高中化学选修1化学与生活知识点归纳总结 第一章 关注营养平衡 1.1 生命的基础能源糖类 糖类在以前叫做碳水化合物，曾经用一个通式来表示：Cn(H2O)m；因为在最初发现的糖类都是有 C、H、O 三 种元素组成，并且分子中的H 原子和 O 原子的个数比恰好是2:1，当时就误认为糖是由碳和水组成的化合物。现在 还一直在沿用这种叫法。 注意： 1）通式并不反映结构：H 和 O 并不是以结合成水的形式存在的。 2）并不是所有糖都符合此通式，如：鼠李糖C6H12O5 。 3）符合此通式的化合物并不都是糖，如：甲醛（HCHO ）、乙酸（ CH3COOH ）、乳酸等。 糖类物质 ：是多羟基 (2 个或以上 )的醛类 (aldehyde)或酮类 (Ketone)化合物， 在水解后能变成以上两者之一的有机化合 物。在化学上，由于其由碳、氢、氧元素构成，在化学式的表现上类似于“碳”与“水”聚合，故又称之为碳水化 合物。 一、糖的分类 糖类物质是多羟基醛或酮，据此可分为醛糖(aldose)和酮糖 (ketose)。 糖还可根据碳原子数分为丙糖(triose)，丁糖 (terose)，戊糖 (pentose)、己糖 (hexose)。最简单的糖类就是丙糖(甘油 醛和二羟丙酮 ) 糖还可根据结构单元数目多少分为 单糖 (monosaccharide)：不能被水解成更小分子的糖。如：葡萄糖 、果糖 寡糖 (disaccharide)：2-6 个单糖分子脱水缩合而成，以双糖（即二糖）最为普遍，意义也较大。 二糖 ：能水解生成两个单糖分子的糖类。如：蔗糖 、麦芽糖 。 多糖 (polysaccharide)：水解为多个单糖分子的糖类。 均一性多糖 ：淀粉 、糖原、 纤维素 、半纤维素、几丁质(壳多糖 ) 不均一性多糖：糖胺多糖类 (透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)。 结合糖 (复合糖，糖缀合物，glycoconjugate)：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖 )、糖 -核苷酸等。 糖的衍生物 ：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷eshiwei 其化学式为C6H12O6。 分类标准 ：据糖类能否水解以及水解产物的多少 葡萄糖、果糖的化学式都是C6H12O6、它们互为同分异构体； 蔗糖、麦芽糖的化学式都是C12H22O11，它们互为同分异构体； 淀粉、纤维素的化学式都是(C6H10O5)n，它们不互为同分异构体。 二、糖的物理性质 1、葡萄糖和果糖：分子式C6H12O6，葡萄糖为己醛糖，果糖为己酮糖 （1）葡萄糖 是一种白色晶体，有甜味，能溶于水，是最重要、最简单的单糖。 结构简式 ：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO 用途 ：生物培养基。金属还原剂。滴定硼酸的络合物形成剂。微量分析。测定全血葡萄糖。可直接被人体 吸收。 （2）果糖 ：一种最为常见的己酮糖。纯净的果糖为无色晶体，熔点为103105,它不易结晶，通常为黏稠性 液体，易溶于水、乙醇和乙醚。果糖是最甜的单糖。以游离状态大量存在于蜂蜜、水果的浆汁中。 葡萄糖的同分异构体：果糖CH2OH(CHOH)3(C=O)CH2OH 果糖和葡萄糖结合构成日常食用的蔗糖。 2、蔗糖和麦芽糖：C12H22O11， 蔗糖 是无色晶体， 溶于水，是重要的甜味食物。是一种二糖。日常生活中的白糖、红糖、冰糖等都是蔗糖。 甘蔗、甜菜中含量最高。由葡萄糖和果糖通过异头体羟基缩合而形成的非还原性 二糖。 麦芽糖 是两个葡萄糖分子以-1 ，4-糖苷键连接构成的二糖。为淀粉经 淀粉酶作用下得到的产物。白色针 状结晶。易溶于水，有甜味（不及蔗糖）（与蔗糖同分异构） 3、淀粉和纤维素：（C6H10O5）n 淀粉是一种重要的多糖，是一种相对分子质量很大的天然高分子有机化合物，没有甜味， 是一种白色粉末， 不溶于冷水，但在热水中一部分淀粉溶解在水中，一部分悬浮在水里，长时间或高温可产生糊化。 纤维素是绿色植物通过光合作用生成的，是构成植物细胞的基础物质，它是白色， 无色无味的物质，是一种 多糖，属于天然有机高分子化合物。