(共2张PPT)
章末整合提升
知识网络构建
C.H22
通式
分子组成
可燃性
性质
烧烃
取代反应
特征反应
结构特征
官能团
-0H
同系物
结构
同分异构松
乙脖
与金属Na反应
化学
应用
CH,分子组成
性质
氧化
可燃性
作燃料
正四面
结构
甲烷
代表物
反应
催化氧化
体形
分子组成
酯化反应
CH,=CH,
结构特征
加成反应
特征
官能团
-COOH
反应
乙酸
火焰
聚合反应
乙烯
烃
酸性
明亮
化学性质
有黑
现斜可燃
酯化反应
烟
性
氧化
使酸性KMnO,
反应
乙酸乙酯
溶液镂色
油
平面形
结构
分类
烃的衍
油脂
脂助
分子组成
生物
酯
化学性质
皂化反应
化学性质
取代反应
特征
水解反应
加成反应
反应
苯
化学性质
可燃闺
)
还原性
氧化反应
单糖
银氨
葡萄躺
现象产生
平面形h结构
溶液
银镜
新制
相部碳原子之间的键是
检验
的氢
氧化
现象砖红色
介于碳碳单键和碳碳双
沉淀
键之间的一种独特的键
蔗糖
糖类
二糖
化学
水解反应
CH=CH
分子组成
性质
麦芽糖
加成反应
特征
水解
产物
葡萄糖
反应
聚合反应
乙炔
淀粉
程度检验
氧化反应
多糖
检验
遇碘水变蓝
直线形
结构
水解
纤维素
葡萄糖
单体
聚合物
物理性质
链节
盐析
聚合度
天然有机高
高分子
变性
棉花、羊毛
分子材料
材料
化学性质
蛋白质
天然橡胶
水解
氨基酸
有机化合物
驱料
合成有机高
分子材料
灼烧
合成纤维
检验
合成橡胶
显色反应(共63张PPT)
第四节 基本营养物质
学习目标导航
课程目标展示 素养目标达成
1.认识糖类、蛋白质、油脂的组成和结构性质。
2.结合实例了解糖类、蛋白质、油脂在生产、生活中的重要应用。 1.宏观辨识与微观探析:通过官能团的角度认识糖类、油脂、蛋白质的结构与性质,进一步体会结构决定性质的辩证思想,培养学生的宏观辨识与微观探析素养。
2.科学探究与创新意识:通过糖类、蛋白质、油脂性质的探究,培养学生科学探究精神与创新意识。
3.科学态度与社会责任:通过糖类、蛋白质、油脂在生产、生活中的应用,体会化学学科服务社会生产、生活的学科价值,培养学生的科学态度与社会责任。
任务分项突破
学科素养测评
课堂小结提升
任务分项突破
NO.1 自主学习·夯实基础
一、基本营养物质
学习任务1 营养物质与糖类
糖类
蛋白质
油脂
C、H、O
N S P
、
、
二、糖类的组成及分类
1.糖类的组成:糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的一类有机化合物,其组成大多数可用通式Cn(H2O)m表示,因此糖类也被称为 。
2.糖的分类
糖类按能否水解及水解产物的多少,可分为单糖、二糖和多糖。
碳水化合物
类别 特点 代表物 代表物
分子式 是否互为
同分异构体
单糖 不能水解为更简单的糖分子 、
果糖 . 互为同分异构体
二糖 水解后能生成两分子单糖 蔗糖、
、
乳糖 . 互为同分异构体
多糖 水解后能生成多分子单糖 淀粉、
. . n不同, 同分异构体
葡萄糖
C6H12O6
麦芽糖
C12H22O11
纤维素
(C6H10O5)n
不互为
三、葡萄糖的结构及性质
1.葡萄糖的物理性质及结构
葡萄糖是一种 的 晶体, 溶于水,其分子式为 ,结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO或 ,
分子中有两种官能团,它们分别是羟基(—OH)和醛基(—CHO或 )。
有甜味
无色
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
能
2.葡萄糖的化学性质
(1)与新制Cu(OH)2反应
实验
步骤
实验
现象 有 沉淀生成
实验
结论 葡萄糖具有还原性,能被新制Cu(OH)2氧化为砖红色的Cu2O沉淀
砖红色
(2)与银氨溶液反应
实聚
步骤
实验
现象 向AgNO3溶液中逐滴加入氨水,先出现白色沉淀,沉淀消失后再滴加1 mL 10%葡萄糖溶液,水浴加热,在试管内壁形成 .
实验
结论 葡萄糖具有还原性,能被弱氧化剂如银氨溶液氧化,生成单质银
光亮的银镜
四、蔗糖、淀粉、纤维素的性质及其应用
1.二糖的性质
2.多糖的性质
实验
名称 淀粉与碘的显色反应 淀粉的水解反应
实验
步骤 将碘溶液滴到一片馒头或土豆上 在试管中加入0.5 g淀粉和4 mL 2 mol/L H2SO4溶液,加热。待溶液冷却后向其中加入NaOH溶液,将溶液调至碱性,再加入少量新制的Cu(OH)2,加热
实验
现象 出现蓝色 试管中产生了砖红色沉淀
实验
结论 馒头、土豆
中含有淀粉 淀粉在稀硫酸并加热条件下发生水解,产物的结构中含有醛基
(2)淀粉(或纤维素)水解的方程式为 ,
此反应工业上用于生产葡萄糖。
变蓝
葡萄糖
3.糖类在生产、生活中的应用
微思考1:糖类都有甜味吗
提示:不一定。多糖,如纤维素等没有甜味。
微思考2:糖类的分子构成可写为Cn(H2O)m,只要符合Cn(H2O)m的有机物就属于糖类吗
提示:符合通式Cn(H2O)m的有机物并不都属于糖类,如乙酸C2H4O2满足此通式,但乙酸为羧酸类。
微思考3:单糖就是碳原子数最少的糖吗
提示:单糖是不能水解的糖,并不一定是碳原子个数最少的糖。
微思考4:葡萄糖、果糖互为同分异构体,淀粉和纤维素也互为同分异构体吗
提示:淀粉和纤维素的通式都为(C6H10O5)n,但n取值不同,即分子式不同,故两者不互为同分异构体。
NO.2 互动探究·提升能力
某食品厂的声称其生产的新型糕点不含糖,是糖尿病患者的最佳选择。下表是其包装袋上的说明。
品名 ××面包
配料 鲜鸡蛋,精面粉,精炼植物油,碳酸氢钠,甜蜜素,柠檬黄,苯甲酸钠等
保质期 120天
生产日期 标于包装袋封口上
探究1 糖的组成、分类
问题1:糖类为什么又叫碳水化合物
提示:最早发现的糖大多符合通式Cn(H2O)m,但符合此通式的不一定是糖,如乙酸。
问题2:常见的糖是怎么分类的 食品厂的说法科学吗
提示:常见的糖分单糖、二糖和多糖等;食品厂的面包配料表中的面粉是一种多糖,说法不科学。
探究2 多糖(淀粉)的性质
问题3:淀粉溶液水解的条件有哪些
提示:向淀粉溶液中加入稀硫酸,并加热。
问题4:怎样检验淀粉水解产物中是否含有葡萄糖和淀粉
提示:水解液中加入碘水,变蓝说明含淀粉;另取水解液,加入NaOH溶液调至碱性,再加入银氨溶液、加热,产生光亮的银镜[或加入新制Cu(OH)2、加热,产生砖红色沉淀],可判断水解液中含葡萄糖。
归纳拓展
常见糖类性质的对比
[凝练素养]通过探究活动,深入理解单糖、二糖、多糖的转化关系,理解糖类的检验是基于特征官能团的性质,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
分类 代表物 分子式 能否与银
氨溶液或
新制氢氧
化铜反应 能否
水解
单糖 葡萄糖 C6H12O6 能 不能
二糖 蔗糖 C12H22O11 不能 能
麦芽糖 C12H22O11 能 能
多糖 淀粉 (C6H10O5)n 不能 能
纤维素 (C6H10O5)n 不能 能
NO.3 应用体验·形成素养
题点一 糖类的组成、结构与性质
1.葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其对应的性质中不正确的是( )
A.与钠反应放出氢气
B.可与乙酸发生酯化反应
C.能发生银镜反应
D.可使小苏打溶液冒出气泡
D
解析:葡萄糖分子中含有羟基,故能与钠反应放出氢气,与乙酸发生酯化反应;含有醛基,能发生银镜反应;无羧基,所以不与NaHCO3反应。
2.下列关于糖类物质的说法中,正确的是( )
A.葡萄糖分子式可表示为C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子中含有6个H2O
B.可以用新制Cu(OH)2鉴别蔗糖和葡萄糖
C.淀粉和纤维素在人体内都能被消化和吸收
D.富含纤维素的生物质在生产中不可生产燃料乙醇
B
解析:葡萄糖分子式可表示为C6(H2O)6,分子中含5个羟基和一个醛基,不含水,A错误;蔗糖不含醛基,葡萄糖含醛基,可以用新制Cu(OH)2鉴别蔗糖和葡萄糖,B正确;人体内不含消化纤维素的酶,故不能消化纤维素,C错误;纤维素是多糖,水解的最终产物为葡萄糖,葡萄糖在一定条件下可以用于生产燃料乙醇,D错误。
解析:(1)不存在能发生银镜反应的葡萄糖,证明淀粉还没开始水解。
题点二 糖类的水解
3.某实验小组,要检验淀粉的水解程度,设计以下实验操作过程:
①取少量淀粉加水制成溶液;②加热;③加入碱液,中和至碱性;④加入银氨溶液;⑤加入几滴稀硫酸;⑥再加热(水浴);⑦加入几滴碘水。
甲、乙、丙三个同学分别做了以下三个实验,指出他们的实验目的或现象。
(1)甲:①→⑤→②→③→④→⑥;现象为无银镜产生。
甲同学的实验目的是 。
答案:(1)证明淀粉还没开始水解
解析:(2)有银镜产生,证明淀粉已经水解,溶液变蓝,证明淀粉还有剩余。
3.某实验小组,要检验淀粉的水解程度,设计以下实验操作过程:
①取少量淀粉加水制成溶液;②加热;③加入碱液,中和至碱性;④加入银氨溶液;⑤加入几滴稀硫酸;⑥再加热(水浴);⑦加入几滴碘水。
甲、乙、丙三个同学分别做了以下三个实验,指出他们的实验目的或现象。
(2)乙:①→⑤→②→③→④→⑥;现象为有银镜产生;①→⑤→②→⑦;现象为溶液变蓝。乙同学的实验目的是 。
答案:(2)证明淀粉部分水解
解析:(3)淀粉已完全水解,加入碘水时溶液不变蓝。
3.某实验小组,要检验淀粉的水解程度,设计以下实验操作过程:
①取少量淀粉加水制成溶液;②加热;③加入碱液,中和至碱性;④加入银氨溶液;⑤加入几滴稀硫酸;⑥再加热(水浴);⑦加入几滴碘水。
甲、乙、丙三个同学分别做了以下三个实验,指出他们的实验目的或现象。
(3)丙:①→⑤→②→⑦;现象为 。
丙同学的实验目的是证明淀粉已完全水解。
答案:(3)溶液不变蓝
4.以富含淀粉的某物质为原料制备燃料乙醇的流程如下:
答案:(1)麦芽糖 二
(1)C12H22O11的名称为 ,属于 (填“单”“二”或“多”)糖。
4.以富含淀粉的生物质为原料制备燃料乙醇的流程如下:
(2)书写②③的化学反应方程式。
反应②: ;
反应③: 。
题后悟道
淀粉水解程度的判断检验
[凝练素养]通过练习,掌握淀粉与葡萄糖的特征反应,促进发展宏观辨识与微观探析学科素养。
实验现象及结论
情况 现象A 现象B 结论
① 溶液呈蓝色 未产生银镜 未水解
② 溶液呈蓝色 出现银镜 部分水解
③ 溶液不变蓝色 出现银镜 完全水解
学习任务2 蛋白质
NO.1 自主学习·夯实基础
1.蛋白质的存在和组成
(1)存在:蛋白质是构成 的基本物质,存在于各类生物体内。
(2)组成:蛋白质是一类非常复杂的 ,由
等元素组成。
细胞
天然有机高分子
碳、氢、氧、氮、硫
2.蛋白质的化学性质
(1)蛋白质的水解反应
多肽
氨基酸
(2)蛋白质的特征反应
实验
名称 蛋白质与重金属盐的反应 蛋白质与浓硝酸的显色反应 蛋白质的灼烧
实验
步骤 向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴醋酸铅溶液 向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴浓硝酸,加热 在酒精灯的火焰上分别灼烧一小段头发和丝织品,小心地闻气味
实验
现象 有沉淀析出 溶液变黄色 产生类似烧焦羽毛的特殊气味
实验
结论 蛋白质与重金属盐能发生反应 蛋白质遇浓硝酸能发生反应并有黄色物质生成 ——
①蛋白质遇浓硝酸显黄色、灼烧时有烧焦羽毛的气味,可用于蛋白质的检验。
②蛋白质的变性:在一定条件下(加热、紫外线、强酸、强碱、重金属盐如醋酸铅、乙醇、甲醛等),蛋白质溶解度下降凝聚析出,失去生理活性。
3.蛋白质在生产、生活中的应用
(1)蛋白质存在于一切细胞中,是人类必需的营养物质。
(2)动物的毛和蚕丝的成分都为蛋白质,可以制作服装。
(3)从动物皮、骨中提取的明胶可作食品增稠剂,阿胶可作中药材等。
(4)绝大多数酶也是蛋白质,是生物体内重要的催化剂。
微思考1:蛋白质碰到盐溶液一定会变性吗
提示:不一定。有些盐溶液能使蛋白质变性(如重金属盐),也有一些盐溶液能使蛋白质发生盐析(如钠盐、铵盐等)。
微思考2:如何鉴别蚕丝和人造丝
提示:可以用灼烧的方法鉴别两者。
NO.2 互动探究·提升能力
在新冠疫情防控期间,医院里用高温蒸煮、紫外线照射或涂抹医用酒精等方法进行消毒;家庭可以用75%(体积分数)的酒精溶液或“84”消毒液快速杀灭病毒。
探究1 蛋白质的组成、性质
问题1:病毒的成分是什么
提示:病毒的主要成分是蛋白质。
问题2:怎样杀灭病毒 杀灭病毒的原理是什么
提示:可用加热、紫外线照射、强酸、强碱、强氧化剂如“84”消毒液、75%(体积分数)的酒精溶液等杀灭病毒;蛋白质变性。
探究2 蛋白质的检验、应用
问题3:怎样检验蛋白质
提示:加浓硝酸显黄色或者灼烧有烧焦羽毛的气味。
问题4:蛋白质有哪些重要的用途
提示:蛋白质是人类必需的营养物质,在生产、生活中也很重要,如应用于纺织、食品、涂料等。
归纳拓展
渗析、变性和盐析的比较
项目 渗析 盐析 变性
含义 利用半透膜分离胶体粒子与小分子和离子 加入无机盐使蛋白质的溶解度降低而析出 一定条件下,使蛋白质凝聚失去原有生理活性
条件 胶体、半透膜、水 浓的盐溶液,如饱和硫酸铵、硫酸钠、氯化钠溶液等 重金属盐、强酸、强碱、乙醇、甲醛、加热、紫外线等
实质 物理变化 物理变化 化学变化
特点 可逆,需多次换水 可逆,蛋白质仍保持原有活性 不可逆,蛋白质已失去原有活性
用途 除杂,如除去淀粉溶液中的NaCl杂质 分离提纯蛋白质 消毒、灭菌,如给果树使用波尔多液、保存动物标本等
[凝练素养]通过探究活动,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
1.下列过程是可逆的是( )
A.蛋白质中加浓硫酸后析出蛋白质固体
B.蛋白质中加硫酸铜后析出白色固体
C.蛋白质中加硫酸铵后析出蛋白质固体
D.蛋白质中加氯化钡后析出白色固体
解析:蛋白质中加浓硫酸后发生变性,变性是不可逆的,A错误;蛋白质中加CuSO4后发生变性,变性是不可逆的,B错误;蛋白质中加硫酸铵后发生盐析,盐析是可逆的,C正确;蛋白质中加BaCl2后发生变性,变性是不可逆的,D错误。
C
2.下列关于蛋白质的叙述中不正确的是( )
A.蚕丝、病毒、酶的主要成分都是蛋白质
B.蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,蛋白质会析出,再加水重新溶解
C.重金属盐会使蛋白质变性,所以吞服“钡餐”会使人中毒
D.浓硝酸溅在皮肤上使皮肤呈黄色,这是由于蛋白质和浓硝酸发生了显色反应
C
解析:熟蚕结茧时所分泌的丝液凝固而成的连续长纤维,主要成分是蛋白质;酶是具有催化能力的特殊蛋白质;病毒由蛋白质和核酸组成,A正确。蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,蛋白质析出,为蛋白质的盐析过程,是可逆过程,再加水会溶解,B正确。“钡餐”的成分是硫酸钡,硫酸钡不溶于酸,无法生成钡离子,不会引起中毒,C错误。浓硝酸能使蛋白质发生显色反应,人的皮肤主要是由蛋白质构成,所以将浓硝酸沾到了皮肤上,会呈黄色,D正确。
鉴别蛋白质的方法
1.利用显色反应
鉴别蛋白质可利用蛋白质的显色反应,即蛋白质遇到浓硝酸变黄。
2.灼烧
蛋白质灼烧时产生特殊的气味,即烧焦羽毛的气味。
[凝练素养]通过练习,巩固蛋白质的结构与性质,了解其在生活中的应用,进一步发展宏观辨识与微观探析学科素养。
归纳拓展
学习任务3 油脂
NO.1 自主学习·夯实基础
1.油脂的组成及分类
项目 室温下
的状态 代表物 元素
组成 物理性质
油脂 油 . 植物油 C、H、O 密度比水的 ,黏度比较大,触摸时有明显的 ,难溶于水,易溶于有机溶剂
脂肪 . 动物
脂肪
液态
小
油腻感
固态
2.油脂的结构
油脂可以看作是 与 通过 生成的酯,属于
化合物。
油脂的结构可表示为 ,其中R、R′、R″代表高级脂肪酸
的烃基,可以相同也可以不同;当其相同时称为单甘油酯,不相同时称为混甘油酯,天然油脂大多是混甘油酯,且都是混合物;油脂的官能团主要是
。
高级脂肪酸
甘油
酯化反应
酯类
酯基
3.常见高级脂肪酸
名称 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸
软脂酸 硬脂酸 油酸 亚油酸
结构
简式 C15H31COOH C17H35COOH C17H33COOH C17H31COOH
脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点影响很大。植物油含较多 的甘油酯,熔点较低;动物油含较多 的甘油酯,熔点较高。
不饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
4.油脂的化学性质
(1)油脂的水解——油脂的共性(以硬脂酸甘油酯为例)
①酶或酸性条件下
皂化反应
肥皂
(2)油脂的氢化(硬化)——不饱和油脂的特性(以油酸甘油酯为例)
油脂氢化(硬化)的意义:
①硬化油性质: , 。
②硬化油便于运输和储存。
③可用于制人造奶油、起酥油、代可可脂等食品工业原料。
性质稳定
不易变质
5.油脂在生产、生活中的应用
微思考1:糖类、油脂、蛋白质都是高分子有机物吗
提示:不一定。多糖(如:淀粉、纤维素)、蛋白质是高分子有机物,而单糖、二糖、油脂的相对分子质量不是很大,不属于高分子有机物。
微思考2:能发生氢化反应的油脂,也能使酸性KMnO4溶液褪色吗
提示:可以。能发生氢化反应的油脂分子内含有不饱和键(一般为碳碳双键),这类油脂具有类似乙烯的化学性质,可以使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。
NO.2 互动探究·提升能力
油脂是一类天然有机化合物,其化学组成为甘油三酯的混合物,油脂是油和脂肪的统称,油脂又有简单甘油酯和混合甘油酯。人体内摄入的油脂能为人体提供能量,提供人体无法合成的必需脂肪酸,有助于脂溶性维生素的摄入等。
探究1 简单甘油酯与混合甘油酯
问题1:什么是简单甘油酯和混合甘油酯
提示:结构式中R、R′、R″为相同的烃基的油脂称为简单甘油酯;R、R′、R″为不同种烃基的油脂称为混合甘油酯。
问题2:常见的天然油脂是简单甘油酯还是混合甘油酯
提示:天然油脂大都是混合甘油酯,如牛油、猪油等。
探究2 油脂的性质
问题3:一般说来,油的熔点要低于脂肪,决定油和脂肪熔点的因素是什么
提示:油中含较多不饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较低,呈液态;脂肪中含较多饱和脂肪酸的甘油酯,熔点较高,呈固态。
问题4:油和脂肪的化学性质与酯有什么区别与联系
提示:油和脂肪均属于酯类,在酸性或碱性条件下均能发生水解反应;油中含有碳碳双键,还能发生加成反应、使溴水褪色等。
归纳拓展
油脂和酯的比较
物质 油脂 酯
油 脂肪
组成 多种高级脂肪酸与
甘油反应生成的酯 酸与醇类反应生成的一类有机物
含不饱和高级脂肪酸烃基多 含饱和高级脂肪酸烃基多
密度 比水小
溶解性 不溶于水,易溶于有机溶剂
常温
状态 液态 固态 呈液态
或固态
化学
性质 都水解,油和含碳碳双键
的酯能发生加成反应
存在 油料作
物籽粒中 动物脂肪中 花、草或动
植物体内
联系 油和脂肪统称为油脂,均属于酯类
[凝练素养]通过探究活动,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
1.下列关于油脂的叙述正确的是( )
A.油脂的水解反应,也叫皂化反应
B.粘有油脂的试管可用NaOH溶液洗涤,这是因为油脂在碱性条件下溶解度大
C.油脂的水解产物中一定存在甘油
D.油脂属于酯类,是高分子化合物
解析:油脂的碱性水解反应,也叫皂化反应,A错误;粘有油脂的试管可用NaOH溶液洗涤,是因为油脂在碱性条件下能水解生成可溶于水的高级脂肪酸钠和甘油,B错误;油脂的碱性水解生成甘油和高级脂肪酸盐,酸性水解生成甘油和高级脂肪酸,即水解产物中一定存在甘油,C正确;油脂属于酯类,但不是高分子化合物,D错误。
C
2.某油脂的结构简式如图,下列说法不正确的是( )
A.天然油脂没有固定的熔、沸点
B.该油脂在碱性条件下可以发生皂化反应
C.该油脂不能使溴水褪色
D.油脂有油和脂肪之分,但都属于酯
C
解析:天然油脂为混合物,没有固定的熔、沸点,A正确;油脂在碱性条件下的水解反应被称为皂化反应,B正确;该油脂中—C17H31含有碳碳不饱和键,能使溴水褪色,C错误;室温下,当油脂呈液态时叫油,呈固态时叫脂肪,但它们都属于酯类,D正确。
解析:食用植物油属于油脂,油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,水解生成的醇是丙三醇即甘油。
3.油脂既是重要的食物,又是重要的化工原料,下列关于油脂的叙述错误的是( )
A.乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇
B.用热的纯碱溶液除去油污
C.不能用植物油萃取溴水中的溴
D.用热的纯碱溶液可区别植物油和矿物油
A
能水解的有机物及各种“油”的区别
归纳拓展
2.植物油和动物油都是油脂,属于酯类物质,植物油中含碳碳双键;矿物油属于烃类。
[凝练素养]通过练习,巩固油脂的结构与性质,对于含有碳碳双键的油脂同时具有烯烃的性质,进一步掌握结构决定性质这一规律,发展宏观辨识与微观探析学科素养。
课堂小结提升
自主构建
易错提醒
1.误认为糖类、油脂、蛋白质都能发生水解。其实不然,如单糖不能水解。
2.误认为糖类、油脂、蛋白质都是有机高分子。其实不然,糖类中的单糖、二糖及油脂都不是高分子。
3.误认为不同烃基形成的高级脂肪酸甘油酯是混合物。其实不然,因为其分子式确定,所以属于纯净物。
4.误认为油脂不可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。其实不然,如植物油中含有碳碳双键, 可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
5.误认为植物油变质是发生了加成反应。其实不然,因为植物油变质实际上发生了氧化反应。
学科素养测评
糖类、蛋白质和油脂都是维持生命活动必不可少的基本营养物质。结合下面的相关材料完成作答。
材料1 糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动、植物所需能量的重要来源。我国居民传统膳食以糖类为主,约占食物的80%,每天的能量约75%来自糖类。
材料2 漫画《鉴别真丝》
材料3 油脂是一类天然有机化合物,其化学组成为甘油三酯的混合物。人体内摄入的油脂能为人体提供能量,提供人体无法合成的必需脂肪酸,有助于脂溶性维生素的摄入等。
(1)葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素都属于糖类,其中能发生水解反应的有哪几种 它们的最终水解产物相同吗
解析:(1)四种糖类中只有葡萄糖为单糖,不能发生水解反应;蔗糖水解产物为等物质的量的葡萄糖和果糖;淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖。
答案:(1)蔗糖、淀粉、纤维素;蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,淀粉、纤维素水解的最终产物为葡萄糖。
糖类、蛋白质和油脂都是维持生命活动必不可少的基本营养物质。结合下面的相关材料完成作答。
材料1 糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动、植物所需能量的重要来源。我国居民传统膳食以糖类为主,约占食物的80%,每天的能量约75%来自糖类。
材料2 漫画《鉴别真丝》
材料3 油脂是一类天然有机化合物,其化学组成为甘油三酯的混合物。人体内摄入的油脂能为人体提供能量,提供人体无法合成的必需脂肪酸,有助于脂溶性维生素的摄入等。
(2)材料2中“真丝”的成分是什么 在生活中怎样快速鉴别“丝”的真假
解析:(2)真丝的主要成分是蛋白质;最简单的鉴别方法是取一根丝灼烧,若具有烧焦羽毛的气味,则为真丝,否则不是真丝。
答案:(2)蛋白质;灼烧法鉴别。
糖类、蛋白质和油脂都是维持生命活动必不可少的基本营养物质。结合下面的相关材料完成作答。
材料1 糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动、植物所需能量的重要来源。我国居民传统膳食以糖类为主,约占食物的80%,每天的能量约75%来自糖类。
材料2 漫画《鉴别真丝》
材料3 油脂是一类天然有机化合物,其化学组成为甘油三酯的混合物。人体内摄入的油脂能为人体提供能量,提供人体无法合成的必需脂肪酸,有助于脂溶性维生素的摄入等。
(3)从物质分类角度看,油脂属于哪类有机物 植物油中含有哪几种官能团
解析:(3)根据油脂的组成可知油脂属于酯类;油脂中一定含有酯基,若是液态的油,还含有碳碳双键。
答案:(3)酯类;一定含酯基,也可能含碳碳双键。
糖类、蛋白质和油脂都是维持生命活动必不可少的基本营养物质。结合下面的相关材料完成作答。
材料1 糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动、植物所需能量的重要来源。我国居民传统膳食以糖类为主,约占食物的80%,每天的能量约75%来自糖类。
材料2 漫画《鉴别真丝》
材料3 油脂是一类天然有机化合物,其化学组成为甘油三酯的混合物。人体内摄入的油脂能为人体提供能量,提供人体无法合成的必需脂肪酸,有助于脂溶性维生素的摄入等。
(4)糖类、蛋白质和油脂中有哪几种物质属于天然高分子化合物
解析:(4)三类基本营养物质中的淀粉、纤维素、蛋白质均为天然高分子化合物。
答案:(4)淀粉、纤维素、蛋白质。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以常见的营养物质的应用价值研究为背景,创设了真实有意义的测试情境,有利于促进学生思考、推理和判断。
素养立意:通过对糖类、蛋白质、油脂的学习,能认识它们的元素组成和水解产物、鉴别方法等,培养学生的宏观辨识与微观探析学科素养;通过学习糖类、蛋白质、油脂在生产、生活中的应用,进一步体会化学学科的社会价值,培养学生的科学态度与社会责任意识。
思路点拨:(1)糖类的水解。
(2)蛋白质的鉴别。
(3)油脂的结构。(共17张PPT)
学生必做实验
实验活动8 搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点
一、实验目的
1.加深对有机化合物分子结构的认识。
2.初步了解使用模型研究物质结构的方法。
二、实验用品
分子结构模型(或橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签等代用品)。
三、实验方案设计
1.写出甲烷、乙烷、乙烯和乙炔四种分子的分子式和结构式,根据碳原子间的成键特点搭建四种分子的球棍模型,并注意对比在表示有机物的空间结构时与其结构式的异同。
2.结合有机物分子的球棍模型体会有机物分子的空间结构和结构特点。
[实验探究]
四、实验步骤
1.填写下表,并搭建甲烷分子的球棍模型。
名称 分子式 结构式 结构特点 搭建后的球棍模型
甲烷 CH4 甲烷分子中4个C—H的长度和强度相同,相互之间的夹角相同;构成了以 为中心,4个氢原子为顶点的
结构
碳原子
正四面体
2.填写下表,并搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型,比较三者的空间结构。
名称 分子式 结构式 结构特点 搭建后的球棍模型
乙烷 C2H6 碳原子间以碳碳单键结合,剩余价键均和氢原子结合,碳原子成4键,最多有4个原子共平面
乙烯 C2H4 碳原子间以碳碳双键结合,剩余价键结合氢原子,键角120°,分子中 2个碳原子和4个氢原子共平面
乙炔 C2H2 碳原子间以碳碳三键结合,每个碳原子结合1个氢原子,键角180°,分子中2个碳原子和2个氢原子在同一条直线上
H—C≡C—H
五、问题和讨论
1.通过以上有机物分子球棍模型的搭建,归纳碳原子的成键特征和各类烃分子中的化学键类型。
2.根据二氯甲烷的结构式推测其是否有同分异构体,并通过搭建球棍模型进行验证,体会结构式与分子空间结构之间的关系。
3.分子中含有4个碳原子的烃可能有多少种结构 尝试用球棍模型进行探究。
提示:有12种结构,含10种链烃和2种环烃。球棍模型如图所示:
(后6种暂用碳骨架代替)。
1.现有①②③三种烃,它们的球棍模型如图所示:
下列说法正确的是( )
A.①②③三种烃互为同系物
B.①和③结构相似,互为同系物
C.①②③三种烃都属于烷烃
D.③的结构为平面结构
[实验专练]
B
2.如图所示为4个碳原子相互结合的方式,小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。其中属于烷烃的为( )
A.①②③ B.①③
C.①③④ D.②③④
解析:根据信息可知,①的分子式为C4H10,②的分子式为C4H8,③的分子式为C5H12,④的分子式为C4H6,故属于烷烃的只有①和③,故选B。
B
3.下列化学用语正确的是( )
D
4.下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。
(1)甲烷的球棍模型是 (填字母,下同),甲烷的电子式是 。
答案:(1)C B
4.下列各图均能表示甲烷的分子结构,按要求回答下列问题。
(2)如果甲烷分子是平面结构,则CH2Cl2应该有 种结构,实际CH2Cl2有 种结构,证明甲烷分子不是平面结构,而是 结构,上图
更能反映其真实存在状况。
答案:(2)2 1 正四面体 D
解析:(1)乙、丙能表示原子的相对大小及连接形式,属于空间填充模型。
答案:(1)乙、丙
5.某些有机化合物的分子模型如图所示。
回答下列问题:
(1)属于空间填充模型的是 (填“甲”“乙”“丙”“丁”或“戊”,下同)。
解析:(2)甲、丙分别是甲烷的球棍模型、空间填充模型,表示同一种有机化合物。
答案:(2)甲、丙
5.某些有机化合物的分子模型如图所示。
回答下列问题:
(2)表示同一种有机化合物的是 。
解析:(3)甲、乙、丙、丁、戊的分子式为CH4、C2H6、CH4、C3H8、C5H12,通式为CnH2n+2(n≥1)。
答案:(3)甲(或丙)、乙、丁、戊 CnH2n+2
5.某些有机化合物的分子模型如图所示。
回答下列问题:
(3)上述有机物,属于同系物的是 ,通式为 。
答案:(4)甲、丙 16.7%
5.某些有机化合物的分子模型如图所示。
回答下列问题:
(4)含碳量最低的是 ,含氢量最低的分子中氢元素的质量分数是
(保留三位有效数字)。 (共33张PPT)
实验活动9 乙醇、乙酸的主要性质
一、实验目的
1.通过实验加深对乙醇、乙酸主要性质的认识。
2.初步了解有机化合物的制备方法。
3.提高实验设计能力,体会实验设计在科学探究中的应用。
二、实验用品
1.仪器:试管、试管夹、量筒、胶头滴管、玻璃导管、乳胶管、橡胶塞、铁架台、试管架、酒精灯、火柴、碎瓷片。
2.试剂:乙醇、乙酸、饱和Na2CO3溶液、浓硫酸、铜丝。设计实验所需其他用品:紫色石蕊溶液。
[实验探究]
三、实验方案设计
1.验证乙醇燃烧的产物,可分别检验是否有水和二氧化碳生成。乙醇的催化氧化实验关键注意铜丝颜色变化和产物如何检验。
2.可用紫色石蕊溶液验证乙酸具有酸性,根据与Na2CO3溶液的反应可验证乙酸和碳酸的酸性强弱。
3.制备乙酸乙酯时可用饱和Na2CO3溶液收集产物并除去杂质,根据乙酸乙酯的性质检验有乙酸乙酯生成。
四、实验方案实施
1.乙醇的性质
实验操作 实验现象 实验结论
(1)向试管中加入少量乙醇,观察其状态,闻其气味 — 乙醇是 .
的液体
(2)点燃乙醇,并在火焰上方罩上一个干冷的烧杯;一段时间后,迅速将烧杯倒置过来,倒入澄清的石灰水,振荡 干冷的烧杯内壁有
生成;澄清的
石灰水变浑浊 乙醇燃烧生成 .和 .
无色、有
特殊香味
水珠
H2O
CO2
(3)把铜丝放在酒精灯外焰上加热,使铜丝表面生成一薄层黑色的氧化铜,立即将其插入盛有乙醇的试管中,重复几次,观察铜丝表面的变化,并小心闻试管中液体气味的变化 铜丝表面由 变成
;重复上述操作几次后,试管中液体产生 气味 乙醇能在加热、铜作催化剂条件下被氧气氧化生成 .
黑色
红色
刺激性
乙醛
2.乙酸的性质
实验操作(装置) 实验现象 实验结论
(1)向试管中加入少量乙酸,观察其状态,小心地闻其气味 — 乙酸具有 .
.
(2)①向一支试管中加入少量乙酸,将一小段镁条放入试管,观察现象
②向一盛有少量碳酸钠粉末的试管里,加入约3 mL乙酸溶液,观察现象 ①镁条表面有 产生
②试管里有 生成 乙酸具有 ,且比 强
强刺激
性气味
气泡
气泡
酸性
碳酸
(3)
装有饱和Na2CO3溶液的试管内,有不溶于水的 .
生成 乙酸与乙醇在有浓硫酸存在并加热的条件下可以发生反应生成
.
