人教版高中化学选择性必修第3册 第四章 生物大分子 章末核心素养整合
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计算)的方法如下:
取某无色饮料20.00 mL加入稀硫酸煮沸,充分反应后,冷却,
加入适量的氢氧化钠溶液并稀释至100.00 mL。取10.00 mL
稀释液,加入30.00 mL 0.015 00 mol·L-1标准溶液,置于暗处15
min。然后滴加2~3滴淀粉溶液作指示剂,再用0.012 00 mol·
R,R可与等物质的量的KOH或盐酸完全反应。3.75 g R与50
mL 1 mol·L-1的NaOH溶液完全中和,则R的结构简式为(
)。
A.H2N—CH2—COOH
B.
C.
D.
答案:A
解析:有机化合物R与KOH或HCl反应时为等物质的量完全
反应,说明R分子中有一个氨基和一个羧基。此有机化合物的
.
解析:题给4个氨基酸分子都各含1个氮原子,除谷氨酸含有4
个氧原子外,其余均含2个氧原子。
(1)题给多肽的分子式C55H70O19N10中含有10个氮原子,应是
十肽;
(2)要形成十肽必须脱去9分子水,则这个十肽完全水解所得
10个氨基酸的分子式的总和为C55H70O19N10+9H2O,即
C55H88O28N10,4种氨基酸中,谷氨酸有4个O原子,其他各含2个
得:C6H12O6(s)+6O2(g)══6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 804
kJ·mol-1;
反应ⅰ为淀粉水解得到葡萄糖,要证明淀粉已经全部水解,
只需证明水解后的溶液不存在淀粉,可根据碘遇淀粉变蓝的
特点进行实验。
专题二 有关蛋白质、氨基酸的计算
1.成肽反应。
(1)两分子氨基酸发生脱水缩合时,一个分子中的羧基脱去
【典型例题1】淀粉和纤维素是常见的多糖,在一定条件下
它们都可以水解生成葡萄糖。
(1)淀粉在稀硫酸作用下水解生成葡萄糖的化学方程式
为
。
(2)某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:
下列结论正确的是
。
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.淀粉已水解,但不知是否完全水解
(3)一种测定饮料中糖类物质含量(所有糖类物质以葡萄糖
(葡萄糖)
(2)D
(3)①100 mL容量瓶 ②将饮料中的糖类物质都转化为葡
萄糖 ③对于10.00 mL稀释液n(Na2S2O3)=0.012 00×0.025
mol=3×10-4 mol,剩余n(I2)剩余=1.5×10-4 mol,n(糖)=n(I2)反应
=0.03×0.015 00 mol-1.5×10-4 mol=3×10-4 mol,则100.00 mL
基的烃基。
称为肽键。今有一种“多肽”,其分子式
是C55H70O19N10,已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸:
(1)这种“多肽”是
(填中文数字)肽。
(2)该1 mol多肽水解后,有
(填数字)个谷氨酸。(设
NA为阿伏加德罗常数的值)
(3)该1 mol多肽水解后,有
(填数字)个苯丙氨酸。
答案:(1)十 (2)4NA (3)3NA
试验,不显蓝色,在试管里加入银氨溶液,稍加热,试管内壁上有
银镜生成。
②淀粉用淀粉酶水解:在一支洁净的试管里,放入4 mL淀粉
溶液,加入0.5 mL唾液充分混合并微热,从试管里取出少量液
体做碘试验,不显蓝色则水解完成。把水解液加入银氨溶液
中,试管内壁上有银镜出现。
(2)纤维素水解
①纤维素用80%浓硫酸水解:把少量棉花或几片滤纸放入试
相对分子质量Mr= . =75,则有:75-16(—NH2)-45(—COOH)
=14(CH2),说明R中还含有一个CH2,则R的结构简式为
,故正确答案为A。
L-1 Na2S2O3标准溶液滴定反应所剩余的I2,当溶液由蓝色变为
无色且半分钟不变时,反应达到终点,共消耗Na2S2O3标准溶液
