高考化学一轮复习 第9章必修2 第30讲 生活中两种常见的有机物和基本营养物质学案 新人教版.docx
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第30讲 生活中两种常见的有机物和基本营养物质
考点一 乙醇和乙酸的结构与性质
[知识梳理]
一、乙醇、乙酸的结构和物理性质的比较
物质名称
乙醇
乙酸
结构简式及官能团的名称、化学式
CH3CH2OH羟基、—OH
CH3COOH羧基、—COOH
物理性质
色、味、态
无色、有特殊香味的液体
无色、有强烈刺激性气味的液体
挥发性
易挥发
易挥发
密度
比水小
—
溶解性
与水以任意比互溶
易溶于水和乙醇
二、乙醇和乙酸的化学性质
1.乙醇(写出相关的化学方程式)
2.乙酸(写出相关的化学方程式)
三、乙酸乙酯的制取
1.实验原理
2.实验装置
3.实验操作
(1)试管向上倾斜45°,试管内加入少量碎瓷片,长导管起冷凝回流和导气的作用。
(2)试剂的加入顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸,不能先加浓硫酸。
(3)要用酒精灯小火均匀加热,以防止液体剧烈沸腾及乙酸和乙醇大量挥发。
4.反应特点
5.反应条件及其意义
(1)加热,主要目的是提高反应速率,其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集,使平衡向正反应方向移动,提高乙醇、乙酸的转化率。
(2)浓硫酸的作用:
做催化剂,提高反应速率;做吸水剂,提高乙醇、乙酸的转化率。
(3)可适当增加乙醇的量,提高乙酸的转化率。
(4)有冷凝回流装置,可提高产率。
6.饱和Na2CO3溶液的作用:
降低乙酸乙酯的溶解度、中和乙酸、溶解乙醇。
7.实验现象:
在饱和Na2CO3溶液上方有透明的、具有香味的油状液体生成。
四、乙酸乙酯的水解反应
在酸性或碱性条件下乙酸乙酯均可发生水解反应。
CH3COOC2H5+H2O
CH3COOH+C2H5OH(反应可逆);
CH3COOC2H5+NaOH
CH3COONa+C2H5OH(反应完全)。
[自主检测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2017·高考全国卷Ⅱ,10B)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。
( )
(2)(2017·高考全国卷Ⅱ,10C)用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除,说明乙酸的酸性小于碳酸的酸性。
( )
(3)医用消毒酒精中乙醇的浓度为95%。
( )
(4)CH3COOH溶液与Zn反应放出H2,能证明乙酸是弱酸。
( )
(5)乙醇、乙酸与Na2CO3均能反应产生CO2。
( )
(6)向乙酸溶液中滴入几滴紫色石蕊溶液,溶液变红。
( )
(7)乙醇中含有—OH,乙酸中含有—COOH,均能与Na反应生成氢气。
( )
(8)制备乙酸乙酯时可用热的NaOH溶液收集产物以除去其中的乙酸。
( )
(9)可以用分液漏斗分离乙酸乙酯和乙醇。
( )
(10)乙酸和乙酸乙酯可用饱和Na2CO3溶液加以区别。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)× (9)× (10)√
2.完成下列各步转化的化学方程式,并指出反应类型。
①_____________________________________________;________________。
②_____________________________________________;________________。
③_____________________________________________;________________。
④_____________________________________________;________________。
⑤____________________________________________;________________。
⑥_____________________________________________;________________。
答案:
①CH2===CH2+H2O
CH3CH2OH 加成反应
②2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O 氧化反应
③2CH3CHO+O2
