师:同学们,大家好。今天我们来学习高二化学选择性必修三第四章第一节糖类的第一课时。先来看学习目标:第一,认识常见糖类代表物的组成、结构和典型性质,体会结构决定性质的学科特点;第二,了解葡萄糖的结构特点和主要性质,通过实验探究认识其化学性质,深化对多官能团有机化合物中羟基和醛基性质的认识;第三,知道葡萄糖在食品加工和生物能源等方面的应用。

  首先,生活中常见的糖类有日常用的蔗糖、粮食中的淀粉、植物茎叶的纤维素、人体血液中的葡萄糖等。糖类是重要的有机化合物,在自然界分布广泛,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和重要的能量储存物质,也是很多生物体的结构成分,如植物细胞壁的主要成分纤维素。

  接下来认识糖类的组成和分类,请大家阅读课本第100页到101页思考并讨论:第一,糖类化合物的组成元素和组成特点;第二,糖类化合物可按什么标准分类。

  糖类的组成元素主要有碳、氢、氧三种,很多糖类分子中氢原子和氧原子数目比恰好为2:1,组成可用通式C?(H?O)?来表示,故糖类也被称为碳水化合物。但要注意,糖类分子中氢原子和氧原子并非以水的形式存在;糖类物质不一定符合此通式,比如脱氧核糖;符合此通式的也不一定是糖类物质,例如乙酸、甲醛;有甜味的不一定是糖,比如木糖醇;没有甜味的也可能是糖,比如淀粉和纤维素。所以糖类并不等于碳水化合物,也不等于甜味物质。

  那糖究竟是什么呢?从分子结构上看,糖类是多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。脱水缩合一般指两个或更多反应物生成一个主要产物,并伴随着失去水等小分子的反应。

  糖类按照能否水解以及水解产物的不同可分为单糖、低聚糖和多糖。不能水解的糖叫单糖,代表物有葡萄糖、果糖、核糖和脱氧核糖。一摩尔糖水解后能产生2到10摩尔单糖的糖叫低聚糖,常见的低聚糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖,也就是后面要学的二糖。1摩尔糖水解后能产生10摩尔以上单糖的糖叫多糖,常见的多糖有淀粉和纤维素。单糖和多糖可通过缩合反应和水解反应相互转化。

  下面认识单糖,自然界分布最广的单糖是葡萄糖。它主要存在于水果、蜂蜜以及植物的种子、叶、根、花中,动物的血液和淋巴液中也有。葡萄糖是易溶于水的无色晶体,熔点为146摄氏度,有甜味,但甜度不如蔗糖。

  了解完葡萄糖的物理性质,来看它的化学性质。结构决定性质,在了解葡萄糖结构前,先了解其分子组成。根据前面学的有机知识,一个纯净有机物的分子组成可通过燃烧法得出实验式(最简式),再通过质谱分析找到相对分子质量,得到分子式,葡萄糖的分子式是C₆HO₆。

  知道了葡萄糖的分子式,同学们能否根据它推测可能有的结构和官能团呢?可以根据不饱和度预测,计算发现葡萄糖不饱和度为1且是多氧结构。不饱和度为1的官能团可能有酯基、碳碳双键、醛基、羧基,其余饱和氧可能以醚键或羟基形式存在。

  那如何通过实验验证这些官能团呢?酯基可通过水溶性或能否水解验证;碳碳双键常用能否使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色验证;醛基用新制氢氧化铜和银氨溶液,看是否出现砖红色沉淀或银镜验证;羧基可检验是否有酸性,或看能否与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体验证;醚键性质还没学,可通过验证是否存在羟基来推测葡萄糖结构,羟基的验证方法是与金属钠反应看是否生成氢气,或与酸反应看是否发生酯化反应。

  因为葡萄糖不饱和度为1,意味着酯基、碳碳双键、醛基和羧基不能同时存在,只能存在其中一种结构。在设计实验检验官能团顺序时,要考虑碳碳双键和羟基都能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色,所以应先利用新制氢氧化铜和银氨溶液检验醛基,再检验碳碳双键。基于此,官能团验证顺序为:先检验羧基,看葡萄糖溶液是否有酸性;再检验醛基;最后检验碳碳双键。

  在必修2我们已学过葡萄糖的一些性质,请大家回顾葡萄糖与银氨溶液、新制氢氧化铜的反应,确定葡萄糖分子的部分结构。接下来观看视频。

  (视频内容:葡萄糖与银氨溶液在水浴加热条件下反应,生成银单质、葡萄糖酸、氨气和水。本实验用到的试剂有热水、2%硝酸银溶液、2%氨水、10%葡萄糖溶液。在试管中加入约1毫升2%硝酸银溶液,边震荡试管边滴加2%稀氨水,可看到滴加氨水后溶液变浑浊,继续滴加至沉淀恰好完全溶解,制成银氨溶液。向银氨溶液中加入约1毫升10%葡萄糖溶液,震荡,在热水浴中加热一段时间后停止加热,可观察到试管内壁附着一层光亮如镜的金属银。

  本实验用到的试剂还有10%葡萄糖溶液、10%氢氧化钠溶液、5%硫酸铜溶液。向试管中加入约两毫升10%氢氧化钠溶液,滴加5滴5%硫酸铜溶液,震荡试管得到新制氢氧化铜。再向试管中加入约两毫升10%葡萄糖溶液,点燃酒精灯,用试管夹夹持试管,在酒精灯上加热至溶液沸腾,沸腾过程中可观察到试管内逐渐生成砖红色沉淀。)

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《化学 选择性必修3 第4章 第一节 糖类 第1课时 逐字稿-3,801字 第5版》.docx
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