糖类人教版高中化学选修5练习检测.docx
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糖类人教版高中化学选修5练习检测
专题02糖类
一.基本营养物质
二.糖类的分类、结构和性质
1.分类及代表物
代表物
代表物分子式
代表物间的关系
单糖
葡萄糖、果糖
C6H12O6
同分异构体
双糖
蔗糖、麦芽糖
C12H22O11
同分异构体
多糖
淀粉、纤维素
(C6H10O5)n
不属于同分异构体
例1下列两种物质不属于同分异构体的是( )
A.淀粉 纤维素B.蔗糖 麦芽糖
C.正丁烷 异丁烷D.果糖 葡萄糖
【答案】A
【解析】同分异构体特点:
分子式相同结构不同,而淀粉和纤维素属于多糖,分子式不同,故A错误。
2.单糖的结构
①葡萄糖的结构简式为:
,分子中含有的官能团有羟基(—OH)和醛基(—CHO)(填名称和简式)。
②果糖的结构简式为:
,含有的官能团有羟基(—OH)和羰基(
)。
3.糖类的化学性质
⑴葡萄糖和果糖
①分子结构
葡萄糖的结构简式为
或
CH2OH(CHOH)4CHO,官能团有—OH和—CHO(醛基)。
果糖的结构简式为
,官能团有—OH和
(羰基)。
葡萄糖和果糖的分子式都为C6H12O6,但结构不同,它们互为同分异构体。
②物理性质:
葡萄糖是一种白色晶体,有甜味,能溶于水。
③葡萄糖的特征反应
a与新制的Cu(OH)2反应
反应条件:
加热至沸腾。
反应现象:
产生砖红色沉淀。
该反应常用于医疗上检验糖尿病患者的尿中葡萄糖的含量。
b银镜反应
反应条件:
碱性条件、水浴加热。
反应现象:
试管内壁产生光亮的银镜。
例2下列关于检验某病人尿糖的做法中正确的是( )
A.取尿样,加入新制Cu(OH)2,观察发生的现象
B.取尿样,加入过量稀H2SO4,再加入新制Cu(OH)2,观察发生的现象
C.取尿样,加入新制Cu(OH)2,煮沸,观察发生的现象
D.取尿样,加入Cu(OH)2固体,煮沸,观察发生的现象
【答案】C
【解析】葡萄糖可与新制Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀,或在碱性条件下与银氨溶液共热析出银。
例3某学生做葡萄糖的还原性实验,将4mL0.5mol·L-1的CuSO4溶液和4mL0.5mol·L-1的NaOH溶液混合后,滴入1.0mL的10%的葡萄糖,加热煮沸,结果没有看到砖红色沉淀生成。
这是因为( )
A.葡萄糖浓度太大B.加热时间不够
C.CuSO4溶液的量不够D.NaOH溶液的量不够
【答案】D
【解析】葡萄糖与新制Cu(OH)2反应时,NaOH必须过量,而本题中n(CuSO4)=n(NaOH)=2×10-3mol,NaOH的量不足,故看不到砖红色沉淀生成。
⑵蔗糖和麦芽糖
分子式都是C12H22O11,但分子结构不同,它们的水解产物也不同,两者互为同分异构体。
水解反应的化学方程式分别为:
C12H22O11+H2O
C6H12O6+C6H12O6
蔗糖葡萄糖果糖
C12H22O11+H2O
2C6H12O6
麦芽糖葡萄糖
[特别提醒]
因为相同的分子式或通式可以代表不同物质,所以用分子式或通式书写糖类的化学方程式时,要标明糖类物质的名称,以示区别。
⑶淀粉和纤维素
①分子组成:
淀粉和纤维素的分子式都为(C6H10O5)n。
②水解反应的化学方程式为
(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6。
淀粉(或纤维素)葡萄糖
③淀粉的特征反应:
淀粉遇碘(I2)变蓝,可用于验证淀粉的存在。
例4某同学为了检验淀粉的水解情况,设计了如下三个实验方案:
方案甲:
淀粉溶液
水解液
中和液
溶液未变蓝
结论:
淀粉全部水解
方案乙:
淀粉溶液
水解液
无银镜生成
结论:
淀粉未水解
方案丙:
淀粉溶液
水解液
中和液
红色沉淀
结论:
淀粉已完全水解
根据以上操作、现象判断结论是否正确,若不正确,请说明原因。
【答案】
(1)甲不正确。
原因是I2与溶液中过量的NaOH反应,无法检验淀粉存在与否。
(2)乙不正确。
原因是未中和水解液的酸性,不能检测出葡萄糖是否存在。
(3)丙不正确。
原因是只证明淀粉发生了水解,是否完全水解还需检验淀粉是否存在。