2CH3COOH 氧化反应
④2CH3COOH+CaCO3―→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O 复分解反应
⑤CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O 酯化反应(或取代反应)
⑥CH3COOC2H5+H2O
CH3COOH+C2H5OH 水解反应(或取代反应)
演练一 乙醇、乙酸的性质及官能团的应用
1.(2020·哈尔滨高三模拟)下列关于乙醇和乙酸的说法错误的是( )
A.乙醇和乙酸均可发生取代反应
B.乙醇和乙酸均可与钠反应,二者水溶液均呈酸性
C.乙醇在一定条件下可直接氧化生成乙酸
D.可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别乙醇和乙酸
解析:
选B。
乙醇和乙酸可发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,A说法正确;乙醇的水溶液呈中性,B说法错误;乙醇可被强氧化剂如酸性KMnO4溶液直接氧化生成乙酸,C说法正确;Cu(OH)2可溶于乙酸生成蓝色溶液,Cu(OH)2与乙醇不反应,因此可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别乙醇和乙酸,D说法正确。
2.下列物质中不能用来区分乙酸、乙醇、苯的是( )
A.金属钠 B.溴水
C.碳酸钠溶液D.紫色石蕊溶液
解析:
选B。
A项,乙酸和金属钠反应剧烈,乙醇和金属钠反应缓慢,苯和金属钠不反应,可以区分;B项,乙酸、乙醇均溶于溴水,且不分层,苯可以把溴水中的溴萃取出来,出现分层,不能区分;C项,乙酸和碳酸钠溶液反应放出CO2气体,乙醇和碳酸钠溶液互溶不分层,苯不溶于碳酸钠溶液,出现分层,可以区分;D项,乙酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红色,乙醇溶于石蕊溶液不分层,苯不溶于石蕊溶液,出现分层,可以区分。
3.乳酸的结构简式为
,下列有关乳酸的说法不正确的是( )
A.乳酸中能发生酯化反应的官能团有2种
B.1mol乳酸可与2molNaOH发生中和反应
C.1mol乳酸与足量金属Na反应生成1molH2
D.有机物
与乳酸互为同分异构体
解析:
选B。
乳酸分子中含有的官能团是羟基和羧基,都能发生酯化反应,所以A正确;1mol乳酸只含有1mol羧基,只能和1molNaOH发生中和反应,而羟基不参加反应,所以B错误;羧基和羟基都可以和Na反应生成氢气,所以C正确;
与乳酸分子式相同,而结构不同,二者互为同分异构体,所以D正确。
1.乙酸、水、乙醇、碳酸分子中羟基氢的活泼性比较
物质类别
乙酸
水
乙醇
碳酸
分子结构
CH3COOH
H—OH
C2H5OH
与羟基直接相连的原子或原子团
H—
C2H5—
遇石蕊溶液
变红
不变红
不变红
变浅红
与Na
反应
反应
反应
反应
与Na2CO3溶液
反应
水解
不反应
反应
羟基氢的活泼性强弱
2.乙醇的化学性质与羟基的关系
(1)与Na反应时,只断裂a处化学键。
(2)发生催化氧化时,断裂a和c两处化学键,形成碳氧双键。
(3)与乙酸发生酯化反应时,只断裂a处化学键。
演练二 乙酸乙酯的制备与酯化反应的拓展
4.(教材改编题)下列关于乙醇与乙酸的酯化反应的说法正确的是( )
A.用CH3CH
OH与CH3COOH发生酯化反应,生成H
O
B.反应液混合时,顺序为先加入乙醇,再加入浓硫酸,最后加入乙酸
C.乙酸乙酯不会和水反应生成乙酸和乙醇
D.用蒸馏的方法从饱和Na2CO3溶液中分离出乙酸乙酯
解析:
选B。
A项,CH3CH
OH与CH3COOH发生酯化反应,生成CH3CO18OCH2CH3和H2O,错误;B项,浓硫酸密度比乙醇大,溶于乙醇放出大量的热,为防止酸液飞溅,加入药品时应先在试管中加入一定量的乙醇,然后边振荡试管边将浓硫酸慢慢加入乙醇中,最后加入乙酸,正确;C项,乙酸乙酯在酸性条件下水解可生成乙酸和乙醇,错误;D项,乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液分层,因此应采取分液操作实现二者的分离,错误。
5.(2020·贵阳高三调研)某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯,该小组的同学设计了以下四个制取乙酸乙酯的装置,其中正确的是( )
解析:
选A。
B和D中导管插入试管b内液面以下,会引起倒吸,C和D中试管b中的NaOH溶液会与生成的乙酸乙酯反应。
6.
