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专题1 有机化学的发展及研究思路
第一单元 有机化学的发展与应用
1.学会区分有机物和无机物。能从原子、分子水平分析常见有机物和无机物的元素组成,正确判断有机物和无机物,能从有机物的微观结构说明常见有机物的性质
2.了解常见有机物的性质。
3.知道有机物在科学、技术、社会中的重要应用。
学习目标
你在日常生活中接触到哪些有机物?请列举一些生产、生活中常见的有机化合物应用的实例,评价它们对人类社会生活的影响。
新课导入
一、有机化学的发展与应用
1.有机化学的发展
(1)我国早期有机化学
①3 000多年前煤就已经用作为燃料。
②2 000多年前就掌握了 和 的开采技术。
③从植物中提取 等物质已经有上千年的历史。
知识梳理
石油
天然气
染料、药物和香料
(2)有机化学的形成
①19世纪初,瑞典化学家 提出了有机化学概念。
②19世纪中叶以前,科学家提出“ ”,认为有机物只能由动物或植物产生,不可能通过人工的方法将无机物转变成有机物。
③1828年,德国化学家 利用无机物合成了有机物尿素,冲破了“生命力论”学说的束缚,打破了 的界限。
贝采利乌斯
生命力论
维勒
无机物和有机物
(3)现代有机化学
① 得到广泛应用,成为人类赖以生存的重要物质基础。
②与其他学科融合形成了 、 、 以及 等多个新兴学科。
③1965年,我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了 ,标志着人类合成蛋白质时代的开始。
合成有机物
分子生物学
药物化学
材料科学
环境科学
结晶牛胰岛素
2.有机化学的应用
(1)人类的衣食住行离不开有机物
天然有机物:如 、 、 、石油、天然气、天然橡胶等。
合成有机物:如 、 、合成橡胶、合成药物等。
(2)有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要的作用
生命体中的许多物质,如细胞中存在的糖类、 、 、 和核酸等都是有机物。
(3) 中大多数是有机化合物,在帮助人们战胜疾病,延长寿命的过程中发挥着重要的作用。
糖类
油脂
蛋白质
塑料
合成纤维
脂肪
氨基酸
蛋白质
药物
1.下列关于有机化学发展史的说法错误的是( )
A.中国科学家成功合成了结晶牛胰岛素,标志着人类合成蛋白质时代的开始
B.德国化学家李比希用氰酸铵合成尿素,从而打破了无机物和有机物的界限
C.瑞典科学家贝采利乌斯提出有机化学的概念,使之成为化学的一个重要分支
D.匈牙利化学家海维西提出运用同位素示踪法研究化学反应历程
巩固练习
B
德国化学家维勒在制备氰酸铵使得到的尿素,打破无机物和有机物的界限
2.在科学史上,中国有许多重大的发明和发现,为现代物质文明奠定了基础。以下发明或发现属于有机化学发展史上中国对世界做出重大贡献的是( )
A.印刷技术 B.人工合成结晶牛胰岛素
C.指南针 D.发现青霉素
【解析】人工合成结晶牛胰岛素标志着人类合成蛋白质时代的开始,故人工合成牛胰岛素属于有机化学发展史上中国对世界做出重大贡献,B正确。
B
1.石油、天然气、乙醇、氢气都属于有机物吗?
提示:石油、天然气、乙醇属于有机物,氢气属于无机物。
2.是否含碳的化合物都属于有机物?
提示:否,含碳的化合物如CO、CO2、H2CO3、碳酸盐等,虽然含有碳元素,但其组成和性质与无机物类似,归类为无机物。
[情境探究]
提示:都能燃烧,且燃烧时放出大量的热。
4.是否有机物都难溶于水?请举例说明。
提示:不一定。如汽油、天然气等有机物都难溶于水,而乙醇、甲醇、乙酸等都易溶于水。
3.汽油、乙醇、天然气为何都可作为汽车的燃料?
有机物与无机物的性质比较
有机物 无机物
溶解性 大多数有机物难溶于水,易溶于苯、汽油、四氯化碳(CCl4)等有机溶剂 大多数无机物易溶于水而难溶于有机溶剂
导电性 大多数有机物是非电解质,不易导电 大多数无机物是电解质,溶于水或熔融状态下能导电
归纳总结
1.物理性质
(1)不是所有的有机物均难溶于水,如乙醇、乙酸均是可溶于水的。
(2)并不是所有的有机物均易燃烧,如CCl4可以用于灭火。
有机物 无机物
可燃性 大多数有机物易燃烧 大多数无机物难燃烧
化学反应特点 大多数有机反应复杂,反应速率慢,往往需要催化剂、加热、加压等条件,并且在反应过程中常常伴有副反应的发生 无机物之间的反应简单、速率快,副反应少
3.转化关系
无机物与有机物之间可以相互转化。
2.化学性质
1.下列关于有机物的说法正确的是( )
A.凡是含碳元素的化合物都属于有机物
B.有机物只含有碳、氢两种元素
C.有机物不但存在于动植物体内,而且可以通过人工的方法合成
D.燃烧生成CO2和H2O的有机物中一定含有碳、氢、氧三种元素
巩固练习
C
2.把一氧化碳、碳酸等含碳元素的化合物视作无机物的理由是( )
A.不能从有机物中分离出来
B.不是共价化合物
C.它们的组成和性质跟无机物相似
D.都是碳的简单化合物
【解析】一氧化碳、碳酸等物质虽然都含有碳元素,但它们的组成和性质跟无机物相似,所以属于无机物。
C
3.衣服上沾有动、植物油污,用水洗不掉,但可用汽油洗去,这是因为大多数有机物__________,而____________________,有机化工厂附近严禁火种,这是因为绝大多数有机物________。
难溶于水
易溶于有机溶剂
易燃烧
中国书法的工具和材料基本上是由笔、墨、纸、砚来构成的,人们通常把它们称为“文房四宝”,大致是说它们是文人书房中必备的四件宝贝。湖笔、徽墨、端砚、宣纸为文房四宝之上品。
能力提升
回答下列问题:
(1)做笔用的狼毫,研墨用的墨条以及宣纸(即白纸)和做砚台用的砚石哪些属于有机物?他们的主要成分分别是什么?