纤维素不能作为人类的营养食物，但在人体内不可或缺，如：能刺激肠道蠕动 和分泌消化液，有助于食物和废物的排泄。 三、糖的化学性质 1、葡萄糖化学性质： （1）葡萄糖具有还原性，是一种多羟基醛，C(=O) H 是醛基，葡萄糖的还原性是其中的醛基具有还原性。 葡萄糖和银氨溶液的银镜反应 ：加热还原生成的银附着在试管壁上，形成银镜，所以也叫银镜反应。 CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH ( 水浴加热 )CH2OH(CHOH)4COONH4(葡萄糖酸铵 )+2Ag +3NH3 +H2O （2）分子中有多个羟基，能与酸发生酯化反应 （3）葡萄糖在生物体内发生氧化反应，放出热量。C6H12O6（s）+6O2（g） 6CO2（g）+6H2O（l） （4）葡萄糖能用淀粉在酶或硫酸的催化作用下水解反应制得 （5）植物光合作用：6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2 葡萄糖的检验： 1葡萄糖溶液与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀（浓度高时生成黄色沉淀） CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2（加热） CH2OH(CHOH)4COOH+ Cu2O +2H2O 注意事项：新制2Cu(OH)2悬浊液要随用随配、不可久置； 配制 Cu(OH)2悬浊液时， NaOH 溶液必须过量； 反 应液必须直接加热至沸腾；葡萄糖分子中虽然含有醛基，但是d-葡萄糖中不含有醛基。 2葡萄糖溶液与银氨溶液反应有银镜反应 CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH （水浴加热） CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag +3NH3 +H2O 注意事项：试管内壁必须洁净；银氨溶液随用随配不可久置；水浴加热，不可用酒精灯直接加热；乙醛用 量不宜太多，一般加3 滴；银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去； 2、果糖的化学性质 果糖无醛基而具活性酮基，能发生银镜反应， 氧化产物为羟基乙酸和三羟基丁酸。与石灰水可形成果糖钙沉淀， 但通入二氧化碳又可复出果糖。 果糖的检验： 原理：果糖是典型的还原性糖，含有还原性基团（游离酮基） 方法： 1.果糖 +斐林试剂 /班氏试剂 砖红色沉淀 2.果糖 +银氨溶液 (碱性环境、水浴加热) 银镜反应 3、蔗糖和麦芽糖的化学性质 （1）蔗糖和麦芽糖的水解：C12H22O11(蔗糖 )+H2O(酶)C6H12O6(葡萄糖 )+C6H12O6(果糖 ) C12H22O11(麦芽糖 )+H2O(酶)2C6H12O6(葡萄糖 ) （2）蔗糖不能发生银镜反应，因为其无醛基，无还原性。 4、淀粉和纤维素的水解 （1）淀粉的水解：它能水解。淀粉在人体内的水解过程可表示为 (C6H10O5)n（淀粉） (C6H10O5)m（糊精） C12H22O11（麦芽糖） C6H12O6（葡萄糖） 也可以在酸催化作用下逐步水解，最终转化为葡萄糖： (C6H10O5)n（纤维素） + nH2O 酶或浓硫酸 nC6H12O6（葡萄糖） 淀粉稀硫酸淀粉水解液新制 Cu(OH)2悬浊液检验淀粉是否水解 淀粉稀硫酸淀粉水解液碘水检验淀粉是否水解 （2）纤维素的水解：纤维素在酶或浓硫酸催化下发生水解： (C6H10O5)n（纤维素） + nH2O 酶或浓硫酸 nC6H12O6（葡萄糖） 人体必须的六大营养素糖类脂肪蛋白质维生素矿物质水 1 单 糖 C6H12O6 葡萄糖多羟基醛 有多元醇和醛的性质,能发生 银镜反应 ,红色 Cu2O 果糖多羟基酮有多元醇和酮的性质 2 双 糖 C12H22O11 麦芽糖有醛基C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6 葡萄糖 +葡萄糖 蔗糖无醛基C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6 