课件30张PPT。化学·必修2(鲁科版)第3章 重要的有机化合物
第1节 认识有机化合物
第1课时 甲烷的性质 栏目链接课 标点 击1.通过对甲烷燃烧、甲烷与氯气光照下反应等演示实验的观察、思考、分析、推论,掌握甲烷的化学性质,了解取代反应的概念。
2.了解甲烷的用途。 栏目链接 栏目链接知识清单课 前预 习1.有机物概念和特点。
(1)化学上通常将含________的化合物称为有机化合物(简称有机物),但少数含碳化合物如CO、CO2、碳酸、碳酸盐、碳化物、氰化物、硫氰化物等,因它们的组成与性质与无机物相似,故仍属无机物。
(2)绝大多数有机化合物具有________、________、________等性质。组成有机物的元素除碳外,通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素等元素。碳 熔、沸点低 难溶于水 可以燃烧 栏目链接课 前预 习2.甲烷的存在及其性质。
(1)甲烷的存在及应用:天然气的主要成分是________;石油炼制获得的石油气中也含有甲烷,________也是池沼底部产生的沼气和煤矿坑道产生的气体(坑道气或瓦斯)的主要成分。天然气水合物易燃烧,外形像冰,被称为“可燃冰”;故甲烷是________、________、________________、______的主要成分。
(2)甲烷的物理性质:在通常情况下,是________色______味的气体,密度比空气________,________溶于水。CH4 CH4天然气 沼气 瓦斯(或坑道气)可燃冰无 无 小 难 栏目链接课 前预 习(3)甲烷的结构特点。
分子式________、结构式________、结构简式________,甲烷分子呈________形,甲烷是组成最________的烃。
(4)甲烷的化学性质。
甲烷在通常情况下性质稳定,不与强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液反应;甲烷燃烧产生________火焰,并放出________,燃烧的化学方程式为________________________________________________________________________。CH4 CH4正四面体简单淡蓝色大量的热 栏目链接课 前预 习3.取代反应的定义:___________________________________________________________________________________________________________________________________。有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应叫做取代反应 栏目链接自学检测课 前预 习1.下列物质属于有机化合物的是( )
A.硫氰酸钾 B.大理石
C.尿素 D.碳酸氢铵C 碳氧化物、碳酸盐、氰化物、硫氰酸盐等含碳化合物属于无机物。 栏目链接2.下列性质不属于甲烷性质的是( )
A.完全燃烧时生成CO2和H2O
B.能溶于水
C.光照下能跟卤素单质发生取代反应
D.通常情况下,跟强酸、强碱和强氧化剂不反应课 前预 习B 甲烷不溶于水,通常情况下,甲烷性质稳定,与强酸、强碱、强氧化剂不反应。 栏目链接课 前预 习D A项,属于分解反应;B项,属于置换反应;C项,属于复分解反应。 栏目链接课 前预 习4.下列叙述中错误的是( )
A.点燃甲烷不必先验纯
B.甲烷燃烧能放出大量的热,所以是一种很好的气体燃料
C.煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火,以防爆炸事故的发生
D.在人类已知的化合物中,品种最多的是ⅣA族元素的化合物A 栏目链接课 前预 习点燃任何可燃性气体前,必须先检验气体的纯度,以防产生爆炸。 栏目链接 栏目链接要点1甲烷的燃烧反应和取代反应课 堂解 惑1.甲烷的燃烧反应。 栏目链接课 堂解 惑 2.甲烷的取代反应(甲烷与氯气的反应) 栏目链接课 堂解 惑3.甲烷的氯代物的性质。 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接 (1)光照时,甲烷与氯气发生平静的取代反应;若在室温黑暗处,两者则不发生反应;若在强光直射下,两者则会发生爆炸。
(2)甲烷能与氯气、溴蒸汽、碘蒸汽等纯净的卤素单质反应,但不能与氯气氯气、溴蒸汽、碘水反应。如甲烷不能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
(3)不论如何控制反应物的用量,反应产物都是CH3CI、 CH2CI2、 CHCI3和CCI4四种有机物与HCI形成的混合物,其中HCI最多。
(4)参加反应的CI2的物质的量=生成的HCI的物质的量=有机产物中氯原子的物质的量。尝试应用课 堂解 惑光照混合在试管中的甲烷和氯气的混合气体后,拔开试管塞,在实验的过程中不可能观察到的现象是( )
A.试管中气体的黄绿色变浅
B.试管中有火星出现
C.试管壁上有油状液滴出现
D.试管口有白雾B 栏目链接课 堂解 惑在光照条件下,甲烷与氯气发生取代反应,生成有机物CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,其中后三者是油状液体;同时还生成HCl,故管口有白雾产生。 栏目链接 栏目链接题型1有机化合物的性质典 例精 析例2 下列有关有机物的说法正确的是( )
A.有机物都是从有机体中分离出来的物质
B.有机物都是共价化合物
C.有机物不一定都不溶于水
D.有机物不具备无机物的性质 栏目链接典 例精 析 A不正确,很多有机物可以合成出来;B不正确,有机物分子里各原子大都以共价键结合,为共价化合物,但也有形成离子键的离子化合物,如CH3COONa、CH3COONH4等;C正确,有机化合物大多数不溶于水,但也有易溶于水的,如乙醇、乙酸、葡萄糖等;D不正确,有机化合物与无机物性质差别较大,但有些有机化合物也具有某些无机物的性质,如乙酸具有酸性等。C 栏目链接变式应用典 例精 析1.(双选)下列表述不属于有机物特点的是( )
A.有机物一定含有C、H元素
B.有机物反应比较复杂,一般反应较慢
C.大多数有机物受热不易分解,且不易燃烧
D.大多数有机物是非电解质,不易导电、熔点低AC A项,有机物一定含有碳元素,不一定含有氢元素,如CCl4;C项,多数有机物易燃烧。 栏目链接题型2 取代反应典 例精 析例2 (多选)有机物分子里的某些原子(或原子团)被其他的原子(或原子团)代替的反应叫做取代反应,下列化学反应中不属于取代反应的是( )
A.CH2Cl2+Br2―→CHBrCl2+HBr
B.CH3OH+HCl―→CH3Cl+H2O
C.(NH4)2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NH4Cl
D.H—CH2—CH2—OH―→CH2=== CH2+H2O
E.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 栏目链接典 例精 析该题考查对取代反应的理解和应用。C的反应不是有机物的反应,故不是取代反应。在D的反应中,H—CH2—CH2—OH没有原子或原子团被其代替,E是置换反应,不是取代反应。CDE 栏目链接变式应用典 例精 析B 栏目链接典 例精 析③为酯化反应,④为硝化反应,酯化反应和硝化反应都属于取代反应,B正确。 栏目链接化学·必修2(鲁科版)
第1节 认识有机化合物
第2课时 有机化合物的结构特点
1. 下列关于烃的说法中正确的是( )
A.烃是指分子里含有碳、氢元素的化合物
B.烃是指分子里含有碳元素的化合物
C.烃是指燃烧后能生成CO2和H2O的化合物
D.烃是指仅由碳和氢两种元素组成的化合物
解析:只说分子里含有碳、氢元素,并没有指明是否含有其他元素,这种说法不严密;含碳的化合物种类繁多,烃仅是其中的一种;燃烧后生成CO2和H2O的化合物可能是烃,也可能是含碳、氢、氧的化合物;仅由碳、氢两种元素组成的化合物才是烃。
答案:D
2. 根据下表中烃的分子式排列规律,判断空格中烃的同分异构体数目是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
CH4
C2H4
C3H8
C4H8
C6H12
C7H16
C8H16