25.00 mL。已知:
a.I2在碱性条件下能与葡萄糖反应:
C6H12O6+I2+3NaOH══C6H11O7Na+2NaI+2H2O
b.Na2S2O3与I2能发生如下反应:
液加入银氨溶液中时,也可能生成黑色沉淀物,但加热后会生
成银镜。
2.蔗糖的水解反应。
(1)平常所食用的白糖就是蔗糖,但市售的白糖往往不纯,为
了防止白糖结块,常掺有少量葡萄糖。因此,这个实验最好用
试剂蔗糖来做,也可用冰糖(透明者最佳)代替。
(2)若使用冰糖来配制蔗糖溶液时,为了保证蔗糖的纯净,应
先用水将冰糖表面可能附着的杂质冲洗掉,然后再做实验,效
章末核心素养整合
专题一 糖类的性质实验
1.葡萄糖的还原反应。
(1)这个实验的成败与试管的洁净度关系很大。为了保证实
验成功,所用试管最好先用少量NaOH溶液煮一下(去除试管
上的油污),并用清水冲净后再使用。
(2)葡萄糖溶液不能过浓,以10%的葡萄糖溶液为宜。如果
过浓,只能得到黑色沉淀而得不到银镜。将10%的葡萄糖溶
别是A在不同条件下的水解产物,它们有如下转化关系。
①1 mol B完全被氧化时可以放出2 804 kJ的热量,请写出其
被氧化的热化学方程式:
。
②请设计实验证明A通过
反应ⅰ已经全部水解,写出
操作方法、现象和结论:
。
答案:(1)甘油(或丙三醇)
(2)—NH2、—COOH
(3)①C6H12O6(s)+6O2(g)══6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 804
- ×
O原子,则所得谷氨酸的个数为
=4;
(3)设该多肽水解后得到a个甘氨酸、b个丙氨酸、c个苯丙
氨酸,则依C、H、O原子数守恒有
2a+3b+9c=55-4×5,
5a+7b+11c=88-4×9。
2(a+b+c)=28-4×4。
解之得a=1,b=2,c=3。
【跟踪训练2】某蛋白质充分水解后能分离出有机化合物
管里,加 80%浓硫酸,用量以恰好能够溶解棉花或滤纸为宜,用
玻璃棒把棉花或滤纸捣烂,形成无色黏稠液体,把该试管浸在
热水浴中加热至显出亮棕色时为止,然后放冷倒入约5倍体积
的水中,此时无絮状的沉淀析出。加碱液中和硫酸使水解液
略显碱性,取出一部分已中和的溶液,用新制的氢氧化铜做检
验还原糖的实验,在5~10 min可以观察到红色氧化亚铜沉淀
羟基,一个分子中的氨基脱去氢原子,形成肽键。
(2)两个不同的氨基酸分子缩合时,可产生不同的二肽,所以
在判断产物时要考虑生成肽键的官能团位置。
2.有关蛋白质、氨基酸的计算技巧:多个氨基酸分子缩合可
以形成蛋白质,而要计算某个蛋白质分子水解后的氨基酸分
子的个数,需要很多条件,在解题过程中,可以采用守恒的思想
②糖类物质在酸性条件下加热煮沸,使糖类物质发生水解,
最终都转化为葡萄糖。
【跟踪训练1】糖类、油脂、蛋白质是人体重要的能源物
质,请根据它们的性质回答以下问题:
(1)油脂在酸性和碱性条件下水解的共同产物是
(写
名称)。
(2)蛋白质的水解产物具有的官能团是
(写
结构简式)。
(3)已知A是人体能消化的一种天然高分子化合物,B和C分
果会更好。
(3)要使蔗糖水解后的溶液略显碱性。在用稀硫酸作催化剂
使蔗糖水解后,要用NaOH溶液中和剩余的稀硫酸,以使溶液
的pH在9左右为宜,因为葡萄糖在强碱性溶液里很不稳定,它
的醛基容易被氧化成羧基。
3.多糖的水解。
(1)淀粉水解
①淀粉用酸水解:在试管里放入0.5 g淀粉,往试管里加入4
mL 20%硫酸溶液,加热3~4 min,从试管中取出少量液体做碘
kJ·mol-1 ②取少量淀粉水解后的溶液,向其中加入碘水,若溶
液不变蓝,证明淀粉已经全部水解
解析:(1)油脂在酸性和碱性条件下水解产物的差别是前者
生成高级脂肪酸,后者生成高级脂肪酸盐,共同产物是甘油(或
丙三醇);
(2)蛋白质的水解产物是氨基酸,氨基酸具有的官能团是—
NH2、—COOH;
(3)B为葡萄糖,根据热化学方程式的书写规则
(2)葡萄糖分子中含有醛基,银氨溶液与葡萄糖能发生银镜
反应,加入银氨溶液有银镜出现时,说明淀粉已经发生水解;碘
水不变色但氢氧化钠溶液过量,碘能够与氢氧化钠溶液反应,
