[推荐学习]高中化学专题5生命活动的物质基础第一单元糖类油脂第1课时糖类教学案苏教版选修5
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2021年高中化学专题五第一单元糖类油脂教案苏教版选修5
教学课题:葡萄糖糖类
教学课型:新授课
教学目标:1. 使学生了解糖类的组成和分类和生物质能源开发上的应用。
2. 使学生掌握葡萄糖的结构简式和重要性质,了解葡萄糖的制法和用途.
3. 使学生掌握蔗糖的分子组成、性质和用途,并对麦芽糖有一定的了解.
4. 使学生掌握蔗糖和麦芽糖的鉴别方法.
5. 了解食品添加剂与人体健康的关系
教学重点难点::葡萄糖的结构简式和重要性质,葡萄糖、蔗糖和麦芽糖的鉴别方法教学模式:讨论探究
1.葡萄糖是单糖的主要原因是()
A.在糖类物质中含碳原子最少
B.不能水解成更简单的糖
C.分子中有一个醛基
D.分子结构最简单
2.能说明葡萄糖是一种还原性糖,依据是( )
A.与H2加成生成六元醇
B.能发生银镜反应
C.能发生酯化反应
D.能与新制Cu(OH)2悬浊液共热生成红色沉淀。
糖类油脂【教学目标】一、知识与技能目标:1.了解糖类的组成和分类和生物质能源的开发上的应用。
2.掌握葡萄糖的结构简式和重要性质。
二、过程与方法目标1.通过葡萄糖结构的探究实验,使学生学会运用以实验为基础的实验研究方法。
2.通过“猜测”“归纳”等活动,提高学生分析、联想、类比、迁移及概括的能力。
三、情感态度与价值观1.能以“联想、质疑”激发学生的学生兴趣;能以“迁移、应用”让学生体会学习的成功感;能通过“交流、研讨”活动,培养学生合作学习的意识。
2.通过学生身边最熟悉的葡萄糖,让学生感受到化学其实离我们并不远,让学生关注化学与生命活动的联系。
【教学重难点】葡萄糖的结构和性质【教学模式】讨论探究【教学过程】引入:糖类物质是自然界分布最广泛、数量最多的有机化合物,请问,在日常生活中,你们见过那些富含糖类的物质?投影:生活中常见富含糖类的物质问题1:以上物质都有甜味吗?过渡:其实,在植物体中,糖类的含量为植物干重的85%~90%。
可以说,糖类是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。
问题2:葡萄糖是我们很熟悉的糖类物质,你们对它了解多少呢?它有怎样的结构呢?一、葡萄糖结构式的确定回顾:测定有机物分子结构的步骤实验式 性质相对分子质量 确定分子式 确定结构式探究1:(一)分子式的确定 已知:1.180g 的葡萄糖完全燃烧,只得到2.64gCO 2和1.08gH 2O 2.葡萄糖相对分子质量为180结论:经过算,葡萄糖的实验式为CH 2O ,分子式为C 6H 12O 6 探究2:(二)结构式的确定演示实验:2%氨水 1ml 10%葡萄糖溶液 2ml 2%AgNO 3溶液至沉淀恰好溶解 水浴加热3-5min 现象:有银镜生成 结论:葡萄糖中含有—CHO 已知:1.在一定条件下,1.80g 葡萄糖与乙酸完全酯化,生成的乙酸酯的质量为3.90g 2.葡萄糖可被还原为直链六元醇结论:一个葡萄糖分子中含有5个—OH ,6个碳排成直链。
专题五生命活动的物质基础第一单元糖类、油脂第一课时葡萄糖一、教学背景(一)课标要求(1)了解糖类的组成和性质特点,能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。
(2)能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。
(3)了解常见有机化合物的结构、分子中的官能团以及确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法。
(二)教材分析葡萄糖是苏教版高中化学有机化学基础专题5第一单元第1课时。
从教材编排体系来看,本课时是烃的衍生物知识的深化和发展:即从单官能团物质深化到多官能团物质,从简单有机物发展到复杂有机物。
本课时安排在烃衍生物之后,通过烃和烃的衍生物的学习,学生对常见官能团(如碳碳双键、—CHO、—COOH、—OH等)结构的性质已有一定认识,对研究有机物的一般方法和步骤也有一定了解,这是本课学习研究的基础。
本课又是后续课程学习多糖、油脂、蛋白质、高分子化合物知识的准备。
通过本课时的学习,为后续课程学习做铺垫,起到了承前启后的作用。