提示:狼毫为动物的毛,主要成分是蛋白质;墨条由炭黑制成;宣纸的主要成分是纤维素,属于多糖;砚台的主要成分是无机盐。
提示:许多有机物如药品、塑料、合成橡胶等都是人工合成的,故有机物不都是从有机体中分离出来的。
(3)若将宣纸在氧气中点燃,其充分燃烧的产物只有CO2和H2O,据此你能判断出宣纸的元素组成吗?
提示:根据元素守恒,宣纸完全燃烧只生成CO2和H2O,说明宣纸中一定含C、H两种元素,可能含有氧元素。
(2)有机化合物都是从有机体中分离出来的吗?
(4)用无机物人工合成有机物——尿素的实验过程如下:
AgCNO(氰酸银) NH4CNO(氰酸铵) 尿素
①已知反应a为复分解反应。请写出反应a和反应b的化学方程式。
a._______________________________________________________;
b._______________________________________________________。
②NH4CNO与尿素的关系是________。
A.同种物质 B.同分异构体
C.同素异形体 D.同位素
反应a
反应b
AgCNO+NH4Cl===AgCl↓+NH4CNO
NH4CNO===CO(NH2)2
化学式相同,但结构不同,为不同的物质
B
有机物与无机物的区别
性质和特点 有机物 无机物
溶解性 多数不溶于水,易溶于有机溶剂,如油脂溶于汽油,煤油溶于苯 多数溶于水,而不溶于有机溶剂,如食盐、明矾溶于水
耐热性 多数不耐热;熔点较低(400 ℃以下),如淀粉、蔗糖、蛋白质、脂肪受热分解;C20H42熔点36.4 ℃,尿素熔点132 ℃ 多数耐热难熔化;熔点一般很高,如食盐、明矾、氧化铜加热难熔;NaCl熔点801 ℃
可燃性 多数可以燃烧,如棉花、汽油、天然气都可以燃烧 多数不可以燃烧,如CaCO3、MnCl2不可以燃烧
归纳总结
性质和特点 有机物 无机物
是否是电解质 多数是非电解质,如酒精、乙醚、苯都是非电解质、溶液不电离、不导电 多数是电解质,在水溶液中或熔融状态下导电。如HCl、氢氧化钠、氯化镁是强电解质
化学键 多数是极性键或非极性键 多数是离子键或共价键
晶体类型 分子晶体 多数离子晶体
化学反应 复杂,副反应多,多用“→”表示,反应较慢,如生成乙酸乙酯的酯化反应在常温下要16年才达到平衡 简单,副反应少,用“===”表示,反应快,如氯化钠和硝酸银反应瞬间完成
1.下列关于有机物性质的叙述不正确的是( )
A.大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂
B.有机物参加的反应比较复杂,一般情况下反应较慢
C.有机物一般硬度大、熔点高
D.绝大多数有机物受热易分解,容易燃烧
【解析】大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂,A正确;有机物参加的反应比较复杂,一般情况下反应较慢,B正确;有机物一般形成分子晶体,硬度较小、熔点和沸点较低,C不正确;绝大多数有机物受热易分解,容易燃烧,D正确。
举一反三
C
2.1828年,填平无机物与有机物间鸿沟的科学巨匠维勒将一种无机盐直接转变为有机物尿素[CO(NH2)2],维勒使用的无机盐是( )
A.NH4NO3 B.(NH4)2CO3
C.CH3COONH4 D.NH4CNO
【解析】1828年,维勒加热无机物NH4CNO溶液,获得了有机物尿素[CO(NH2)2]。
D
1.发射嫦娥四号月球探测器的长征三号乙运载火箭使用偏二甲肼(NH2NCH3CH3)作为火箭燃料。偏二甲肼属于( )
A.氧化物 B.有机物
C.混合物 D.单质
当堂检测
B
2.下列关于著名化学家的名字、国籍及主要贡献的对应关系中,不正确的是
( )
选项 科学家 国籍 主要贡献
A 贝采利乌斯 瑞典 首先提出“有机化学”和“有机化合物”的概念
B 维勒 德国 首次人工合成了有机物——尿素
C 凯库勒 英国 首先提出了价键的概念
D 门捷列夫 俄国 发现元素周期律
C
凯库勒提出苯的环状结构
3.下列说法中正确的是( )
A.有机化合物都是从有机体中提炼出来的物质
B.到目前为止,人类只能合成自然界中已存在的有机物
C.自然界中已有的有机物可以进行人工合成
D.有机物是从动植物体内提取的有生命的化合物
【解析】当前人工合成出的很多有机物如药品、化妆品等,都不来自于有机体,故A、B均错;有机物并不是有生命的化合物,D错。
C