2019-2020年高中化學 第十一課時 生命中的基礎有機化學物質(zhì)教案(練習無答案) 新人教版選修5.doc
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2019-2020年高中化學 第十一課時 生命中的基礎有機化學物質(zhì)教案(練習無答案) 新人教版選修5 六大營養(yǎng)物質(zhì):糖類、油脂、蛋白質(zhì)、無機鹽、水、維生素 知識點1:.油脂 1.組成和結構 (1).定義: 油和脂肪統(tǒng)稱為油脂,是由多種高級脂肪酸和甘油反應生成的酯,屬于酯類。 (2).分類:油——常溫呈液態(tài);脂肪——常溫呈固態(tài) (3).組成: C、H、O (4).結構: 2.油脂的物理性質(zhì) 油脂不溶與水,比水輕(密度在0.9—0.95g/cm3之間),易溶于有機溶劑。(注:飽和鏈烴基含量高的油脂熔點較高,常溫時呈固態(tài),固態(tài)油脂常稱為脂肪;不飽和烴基含量高的油脂熔點通常較低,常溫時呈液態(tài),液態(tài)的油脂常稱為油。) 3.油脂的化學性質(zhì) (1)油脂的氫化:油脂由于分子中有不飽和雙鍵,能發(fā)生加成反應和氧化反應,故易變質(zhì)。為了便于運輸和儲存,通常改變油脂的結構。 ①這個反應叫做油脂的氫化(或硬化),屬于加成反應、還原反應。 ②工業(yè)上常利用油脂的氫化反應把多種植物油轉(zhuǎn)變成硬化油。 (2)油脂的水解反應: ①酸性條件下水解:工業(yè)上以油脂為原料制高級脂肪酸和甘油。 ②堿性條件下水解:油脂在堿性條件下的水解反應叫皂化反應。工業(yè)上就是利用皂化反應來制取肥皂的。肥皂的主要成分是高級脂肪酸鈉。 3、肥皂的制取原理 知識點2:糖類;從結構上看, 糖類一般是多羥基醛或多羥基酮,以及水解生成它們的物質(zhì)。 糖類是綠色植物光合反應的產(chǎn)物。由C、H、O元素組成,常用通式Cn(H2O)m來表示。所以糖類又叫碳水化合物。糖類大都可用Cn(H2O)m來表示,但符合這一通式的不一定都是糖。如甲醛HCHO C(H2O),乙酸CH3COOH C2(H2O)2,而不符合Cn(H2O)m這一通式的一些物質(zhì)也屬于糖類,如脫氧核糖C5H10O4、鼠李糖C6H12O5。 糖類分為單糖、二糖和多糖。 1、葡萄糖和果糖: 化學性質(zhì): (1)氧化反應:C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l)+放熱 與銀氨溶液反應 與新制氫氧化銅反應 (2)還原反應 (3)酯化反應: 總結:葡萄糖與果糖互為同分異構體,葡萄糖分子中含有醛基能發(fā)生銀鏡反應,Cu2O磚紅色沉淀反應,但果糖分子中含有羰基及多羥基,羰基受多羥基影響有很強的還原性,也能發(fā)生銀鏡反應,Cu2O磚紅色沉淀反應,故不能用上述二反應鑒別二者。 (4)葡萄糖的制法: 2、蔗糖、麥芽糖 蔗糖 麥芽糖 分子式 C12H2xx 結構差異 不含醛基 含醛基 來源 在植物體內(nèi)由葡萄糖、果糖縮合生成。 C6H1206 + C6H1206 H20+ C12H2xx (果糖)(葡萄糖) 淀粉水解糖化而成。 2(C6H10O5)n+nH20 nC12H2xx 淀粉 (麥芽糖) ①不顯還原性,不發(fā)生銀鏡反應 ①有還原性能發(fā)生銀鏡反應 性質(zhì)差異 ②可水解,生成一分子果糖和一分子葡萄糖 ②可水解,生成二分子葡萄糖 ③有甜味 ③有甜味,但不如蔗糖甜 3、淀粉纖維素 (1)多糖是由很多個單糖分子按照一定方式,通過在分子間脫去水分子而成的多聚體。因此多糖也稱為多聚糖。一般不溶于水,沒有甜味,沒有還原性。 (2)淀粉與纖維素的比較: 淀粉 纖維素 分子組成 (C6H1005)n (C6H1005)n(與淀粉分子式中的n是不同的值) 結構特點 幾百個到幾千個葡萄糖單元構成的高分子化合物,有直鏈及支鏈結構。 幾千個葡萄糖單元構成的高分子化合物,與淀粉不是同分異構體。分子的一個結構單元含三個醇羥基。 物理性質(zhì) 白色粉末狀物質(zhì)。不溶于冷水,在熱水里淀粉顆粒會膨脹破裂,有一部分淀粉會溶解在水里,另一部分懸浮在水里,形成膠狀淀粉糊。 