、新陈代谢等生理过程中起着重要作用。人体通过食物摄入的蛋白质在胃肠道中水解为氨基酸，然后重新合成人体所需的蛋白质。

四、维生素和微量元素。

1. 维生素。

- 分类：

- 脂溶性维生素：如维生素A、D、E、K等，不溶于水，易溶于有机溶剂，在食物中与脂类共存，在体内的吸收与脂类有关。

- 水溶性维生素：如维生素C、B族维生素（B_1、B_2、B_6、B_12等），易溶于水，在体内不易储存，需经常从食物中摄取。 - 维生素C（抗坏血酸）：

- 结构简式为C_6H_8O_6，是一种多羟基化合物。

- 性质：具有还原性，能将I_2还原为I^-，可用于定量测定维生素C的含量，反应方程式为C_6H_8O_6+I_2→ C_6H_6O_6+2HI；在水溶液中易被氧化，在碱性条件下更易被氧化，烹饪过程中易损失。

- 在人体内的作用：参与体内的氧化还原反应，促进胶原蛋白的合成，增强机体抵抗力等。

2. 微量元素。

- 人体中的微量元素：含量在0.01%以下的元素，如铁、锌、硒、碘、氟等。

- 铁：是人体必需的微量元素之一，是血红蛋白的重要组成部分，缺铁会导致缺铁性贫血。食物中的铁以Fe^2+和Fe^3+的形式存在，Fe^2+更易被人体吸收。

- 碘：是甲状腺激素的重要组成部分，缺碘会引起甲状腺肿大（大脖子病），可通过食用加碘盐（一般添加KIO_3）补充碘元素。

- 锌：在人体的生长发育、免疫调节等方面起重要作用，缺锌会影响儿童的生长发育、智力发育等。