(三)学情分析学生分析:经过高中一年多的严格要求,绝大部分学生学习自觉性较高,已经养成了课前研读教材、查阅相关资料,自主预习的好习惯。
课上思维敏捷,小组内团结奋进、互帮互助,具有很强的小组集体荣誉感。
这样使得课上以小组为单位的讨论、展示、质疑和点评流程能够很顺畅的进行。
知识基础:在必修二中已经介绍过糖类,但由于必修二学习时已学的有机物相关知识以及研究有机物的一般方法还不够全面,不足以从结构的角度认识糖类的性质。
选修五已经学了烃以及烃的衍生物的有关知识,葡萄糖结构中所包含的官能团醛基及醇羟基的性质学生都已经掌握。
在此基础上进行葡萄糖结构的探究可以说是水到渠成。
能力起点:学生已经具备设计和评价实验方案的能力,分析实验现象、处理实验数据得出合理结论的能力,接受吸收整合新知识的能力。
这将有助于他们设计出即合理又简单可靠的测定葡萄糖结构的实验方案,并能从中得出正确信息。
高中化学学习材料唐玲出品专题5第1单元糖类油脂第1课时1.下列说法中正确的是( )A.糖类是有甜味的物质B.糖类组成一定符合通式C m(HO)n2O)n的一定是糖类物质C.符合通式C m(H2D.糖类是人类维持生命的六大营养素之一2.下列哪些变化是葡萄糖发生了还原反应( )A.葡萄糖变成葡萄糖酸B.葡萄糖变成六元醇C.葡萄糖变成二氧化碳和水D.葡萄糖变成某种酯3.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.与醋酸和浓硫酸共热,看能否发生酯化反应C.加入KMnO酸性溶液,看是否褪色4D.与新制氢氧化铜混合后煮沸,观察有无红色沉淀生成4.下列实验能达到预期目的的是( )悬浊液,加热有红色沉淀A.取加热至亮棕色的纤维素水解液少许,滴入新制的Cu(OH)2物生成,证明水解产物为葡萄糖溶液鉴别苯酚溶液和甲醇溶液B.利用FeCl3C.利用能否与乙醇发生酯化反应鉴别乙酸和硝酸D.经唾液充分作用后的苹果中滴入碘水会显蓝色5.纤维素分子中的每个单糖单元有三个醇羟基。
下面关于其性质的预测中错误的是( )A.能跟硝酸发生取代反应B.能跟硝酸发生酯化反应C.能跟乙酸反应生成乙酸酯D.1 mol单糖单元必是和3 mol硝酸发生反应,少于3 mol 则不能反应6.下列有关叙述正确的是( )A.324 g淀粉恰好与36 g水发生完全水解,生成360 g葡萄糖,此反应中淀粉与水的物质的量之比为1∶2O)m B.X是一种还原性单糖,Y、Z分别是由其缩合而成的二糖和三糖,若X可表示为C n(H2形式,则Y、Z均可表示为C n(HO)m的形式2C.因为一个结构单元中含有3个醇羟基,所以淀粉既可以任意比与水混溶,又能发生酯化反应D.因为对应的单糖缺少还原性,所以淀粉、纤维素均无还原性7.青苹果汁遇碘液显蓝色,熟苹果汁能还原银氨溶液,这说明( )A.青苹果中只含淀粉不含糖类B.熟苹果中只含糖类不含淀粉C.苹果转熟时淀粉水解为单糖D.苹果转熟时单糖聚合成淀粉8.蔗糖酯是联合国国际粮农组织和世界卫生组织推荐使用的食品乳化剂,某蔗糖酯可以由蔗糖与硬脂酸乙酯合成,反应如下:有关说法不正确的是( )A.蔗糖酯也是高级脂肪酸的甘油酯B.合成该蔗糖酯的反应属于取代反应C.蔗糖分子中含有8个羟基D.该蔗糖酯在稀硫酸的作用下水解,水解过程中只生成两种产物9.某学生取9 g淀粉溶于水,为测定淀粉的水解百分率,其程序如图:(1)各步所加试剂为:A________、B________、C________、D________。
专题5 生命活动的物质基础第一单元糖类油脂第一讲葡萄糖蔗糖一、教学目的:1.使学生了解糖类的组成和分类.2.使学生掌握葡萄糖的结构简式和重要性质,了解葡萄糖的制法和用途.3.使学生掌握蔗糖的分子组成、性质和用途,并对麦芽糖有一定的了解.4.使学生掌握蔗糖和麦芽糖的鉴别方法.5.了解食品添加剂与人体健康的关系二、教学重点:1.葡萄糖的结构和性质.2.二糖的水解、蔗糖和麦芽糖在性质上的区别.使学生了解果糖的性质和它在结构上跟葡萄糖的差别.三、教学方法:引导和启发和实验验证的方法.四、教学过程:【引入】什么是糖? 哪些物质属于糖?【学生讨论】【讲解】糖类在以前叫做碳水化合物, 曾经用一个通式来表示: Cn(H2O)m;这是因为在最初发现的糖类都是有C、H、O三种元素组成,并且分子中的H原子和O原子的个数比恰好是2:1.当时就误认为糖是由碳和水组成的化合物.现在还一直在沿用这种叫法.1.通式并不反映结构: H和O 并不是以结合成水的形式存在的.2.通式的应用是有限度的: 鼠李糖 C6H12O5不符合该通式,而甲醛、乙酸、乳酸等却符合。
