2020届高考化学一轮复习基本营养物质学案

2020届高考化学一轮复习基本营养物质学案

第43讲　基本营养物质 ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1.糖类 ‎(1)糖类的组成、结构和分类 ‎①组成与结构 a．组成：包括C、H、O三种元素。大多数糖类化合物的通式用Cn(H2O)m表示，所以糖类也叫碳水化合物。‎ b．结构：多羟基醛或多羟基酮及它们的脱水缩合物。‎ ‎②分类 ‎(2)单糖——葡萄糖与果糖 ‎①组成和分子结构 ‎②葡萄糖的化学性质 葡萄糖与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液的反应如下：‎ CH2OH(CHOH)4CHO＋2Ag(NH3)2OH CH2OH(CHOH)4COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O，‎ CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋CH2OH(CHOH)4COONa＋3H2O。‎ ‎(3)二糖——蔗糖与麦芽糖 ‎①蔗糖和麦芽糖比较 ‎②蔗糖和麦芽糖的水解反应 a．蔗糖的水解反应 在稀硫酸催化作用下，蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，反应方程式为 b．麦芽糖的水解反应方程式为 ‎(4)多糖——淀粉与纤维素 ‎①相似点 a．都属于天然高分子化合物，属于多糖，分子式都可表示为(C6H10O5)n。‎ b．都能发生水解反应，反应的化学方程式分别为 c．都不能发生银镜反应。‎ ‎②不同点 a．结构不同，通式中n值不同。‎ b.淀粉遇碘呈现特殊的蓝色。‎ ‎2．油脂 ‎(1)油脂的组成 油脂是油和脂肪的统称，属于酯类化合物，含有C、H、O元素。‎ 油脂的主要成分是一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯。常见的形成油脂的高级脂肪酸有：‎ ‎(2)油脂的结构 ‎，官能团： ‎ (酯基)，有的可能含有 (碳碳双键)，若R、R′、R″相同，称为简单甘油酯；若R、R′、R″不同，称为混合甘油酯。‎ ‎(3)油脂的物理性质 ‎①油脂一般难溶于水，密度比水小。‎ ‎②天然油脂都是混合物，没有固定的沸点、熔点。含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈液态，含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈固态。‎ ‎(4)油脂的化学性质 ‎①油脂的氢化(油脂的硬化)‎ 如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为 属于加成反应，经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。‎ ‎②水解反应 a．酸性条件下 如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为 ‎。‎ b．碱性条件下——皂化反应 如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为 ‎3C17H35COONa。其水解程度比酸性条件下水解程度大。‎ ‎3．氨基酸与蛋白质 ‎(1)氨基酸的结构与性质 ‎①氨基酸的组成与结构 氨基酸是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代后的产物。蛋白质水解后得到的几乎都是α氨基酸，其通式为 ‎，官能团为—NH2和—COOH。‎ ‎②氨基酸的化学性质 a．两性 氨基酸分子中既含有酸性基团—COOH，又含有碱性基团—NH2，因此，氨基酸是两性化合物。‎ 甘氨酸与HCl、NaOH反应的化学方程式分别为 b．成肽反应 氨基酸在酸或碱存在的条件下加热，通过一分子的氨基与另一分子的羧基间脱去一分子水，缩合形成含肽键的化合物叫做成肽反应。‎ 氨基酸分子间脱水以肽键相互结合成高分子，可形成蛋白质。‎ ‎(2)蛋白质的结构与性质 ‎①蛋白质的组成与结构 a．蛋白质含有C、H、O、N、S等元素。‎ b．蛋白质是由氨基酸通过缩聚反应产生的天然有机高分子化合物。‎ ‎②蛋白质的性质 a．水解：在酸、碱或酶的作用下最终水解生成氨基酸。‎ b．两性：—NH2有碱性，—COOH有酸性。‎ c．盐析：向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐[如(NH4)2SO4、Na2SO4等]溶液后，可以使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，此过程为可逆过程，可用于分离和提纯蛋白质。‎ d．变性：加热、加压、紫外线、X射线、强酸、强碱、重金属盐、一些有机物(甲醛、酒精、苯甲酸、三氯乙酸、丙酮等)会使蛋白质失去生理活性而变性，属于不可逆过程——用于杀菌，消毒。‎ e．颜色反应：含有苯环的蛋白质遇浓HNO3变黄色——蛋白质的检验方法。‎ f．蛋白质灼烧有烧焦羽毛的特殊气味——检验毛、丝纺织品的方法。‎ ‎(3)酶 ‎①绝大多数酶是蛋白质。