【解析】淀粉水解程度的判断,应注意检验产物中是否生成了葡萄糖,同时还要确定淀粉是否还存在,另外应特别注意,检验葡萄糖前要中和水解液
的酸性。
三.糖类在生产、生活中的应用
糖类既是人类的基本营养物质,又是重要的工业原料。
【拓展延伸】
糖类的水解
1.实验探究
实验
步骤
取1mL20%的蔗糖溶液,加入3~5滴稀硫酸。
水浴加热5min后取少量溶液,加氢氧化钠溶液,调溶液pH至碱性,再加入少量新制的氢氧化铜,加热3~5min,观察现象并解释其原因
现象
产生砖红色沉淀
解释
蔗糖(C12H22O11)分子中不含醛基。
蔗糖溶液加酸并加热后,水解产物中有葡萄糖生成
结论
双糖、多糖可以在稀酸的催化作用下水
解,最终生成葡萄糖或果糖。
C12H22O11+H2O
C6H12O6+C6H12O6
蔗糖 葡萄糖 果糖
(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6
淀粉(或纤维素) 葡萄糖
[特别提醒]
与银氨溶液反应析出银(银镜反应),或与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀是醛基(—CHO)官能团的特征反应。
2.淀粉水解程度的判断
淀粉的特征反应是其在常温下遇碘(I2)变蓝,淀粉水解一般是在H2SO4的催化作用下,其产物为葡萄糖。
利用淀粉和葡萄糖的特征反应可以判断淀粉的水解程度。
(1)反应条件:
银镜反应、含醛基物质与新制的Cu(OH)2的反应必须在碱性条件下进行,即要先用碱液中和水解液中作催化剂的H2SO4;而淀粉与碘水的反应则不能在碱性条件下进行,因为I2遇碱会发生反应生成含碘化合物,含碘化合物不能使淀粉变蓝色。
(2)判断水解程度所依据的现象
①尚未水解:
加银氨溶液无银镜生成。
②部分水解:
加银氨溶液有银镜生成,加碘水变蓝。
③完全水解:
加碘水不变蓝。
【升华】糖类水解及其产物检验的一般实验步骤
糖类
水解液
得出结论
说明:
加NaOH溶液的目的除去作催化剂的H2SO4,使溶液呈弱碱性。
例5下列说法不正确的是( )
A.蔗糖不是淀粉的水解产物
B.蔗糖与麦芽糖互为同分异构体
C.蔗糖和它的水解产物都能发生银镜反应
D.麦芽糖的水解产物能与新制的Cu(OH)2悬浊液发生反应
【答案】C
【解析】蔗糖是自然界产生的,淀粉水解不能产生蔗糖,A项正确。
B项正确。
蔗糖的水解产物(葡萄糖和果糖)能发生银镜反应,但蔗糖本身不能发生银镜反应,C项错误。
麦芽糖的水解产物是葡萄糖,能与新制的Cu(OH)2悬浊液发生反应,正确。
【拓展延伸】
1.葡萄糖的性质
反应类型
试剂或条件
表现性质的官能团
加成反应
H2/Ni
醛基
氧化反应
银氨溶液
新制Cu(OH)2悬浊液
使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
生理氧化
—
酯化反应
与乙酸等
羟基
有关化学方程式:
CH2OH(CHOH)4CHO+H2
CH2OH(CHOH)4CH2OH
CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH
CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH
CH2OH(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O
C6H12O6+6O2
6CO2+6H2O
2.工业制备葡萄糖和酒精
(1)工业制葡萄糖
(2)葡萄糖发酵生成酒精
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2↑
转化关系:
3.葡萄糖分子结构的确定方法——实验法
步骤
实验事实
结论
①
1.8g葡萄糖完全燃烧只得到2.64gCO2和1.08gH2O
实验式为CH2O
②
葡萄糖的相对分子质量为180
分子式为C6H12O6
③
一定条件,1mol葡萄糖与1mol氢气加成生成己六醇
葡萄糖分子中含有一个双键且分子为直链化合物
④
能发生银镜反应
分子中含有—CHO
⑤
一定条件下,1.8g葡萄糖完全酯化,参加反应的乙酸的物质的量为0.05mol