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:据表中烃的分子式排列规律可知,空格中烃的分子式为C5H12,其同分异构体有3种,即正戊烷、异戊烷、新戊烷,应选A。
答案:A
3.(双选)下列各组物质中的两种物质互为同分异构体的是( )
A.NH4CNO和CO(NH2)2
B.正丁烷和异丁烷
C.CH3CH3和CH3CH2CH3
D.CH2Cl2和C2H4Cl2
解析:具备同分异构体的两个条件:①分子式相同;②结构不同。C、D选项属于同系物关系,A、B选项符合。
答案:AB
4.标准状况下,5.6 L C3H8所含单键数目为( )
A.NA B.2.5 Na
C.5 NA D.10 Na
解析:5.6 L C3H8的物质的量为0.25 mol,1 mol C3H8中含2 mol C—C键和8 mol C—H键,即共含10 mol单键,则0.25 mol C3H8中含2.5 mol单键。
答案:B
5.下列物质一定不属于烷烃的是( )
A.C2H6 B.C3H6
C.C3H8 D.C4H10
解析:烷烃分子组成符合通式CnH2n+2。
答案:B
6.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构的是( )
A.CH3Cl只代表一种物质
B.CH2Cl2只代表一种物质
C.CHCl3只代表一种物质
D.CCl4只代表一种物质
解析:对于甲烷的正四面体结构,因为其4个顶点的位置完全相同,所以它的一氯代物(CH3Cl)、二氯代物(CH2Cl2)、三氯代物(CHCl3)、四氯代物(CCl4)都只有一种。而如果甲烷是平面正方形结构,虽然4个C—H键都完全相同,但4个顶点的氢原子的位置关系却不同,可能相邻,也可能相间,所以虽然CH3Cl、CHCl3、CCl4都只有一种,但CH2Cl2却有两种,一种是两个氯原子相邻,另一种是两个氯原子相间。由CH2Cl2只有一种这一点可以判断出CH4为正四面体结构,而不是平面正方形结构。
答案:B
7.下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代烃的是( )
解析:本题主要考查烷烃的取代反应和同分异构体的有关知识,由题意分析,若只产生一种一氯代烃,则该烃中只有一类氢原子,A、B两项中有两类氢原子,故有两种一氯代烃,C项中四个—CH3对称,12个氢原子的位置完全相同,故只生成一种一氯代烃,而D项中有四类氢原子,可生成四种一氯代烃。
答案:C
8. 观察下面列出的几种物质的化学式或者结构式,然后解题。
其中,互为同分异构体的是________________________________;
实际上是同种物质的是_________________________________。
解析:具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体,而同一种物质则分子式、分子结构均相同。
答案:①与②、④与⑦、⑤与⑥(或者⑧) ⑥与⑧
9. 有两种气态烷烃的混合物,在标准状况下其密度为1.16 g·L-1,则关于混合物组成的说法正确的是( )
A.一定有甲烷
B.一定有乙烷
C.可能是甲烷和戊烷的混合物
D.可能是乙烷和丙烷的混合物
解析:气态烷烃混合物的平均摩尔质量为=1.16 g·L-1×22.4 L·mol-1=26 g·mol-1,则构成混合气体的两种烷烃的相对分子质量必有一种大于26,另一种小于26。而相对分子质量小于26的气态烷烃只有甲烷,则A项正确。其他气态烷烃与甲烷混合,都可形成平均相对分子质量为26的混合气体,则不能肯定是否含有乙烷、丙烷。而戊烷在常温下为液态,不符合题意。
答案:A
10.下列烷烃在光照下与氯气反应,生成一氯代烃种类最多的是( )
解析:A有1种,B有3种,C有2种,D有2种。
答案:B
11.下图表示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。
(1)图中属于烷烃的是 (填字母)。
(2)在上图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成 和 ;不仅可以形成 ,还可以形成碳环。
(3)上图中互为同分异构体的是:A与 ;,B与 ;D与 (填字母)。
解析:(1)据烷烃的定义:碳与碳原子之间只以单键互相结合,剩余的价键全部与氢原子结合,知上图8种分子中只有A、C为烷烃。
(2)由图中8种分子看出,A、C中碳与碳原子之间全为单键,B、E、F分子中还含有双键,D与G分子中含有叁键,除H分子形成碳环,其余均为链状分子。
(3)据同分异构体的概念推知A与C互为同分异构体,B与E、F、H互为同分异构体,D与G互为同分异构体。
答案:(1)A、C (2)碳碳双键 碳碳叁键 碳链
(3)C E、F、H G
颠覆人类常识的20大科学实验之一
——维勒的尿素合成实验
在19世纪初,瑞典著名化学家贝采利乌斯力图冲破无机物和有机物的界限,整整花了15年光阴,努力用碳、氢、氧、水等无机物来合成有机化合物,结果还是失败了。于是,他不得不做出有机物是生命活力创造的,高不可攀的结论。他还把这些化合物取名为有机化合物,意思是说它们是生物体制造出来的化合物,这就是今天还在用的有机化合物名字的由来。
正当贝采利乌斯做出错误结论时,他的一个德国学生维勒(F.Wohler,1800-1882)却暗暗下决心去填补无机物和有机物的鸿沟。
1824年维勒最早用无机物氰化汞加热得到氰,再把氰、水、苛性钾一起加热,首先获得有机化合物草酸钾。
1828年维勒又用两种方法合成当时公认的有机化合物尿素。第一种方法用氯化铵溶液和氰酸银一起加热得到。
NH4Cl+AgCNO―→AgCl↓+NH4CNO;
NH4CNO―→CO(NH2)2。
第二种方法用氨水跟氰酸铅作用,然后分离氢氧化铅沉淀后得到。
2NH3·H2O+Pb(CNO)2―→Pb(OH)2↓+2NH4CNO;
NH4CNO―→CO(NH2)2。
维勒得到的尿素,经分析跟人尿中提取的尿素无论物理性质或化学性质都是相同的。
1845年德国化学家柯尔贝(1818-1884)花了7年心血用氯气、氢气等无机物合成了醋酸。
至此,不仅有机物和无机物的鸿沟被化学家填补了,统治半个多世纪的生命力论——只有生物才能合成有机物的理论,从此也彻底破产了。
维勒作为第一个合成有机化合物的化学家而名垂青史。
化学·必修2(鲁科版)
第1节 认识有机化合物
第1课时 甲烷的性质
1. 下列气体的主要成分不是甲烷的是( )
A.沼气 B.天然气
C.煤气 D.坑道气
解析:煤气的主要成分是CO。
答案:C
2. 在光照条件下,等物质的量的甲烷和氯气充分反应,所得的取代产物有( )
①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4
A.只有① B.只有④
C.①、②和③ D.全部
解析:甲烷和氯气反应是一个连锁反应,虽然两者等物质的量混合,但仍然能生成四种有机产物。
答案:D
3.2014年中国天然气实际消费量约在960~980亿立方米。下列有关天然气的说法不正确的是( )
A.天然气是一种混合物
B.天然气是一种清洁能源
C.可利用甲烷生产粮食
D.天然气的主要成分是一种只含碳、氢元素的化合物
解析:天然气主要成分是CH4,它燃烧产生CO2、H2O,不污染环境,A、B、D正确。
答案:C
4.下列物质在一定条件下,不能与CH4发生化学反应的是( )
A.氯气 B.液溴
C.氧气 D.KMnO4溶液
解析:CH4与Cl2、Br2(液)可发生取代反应,CH4在O2中燃烧生成CO2和H2O,但与KMnO4溶液不反应。
答案:D
5.为验证甲烷分子中含碳、氢两种元素,可将其燃烧产物依次通过①浓H2SO4、②澄清石灰水、③无水硫酸铜,正确的顺序是( )
A.①②③ B.②③
C.②③① D.③②
解析:甲烷燃烧的产物为CO2和H2O,用澄清石灰水检验CO2,用无水CuSO4检验H2O,为防止石灰水中的水产生干扰,应先检验H2O再检验CO2。
答案:D
6.将1 mol CH4和一定物质的量的Cl2混合均匀,用光照射使CH4与Cl2发生取代反应。反应后CH4与Cl2均无剩余,且生成了等物质的量的四种有机取代物,则参加反应的Cl2的物质的量是( )
A.1.5 mol B.2 mol
C.2.5 mol D.4 mol
解析:1 mol CH4生成等物质的量的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种产物,根据碳原子守恒,每种取代物的物质的量为×1 mol=0.25 mol,又根据取代反应的特点和氯原子守恒,消耗Cl2的量为0.25 mol×(1+2+3+4)=2.5 mol。