1丁醇和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得乙酸丁酯,反应温度为115~125℃,反应装置如图,下列对该实验的描述错误的是( )
A.不能用水浴加热
B.长玻璃管起冷凝回流作用
C.提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤
D.加入过量乙酸可以提高1丁醇的转化率
解析:
选C。
该酯化反应需要的温度为115~125℃,水浴的最高温度为100℃,A项正确;长导管可以起到冷凝回流酸和醇的作用,B项正确;乙酸丁酯在氢氧化钠溶液中容易发生水解,C项错误;在可逆反应中,增加一种反应物的用量可以提高另一种反应物的转化率,D项正确。
有机实验中应注意的问题
(1)加热
①用酒精灯加热:
常见有机实验需要用酒精灯加热的有乙烯的制备、乙酸乙酯的制备、石蜡油的催化裂化。
②水浴加热:
银镜反应(温水浴)、乙酸乙酯的水解(70~80℃水浴)、蔗糖的水解(热水浴)。
(2)蒸馏操作
温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处;烧瓶中加碎瓷片防暴沸;冷凝管一般选用直形冷凝管,冷凝剂的流动方向与被冷凝的液体的流动方向相反。
(3)冷凝回流
当需要使被汽化的物质重新流回到反应容器中时,可通过在反应容器的上方添加一个长导管达到此目的(此时空气是冷凝剂);若需要冷凝的试剂沸点较低,则需要在容器的上方安装冷凝管,常选用球形冷凝管,此时冷凝剂的方向是下进上出。
(4)在有机制备实验中利用平衡移动原理,提高产品的产率常用的方法:
①及时蒸出或分离出产品;②用吸收剂吸收其他产物,如水;③利用冷凝回流装置,提高反应物的利用率;④增加其中一种反应物的用量。
演练三 乙醇的催化氧化实验探究
7.如图所示进行乙醇的催化氧化实验,试管A中盛有无水乙醇,玻璃管B中装有CuO(用石棉绒做载体)。
请回答下列问题:
(1)向试管A中鼓入空气的目的是________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试管A上部放置铜丝网的作用是______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)玻璃管B中可观察到的现象是____________________________________________;
相关化学方程式:
__________________________________________________________。
答案:
(1)使空气通过乙醇,形成乙醇和空气的混合气体
(2)防止乙醇和空气的混合气体爆炸
(3)黑色固体变红 CuO+C2H5OH
CH3CHO+H2O+Cu,2C2H5OH+O2
2CH3CHO+2H2O
考点二 基本营养物质——糖类、油脂、蛋白质
[知识梳理]
一、糖类、油脂、蛋白质的化学组成
有机物
元素组成
代表物
代表物分子式或分子组成
水溶性
糖类
单糖
C、H、O
葡萄糖、果糖
C6H12O6
易溶于水
双糖
麦芽糖、蔗糖
C12H22O11
易溶于水
多糖
淀粉、纤维素
(C6H10O5)n
—
油脂
油
C、H、O
植物油
不饱和高级脂肪酸甘油酯
不溶于水
脂肪
C、H、O
动物脂肪
饱和高级脂肪酸甘油酯
不溶于水
蛋白质
C、H、O、N、S、P等
酶、肌肉、毛发等
氨基酸缩合成的高分子
—
淀粉和纤维素尽管可用同一个通式表示,但其中的n值不同,所以淀粉和纤维素不互为同分异构体。
二、糖类、油脂、蛋白质的性质
有机物
特征反应
水解反应
糖类
葡萄糖
葡萄糖
有银镜产生
葡萄糖
有砖红色沉淀产生
—
蔗糖
—
产物为葡萄糖__与果糖
淀粉
遇碘单质(I2)变蓝色
最终产物为葡萄糖
油脂
—
酸性条件下产物为甘油、高级脂肪酸;碱性条件下(皂化反应)产物为甘油、高级脂肪酸盐
蛋白质
(1)带苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色;
(2)灼烧有烧焦羽毛气味,可用于鉴别毛织品和棉织物;
(3)遇浓(NH4)2SO4、Na2SO4溶液等发生盐析;
(4)遇紫外线、加热、强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等发生变性
最终生成氨基酸
三、糖类、油脂、蛋白质的用途
1.糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动、植物所需能量的重要来源;葡萄糖是重要的工业原料,主要用于食品加工、医疗输液、合成补钙药物及维生素C等;纤维素可用于造纸,制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、黏胶纤维等。
2.油脂为人体提供所需要的能量,等质量的糖类、油脂、蛋白质完全氧化时,油脂放出的热量最多;油脂可用于生产高级脂肪酸(盐)和甘油。
3.蛋白质是人体必需的营养物质,在工业上有很多用途,动物的毛、皮、蚕丝可制作服装;绝大多数酶是一类特殊的蛋白质,是生物体内重要的催化剂。
[自主检测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2019·高考江苏卷改编)糖类是人体所需的重要营养物质。
淀粉分子中不含氮元素。
( )
(2)(2017·高考全国卷Ⅱ,7A)糖类化合物也可称为碳水化合物。
( )
(3)加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性。
( )
(4)食用花生油和鸡蛋清都能发生水解反应。
( )
(5)木材纤维和土豆淀粉遇碘水均显蓝色。
( )
(6)油脂在酸性或碱性条件下,均可发生水解反应,且产物相同。
( )
(7)用银氨溶液能鉴别葡萄糖和蔗糖。
( )
(8)糖类、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应。
( )
(9)纤维素在人体内可水解为葡萄糖,故可用作人体的营养物质。
( )
(10)淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物。
( )
(11)天然植物油常温下一般呈液态,难溶于水,有恒定的熔、沸点。
( )
(12)棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O。
( )
(13)“一带一路”是现代丝绸之路,丝绸的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物。
( )
答案:
(1)√
(2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)× (10)× (11)× (12)× (13)√
2.你能用哪些简单的方法鉴别淀粉溶液和鸡蛋清溶液?