所以无法判断溶液中是否还有淀粉,D项正确。
(3)①配制100.00 mL 0.015 00 mol·L-1I2标准溶液,所必需的
玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100 mL容量瓶。
生成。
②纤维素用98%浓硫酸水解:把一小团脱脂棉花(用手搓圆,
约豌豆大)放入试管里,直接往棉花上滴加8滴98%浓硫酸,用
玻璃棒搅动使它变成糊状。然后加入2 mL水,用酒精灯直接
加热,直到剩余少量液体,此时呈亮棕色。再用30%NaOH溶
液中和硫酸,取出一部分已中和的溶液,用新制的Cu(OH)2做
检验还原糖的实验,很快可观察到红色的Cu2O沉淀生成。
I2+2Na2S2O3══2NaI+Na2S4O6
①配制100.00 mL 0.015 00 mol·L-1I2标准溶液,所必需的玻
璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和
。
②向饮料中加入稀硫酸并充分煮沸的目的是
。
③计算该饮料中糖类物质的含量(单位mg·mL-1)(写出计算
过程)。
答案:(1)(C6H10O5)n+nH2O
稀释液中n(糖)=3×10-4 mol×10=3×10-3 mol,饮料中糖的含
× - × ·-
量=
=0.027 g·mL-1=27.00 mg·mL-1
.
解析:(1)淀粉在浓硫酸作用下水解生成葡萄糖的化学方程
式为(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6(葡萄糖)。
来考虑。
(1)最少氨基或羧基的数目=肽链数。
(2)肽键数=氨基酸数目-肽链数。
(3)对于一条肽链来说,脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-1。
(4)蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸的平均相
对分子质量-18×水分子数。
【典型例题2】下面是一个四肽,它可以看作是4个氨基酸缩
合掉3分子水而得。
式中R、R'、R″、R‴可能是相同的或不同的烃基,或有取代
取某无色饮料20.00 mL加入稀硫酸煮沸,充分反应后,冷却,
加入适量的氢氧化钠溶液并稀释至100.00 mL。取10.00 mL
稀释液,加入30.00 mL 0.015 00 mol·L-1标准溶液,置于暗处15
min。然后滴加2~3滴淀粉溶液作指示剂,再用0.012 00 mol·
R,R可与等物质的量的KOH或盐酸完全反应。3.75 g R与50
mL 1 mol·L-1的NaOH溶液完全中和,则R的结构简式为(
)。
A.H2N—CH2—COOH
B.
C.
D.
答案:A
解析:有机化合物R与KOH或HCl反应时为等物质的量完全
反应,说明R分子中有一个氨基和一个羧基。此有机化合物的
.
解析:题给4个氨基酸分子都各含1个氮原子,除谷氨酸含有4
个氧原子外,其余均含2个氧原子。
(1)题给多肽的分子式C55H70O19N10中含有10个氮原子,应是
十肽;
(2)要形成十肽必须脱去9分子水,则这个十肽完全水解所得
10个氨基酸的分子式的总和为C55H70O19N10+9H2O,即
C55H88O28N10,4种氨基酸中,谷氨酸有4个O原子,其他各含2个
得:C6H12O6(s)+6O2(g)══6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 804
kJ·mol-1;
反应ⅰ为淀粉水解得到葡萄糖,要证明淀粉已经全部水解,
只需证明水解后的溶液不存在淀粉,可根据碘遇淀粉变蓝的
特点进行实验。
专题二 有关蛋白质、氨基酸的计算
1.成肽反应。
(1)两分子氨基酸发生脱水缩合时,一个分子中的羧基脱去
【典型例题1】淀粉和纤维素是常见的多糖,在一定条件下
它们都可以水解生成葡萄糖。
(1)淀粉在稀硫酸作用下水解生成葡萄糖的化学方程式
为
。
(2)某学生设计了如下实验方案用以检验淀粉水解的情况:
下列结论正确的是
。
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.淀粉已水解,但不知是否完全水解
(3)一种测定饮料中糖类物质含量(所有糖类物质以葡萄糖
(葡萄糖)
(2)D
(3)①100 mL容量瓶 ②将饮料中的糖类物质都转化为葡
萄糖 ③对于10.00 mL稀释液n(Na2S2O3)=0.012 00×0.025
mol=3×10-4 mol,剩余n(I2)剩余=1.5×10-4 mol,n(糖)=n(I2)反应
=0.03×0.015 00 mol-1.5×10-4 mol=3×10-4 mol,则100.00 mL
基的烃基。
称为肽键。今有一种“多肽”,其分子式
是C55H70O19N10,已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸:
(1)这种“多肽”是
(填中文数字)肽。
(2)该1 mol多肽水解后,有
(填数字)个谷氨酸。(设
NA为阿伏加德罗常数的值)
(3)该1 mol多肽水解后,有
(填数字)个苯丙氨酸。
答案:(1)十 (2)4NA (3)3NA
试验,不显蓝色,在试管里加入银氨溶液,稍加热,试管内壁上有
银镜生成。
②淀粉用淀粉酶水解:在一支洁净的试管里,放入4 mL淀粉
溶液,加入0.5 mL唾液充分混合并微热,从试管里取出少量液
体做碘试验,不显蓝色则水解完成。把水解液加入银氨溶液
中,试管内壁上有银镜出现。
(2)纤维素水解
①纤维素用80%浓硫酸水解:把少量棉花或几片滤纸放入试
相对分子质量Mr= . =75,则有:75-16(—NH2)-45(—COOH)
=14(CH2),说明R中还含有一个CH2,则R的结构简式为
,故正确答案为A。
L-1 Na2S2O3标准溶液滴定反应所剩余的I2,当溶液由蓝色变为
无色且半分钟不变时,反应达到终点,共消耗Na2S2O3标准溶液
25.00 mL。已知:
a.I2在碱性条件下能与葡萄糖反应:
C6H12O6+I2+3NaOH══C6H11O7Na+2NaI+2H2O
b.Na2S2O3与I2能发生如下反应:
液加入银氨溶液中时,也可能生成黑色沉淀物,但加热后会生
成银镜。
2.蔗糖的水解反应。
(1)平常所食用的白糖就是蔗糖,但市售的白糖往往不纯,为
了防止白糖结块,常掺有少量葡萄糖。因此,这个实验最好用
试剂蔗糖来做,也可用冰糖(透明者最佳)代替。
(2)若使用冰糖来配制蔗糖溶液时,为了保证蔗糖的纯净,应
先用水将冰糖表面可能附着的杂质冲洗掉,然后再做实验,效
章末核心素养整合
专题一 糖类的性质实验
1.葡萄糖的还原反应。
(1)这个实验的成败与试管的洁净度关系很大。为了保证实
验成功,所用试管最好先用少量NaOH溶液煮一下(去除试管
上的油污),并用清水冲净后再使用。
(2)葡萄糖溶液不能过浓,以10%的葡萄糖溶液为宜。如果
过浓,只能得到黑色沉淀而得不到银镜。将10%的葡萄糖溶
别是A在不同条件下的水解产物,它们有如下转化关系。
①1 mol B完全被氧化时可以放出2 804 kJ的热量,请写出其
被氧化的热化学方程式:
。
②请设计实验证明A通过
反应ⅰ已经全部水解,写出
操作方法、现象和结论:
。
答案:(1)甘油(或丙三醇)
(2)—NH2、—COOH
(3)①C6H12O6(s)+6O2(g)══6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2 804
- ×
O原子,则所得谷氨酸的个数为
=4;
(3)设该多肽水解后得到a个甘氨酸、b个丙氨酸、c个苯丙
氨酸,则依C、H、O原子数守恒有
2a+3b+9c=55-4×5,
5a+7b+11c=88-4×9。
2(a+b+c)=28-4×4。
解之得a=1,b=2,c=3。
【跟踪训练2】某蛋白质充分水解后能分离出有机化合物
管里,加 80%浓硫酸,用量以恰好能够溶解棉花或滤纸为宜,用
玻璃棒把棉花或滤纸捣烂,形成无色黏稠液体,把该试管浸在
热水浴中加热至显出亮棕色时为止,然后放冷倒入约5倍体积
的水中,此时无絮状的沉淀析出。加碱液中和硫酸使水解液