答案:C
7.(双选)下列各反应中属于取代反应的是( )
A.C3H8+Cl2C3H7Cl+HCl
B.2FeCl2+Cl2===2FeCl3
C.CH3COH+H2CH3—CH2—OH
D.CH3—CH3+2Cl2CH2Cl—CH2Cl+2HCl
解析:A项可以看作是氯原子取代了丙烷中的氢原子;B是无机中的氧化还原反应;C是加成反应;D可看作是乙烷中每个碳原子上的一个氢原子被氯原子代替。
答案:AD
8.将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶用玻璃片盖好瓶口后,分别作如下处理,各有怎样的现象发生。
(1)①置于黑暗中:________________________________________________________________________;
②将点燃的镁条靠近集气瓶外壁:________________________________________________________________________;
③放在有光线的房子 ________________________________________________________________________。
(2)甲烷和氯气发生的一系列反应都是________(填反应类型),请写出甲烷和氯气反应生成一氯甲烷的化学方程式:________________________________________________________________________。
解析:(1)对于有机反应,反应条件非常重要,通过改变反应条件,可使CH4和Cl2发生的取代反应的现象不同。(2)甲烷与氯气在光照下发生的取代反应,是甲烷的特征反应。
答案:(1)①无明显现象 ②爆炸 ③黄绿色逐渐变浅,有油状液滴生成
(2)取代反应 CH4+Cl2CH3Cl+HCl
9.一定量的甲烷燃烧后得到的产物是CO、CO2和H2O(g),此混合气的质量为49.6 g,当其缓缓通过足量的无水CaCl2时质量减少25.2 g,则混合气中CO的质量为( )
A.24.4 g B.13.2 g
C.12.5 g D.11.2 g
解析:因甲烷燃烧不充分,所以通过足量的无水氯化钙气体减少的是25.2 g水,生成的CO、CO2的质量和为:49.6 g-25.2 g=24.4 g。
由氢元素守恒可求得:n(CH4)=×2×=0.7 mol。设生成CO、CO2的物质的量分别为x、y,则有
解得:x=0.4 mol,所以CO的质量为:0.4 mol×28 g·mol-1=11.2 g。
答案:D
10.由某气体发生装置导出的气体为甲烷、一氧化碳、氢气中的一种,下列判断中正确的是( )
A.将气体通入酸性KMnO4溶液中,溶液颜色无变化,该气体一定是甲烷
B.在导管口点燃该气体,火焰呈淡蓝色,用干燥的冷烧杯罩在火焰上方,杯壁有水滴产生,该气体一定是甲烷
C.点燃该气体,火焰呈淡蓝色,用内壁有澄清石灰水的冷烧杯罩在火焰上方,烧杯壁上有白色物质产生,该气体一定是甲烷
D.若上述B、C的现象均能出现,则可判断该气体一定是甲烷
解析:CH4、CO、H2均不能使酸性KMnO4溶液退色,A错误;三种气体燃烧火焰均呈淡蓝色,其中CH4和H2燃烧都有水滴生成,B错误;CO、CH4燃烧的产物均能使内壁有澄清石灰水的烧杯壁上产生白色物质,C错误。
答案:D
11.把1体积CH4和1体积Cl2组成的混合气体充入大试管中,将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽里,放在光亮处。
(1)试推测可观察到的现象:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________;
(2)若向饱和食盐水中加入紫色石蕊试液,又有什么现象?
________________________________________________________________________。
(3)若将食盐水改为Na2SiO3溶液,则有什么现象产生?
________________________________________________________________________。
解析:(1)CH4与Cl2在光照条件下反应,生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl,气体颜色变浅,生成的有机物有些为油状物,吸附在试管内壁上,反应后气压减小,液面上升;由于产生HCl,使NaCl的溶解度降低,故会析出NaCl晶体。
(2)HCl溶于水呈酸性,使紫色石蕊试液变红。
(3)发生反应SiO+2H+===H2SiO3↓。
答案:(1)①试管内气体颜色变浅
②试管内壁产生油状液体
③试管内液面上升 ④水槽中析出无色晶体
(2)溶液变红 (3)溶液中出现浑浊
西部大开发的标志工程——西气东输
2010年是国家实施西部大开发战略的第10个年头,西气东输工程,是国家实施西部大开发战略的重要组成部分,是西部大开发的标志性工程。我国西部地区天然气资源比较丰富,约占全国天然气总资源量的60%,特别是新疆塔里木盆地蕴藏着丰富的油气资源,其中天然气资源量占全国天然气总资源量的22%。西部能源丰富,但需求不大,不能满足西部大开发的需要,仅靠西部不能将资源优势转化为现实的经济优势。东部是我国主要的用气地区,但这一地区能源相当短缺,长江三角洲地区85%的能源要从外地调入。根据经济发展预测,长江三角洲地区对天然气的需求量今后将大幅度增加。2003年需求量为40亿立方米,2005年为100亿立方米,2010年则达到200亿立方米,这一严重的供求不平衡,是“西气东输”得以产生的现实基础。故西气东输工程是以新疆塔里木气田为主气源,以长江三角洲地区为目标市场,以大口径长输管道和地下储气库为输送载体,形成了横贯中国西东的天然气开发生产、运输和配套利用的完整体系。工程的实施将有力地促进和加快新疆等西部地区的经济发展,尽快把资源优势转化为经济优势,促进边疆的稳定与发展。该工程是我国改革开放以来最大的中外合资项目,也是我国入世后扩大改革开放的一个形象工程。实施西气东输工程,有利于治理大气污染,改善我国能源结构。这样把西部的天然气通过长大管道运往经济比较发达的东部沿海地区,可以充分发挥西部天然气的功效,实现能源供求新的平衡,促进东西部的共同发展。可以说,这一工程是一项典型的“双赢工程”。
课件36张PPT。化学·必修2(鲁科版)第3章 重要的有机化合物
第1节 认识有机化合物
第2课时 有机化合物的结构特点 栏目链接课 标点 击1.从身边接触的种类不同的有机物联想质疑,初步认识有机化合物种类繁多的原因。
2.了解甲烷的结构,并能结合碳原子成键方式、同分异构现象认识有机化合物结构的多样性;学会书写1~4个碳原子烷烃的结构式、结构简式。
3.以甲烷为例,认识有机化合物分子具有立体的结构,初步培养空间想象能力。 栏目链接 栏目链接知识清单课 前预 习1.烃的概念。
仅由________两种元素组成的有机化合物,又叫碳氢化合物。________是组成最简单的烃。
2.甲烷的组成和结构。结构特点原子之间以单键结合,空间构型为正四面体,碳原子位于正四面体的________,4个氢原子分别位于正四面体的________CH4C、HCH4CH4中心四个顶点 栏目链接课 前预 习 3.有机物的特点。
(1)每个碳原子能与其他原子形成________个共价键。
(2)碳原子之间可以形成_____________、______、________。
4.常见烷烃及其结构。
烷烃的概念:分子里碳原子和碳原子都以______结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟______结合的“饱和”烃叫做烷烃,又叫做________。如:乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等,4碳碳单键碳碳双键碳碳叁键单键氢原子饱和链烃 栏目链接课 前预 习它们的结构式分别表示如下。5.同分异构体。
(1)同分异构现象:化合物具有相同________,但具有不同________的现象。分子式结构 栏目链接课 前预 习 (2)同分异构体:具有相同________而________不同的化合物互为同分异构体。
(3)有机化合物分子中的__________越多,它的同分异构体数目就越多。如丁烷有正丁烷(__________________)、分子式结构碳原子CH3CH2CH2CH3异丁烷 栏目链接自学检测课 前预 习1.下列物质属于烃的是( )