‎ ‎②酶是一种生物催化剂，催化作用具有以下特点：‎ a．条件温和，不需加热。‎ b．具有高度的专一性。‎ c．具有高效催化作用。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。‎ ‎(1)凡分子组成符合Cn(H2O)m的化合物都属于糖类。(×)‎ 错因：甲醛(CH2O)、乙酸[C2(H2O)2]等分子组成符合Cn(H2O)m，不属于糖类。‎ ‎(2)油脂是高级脂肪酸的甘油酯，为天然高分子化合物。(×)‎ 错因：油脂为小分子化合物。‎ ‎(3)油脂都不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。(×)‎ 错因：植物油中含有碳碳双键，能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。‎ ‎(4)向淀粉水解后所得水解液中滴加碘水，溶液未变蓝色，说明淀粉没有发生水解。(×)‎ 错因：该现象说明淀粉水解完全。‎ ‎(5)将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液中，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白质变性。(×)‎ 错因：(NH4)2SO4使蛋白质盐析。‎ ‎(6)蚕丝织物上沾有的血迹可以用加酶洗衣粉洗涤除去。(×)‎ 错因：加酶洗衣粉能使蚕丝织物(蛋白质)水解。‎ ‎2．教材改编题 ‎(据人教选修五P97 T18)写出下列反应的化学方程式：‎ ‎(1)油脂在酸性条件下的水解反应(以硬脂酸甘油酯为例)。‎ ‎(2)麦芽糖的水解反应。‎ ‎(3)氨基酸的成肽反应。‎ 答案　‎ 考点　糖类的组成、结构和性质 ‎[典例1]　(2016·全国卷Ⅰ)秸秆(含多糖类物质)的综合利用具有重要的意义。下面是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)下列关于糖类的说法正确的是________。(填标号)‎ a．糖类都有甜味，具有CnH2mOm的通式 b．麦芽糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖 c．用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全 d．淀粉和纤维素都属于多糖类天然高分子化合物 ‎(2)B生成C的反应类型为________。‎ ‎(3)D中的官能团名称为______________，D生成E的反应类型为__________。‎ ‎(4)F的化学名称是________，由F生成G的化学方程式为___________。‎ ‎(5)具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E的同分异构体，0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2，W共有________种(不含立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为________。‎ ‎(6)参照上述合成路线，以(反，反)2,4己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选)，设计制备对苯二甲酸的合成路线________________________________________。‎ 解析　(1)a项，如淀粉、纤维素没有甜味，脱氧核糖的分子式为C5H10O4，不符合CnH2mOm的通式；b项，麦芽糖水解生成葡萄糖，蔗糖水解才生成葡萄糖和果糖。‎ ‎(3)D生成E时只是在六元环状结构的碳原子上去掉了4个氢原子，符合消去反应的特征，属于消去反应。‎ ‎(5)0.5 mol W与足量的NaHCO3反应生成1 mol CO2，说明W中含有两个羧基，满足要求的W有 答案　‎ 名师精讲 ‎(1)糖类物质不一定具有甜味，有甜味的物质不一定属于糖类。‎ ‎(2)糖类中的氢原子和氧原子的个数比并不都是2∶1，也并不以水分子的形式存在，如鼠李糖(C6H12O5)。有些符合Cn(H2O)m通式的也不是糖类，如甲醛(HCHO)等。‎ ‎(3)葡萄糖发生银镜反应，与新制Cu(OH)2悬浊液的反应都必须在碱性条件下进行。‎ ‎(4)淀粉遇“碘”变特殊的蓝色，这里的“碘”指的是碘单质。‎ ‎(5)糖类水解反应的条件 ‎①蔗糖：稀H2SO4作催化剂，水浴加热。‎ ‎②淀粉 a．稀H2SO4作催化剂，加热。‎ b．淀粉酶(唾液中存在)，适宜温度36 ℃。‎ ‎③纤维素 a．催化剂为90%的浓H2SO4。‎ b．小火微热，防止大火加热使纤维素被浓H2SO4脱水炭化。‎ c．加热至溶液呈亮棕色为止。‎ ‎1．下列实验能达到预期目的的是(　　)‎ A．向葡萄糖溶液中加入足量NaOH溶液后，再加入新制氢氧化铜悬浊液，加热，可观察到产生黑色沉淀 B．向米汤中加入含碘的食盐，观察是否有颜色的变化，检验含碘食盐中是否含碘酸钾 C．向淀粉溶液中加入稀硫酸，加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验，检验淀粉是否水解 D．