高二化学淀粉纤维素同步教案及练习

高二化学淀粉纤维素同步教案及练习【教学内容】1．淀粉2．纤维素【教学目标】1．掌握淀粉、纤维素的组成和其主要的用途2．掌握淀粉、纤维素的性质3．掌握淀粉的检验方法【知识讲解】一、淀粉1．淀粉的组成（1）淀粉的通式为(C6H10O5)n（2）淀粉可分为两部分支链淀粉直链淀粉2．高分子化合物：分子量很大的化合物叫做高分子化合物。（1）高分子化合物特点：没有固定的分子量，没有固定的熔沸点，一般是属于混合物。（2）高分子化合物分类酚醛树脂聚氯乙烯聚乙烯合成高分子化合物蛋白质纤维素淀粉天然高分子化合物,,:,,:3．淀粉的性质：（1）溶解性：直链淀粉能溶于热水，而支链淀粉不溶于水，在热水里淀粉颗粒膨胀破裂。（2）淀粉的水解：在酸和酶的作用下能水解，水解的最终产物是葡萄糖。（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6淀粉葡萄糖（3）淀粉遇碘（I2）变成蓝色：这是用于检验淀粉或碘的方法。思考：如用以淀粉为主要原料，制取（1）CH2CH2（2）O=CCH2（3）[C—C—OCH2—CH2—O]n答：（1）(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6淀粉葡萄糖C6H12O62C2H5OH+2CO2葡萄糖C2H5OHCH2=CH2+H2OCH2=CH2+Br2CH2CH2CH2CH2+2H2OCH2CH2+2HBr催化剂OCH2CH2OOO=CCH2OOO催化剂催化剂浓H2SO4△BrBrBrBrNaOH△OHOH2CH2CH2CH2CH2+2H2O（2）HOCH2—CH2OH+O2OHC—CHO+2H2OOHC—CHO+O2HOOC—COOHHOOC—COOH+HO—CH2—CH2OHO=CO=C+2H2O（3）nHOOC—COOH+nHO—CH2—CH2OH[C—C—OCH2—CH2—O]n+2nH2O例1．某学生设计了三个实验方案，用以检验淀粉的水解情况。方案甲：淀粉液水解液中和液溶液变蓝结论：淀粉完全没有水解方案乙：淀粉液水解液无银镜现象结论：淀粉完全没有水解方案丙：淀粉液水解液中和液有银镜现象。结论：淀粉已经水解。根据上述操作、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____________分析：方案甲结论不正确。因为淀粉可能部分水解，未水解的淀粉会与碘水反应而使溶液变蓝。方案乙结论不正确。因为淀粉可能部分水解或完全水解，但是在酸性条件下，生成的葡萄糖与银氨溶液不能发生银镜反应。方案丙结论正确。说明淀粉水解生成了葡萄糖，并在碱性条件下发生了银镜反应。例2．将3.42g蔗糖与3.24g淀粉混合并完全水解，若生成mg葡萄糖和ng果糖，则m:n为（）A．1:3B．1:5C．5:1D．3:1分析：C12H22O11~C6H12O6~C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖342g1mol13.42g0.01mol0.01mol(C6H10O5)n~nC6H12O6淀粉葡萄糖浓H2SO4△OCH2CH2OOHOH催化剂催化剂浓H2SO4△OO=CCH2O浓H2SO4△OO硫酸加热氢氧化钠碘水硫酸加热银氨溶液微热硫酸加热氢氧化钠银氨溶液微热162nnmol3.240.02mol故：m:n=(0.01+0.02)×180:0.001×180=3:1答案为D。二、纤维素1．纤维素的组成：（1）分子量约为n十万，为天然高分子化合物。（2）结构特征：[(C6H7O2)—OH]n，每个结构单元中含有三个醇羟基。