A.CH3Cl B.CH3CH2OH
C.CCl4 D.C2H6D 烃又称碳氢化合物,烃的组成中只含C、H两种元素。 栏目链接课 前预 习2.用结构式表示的下列各物质中,属于烷烃的是( )D 栏目链接课 前预 习烷烃分子中只含C-C单键和C-H键,仅含C、H两种原子,且为链状饱和烃。 栏目链接课 前预 习3.下列有机物中,互为同分异构体的是( )A 栏目链接课 前预 习①的分子式是C3H6,②分子式是C3H6 ,③的分子式是C3H8 ,④的分子式是C3H4,⑤的分子式是C4H8 ,⑥的分子式是C4H10 。只有①和②的分子式相同,结构不同,互为同分异构体。 栏目链接 栏目链接要点1同分异构体课 堂解 惑1.烷烃同分异构体的书写规律。
(1)烷烃同分异构体书写规律:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边,排列对、邻、间。
(2)选择最长的碳链为主链;找出中心对称线;碳原子必须满足4个键;主链上的链端不能接甲基,主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基,否则主链会改变,而写出重复结构。 栏目链接课 堂解 惑 如书写戊烷(C5H12)同分异构体的方法是:
①先写出碳链最长的直链烃:CH3CH2CH2CH2CH3。
②从主链上减少一个—CH3作为取代基(支链),在所得主链上依次移动可能的位置,得: ③再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基,
得 。故C5H10的异构体共有三种,依次称为正
戊烷、异戊烷、新戊烷。 栏目链接 烷烃从丁烷开始才出现同分异构体,且丁烷有两种同分异构体,即正丁烷和异丁烷,而戊烷有三种同分异构体,即正戊烷、异戊烷和新戊烷。课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑2.同分异构体与同位素、同素异形体的比较。同分异构体分子式相同、结构不同的化合物互称为同分异构体化合物分子式相同不同正丁烷与异丁烷等同位素质子数相同、中子数不同的核素互称为同位素核素(原子)符号表示不同电子排布相同,原子核结构不同同素异形体由同一元素组成的不同单质,互称为同素异形体单质元素符号表示相同,分子式可以不同单质的组成或结构不同O2和O3、金刚石和石墨等 栏目链接尝试应用课 堂解 惑将下列各组物质与其相对应的关系连线。(1)-c (2)-a (3)-d (4)-b 栏目链接 栏目链接题型1表示有机化合物的组成结构的化学用语典 例精 析 栏目链接B 典 例精 析 栏目链接典 例精 析名师点睛: 栏目链接典 例精 析(续表) 栏目链接变式应用典 例精 析1.(1)试写出丙烷的电子式、乙烷的最简式。
(2)试写出异戊烷和新戊烷的结构式 栏目链接典 例精 析 栏目链接题型2 甲烷的结构典 例精 析例2(双选)下列叙述能说明甲烷分子是正四面体形而不是平面正四边形的是( )
A.甲烷分子里4个C—H键的键长相等
B.甲烷分子里任意两个C—H键之间的夹角都相等
C.一氯甲烷没有同分异构体
D.二氯甲烷没有同分异构体 栏目链接典 例精 析B 由甲烷分子的组成可知,其空间构型既可以是正四面体,也可以是平面正四边形。要注意找出两者的共性和差异性,说明甲烷分子具有正四面体的特征才具有说服力。键长相等、一氯代物没有同分异构体是二者的共性,相邻C—H键之间的夹角相等(都是109°28′) 是正四面体的特征,正四边形相邻C—H键之间的夹角有的是90°,有的是180°;平面正四边形的二氯代物有邻位和间位两种异构体,而正四面体形的则无异构现象,故B、D符合题意。 栏目链接变式应用典 例精 析2.(双选)有一种AB2C2型分子,在该分子中以A为中心原子,下列关于它的分子构型和有关同分异构体的各种说法正确的是( )
A.假如为平面四边形,则有两种同分异构体
B.假如为四面体,则有两种同分异构体
C.假如为平面四边形,则无同分异构体
D.假如为四面体,则无同分异构体AD 栏目链接典 例精 析 栏目链接题型3 同分异构体的书写和判断典 例精 析例3 试写出C6H14所有同分异构体的结构简式。 栏目链接典 例精 析(3)经检查,无遗漏及重复,用H原子补齐C原子的剩余价键,即得C6H14的各种同分异构体的结构简式。 栏目链接变式应用典 例精 析B 栏目链接典 例精 析 栏目链接化学·必修2(鲁科版)
第2节 石油和煤 重要的烃
第1课时 石油的炼制 乙烯
1.(双选)下列关于物质的组成、性质或用途的叙述错误的是( )
A.可燃冰是一种天然气的水合物,它的开采使用有助于解决温室效应
B.乙烯分子中的不饱和碳碳双键比乙烷分子中碳碳单键活泼,易于被加成
C.煤的液化、气化可以和脱硫提高经济效益,减少酸雨等环境危害的发生
D.工业酒精含95%左右的乙醇,可以用于酒精饮料的勾兑,降低生产成本
解析:工业酒精中含有有毒物质甲醇,饮用工业酒精勾兑的白酒会使人失明。
答案:AD
2.第16届亚运会于2010年11月12日至27日在我国广州进行。体育比赛中当运动员肌肉挫伤或扭伤时,队医随即对准运动员的受伤部位喷射药剂——氯乙烷(沸点为12.27 ℃),进行局部冷冻麻醉应急处理。制取氯乙烷(CH3CH2Cl)的最好的方法是( )
A.乙烷与氯气发生取代反应
B.乙烯与氯气发生加成反应
C.乙烷与氯化氢反应
D.乙烯与氯化氢发生加成反应
解析:乙烷和氯气反应的产物为各种氯代乙烷的混合物;乙烯与氯气加成反应的产物为1,2二氯乙烷;乙烷与氯化氢不反应;乙烯与氯化氢发生加成反应的产物为CH3CH2Cl。
答案:D
3. 下列关于乙烯和乙烷的各说法中,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退色,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,乙烷分子为立体结构
解析:本题考查乙烯、乙烷的结构和性质。乙烯分子中含有碳碳双键,性质活泼,易发生加成反应,遇某些氧化剂发生氧化反应。乙烯分子内键角是120°,为平面结构。
答案:C
4.下列关于乙烯的叙述正确的是( )
①无色气体 ②难溶于水 ③有臭味 ④密度比空气小
A.①②③④ B.①②
C.①②④ D.①④
解析:乙烯是一种无色、稍有气味的气体,难溶于水,密度比空气小。
答案:C
5.石油裂解的目的是( )
A.得到更多的汽油、柴油
B.提高汽油的产量和质量
C.获得乙烯等
D.获得润滑油、石蜡油等
解析:石油裂解的目的是获得乙烯、丙烯等小分子烃,用作有机化工原料。
答案:C
6.(双选)下列各反应中属于加成反应的是( )
A.CH2===CH2+HOHCH3CH2OH
B.H2+Cl22HCl
C.CH2===CH2+H2CH3CH3
D.CH3CH3+2Cl2CH2ClCH2Cl+2HCl
解析:B是化合反应,D为取代反应;A、C为加成反应。
答案:AC
7.1 mol乙烯与氯气发生完全加成反应,然后使该加成产物与氯气在光照条件下发生完全取代反应,则两个过程中消耗氯气的总物质的量是( )
A.3 mol B.4 mol
C.5 mol D.6mol
解析:1 mol CH2=CH2与1 mol Cl2反应生成1 mol CH2ClCH2Cl,而1 mol CH2ClCH2Cl与4 mol Cl2反应生成1 mol CCl3CCl3和4 mol HCl,则两个反应总共消耗5 mol Cl2。
答案:C
8.根据你学的有机化学反应类型,对下列反应进行归类。
①由乙烯制氯乙烷 ②乙烷在空气中燃烧 ③乙烯使溴水退色 ④乙烯通入酸性高锰酸钾溶液 ⑤乙烷与氯气光照
其中属于取代反应的有________;属于氧化反应的有________;属于加成反应的有________。
解析:①CH2=CH2+HClCH3CH2Cl,
②2C2H6+7O24CO2+6H2O,
③CH2=CH2+Br2―→CH2BrCH2Br,
④CH2=CH2CO2+H2O,
⑤C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl。
答案:⑤ ②④ ①③
9.下面是石蜡油在炽热碎瓷片的作用下产生C2H4并检验C2H4性质的实验,完成下列各问题。
(1)B中溶液退色,是因为乙烯被________________________________________________________________________。