无色有香味的
油状液体
乙酸乙酯和水
五、问题和讨论
1.在乙醇氧化生成乙醛的实验中,加热铜丝及将它插入乙醇里的操作为什么要反复进行几次
提示:将铜丝加热,可以提高反应速率。“反复操作”的原因是每次生成的乙醛量很少,不易闻到乙醛的气味,当反复操作若干次后,可以生成较多量的乙醛。
2.在制取乙酸乙酯的实验中,浓硫酸和饱和Na2CO3溶液各起什么作用 在实验过程中,盛有饱和Na2CO3溶液的试管内发生了哪些变化 请解释相关现象。
提示:浓硫酸的作用:①催化剂——加快反应速率;②吸水剂——提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率。饱和Na2CO3溶液的作用:①降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层和分液;②溶解挥发出来的乙醇;③反应挥发出来的乙酸。盛有饱和Na2CO3溶液的液面上有无色油状液体生成,反应生成了不溶于饱和Na2CO3溶液的乙酸乙酯。
1.下列说法正确的是( )
A.检测乙醇中是否含有水可加入钠,若有氢气生成则含水
B.除去乙醇中微量水,可加入金属钠,使其完全反应
C.乙醇和钠反应时,钠沉在乙醇的底部,缓慢地放出气泡
D.乙醇和水的沸点不同,可直接蒸馏获得无水乙醇
[实验专练]
C
解析:乙醇、水都和钠反应生成氢气,故A、B项错误;钠的密度大于乙醇,而且反应比较缓慢,故C项正确;直接蒸馏所获得的乙醇中仍含有水,不能得到纯净的无水乙醇,故D项错误。
2.如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图,下列关于该实验的叙述中,不正确的是( )
A.向a试管中先加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,再加冰醋酸
B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面以下的原因是防止实验过程中发生倒吸现象
C.实验时为加快反应速率,可大火加热
D.实验中,饱和Na2CO3溶液的作用为吸收乙酸、溶解乙醇,并降低乙酸乙酯的溶解度
C
解析:浓硫酸的密度大于水,稀释过程放热,则加入试剂的顺序为向a试管中先加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,冷却后再加入冰醋酸,A正确;乙醇和乙酸均与水互溶,则试管b中导气管下端管口不能浸入液面以下的原因是防止实验过程中发生倒吸现象,B正确;实验时加热试管a的目的之一是及时将乙酸乙酯蒸出,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,且加热能加快反应速率,但大火加热,会使乙醇、乙酸大量挥发,从而降低了乙酸乙酯的产率,故应小火加热,C错误;试管b中饱和Na2CO3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙醇,反应乙酸,同时降低乙酸乙酯的溶解度,D正确。
3.可以证明乙酸是弱酸的事实是( )
A.乙酸和水任意比互溶
B.乙酸和乙醇能发生反应生成乙酸乙酯
C.乙酸能清洗水壶中的水垢(主要成分为CaCO3)
D.在稀乙酸水溶液中含有乙酸分子、乙酸根离子和氢离子
D
解析:在稀乙酸水溶液中含有乙酸分子、乙酸根离子和氢离子可推知乙酸无法在水中完全电离,是弱电解质。
4.某学习小组同学设计如图装置(夹持装置仪器已省略),其实验操作为
①按图示安装好实验装置;
②关闭a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻;
③打开a、b、c,通过控制a和b,有节奏(间歇性)地鼓入气体,可在M处观察到明显的实验现象。
试回答以下问题:
(1)A中发生反应的化学方程式: ;
B的作用为 ;C中热水的作用为 。
4.某学习小组同学设计如图装置(夹持装置仪器已省略),其实验操作为
①按图示安装好实验装置;
②关闭a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻;
③打开a、b、c,通过控制a和b,有节奏(间歇性)地鼓入气体,可在M处观察到明显的实验现象。
试回答以下问题:
(2)M处发生反应的化学方程式: 。
4.某学习小组同学设计如图装置(夹持装置仪器已省略),其实验操作为
①按图示安装好实验装置;
②关闭a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻;
③打开a、b、c,通过控制a和b,有节奏(间歇性)地鼓入气体,可在M处观察到明显的实验现象。
试回答以下问题:
(3)从M管中可观察到的现象: ,
从中可认识到该实验过程中催化剂 (填“参加”或“不参加”)化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的 。
解析:(3)受热部分的铜丝交替出现变黑、变红的现象;铜为催化剂,催化剂起催化作用需要一定的条件,如温度等。
答案:(3)受热部分的铜丝由于间歇性地鼓入氧气而交替出现变黑、变红的现象 参加 温度
4.某学习小组同学设计如图装置(夹持装置仪器已省略),其实验操作为
①按图示安装好实验装置;
②关闭a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻;
③打开a、b、c,通过控制a和b,有节奏(间歇性)地鼓入气体,可在M处观察到明显的实验现象。
试回答以下问题:
(4)实验一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应将继续进行,其原因是
。
解析:(4)实验一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应将继续进行,证明该反应为放热反应。
答案:(4)乙醇的催化氧化反应是放热反应,反应放出的热量维持反应继续进行
4.某学习小组同学设计如图装置(夹持装置仪器已省略),其实验操作为
①按图示安装好实验装置;
②关闭a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻;
③打开a、b、c,通过控制a和b,有节奏(间歇性)地鼓入气体,可在M处观察到明显的实验现象。
试回答以下问题:
(5)E中可能收集到哪些物质 能否用分液的方法将E中收集到的物质分离
。
解析:(5)E中收集到乙醇和乙醛,由于乙醇和乙醛均易溶于水,所以不能用分液的方法分离。
答案:(5)E中收集到乙醇和乙醛;不能用分液的方法分离
5.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室中我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)写出由CH3COOH与C2H518OH制取乙酸乙酯的化学方程式: 。
5.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(2)试管②中观察到的现象是 。
解析:(2)反应过程产生的蒸气中含有乙酸、乙醇、乙酸乙酯和水,其中乙酸、乙醇都易溶于水,所以应该做到防止倒吸。蒸气进入到饱和碳酸钠溶液中,上层是乙酸乙酯,下层是水层,溶解了乙酸钠、乙醇、碳酸钠等物质。
答案:(2)液体上方生成一层无色油状液体,有香味
5.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(3)试管②中饱和Na2CO3溶液的作用是 ,
饱和Na2CO3溶液 (填“能”或“不能”)用NaOH溶液代替,其原因是 。
解析:(3)Na2CO3溶液的作用有:①除去挥发出来的乙酸;②溶解挥发出来的乙醇;③降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层得到酯。不能用NaOH溶液代替饱和Na2CO3溶液,因为乙酸乙酯在NaOH溶液中可完全水解,得不到乙酸乙酯。
答案:(3)溶解乙醇、除去乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度 不能 NaOH和乙酸乙酯反应,促进乙酸乙酯的水解
5.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(4)装置中通蒸气的导气管,不能插入饱和Na2CO3溶液中,目的是 。
解析:(4)如果将导气管插入液面以下,有可能产生倒吸现象。
答案:(4)防倒吸
5.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(5)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是 ,主要使用的玻璃仪器是 (填仪器的名称)。
解析:(5)实验完毕后,要分离乙酸乙酯,根据乙酸乙酯不溶于饱和Na2CO3溶液且分层(位于上层),可采用分液漏斗分液的操作。
答案:(5)分液 分液漏斗(共62张PPT)
微专题四 常见有机物的结构与性质
讲解内容
一、常见烃分子中原子共平面的判断
1.熟记常见分子的空间结构
(1)甲烷型:
正四面体结构→凡是碳原子与4个原子形成4个 共价键时,其空间结构都是四面体形,5个原子中最多有3个原子共平面。
(2)乙烯型:
平面结构→与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面。
(3)乙炔型:—C≡C—
直线结构→与碳碳三键直接相连的2个原子与2个碳原子共直线。
(4)苯型:
平面结构→位于苯环上的12个原子共平面,位于对角线位置上的4个原子共直线。
2.判断共线、共面原子数目的注意事项
有机物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键,均可绕键轴自由旋转,再结合题干中的关键词:“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件作出相应判断。
[典型例题1]下列分子中的所有原子都处于同一平面的是( )
答案:B
D.正丁烷
C
D
B
二、同分异构
1.同分异构体的理解
(1)分子式相同而结构不同的化合物。
(3)分子组成越复杂,同分异构体越多。如烷烃从丁烷开始出现同分异构体,丁烷、戊烷、己烷的同分异构体分别为2种、3种和5种;同分异构现象也是有机物种类繁多的重要原因之一。
2.同分异构体种类的判断方法
(1)基元法:如已知丁基(—C4H9)有4种同分异构体,则丁醇(C4H9OH)、C4H9Cl、C4H9CHO和C4H9COOH各有4种同分异构体。熟记1～6个碳的烷基的种类分别为1、1、2、4、8、17。
解析:—C4H9有CH3CH2CH2CH2—、CH3CH2CH(CH3)—、(CH3)2CHCH2—和(CH3)3C— 4种结构,苯环上两个取代基有邻位、间位和对位3种结构,共有4×3=12(种)同分异构体。
答案:B
[跟踪训练4]下列烷烃在光照下与氯气反应,生成的一氯代物种类最多的是( )
B
解析:根据等效氢法分析可知,A有1种,B有3种,C有2种,D有2种。
解析:乙苯中共有5种不同化学环境的氢原子(乙基上有2种,苯环上在乙基的邻、间、对位上各有1种,共 5种),因此它的一溴代物有5种,A正确。
[跟踪训练5] 有机物乙苯( )的一溴代物有( )
A.5种 B.6种 C.7种 D.8种
A
三、多官能团有机物的性质
多官能团有机物的性质由所含官能团决定,解此部分题的关键在于熟悉常见官能团的性质。常见官能团的性质如下表所示:
官能团 代表物质 重要反应
乙烯(C2H4) 氧化:燃烧,能使KMnO4(H+)褪色
加成:使溴水或Br2的CCl4溶液褪色
加聚:形成高分子
—OH 乙醇
(C2H5OH) 置换:与Na反应
氧化:①与O2催化氧化反应;②与KMnO4(H+)或K2Cr2O7(H+)反应
酯化:与酸在浓H2SO4催化下反应
—COOH 乙酸
(CH3COOH) 酸性:使紫色石蕊溶液或pH试纸变红
酯化:与乙醇反应
—CHO 葡萄糖
(C6H12O6) 与银氨溶液反应,析出单质银
与新制的Cu(OH)2反应,产生砖红色沉淀
项目 乙醇 水 碳酸 乙酸
氢原子的
活泼性 从左到右逐渐增强
电离情况 极难
电离 微弱
电离 部分
电离 部分
电离
酸碱性 中性 中性 弱酸性 弱酸性
与钠 反应 反应 反应 反应
与NaOH 不反应 不反应 反应 反应
与NaHCO3 不反应 不反应 不反应 反应
[典型例题3]苹果酸是一种无色针状结晶,无臭,几乎存在于一切果实中,以仁果类中最多,是人体内部循环的重要中间产物,易被人体吸收,因此作为性能优异的食品添加剂和功能性食品广泛应用于食品、化妆品、医疗和保健品等领域。苹果酸的结构简式为 。
(1)苹果酸中含有的官能团的名称是 、 。
(2)苹果酸的分子式为 。
(3)1 mol苹果酸与足量金属钠反应,能生成标准状况下的氢气 L。
(4)苹果酸可能发生的反应是 (填字母)。
A.与NaOH溶液反应
B.与石蕊溶液作用
C.与乙酸在一定条件下酯化
D.与乙醇在一定条件下酯化
解析:1个苹果酸分子中含有2个—COOH和1个—OH,都可以与金属钠反应产生H2,故1 mol 苹果酸与足量金属钠反应可产生H2 1.5 mol。它含有—COOH,可与石蕊溶液作用,可与NaOH、乙醇反应;含有—OH,可与乙酸发生酯化反应。
答案:(1)羟基 羧基 (2)C4H6O5 (3)33.6 (4)ABCD
B
C
四、“五大”有机反应类型的判断
有机物化学反应的类型主要决定于有机物分子里的官能团(如碳碳双键、羟基、羧基等),此外还受反应条件的影响。常见有机反应类型有取代反应、加成反应、加聚反应、氧化反应、还原反应。
1.取代反应
主要有(1)卤代反应:如烷烃的卤代反应。
(2)酯化反应:如乙酸与乙醇的酯化反应。
(3)水解反应:如酯、油脂、二糖、多糖、蛋白质的水解反应等。
2.加成反应
含碳碳双键的烯烃与氢气、氯气、氯化氢、水等的加成;苯与氢气的加成;醛与氢气的加成等。
3.加聚反应
含碳碳双键或碳碳三键的加聚反应。
4.氧化反应
有机物得氧或去氢的反应。如有机物在空气中燃烧,乙醇转化为乙醛,葡萄糖与新制氢氧化铜的反应,乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色等都属于氧化反应。
5.还原反应
有机物去氧或得氢的反应。如乙烯、苯等不饱和烃与氢气的加成反应均属于还原反应。
解析:能发生加成反应的是①③④⑤,能发生加聚反应的是③④⑤,②③⑤可发生酯化反应,五种有机物都可发生氧化反应,能同时发生上述四种反应的只有③⑤。
答案:A
[跟踪训练8]下列反应属于取代反应的是( )
A.乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中
B.乙烯通入溴水中
C.在镍作催化剂的条件下,苯与氢气反应
D.苯与液溴混合后撒入铁粉
解析:乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中发生氧化反应;乙烯通入溴水中发生加成反应;在镍作催化剂的条件下,苯与氢气发生加成反应;苯与液溴混合后撒入铁粉,发生取代反应生成溴苯和HBr。
D
B
解析:该有机物中含有碳碳双键,可以使酸性KMnO4溶液褪色,A错误;该有机物中含有碳碳双键,可以发生类似乙烯的加聚反应,B正确;该有机物中含10个氢原子、9个碳原子,对应分子式为C9H10,C错误;根据相似相溶原理,该有机物易溶于有机溶剂,由于该有机物不含羟基、羧基等亲水基团,故不易溶于水,D错误。
五、常见有机物间的相互转化
[典型例题5] 有机物B 是相对分子质量为 28 的气态烃,能使溴水褪色。有关物质的转化关系如图:
(1)B 分子的空间构型是 。
答案:(1)平面形
[典型例题5] 有机物B 是相对分子质量为 28 的气态烃,能使溴水褪色。有关物质的转化关系如图:
(2)A→F 的反应类型为 ;A→C 的化学方程式为 。
[典型例题5] 有机物B 是相对分子质量为 28 的气态烃,能使溴水褪色。有关物质的转化关系如图:
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
a.可用紫色石蕊试液鉴别A和D
b.有机物A 和D 都能与Na2CO3 反应
c.等物质的量的A 和B 完全燃烧时消耗等量的氧气
答案:(3)ac
[典型例题5] 有机物B 是相对分子质量为 28 的气态烃,能使溴水褪色。有关物质的转化关系如图:
(4)物质G 在一定条件下生成的高分子化合物的结构简式是 。
答案:(4)
[典型例题5] 有机物B 是相对分子质量为 28 的气态烃,能使溴水褪色。有关物质的转化关系如图:
(5)物质E与NaOH 溶液发生反应的化学方程式为 。
[跟踪训练10]石油裂解可得烃D,其产量是一个国家石油化工发展水平的标志,已知D在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。有机物B可利用植物秸秆来生产,E为有香味的油状液体,它们之间的转化关系如图,请回答:
(1)C中所含官能团的名称是 。
答案:(1)羧基
[跟踪训练10]石油裂解可得烃D,其产量是一个国家石油化工发展水平的标志,已知D在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。有机物B可利用植物秸秆来生产,E为有香味的油状液体,它们之间的转化关系如图,请回答:
(2)写出反应④的化学方程式: 。
[跟踪训练10]石油裂解可得烃D,其产量是一个国家石油化工发展水平的标志,已知D在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。有机物B可利用植物秸秆来生产,E为有香味的油状液体,它们之间的转化关系如图,请回答:
(3)C与D在一定条件下可发生加成反应,生成具有酸性的物质F。F的结构简式为 。
答案:(3)CH3CH2CH2COOH
[跟踪训练10]石油裂解可得烃D,其产量是一个国家石油化工发展水平的标志,已知D在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。有机物B可利用植物秸秆来生产,E为有香味的油状液体,它们之间的转化关系如图,请回答:
(4)下列说法正确的是 (填字母)。
A.有机物E与F互为同分异构体
B.用新制氢氧化铜无法区分有机物B和C
C.工业上有机物A可以由有机物D通过氧化反应制备
D.可用饱和NaOH溶液除去有机物E中混有的少量B、C
答案:(4)AC
专题集训
B
A
2.下列物质的所有原子,不可能处于同一平面内的是( )
解析:根据已有知识,乙烯和苯都属于平面结构,所有原子都处于同一平面内,而甲烷分子是正四面体结构,故甲基中的所有原子不可能处于同一平面内。同理,我们可以将C项看作是乙烯中的一个氢原子被苯环取代,从而得出C项中物质的所有原子可能处于同一平面内,因此B、C、D都不符合题意。
C
4.某有机物的结构简式如图所示,则下列有关说法正确的是( )
A.该有机物可以发生氧化、加成、加聚、取代等反应
B.该有机物能与NaOH溶液反应,且1 mol该有机物能消耗2 mol NaOH
C.该有机物的分子式为C12H14O5,且与C11H12O5一定互为同系物
D.该有机物分子中的所有碳原子不可能都在同一平面上
A
解析:该分子中含碳碳双键,可发生氧化、加成、加聚反应,含—COOH、—OH,可发生取代反应,A正确;该分子中只有—COOH能与NaOH反应,故1 mol该有机物能消耗1 mol NaOH,B错误;由结构简式可知,该有机物的分子式为C12H14O5,但与C11H12O5的结构不一定相似,则不一定互为同系物,C错误;苯环、碳碳双键均为平面结构,与它们直接相连的原子一定在同一平面,且单键可以旋转,故该有机物分子中所有碳原子可能都在同一平面上,D错误。
5.已知A是用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志性物质,A、B、C、D、E、F、G均为有机物,它们之间有如图所示的转化关系,请回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为 ,B中官能团的电子式为 。
5.已知A是用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志性物质,A、B、C、D、E、F、G均为有机物,它们之间有如图所示的转化关系,请回答下列问题:
(2)在F的同系物中最简单的有机物的空间构型为 。
解析:(2)根据各物质间的转化关系可知,F为乙烯与氢气发生加成反应生成的乙烷,乙烷的同系物中最简单的有机物是甲烷,其空间构型为正四面体形。
答案:(2)正四面体形
5.已知A是用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志性物质,A、B、C、D、E、F、G均为有机物,它们之间有如图所示的转化关系,请回答下列问题:
(3)写出与F互为同系物的含5个碳原子的有机物的所有同分异构体中,一氯代物种类最少的同分异构体的结构简式: 。
解析:(3)与F(乙烷)互为同系物的含5个碳原子的有机物的所有同分异构体中,一氯代物种类最少的是新戊烷,结构简式为C(CH3)4。
答案:(3)C(CH3)4
5.已知A是用来衡量一个国家石油化工发展水平的标志性物质,A、B、C、D、E、F、G均为有机物,它们之间有如图所示的转化关系,请回答下列问题:
(4)写出下列编号对应反应的化学方程式,并注明反应类型:
④ , ;
⑦ , 。 (共21张PPT)
微专题五 有机物的检验和鉴别、分离与提纯
讲解内容
1.有机物的检验和鉴别
(1)溶解性
通常是向有机物中加水,观察其是否溶于水。如鉴别乙酸与乙酸乙酯、乙醇与己烷、甘油与油脂等。
(2)与水的密度差异
观察不溶于水的有机物在水中的情况可知其密度比水的密度小还是大。如鉴别硝基苯与苯、四氯化碳与己烷等。
(3)有机物的燃烧
①观察是否可燃(大部分有机物可燃,四氯化碳和多数无机物不可燃)。
②燃烧时火焰颜色及现象。
③燃烧时的气味(如鉴别聚氯乙烯、蛋白质)。
(4)利用典型有机物的化学性质的具体方法
物质 试剂与方法 现象
烯烃、炔烃 溴水(或溴的四氯化碳溶液)、酸性高锰酸钾溶液 褪色
醇 钠 产生气体
醛(葡萄糖、麦芽糖等还原性糖) 银氨溶液、加热或新制氢氧化铜、加热 产生银镜或产生砖红色沉淀
羧酸 紫色石蕊溶液或碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液 变红或产生气体
酯 氢氧化钠溶液(滴有酚酞)、加热 溶液红色变浅或褪色,不分层
淀粉 碘水 变蓝色
蛋白质 浓硝酸或灼烧 变黄色或产生烧焦羽毛的气味
[典型例题1] 下列鉴别实验方案不合理的是( )
A.鉴定蔗糖在稀酸催化作用下的水解产物中有葡萄糖:直接在水解液中加入新制Cu(OH)2
B.鉴别织物成分是真丝还是人造丝:用灼烧的方法
C.鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯:用碳酸钠溶液
D.鉴别乙烷和乙烯:将两种气体分别通入溴的四氯化碳溶液中
解析:鉴定蔗糖水解产物中有葡萄糖,应先在水解液中加入氢氧化钠中和作催化剂的稀硫酸,待溶液呈碱性后,再加新制Cu(OH)2,A项符合题意。
答案:A
[跟踪训练1] 下列物质中,可一次性鉴别乙酸、乙醇、苯及氢氧化钡溶液的是( )
A.金属钠
B.溴水
C.碳酸钠溶液
D.酚酞溶液
C
解析:所加试剂及各物质所产生的现象如下表所示:
乙酸 乙醇 苯 氢氧化
钡溶液
金属钠 产生无色气泡 产生无色气泡 无明显现象 产生无色
气泡
溴水 不分层 不分层 分层,上
层为橙色 溴水褪色
碳酸钠
溶液 产生无色气泡 不分层 分层 产生白色
沉淀
酚酞
溶液 无色,不分层 无色,不分层 分层 变红
通过比较,可得出当加入碳酸钠溶液时,现象各不相同,符合题意。
[跟踪训练2] 鉴别下列各组有机物所用试剂及现象与结论均正确的是( )
选项 有机物 鉴别所用试剂 现象与结论
A 葡萄糖
与果糖 钠 有气体放出
的是葡萄糖
B 蔗糖与
蛋白质 溴水 褪色的是蔗糖
C 油脂与
蛋白质 浓硝酸 变蓝的是
蛋白质
D 淀粉与
蛋白质 碘水 变蓝的是淀粉
D
解析:葡萄糖与果糖都含有羟基,都能与钠反应放出气体,不能用钠鉴别两者,A错误;蔗糖不能使溴水褪色,B错误;部分蛋白质遇浓硝酸变黄色,不是变蓝,C错误;淀粉遇碘变蓝,蛋白质遇碘不变色,D正确。
2.有机物的分离与提纯
有机物的分离提纯一般根据各有机物的状态、溶解性、沸点、化学性质的不同。有机物分离常采用萃取、分液、蒸馏等方法。
分离方法 适用范围 应用举例
蒸馏 ①难挥发的固体杂质在液体中形成的混合物
②互溶液体沸点有明显差异 蒸馏水、无水乙醇的制备,石油的分馏,CCl4(沸点76.75 ℃)和甲苯(沸点110.6 ℃)混合物的分离
分液 两种互不相溶的液体混合物 油和水的分离
萃取 溶质在互不相溶的溶剂中溶解度不同 利用CCl4从溴水中萃取溴
[典型例题2] 为提纯下列物质(括号内为杂质),所用的除杂试剂和分离方法都正确的是( )
选项 不纯物 除杂试剂 分离方法
A CH4(C2H4) 酸性KMnO4
溶液 洗气
B 苯(Br2) NaOH溶液 过滤
C C2H5OH(H2O) 新制生石灰 蒸馏
D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和Na2CO3
溶液 蒸馏
解析:A项,酸性高锰酸钾溶液能把乙烯氧化为CO2,应该用溴水除去甲烷中的乙烯,错误;B项,氢氧化钠溶液和溴单质反应,苯不溶于水,应该分液,错误;C项,水和氧化钙反应生成氢氧化钙,然后蒸馏即可得到乙醇,正确;D项,饱和碳酸钠溶液和乙酸反应,乙酸乙酯不溶于水,应该分液,错误。
答案:C
解析:乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度很小,而乙酸和乙醇易溶于水,所以第一步用分液的方法分离三者;然后得到的A中含有乙酸钠和乙醇,由于乙酸钠的沸点高,故第二步用蒸馏的方法分离出乙醇;第三步,加硫酸将乙酸钠转变为乙酸,再蒸馏得到乙酸。
[跟踪训练3]如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图。
在上述实验过程中,所涉及的三次分离操作分别是( )
A.①蒸馏、②过滤、③分液
B.①分液、②蒸馏、③蒸馏
C.①蒸馏、②分液、③分液
D.①分液、②蒸馏、③结晶、过滤
B
专题集训
1.下列实验能达到预期目的的是( )
A.用水鉴别葡萄糖、蔗糖和碳酸钠粉末
B.用溴水检验汽油中是否含有不饱和的脂肪烃
C.用KI溶液检验食醋中是否含有淀粉
D.用乙醇从碘水中萃取碘
B
解析:葡萄糖、蔗糖和碳酸钠均溶于水,A不符合题意;不饱和脂肪烃中含不饱和键,可用溴水检验,B符合题意;KI溶液不含单质碘,遇淀粉不变蓝,C不符合题意;乙醇与水互溶,D不符合题意。
解析:纤维素水解需要在酸性条件下进行,而水解产物葡萄糖与新制Cu(OH)2的反应需在碱性条件下进行,所以直接在水解液中加入新制Cu(OH)2,鉴别不出葡萄糖。
2.下列实验方案不合理的是( )
A.鉴定纤维素水解产物中有葡萄糖:直接在水解液中加入新制Cu(OH)2
B.鉴定CH3COOH中羧基:加入石蕊溶液
C.鉴定苯中无碳碳双键:加入酸性高锰酸钾溶液
D.鉴别己烯和苯:将溴的四氯化碳溶液分别滴到少量己烯和苯中
A
3.用一种试剂即可鉴别乙醇、乙酸、乙酸乙酯、四氯化碳,该试剂为( )
A.溴水 B.NaHCO3溶液
C.NaOH溶液 D.水
解析:溴水、NaOH溶液、水均不能鉴别出乙醇与乙酸。分别滴加NaHCO3溶液,乙醇与之互溶,乙酸与之产生CO2气体,乙酸乙酯和四氯化碳与NaHCO3溶液均不反应,但分层,油状液体在上层者为乙酸乙酯,油状液体在下层者为四氯化碳。
B
4.下列操作中错误的是( )
A.除去乙酸乙酯中的少量乙酸:加入乙醇和浓硫酸,使乙酸全部转化为乙酸乙酯
B.鉴别乙醇和乙酸:用紫色石蕊溶液,然后观察颜色变化
C.除去溴苯中溶解的溴:加入NaOH溶液后,振荡、静置、分液
D.提取溶解在水中的少量碘:加入CCl4,振荡、静置、分层后,取出有机层再分离
解析:A项会引入新的杂质乙醇,正确的做法是加入饱和Na2CO3溶液,振荡、静置、分液。
A
解析:酯类物质的烃基中若含有碳碳不饱和键,则可以使溴水褪色,A项错误;乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能,B项正确;蔗糖在稀H2SO4的作用下发生水解反应,在用新制Cu(OH)2检验葡萄糖时,先要用NaOH溶液中和稀H2SO4,待溶液呈碱性后,再进行检验,C项错误;含有甲酸酯基的物质也能与新制的Cu(OH)2在加热条件下反应生成砖红色沉淀,D项错误。
5.下列说法正确的是( )
A.酯类物质不能使溴水褪色
B.用酸性KMnO4溶液能鉴别乙烷和乙烯
C.鉴定蔗糖水解产物中有葡萄糖:直接在水解液中加入新制Cu(OH)2
D.与新制的Cu(OH)2在加热条件下反应生成砖红色沉淀的一定是醛类物质
B
6.现有7瓶失去标签的试剂瓶,已知它们盛装的是有机液体,可能是乙醇、乙酸、苯、乙酸乙酯、油脂、葡萄糖溶液、蔗糖溶液。现通过如下实验来确定各试剂瓶中所装液体的名称。
实验步骤和方法 实验现象
①把7瓶液体依次标号为A、B、C、D、E、F、G后闻气味 只有F、G两种液体没有气味
②各取少量于试管中加水稀释 只有C、D、E三种液体不溶解而浮在水上层
③分别取少量7种液体于试管中加新制的Cu(OH)2并加热 只有B使沉淀溶解,F中产生砖红色沉淀
④各取C、D、E少量于试管中,加NaOH溶液并加热 只有C中仍有分层现象,且在D的试管中闻到特殊香味
(1)试写出下列标号代表的液体名称:
A ,B ,C ,
D ,E ,F ,
G 。
解析:(1)7种物质中只有葡萄糖溶液和蔗糖溶液无气味;苯、乙酸乙酯、油脂不溶于水且密度比水小;乙酸呈酸性,能与Cu(OH)2发生中和反应,葡萄糖具有还原性,能与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色的Cu2O沉淀;乙酸乙酯、油脂均在NaOH溶液中发生水解,而不再有分层现象,乙酸乙酯的水解产物之一乙醇有特殊香味,苯不溶于水且密度比水小,不与NaOH反应。
答案:(1)乙醇 乙酸 苯 乙酸乙酯 油脂 葡萄糖溶液 蔗糖溶液
6.现有7瓶失去标签的试剂瓶,已知它们盛装的是有机液体,可能是乙醇、乙酸、苯、乙酸乙酯、油脂、葡萄糖溶液、蔗糖溶液。现通过如下实验来确定各试剂瓶中所装液体的名称。
实验步骤和方法 实验现象
①把7瓶液体依次标号为A、B、C、D、E、F、G后闻气味 只有F、G两种液体没有气味
②各取少量于试管中加水稀释 只有C、D、E三种液体不溶解且浮在水上层
③分别取少量7种液体于试管中加入新制的Cu(OH)2并加热 只有B使沉淀溶解,F中产生砖红色沉淀
④各取C、D、E少量于试管中,加入NaOH溶液并加热 只有C中仍有分层现象,且在D的试管中闻到特殊香味
(2)写出在D中加入NaOH溶液并加热的化学方程式: 。
解析:(2)乙酸乙酯中加入NaOH溶液并加热会生成乙酸钠和乙醇。(共44张PPT)
第二课时 烃与有机高分子材料
学习目标导航
课程目标展示 素养目标达成
1.以乙炔、苯等烃为例认识有机化合物中碳原子成键特点。
2.通过对塑料、橡胶和纤维的学习,了解有机高分子材料的性能和用途。 1.宏观辨识与微观探析:通过分子结构对乙炔、苯的性质做出预测,体会结构决定性质的因果关系,培养学生的宏观辨识与微观探析能力。
2.证据推理与模型认知:通过乙炔的结构结合乙烯性质的学习,推测乙炔相关性质,通过苯的结构并结合科学史话,了解苯的相关性质,培养证据推理与模型认知能力。
3.科学态度与社会责任:通过对塑料、橡胶和纤维等有机高分子材料的学习,了解工业合成有机高分子化合物的方法和相关性能,并能结合它们在各个领域中的应用,体会化学学科的社会价值,培养学生的科学态度与社会责任。
任务分项突破
学科素养测评
课堂小结提升
任务分项突破
NO.1 自主学习·夯实基础
1.烃的概念
仅含 和 两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为烃。
2.烃的分类
(1)依据:烃分子中碳原子间 的不同及 的不同。
学习任务1 烃
碳
氢
成键方式
碳骨架
(2)分类
3.常见烃的分子结构
NO.2 互动探究·提升能力
烷烃、烯烃和炔烃都是常见的链状烃,其关系如图所示:
甲烷、乙烯和乙炔是三类链状烃的典型代表物。烯烃和炔烃分子中分别含有碳碳双键和碳碳三键。
探究1 三种烃的结构特点
问题1:甲烷和乙烷互为同系物,结合乙烷的结构分析乙烯和乙炔的结构特点。
提示:均为链状烃,乙烯和乙炔均为不饱和烃,分别含有碳碳双键和碳碳三键。
问题2:根据烷烃的分子通式,归纳烯烃和炔烃的分子通式。
提示:碳原子数相同的烯烃、炔烃比烷烃分别少2个和4个氢原子,即CnH2n(n≥2)为烯烃,CnH2n-2(n≥2)为炔烃。
探究2 三种烃的性质比较
问题3:不饱和烃的性质相似,三种烃中哪些既能发生加成反应,又能使酸性KMnO4溶液褪色
提示:乙烯和乙炔。
问题4:三种烃均能燃烧,燃烧时有什么区别
提示:燃烧时火焰明亮,随着含碳量的增加,伴有黑烟,且越来越浓。
归纳拓展
甲烷、乙烯、乙炔、苯的对比
取代
反应 能 — — 能
加成
反应 不能 能 能 能
使溴水
褪色 不能 能 能 不能反应,但能萃取溴水中的Br2而使溴水褪色
使酸性
KMnO4
溶液褪色 不能 能 能 不能
化学性
质特点 易取代、
不能加成、
难氧化 易加成、
易氧化、
难取代 易加成、
易氧化、
难取代 易取代、
能加成、
难氧化
[凝练素养]通过探究活动,体会结构决定性质这一规律,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
1.烃是仅含碳、氢两种元素的有机物,下列关于烃的说法错误的是( )
A.根据碳原子成键情况的不同,可将烃分为饱和烃与不饱和烃
B.根据碳骨架的不同,可将烃分为链状烃和环状烃
C.烯烃、炔烃和芳香烃都属于不饱和烃
D.烷烃的通式为CnH2n
解析:A项,碳原子间全部以碳碳单键形式结合的为饱和烃,含有碳碳双键或三键的烃称为不饱和烃,所以正确;B项,链状的烃称为链状烃,含有碳环的烃称为环状烃, 所以正确;C项,这三类物质的分子中,碳与碳原子间不完全以碳碳单键的形式连接,因此都属于不饱和烃,所以正确;D项,烷烃的通式为CnH2n+2,所以错误。
D
2.下列分子不属于烃的是( )
B
解析:B中除含碳、氢元素外还含有其他元素,不属于烃。
题后悟道
有机物从组成元素上可以分为烃和烃的衍生物。烃只含碳、氢两种元素;烃的衍生物含有其他元素如O、Cl、N、P……
[凝练素养]通过典型题目练习,准确区分烃及烃的衍生物,促进证据推理与模型认知学科素养的发展。
学习任务2 有机高分子材料
NO.1 自主学习·夯实基础
1.有机高分子材料的分类
2.有机高分子材料
(1)塑料
合成树脂
增塑剂
防老剂
②性能:强度 、密度 、耐 、易加工等。
高
小
腐蚀
③常见塑料及用途
聚异戊二烯
②橡胶的分类
③性能:具有一定弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。
④用途:制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必需的原料;特种橡胶在航空、航天和国防等尖端技术领域中发挥着重要的作用。
(3)纤维
①纤维的分类
天然
再生
化学
合成
丙纶
氯纶
腈纶
涤纶
锦纶、芳纶
②合成纤维性能:强度 、弹性 、耐磨、耐化学腐蚀,不易虫蛀等。
③主要用途:制衣料、绳索、渔网等,广泛应用于工农业生产的各个领域。