白色、無臭、無味的物質(zhì),不溶于水,也不溶于一般有機溶劑 化學性質(zhì) 1. 不與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應。不顯還原性,是一種非還原性糖; 2. 在稀酸作用下發(fā)生水解,最終產(chǎn)物是葡萄糖,在人體內(nèi)也水解為葡萄糖; 3. 淀粉遇碘后變藍色 1. 不與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應,不顯還原性,是一種非還原性糖; 2. 在酸作用下水解,最終產(chǎn)物是葡萄糖,但比淀粉水解困難(需水浴加熱,用70%的H2S04催化) 3. 與硝酸發(fā)生酯化反應 (3)淀粉、纖維素水解: ①淀粉、纖維素水解都用H2SO4做催化劑,但淀粉用 20%H2SO4,纖維素用90%H2SO4,均需微熱; ②檢驗產(chǎn)物時,必須用NaOH溶液中和過量的酸,才能用銀氨溶液或新制Cu(OH)2,進行檢驗。 ③淀粉是否發(fā)生水解的判斷:利用淀粉遇碘變藍的反應和其水解最終產(chǎn)物葡萄糖能發(fā)生銀鏡反應來判斷淀粉是否發(fā)生水解和水解進行程度。如淀粉沒有水解,則不能發(fā)生銀鏡反應;如淀粉已完全水解,則遇碘不能變藍色;如既能發(fā)生銀鏡反應,又能遇碘變藍色,則說明淀粉僅部分水解。 知識點3:蛋白質(zhì)和核酸 1、氨基酸的結構與性質(zhì) (1)氨基酸的定義:從結構上說,氨基酸是羧酸分子里烴基上的氫原子被氨基取代的化合物。 (2)氨基酸的分類:氨基酸可分為α-氨基酸、β-氨基酸、…等;組成天然蛋白質(zhì)的都是α-氨基酸。四種常見的α-氨基酸: 甘氨酸(氨基乙酸) CH2(NH2)COOH 丙氨酸(α-氨基丙酸)CH3CH(NH2)COOH 苯丙氨酸(α-氨基-β -苯基丙酸) C6H5CH2CH(NH2)COOH 谷氨酸(α-氨基戊二酸)HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH (3)氨基酸的結構: ①結構簡式均可表示為: ②分子結構中均含有兩種官能團即:氨基和羧基。 (4)氨基酸的物理性質(zhì):天然氨基酸是無色晶體,熔點較高,在200-300℃時熔化分解,一般能溶于水而難溶于乙醇、乙醚…… (5)氨基酸的化學性質(zhì): ①兩性:氨基酸分子中含有氨基能與酸反應,含有羧基能與堿反應。 鹽酸氨基乙酸 氨基乙酸鈉 ②成肽反應:兩個氨基酸分子(可以相同,也可以不同),在酸或堿的存在下加熱,通過一分子的氨基與另一分子的羧基間脫去一分子水,縮合成含有肽鍵()的化合物,稱為成肽反應。 2、蛋白質(zhì)的組成 (1)蛋白質(zhì)的定義:由不同的氨基酸(天然蛋白質(zhì)都是α-氨基酸)經(jīng)縮聚形成的有機高分子化合物。 ①蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸。 ②蛋白質(zhì)屬于天然有機高分子化合物,為混合物。 (2)蛋白質(zhì)的組成: ①蛋白質(zhì)是由C、H、O、N、S等元素組成。 ②蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量很大,從幾萬到幾千萬,是天然高分子化合物。 ③天然蛋白質(zhì)的結構復雜,種類繁多,但水解的最終產(chǎn)物都是α-氨基酸。 (3)蛋白質(zhì)的性質(zhì) ①兩性:蛋白質(zhì)的結構含有—NH2和—COOH,故有兩性,它能分別與酸、堿反應,生成鹽。 ②水解反應:在酸、堿或酶的催化作用下,水解成相對分子質(zhì)量較小的肽類化合物,最終逐步水解得到各種氨基酸。 ③蛋白質(zhì)具有膠體的性質(zhì):有些蛋白質(zhì)能溶于水,由于蛋白質(zhì)分子直徑相對很大。已達到膠體微粒的大小,故蛋白質(zhì)溶液能發(fā)生丁達爾效應。 ④鹽析:加入濃的無機輕金屬鹽(如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等),可以降低蛋白質(zhì)的溶解度,從而析出蛋白質(zhì),這種作用稱為鹽析。鹽析是一個可逆的過程,故不影響蛋白質(zhì)的性質(zhì)。