2018届一轮复习鲁科版玉米的化学加工学案 13页

课题2　玉米的化学加工 ‎1．了解玉米含有淀粉、油脂等主要有机化合物，它可以用来制造酒精、制糖、制油。‎ ‎2．掌握玉米制乙醇的反应原理及工艺流程。(重难点)‎ ‎3．通过对玉米制酒精、淀粉、食用油及其他产品过程的了解，知道生物资源化学加工的基本过程。(重难点)‎ 玉米制乙醇 ‎1.生产乙醇涉及的反应 ‎(1)糖化阶段：2(C6H10O5)n＋nH2O nC12H22O11、C12H22O11＋H2O―→‎2C6H12O6。‎ ‎(2)酒化阶段：C6H12O6‎2C2H5OH＋2CO2↑。‎ ‎2．工业生产乙醇的工艺流程 粉碎―→蒸煮―→糖化―→发酵―→蒸馏 ‎3．乙醇做汽车燃料的三大优越性 ‎(1)有助于缓解日益严重的石油资源短缺。‎ ‎(2)可明显降低汽车尾气的排放，改善大气环境质量。‎ ‎(3)能有效地解决粮食转化问题，促进农业发展。‎ ‎1．用玉米制乙醇属于玉米加工的哪个层次？‎ ‎【提示】　玉米加工按加工深度分三个层次，玉米制乙醇属于第一个层次。‎ 玉米淀粉制糖 ‎1.淀粉糖按其组成分为：全糖(结晶葡萄糖)和果葡糖浆。‎ ‎2．全糖(结晶葡萄糖)的生产 ‎(1)生产方法：酸法和酶法。‎ ‎(2)酶法生产工艺：淀粉调浆α淀粉酶,催化水解糖化―→全糖。‎ ‎3．果葡糖浆的生产 将淀粉经酶法完全水解为葡萄糖浆，再经葡萄糖异构化酶转化得到果糖和葡萄糖的混合糖浆。‎ ‎2．葡萄糖和果糖的分子式相同吗？二者有何关系？‎ ‎【提示】　相同。二者互为同分异构体。‎ 玉米的其他应用 ‎1.玉米胚芽油 玉米中的油脂主要存在于它的胚芽中。衡量油脂质量的两个重要指标是油酸和亚油酸，其中亚油酸的含量超过60%，玉米油的维生素E含量较高，具有防止衰老的作用。‎ ‎2．玉米副产物的开发利用 ‎(1)玉米副产物主要有：秸秆、根茬、穗轴和花粉。‎ ‎(2)玉米秸秆转化为气体燃料的途径：一是化学转化；二是生物转化。‎ ‎(3)对玉米秸秆和穗轴的新兴工业开发利用途径主要有：秸秆制纸质地膜、秸秆制高密度板、穗轴制糠醛等。糠醛即2呋喃甲醛，结构简式为。‎ ‎3．乡村用玉米秸秆制沼气，属于哪种途径转化为气体燃料？‎ ‎【提示】　生物转化。‎ 玉米制乙醇 ‎【问题导思】　‎ ‎①玉米中所含的基本营养成分是什么？‎ ‎【提示】　淀粉和脂肪。‎ ‎②葡萄糖转化为乙醇的酒化阶段，属于葡萄糖的水解反应吗？‎ ‎【提示】　C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑，不属于水解反应(葡萄糖属于单糖，不水解)。‎ ‎③葡萄糖发酵制乙醇时，能否露置在空气中进行？‎ ‎【提示】　不能，发酵过程为无氧气氛。‎ ‎1．玉米制乙醇的两个阶段 一是将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等糖化阶段，发生的主要反应如下：‎ ‎2(C6H10O5)n＋nH2OnC12H22O11‎ C12H22O11＋H2O―→‎2C6H12O6‎ 二是将麦芽糖、葡萄糖等转化为乙醇的酒化阶段，发生的主要反应为：‎ C6H12O6‎2C2H5OH＋2CO2↑‎ ‎2．工业上生产乙醇的工艺流程 ‎　由玉米制酒精，不会涉及的化学方程式是(　　)‎ A．2(C6H10O5)n＋nH2OnC12H22O11‎ B．C12H22O11＋H2O―→‎2C6H12O6‎ C．C6H12O6‎2C2H5OH＋2CO2↑‎ D．CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH ‎【解析】　淀粉转化为乙醇是一个生物化学过程，发生的主要反应是选项中的A、B、C三项。D项为工业制酒精的反应方程式。‎ ‎【答案】　D ‎1．用玉米制乙醇的工艺流程正确的是(　　)‎ A．粉碎―→蒸煮―→糖化―→发酵―→蒸馏 B．粉碎―→蒸煮―→发酵―→糖化―→蒸馏 C．蒸煮―→粉碎―→发酵―→糖化―→蒸馏 D．蒸煮―→粉碎―→糖化―→发酵―→蒸馏 ‎【解析】　将淀粉质原料粉碎再蒸煮，利于淀粉的浸出；先糖化再使糖发酵产生乙醇，蒸馏可得乙醇。‎ ‎【答案】　A 玉米制淀粉糖和其他应用 ‎【问题导思】　‎ ‎①玉米的主要用途有哪些？