【设问】如何给糖类下一个准确的定义呢?【板书】糖类: 从结构上看,它一般是多羟基醛或多羟基酮,以及水解生成它们的物质.【板书】糖的分类:单糖:不能水解为更简单的糖。
二糖:每摩尔二糖水解后产生二摩尔单糖。
多糖:每摩尔多糖水解后产生许多摩尔单糖。
【过渡】在单糖按分子中碳原子多少,可分为丙糖、丁糖、戊糖和已糖;按与羰基连接的原子或原子团可分为醛糖和酮糖,其中中大家比较熟悉的有葡萄糖果糖五碳糖(核糖和脱氧核糖)等.下面我们有重点的学习葡萄糖以及简单了解其它单糖.【板书】五、葡萄糖1.葡萄糖的物理性质:①白色晶体②溶于水③有甜味,不及蔗糖甜(葡萄汁甜味水果蜂蜜) 2.葡萄糖的结构:①分子式: C6H12O6 (180)②最简式: CH2O (30)③结构式:【思考】在葡萄糖分子中同时存在羟基和醛基两种官能团,它将具备什么性质?④结构简式: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO或CH2OH(CHOH)4CHO或(CHOH)4CH2OH CHO 3.化学性质:①还原反应: 与氧气反应 (有氧呼吸和无氧呼吸)营养物质: C6H12O6 (s)+ 6O2(g) →6CO2(g) + 6H2O(l) + 2804kJ②氧化反应:(Ⅰ)与新制Cu(OH)2作用CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2Cu(OH)2→CH2OH-(CHOH)4-COOH + Cu2O↓ +2 H2O(II)银镜反应CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2[Ag(NH3)2]+ + 2OH-→CH2OH-(CHOH)4-COO- + NH4+ + 2Ag ↓ + H2O + 3NH3③酯化反应: 与乙酸作用生成葡萄糖五乙酸酯【指导】让学生学会写反应方程式.4.制法: 淀粉催化水解(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 (催化剂:硫酸)5.用途 : 医疗, 糖果, 制镜和热水瓶胆镀银。
生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 第1课时 糖 类 [目标导航] 1.了解糖类的概念、分类及结构特点。2.能够掌握糖类重要代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素的组成和重要性质,以及它们之间的相互转化关系。3.学会淀粉水解程度的检验方法。
一、糖类的组成和分类 1.概念 糖类是多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质。 2.组成 糖类是由C、H、O三种元素组成的一类化合物。 3.分类 根据糖类能否水解以及水解后的产物,糖类可分为单糖、低聚糖和多糖。低聚糖和多糖在一定条件下可以水解生成单糖。 (1)单糖:一般是多羟基醛或多羟基酮,不能进一步水解的糖。 ①按分子中所含碳原子数的多少单糖分:丙糖、丁糖、戊糖、己糖等。 ②按照与羰基连接的原子或原子团的情况不同,单糖分为醛糖、酮糖;最简单的醛糖是甘油醛。 (2)低聚糖:由不到20个单糖缩合形成的糖类化合物,彻底水解后得到单糖;其中以二糖最常见,二糖又以蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖等最普遍。 (3)多糖:1摩尔糖水解后能生成多摩尔单糖的糖。纤维素和淀粉是最常见的多糖,用(C6H10O5)n
表示。
议一议 判断下列说法是否正确,并说明理由。 (1)CH2OHCHOHCHO、CH2OH(CHOH)3CHO、CH2OH(CHOH)2CH2OH均属于单糖。 答案 不正确。单糖是多羟基醛或多羟基酮,CH2OH(CHOH)2CH2OH不属于单糖。 (2)糖类的分子组成都可以用Cn(H2O)m来表示,组成符合Cn(H2O)m的有机物一定属于糖类。 答案 不正确。大多数糖类的组成可以用通式Cn(H2O)m表示,其中m和n可以相同也可以不同;通式的使用有一定的限度,少数糖类不符合通式,如脱氧核糖(C5H10O4)、鼠李糖(C6H12O5)等;少数符合糖类通式的物质不是糖类,如乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)等。 (3)葡萄糖是单糖的原因是它在糖类物质中含碳原子数最少。 答案 不正确。葡萄糖是单糖的原因是葡萄糖不能发生水解反应。 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 二、葡萄糖与果糖 1.结构 分子式 结构简式 官能团 判别 葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO —OH、—CHO 多羟基醛