葡萄糖 +果糖 3 多 糖 （C6H10O5） n 淀粉 无醛基 ,属高 分子化合物 遇碘变蓝（C6H10O5）n + n H2O nC6H12O6 纤维素（C6H10O5）n + n H2O nC6H12O6 4 葡萄糖 光合作用6CO2（g） 6H2O（l）C 6H12O6（s） +6O2(g) 呼吸 作用 有氧呼吸C6H12O6（s）+6O2(g) 6CO 2（g） 6H2O（l） 无氧呼吸C6H12O6 2C3H6O3（乳酸） 2CO22C2H5OH 和新制氢氧化铜反应 （糖尿病检测） CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2（加热） CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O 2H2O （碱性环境） 1.2 重要的体内能源油脂 一、油脂的含义及其成分 1、油脂的含义：油脂是油和脂肪的统称，是高级脂肪酸和甘油形成的酯类物质。 油是不饱和高级脂肪酸甘油酯，脂肪是饱和高级脂肪酸甘油酯，都是高级脂肪酸甘油酯。 在室温下呈液态的称为油（ 植物油 ），呈固态的称为脂肪（ 动物脂肪），二者合称为油脂 。 油脂均为混合物，无固定的熔沸点。天然油脂为混甘油酯，属于混合物。 油脂的主要成分是甘油三脂。结构如右图。R表示饱和烃基或不饱和烃基。 单甘油酯 ：R1、R2、 R3相同的甘油酯，称为单甘油酯。 混甘油酯 ：R1、R2、 R3不同的甘油酯叫混甘油酯。 2、油脂的成分： 油脂中的碳链含碳碳双键时（即不饱和脂肪酸甘油酯），主要是低沸点的植物 油；碳链为碳碳单键时（即饱和脂肪酸甘油酯），主要是高沸点的动物脂肪。 形成油脂的脂肪酸的饱和程度，直接影响油脂的熔点，油脂分子烃基里所含的 不饱和键越多，熔点越低，反之，饱和键越多，熔点越高（动物油呈固态） 二、油脂的性质 1、物理性质 ：密度比水小， 不溶于水， 溶于有机溶剂。 黏度大， 有油腻感。 熔点较低， 且随着碳原子个数增多熔点增高；不饱和度加大，熔点降低。 2、化学性质： 水解反应： 根据结构特点，油脂兼有酯类和不饱和烃类物质的性质。油脂在酸性环境 和碱性环境 都能水解，在 酸性环境中的水解是可逆的（人体内油脂主要在小肠中被消化吸收，消化过程实质上是在酶的催化作用下水解为高 级脂肪酸和甘油） ： 在碱性环境中的水解由于生成的高级脂肪酸可以继续和碱反应，故不可逆，油脂在碱性条件下的水解反应又 叫皂化反应： + 3NaOH 高级脂肪酸钠（肥皂）+丙三醇（甘油） 3、常见高级脂肪酸：硬脂酸C17H35COOH、软脂酸C15H31COOH 、油酸 C17H33COOH 4、脂肪酸在人体内的四大主要功能：供给人体热量、储存能量、合成人体所需物质的原料、必需脂肪酸在体内有 多种生理功能。油脂是人类的主要营养物质和主要食物之一，也是重要工业原料。 甘油三脂的结构图 O O O R1 C O CH2 R2 C O CH R3 C O CH2 【训练 】 判断正误： 1、单甘油酯是纯净物，混甘油酯是混合物。（） 2、油脂没有固定的熔沸点（） 3、油脂都不能使溴水退色（） 4、食用油属于酯类，石蜡油属于烃类（） 5、精制的牛油是纯净物（） 1、下列物质的主要成分不属于酯类的是（） 。 A.菜籽油B.胶棉C.硝化甘油D.酚醛树脂 2、取少量某有机物分别进行如下实验，结果是能使酸性高锰酸钾溶液褪色；与水混合静置后分层；加入滴有 酚酞试液的强碱共热后酚酞变无色。此有机物是（） 。A.乙酸钠B.油酸甘油酯C.乙酸乙酯D.甲苯 3、某种混甘油酯酸性水解后得到硬脂酸、软脂酸、油酸和甘油，此混合甘油酯的结构简式_。 4、某天然油脂10g,需 1.8gNaOH 才能完全皂化，又知该油脂1Kg 进行催化氧化加氢，耗氢气12g 才能完全硬化。 试推断 1mol 该油脂平均含碳碳双键数为（） 。 A.2molB.3molC.4molD.5mol 油 脂 植物油液态含不饱和烃基多C17H33含双键能加成、水解 动物脂肪固态含饱和烃基多C17H35、 C15H31水解 水解 /皂化 油脂+ 3H2O 高级脂肪酸 +丙三醇（甘油） 油脂在碱性条件下的水解：油脂+ 3NaOH 高级脂肪