答案:
(1)滴加碘水,变蓝的是淀粉溶液;
(2)滴加浓硝酸,变黄的是鸡蛋清溶液。
(1)淀粉、纤维素、蛋白质都是天然高分子化合物,但油脂不是高分子化合物。
(2)蛋白质的水解产物是多种氨基酸的混合物,不是纯净物。
演练一 糖类、油脂、蛋白质的组成、性质及应用
1.下列有关有机反应的说法正确的是( )
①聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应
②利用粮食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
③淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应
④蛋白质水解的最终产物是葡萄糖
⑤淀粉遇碘变蓝色,葡萄糖能与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应
⑥向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有固体析出,所以蛋白质均发生盐析
A.①②③④⑤ B.②③⑤
C.②③④⑤D.②⑤⑥
解析:
选B。
①聚乙烯塑料的老化是因为发生了氧化反应,错误;②利用粮食酿酒经历了淀粉水解转化为葡萄糖,葡萄糖分解转化为乙醇的化学变化过程,正确;③淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应,正确;④蛋白质水解的最终产物为氨基酸,错误;⑤淀粉遇碘变蓝色,葡萄糖分子中含有醛基,能与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应,正确;⑥向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有固体析出,其中前者是盐析,后者是变性,错误。
2.(2020·衡水高三模拟)鉴别淀粉、蛋白质、葡萄糖溶液,依次可分别使用的试剂和对应的现象正确的是( )
A.碘水,变蓝色;新制Cu(OH)2悬浊液,砖红色沉淀;浓硝酸,变黄色
B.浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2悬浊液,砖红色沉淀;碘水,变蓝色
C.新制Cu(OH)2悬浊液,砖红色沉淀;碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色
D.碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2悬浊液,砖红色沉淀
解析:
选D。
淀粉遇碘单质变蓝色,可用碘水鉴别淀粉溶液;蛋白质遇浓硝酸变黄色,可用浓硝酸鉴别蛋白质溶液;葡萄糖溶液在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液共热生成砖红色沉淀,可用新制Cu(OH)2悬浊液鉴别葡萄糖溶液。
3.(2018·高考全国卷Ⅰ,改编)下列说法错误的是( )
A.蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖
B.绝大多数酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质
C.植物油含不饱和脂肪酸酯,能使Br2/CCl4褪色
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
解析:
选A。
果糖为单糖,A项错误;绝大多数酶属于蛋白质,具有较高活性和选择性,B项正确;植物油中含有碳碳双键,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,从而使之褪色,C项正确;淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖,D项正确。
糖类物质的常见转化方式
演练二 淀粉水解程度的实验探究
4.(教材改编题)某学生设计了如下实验方案,用以检验淀粉的水解情况:
下列结论中正确的是( )
A.淀粉尚有部分未水解
B.淀粉已完全水解
C.淀粉没有水解
D.淀粉已发生水解,但不知是否完全水解
解析:
选D。
混合液呈碱性,加碘水不变蓝,不能说明不含淀粉,因为I2能与NaOH溶液反应;加入新制Cu(OH)2悬浊液加热后生成砖红色沉淀,说明其中含有葡萄糖。
故结论应为淀粉已发生水解,但不能判断是否完全水解。
5.(2020·嘉峪关校级调研)现有三个实验方案,用以检验淀粉的水解情况:
方案甲:
淀粉液
水解液
中和液(呈中性)