果糖 C6H12O6 多羟基酮
从组成和结构上看,葡萄糖和果糖互为同分异构体。 2.物理性质 颜色 甜味 溶解性 葡萄糖 无色 有 水中易溶,乙醇中稍溶,乙醚中不溶 果糖 无色 有 水、乙醇、乙醚中均易溶
3.葡萄糖的化学性质及用途 (1)化学性质:
(2)用途:葡萄糖用于制镜业、糖果制造业、医药业,可为体弱和低血糖患者补充营养。 议一议 依据下列实验及数据,推导出葡萄糖的分子结构: 序号 实验事实 结论 ① 1.8克葡萄糖完全燃烧,得到2.64克CO2和1.08克H2O ② 葡萄糖的相对分子质量为180
③ 一定条件下1.8克葡萄糖与醋酸完全酯化,生成乙酸酯的质量为3.9克 ④ 葡萄糖可以发生银镜反应 ⑤ 葡萄糖可以被还原为直链己六醇 综上所述,葡萄糖的结构简式为。 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 已知:①两个羟基连在同一个碳原子上是不稳定的,②—OH与C==C直接相连不稳定。 答案 ①n(C)=0.06mol,n(H)=0.12mol,n(O)=0.06mol,得最简式为CH2O ②1mol葡萄糖有:n(C)=6mol, n(H)=12mol,n(O)=6mol,得葡萄糖分子式为C6H12O6 ③1mol葡萄糖中有5mol羟基 ④葡萄糖中有醛基 ⑤葡萄糖的碳链为直链 CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO 三、二糖 1.形成 由两个单糖分子之间脱去一分子水形成。 2.常见的二糖 常见的二糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖,它们互为同分异构体,分子式为C12H22O11。 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:蔗糖在硫酸催化下会水解生成葡萄糖和果糖。 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。 议一议 1.蔗糖和麦芽糖有何异同点,请填写下表 类别 蔗糖 麦芽糖
相似点 ①组成相同,化学式均为C12H22O11,互为同分异构体 ②都属于二糖,每摩尔水解后生成两摩尔单糖 ③水解产物都能发生银镜反应,都能还原新制的Cu(OH)2 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 能发生银镜反应,能还原新制的Cu(OH)2 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、白糖等 甜味食物、制饴糖
2.某同学进行蔗糖的水解实验,并检验水解产物中是否含有葡萄糖。他的操作如下:取少量纯蔗糖加水配成溶液;在蔗糖溶液中加入3~5滴稀硫酸;将混合液煮沸几分钟,冷却;在生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 冷却后的溶液中加入银氨溶液,再水浴加热。实验结果没有银镜产生。其原因是什么?上述过程中稀硫酸的作用是什么? 答案 实验结果没有银镜产生是因为煮沸水解的产物中没有加碱中和其酸性,因为银镜反应需要在碱性条件下进行。稀硫酸在蔗糖水解的过程中作催化剂。 四、淀粉和纤维素 1.淀粉
2.纤维素 制备硝化纤维的化学方程式: 议一议 1.淀粉和纤维素都属于糖类,所以食用淀粉和纤维素均可以为人体提供营养,这种说法对吗?为什么? 答案 不对。纤维素虽然属于糖类,但在人体内不能消化,因为人体内没有能消化纤维素的酶。 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×” (1)淀粉、纤维素的通式都是(C6H10O5)n,所以它们互为同分异构体(×) (2)淀粉、纤维素均是高分子化合物,所以它们均为纯净物(×)