向油脂中加入NaOH溶液再蒸馏，提纯油脂 答案　C 解析　葡萄糖溶液与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀，A错误；遇淀粉变蓝是碘单质的性质，不能用米汤检验含碘食盐中是否含碘酸钾，B错误；向淀粉溶液中加入稀硫酸，加热后再用NaOH溶液中和并做银镜反应实验，若产生银镜则淀粉发生水解，C正确；油脂在NaOH溶液中完全水解生成高级脂肪酸钠和甘油，D错误。‎ ‎2．以淀粉为基本原料可制备许多物质，如 下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．淀粉是糖类物质，有甜味，反应①是水解反应 B．反应③是消去反应，反应④是加聚反应，反应⑤是取代反应 C．乙烯、聚乙烯分子中均含有碳碳双键，均可被酸性KMnO4溶液氧化 D．在加热条件下，可用银氨溶液将葡萄糖、乙醇区分开 答案　D 解析　淀粉是糖类，但是没有甜味，反应①属于淀粉的水解，故A错误；反应③属于消去反应，反应④属于加聚反应，反应⑤属于氧化反应，故B错误；聚乙烯中不含碳碳双键，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故C错误；葡萄糖能与新制银氨溶液发生银镜反应，但乙醇不具有此性质，故D正确。‎ 考点　油脂的组成、结构与性质 ‎[典例2]　油脂不仅是营养物质和主要食物，也是一种重要的工业原料。下面是以油脂为主要原料获得部分产品的合成路线：‎ 已知：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)下列关于油脂的说法正确的是________(填序号)。‎ a．油脂包括植物油和脂肪，属于酯类 b．天然油脂是混合物，无固定的熔点和沸点 c．油脂属于天然高分子化合物 d．硬化油又叫人造脂肪，便于储存和运输，但容易被空气氧化而变质 ‎(2)G中官能团的名称为________，反应①的反应类型为________。‎ ‎(3)用系统命名法写出A的名称：________，C与F反应生成G的化学方程式为_______________________________________________________。‎ 解析　‎ 答案　‎ 名师精讲 (1)油脂属于酯类，但酯类物质不一定是油脂，油脂一定是高级脂肪酸与甘油形成的酯。注意不能写成“油酯”。油脂虽然相对分子质量较大，但不属于高分子化合物。‎ (2)液态的油脂烃基中含有不饱和键，能使溴水褪色。‎ ‎3．下列有关油脂的叙述不正确的是(　　)‎ A．油脂属于酯类 B．油脂没有固定的熔、沸点 C．油脂是高级脂肪酸的甘油酯 D．油脂都不能使酸性KMnO4溶液褪色 答案　D 解析　油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类，A、C正确；油脂属于混合物，没有固定的熔、沸点，B正确；油脂中的油是不饱和高级脂肪酸与甘油形成的酯，分子中含有不饱和键，可以使酸性KMnO4溶液褪色，D错误。‎ ‎4．某物质的结构为，关于该物质的叙述正确的是(　　)‎ A．一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯 B．一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酯 C．与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分 D．与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种 答案　C 解析　一定条件下与氢气反应生成，该物质不是硬脂酸甘油酯，也不是软脂酸甘油酯，A、B错误；其在NaOH溶液中水解得到高级脂肪酸钠，为肥皂的主要成分，C正确；与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有两种，分别为：和 ‎，D错误。‎ 考点　蛋白质和氨基酸的组成、结构和性质 解析　‎ 答案　‎ 名师精讲 ‎(1)在30～50 ℃酶的活性最强，超过适宜的温度时，酶将失去生理活性。‎ ‎(2)蛋白质的盐析和变性的比较 ‎(3)氨基酸的成肽规律 ‎①2种不同氨基酸脱水可形成4种二肽(可以是相同分子之间，也可以是不同分子之间)，如甘氨酸与丙氨酸混合后可形成以下4种二肽：‎ ‎5．由下列结构片段组成的蛋白质在胃液中水解，能产生的氨基酸是(　　)‎ 答案　A 解析　‎ ‎6．下列说法不正确的是(　　)‎ A．毛巾、口罩等个人用品要经常用开水蒸煮，被褥要放在太阳光下直射，其目的都是使病毒蛋白质变性 B．用浓Na2SO4溶液使蛋清液发生盐析，进而分离、提纯蛋白质 C．蛋白酶是蛋白质，它不仅可以催化蛋白质的水解反应，还可以催化淀粉的水解反应 D．甘氨酸(H2N—CH2—COOH)既有酸性，又有碱性，是最简单的氨基酸 答案　C 解析　毛巾、口罩用开水蒸煮，晒被褥等目的是使病毒、细菌在高温或紫外线下发生蛋白质变性，A正确；浓Na2SO4溶液使蛋清液发生盐析，进而分离、提纯蛋白质，B正确；酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应，不能催化淀粉的水解反应，C错误；甘氨酸(H2N—CH2—COOH)中的氨基(H2N—)有碱性、羧基(—COOH)有酸性，是最简单的氨基酸，D正确。‎