NO.2 互动探究·提升能力
材料是现代社会发展的重要支柱,这里说的材料通常包括金属材料、非金属材料和有机高分子材料等。有机高分子材料是一类复杂的高分子化合物,其中三大合成材料的应用最为广泛。
探究1 对三大合成材料的理解
问题1:三大合成材料指的是什么
提示:塑料、合成橡胶、合成纤维。
高
好
问题2:生产三大合成材料的原料是什么 有什么应用
提示:以煤、石油和天然气为生产原料;应用于生产和生活的各个领域。
探究2 有机高分子材料的结构
问题3:线型结构和网状结构有什么区别
提示:线型结构中原子间以共价键结合形成长链状结构;网状结构是指分子链之间以共价键交联起来构成立体网状结构。
问题4:结合具体事实说明高分子材料空间构型改变的措施是什么
提示:如橡胶经硫化交联后可由线型结构变成网状结构。
NO.3 应用体验·形成素养
1.下列说法正确的是( )
A.纯净的聚乙烯塑料为纯净物
B.乙烯和聚乙烯都能使溴的CCl4溶液褪色
C.天然橡胶硫化的过程没有发生化学变化
D.以石油、煤、天然气为原料可以生产某些有机高分子材料
D
解析:有机高分子材料是由很多重复的链节构成,聚合度n不同,故为混合物,故A错误;聚乙烯结构为 ,链节中不存在碳碳双键,不能使溴的CCl4溶液褪色,故B错误;橡胶硫化是线型高分子链之间通过硫原子形成化学键,产生交联,形成网状结构,发生的是化学变化,故C错误;以石油、天然气和煤为原料制成有机高分子单体,再聚合生成塑料、合成纤维等有机高分子材料,故D正确。
(2)实验测得“人造羊毛”的相对分子质量(平均值)为32 800,则该高聚物的聚合度n为 。
答案:(2)619
3.ABS树脂( )是一种强度高、韧性好、易
于加工成型的热塑性高分子材料。用于制备仪表、电气、电器、机械等各种零件。
(1)ABS树脂的链节为 。
答案:(1)
3.ABS树脂( )是一种强度高、韧性好、
易于加工成型的热塑性高分子材料。用于制备仪表、电气、电器、机械等各种零件。
(2)合成ABS树脂的单体为 、 、 。
加聚反应的书写及单体的找法
题后悟道
1.加聚反应方程式的书写
(1)反应物分子前面要写上n,表示n个分子参加反应。
(2)生成物就是把反应物分子中的双键打开一个,在双键两端的碳原子上各伸出一条短线,然后用[ ]括起来,最后在右下角写上n。
(3)一定要注意加聚时只是双键碳反应,写聚合物时原来的主链不一定是链节上的主链。
2.加聚反应单体的找法
方法一:(二四分段法)选定聚合物的结构单元,从一侧开始分段,如果在结构单元的主链上遇到 ,一般可将4个C分为一段,其余则 2个 C为一段,从段的连接处断开,形成碳碳双键,可得单体。
方法二:(弯箭头法)从结构单元的一端开始,利用弯箭头将键转移——箭尾处去掉一键,箭头处形成一键,可得单体。
[凝练素养]通过高分子材料针对训练,认识加聚反应是重要的合成高分子材料的方法,进一步发展宏观辨识与微观探析学科素养。
课堂小结提升
自主构建
易错提醒
1.误认为有机物都是烃。其实不然,因为烃的概念是仅含碳和氢两种元素的有机化合物。
2.误认为烯烃可以含多个碳碳双键。其实不然,因为烯烃是指仅含一个碳碳双键的烃。
3.误认为苯中含有碳碳双键和单键。其实不然,因为苯中碳碳键为介于单键和双键之间的一种特殊的键。
4.误认为有机高分子均为纯净物。其实不然,因为高分子中n值不确定,所以均为混合物。
5.误认为聚合反应得到的有机高分子均不含碳碳双键。其实不然,如聚异戊二烯分子中含有碳碳双键。
6.误认为塑料就是合成树脂。其实不然,因为合成树脂是未加工处理的聚合物,而塑料是加了各种添加剂的树脂,其主要成分是树脂。
7.误认为塑料、橡胶和纤维是天然高分子。其实不然,因为塑料一定是合成高分子,而橡胶和纤维分天然高分子和合成高分子。
学科素养测评
(1)实验表明向苯中滴入酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液均不褪色,由此可得出什么结论
。
解析:(1)苯不能使酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色,说明苯分子不存在双键结构,即当时凯库勒提出的苯的结构不准确。
答案:(1)苯分子中并不存在真正的碳碳双键
(2)苯在空气中也能燃烧,写出化学方程式并预测其燃烧的现象。
。
解析:(2)苯中含碳量要高于乙烯,苯在空气中燃烧火焰明亮,并伴有浓烈的黑烟。
(3)分别写出苯生成溴苯、硝基苯、环己烷的化学反应方程式,并注明反应类型。
。
解析:(3)根据材料信息和生成物的结构简式可知,生成溴苯、硝基苯均为取代反应,生成环己烷为加成反应。
(4)从溴水中提取溴,苯能否用作萃取剂
。
解析:(4)苯和原溶剂水不互溶,溴易溶于苯且与苯不反应,即苯可用作提取溴的萃取剂。
答案:(4)苯能用作萃取剂
命题解密与解题指导
情境解读:本题以苯的发现与苯的性质研究为背景,创设了真实有意义的测试情境,有利于促进学生思考、推理和判断。
素养立意:通过结合对苯的介绍,能从宏观和微观等角度正确认识苯的结构,进而分析苯可能的化学性质,培养学生的宏观辨识与微观探析学科素养;通过结合苯生成溴苯、硝基苯、环己烷等信息,可写出相关化学方程式并判断反应类型;结合苯不能使酸性高锰酸钾溶液和溴的CCl4溶液褪色,可判断分子中不含碳碳双键,培养学生的证据推理与模型认知素养。
思路点拨:(1)苯的性质。
(2)取代反应。
(3)加成反应。(共39张PPT)
第二节 乙烯与有机高分子材料
第一课时 乙烯
学习目标导航
课程目标展示 素养目标达成
1.认识乙烯的分子结构、主要性质及其应用等。
2.结合乙烯的化学性质体会氧化、加成、聚合等有机反应类型。 1.宏观辨识与微观探析:通过乙烯的分子结构,结合化学反应的本质,认识乙烯的化学性质,培养学生相关的核心素养。
2.证据推理与模型认知:通过乙烯结构预测乙烯的性质,让学生认识结构与性质的关系,培养学生的证据推理与模型认知素养。
3.科学探究与创新意识:通过乙烯性质的实验,培养学生的科学探究精神与创新意识。
4.科学态度与社会责任:通过了解乙烯在工农业生产中的应用,让学生体会化学学科的社会价值,努力培养学生良好的社会责任感。
任务分项突破
学科素养测评
课堂小结提升
任务分项突破
NO.1 自主学习·夯实基础
1.乙烯的分子结构
(1)分子组成和结构
学习任务1 乙烯的结构与用途
(2)空间结构
2.乙烯的用途
(1)重要的化工原料,用来制聚乙烯塑料、聚乙烯纤维、乙醇等。
(2)在农业生产中用作 调节剂。
(3)乙烯的产量可以用来 。
植物生长
衡量一个国家石油化学工业的发展水平
NO.2 互动探究·提升能力
乙烷和乙烯都是重要的基本化工原料,两者的球棍模型如图所示。
探究1 乙烷和乙烯的结构特点
问题1:乙烷和乙烯所属类别分别是什么
提示:烷烃、烯烃。
问题2:乙烷和乙烯在结构上有什么异同
提示:相同点:每个碳原子均形成4个共价键,每个分子中均含有C—H。不同点:①乙烷中含碳碳单键,乙烯中含碳碳双键;②乙烷为饱和烃,乙烯为不饱和烃;③书写结构简式时,可省略碳碳单键,但不能省略碳碳双键,如乙烯不能写成CH2CH2的形式。
探究2 乙烷和乙烯的空间构型
问题3:甲烷和乙烷互为同系物,乙烷也是正四面体结构吗
提示:是一种空间结构,但不是正四面体。
问题4:乙烯分子中6个原子空间上是什么关系
提示:六原子共面。
归纳拓展
乙烯和乙烷的结构比较
[凝练素养]通过“乙烯的结构”探究活动,体会结构决定性质这一规律,培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知学科素养。
NO.3 应用体验·形成素养
1.下列有机物分子中,所有原子共平面的是( )
A.甲烷 B.乙烷
C.丙烯 D.乙烯
解析:甲烷属于正四面体结构,故所有原子不可能共平面,A错误;乙烷分子中含有甲基,有饱和碳原子,故所有原子不可能共平面,B错误;丙烯分子中含有甲基,有饱和碳原子,故所有原子不可能共平面,C错误;乙烯六个原子构成平面结构,故所有原子共平面,D正确。
D
2.下列有关乙烯分子的叙述中错误的是( )
B
题后悟道
[凝练素养]通过典型题目练习,进一步区分同一有机物的不同化学用语,体会有机物官能团的结构简式的写法,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
学习任务2 乙烯的性质
NO.1 自主学习·夯实基础
1.物理性质
颜色 状态 气味 密度 溶解性
无色 气体 稍有气味 比空气略小 溶于水
难
2.化学性质
分析下列实验,总结乙烯的化学性质
实验 实验内容 实验现象 实验结论
1
火焰 且伴有
. 乙烯易燃烧
2
酸性KMnO4溶液
. 乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化
3
溴的四氯化碳溶液
. 乙烯易与溴反应
明亮
褪色
褪色
黑烟
②乙烯能被KMnO4(H+)溶液氧化,可以使酸性高锰酸钾溶液 。
(2)加成反应
①概念:有机物分子中不饱和碳原子与其他 直接结合生成新的化合物的反应。
褪色
原子或原子团
CH3—CH3
(3)聚合反应
①聚合反应
a.概念:由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应。
b.加聚反应:乙烯的聚合反应同时也是加成反应,这样的聚合反应,又称为加聚反应。
②以乙烯为原料合成聚乙烯
小分子
结构单元
数目
微点拨:(1)鉴别乙烯、乙烷可用溴水(或溴的四氯化碳溶液)和酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色的是乙烯,溶液不褪色的是乙烷。(2)乙烯发生聚合反应的产物聚乙烯不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。
NO.2 互动探究·提升能力
资料1:在日常生活中,为了促进香蕉成熟,可在密封袋子里放一些成熟的苹果。有时为了便于保存香蕉可用浸泡过酸性KMnO4溶液的硅藻土与果实放在一起,可以延长果实的成熟期,达到保鲜的目的。
资料2:乙烯分子中 (碳碳双键)中的两个键不同,其中一个易断裂,不稳定,这是乙烯化学性质比乙烷活泼的理论依据。乙烯等烯烃均能使酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液(或溴水)褪色。而乙烷等烷烃性质比较稳定,不能使酸性KMnO4溶液褪色。
探究1 乙烯的性质、应用
问题1:为什么成熟的苹果可以促进香蕉的成熟 说明乙烯具有什么重要的应用
提示:成熟的苹果会释放乙烯,乙烯加速了香蕉的成熟;可以作催熟剂。
问题2:为什么浸泡过酸性KMnO4溶液的硅藻土与果实放在一起,可以延长果实的成熟期
提示:水果释放的乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
问题3:乙烯能使酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色,两者的褪色原理是否相同
提示:两者褪色原理不同。乙烯使酸性KMnO4溶液褪色是因为发生了氧化反应,酸性KMnO4溶液将乙烯氧化成CO2;乙烯使溴的CCl4溶液褪色是因为乙烯与Br2发生了加成反应。
探究2 乙烯的鉴别和除杂
问题4:怎样用实验方法鉴别乙烯和甲烷
提示:将两种气体分别通入酸性KMnO4溶液(或溴的四氯化碳溶液、溴水)中,能使其褪色的为乙烯,不褪色的为乙烷。
问题5:能用酸性KMnO4溶液除去乙烷中的乙烯吗
提示:不能。酸性KMnO4溶液能将乙烯氧化生成CO2,产生新的杂质,可用溴水或溴的四氯化碳溶液除去乙烷中的乙烯。
烯烃的性质
归纳拓展
(2)烯烃均能使酸性KMnO4溶液褪色。
2.加成反应
(1)烯烃能与溴的四氯化碳溶液或溴水发生加成反应而褪色。
(2)烯烃还可以与H2、HX(或H2O)发生加成反应。
3.气态烯烃的鉴别和除杂
鉴别烷烃和烯烃的试剂:酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液(或溴水);除去烷烃中的烯烃:通过溴的四氯化碳溶液(或溴水)洗气。
[凝练素养]从乙烯的结构出发理解乙烯的化学性质,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
1.下列关于乙烯和乙烷的各种说法中,错误的是( )
A.乙烯是不饱和烃,乙烷是饱和烃
B.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,乙烷则不能
C.乙烯分子中碳碳双键的键能是乙烷分子中碳碳单键的键能的两倍,因
此乙烯比乙烷稳定
D.乙烯分子为平面结构,乙烷分子为空间结构
C
解析:A项,乙烯含有碳碳双键,属于不饱和烃,乙烷属于饱和烃,正确;B项,乙烯易发生加成反应,遇某些氧化剂发生氧化反应,正确;C项,乙烯分子中碳碳双键键能小于乙烷分子中碳碳单键键能的两倍,错误;D项,甲烷是正四面体结构,故乙烷所有原子不可能在同一平面上,乙烯为平面结构,正确。
2.下列说法正确的是( )
A.乙烯和聚乙烯都能使溴水褪色
B.为除去CH4中的C2H4,可将混合气体通过盛有足量酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶
C.乙烯分子与苯分子中的碳碳键不同,但两者都能发生加成反应
D.CH3CH2CH2CH3光照下与氯气反应,只生成1种一氯代烃
C
解析:聚乙烯不具有碳碳双键结构,不能使溴水褪色,A错误;酸性高锰酸钾溶液将乙烯氧化为二氧化碳和水,甲烷中会引入新的杂质二氧化碳,不能用酸性高锰酸钾溶液除去CH4中的C2H4,B错误;乙烯分子中含碳碳双键,能和水、溴等物质发生加成反应,苯分子中不含碳碳双键,但在一定条件下能与氢气发生加成反应,即乙烯分子与苯分子中的碳碳键不同,但两者都能发生加成反应,C正确;CH3CH2CH2CH3中有2种等效氢,在光照下与氯气反应,生成 2种一氯代烃,D错误。
3.结构决定性质,根据乙烷和乙烯结构,下列关于乙烯和乙烷的各种说法中正确的是( )
A.相同质量的乙烯和乙烷完全燃烧后产生的H2O的质量不相同
B.乙烯能使Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液褪色,两者褪色的原理相同
C.Br2的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液都能鉴别乙烷和乙烯,都能除去乙烷中的乙烯
D.乙烯和乙烷均可与Cl2反应制取纯净的氯乙烷
A
解析:乙烯和乙烷中H的质量分数不同,所以相同质量的乙烯和乙烷完全燃烧后生成的H2O质量不相同,A正确;乙烯与Br2的CCl4溶液发生加成反应而使其褪色,乙烯被酸性KMnO4溶液氧化成CO2气体而使酸性KMnO4溶液褪色,两者原理不同,B不正确;乙烯通过Br2的CCl4溶液被转化为液态1,
2-二溴乙烷而溶于CCl4,从而除去杂质气体,但乙烯通过酸性KMnO4溶液被氧化成CO2而引入杂质气体CO2,C不正确;乙烷与Cl2发生取代反应得到的产物是混合物,乙烯与Cl2发生加成反应得到的是1,2-二氯乙烷,D不
正确。
烷烃(甲烷)、乙烯的对比
题后悟道
[凝练素养]通过对比甲烷与乙烯的性质,体会烷烃与烯烃结构的不同引起性质的不同,进一步发展宏观辨识与微观探析学科素养。
物质 甲烷 乙烯
结构特点 正四面体 平面形
与溴
反应 试剂 溴蒸气 溴水或溴的四
氯化碳溶液
条件 光照 无
类型 取代 加成
酸性KMnO4溶液 不褪色 褪色
燃烧 火焰呈淡蓝色 火焰明亮伴有黑烟
鉴别 利用溴水或酸性高锰酸钾溶液
课堂小结提升
自主构建
易错提醒
1.误认为无色气体能使溴水褪色,该气体一定是烯烃。其实不然,如二氧化硫等也可以使溴水褪色。
2.误认为可以用酸性高锰酸钾溶液除烷烃中的烯烃。其实不然,因为烯烃被酸性高锰酸钾氧化往往会有二氧化碳产生,会引入新的杂质。
3.误认为乙烯使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色的原理相同。其实不然,因为前者为加成反应,后者为氧化反应。
学科素养测评
化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升学科素养。利用图示装置,将浸透了石蜡油(液态烷烃混合物)的石棉放置在硬质试管的底部,试管中加入碎瓷片,给碎瓷片加强热,石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面发生反应生成乙烯,利用产生的乙烯探究其性质。请回答下列问题:
(1)A中碎瓷片的作用是 。
解析:(1)石蜡油需要在催化剂的作用下才能发生分解反应,A中碎瓷片的作用是催化作用。
答案:(1)催化作用
化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升学科素养。利用图示装置,将浸透了石蜡油(液态烷烃混合物)的石棉放置在硬质试管的底部,试管中加入碎瓷片,给碎瓷片加强热,石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面发生反应生成乙烯,利用产生的乙烯探究其性质。请回答下列问题:
(2)B装置中反应的化学方程式为 。
化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升学科素养。利用图示装置,将浸透了石蜡油(液态烷烃混合物)的石棉放置在硬质试管的底部,试管中加入碎瓷片,给碎瓷片加强热,石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面发生反应生成乙烯,利用产生的乙烯探究其性质。请回答下列问题:
(3)C装置中可观察到的现象是 。
解析:(3)石蜡油生成的乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以C装置中可观察到的现象是溶液紫(或紫红)色褪去。