利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質(zhì)。鹽析的過程是物理變化。 ⑤變性:在熱、酸、堿、重金屬鹽、紫外線等作用下,蛋白質(zhì)會發(fā)生性質(zhì)上的改變而凝結,同時也失去了生理活性,這種現(xiàn)象叫變性。由蛋白質(zhì)變性引起的蛋白質(zhì)凝結是不可逆的,是化學變化。 總結:蛋白質(zhì)鹽析和變性的比較: 鹽 析 變 性 變化條件 濃的(鉀、鈉、銨)鹽 受熱、紫外線、酸、堿、重金屬鹽、甲醛 反應類別 物理變化 化學變化 變化過程 可逆 不可逆 用途 分離、提純蛋白質(zhì) 殺菌、消毒 ⑥顏色反應:含有苯基的蛋白質(zhì)和濃HNO3作用顯黃色,稱為“黃蛋白”反應,用于鑒別蛋白質(zhì)。 ⑦燃燒產(chǎn)生燒焦羽毛氣味。用于區(qū)別合成纖維與蛋白質(zhì)(如真絲、蠶絲、純毛、毛線等) (5)酶:一類由細胞產(chǎn)生的,對生物體內(nèi)的化學反應具有催化作用的蛋白質(zhì)。酶的催化作用的特點:①條件溫和、不需加熱。在接近體溫和接近中性的條件下,酶就可以起作用。在30℃~500℃之間酶的活性最強,超過適宜的溫度時,酶將逐漸失去活性。②具有高度的專一性。如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應;淀粉酶只對淀粉水解起催化作用,如同一把鑰匙開一把鎖一樣。③具有高效催化作用。酶催化的化學反應速率,比普通催化劑高107~1013倍。 3、核酸 核酸是含磷生物高分子化合物,分為脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),DNA是生物體遺傳信息的載體,蛋白質(zhì)合成的模板;RNA參與生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。 【典型例題】 例1. 下列關于糖類的敘述正確的是( ) A. 含有C、H、O三種元素的有機物叫糖 B. 糖類物質(zhì)均能發(fā)生銀鏡反應 C. 糖類物質(zhì)都有甜味 D. 糖是多羥基醛或多羥基銅以及能水解生成它的物質(zhì) 例2. 下列關于油脂的敘述中,不正確的是( ) A. 油脂沒有固定的熔點和沸點,所以油脂是混合物 B. 油脂是由高級脂肪酸和甘油所生成的酯 C. 油脂是酯的一種 D. 油脂都不能使溴水褪色 例3. 向淀粉中加少量的稀硫酸,加熱使之發(fā)生水解,為測定水解的程度所需下列試劑是( ) ①NaOH溶液 ②新制氫氧化銅濁液 ③碘水 ④BaCl2溶液 A. ②③ B. ①②③ C. ①②④ D. ②③④ 例4. 某同學為了檢驗淀粉的水解情況,設計了如下三個實驗方案: 方案甲: 結論:淀粉未水解; 結論:淀粉未水解; 結論:淀粉已完全水解。 根據(jù)以上操作、現(xiàn)象判斷結論是否正確,不正確的請說明原因。 例5. 在某些酶的催化下,人體內(nèi)葡萄糖的代謝有如下過程: 請?zhí)羁眨? (1)過程①是________反應,過程②是________反應。過程③是________反應(填寫反應類型的名稱)。 (2)過程④的另一種生成物是________(填寫化學式)。 (3)上述物質(zhì)________和________互為同分異構體(填寫字母代號)。 高考試題匯編:糖類 油脂 蛋白質(zhì) 合成材料 .(08年天津理綜)二十世紀化學合成技術的發(fā)展對人類健康平和生活質(zhì)量的提高做出了巨大貢獻。下列各組物質(zhì)全部由化學合成得到的是 A.玻璃 纖維素 青霉素B.尿素 食鹽 聚乙烯C.滌淪 洗衣粉 阿斯匹林D.石英 橡膠 磷化銦 .(08年山東理綜)下列敘述合理的是 A.金屬材料都是導體,非金屬材料都是絕緣體 B.棉、麻、絲、毛及合成纖維完全燃燒都只生成CO2和H2O C.水電站把機械能轉(zhuǎn)化為電能,而核電站把化學能轉(zhuǎn)化成電能 D.我國規(guī)定自2008年6月1日起,商家不得無償提供塑料袋,目的是減少“白色污染” .(08年廣東理基)有關天然產(chǎn)物水解敘述不正確的是 A.油脂水解可得丙三醇B.