(2)C中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(3)在D处点燃时必须进行的操作是________________________________________________________________________。
解析:(1)乙烯使酸性KMnO4溶液退色,是因为乙烯发生了氧化反应,把KMnO4还原而使之退色。
(2)C中发生反应为CH2=CH2+Br2―→CH2BrCH2Br
(3)在点燃可燃性气体前应先验纯。
答案:(1)氧化
(2)CH2=CH2+Br2―→CH2BrCH2Br
(3)检验乙烯的纯度
10.为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验;先用乙醇和浓硫酸为原料制取乙烯(CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O),生成的气体直接通入溴水中,发现溶液退色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中,产生的气体有刺激性气味,推测在制得的乙烯中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此提出必须先除去杂质,再与溴水反应。
请你回答下列问题:
(1)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴水发生了加成反应,其理由是______。
A.使溴水退色的反应未必是加成反应
B.使溴水退色的反应就是加成反应
C.使溴水退色的物质未必是乙烯
D.使溴水退色的物质就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是____,它与溴水反应的化学方程式是________________________________________________________________________,
因此在验证过程中必须全部除去。
(3)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是
________________________________________________________________________。
解析:在实验室制备乙烯的过程中,由于浓硫酸具有强氧化性,可以将一部分乙醇氧化,本身被还原成SO2,SO2具有较强的还原性,可以将溴水还原,所以,要想证明乙烯能与溴水反应,必须除去SO2。在确认完全除去SO2后将气体通入盛有溴水的试管中,溴水退色,则一定是乙烯与溴水反应的结果。但不能认为,二者发生的一定是加成反应。证明二者发生的不是取代反应,根据两种反应的特点,加成反应只有一种产物,而取代反应除了有机产物外,还有HBr生成,可以设法证明反应后的溶液中无HBr,则可知二者发生的反应是加成反应而不是取代反应。
答案:(1)不能 AC
(2)SO2 SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
(3)如果发生取代反应,必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强,故可用pH试纸验证
“喝酒”的汽车
2010年3月中下旬开始,河南省安阳市内上海大众、广州本田、北京现代等4S店突然接到大批送
修车辆。这些故障车辆都有着同样的“病征”:轻则加油不顺、冒黑烟、尾气刺鼻,重则排气管不断喷出红或黑色液体、无法启动,最严重的出现零件损坏。此类故障车,仅安阳市内北京现代一家4S店,从4月6日至4月16日,11天就已接到1 234辆。同样的情况在河南省的新乡市、焦作市相继出现。三地送修车辆在集中的时间、集中的地点,出现了类似的故障,原因究竟是什么?车主和4S店将矛头直指由中石化生产和销售的93号乙醇汽油。
所谓的乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。按照我国的国家标准,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。它可以有效改善油品的性能和质量,降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。它不影响汽车的行驶性能,还减少有害气体的排放量。乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,是目前世界上可再生能源的发展重点,符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向,技术上成熟安全可靠,在我国完全适用,具有较好的经济效益和社会效益。
乙醇汽油唯一的缺点是使用者感觉它比普通汽油动力下降,油耗增加,天热时还易于气阻熄火。另外由于乙醇汽油一旦遇水就会分层,无法采用成本很低的管道输送,乙醇汽油储运周期只有4~5天,这影响使用乙醇汽油的方便性。用乙醇汽油比车用无铅汽油更容易在进气阀上形成堆积物,使喷油嘴的雾化效果不好、进气阀堆积物增多,进而引起乙醇汽油燃烧效率下降,耗油量增加。使用乙醇汽油的试验车进气阀上的堆积量要比使用93号车用无铅汽油的车平均高出33%。这是由于燃料乙醇的不稳定性造成发动机燃油进气系统上堆积物增加,使喷油嘴雾化不好、引起乙醇汽油燃烧效率下降,耗油量增加。
课件44张PPT。化学·必修2(鲁科版)第3章 重要的有机化合物
第2节 石油和煤 重要的烃
第1课时 石油的炼制 乙烯 栏目链接课 标点 击1.了解分馏、裂化、裂解等石油的炼制过程。
2.了解乙烯的结构特点、化学性质,掌握加成反应的概念。 栏目链接 栏目链接知识清单课 前预 习1.石油的组成和炼制。
(1)石油的组成:石油被誉为“工业的血液”,组成石油的基本元素是 ,它们在石油中的质量分数之和可达97%~98%。石油的化学成分主要是 _________ ,同时还溶有 。
(2)石油的炼制。,石油的炼制方法主要有 、 、 。石油的分馏是指通过 和 ,把石油分在若干种沸点不同的产物的过程;碳、氢各种烃的混合物 水、无机盐 分馏 裂化 裂解 加热 冷凝 栏目链接课 前预 习石油的分馏产物仍然是一些 (填“纯净物”或“混合物”);石油的分馏属于 变化;石油分馏的目的是____________________________________;
石油裂化的目的是 ,石油裂解是指_________________________________________________________________________________________________________________________________________________,混合物 物理 把石油的各种成分进行一定程度的分离 提高轻质液体燃料的产量,特别是提高汽油的质量 以石油的分馏产品做原料,采用比裂化更高的温度,使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃,作为有机化工原料 栏目链接课 前预 习目前世界上已将 的产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志。
2.乙烯。
(1)乙烯的来源和用途。
乙烯是 的重要产物之一。世界上将乙烯的产量作为衡量一个 发展水平的标志。乙烯还是一种植物 ,植物在果熟阶段会生成乙烯。乙烯 石油炼制 国家石油化工 生长调节剂 栏目链接课 前预 习乙烯的用途: 栏目链接课 前预 习(2)乙烯的物理性质和分子结构。
物理性质:乙烯是 、稍有 的气体, 溶于水,密度比空气 (1.25 g·L-1),因此实验室制取乙烯不用 收集,而用 _ 收集。无色 气味 难 稍轻 排空气法 排水法 栏目链接课 前预 习乙烯六个原子共平面C2H4 CH2===CH2 栏目链接课 前预 习(3)乙烯的化学性质。
乙烯分子中碳碳双键中两个键不同,其中一个键容易断裂,因此乙烯化学性质活泼。
(1)乙烯的氧化反应。
①燃烧:乙烯在空气中燃烧火焰 并伴有 ,同时放出大量的热。
反应的方程式为:_______________________________________。明亮 黑烟 栏目链接自学检测课 前预 习1.下列关于石油组成的叙述错误的是( )
A.石油的主要成分是由碳和氢两种元素组成的
B.石油中只含有烃
C.石油是复杂的混合物
D.石油的主要成分是烃B 石油的主要成分是烃,但不是只含烃。 栏目链接课 前预 习2.(双选)石油裂化的目的是( )