‎ ‎【提示】　可以制淀粉糖、玉米胚芽油。此外其副产物还可进行燃料开发和工业开发。‎ ‎②用乙醇作为燃料比汽油作为燃料对大气有哪些好处？‎ ‎【提示】　能降低汽车尾气的排放，改善大气环境质量。‎ ‎1．玉米淀粉制糖的方法：酶法或酸法。‎ ‎2．制玉米胚芽油 ‎3．副产品开发 ‎(1)燃料开发 玉米的副产物资源丰富，可以用于燃料开发、肥料开发等，玉米秸秆除加工成“生物煤”外，还可用化学或生物转化使之成为清洁、高品质的气体燃料，也可以在隔绝空气或通入少量空气的条件下受热分解，制成固体、液体、气体等多种热解产品。‎ ‎(2)工业开发 主要有秸秆制纸质地膜、秸秆制高密度板、穗轴制糠醛()等。‎ 制糠醛的工艺流程为：玉米穗轴 C5H10O5(戊糖)糠醛。‎ 玉米及其副产物都是可以开发的可再生的生物资源，根据其组成成分能开发出很多产品，有的是直接消费品，有的是重要的化工原料。随着科学技术的进步，玉米及副产物将在更多新领域被开发利用。‎ ‎　下列有关玉米副产物开发利用的说法不正确的是(　　)‎ A．玉米秸秆在一定条件下受热分解，制成固体、液体、气体等热解产品 B．玉米秸秆可用来制糠醛 C．玉米秸秆用做饲料或沤制肥料 D．玉米秸秆燃烧时不会造成环境污染 ‎【解析】　秸秆燃烧不彻底的物质排入大气会造成环境污染。‎ ‎【答案】　D ‎2．用玉米作原料生产乙醇的说法中，不正确的是(　　)‎ A．用乙醇代替汽油作为汽车燃料，有利于环境保护 B．可以缓解石油资源的日益短缺 C．浪费粮食，阻碍农业发展 D．乙醇是清洁能源 ‎【答案】　C ‎1．玉米加工的2种重要产品：乙醇、糖(全糖、果葡糖浆)。‎ ‎2．玉米制乙醇的1个流程：粉碎→蒸煮→糖化→发酵→蒸馏。‎ ‎3．玉米制糖的2种方法：酶法和酸法。‎ ‎4．3个重要的反应：‎ ‎2(C6H10O5)n＋nH2OnC12H22O11，‎ C12H22O11＋H2O―→‎2C6H12O6，‎ C6H12O6‎2C2H5OH＋2CO2↑。‎ ‎1．玉米的下列各部分中含粗脂肪最高的是(　　)‎ A．籽粒　 B．秸秆 C．穗轴 D．叶子 ‎【解析】　提取玉米油用的是玉米的籽粒里的胚芽。‎ ‎【答案】　A ‎2．下列不属于玉米的化学加工产品的是(　　)‎ A．亚油酸 B．酒精 C．玉米胚芽油 D．葡萄糖 ‎【解析】　从玉米中提取玉米胚芽油是物理变化，不属于玉米的化学加工产品。‎ ‎【答案】　C ‎3．玉米制乙醇发酵阶段发生的主要反应是(　　)‎ ‎ 【导学号：28920056】‎ A．2(C6H10O5)n＋nH2OnC12H22O11‎ B．C12H22O11＋H2O―→‎2C6H12O6‎ C．C6H12O6‎2C2H5OH＋2CO2↑‎ D．CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH ‎【解析】　发酵过程中的反应主要是葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳。‎ ‎【答案】　C ‎4．淀粉完全水解的产物是葡萄糖，根据所得产品的纯度不同，一般分为________和________。果葡糖浆的生产是将淀粉经酶法完全水解为葡萄糖浆，再经葡萄糖异构化酶转化得到________和________的混合糖浆。‎ ‎【答案】　结晶葡萄糖　全糖　果糖　葡萄糖 学业分层测评(十四)‎ ‎(建议用时：45分钟)‎ ‎[学业达标]‎ ‎1．玉米含有的下列营养成分中含量最高的是(　　)‎ A．糖类　　 B．油脂 C．蛋白质 D．维生素 ‎【答案】　A ‎2．玉米中含有大量的维生素A。下列疾病是因为缺少维生素A所引起的是 ‎(　　)‎ A．骨质疏松 B．佝偻病 C．夜盲症 D．大脖子病 ‎【解析】　人体中缺钙会引起骨质疏松(老年人)和佝偻病(青少年)。缺碘会引起大脖子病。‎ ‎【答案】　C ‎3．玉米的用途之一是用玉米淀粉制糖，下列关于此知识点的说法不正确的是(　　)‎ A．玉米的出糖率很低 B．以玉米淀粉为原料制糖，有酶法和酸法两种 C．结晶葡萄糖纯度高，主要用于医药、试剂、食品等行业 D．由玉米淀粉加工生产的果葡糖浆甜味纯正，易于人体吸收 ‎【解析】　玉米由于淀粉含量高，所以产糖率较高，约为60%。