Question

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

催化劑

水解

葡萄糖

催化劑

發酵

乳酸

催化劑

聚合

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

催化劑

發酵

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

（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+nH₂O

催化劑

nC₆H₁₂O₆，
故答案為：（C₆H₁₀O₅）_n+nH₂O

催化劑

nC₆H₁₂O₆；
（2）1mol葡萄糖

催化劑

發酵

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，
故答案為：C₃H₆O₃；
（3）1.8g乳酸的物質的量n=

m

M

=

1.8g

90g/mol

=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（氣體體積已換算為標準狀況下體積）；說明乳酸分子中含有含有羧基，反應生成的二氧化碳氣體的物質的量n=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，說明1個乳酸分子中含有含有一個羧基，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（氣體體積已換算為標準狀況下體積）生成氫氣的物質的量n=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，1個乳酸分子中含有含有一個羧基，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，乳酸的結構簡式可能為CH₃CH（OH）COOH、CH₂（OH）CH₂COOH，
故答案為：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，反應方程式為：2CH₃CH（OH）COOH

催化劑

加熱

+2H₂O，

故答案為：；