A.把相对分子质量大、沸点高的烃断裂成相对分子质量小、沸点低的烃
B.获得乙烯、丙烯做化工原料
C.除去石油中水、盐等杂质
D.提高汽油的产量和质量注意石油炼制过程中各种操作的目的,如分馏获得沸点不同的馏分,裂化获得汽油,裂解获得乙烯、丙烯。AD 栏目链接课 前预 习3.(双选)下列物质不能使溴水退色的是( )
A.乙烯 B.二氧化硫
C.甲烷 D.二氧化碳CD乙烯能与溴单质发生加成反应而使溴水退色,SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,故SO2能使溴水退色。 栏目链接 栏目链接要点1分馏、裂化和裂解的比较课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑综合拓展蒸馏
(1)蒸馏是通过加热蒸发和冷凝而分离提纯液体的操作过程,如制取蒸馏水。它与分馏有相似之处但又不完全相同。
(2)蒸馏装置:如下图所示,主要由蒸馏烧瓶(垫有石棉网)、冷凝管、牛角管、接收器(锥形瓶) 、热源(酒精灯) 、温度计等仪器组成。 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑(3)注意事项。
①温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管处,从而测出馏出蒸气的温度,也就是馏出液体的沸点。
②蒸馏时,向蒸馏烧瓶中加入一些碎瓷片的目的是防止混合液在受热时发生暴沸。
③使用冷凝管时一般是冷凝水的流向和被冷凝气体的流向相反,即冷凝水从下口进入,上口流出,这样可以达到充分冷凝的目的。 栏目链接 在石油的炼制方法中,石油的分馏是物理变化,而石油的裂化、裂解都是化学变化,蒸馏、裂化、裂解所得的物质都不是纯净物而是混合物。课 堂解 惑 栏目链接尝试应用课 堂解 惑1.请将下列操作与相应的方法进行连线。
(1)从海水中获得淡水 a.裂化
(2)从石油中获得汽油、柴油等 b.裂解
(3)用重油为原料获得汽油 c.分馏
(4)用石油分馏产品为原料获得乙烯、丙烯 d.蒸馏(1)—d (2)—c (3)—a (4)—b 栏目链接要点2 乙烯的加成反应课 堂解 惑1.加成反应的定义:反应中有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子(或原子团)直接结合生成新的化合物分子的反应叫作加成反应。
2.加成反应有两个特点。
(1)反应发生在不饱和的键上,不饱和键中不稳定的共价键断裂,然后不饱和原子与其他原子(或原子团)以共价键结合。
(2)加成反应后生成物只有一种(不同于取代反应)。 栏目链接课 堂解 惑3.乙烯的加成反应的表示。 栏目链接课 堂解 惑4.加成反应与取代反应的区别。反应物种类两种两种有机物的结构特征饱和烃含C===C生成物两种(一般是一种有机物和一种无机物)一种(有机物)碳碳键变化情况无变化C===C键打开不饱和度无变化降低结构变化形式等价替换式开键加合式 栏目链接课 堂解 惑 加成反应是烯烃的特征反应,加成反应可以理解为“只进不出”,它区别与取代反应的“有进有出”。 栏目链接尝试应用课 堂解 惑2.下列物质不可能是乙烯加成产物的是( )
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2
C.CH3CH2OH D.CH3CH2BrB乙烯与H2反应生成CH3CH3,与H2 O反应生成CH3C H2 OH,与HBr反应生成CH3C H2 Br。 栏目链接 栏目链接题型1石油炼制典 例精 析例1实验室中常采用如图所示装置进行石油分馏,请回答下列问题: 栏目链接典 例精 析(1)装置中的玻璃仪器有_______________________________。
(2)装置中温度计的水银球应插到________处,以控制________的温度。
(3)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是________________________。
(4)操作时,应将冷凝管的____________端接冷却水(进水)。 栏目链接典 例精 析分馏是物质分离的一种重要方法,要求掌握分馏的原理、装置。注意易错点:①温度计的位置,②冷凝管中水流的方向等。(1)酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶 (2)蒸馏烧瓶的支管口 馏分 (3)防止液体暴沸 (4)下 栏目链接变式应用典 例精 析1.(双选)下列关于石油的说法不正确的是( )
A.所含基本元素是碳和氢,所以石油属于烃
B.主要是烃类混合物,所以有固定的沸点
C.石油裂解的目的是获得乙烯、丙烯等做化工原料
D.石油分馏得到的汽油是混合物AB石油是混合物,主要成分是烃,没有固定的沸点。 栏目链接题型2 乙烯的性质典 例精 析例2 下列说法中,错误的是( )
A.无论是乙烯与溴水的加成,还是乙烯使酸性KMnO4溶液退色,都与分子内含有的碳碳双键有关
B.用溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液都可以鉴别乙烯和乙烷
C.相同质量的乙烯和甲烷完全燃烧后产生的水的质量相同
D.利用燃烧的方法可以鉴别乙烯和甲烷 栏目链接典 例精 析乙烯分子中含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,也可使酸性KMn O4溶液退色。因此可用溴水或酸性KMn O4溶液鉴别乙烯和乙烷,A、B两项正确;由于乙烯和甲烷中氢元素的含量不同,因此等质量的乙烯和甲烷完全燃烧后生成水的质量不同,C项错误;乙烯燃烧火焰明亮并伴有黑烟,甲烷燃烧产生淡蓝色火焰,D项正确。C 栏目链接典 例精 析 (1)乙烯、乙烷的鉴别:
方法一:将两种气体分别通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)中,溶液退色者为乙烯,溶液不退色者为乙烷。
方法二:将两种气体分别通入酸性KMn O4溶液中,溶液退色者为乙烯,溶液不退色者为乙烷。
(2)除去乙烷中的乙烯:将混合气体通入盛有溴水的洗气瓶,乙烯与溴发生加成反应生成液态产物而被除去,乙烷因不反应而逸出。但不能用酸性KMn O4溶液除去乙烷中的乙烯,因为乙烯被氧化生成C O2而引入杂质气体。 栏目链接变式应用典 例精 析2.可以用来鉴别乙烷和乙烯,还可以用来除去乙烷中乙烯的操作方法是( )
A.将气体通过盛有硫酸的洗气瓶
B.将气体通过盛有足量溴水的洗气瓶
C.将气体通过盛有水的洗气瓶
D.将气体通过盛有澄清石灰水的洗气瓶B 栏目链接典 例精 析乙烯不溶于水,且与硫酸、石灰水不反应,故A、C、D三项方法不适用;B项,CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br,而乙烷与溴水不反应。 栏目链接题型3 加成反应典 例精 析 栏目链接典 例精 析本题的难点是对C项的判断,CH3COH分子里有一个不饱和碳原子,而另一个不饱和原子是氧原子,这些不饱和原子组成的原子团为CO。反应是H—H分子里的氢原子跟CO里的不饱和原子直接结合的反应。由此可知,反应符合加成反应的概念,是加成反应。因此,答案选A、C。AC 栏目链接名师点睛:加成反应概念的内涵是分子里不饱和的原子和其他原子或原子团直接结合生成新物质(比原来饱和的物质),加成反应是不饱和烃的特征反应。从形式上看,加成反应类似于无机化学中的化合反应,但加成反应必须有有机物分子中的不饱和键的断裂,而化合反应就不一定有不饱和键的断裂(如H—H+Cl—Cl===2H—Cl),所以有机化学中的加成反应不能叫作化合反应。典 例精 析 栏目链接变式应用典 例精 析3.(双选)下列变化中,由加成反应引起的是( )
A.乙烯通入高锰酸钾酸性溶液中,溶液退色
B.乙烯在一定温度、压强和催化剂的作用下聚合为聚乙烯
C.直馏汽油与溴水混合,静置后下层液体呈无色
D.在催化剂作用下,乙烯与水反应生成乙醇BD 栏目链接典 例精 析乙烯通入高锰酸钾酸性溶液中使之退色的实质是KMnO4被乙烯还原为无色的Mn2+,乙烯被氧化为CO2,属于氧化反应;乙烯聚合为聚乙烯是乙烯分子里碳碳双键中的一个键断裂,分子间通过碳原子的相互结合而形成长链大分子,其实质也属于加成反应;直馏汽油的主要成分是烷烃,它与溴水混合,静置后分层是汽油将溴水中的溴萃取出来,属于物理变化;乙烯与水反应生成乙醇,是水中的—H和—OH分别加在乙烯分子中不饱和的碳原子上,也属于加成反应。 栏目链接课件36张PPT。化学·必修2(鲁科版)第3章 重要的有机化合物