答案:(3)溶液紫(或紫红)色褪去
化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升学科素养。利用图示装置,将浸透了石蜡油(液态烷烃混合物)的石棉放置在硬质试管的底部,试管中加入碎瓷片,给碎瓷片加强热,石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面发生反应生成乙烯,利用产生的乙烯探究其性质。请回答下列问题:
(4)查阅资料。乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生了二氧化碳,根据本实验中装置 (填装置字母)中的实验现象可判断该资料是否真实。
解析:(4)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以根据D装置中的现象能证明乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应产生了二氧化碳。
答案:(4)D
化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升学科素养。利用图示装置,将浸透了石蜡油(液态烷烃混合物)的石棉放置在硬质试管的底部,试管中加入碎瓷片,给碎瓷片加强热,石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面发生反应生成乙烯,利用产生的乙烯探究其性质。请回答下列问题:
(5)通过上述实验探究,检验甲烷和乙烯的方法是 (填字母,下同),除去甲烷中乙烯的方法是 。
A.气体通入水中 B.气体通过盛溴水的洗气瓶
C.气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 D.气体通过氢氧化钠溶液
解析:(5)A.甲烷、乙烯都不溶于水;B.甲烷与溴水不反应,乙烯与溴水反应生成BrCH2—CH2Br且使溴水褪色; C.甲烷与酸性高锰酸钾溶液不反应,乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳气体且酸性高锰酸钾溶液褪色;D.甲烷、乙烯都不与氢氧化钠溶液反应。因此,检验甲烷和乙烯的方法是BC,除去甲烷中乙烯的方法是B。
答案:(5)BC B
命题解密与解题指导
情境解读:本题以加热石蜡油法制备乙烯为背景,创设了真实有意义的测试情境,有利于促进学生思考推理和判断。
素养立意:通过石蜡油的分解实验探究乙烯的化学性质,培养学生的科学探究与创新意识;通过探究实验得出乙烯的性质,据乙烯的性质让学生推测烷烃中的烯烃的鉴别与除杂问题,培养学生的证据推理与模型认知素养。
思路点拨:(1)加成反应。
(2)乙烯的化学性质。
(3)乙烯与甲烷的性质对比。(共51张PPT)
第二课时 乙酸 官能团与有机化合物的分类
学习目标导航
课程目标展示 素养目标达成
1.认识乙酸的结构和主要化学性质及其应用等。
2.以乙酸、乙酸乙酯等为例认识有机化合物中的官能团,并能认识官能团与有机化合物分类的关系。 1.证据推理与模型认知:通过对常见有机化合物类别、官能团和代表物的学习,知道官能团与物质类别的关系,从而根据官能团可预测有机化合物可能的性质,或根据有机化合物的性质推测有机物可能的官能团等,培养学生证据推理能力。
2.科学探究与创新意识:通过教材乙酸乙酯的制备实验及设计乙酸的酸性探究实验,培养学生动手设计实验的能力和科学探究意识。
3.科学态度与社会责任:通过乙酸在生活中的应用,体会化学学科的价值,培养学生的科学态度与社会责任。
任务分项突破
学科素养测评
课堂小结提升
任务分项突破
NO.1 自主学习·夯实基础
1.乙酸的组成和结构
学习任务1 乙酸的结构与性质
2.乙酸的物理性质
当温度低于16.6 ℃时,乙酸凝结成类似冰的晶体,所以纯净的乙酸又称为
。
冰醋酸
强烈刺激性
3.乙酸的化学性质
(1)酸性
(2)酯化反应
油状液体
香
酯化反应:酸与醇反应生成酯和水的反应。
4.酯
(1)定义
羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物称为酯,结构简式为
官能团为 。
酯基
(2)物理性质
低级酯密度比水小,具有挥发性,具有芳香气味。
(3)用途
用作香料和有机溶剂。
微思考:由乙酸的分子式C2H4O2,能否判断乙酸为四元酸
提示:不能。乙酸的结构简式为CH3COOH,其中只有羧基氢可以电离出来,具有酸性,甲基氢不能电离,故乙酸属于一元酸。
NO.2 互动探究·提升能力
乙酸是一种重要的有机酸,有生活常识的人通常用食醋清除水壶中的少量水垢(主要成分为CaCO3)。结合所学知识可设计实验探究乙酸、碳酸、硅酸的酸性强弱等。
探究1 探究酸性强弱
问题1:用食醋除水垢,是利用了乙酸的什么性质 写出相关反应。
问题2:设计一个实验装置,比较乙酸、碳酸和硅酸的酸性强弱,画出装置图并说出预期的实验现象和结论。
提示:
现象:碳酸钠溶液中出现气泡,硅酸钠溶液中有白色沉淀生成。
结论:酸性:乙酸>碳酸>硅酸。
探究2 探究不同物质中羟基活性
问题3:金属钠分别加入水和醋酸溶液中,产生H2的快慢顺序是什么 根据实验现象能说明什么问题
提示:醋酸>水。醋酸溶液中氢离子浓度更大,与钠反应更快。
问题4:金属钠分别与乙醇、水反应,根据实验现象能说明什么问题
提示:钠与乙醇反应要比钠和水反应缓和得多,说明乙醇中羟基氢没有水中羟基氢活泼。
归纳拓展
四种分子中羟基氢活性比较
分子 乙醇 水 碳酸 乙酸
电离程度 极难
电离 微弱
电离 部分
电离 部分
电离
酸碱性 中性 中性 弱酸性 弱酸性
与Na 反应 反应 反应 反应
与NaOH 不反应 不反应 反应 反应
与NaHCO3 不反应 不反应 不反应 反应
羟基中氢原
子的活泼性
[凝练素养]通过探究活动,认识不同化学环境的羟基中的氢原子活泼性是不同
的,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
题点一 乙酸的结构及性质
1.下列关于乙酸的说法不正确的是( )
A.乙酸是一种重要的有机酸,且具有强烈的刺激性气味
B.乙酸分子中含有4个氢原子,所以乙酸不是一元酸
C.无水乙酸又称冰醋酸,它是纯净物
D.乙酸易溶于水和乙醇
B
解析:根据酸电离出的H+数目将酸分为一元酸、二元酸和多元酸,乙酸分子中—CH3的氢原子不能电离出来,含有一个—COOH,只能电离出1个H+,故乙酸为一元酸,B错误。
2.下列关于乙酸性质的叙述中,错误的是( )
A.乙酸的酸性比碳酸强,所以它可以与碳酸盐溶液反应,生成CO2气体
B.乙酸能与钠反应放出H2,且比乙醇与钠的反应剧烈
C.乙酸与乙醇的反应是中和反应
D.乙酸在温度低于16.6 ℃时,就凝结成冰状晶体
C
解析:乙酸的官能团为羧基,能电离出H+,具有酸的通性,且比H2CO3酸性强,能与Na2CO3反应产生CO2,A正确;醋酸具有酸的通性,能与Na反应产生H2,且由于醋酸中羧基上的H比乙醇中羟基上的H更活泼,故醋酸与钠反应更剧烈,B正确;乙酸与乙醇在一定条件下的反应是酯化反应,C错误;乙酸在温度低于16.6 ℃时,会凝结成冰状的晶体,D正确。
解析:乙酸具有酸的通性,可使石蕊溶液变红色,可与Al、MgO、CaCO3、Cu(OH)2等发生反应,可与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,但不能与乙醛发生反应。
3.下列物质中,能与乙酸发生反应的是( )
①石蕊溶液 ②乙醇 ③乙醛 ④金属铝 ⑤氧化镁 ⑥碳酸钙 ⑦氢氧化铜
A.①③④⑤⑥⑦ B.②③④⑤
C.①②④⑤⑥⑦ D.全部
C
题后悟道
[凝练素养]通过练习,把握官能团对有机物性质的决定作用,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
题点二 羧基氢与羟基氢性质的对比
4.在同温同压下,某有机物和过量Na反应得到V1 L H2,另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2 L CO2,若V1=V2≠0,则该有机物可能是( )
A. B.HOOC—COOH
C.HOCH2CH2OH D.CH3COOH
解析:羟基与Na反应,与NaHCO3不反应,羧基与Na和NaHCO3都反应,且
2—OH～H2,2—COOH～H2,—COOH～CO2。因此能生成的H2和CO2的量相等的只有A项。
A
5.柠檬中含有大量的柠檬酸,因此被誉为“柠檬酸仓库”。柠檬酸的结构简式为 ,则1 mol柠檬酸分别与足量的金属钠和NaOH溶液反应,最多可消耗Na和NaOH的物质的量分别为( )
A.2 mol、2 mol B.3 mol、4 mol
C.4 mol、3 mol D.4 mol、4 mol
解析:由柠檬酸的结构简式可知,1 mol柠檬酸分子中含有1 mol羟基和
3 mol羧基,羟基和羧基都能与金属钠发生反应,因此1 mol柠檬酸最多消耗Na的物质的量为4 mol;羧基能与NaOH溶液反应,而羟基不能和NaOH溶
液反应,故消耗NaOH的物质的量最多为3 mol,C项正确。
C
题后悟道
两类羟基氢反应的定量关系
类别 Na～H2 NaOH Na2CO3～CO2 NaHCO3～CO2
1 mol—OH 1 mol～
0.5 mol 不反应 不反应 不反应
1 mol—COOH 1 mol～
0.5 mol 1 mol 0.5 mol～
0.5 mol 1 mol～
1 mol
[凝练素养]通过练习,进一步体会官能团对有机物性质的决定作用,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
题点三 乙酸乙酯的制备
6.将1 mol乙醇(其中的氧用18O标记)在浓硫酸存在的条件下与足量乙酸充分反应。下列叙述错误的是( )
A.生成的乙酸乙酯中含有18O
B.生成的水分子中不含有18O
C.可能生成40 g乙酸乙酯
D.可能生成90 g乙酸乙酯
D
7.乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,某学习小组设计以下两套装置用乙醇、乙酸和浓硫酸为原料分别制备乙酸乙酯(沸点77.2 ℃)。下列有关说法不正确的是( )
A.浓硫酸能加快酯化反应速率
B.不断蒸出酯,会降低其产率
C.装置b比装置a原料损失的少
D.可用分液的方法分离出乙酸乙酯
B
解析:乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应,该反应为可逆反应,浓硫酸吸水有利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,故浓硫酸的作用为作催化剂、吸水剂,浓硫酸能加快酯化反应速率,A项正确;制备乙酸乙酯的反应为可逆反应,不断蒸出酯,有利于反应正向进行,会提高其产率,B项错误;乙醇、乙酸易挥发,装置a采取直接加热的方法,温度升高快,温度不易控制,装置b采用水浴加热的方法,受热均匀,相对于装置a原料损失的少,C项正确;分离乙酸乙酯时,先将盛有混合物的试管充分振荡,让饱和碳酸钠溶液将挥发出来的乙酸转化为乙酸钠溶于水中,并溶解挥发出来的乙醇,同时降低乙酸乙酯在水中的溶解度,静置分层后上层液体即为乙酸乙酯,D项正确。
题后悟道
乙酸乙酯的制备
1.实验装置
(1)长导管的作用:导出和冷凝乙酸乙酯;冷凝乙酸和乙醇。
(2)碎瓷片的作用:防止液体暴沸。
(3)饱和Na2CO3溶液的作用:溶解乙醇,反应乙酸,降低酯的溶解度,使溶液分层,便于分离乙酸乙酯。
(4)导管末端位置:不能插入液面以下,防止液体发生倒吸。
2.反应原理
(1)反应条件:浓H2SO4、加热。
(2)反应实质:酸脱羟基,醇脱氢。
(3)反应特点:缓慢、可逆。
(4)浓H2SO4的作用:催化剂(加快反应速率)和吸水剂(提高反应物转化率)。
3.实验操作
(1)反应试剂加入顺序:无水乙醇→缓慢加入浓硫酸和乙酸,边加边振荡。
(2)小火加热的目的:防止乙醇和乙酸的大量挥发,能加快反应速率,并将生成的乙酸乙酯蒸出,有利于乙酸乙酯的生成。
(3)加快反应速率的措施:加热、使用催化剂。
(4)乙酸乙酯的分离:用分液漏斗分液,上层为乙酸乙酯。
4.注意问题
(1)一定要注意防止倒吸,且吸收液不能用NaOH代替Na2CO3,因为NaOH溶液碱性很强,会使乙酸乙酯水解。
(2)实验中小火加热保持微沸,不能大火加热,这样有利于产物的生成和蒸发且减少反应物的蒸发。
学习任务2 官能团与有机化合物的分类
NO.1 自主学习·夯实基础
1.常见有机化合物类别、官能团和代表物
—OH羟基
CH3CH2Br
2.认识有机化合物的一般思路
(1)从结构入手,分析碳骨架和官能团,了解有机物的类别。
(2)预测有机物可能的性质,并通过实验验证。
(3)了解该有机物的用途;根据有机物发生的化学反应,了解其在有机物转化(有机合成)中的作用。
微思考1:含有碳碳双键的有机物一定属于烯烃吗
提示:不一定。含有碳碳双键的烃才属于烯烃,分子中只有碳和氢两种元素。
微思考2:芳香烃的官能团为苯环吗
提示:芳香烃分子中不含有官能团,苯环不是官能团。
微思考3:乙醇和乙酸分子中都含有羟基,它们属于同一类物质吗
提示:乙醇分子中所含官能团为羟基,乙酸分子中含有的官能团为羧基,它们不属于同一类物质。
NO.2 互动探究·提升能力
在学习有机化合物时,首先要看该有机物中含有哪些官能团,官能团决定有机物的性质。如图为某有机物的结构简式,试分析该有机物可能具有的性质。
探究1 识别官能团预测可能的性质
问题1:该有机物中含有哪几种官能团
提示:碳碳双键、羟基和羧基。
问题2:该有机物可能具有哪些性质
提示:使酸性KMnO4溶液和溴水褪色,和Na、NaOH、NaHCO3反应、发生酯化反应等。
问题3:求该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比。
提示:3∶2∶2。
探究2 根据性质推测可能含有的官能团
问题4:能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色的物质可能含有哪些官能团 能和金属钠反应的物质可能含有哪些官能团
提示:碳碳双键或碳碳三键;羟基、羧基等。
问题5:能发生加成反应的物质可能含有哪些官能团
提示:碳碳双键或碳碳三键、醛基等。
归纳拓展
复杂有机物中官能团的识别与判断
[凝练素养]通过探究活动,进一步认识从官能团角度对有机物进行分类,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
B
2.某有机物的结构简式如图,此有机化合物属于( )
①烯烃 ②多官能团有机化合物 ③芳香族化合物 ④烃的衍生物 ⑤高分子化合物
A.①②③④ B.②④
C.②③④ D.①③⑤
C
解析:该有机物含有C、H、O三种元素,属于烃的衍生物,①错误、④正确;分子中含有羟基、羧基、碳碳双键,属于多官能团有机化合物,②正确;分子中含有苯环,属于芳香族化合物,③正确;该有机物的相对分子质量较小,不属于高分子化合物,⑤错误。
解析:(1)根据有机物的结构简式,脱落酸的分子式为C15H20O4,分子中所
含官能团除含羰基( )外,还有碳碳双键、羟基和羧基。
3.脱落酸是一种抑制生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名,其结构简式如图所示,试回答下列问题。
(1)脱落酸的分子式为 ,分子中所含官能团除羰基( )外,还有 (写名称)。
答案:(1)C15H20O4 碳碳双键、羟基、羧基
3.脱落酸是一种抑制生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名,其结构简式如图所示,试回答下列问题。
(2)根据脱落酸的结构简式,下列关于脱落酸的性质说法正确的是 (填字母)。
A.脱落酸既可以和乙醇也可以和乙酸发生酯化反应
B.1 mol脱落酸和足量的钠反应生成2 mol H2
C.脱落酸可以使溴的四氯化碳溶液褪色
D.1 mol脱落酸最多可以和2 mol Br2发生加成反应
E.脱落酸可以和NaOH发生中和反应,且1 mol脱落酸最多消耗2 mol NaOH
解析:(2)脱落酸的分子中含有醇羟基,可以和乙酸发生酯化反应,含有羧
基,可以和乙醇发生酯化反应,故A正确;1 mol脱落酸分子中含1 mol羟基和
1 mol羧基,可以和足量钠反应生成1 mol H2,B错误;脱落酸中含有3个碳碳双键,可以和溴发生加成反应,故能使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;1 mol脱落酸中含3 mol碳碳双键,故1 mol脱落酸可以和3 mol Br2发生加成反
应,D错误;脱落酸中含有的羧基可以和NaOH发生中和反应,但醇羟基和NaOH不反应,故1 mol脱落酸最多消耗1 mol NaOH,E错误。
答案:(2)AC
有机物性质推测及多官能团转化
题后悟道
(2)联想每种官能团的典型性质,根据官能团分析其性质和可能发生的反应。
[凝练素养]通过练习,体会多官能团化合物具有每一类有机物的性质,并且可以通过反应实现相互转化,进一步发展宏观辨识与微观探析学科素养。
课堂小结提升
自主构建
易错提醒
1.误认为含双键的有机物都能发生加成反应。其实不然,如羧基、酯基中的碳氧双键就不能发生加成反应。
2.误认为酯化反应羧酸脱氢。其实不然,因为实际上酯化反应的断键是羧酸脱羟基、醇脱氢。
3.误认为酯化反应不需要防倒吸。其实不然,因为反应产物中混有的乙酸和乙醇易溶于水,所以同样需要防倒吸。
4.误认为可以用氢氧化钠溶液除去酯化反应产物中的杂质。其实不然,因为氢氧化钠溶液可以导致产生的酯发生水解。
学科素养测评
近年来,乳酸成为人们研究的热点之一。乳酸作为酸味剂,既能使食品具有微酸性,又不掩盖水果和蔬菜的天然风味与芳香,乳酸还可代替苯甲酸钠作为防霉、防腐、抗氧化剂。已知乳酸的结构简式为 。试回答下列问题:
(1)乳酸分子中含有 和 两种官能团(填名称);分子式为 。
(2)乳酸和金属钠反应的化学方程式为 。
(3)乳酸与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(4)当乳酸和浓硫酸共热时,能产生多种酯类化合物,任意写出两种该类产物的结构简式: 、 。
解析:从乳酸的结构简式可以看出,其分子中既含有羧基又含有醇羟基,因此既具有与乙醇类似的性质又具有与乙酸类似的性质。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以乳酸的应用价值研究为背景,创设了真实有意义的测试情境,有利于促进学生思考、推理和判断。
素养立意:通过乳酸的结构分析其可能具有的性质,形成结构决定性质的观念,培养学生的宏观辨识与微观探析素养;通过乳酸含有的官能团预测其性质,并能据所学醇和酸的性质去书写相关反应的化学方程式,培养学生的证据推理与模型认知素养。
思路点拨:(1)官能团。
(2)酯化反应。
(3)有机合成。(共43张PPT)
第三节 乙醇与乙酸
第一课时 乙醇
学习目标导航
课程目标展示 素养目标达成
1.认识乙醇的结构与主要性质及其应用。
2.结合典型实例认识官能团与性质的关系。 1.宏观辨识与微观探析:通过乙醇的微观结构理解乙醇的化学性质,认识宏观与微观的关系。
2.证据推理与模型认知:通过乙醇的结构推测其性质,形成结构决定性质,性质反映结构的观念,培养学生的证据推理与模型认知素养。
3.科学探究与创新意识:通过教材中的探究实验,体会乙醇的化学性质,进而培养学生的科学实验精神和创新意识。
4.科学态度与社会责任:通过学习乙醇在生产、生活中的重要应用,体会化学的学科价值,培养学生良好的社会责任感。
任务分项突破
学科素养测评
课堂小结提升
任务分项突破
NO.1 自主学习·夯实基础
1.烃的衍生物
烃分子中的 被其他原子或原子团所 而生成的一系列化合物称为烃的衍生物。
2.官能团
决定有机化合物化学特性的 或 。如—Cl( )、—OH
( )、 碳碳双键)等。
学习任务1 烃的衍生物与乙醇的结构
氢原子
取代
原子
原子团
氯原子
羟基
3.乙醇的分子组成和结构
微思考:乙醇的分子式是C2H6O,分子中的6个氢原子是否完全相同
提示:不完全相同。乙醇的结构简式为CH3CH2OH,分子中有3种氢原子。
NO.2 互动探究·提升能力
乙醇可看成是乙烷中有1个H被—OH取代得到的化合物,也可看成是H2O中1个H
被—CH2CH3(乙基)取代得到的化合物。根、基、原子团和官能团都是构成物质的微粒,它们有什么区别和联系呢
探究1 根和基的区别与联系
问题1:什么是基 什么是烷基
提示:分子失去中性原子或原子团剩余部分叫做基,基不能单独存在。烷烃失去1个H后剩余部分叫做烷基,如CH4失去1个H得到—CH3(甲基)。
问题2:根和基有什么区别与联系
提示:根带电,而基不带电,根能稳定存在,而基不能稳定存在,在一定条件下两者可以相互转化。
探究2 原子团和官能团的区别与联系
问题3:官能团可能是原子或原子团,这种说法是否正确
提示:正确。但原子团是官能团时,必须呈电中性。
问题4:原子团可能是根或基,原子团一定不带电吗
提示:原子团是多原子组成的根或基,可能带电如硫酸根,也可能不带电如羟基。
归纳拓展
根、基、原子团和官能团的比较
[凝练素养]通过探究活动,学会区分不同的化学用语,培养宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
1.下列有机物中,不属于烃的衍生物的是( )
D
D.C8H10
2.比较乙烷和乙醇的结构,下列说法错误的是( )
A.两个碳原子都以碳碳单键的形式相连
B.分子里都含6个相同的氢原子
C.乙醇和乙烷分子中含有的化学键数目不相同
D.乙醇分子可以看作是乙烷分子中的一个氢原子被—OH 取代而形成的
B
解析:A项,碳原子间形成碳碳单键,所以正确;B项,乙醇分子中的6个氢原子不完全相同,所以错误;C项,乙醇分子中含有8个共价键,乙烷分子中含有7个共价键,所以正确;D项,乙醇分为乙基和羟基两部分,相当于—OH取代乙烷分子中的一个氢原子后形成的,所以正确。
解析:①是氢氧根离子,②为羟基的结构简式,③为羟基的电子式,④是氢氧根离子的电子式。
3.下列式子能表示羟基的是( )
①OH- ②—OH ③ ④
A.② B.①和②
C.②和③ D.①②③④
C
题后悟道
—OH和OH-的对比
[凝练素养]通过典型题目练习,准确区分化学用语,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
学习任务2 乙醇的性质与用途
NO.1 自主学习·夯实基础
1.物理性质
无色液体
特殊香味
小
互溶
易
2.化学性质
(1)乙醇与钠的反应
H2
(2)氧化反应
②催化氧化
黑
红
3.用途
微思考:为什么乙醇是清洁能源 工业如何制备乙醇
提示:乙醇完全燃烧产物为二氧化碳与水,对环境无污染,因此乙醇为清洁能源。工业上通过乙烯与水的加成反应制备乙醇。
75%
NO.2 互动探究·提升能力
乙醇、乙醚、含氯消毒液等可以有效灭活新冠病毒,乙醇灭活病毒的原理是其分子具有很强的渗透能力,能穿过细菌表面的膜,打入细菌的内部,使构成细菌生命基础的蛋白质凝固,将细菌杀死。但浓度不能过高或过低,75%就是实验得出的最佳消毒浓度。图示为乙醇的结构式,分子中含C—H、C—C、C—O和O—H四种共价键。
乙醇的化学性质很活泼。
探究1 乙醇与钠的反应及应用
问题1:乙醇与钠的反应是取代反应吗 和钠与水的反应相比有什么不同
提示:该反应是Na置换出了羟基中的H,属于置换反应,并不是取代反应;该反应要比钠和水的反应缓和得多。
问题2:怎样证明乙醇分子中有一个氢原子与其他氢原子不同
提示:可通过1 mol乙醇跟足量Na反应得到0.5 mol H2加以说明,说明6个氢原子中只有1个氢原子可被钠置换,该氢原子与另外的氢原子所处环境不同。
探究2 乙醇的氧化反应
问题3:乙醇能被氧化为乙醛,是不是所有的醇都能发生催化氧化
提示:不是。如果羟基碳上没有氢原子,则不能发生催化氧化反应。
问题4:交警检查司机是否酒后驾车的仪器中含有橙色的酸性K2Cr2O7溶液,利用的是什么原理 乙醇能被酸性高锰酸钾氧化吗
提示:酸性K2Cr2O7溶液遇到乙醇时,能把乙醇氧化,同时自身被还原为Cr3+,溶液由橙色变成绿色,由此可以判断司机是否饮酒。乙醇可以被酸性高锰酸钾氧化为乙酸。
探究3 乙醇反应时断键位置
问题5:乙醇与Na反应时断裂哪些化学键
提示:与Na反应时断裂O—H(即①键)。
问题6:乙醇发生催化氧化时断裂哪些化学键 在空气中完全燃烧呢
提示:催化氧化时断裂O—H与羟基碳上的1个C—H,即断裂①③键。在空气中完全燃烧键全部断裂。
归纳拓展
乙醇结构特点、断键与性质的关系
[凝练素养]通过乙醇的性质与结构的探究,体会多数有机反应并不是所有的化学键都发生变化,在判断化学反应时,要把握结构的变化点,即官能团决定了烃的衍生物的性质,学会从结构推测性质,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
题点一 醇与钠的反应
1.向装有乙醇的烧杯中投入一小块金属钠,下列对该实验现象的描述中正确的是( )
A.钠块沉在乙醇液面之下
B.钠块熔化成小球
C.钠块在乙醇的液面上游动
D.向烧杯中滴入几滴酚酞溶液变红色
A
解析:钠的密度比乙醇的大,故A正确、C错误;钠与乙醇反应产生氢气比较缓慢,放出的热量不足以使钠熔化,故B错误;烧杯中无OH-产生,酚酞溶液不变红色,故D错误。
A
钠与乙醇、水反应比较
题后悟道
项目 钠与水反应 钠与乙醇反应
实验
现象 钠 浮、熔、游、失 钠未熔化,
沉于乙醇底
部,慢慢消失
声 有“嘶嘶”声 无声音
气 观察不到 放出无色、
无味气体
[凝练素养]通过钠与不同含羟基的物质(如:醇或水)反应时现象的不同来判断羟基氢的活泼性,进一步发展宏观辨识与微观探析学科素养。
题点二 醇的氧化反应
3.某化学反应过程如图所示,由如图得出的下列判断错误的是( )
A.乙醇发生了还原反应
B.反应中有“红→黑→红”颜色交替变化的现象
C.铜是此反应的催化剂
D.生成物是乙醛
A
解析:乙醇被氧化成乙醛,发生了氧化反应,A错误;在反应中铜(红色)被氧气氧化为氧化铜(黑色),然后氧化铜又被乙醇还原为铜,因此反应中有“红→黑→红”颜色交替变化的现象,B正确;根据以上分析可判断铜是此反应的催化剂,C正确;根据以上分析可知生成物是乙醛,D正确。
D
解析:乙醇催化氧化为乙醛,断裂的是羟基上的O—H和与羟基相连碳原子上的C—H。由此可知,当醇类分子中与羟基相连的碳原子上有氢原子时,才能被催化氧化,否则不能被催化氧化。
解析:铜片在酒精灯上加热生成CuO,硝酸与CuO和Cu均能反应,铜片质量减少,A错误;CuO与乙醇反应生成Cu,反应前后铜片质量不变,B错误;CuO与石灰水不反应,铜片质量增加,C正确;CuO能与盐酸反应,铜片质量减
少,D错误。
5.将等质量的铜片在酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,放置片刻,铜片质量增加的是( )
A.硝酸 B.无水乙醇
C.石灰水 D.盐酸
C
醇类催化氧化反应规律
题后悟道
(2)灼烧后的铜丝插入乙醇中反应:
(3)羟基碳上若没有H,不能发生催化氧化反应,即 不能发生催化氧化反应。
[凝练素养]通过乙醇的催化氧化反应,学会总结反应前后化学键的变化,进一步发展宏观辨识与微观探析学科素养。
课堂小结提升
自主构建
易错提醒
1.误认为酒精的浓度越高杀菌效果越好。其实不然,因为经大量实验验证,75%(体积分数)的酒精杀菌效果最好。
2.误认为乙醇可以萃取溴水中的溴。其实不然,因为乙醇与水是互溶的,不可以萃取溴水中的溴。
3.误认为乙醇一定不可以作萃取剂。其实不然,如生活中很多中药的有效物质的提取常常选用乙醇。
4.误认为所有的醇均可被催化氧化。其实不然,因为据反应原理,若与羟基相连的碳原子上无氢原子则不能被催化氧化。
5.误认为钠与乙醇反应,钠也会熔化成小球。其实不然,因为该反应很缓慢,放热少不足以熔化钠。
学科素养测评
阅读下面的材料:
材料1 中国的酒文化源远流长,古往今来传颂着许多与酒有关的诗歌和故事。在我们熟悉的古诗词中,我们很容易就能找到许多与酒有关的诗句,如白日放歌须纵酒,青春作伴好还乡;明月几时有,把酒问青天;借问酒家何处有,牧童遥指杏花村;何以解忧,唯有杜康……
材料2 杜康酒的由来:相传杜康酒就是偶然将谷物密封发酵形成的。经过几千年的发展,在酿酒技术提高的同时,也形成了深厚的酒文化。
(1)酒是我们熟悉的饮品,饮酒过多会使人身体不适,你知道其中起作用的成分是什么吗 它的官能团是什么
解析:(1)饮酒过多对肝脏损害较大,酒的主要成分是乙醇(或酒精),乙醇的结构简式为CH3CH2OH,其中所含官能团为羟基(—OH)。
答案:(1)乙醇(酒精);羟基(—OH)。
阅读下面的材料:
材料1 中国的酒文化源远流长,古往今来传颂着许多与酒有关的诗歌和故事。在我们熟悉的古诗词中,我们很容易就能找到许多与酒有关的诗句,如白日放歌须纵酒,青春作伴好还乡;明月几时有,把酒问青天;借问酒家何处有,牧童遥指杏花村;何以解忧,唯有杜康……
材料2 杜康酒的由来:相传杜康酒就是偶然将谷物密封发酵形成的。经过几千年的发展,在酿酒技术提高的同时,也形成了深厚的酒文化。
(2)“酒香不怕巷子深”这句话体现了乙醇的哪些物理性质
解析:(2)“酒香不怕巷子深”体现了乙醇具有特殊香味和挥发性的物理性质。
答案:(2)乙醇具有特殊香味和挥发性。
阅读下面的材料:
材料1 中国的酒文化源远流长,古往今来传颂着许多与酒有关的诗歌和故事。在我们熟悉的古诗词中,我们很容易就能找到许多与酒有关的诗句,如白日放歌须纵酒,青春作伴好还乡;明月几时有,把酒问青天;借问酒家何处有,牧童遥指杏花村;何以解忧,唯有杜康……
材料2 杜康酒的由来:相传杜康酒就是偶然将谷物密封发酵形成的。经过几千年的发展,在酿酒技术提高的同时,也形成了深厚的酒文化。
(3)能否用分液的方法分离乙醇和水的混合物 用工业酒精如何制取无水
乙醇
解析:(3)由于乙醇和水互溶,混合液不分层,故不能用分液法分离乙醇和水的混合物,但可用蒸馏法进行分离。向工业酒精中加入CaO,再经蒸馏法可获得无水乙醇。
答案:(3)不能,因为乙醇和水互溶,形成混合溶液,不分层;加入CaO,再加热蒸馏。
阅读下面的材料:
材料1 中国的酒文化源远流长,古往今来传颂着许多与酒有关的诗歌和故事。在我们熟悉的古诗词中,我们很容易就能找到许多与酒有关的诗句,如白日放歌须纵酒,青春作伴好还乡;明月几时有,把酒问青天;借问酒家何处有,牧童遥指杏花村;何以解忧,唯有杜康……
材料2 杜康酒的由来:相传杜康酒就是偶然将谷物密封发酵形成的。经过几千年的发展,在酿酒技术提高的同时,也形成了深厚的酒文化。
(4)金属钠通常保存在煤油中,钠的密度大于乙醇的密度,能否保存在乙醇中 请用化学方程式和相关文字说明。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以乙醇的发现与应用价值研究为背景,创设了真实有意义的测试情境,有利于促进学生思考、推理和判断。
素养立意:通过结合对材料的理解,能从物理性质和化学性质两个角度进一步认识乙醇的结构和性质,培养学生的宏观辨识与微观探析学科素养;通过对两则材料的学习,能了解我国的酒文化,能渗透中华传统文化教育等,培养学生的科学态度与社会责任意识。
思路点拨:(1)乙醇的结构。
(2)工业制取乙醇。
(3)乙醇与钠的反应。(共37张PPT)
第二课时 烷烃的性质
学习目标导航
课程目标展示 素养目标达成
1.能知道烷烃物理性质的递变规律。
2.能知道甲烷等烷烃的化学性质。
3.能理解取代反应的概念,能正确书写相关化学方程式。 1.证据推理与模型认知:通过烷烃熔沸点、相对密度等物理性质的递变规律判断其应用,通过甲烷的化学性质推测其他烷烃的化学性质。
2.科学探究与创新意识:通过甲烷的取代反应实验,培养学生动手设计实验的能力,以及分析实验现象的思维能力。
任务分项突破
学科素养测评
课堂小结提升
任务分项突破
NO.1 自主学习·夯实基础
1.相似性
烷烃均 水,相对密度均小于1。
2.递变性(随碳原子数n递增)
学习任务1 烷烃的物理性质
难溶于
升高
微思考:同分异构体之间最简式、相对分子质量、各元素的百分含量及熔、沸点一定都相同吗
提示:同分异构体之间最简式、相对分子质量、各元素的百分含量都相同,但熔、沸点不同。
NO.2 互动探究·提升能力
在1.013×105 Pa下,测得某些烷烃的相关物理性质见下表。
物质名称及
结构简式 熔点/℃ 沸点/℃ 相对
密度
正丁烷CH3(CH2)2CH3 -138.4 -0.5 0.578
正戊烷CH3(CH2)3CH3 -129.7 36.0 0.557
异戊烷
-159.4 27.8 0.62
新戊烷 -19.5 9.5 0.627
正己烷CH3(CH2)4CH3 -95 69.0 0.659
探究1 烷烃熔、沸点的比较
问题1:随碳原子数递增,烷烃熔、沸点递变规律是什么
提示:逐渐升高。
问题2:怎样比较碳原子数相同的烷烃的熔、沸点
提示:一般来说,所含支链越多,其熔、沸点越低。
探究2 烷烃的分离提纯
问题3:如何分离正戊烷和正己烷的混合物
提示:沸点相差较大,可采用蒸馏法分离。
问题4:正丁烷和水的混合物,如何分离
提示:烷烃难溶于水,且互不相溶,可采用分液法分离。
归纳拓展
烷烃的物理性质及应用
1.烷烃均难溶于水,相对密度比水小,与水的混合物,可通过分液法分离。
2.常温常压下,碳原子数小于4的烷烃呈气态。
3.烷烃随碳原子数递增,熔、沸点逐渐升高;但碳原子数相同的烷烃,随支链增加,熔、沸点降低。沸点相差较大的烷烃,可用蒸馏法分离。
[凝练素养]通过“烷烃的物理性质”探究活动,体会结构决定性质这一规律,烷烃互为同系物,结构相似,物理性质也相似,但随着碳原子数的增加,熔、沸点也有递变性。培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知学科素养。
NO.3 应用体验·形成素养
1.关于烷烃的下列叙述中正确的是( )
A.烷烃均易溶于水且密度比水小
B.随碳原子数递增,烷烃的熔、沸点逐渐降低
C.烷烃分子中每个碳原子均形成4个共价键
D.分子式相同的烷烃,其熔、沸点相同
解析:烷烃均难溶于水,密度比水小,A错误;随碳原子数递增,烷烃的熔、沸点逐渐升高,B错误;烷烃分子中每个碳原子均形成4个共价键,C正确;互为同分异构体的烷烃,其熔、沸点不一定相同,D错误。
C
2.在1.013×105 Pa下,测得某些烷烃的沸点如下表。据表分析,下列选项正确的是( )
D
物质名称及结构简式 沸点/℃
正丁烷CH3(CH2)2CH3 -0.5
正戊烷CH3(CH2)3CH3 36.0
异戊烷
27.8
新戊烷C(CH3)4 9.5
正己烷CH3(CH2)4CH3 69.0
A.在标准状况下,新戊烷是气体
B.在1.013×105 Pa、20 ℃时,戊烷都是液体
C.烷烃随碳原子数的增加,沸点降低
D.分子式为C5H12的烷烃的同分异构体中,随支链的增加,沸点降低
解析:由题表中信息可知,新戊烷的沸点是9.5 ℃,标准状况下是液体,
20 ℃时是气体,A、B错误;烷烃随碳原子数的增加,沸点升高,C错误;
C5H12的三种同分异构体中,随支链数的增加,沸点降低,D正确。
烷烃的熔、沸点递变规律
1.随碳原子个数递增而递增。
2.碳原子个数相同时,支链越多,熔、沸点越低。
[凝练素养]通过变式训练,进一步掌握碳原子的成键特点,促进证据推理与模型认知学科素养的发展。
题后悟道
学习任务2 烷烃的化学性质
NO.1 自主学习·夯实基础
1.稳定性
在通常情况下,烷烃性质 ,跟强酸、强碱、强氧化剂等不反应。但在特定的条件下,也能发生某些反应。
比较稳定
3.取代反应
(1)实验探究:甲烷与氯气反应
实验
操作
实验
现象 A装置:试管内气体颜色 ;试管壁出现 ,试管内水面 。
B装置: .