‎ ‎【答案】　A ‎4．下列做法对改善大气质量无益的是(　　)‎ A．推广使用无铅汽油 B．在农田中焚烧秸秆为土地施肥 C．开发利用太阳能、氢能等新能源 D．用玉米生产乙醇燃料 ‎【解析】　A项，使用无铅汽油防止重金属污染空气；B项，在农田中焚烧秸秆产生烟尘及有害气体，污染大气；C、D两项措施均能减少有害气体的排放，有利于改善大气质量。‎ ‎【答案】　B ‎5．玉米是世界上重要的粮食作物。下列有关玉米的说法不正确的是(　　)‎ A．玉米主要含淀粉，还含有少量的蛋白质和油脂 B．现在世界上兴起了玉米综合利用和深加工的热潮 C．玉米的秸秆、穗轴只能作为燃料利用 D．现在玉米直接食用的消费量日益下降，用做工业原料的数量急剧增加 ‎【解析】　玉米籽粒中主要含淀粉，但还有少量的蛋白质、油脂等营养成分；随着化学工业的发展，玉米的秸秆、穗轴还得到了更加广泛的应用。‎ ‎【答案】　C ‎6．玉米胚芽油、豆油、动物油脂水解后的一种共同产物是(　　)‎ A．油酸 B．硬脂酸 C．甘油 D．亚油酸 ‎【解析】　玉米胚芽油、豆油、动物油脂都是高级脂肪酸的甘油酯，其不同之处是形成甘油酯的高级脂肪酸不一样，但醇一样。‎ ‎【答案】　C ‎7．玉米秸秆和玉米发酵可用来生产乙醇燃料，下列关于乙醇燃料的说法错误的是(　　)‎ A．它是一种再生能源 B．乙醇易燃烧，污染小 C．乙醇只能在实验室内作燃料 D．玉米等粮食作物是制取乙醇的重要原料 ‎【解析】　乙醇不仅在实验室内可作燃料，而且还可作内燃机等的燃料，例如乙醇可添加到汽油中形成乙醇汽油。‎ ‎【答案】　C ‎8．将玉米淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋中，扎好袋口，浸入流动的温水中。相当一段时间后，取袋内液体分别与碘水、新制Cu(OH)2和浓HNO3作用，其现象分别是(　　)‎ ‎ 【导学号：28920057】‎ A．显蓝色、无现象、显黄色 B．显蓝色、红色沉淀、无现象 C．无现象、变黑色、显黄色 D．显蓝色、变红色、黄色沉淀 ‎【解析】　在淀粉酶催化作用下，淀粉完全水解生成了麦芽糖，加碘不再变蓝，麦芽糖透过了半透膜，袋内没有麦芽糖，新制Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO沉淀，酶属于胶体，留在袋中，在浓硝酸作用下显黄色。‎ ‎【答案】　C ‎9．玉米秸秆在一定条件下水解生成葡萄糖，若要验证葡萄糖的存在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取少许玉米秸秆使之粉碎 ‎②小火微热，使之成为溶液 ‎③加入90%的浓H2SO4，用玻璃棒把秸秆粉末捣成糊状 ‎④稍冷、滴入几滴CuSO4溶液，并加入适量的NaOH溶液使溶液中和至出现Cu(OH)2沉淀 ‎⑤加热煮沸 A．①②③④⑤ B．①③②④⑤‎ C．①③②⑤④ D．①②③⑤④‎ ‎【解析】　玉米秸秆主要成分为纤维素，需要在浓H2SO4作催化剂条件下水解，要验证葡萄糖的存在，需在碱性条件下发生反应，故应先加NaOH中和H2SO4。‎ ‎【答案】　B ‎[能力提升]‎ ‎10．玉米芯在稀硫酸中蒸煮，可以得到木糖，其结构简式为CH2OH(CHOH)3CHO，此糖在浓硫酸作用下转化为糠醛，其结构简式为。用此糠醛与苯酚发生缩聚反应，合成糠醛树脂，写出下述反应的化学方程式。‎ ‎(1)木糖在浓硫酸作用下受热生成糠醛的化学方程式：__________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)木糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式：______________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(3)合成糠醛树脂的化学方程式：_____________________________________‎ ‎_________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　根据木糖和糠醛的结构简式可推知，木糖分子内脱水成烯、成醚得糠醛。