2．纤维素的性质和用途：（1）纤维素的水解：（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6纤维素葡萄糖（2）制造纤维素硝酸酯[(C6H7O2)—OH]n+3nHO—NO2[(C6H7O2)—O—NO2]n+3nH2O纤维素纤维素三硝酸酯胶棉：含量低，遇火易易燃烧，受压不爆炸，制无烟火药。火棉：含氮量高，遇火迅速燃烧，受压能发生燥炸，制赛璐珞，珂酊丁。（3）制纤维素乙酸酯[(C6H7O2)—OH]n+3n(CH3CO)2O[(C6H7O2)—OCOCH3]n+3nCH3COOH纤维素纤维素三乙酸酯（4）制造粘胶纤维纤维素粘胶液粘胶纤维玻璃纸薄膜人造棉短纤维人造丝长纤维注：人造丝、人造棉、玻璃纸主要成份都是纤维素。（4）造纸——主要成分是纤维素。思考：（1）如何鉴别硝酸纤维和纤维素？答：分别点燃，能易于燃烧，没有黑烟，不留残渣的是硝酸纤维；能燃烧，但有火星，有黑烟产生的是纤维素。（2）如何鉴别化学纤维和硝酸纤维？答：能易于燃烧，没有黑烟产生的是硝酸纤维；燃烧时有黑烟产生，且能熔化成小球的是化学纤维。例3．构成纤维素的葡萄糖单元中的醇羟基完全与硝酸反应后所得硝酸纤维的最大含氮质量分数为（）A．10.5%B．16.74%C．14.14%D．约13%分析：纤维素与硝酸完全酯化后结构简式为：[(C6H7O2)—ONO2]n，则硝酸纤维中氮的含量为：OHOH催化剂OHOH浓H2SO4O—NO2O—NO2OHOHOCOCH3OCOCH3浓NaOHCS2稀NaOH稀H2SO4ONO2ONO2%14.14%100143161117126143%100)31176(3%nNOHCNnN答案为C。【能力训练】一、选择题（每小题有1—2个选项符合题意）1．淀粉完全水解的特征是（）A．有甜味B．能发生银镜反应C．遇碘水不显蓝色D．以上说法都不正确2．下列反应不属于水解反应的是（）A．纤维素在硫酸作用下转化为葡萄糖B．油脂在NaOH溶液作用下转化高级脂酸钠和甘油C．葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇D．纤维素和浓H2SO4、浓HNO3混合转化为硝酸纤维3．下列有机物属于多元醇的是（）A．[(C6H7O2)(OH)3]nB．CH2OH(CHOH)4CHOC．C3H5(OH)3D．葡萄糖加氢后的产物4．下列物质的水解产物属同分异构体的是（）A．淀粉B．纤维素C．麦芽糖D．蔗糖5．下列物质中，最简式不同的一组是（）A．甲醛和葡萄糖B．乙酸与葡萄糖C．乙醇和葡萄糖D．甲酸甲酯与葡萄糖6．进行淀粉水解实验（包括验证水解产物及水解是否完全）除淀粉外，还使用下列试剂或其中一部分：①碘水②银氨溶液③NaOH溶液④稀H2SO4⑤PH试纸，使用上述物品顺序依次为（）A．①②③④B．④①②③C．④①③②D．④①③②⑤7．下列各组物质中，互为同分异构体的是（）A．淀粉和纤维素B．蔗糖和麦芽糖C．硬脂酸和软脂酸D．葡萄糖和果糖8．在下列反应中，硫酸只起催化作用的是（）A．苯的硝化反应B．纤维素水解C．蔗糖晶体碳化D．乙酸乙酯水解9．下列实验操作正确的是（）A．在蔗糖与稀H2SO4共热后的溶液中，滴加银氨溶液，检验产物中的葡萄糖B．淀粉中加入20%硫酸溶液在酒精灯上直接加热，使其水解。C．棉花中加入70%硫酸并用玻璃棒把棉花捣料，在酒精灯上直接加热，使其水解。D．向淀粉水解后的溶液中加碘水，溶液变蓝，证明淀粉尚未水解。10．在一定温度下，能与浓H2SO4、浓HNO3的混合酸反应，但不生成酯的是（）A．纤维素B．甲苯C．甘油D．苯酚11．