略显碱性,取出一部分已中和的溶液,用新制的氢氧化铜做检
验还原糖的实验,在5~10 min可以观察到红色氧化亚铜沉淀
羟基,一个分子中的氨基脱去氢原子,形成肽键。
(2)两个不同的氨基酸分子缩合时,可产生不同的二肽,所以
在判断产物时要考虑生成肽键的官能团位置。
2.有关蛋白质、氨基酸的计算技巧:多个氨基酸分子缩合可
以形成蛋白质,而要计算某个蛋白质分子水解后的氨基酸分
子的个数,需要很多条件,在解题过程中,可以采用守恒的思想
②糖类物质在酸性条件下加热煮沸,使糖类物质发生水解,
最终都转化为葡萄糖。
【跟踪训练1】糖类、油脂、蛋白质是人体重要的能源物
质,请根据它们的性质回答以下问题:
(1)油脂在酸性和碱性条件下水解的共同产物是
(写
名称)。
(2)蛋白质的水解产物具有的官能团是
(写
结构简式)。
(3)已知A是人体能消化的一种天然高分子化合物,B和C分
果会更好。
(3)要使蔗糖水解后的溶液略显碱性。在用稀硫酸作催化剂
使蔗糖水解后,要用NaOH溶液中和剩余的稀硫酸,以使溶液
的pH在9左右为宜,因为葡萄糖在强碱性溶液里很不稳定,它
的醛基容易被氧化成羧基。
3.多糖的水解。
(1)淀粉水解
①淀粉用酸水解:在试管里放入0.5 g淀粉,往试管里加入4
mL 20%硫酸溶液,加热3~4 min,从试管中取出少量液体做碘
kJ·mol-1 ②取少量淀粉水解后的溶液,向其中加入碘水,若溶
液不变蓝,证明淀粉已经全部水解
解析:(1)油脂在酸性和碱性条件下水解产物的差别是前者
生成高级脂肪酸,后者生成高级脂肪酸盐,共同产物是甘油(或
丙三醇);
(2)蛋白质的水解产物是氨基酸,氨基酸具有的官能团是—
NH2、—COOH;
(3)B为葡萄糖,根据热化学方程式的书写规则
(2)葡萄糖分子中含有醛基,银氨溶液与葡萄糖能发生银镜
反应,加入银氨溶液有银镜出现时,说明淀粉已经发生水解;碘
水不变色但氢氧化钠溶液过量,碘能够与氢氧化钠溶液反应,
所以无法判断溶液中是否还有淀粉,D项正确。
(3)①配制100.00 mL 0.015 00 mol·L-1I2标准溶液,所必需的
玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100 mL容量瓶。
生成。
②纤维素用98%浓硫酸水解:把一小团脱脂棉花(用手搓圆,
约豌豆大)放入试管里,直接往棉花上滴加8滴98%浓硫酸,用
玻璃棒搅动使它变成糊状。然后加入2 mL水,用酒精灯直接
加热,直到剩余少量液体,此时呈亮棕色。再用30%NaOH溶
液中和硫酸,取出一部分已中和的溶液,用新制的Cu(OH)2做
检验还原糖的实验,很快可观察到红色的Cu2O沉淀生成。
I2+2Na2S2O3══2NaI+Na2S4O6
①配制100.00 mL 0.015 00 mol·L-1I2标准溶液,所必需的玻
璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和
。
②向饮料中加入稀硫酸并充分煮沸的目的是
。
③计算该饮料中糖类物质的含量(单位mg·mL-1)(写出计算
过程)。
答案:(1)(C6H10O5)n+nH2O
稀释液中n(糖)=3×10-4 mol×10=3×10-3 mol,饮料中糖的含
× - × ·-
量=
=0.027 g·mL-1=27.00 mg·mL-1
.
解析:(1)淀粉在浓硫酸作用下水解生成葡萄糖的化学方程
式为(C6H10O5)n+nH2O
nC6H12O6(葡萄糖)。
来考虑。
(1)最少氨基或羧基的数目=肽链数。
(2)肽键数=氨基酸数目-肽链数。
(3)对于一条肽链来说,脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-1。
(4)蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸的平均相
对分子质量-18×水分子数。
【典型例题2】下面是一个四肽,它可以看作是4个氨基酸缩
合掉3分子水而得。
式中R、R'、R″、R‴可能是相同的或不同的烃基,或有取代