第2节 石油和煤 重要的烃
第2课时 煤的干馏 苯 栏目链接课 标点 击1.了解煤的综合利用。
2.了解苯的结构特点,掌握苯的取代反应与加成反应。 栏目链接 栏目链接知识清单课 前预 习1.煤的组成。
(1)组成元素:除含有________元素以外,还含有少量________等元素。
(2)组成物质:由______________和______________组成的复杂混合物。
2.煤的干馏。
定义:将煤________加强热使其分解的过程。煤的干馏属于________变化。
3.煤的干馏主要产品有:__________________________。C、HN、S、O无机化合物 有机化合物隔绝空气 化学 炉煤气、煤焦油、焦炭 栏目链接课 前预 习4.苯的组成和结构。其中,苯环中的碳碳键是一种介于________________之间的独特的键;苯分子中的6个碳原子和6个氢原子都在________________上。C6H6平面正六边形单键和双键 同一个平面上 栏目链接课 前预 习
5.苯的物理性质。6.苯的化学性质。
(1)稳定性:苯不能与________________溶液发生加成反应,也不能被________________氧化。
(2)可燃性:燃烧时产生________________的火焰。完全燃烧的化学方程式为:_____________________________________________。无色 特殊气味 液体 有毒 不溶于水 较低 小 溴的四氯化碳 酸性高锰酸钾 明亮而带有浓烟 栏目链接课 前预 习 (3)取代反应:
①苯与浓硝酸发生取代反应的化学方程式为:
____________________________________________。
②甲苯与硝酸发生取代反应的化学方程式为:
___________________________________________。
7.苯的用途苯是一种重要的________化工原料,广泛用于生产合成橡胶、合成纤维、塑料、农药、医药、染料、香料等;另外,苯也常用做________。有机 有机溶剂 栏目链接自学检测课 前预 习1.下列说法错误的是( )
A.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物
B.将煤直接燃烧会带来大量污染物
C.将煤干馏制得煤焦油和焦炭
D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来D 煤中不含苯和甲苯,其干馏产物中含苯、甲苯等。 栏目链接课 前预 习2.下列变化是化学变化的是( )
A.石油分馏 B.煤干馏
C.干冰升华 D.甲苯使碘水退色B煤干馏属于化学变化,石油分馏、干冰升华、甲苯萃取碘水中的碘均属于物理变化。 栏目链接课 前预 习3.下列各组混合物,可以用分液漏斗分离的是( )
A.苯和水 B.酒精和溴水
C.苯和四氯化碳 D.水和NaCl溶液互不相溶的两种液体,静置分层,可用分液法分离。A 栏目链接 栏目链接要点1 甲烷、乙烯、苯结构和性质的比较课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑(续表) 栏目链接课 堂解 惑综合拓展苯的硝化反应即TNT的制取
将甲苯跟浓硫酸和浓硝酸的混合物微热,即可发生下列硝化反应: 栏目链接课 堂解 惑2,4,6三硝基甲苯简称三硝基甲苯,又叫梯恩梯(TNT),通常是一种淡黄色的晶体,不溶于水。它是一种烈性炸药,广泛用于国防、开矿、筑路、兴修水利等。
比较生成硝基甲苯和三硝基甲苯的反应物、反应条件和它们的分子组成可知,甲苯的苯环比苯的苯环性质活泼。并且表现在甲基的两个邻位和对位(即2,4,6位)上。实际上这是一个带有规律性的问题。 栏目链接 苯分子结构的特殊性决定了它的化学特性:较易发生取代反应,难以发生氧化反应(不能使酸性高锰酸钾溶液退色),能发生加成反应(注意不与溴水反应),即“易取代、难氧化、能加成”。课 堂解 惑 栏目链接尝试应用课 堂解 惑关于苯的下列说法正确的是( )
A.苯分子是平面结构
B.表示苯的分子结构,其中含有碳碳双键,因此苯的性质跟乙烯相同
C.苯的分子式是C6H6,分子式中的碳原子远没有饱和,因此能使溴的四氯化碳溶液退色
D.苯能使酸性KMnO4溶液退色A 栏目链接 栏目链接题型1 煤的干馏典 例精 析例2 如图是实验室干馏煤的装置图,回答下列问题:(1)反应完毕后,试管A中剩下的灰黑色固体是______;试管B中液体分两层,上层为澄清、透明的水溶液,能使酚酞变红,是________,下层的黑色黏稠物是________, 栏目链接典 例精 析写出其中的成分与HNO3反应的化学方程式(2个)_________________________, ________________________________________________________________________。
(2)C处点燃的气体在工业上叫________,其主要成分是_____________________________________。 栏目链接典 例精 析煤干馏得到固体焦炭、炉煤气、煤焦油,炉煤气经降温可分离成焦炉气、粗氨水、粗苯。该实验中,留在试管里的灰黑色固体就是焦炭,其他干馏成分以气体的形式进入试管B中。在试管B中,降温,粗苯和煤焦油成为黏稠液体,位于试管下方;气体液化形成粗氨水,位于试管上方,还有不液化的气体,主要成分是H2、CH4、CO、C2H4,这是焦炉气,由导管导出点燃。 栏目链接典 例精 析(1)焦炭 粗氨水 粗苯和煤焦油 栏目链接变式应用典 例精 析1.如图是实验室模拟煤的干馏的实验装置图,下列相关叙述错误的是________D 栏目链接典 例精 析A.图示实验中发生了化学变化
B.液体X的pH>7,Y是一种黑色黏稠状液体
C.气体Z易燃,且可还原CuO
D.液体Y是一种纯净物A项,煤隔绝空气加强热分解,为化学变化;B项,X为粗氨水,呈碱性,pH>7;Y为煤焦油,主要成分为苯、甲苯、二甲苯等油状有机物,为混合物;C项,Z的成分含H2、CH4、C2H4、CO,其中H2、CO能还原CuO。 栏目链接题型2 苯的结构典 例精 析例2 苯环结构中,不存在单双键交替结构,可以作为证据的事实是( )
①苯不能使酸性KMnO4溶液退色 ②苯分子中碳原子之间的距离均相等 ③苯不因化学变化而使溴水退色
A.②③ B.①③
C.①② D.①②③ 栏目链接典 例精 析D 栏目链接变式应用典 例精 析2.(双选)1866年凯库勒提出了苯的单键、双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列事实( )
A.苯不能使溴水退色 B.苯为不饱和烃
C.溴苯没有同分异构体 D.邻二溴苯只有一种AD 栏目链接典 例精 析 栏目链接题型3 苯 的化学性质典 例精 析例3 (双选)区别苯和己烯(己烯性质与乙烯相似)的下列实验方法与判断都正确的是( )
A.分别点燃,无黑烟生成的是己烯
B.分别加入溴水振荡,静置后分层,下层红棕色消失的是己烯
C.分别加入溴水振荡,静置后分层,上、下两层均为无色的是己烯
D.分别加入酸性高锰酸钾溶液振荡,静置后水层紫色消失的是己烯 栏目链接典 例精 析苯和己烯的含碳量都较高,燃烧时都会有黑烟生成;加入溴水后,苯能使溴萃取而使溴水退色,不过苯层为橙红色;而己烯与溴发生加成反应而使溴水退色,溶液能分层且每层都无色;己烯能使高锰酸钾退色,而苯不能。CD 栏目链接典 例精 析名师点睛:苯的结构通常用凯库勒式表示,但并不是在苯分子结构中就含有碳碳单键和碳碳双键,实际上在苯分子中,六个碳碳键完全相同,是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一类独特的键,既有饱和烃(碳碳单键)的性质又兼有不饱和烃(碳碳双键)的性质,但不完全相同,总体表现为易取代、能加成、难氧化。 栏目链接变式应用典 例精 析D 栏目链接典 例精 析苯乙烯中含有碳碳双键和苯环,能和H2发生加成反应,能使溴的四氯化碳溶液退色,一定条件下可发生苯环上的取代反应。苯乙烯在空气中能燃烧生成CO2和H2O。 栏目链接化学·必修2(鲁科版)
第2节 石油和煤 重要的烃
第2课时 煤的干馏 苯
1. 下列说法错误的是( )
A.石油中含有C5~ C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油