下列说法正确的是（）A．淀粉和纤维素都是多糖，它们是由许多单糖化合而制成的。B．蔗糖溶液与麦芽糖溶液可用银镜反应加以鉴别C．纤维素与浓HNO3发生硝化反应生成硝酸纤维D．葡萄糖、果糖属于天然高分子化合物12．下列有机物的用途不正确的是（）A．三硝基甲苯、火棉、硝化甘油可作炸药B．植物油脂，动物油脂都可用于制肥皂C．淀粉是化工原料，可用于制葡萄糖和酒精D．胶棉可用做玻璃纸，电影胶片片基13．下列各组物质，两种物质无论以任何质量比相混合并充分燃烧，生成H2O和CO2的物质的量之比始终相等的是（）①甲醇和乙醛②乙烯和乙烷③苯和乙炔④葡萄糖和乙酸⑤乙醇和甲醚⑥丙醛和丙烯酸A．①②③④B．③⑤⑥⑦C．①②⑤⑦D．③④⑤⑦14．某含氧衍生物6g，高温下，在氧气中充分燃烧，生成CO2气体（标况）为4.48L和水3.6g，则该物质不可能是（）A．蔗糖B．葡萄糖C．乙酸D．甲酸甲酯二、填空题15．用纤维素制取硝酸纤维和醋酸纤维，是利用了组成它的葡萄糖单元中有_____个_______基，具有________的性质，在纤维素硝酸酯中，含氮是低的叫___________，含氮量高的叫_________。16．随着现代工业的发展，能源问题已经越来越引起人们的重视。科学家预言，未来理想的燃料是绿色植物，即将植物的秸杆（主要成分是纤维素）用适当的催化剂作用水解成葡萄糖，再将葡萄糖转化成乙醇，用作燃料。写出绿色植物的秸杆转化为乙醇的化学方程式：①_________________________________②_________________________________17．生的绿色苹果遇碘变蓝色，这是因为___________________________；熟的苹果汁能发生银镜反应，原因是______________________.18．某同学称取9g淀粉溶于水，测定淀粉的水解百分率，其程序如下：淀粉溶液混合溶液混合溶液试回答下列问题：（1）各步所加的试剂为：A______________B____________C______________（2）只加A溶液而不加B溶液是否可以呢？原因是_________________________（3）当析出2.16g单质沉淀时，淀粉的水解率为____________________________。三、计算题19．某淀粉的相对分子质量是13900，试求它是由多少个葡萄糖分子通过分子间脱水缩聚而形成的？20．用麸皮为原料制取食醋。现有1t含淀粉20%的麸皮，在发酵过程中有80%的淀粉转化为乙醇，而乙醇氧化制取乙酸的产率为95%。则可制得5%的食醋多少t？【能力训练答案】一、选择题：1．C2．CD3．CD4．D5．C6．C7．BD8．BD9．B10．BD11．B12．C13．D14．A+A溶液△+B溶液溶液显蓝色析出单质固体+D+C二、填空题：15．三，羟，醇，胶棉，火棉16．（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6淀粉葡萄糖C6H12O62C2H5OH+2H2O葡萄糖17．生的绿色苹果是经过化合作用产生了淀粉，遇碘能变成蓝色；熟的苹果汁中含有葡萄糖，因此能发生银镜反应。18．（1）A：20%H2SO4溶液B：NaOH溶液C：银氨溶液（2）不可以，因为水解溶液是酸性溶液，如不加碱溶液中和，则不能发银镜反应。（3）18%三、计算题：19．8620．提示：(C6H10O5)n~nC6H12O6~2nCH3CH2OH~2nCH3COOH162n2n×601t×20%×80%×95%x×5%tntnx25.2%5162%95%80%201602答案：2.25t催化剂催化剂