一、葡萄糖与果糖的结构与性质 1.葡萄糖的结构与性质 (1)葡萄糖的分子式为C6H12O6,实验式为CH2O,符合该实验式的物质还有:甲醛(HCHO)、乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)等。 (2)葡萄糖分子中含有—CHO和—OH,具有醛和醇的性质,可以发生氧化、还原和酯化等反应。 ①氧化反应 实验步骤 实验现象 化学方程式
试管壁上有银镜生成 CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH――→△
CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
试管中出现砖红色沉淀 CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH――→
△
CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
②加成反应 葡萄糖可与H2发生加成反应生成己六醇:
CH2OH(CHOH)4CHO+H2――→催化剂△ CH2OH(CHOH)4CH2OH (3)酯化反应 1mol葡萄糖可与5mol乙酸反应生成五乙酸葡萄糖酯。 (4)氧化反应 C6H12O6(s)+6O2(g)―→6CO2(g)+6H2O(l) 1mol葡萄糖完全氧化,放出约2804kJ的热量,是人体内的重要供能物质。 (5)发酵
C6H12O6――→酒化酶2CO2↑+2C2H5OH 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 2.果糖的结构与性质 (1)果糖的分子式为C6H12O6,结构简式为
,无醛基。 (2)果糖的化学性质 ①酯化反应; ②加成反应(催化加氢)。 例1 下列有关葡萄糖的叙述中,错误的是( ) A.能加氢生成六元醇 B.能发生银镜反应 C.能与醇发生酯化反应 D.能被氧化为CO2和H2O 解析 葡萄糖的结构简式为CH2OH(CHOH)4CHO,其分子中含有5个醇羟基和1个醛基。有醛基,可与氢加成能生成己六醇,与银氨溶液反应可生成银镜;有醇羟基,可与羧酸反应生成酯;由C、H、O元素组成,能被氧化为CO2和H2O。 答案 C 解题反思 葡萄糖的结构和性质
变式训练1 以葡萄糖为原料经一步反应不能得到的是( ) A.乙醛 B.二氧化碳 C.己六醇 D.葡萄糖酸 答案 A 解析 葡萄糖与H2发生加成反应可生成己六醇,经氧化可生成CO2或葡萄糖酸。 二、淀粉的水解程度及水解产物的检验 1.实验原理 淀粉在酸作用下发生水解反应最终生成葡萄糖,反应物淀粉遇碘变蓝色,不能发生银镜反应;产物葡萄糖遇碘不变蓝,能发生银镜反应。 2.淀粉水解的化学方程式
(C6H10O5)n+nH2O――→酸或酶nC6H12O6 (淀粉) (葡萄糖) 3.实验步骤 生活的色彩就是学习 K12的学习需要努力专业专心坚持 淀粉溶液――→稀硫酸微热水解液――→NaOH溶液中和液――→银氨溶液水浴加热现象A 碘水↓ 现象B 4.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
5.淀粉水解程度不同时得到溶液中的物质也不同,不水解时是淀粉;部分水解时是淀粉、葡萄糖;完全水解时是葡萄糖。 特别提醒 淀粉的水解程度及水解产物检验时的注意事项 (1)验证水解产物时,首先要加入NaOH溶液中和后再进行实验。 (2)要验证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,因碘水与NaOH溶液反应。 例2 某学生设计了四个实验方案,用以检验淀粉的水解情况。
方案甲:淀粉液――→稀硫酸加热水解液――――――→氢氧化钠溶液中和液――→碘水溶液变蓝。 结论:淀粉尚未水解 方案乙:淀粉液――→稀硫酸加热水解液―――→银氨溶液微热无银镜现象。 结论:淀粉尚未水解。 方案丙:淀粉液――→稀硫酸加热水解液―――――→氢氧化钠溶液中和液――――→银氨溶液微热有银镜现象。 结论:淀粉已经水解。 方案丁:淀粉液――→稀硫酸加热
结论:淀粉部分水解。 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)方案甲。 (2)方案乙。 (3)方案丙。