(共27张PPT)
专题8
有机化合物的获得与应用
第三单元
人工合成有机化合物
近100年来,化学家已经设计和合成了数千万种有机化合物,在一定程度上满足了生产、生活和科学技术各个领域对性能各异的新物质的需求,促进了科技和经济的发展,提高了人类的生活质量。20世纪以来,化学家在有机化学合成方面取得的成就举世瞩目,已有10多项相关研究成果获得了诺贝尔化学奖。
常见有机化合物的合成
由于自然条件的限制,天然有机物往往难以满足生产、生活的需求,人们需要通过化学方法来合成新的有机化合物。合成有机物要依据被合成物质的组成和结构特点,选择合适的起始原料和反应原理,精心设计合理的合成方法和路线。
交流讨论
乙酸乙酯是一种常见的有机溶剂,在化工生产中具有广泛用途,而乙烯是一种常见的化工原料。根据已学的知识,你能找到以乙烯为原料合成乙酸乙酯的方法吗
我们可以从乙酸乙酯这个目标产物开始分析,乙酸乙酯可以由乙醇和乙酸经酯化反应获得。乙酸是乙醛的氧化产物,乙醛又可以由乙醇氧化得到,而乙醇可以由乙烯与水发生加成反应而制得。因此,可按照以下反应路线由乙烯合成乙酸乙酯:
除了上述合成路线外,我们还可以设计出由乙烯合成乙酸乙酯的其他合成路线,如图所示(不同颜色的线条代表不同的合成途径)。
制备乙酸乙酯可能的合成路线
这些合成路线从理论上看都可以实现,但在实际生产中,我们还要综合考虑原料来源、反应物利用率、反应速率、设备和技术条件、是否有污染物排放以及生产成本等因素,综合选择最佳的合成路线。
1.原料来源
2.反应物利用率、反应速率
3.设备和技术条件、是否有污染物排放以及生产成本等因素
设计合成路线的考虑因素:
学科提炼
有机合成中的绿色化学思想
设计和创造新的有机化合物分子是有机化学研究的重要课题,如何把常见的反应物转化为具有特定组成结构的生成物,是有机合成的关键。在有机合成中,我们要秉持绿色化学的理念,注意避免环境污染物的产生,尽可能降低能量消耗,最大限度地提高反应过程中的原子利用率。例如,改变所用的试剂或反应方式:避免分离中间体,从几个原料经一步合成目标产物;使用含水的溶剂代替有机溶剂作为反应介质等。
有机高分子的合成
有机高分子材料是利用化学方法合成的,相对分子质量高达几万乃至几百万的有机化合物。塑料、合成纤维、合成橡胶(统称为三大合成材料 ) 都是高分子化合物。有机高分子是由小分子有机化合物通过聚合反应制得的。
生活中常见的有机合成材料制品
生活中用于制造水杯、奶瓶、食品保鲜膜等用品的聚乙烯是以乙烯为原料,在一定条件下通过化学反应得到的。
吹塑法生产聚乙烯薄膜
乙烯发生反应的过程可表示为:
有机玻璃
上述反应可简单表示为:
含有碳碳双键(或碳碳三键)的相对分子质量小的有机物分子,在一定条件下,通过加成反应,互相结合成相对分子质量大的高分子,我们把这样的有机化学反应叫作加成聚合反应,简称加聚反应。加聚反应是合成有机高分子化合物的一种重要的反应类型。
拓展视野
大量用于制造玩具、标本架、各种笔杆、包装用泡沫塑料的聚苯乙烯是苯乙烯在一定条件下,通过下列反应得到的:
该反应中,小分子有机物苯乙烯通过加聚反应生成高分子化合物。
除聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯外,日常生活中常见的腈纶、有机玻璃、合成橡胶等都是通过加聚反应得到的。
聚氯乙烯制品
有机高分子的合成为人类提供了大量的新材料,这些新材料不仅改善了人们的生活品质,也使我们的生活变得更加丰富多彩。
为了满足经济、生活、科技、国防等方面的发展需求,在有机高分子合成领域中,化学工作者们正在研究和着力解决以下课题:
(1)对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广,如导电高分子的应用研究等。
(2)研制具有特殊功能的高分子材料,如合成仿生和智能高分子材料等。
(3)研制用于物质分离、能量转换的高分子膜,如合成能将化学能转换成电能的传感膜,合成将热能转换成电能的热电膜等。
(4)研制易分解的新型合成材料,防止“白色污染”,如研制可生物降解的特种塑料等。
生活导向
塑料瓶底的数字密码
细心的同学一定会发现,我们生活中常见的塑料瓶底往往标有一些数字符号,这些数字到底是什么意思 它们与我们的健康生活有没有直接的关系
塑料瓶底的数字符号
常用塑料的类别和用途
数字 代表含义 用途 使用注意事项
1 PET,聚对苯二甲酸乙二醇酯 矿泉水瓶、碳酸饮料瓶 耐热70℃,装高温液体或加热容易变形,会有对人体有害的物质逸出
2 HDPE,高密度聚乙烯 盛装清洁用品的塑料容器、塑料袋 可耐110℃高温,标明食品用的可用来盛装食物
3 PVC,聚氯乙烯 雨衣、塑料盒 耐热81℃,材质中的增塑剂和没有完全聚合的氯乙烯对人体有害,使用中千万不要对其加热
常用塑料的类别和用途
数字 代表含义 用途 使用注意事项
4 LDPE,低密度聚乙烯 保鲜膜 不耐热,加热食物时一定要去除表面的保鲜膜
5 PP,聚丙烯 微波炉餐盒 耐130℃高温
6 PS,聚苯乙烯 碗装方便面盒、塑料餐盒 既耐热又抗寒,但不能用微波炉加热
7 PC及其他类 奶瓶、水杯 不宜盛放热水,温度过高会释放出塑料中残存的双酚A,对人体有害
练习
1.对生活中常见的有机物性质表述错误的是( )
A.乙醇可以和乙酸反应生成一种具有香味的液体
B.乙酸具有酸的通性,和乙醇反应生成酯的过程中乙酸脱去氢原子C.检验乙醇中是否含有水可以向其中加入无水硫酸铜固体,观察固体是否变蓝
D.乙酸的酸性比碳酸强,常可以来除碳酸盐水垢
B
2.下列关于基本营养物质的说法错误的是( )
A.用于纺织的棉花和蚕丝的主要成分都是纤维素
B.植物油含不饱和脂肪酸甘油酯,能使Br2的CCl4溶液褪色
C.往皂化反应后的溶液中加入热的饱和食盐水,上层析出固体物质D.不是所有的糖类都能发生水解
A
3.下列关于各物质水解应用的说法不正确的是( )
A.用粮食酿酒与淀粉的水解有着密切关系
B.以淀粉、纤维素为原料通过水解制得葡萄糖
C.人体对食物中蛋白质的消化其实就是使蛋白质发生了水解
D.油脂的水解又称为皂化反应,故可用油脂的酸性水解来制备肥皂和甘油
D
完成课后相关练习
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