溶液变蓝
结论:
淀粉尚未水解
方案乙:
淀粉液
水解液
无银镜产生
结论:
淀粉尚未水解
方案丙:
淀粉液
水解液
中和液(呈碱性)
有银镜产生
结论:
淀粉已经水解
根据上述操作和现象,首先回答结论是否正确,然后简要说明理由:
(1)方案甲____________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)方案乙___________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)方案丙________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:
(1)不正确,最终溶液变蓝,只能说明溶液中还有淀粉剩余,但不能说明淀粉尚未水解
(2)不正确,淀粉水解液呈酸性,不能发生银镜反应,因此不能说明淀粉尚未水解
(3)正确,有银镜产生,说明溶液中存在葡萄糖,即淀粉已经水解
淀粉水解程度的判断方法
1.实验流程
2.实验现象及结论
现象A
现象B
结论
溶液呈蓝色
未产生银镜
淀粉尚未水解
溶液呈蓝色
出现银镜
淀粉部分水解
溶液不呈蓝色
出现银镜
淀粉完全水解
3.注意问题
(1)检验淀粉时,必须直接取水解液加入碘水,不能取中和液,因为I2能与NaOH溶液反应。
(2)淀粉、蔗糖的水解实验是用稀硫酸做催化剂,而银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应的实验必须在碱性条件下进行,所以检验淀粉或蔗糖的水解产物前应先加入NaOH溶液至溶液呈碱性。
1.(2019·高考全国卷Ⅱ,7,6分)“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句,下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是( )
A.蚕丝的主要成分是蛋白质
B.蚕丝属于天然高分子材料
C.“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应
D.古代的蜡是高级脂肪酸酯,属于高分子聚合物
解析:
选D。
蚕丝的主要成分是蛋白质,A项正确;蚕丝属于天然高分子材料,B项正确;“蜡炬成灰”指蜡烛燃烧,属于氧化反应,C项正确;在古代蜡烛通常由动物油脂制成,动物油脂的主要成分为高级脂肪酸酯,其不属于高分子聚合物,D项错误。
2.(2017·高考全国卷Ⅰ,7,6分)下列生活用品中主要由合成纤维制造的是( )
A.尼龙绳 B.宣纸
C.羊绒衫D.棉衬衣
解析:
选A。
尼龙绳是由尼龙切片制成的纤维丝经一系列加工制成的,属于合成纤维,A项正确;宣纸的主要成分是纤维素,纤维素属于天然纤维,B项错误;羊绒衫的主要原料是羊毛,羊毛属于蛋白质,C项错误;棉衬衣的主要原料是棉花,棉花属于天然纤维,D项错误。
3.(2017·高考全国卷Ⅲ,8,6分)下列说法正确的是( )
A.植物油氢化过程中发生了加成反应
B.淀粉和纤维素互为同分异构体
C.环己烷与苯可用酸性KMnO4溶液鉴别
D.水可以用来分离溴苯和苯的混合物
解析:
选A。
植物油氢化过程中发生了油脂与氢气的加成反应,A项正确;淀粉和纤维素的通式均为(C6H10O5)n,但由于二者n值不同,所以不互为同分异构体,B项错误;环己烷与苯都不能与酸性KMnO4溶液反应,所以不能用酸性KMnO4溶液鉴别环己烷与苯,C项错误;溴苯与苯互溶,且二者均不溶于水,所以不能用水分离溴苯和苯的混合物,D项错误。
1.(2020·大连考试)下列广告语对应商品中含有的物质有误的是( )
A.“红梅味精,领先(鲜)一步”——蛋白质
B.“衡水老白干,喝出男人味”——乙醇
C.“吃了钙中钙,腰不酸了,腿不疼了,走路也有劲了”——碳酸钙
D.“要想皮肤好,早晚用大宝”——丙三醇
解析:
选A。
味精的主要成分是谷氨酸钠,不是蛋白质,A项错误;衡水老白干为白酒,主要成分是乙醇,B项正确;钙中钙为补钙剂,主要成分为碳酸钙,C项正确;大宝为护肤品,其保湿成分为甘油(丙三醇),D项正确。
2.(2020·安徽六校联考)化学与社会、生产、生活密切相关。
下列说法正确的是( )
A.光纤通信使用的光缆主要成分是Si,太阳能电池使用的材料主要是SiO2
B.“PM2.5”指大气中直径小于或等于2.5×10-6m的细小颗粒物,这些颗粒扩散到空气中形成胶体
C.医用酒精中乙醇体积分数通常是75%
D.油脂是人类维持生命活动所需能量的
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