结合苯酚和甲醛反应的实质，可类比写出合成糠醛树脂的化学反应方程式。‎ ‎【答案】　(1)CH2OH(CHOH)3CHO ‎(2)CH2OH(CHOH)3CHO＋2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)3COOH＋Cu2O↓＋2H2O ‎11．随着现代化工业的发展，能源问题已经越来越引起人们的重视。科学家预言，未来最理想的燃料是绿色植物，即将植物的秸秆(主要成分是纤维素)用适宜的催化剂作用水解成葡萄糖，再将葡萄糖转化为乙醇，用做燃料。‎ ‎(1)写出绿色植物秸秆转化为乙醇的化学方程式：‎ ‎①______________________________________________________________。‎ ‎②______________________________________________________________。‎ ‎(2)乙醇除用作燃料外，还可用来合成其他有机物，下列主要是以乙醇为起始原料的转化关系图。‎ 请写出上述物质的结构简式：‎ a________、b________、c________。‎ ‎(3)写出上面关系图中由c生成C4H4O4的化学方程式：___________________‎ ‎_________________________________________。(有机物用结构简式表示)‎ ‎【解析】　本题从化学方程式的书写到框图推断，由浅入深，考查学生对烃的衍生物知识的识记和运用，并培养学生的审题、析题能力。‎ c和乙二醇可生成环状酯，说明c为羧酸，乙二醇可先被氧化为乙二醛，再被氧化为乙二酸，然后乙二酸和乙二醇酯化；乙醇脱水可生成乙烯，所以a.CH2===CH2，b.OHC—CHO，‎ c．HOOC—COOH。‎ ‎【答案】　(1)①(C6H10O5)n(纤维素)＋nH2O nC6H12O6(葡萄糖)‎ ‎②C6H12O6(葡萄糖)‎2C2H5OH＋2CO2↑‎ ‎(2)CH2===CH2　OHC—CHO　HOOC—COOH ‎(3)HOOC—COOH＋HOCH2—CH2OH ＋2H2O ‎12．对玉米秸秆进行处理，不仅可以提高经济效益，而且能防止环境污染，现按以下方式进行：‎ 已知F、H均是具有香味的液体，F为E的三聚合物，并具有特殊的六元环状对称结构，试填空：‎ ‎(1)A的名称：________，H的名称：________。‎ ‎(2)D→E的化学方程式：___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(3)G→H的化学方程式：___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(4)F的结构简式：________________________________________________。‎ ‎【解析】　首先由A的分子式(C6H10O5)n可知A不是淀粉就是纤维素，联系生活实际确定A为纤维素，B为葡萄糖，D为酒精，E为乙醛。F为E的三聚物，且具有特殊的六元环状对称结构，所以依据成键原理只能是C==‎ ‎=O方式加成生成。F的结构简式如图所示：。‎ ‎【答案】　(1)纤维素　乙酸乙酯 ‎(2)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O ‎(3)CH3CH2OH＋CH3COOH CH3COOCH2CH3＋H2O ‎(4) ‎ ‎13．国家能源局批复河南南阳植物秸秆生物柴油生产线，该厂实际上生产乙醇，有了乙醇就可制得乙烯，进一步合成聚乙烯塑料，这使从秸秆变塑料的幻想成为现实，请写出上述合成聚乙烯过程中的有关化学反应方程式。‎ ‎【解析】　合成过程为：葡萄糖乙醇乙烯―→聚乙烯。‎ ‎【答案】　(C6H10O5)n(纤维素)＋nH2O nC6H12O6(葡萄糖)；‎ C6H12O6(葡萄糖)‎2C2H5OH＋2CO2↑；‎ CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O；‎ nCH2===CH2CH2—CH2。‎