Question

【題目】聚乳酸（PLA），是一種無毒性、可再生、可分解的高分子聚合物塑料，PLA早期是開發在醫學上使用，作手術縫合線及骨釘等，現在則已較廣泛的應用于一些常見的物品，如：包裝袋、紡織纖維，PLA由植物中萃取出淀粉（玉米、甜菜、小麥、甘薯等）或用纖維素（玉米干草、麥桿、甘蔗渣等木質的農業廢棄物）經過下列過程制造而成：

淀粉或纖維素葡萄糖乳酸聚乳酸

根據上述信息，回答下列問題：

（1）淀粉水解生成葡萄糖的化學方程式為_________；

（2）已知1mol葡萄糖2mol乳酸，轉化過程中無其它反應物、生成物，則乳酸的分子式為_________；

（3）某研究性小組為了研究乳酸（無色液體，與水混溶）的性質，做了如下實驗：

①取1.8g乳酸與過量的飽和NaHCO3溶液反應，測得生成的氣體體積為448mL（氣體體積已換算為標準狀況下體積）；

②另取1.8g乳酸與過量的金屬鈉反應，測得生成的氣體體積為448mL（氣體體積已換算為標準狀況下體積）。

由實驗數據推知乳酸分子含有_________（填官能團名稱），從以上條件推知乳酸的結構簡式可能為_________；

（4）經現代化學儀器分析，測定乳酸分子中含有一個甲基．請寫出乳酸分子之間通過酯化反應生成的六元環狀化合物的結構簡式_________。

Answer 1

【答案】 （C6H10O5）n+nH2On C6H12O6 C3H6O3 羥基、羧基 CH3CH（OH）COOH、CH2（OH）CH2COOH

【解析】(1)根據信息淀粉水解生成葡萄糖結合質量守恒書寫化學方程式。

(2)根據信息：1mol葡萄糖2mol乳酸，轉化過程中無其它反應物、生成物，結合質量守恒書寫化學式。

(3)根據n=m/M計算出1.8g 乳酸的物質的量,能與過量的飽和NaHCO3溶液反應,說明1個乳酸分子中含有一個羧基；另取1.8g 乳酸與過量的金屬鈉反應，測得生成的氣體體積為448mL (標準狀況下),則乳酸分子中另一個官能團是醇羥基；據此解答。

(4)經現代化學儀器分析,測定乳酸分子中含有一個甲基,說明醇羥基位于中間碳原子上,根據酯化反應的原理書寫六元環狀化合物。

詳解:(1)淀粉在淀粉酶的作用下最終水解為葡萄糖C6H12O6 ,化學方程式為: （C6H10O5）n+nH2On C6H12O6 ；正確答案: （C6H10O5）n+nH2On C6H12O6。

(2)1mol葡萄糖2mol乳酸，轉化過程中無其它反應物、生成物,1mol葡萄糖（C6H12O6）含6molC、12molH、6molO，轉化為2mol乳酸,所以1mol乳酸中含3molC , 6molH，3molO, 則乳酸的分子式為C3H6O3 ；正確答案: C3H6O3。

(3) 1.8g乳酸的物質的量1.8/90=0.02mol,取1.8g 乳酸與過量的飽和NaHCO3溶液反應,測得生成的氣體體積為448mL (標準狀況下)，說明乳酸分子中含有羧基，反應生成的二氧化碳氣體的物質的量0.448/22.4=0.02mol，說明1個乳酸分子中含有1個羧基；另取1.8g乳酸與過量的金屬鈉反應,產生氫氣0.448/22.4=0.02mol；0.02mol乳酸含有0.02mol 羧基與金屬鈉反應生成0.01mol 氫氣，則乳酸分子中另一個官能團是醇羥基, 0.02mol乳酸含有0.02mol 醇羥基,與金屬鈉反應生成0.01mol氫氣；所以乳酸的結構簡式可能為: CH3CH（OH）COOH、CH2（OH）CH2COOH ；正確答案：羥基、羧基；CH3CH（OH）COOH、CH2（OH）CH2COOH。

(4)乳酸的結構簡式可能為CH3CH（OH）COOH、CH2（OH）CH2COOH，經現代化學儀器分析,測定乳酸分子中含有一個甲基,說明醇羥基位于中間碳原子上,乳酸的結構簡式為CH3CH（OH）COOH,2個乳酸分子在一定條件下可發生酯化反應生成六元環狀化合物,結構簡式為；正確答案：。