逐渐变浅
油状液滴
上升
无明显现象
光照
(2)甲烷的四种氯代产物的性质
①水溶性:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4均难溶于水。
②状态:常温下除CH3Cl是 ,其余三种均为液体。
(3)取代反应
概念:有机物分子里的某些原子或原子团被其他 所替代的反应。
4.高温分解
烷烃在较高温度下会发生分解反应,可获得一系列重要的化工原料和燃料。
5.有机物的通性
(1)大多数有机物的熔点比较低,且 于水, 溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂。
气体
原子或原子团
难溶
易
(2)大多数有机物容易 ,受热会发生分解。
(3)有机物的化学反应比较复杂,常伴有副反应发生,很多反应需要在加热、光照、使用催化剂的条件下进行。
微思考:一氯甲烷能否发生取代反应
提示:一氯甲烷可以发生取代反应,可以继续与氯气发生取代反应生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳。
NO.2 互动探究·提升能力
烷烃性质比较稳定,通常情况下与强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂不发生反应。但在一定条件下,烷烃都能发生燃烧的氧化反应和取代反应。
燃烧
探究1 烃的燃烧反应
问题1:烃CxHy完全燃烧的通式怎样表示
问题2:等质量的烃完全燃烧,耗氧量如何比较
探究2 对烷烃取代反应的理解
问题3:甲烷等烷烃发生取代反应的条件是什么
提示:烷烃在光照的条件下能和Cl2等卤素单质发生取代反应,和氯水等不反应。
问题4:能否用CH4和Cl2按1∶1的体积比混合来制取纯净的CH3Cl
提示:不能。CH4和Cl2的反应是连锁反应,生成物为混合物,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与HCl形成的混合物,CH3Cl的产率低。
问题5:取代反应和置换反应有什么区别
提示:①置换反应一定有单质参加且有单质生成,取代反应不一定有单质参加,也不一定生成单质;②置换反应一般单向进行,而取代反应受催化剂、温度、光照等外界反应条件影响较大;③取代反应往往有副反应发生,得到多种产物,某些取代反应是连锁式反应。
烃的燃烧规律与烷烃的取代反应
1.烃的燃烧规律 (1)气态烃(CxHy)完全燃烧规律
归纳拓展
②燃烧后温度低于100 ℃时,水为液态,体积总是减小。
反应物 甲烷与氯气(不能用氯水)
反应
条件 漫散光照射(不用太阳光直射,以防爆炸)
生成物 甲烷与氯气反应生成四种有机产物:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4(CH3Cl呈气态,其余为液态)和无机物HCl,其中HCl的产量最多
2.烷烃的取代反应
反应
特点 连锁
反应 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代,各步反应同时进行,即第一步反应一旦开始,后续反应立即进行
数量
关系 每取代1 mol氢原子,消耗1 mol Cl2,生成1 mol HCl
[凝练素养]从甲烷的化学性质进而推测烷烃具有的通性,使学生通过结构理解同系物之间的化学性质相似这一规律,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
题点一 烷烃的燃烧规律及应用
1.某气态烷烃的体积是20 mL,完全燃烧时,正好消耗同温、同压下的氧气100 mL,该烷烃的化学式是( )
A.C2H6 B.C3H8
C.C4H10 D.C5H12
B
2.一定量的甲烷在O2不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和H2O的总质量为
14.4 g,若其中水的质量为7.2 g,则CO的质量是( )
A.2.8 g B.4.4 g
C.5.6 g D.在2.8 g～5.6 g之间
A
题点二 烷烃的取代反应
3.实验室中将盛有甲烷与氯气混合气体的量筒倒立在盛有饱和食盐水的水槽中,光照使其发生反应,下列说法错误的是( )
A.通过量筒内壁上出现的油状液滴可以说明生成四种有机产物
B.氯化氢极易溶于水,导致量筒中液面上升
C.饱和食盐水能够抑制氯气的溶解
D.量筒中气体颜色逐渐变浅
A
解析:通过实验现象可以说明氯气与甲烷发生取代反应,不能说明生成了四种有机产物,A错误;氯气与甲烷反应生成HCl,而HCl极易溶于水,导致试管内气体减少,压强减小,试管内液面上升,B正确;氯气溶于水后,与水反应生成盐酸和次氯酸,饱和食盐水中Cl-浓度较大,抑制了Cl2的溶解,C正确;氯气是黄绿色气体,随着反应的进行,氯气被消耗,试管内气体颜色逐渐变浅,D正确。
4.下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是( )
A.甲烷与氯气以物质的量之比为1∶4混合时只生成CCl4
B.甲烷与氯气反应生成的产物中CH3Cl的量最多
C.甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D.1 mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗1 mol氯气
C
解析:甲烷与氯气发生取代反应生成的有机物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4,故得不到纯净的CCl4,A错误,C正确;甲烷与氯气的反应中每取代
1 mol氢原子,消耗1 mol氯气,生成1 mol HCl,故产物中HCl的量最多,B错误;1 mol甲烷生成CH2Cl2最多消耗2 mol氯气,D错误。
5.下列反应属于取代反应的是( )
C
解析:①CHCl3中的氢原子被氯原子取代,属于取代反应;②该反应属于置换反应;③该反应属于化合反应;④CH3CH2CN分子中“—CH2—”的1个氢原子被氯原子取代,属于取代反应;⑤CH3CH2OH分子中的—OH被溴原子取代,属于取代反应。
甲烷与卤素单质的取代反应
题后悟道
反应条件 光照(强光照射会发生爆炸)
反应物 气态卤素单质和甲烷
生成物 卤化氢和各种卤代甲烷的混合物,其中卤化氢的物质的量最多
反应特点 (1)卤素单质不同,反应速率不同
(2)逐步取代,各步反应同时进行
(3)取代1 mol 氢原子,消耗1 mol X2,生成1 mol HX
[凝练素养]通过“甲烷的取代反应”推测烷烃的取代反应特点,体会结构决定性质这一规律,烷烃具有相似的结构,因而具有相似的化学性质,进一步发展宏观辨识与微观探析学科素养。
课堂小结提升
自主构建
易错提醒
1.误认为碳原子数大于4的烃常温下均不是气态。其实不然,如新戊烷常温下为气态。
2.误认为CH4的化学性质很稳定,不能被KMnO4等强氧化剂氧化,所以CH4不能发生氧化反应。其实不然,如甲烷的燃烧就是氧化反应。
3.误认为甲烷与氯气1∶1混合只能发生一步反应。其实不然,因为有机反应是连续的。
4.误认为烷烃也可以与溴水发生取代。其实不然,因为烷烃只能与纯的卤素单质在光照条件下发生取代。
5.误认为有机物都难溶于水。其实不然,如乙醇、乙酸等与水是互溶的。
6.误认为有机物都容易燃烧。其实不然,如四氯化碳就很难燃烧。
学科素养测评
认真阅读下面的材料,并完成下列问题。
实施西气东输工程,有利于促进我国能源结构和产业结构调整,带动东、西部地区经济共同发展,改善长江三角洲及管道沿线地区人民生活质量,有效治理大气污染。这一项目的实施,为西部大开发、将西部地区的资源优势变为经济优势创造了条件,对推动和加快西部地区的经济发展具有重大的战略意义。
(1)西气东输中的“气”指的是什么气体 它的主要成分是什么
解析:(1)西气东输中输送的气体燃料为天然气,天然气的主要成分是甲烷。
答案:(1)天然气;甲烷。
解析:(2)甲烷主要存在于天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气中,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,无污染,且热值高,是一种高效、低耗、污染小的清洁能源,也是一种重要的基本化工原料。
答案:(2)甲烷主要存在于天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气中;甲烷是一种高效、低耗、污染小的清洁能源,还是一种重要的基本化工原料。
认真阅读下面的材料,并完成下列问题。
实施西气东输工程,有利于促进我国能源结构和产业结构调整,带动东、西部地区经济共同发展,改善长江三角洲及管道沿线地区人民生活质量,有效治理大气污染。这一项目的实施,为西部大开发、将西部地区的资源优势变为经济优势创造了条件,对推动和加快西部地区的经济发展具有重大的战略意义。
(2)甲烷主要存在于哪些气体中 甲烷有哪些用途
认真阅读下面的材料,并完成下列问题。
实施西气东输工程,有利于促进我国能源结构和产业结构调整,带动东、西部地区经济共同发展,改善长江三角洲及管道沿线地区人民生活质量,有效治理大气污染。这一项目的实施,为西部大开发、将西部地区的资源优势变为经济优势创造了条件,对推动和加快西部地区的经济发展具有重大的战略意义。
(3)按如图所示进行甲烷与氯气的取代反应实验,可观察到哪些现象 写出生成CH3Cl的化学方程式和溶液中反应的化学方程式。
解析:(3)按图示装置进行甲烷的取代反应,可看到试管内气体颜色逐渐变浅,试管内壁出现油状液滴,试管内有少量白雾,且试管内液面升高,并看到溶液中出现白色沉淀。产生的白色沉淀为AgCl,是AgNO3饱和溶液与取代产物HCl发生复分解反应生成的。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以天然气在生活中的应用为背景,创设了真实有意义的测试情境,有利于促进学生思考、推理和判断。
素养立意:通过结合对材料的理解,能正确理解西气东输的重要意义,培养学生的社会责任意识;通过结合对甲烷取代反应实验的创新设计,培养学生科学探究意识,同时做到知识的迁移运用。
思考路径:(1)甲烷的来源与用途。
(2)取代反应。(共49张PPT)
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第一课时 碳原子的成键特点与烷烃的结构
学习目标导航
课程目标展示 素养目标达成
1.认识有机化合物中碳原子的成键特点及有机化合物的空间结构。
2.了解同系物和有机化合物存在同分异构现象。 1.宏观辨识与微观探析:通过有机化合物中碳原子的成键特点及空间结构,从微观角度认识有机化合物,培养宏观辨识与微观探析素养。
2.证据推理与模型认知:通过有机物中碳原子成键方式的多样性、同分异构现象的存在,明确有机化合物种类繁多的原因,培养证据推理与模型认知素养。
任务分项突破
学科素养测评
课堂小结提升
任务分项突破
NO.1 自主学习·夯实基础
1.碳原子间的成键方式多样
学习任务1 有机化合物中碳原子的成键特点
2.有机物碳骨架基本类型多样
多个碳原子之间可以结合成 ,也可以结合成 ,有机物碳骨架的链状又分为 链和 链两种。如图:
碳链
碳环
直
支
3.组成有机物的碳原子数目灵活
有机物分子可能只含有一个或几个碳原子,也可能含有成千上万个碳原子。
微点拨:碳原子可与C形成共价键,还可以和H、O、N、S、P、卤素等多种非金属原子形成共价键。
NO.2 互动探究·提升能力
请结合如图所示的4个碳原子相互结合的几种方式,分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。
探究1 有机物中碳原子的成键情况
问题1:有机物中碳原子都只能与氢原子形成4个共价键吗
提示:错误。碳原子和C、H等原子均可形成共价键。
提示:不矛盾。1个碳碳双键可理解为2个单键,同理,1个碳碳三键可理解为3个单键。
探究2 有机物中碳原子间的结合方式
问题3:有机物分子中碳原子间除了形成链状结构,是否还有其他结构
提示:还可形成环状结构或带支链链状结构、带支链环状结构等。
归纳拓展
有机物种类繁多的原因
(1)碳原子所成价键多:有机化合物中,碳原子最外层有4个电子,可以形成4个共价键,比氮、氧、氢或卤素原子所成的价键都要多。
(2)碳原子成键方式多样:含有多个碳原子的有机化合物,碳原子间成键方式较多,可以形成单键,也可以形成双键或三键。
(3)碳骨架多样:碳原子间所成骨架有多种,可以是直链,也可以成环,也可以带支链。
(4)成链原子及种类多而灵活:有机物分子中碳原子可以与一个或若干个碳原子成键,也可以和其他原子成键,数目不等。
[凝练素养]通过“有机物中碳原子的成键特点”探究活动,知道有机物分子具有空间结构,认识有机物中碳原子的成键特点,促进宏观辨识与微观探析的学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
1.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多,下列碳原子的结合方式中错误的是( )
解析:碳原子之间可以相互结合形成碳链(可带支链),也可形成碳环,但每个碳原子都以4价键的形式成键,故C错误。
C
2.据报道,科学家发现了一种新的星际分子,其分子模型如图所示(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键或三键等,颜色相同的球表示同一种原子)。
下列对该物质的说法中正确的是( )
A.①处的化学键表示碳碳双键
B.此星际分子中仅含碳、氢两种元素
C.③处的原子可能是氯原子或氟原子
D.②处的化学键表示碳碳单键
D
解析:有机物分子中每个碳原子总要满足碳四价键原则,由左向右推测其结构简式为
即①处是碳碳三键,A错误;从图示可看出,该分子中含有3种元素,B错误;③处可以是氮原子,若为F或Cl,则碳原子不满足含有4个共价键,C错误;②处为碳碳单键,D正确。
碳原子成键类型灵活多样,但每个碳原子最多形成四个共价键,这是我们解题的法宝。
[凝练素养]通过变式训练,进一步掌握碳原子的成键特点,促进证据推理与模型认知学科素养的发展。
题后悟道
学习任务2 烷烃的结构
NO.1 自主学习·夯实基础
1.烷烃的结构
(1)甲烷的结构特点
甲烷分子中的5个原子不在同一平面上,而是形成了 的空间结构。碳原子位于正四面体的 ,4个氢原子分别位于4个 。分子中的4个C—H的长度和强度 ,相互之间的夹角 。分子结构示意图为
正四面体
中心
顶点
相同
相等
(2)几种常见的烷烃
烷烃 乙烷 丙烷 正丁烷
分子式 C2H6 C3H8 C4H10
结构式
结构
简式 . . CH3CH2CH2CH3
CH3CH3
CH3CH2CH3
(3)烷烃结构的特点
①结构特点
a.单键:碳原子之间都以 结合。
b.饱和:碳原子剩余价键全部跟 结合。
c.结构:每个碳原子都与其他原子形成四面体结构。
②链状烷烃通式: 。
微点拨:烷烃中碳原子间结合成链状,链状不是“直线状”,而是呈锯齿状,链上也可以分出支链。例如:
单键
氢原子
CnH2n+2(n≥1)
2.烷烃的表示方法
(1)表示方法
碳原子数(n)及表示
n≤10 1 2 3 4 5
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
n≤10 6 7 8 9 10
烷 烷 烷 烷 烷
n>10 相应汉字数字+烷
己
庚
辛
壬
癸
(2)当碳原子数n相同,结构不相同时,用正、异、新表示。
如C4H10的两种分子的命名:
无支链时,CH3CH2CH2CH3称为 ;
有支链时, 称为 。
正丁烷
异丁烷
3.同系物
(1)概念: 相似,在分子组成上相差一个或若干个 原子团的化合物。
(2)实例:CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
结构
CH2
4.同分异构体
(1)概念
①同分异构现象:化合物具有相同的 ,但具有不同 的现象。
②同分异构体:具有同分异构现象的化合物的互称。
分子式
结构
C4H10
5.烷烃同分异构体的书写
(1)遵循的原则:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列由对到邻、间。
(2)书写的步骤(以书写C5H12同分异构体为例)
a.将分子中全部碳原子连成直链作为主链。
C—C—C—C—C
b.从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基),依次连在主链中心对称线(虚线)一侧的各个碳原子上,此时碳骨架只有一种。
注意:甲基不能连在①位和④位上,否则会使碳链变长,②位和③位等效,只能用一个,否则重复。
微思考1:同系物之间的结构具有什么特点
提示:结构相似,组成上相差一个或若干个CH2原子团。
微思考2:相对分子质量相同的物质一定互为同分异构体吗
提示:不一定。如N2、CO、C2H4的相对分子质量相同,都是28,但不互为同分异构体。
NO.2 互动探究·提升能力
根据下列有机物回答问题:
探究 同系物及同分异构体的判断
问题1:上述有机物中和甲烷互为同系物的有哪些
提示:①②④。
提示:③⑥。
问题3:上述有机物中和 互为同分异构体的有哪些
提示:③。
(1)同系物判断的三个关键点
①同:两种物质属于同一类物质。
②似:两种物质结构相似。
③差:两种物质分子组成上相差一个或多个CH2原子团。
(2)同分异构体的“一同”和“一不同”
①一同:分子式相同→相对分子质量必相同。
②一不同:结构不同→原子或原子团的连接顺序(或空间排列)不同。
归纳拓展
(3)烷烃同分异构体书写技巧
[凝练素养]从微观结构的规律理解同系物和同分异构体的概念,促进宏观辨识与微观探析学科素养的发展。
NO.3 应用体验·形成素养
题点一 烷烃
1.下列化学用语正确的是( )
D
2.下列说法错误的是( )
A.CH3CH2CH3的结构式为
B.丙烷分子中3个碳原子在一条直线上
C.CH3(CH2)10CH3叫十二烷
D.己烷的结构简式为CH3(CH2)4CH3
解析:A项,符合丙烷结构式的书写要求,所以正确;B项中C3H8分子中的3个碳原子不在一条直线上,所以错误;C项,该物质含有12个碳原子,且属于烷烃,因此叫十二烷,所以正确;D项,己烷有六个碳原子,因此其结构简式为CH3(CH2)4CH3,所以正确。
B
题点二 同系物
3.下列各组物质中一定互为同系物的是( )
A.CH4、C3H8 B.C2H4、C3H6
C.16O、17O、18O D.金刚石、石墨
解析:CH4为甲烷,C3H8为丙烷,两者结构相似,在组成上相差2个CH2原子团,互为同系物,A正确;C2H4为乙烯,C3H6可能为丙烯或环丙烷,两者不一定互为同系物,B错误; 16O、17O、18O是质子数相同,中子数不同的不同核素,互为同位素,C错误; 金刚石、石墨为碳元素的不同单质,互为同素异形体,D错误。
A
4.下列说法错误的是( )
①化学性质相似的有机物互为同系物 ②分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物互为同系物 ③若有机物中碳、氢元素的质量分数相同,则它们必定互为同系物 ④若两种有机物的相对分子质量相差14n(n为正整数),则必互为同系物
A.①②③④
B.只有②③
C.只有③④
D.只有①②③
A
题点三 同分异构体
5.下列物质中,互为同分异构体的是( )
B
解析:A、C项分子式不同,均互为同系物,D项是同种物质,B项分子式相同但结构不同,互为同分异构体。
6.下列烷烃在光照条件下与氯气反应,只生成一种一氯代物的是( )
C
判断烷烃一元取代的方法——“等效氢法”
题后悟道
课堂小结提升
自主构建
易错提醒
1.误认为烷烃的碳骨架是直线形。其实不然,因为烷烃碳骨架实际上是锯齿状。
2.误认为具有同一通式的有机物一定互为同系物。其实不然,如
CH3CH2CH2CH3与 通式相同,但不互为同系物。
3.误认为同分异构体一定为同一类物质。其实不然,因为只要分子式相同的不同物质即互为同分异构体。
学科素养测评
仅含碳、氢两种元素的有机化合物称为烃类,其中烷烃是最简单的烃类,烷烃又称为饱和烃。如图列举了几种烷烃结构式和分子结构模型。
(1)结合以上几种烷烃的结构式和分子结构模型,归纳烷烃的结构特点。
解析:(1)从以上几种烷烃不难看出,碳原子之间以碳碳单键结合成链状,剩余价键均与氢原子结合,每个碳原子均形成4个共价键,每个碳原子的化合价都达到饱和。
答案:(1)碳原子间以碳碳单键结合成链状,剩余价键均与氢原子结合,每个碳原子均形成4个共价键。
仅含碳、氢两种元素的有机化合物称为烃类,其中烷烃是最简单的烃类,烷烃又称为饱和烃。如图列举了几种烷烃结构式和分子结构模型。
(2)将有机物中碳原子及连接的所有氢原子写成原子团的形式,即可得到结构简式,试写出丙烷和异丁烷的结构简式。
仅含碳、氢两种元素的有机化合物称为烃类,其中烷烃是最简单的烃类,烷烃又称为饱和烃。如图列举了几种烷烃结构式和分子结构模型。
(3)多碳原子烷烃(如CH3CH2CH2CH2CH3)分子中,碳原子的排列是直线形吗
答案:(3)不是。呈锯齿状排列。
解析:(3)烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连,与之成键的4个原子构成四面体结构。碳原子一定不在同一直线上,直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿状。
仅含碳、氢两种元素的有机化合物称为烃类,其中烷烃是最简单的烃类,烷烃又称为饱和烃。如图列举了几种烷烃结构式和分子结构模型。
(4)分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质一定互为同系物吗
解析:(4)分子组成相差一个或若干个CH2原子团的物质不一定互为同系物,还必须为同一类物质时才互为同系物。
答案:(4)不一定。除分子组成相差一个或若干个CH2原子团外,还必须是同类物质才能互为同系物。
仅含碳、氢两种元素的有机化合物称为烃类,其中烷烃是最简单的烃类,烷烃又称为饱和烃。如图列举了几种烷烃结构式和分子结构模型。
(5)丁烷和异丁烷互为同分异构体,两者相对分子质量相同,那么相对分子质量相同的化合物一定互为同分异构体吗
解析:(5)相对分子质量相同的化合物不一定互为同分异构体,如NO和C2H6。
答案:(5)不一定。相对分子质量相同的物质,化学组成不一定相同。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以烃为背景,创设了真实有意义的测试情境,有利于促进学生思考、推理和判断。
素养立意:能通过结合烷烃的结构式和分子模型等,从多角度认识烷烃的空间结构和成键特点,培养学生的宏观辨识与微观探析学科素养;通过烷烃的分子结构模型不难看出,烷烃分子中碳原子呈锯齿状排列,而且碳原子间以单键构成链状结构,每个碳原子形成4个价键等问题,培养学生的证据推理与模型认知素养。
思路点拨:(1)烷烃的结构。
(2)同系物。