葡萄糖分子中有5个—OH,且分别在5个碳原子上
4.淀粉水解程度的实验设计
(1)实验步骤
水解液
中和液
现象A
现象B
(2)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
典例6为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80℃的水浴加热5~6min,试管乙不加热。
待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:
取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验2:
取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:
取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
(1)写出淀粉水解的化学方程式:
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)设计甲和乙是为了探究________对淀粉水解的影响,设计甲和丙是为了探究________对淀粉水解的影响。
(3)实验1失败的原因是___________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是__________________。
(5)下列结论合理的是________(填字母)。
a.淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
b.欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水解液中直接加碘
c.欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热
d.若用唾液代替稀硫酸,则实验1可能出现预期的现象
【答案】
(1)
(2)温度 催化剂 (3)没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸 (4)氢氧化钠与碘反应 (5)abcd
【解析】
(1)淀粉在酸性条件下,最终水解生成葡萄糖,化学方程式是(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6;
(2)甲与乙的反应物均相同,但甲加热,乙未加热,所以甲乙实验是探究温度对淀粉水解的影响;甲中有稀硫酸,而丙中无稀硫酸,所以甲、丙是探究催化剂对淀粉水解的影响;
(3)淀粉水解生成的葡萄糖是在酸性条件下,而加入新制氢氧化铜悬浊液产生砖红色沉淀时应在碱性条件下,所以应先加入氢氧化钠中和酸后,再加入氢氧化铜悬浊液,所以实验1无现象;
(4)加入的碘与氢氧化钠反应,导致碘无法与淀粉反应,所以溶液颜色变化不明显;
(5)a.根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行,正确;b.因为碘易升华,所以冷却后加入碘,可判断淀粉是否完全水解,正确;c.欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热,根据砖红色沉淀的产生判断产物的还原性,正确;d.唾液中含有淀粉酶,且为中性,淀粉在淀粉酶的作用下水解为葡萄糖,所以可用唾液代替稀硫酸进行实验1,可达到预期的现象,正确,答案选abcd。
课后练习:
1.下列各糖能发生水解,且属于还原性糖的是( )
A.葡萄糖 B.蔗糖
C.麦芽糖D.纤维素
【答案】C
【解析】选项中所给的能水解的糖是蔗糖、麦芽糖和纤维素,其中麦芽糖分子中含有
,属于还原性糖。
2.通过实验来验证淀粉水解可生成还原性糖,其实验包括下列一些操作过程,这些操作过程的正确排列顺序是( )
①取少量淀粉加水配成溶液 ②加热 ③加入碱液至溶液呈碱性 ④加入新制的Cu(OH)2悬浊液 ⑤加入几滴稀H2SO4 ⑥再加热
A.①②⑤⑥④③B.①⑤②④⑥③
C.①⑤②③④⑥D.①⑥④⑤③②
【答案】C
【解析】验证淀粉水解可生成还原性糖的实验,大体可分以下两步:
第一步是先使淀粉水解(稀H2SO4作催化剂);第二步是验证淀粉的水解产物为还原性的糖[加新制Cu(OH)2悬浊液前要先加过量的NaOH溶液,以中和稀H2SO4。
3.下列关于糖类的说法正确的是( )
A.糖类物质的组成都符合Cm(H2O)n
B.单糖就是分子组成简单的糖
C.含有醛基的糖就是还原性糖
D.淀粉、纤维素都是多糖,其分子式相同
【答案】C
【解析】A项不正确,因为脱氧核糖的分子式为C5H10O4,不符合Cm(H2O)n;B项不正确,糖的分类是按照能否水解以及水解生成单糖的数目分为单糖、低聚糖和多糖;C项正确,还原性糖和非还原性糖的区别就在于分子结构中是否含有醛基;D项不正确,淀粉、纤维素都是多糖,都可用通式(C6H10O5)n表示,但n值不同,分子式不同。
4.下列关于葡萄糖与果糖的说法中不正确的是( )
A.两者互为同分异构体B.两者都易溶于水
C.两者都是六碳糖D.葡萄糖比果糖要甜
【答案】D
【解析】葡萄糖和果糖的分子式都是C6H12O6,但前者是多羟基醛,后者是多羟基酮,两者结构不同,互为同分异构体;葡萄糖和果糖都易溶于水,且都具有甜味,但果糖比葡萄糖甜得多,在糖类中,果糖是最甜的糖。
5.下列各项中的两种物质既不是同分异构体,也不是同系物的是( )
A.葡萄糖和果糖B.蔗糖和麦芽糖
C.甲醛和乙醛D.葡萄糖和蔗糖
【答案】D
【解析】A项和B项中的物质的分子式分别相同,但结构式不同,属于同分异构体。
C项中的甲醛和乙醛结构相似,分子内都含有醛基,组成上相差一个CH2,属于同系物。
6.下列说法中错误的是( )
A.通常蔗糖和淀粉都不显还原性
B.用大米酿的酒在一定条件下密封保存,时间越长越香醇
C.纤维素、蔗糖、葡萄糖和脂肪在一定条件下都可发生水解反应
D.纤维素分子是由葡萄糖单元组成的,可以表现出一些多元醇的性质
【答案】C
【解析】纤维素、蔗糖和脂肪在一定条件下均能发生水解反应,但葡萄糖不能,故C错。
7.下列有关淀粉和纤维素两种物质的说法正确的是( )
A.二者都能水解,水解的最终产物不相同
B.二者含C、H、O三种元素的质量分数相同,且互为同分异构体
C.它们都属于糖类,且都是高分子化合物
D.都可用(C6H10O5)n表示,但淀粉能发生银镜反应而纤维素不能
【答案】C
【解析】淀粉、纤维素都属于多糖,它们在一定条件下均能水解,最终产物均为葡萄糖;二者的组成都可用(C6H10O5)n表示,所以二者分子中C、H、O的质量分数相同,但由于n值不同,故二者不互为同分异构体;二者都不能发生银镜反应。
8.淀粉经过下列变化:
淀粉→单糖→酒精→乙烯→……→草酸(HOOC—COOH),在该变化过程中,下列反应类型一定没有发生的是( )
①加成反应 ②氧化反应 ③还原反应 ④消去反应 ⑤取代反应 ⑥水解反应 ⑦酯化反应 ⑧加聚反应
A.①③④B.⑦⑧
C.④⑤⑥D.①④⑥
【答案】B
【解析】淀粉→单糖(葡萄糖),水解反应(取代反应);葡萄糖→酒精(C6H12O6→C2H5OH),还原反应;酒精→乙烯,消去反应;乙烯→1,2二溴乙烷,加成反应;1,2二溴乙烷→乙二醇,水解反应(取代反应);乙二醇→乙二醛→乙二酸,氧化反应。
9.乙醇、乙酸和葡萄糖三种溶液,只用一种试剂就能将它们区别开来,该试剂是( )
A.金属钠B.石蕊溶液
C.新制氢氧化铜悬浊液D.NaHCO3溶液
【答案】C
【解析】Na与乙醇、乙酸、葡萄糖均能反应放出氢气,故不能将它们区别;只有乙酸使石蕊溶液变红色,石蕊溶液不能区别乙醇和葡萄糖;NaHCO3只与乙酸反应放出CO2气体,不能区别乙醇和葡萄糖;新制Cu(OH)2悬浊液与乙醇加热到沸腾无红色沉淀生成,而与葡萄糖溶液加热到沸腾有红色沉淀生成,新制Cu(OH)2溶于乙酸,溶液显蓝色,故C项能区别三种液体。
10.下列物质中既能发生水解反应,也能发生银镜反应,其水解产物中还有能发生银镜反应的是( )
①乙醛 ②葡萄糖 ③甲酸甲酯 ④蔗糖 ⑤麦芽糖 ⑥纤维素 ⑦淀粉
A.①②⑤B.③④⑥
C.③⑤D.④⑤
【答案】C
【解析】能发生水解反应的物质有③④⑤⑥⑦,能发生银镜反应的物质有①②③⑤,水解产物中有能发生银镜反应的物质有③④⑤⑥⑦,故C正确。
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