可用碘檢驗淀粉是否水解完全 C.蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物均為氨基酸D.纖維素水解和淀粉水解得到的最終產(chǎn)物不同 .(08年廣東文基)維生素C和食鹽都是人體所需要的重要物質(zhì),下列說法正確的是 A.維生素C和食鹽都是強電解質(zhì)B.維生素C和食鹽都是供能物質(zhì) C.維生素C具有還原性,在空氣中易被氧化D.等物質(zhì)的量的維生素C和食鹽溶于水,其溶質(zhì)質(zhì)量相同 .(08年廣東化學)下列涉及有機物的性質(zhì)或應用的說法不正確的是 A.干餾煤可以得到甲烷、苯和氨等重要化工原料 B.用于奧運“祥云”火炬的丙烷是一種清潔燃料 C.用大米釀的酒在一定條件下密封保存,時間越長越香醇 D.纖維素、蔗糖、葡萄糖和脂肪在一定條件下都可發(fā)生水解反應 .(07年高考廣東化學卷)下列說法中正確的是 A.石油裂解可以得到氯乙烯B.油脂水解可得到氨基酸和甘油 C.所有烷烴和蛋白質(zhì)中都存在碳碳單鍵D.淀粉和纖維素的組成都是(C6H10O5)n,水解最終產(chǎn)物都是葡萄糖 .(07年高考江蘇卷)據(jù)估計,地球上的綠色植物通過光合作用每年能結合來自CO2中的碳1500億噸和來自水中的氫250億噸,并釋放4000億噸氧氣。光合作用的過程一般可用下式表示: CO2+H2O+微量元素(P、N等)(蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等)+O2 下列說法不正確的是 A.某些無機物通過光合作用可轉(zhuǎn)化為有機物B.碳水化合物就是碳和水組成的化合物 C.葉綠素是光合作用的催化劑D.增加植被,保護環(huán)境是人類生存的需要 .(07年高考上?;瘜W卷3)下列有關葡萄糖的說法錯誤的是 A.葡萄糖的分子式是C6H12O6 B.葡萄糖能發(fā)生銀鏡反應 C.葡萄糖是人體重要的能量來源 D.葡萄糖屬于高分子化合物 .(07年高考理綜上海卷12)人劇烈動動,骨骼肌組織會供氧不足,導致葡萄糖無氧氧化,產(chǎn)生大量酸性物質(zhì)(分子式為C3H6O3),如果該物質(zhì)過度堆積于腿部,會引起肌肉酸痛。體現(xiàn)該物質(zhì)酸性的基團是 A.羥基 B.甲基 C.乙基 D.羧基 10. (江蘇卷)纖維素被稱為第七營養(yǎng)素.食物中的纖維素雖然不能為人體提供能量,但能促進腸道蠕動、吸附排出有害物質(zhì).從纖維素的化學成分看,它是一種 ( ) A.二糖 B.多糖 C.氨基酸 D.脂肪 補充練習: 20. 下圖為硬脂酸甘油脂在堿性條件下水解的裝置圖。進行皂化反應的步驟如下: (1)在圓底燒瓶中裝入7~8g的硬脂酸甘油脂,然后再加入2~3g 的氫氧化鈉、5mL水和l0mL酒精,加入的酒精的作用為: 。 (2)隔著石棉網(wǎng)用酒精燈給反應的混合物加熱約lOmin,皂化反應基本完成,所得混合物為 (填“懸濁液”或“乳濁液”或“溶液”或“膠體”)。 (3)向所得的混合物中,加入 ,靜置一段時間后,溶液分為上下兩層,肥皂在 層,這個操作稱為 。 (4)圖中長玻璃導管的作用為 。 (5)寫出該反應的化學方程式: 。 21. 下列物質(zhì)中: ①NaHCO3 ②NH4C1 ③CH3COONH4 ④C6H5OH ⑤C6H5ONa ⑥H2N—CH(CH3)-COONa ⑦H2N—CH2-COOH ⑧HOOC—CH(CH3)-NH2HC1 其中只能與鹽酸反應的是 ,只能與NaOH溶液反應的是: ,既能與鹽酸反應又能與NaOH溶液反應的是 。(不能用任何符號隔開) 22. 在課外實驗中,某學生用蔗糖、碳銨、生石灰和硫酸四種藥品從AgNO3(內(nèi)含少量Fe3+和A13+)溶液中提取銀。如下圖所示,請回答下列問題。 (1)寫出方框中各物質(zhì)的名稱或化學式。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ (2)寫出生成沉淀④的離子方程式: 、 。 (3)寫出生成單質(zhì)銀的化學方程式:- 配套講稿:
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