B.含C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物
D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
解析:煤经过干馏发生复杂的物理、化学变化后得到煤焦油等物质。煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物。煤焦油在170 ℃以下蒸馏出来的馏出物中主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等。所以并不是煤中含有苯和甲苯。
答案: D
2. 下列有关煤的说法错误的是( )
A.煤是不可再生资源,储量有限,应停止使用
B.煤既是一种能源,又是宝贵的资源,要综合利用,提高煤的利用率
C.煤运输使用方便,我国应合理开采煤、使用煤
D.我国以煤炭为主要能源,这是造成酸雨的主要原因,煤在加工和燃烧时要进行脱硫处理
解析:天然气、石油、煤都是重要的化石燃料,是不可再生资源,但不是不能利用,而是要合理的利用,因为其中含有硫元素,故为了保护环境,应进行脱硫处理。由此可知B、C、D是正确的。A不能因为有限就停止使用,要合理、综合、充分利用。
答案:A
3.下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是( )
A.甲烷与氯气混合后光照反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液的退色
B.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应;苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷
C.苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中,有油状生成;乙烯与水生成乙醇的反应
D.在苯中滴入溴水,使溴水退色;乙烯与氯化氢反应制取氯乙烷
解析:A甲烷与氯气混合后光照发生取代反应,而乙烯与酸性高锰酸钾发生氧化反应;B乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷属于加成反应;苯滴入浓硝酸和浓硫酸的混合液中,有油状生成,发生取代反应,乙烯与水生成乙醇的反应属于加成反应;在苯中滴入溴水,由于萃取,使溴水退色,乙烯制取氯乙烷的反应属于加成反应,所以正确答案为C。
答案:C
4.溴水中加入苯后溴水层颜色变浅,这是由于( )
A.溴挥发了 B.发生了取代反应
C.发生了萃取作用 D.发生了加成反应
解析:苯与溴水不反应,但苯能萃取溴水中的溴单质而使溴水退色。
答案:C
5.将等体积的苯、汽油和水在试管中充分混合后静置。下列图示现象正确的是( )
解析:苯与汽油互溶,且二者密度均比水小,则二者在上层,水在下层。
答案:D
6.下列关于苯的性质的叙述中,不正确的是( )
A.苯是无色带有特殊气味的液体
B.常温下苯是一种难溶于水但密度比水小的液体
C.苯在一定条件下与硝酸发生取代反应
D.苯不能发生任何氧化反应
解析:苯是无色带有特殊气味的液体,难溶于水且密度比水小,A、B正确;苯与浓H2SO4、浓HNO3混合液可发生取代反应,C正确,苯可燃烧,D错误。
答案:D
7.下列有关苯与乙烯的比较中,正确的是( )
A.两者分子中所有原子都在同一平面上
B.都能被酸性高锰酸钾溶液氧化
C.都能与溴水反应使溴水退色
D.等物质的量苯和乙烯完全燃烧时,乙烯耗氧多
解析:苯、乙烯均为平面形结构,A正确;苯一般情况下不能与酸性KMnO4溶液、溴水发生反应,B、C错误;苯的分子式为C6H6,乙烯分子式为C2H4,故等物质的量苯和乙烯完全燃烧时,苯耗氧多。
答案:A
8.下图是实验室干馏煤的装置图,请回答下列问题:
(1)指出图中下列仪器的名称:a________,b________,c________,d________。
(2)装置d的作用是________,c中液体有________和________,其中无机物里溶有________,可用________检验出来;有机物可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体主要是______,火焰的颜色呈______色。
解析:本题主要考查干馏煤的装置、原理和主要产品。因干馏煤需要的温度较高,应用酒精喷灯加热;被加热的是硬质玻璃管或铁管;分解生成的焦炉煤气和煤焦油中含有多种成分,可通过冷凝、分馏、分液等方法加以分离;所得产品可参考以上干馏产品表进行判断。
答案:(1) 酒精喷灯 硬质玻璃管(铁管) U型管 烧杯
(2)冷水浴 煤焦油 粗氨水 氨 酚酞 分馏
(3)CH4、H2、CO、C2H4 淡蓝色
9.下列说法不正确的是( )
A.通过对苯的燃烧和甲烷的燃烧现象,可以判断两种物质的含碳量的高低
B.苯不能使酸性高锰酸钾溶液退色,说明苯分子中没有
C.甲烷分子是空间正四面体形,苯分子是平面形
D.苯不能与Br2(CCl4)发生加成反应,故苯为饱和烃
解析:苯中含碳量高,燃烧时火焰明亮,有浓烟;甲烷含碳量较低,燃烧时火焰为浅蓝色,故A项正确;苯分子中没有,不能使KMnO4(H+)溶液退色,故B项正确;甲烷分子中4个H原子构成正四面体,C原子位于中心;苯分子中12个原子都在同一平面上,故C项正确;苯为高度不饱和烃,故D项错误。
答案:D
10.通过实验事实的验证与讨论,认识苯的结构式。提出问题:苯分子结构是碳碳单键、双键交替的环状结构吗?
(1)提出假设:从看,分子中含有碳碳双键,所以,苯一定能使________________退色。
(2)实验验证:
①苯不能使________________退色。
②经科学测定,苯分子里6个碳原子之间的键________;6个碳原子和6个氢原子都在同一________上。
(3)结论:苯结构简式中的双键跟乙烯中的双键________,苯的性质没有表现出不饱和性,结构稳定,说明苯分子________一般的碳碳单键、双键交替的环状结构。
(4)应用:为了表示苯分子的结构特点,结构式用________表示,用表示苯分子结构式是不确切的。
解析:若苯分子结构是碳碳单双键交替的环状结构,就应该具有碳碳双键的典型反应:能与Br2加成,使溴水退色,能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应使其退色。
答案:(1)酸性KMnO4溶液(或溴水)
(2)①酸性KMnO4溶液(或溴水) ②完全相同 平面 (3)不同 不同于 (4)
两梦定乾坤的凯库勒
凯库勒(1829-1996)为了碳、碳间的结构,花费了大量的时间和心血,终于心有灵犀一点通,得益于“梦中悟道”,为有机化学的发展做出了杰出的贡献。
20世纪60年代中叶,凯库勒旅居伦敦。那个时候,化学界,特别是有机化学家都被碳原子的奇特性质和难以捉摸的结构所吸引。他们像着了迷一样,热衷于解开碳化合物的结构之谜,以求合理解释碳化合物的家族成员为什么如此繁衍众多,碳的4个化合价是怎样妥善安排互相连接起来的。说起碳的化合价是4,这也是凯库勒的一个发现。周期表里每个“注册”的化学元素都具有一定的化合价,说明它们能和个别的元素原子“携手并肩”结合起来,所以过去也常叫做“化学亲和力”,比如氢是1价的,只能伸出一只手去和原子(或“基”) 结合;氧是2价的,只能“伸出双手”欢迎其他“客人”;而碳是4价的,它就能和四个“朋友”去“拥抱”了。
一个晴朗的夏夜,整个城市已沉静下来。凯库勒乘最后一班公共马车回家。在马车上陷入了沉思,后来似乎进入了梦乡。俗话说,日有所思,夜有所梦。他眼前又浮现出旋转飘游的众多原子。这些活动的原子虽然时常浮现在他的脑际,但平时“看不清”它们的“庐山真面目”,总是若隐若现。这个晚上却不同了,也许就像文学家常说的“灵感”来了吧,凯库勒当晚似乎见到那些小原子总是时而结合成队,时而被大原子拥抱:大原子一会儿捉住三个或四个小原子,一会儿这些原子又好像全部形成旋涡状而跳起华尔兹舞来。他还看到大原子排着队,牵着长链另一端的小原子走。凯库勒回到寓所,回忆车上的梦境,用了半夜的时间奋笔疾书,把这个闪现的幻影捕捉下来,记述成文——于是碳的链状结构诞生了。
解决了4价的碳在长链化合物中是怎样结合的,还只是解决了问题的一半。有些碳的化合物用这个结构图式仍然无法说明,比如苯分子中碳的4价和六个氢原子怎样相连仍然无法解释。所以,凯库勒为此还是日夜苦思冥想。
后来,有一天晚上他正执笔撰写《化学教程》,不知为什么思路总不能集中,写起来也不顺利。他拉把椅子坐到壁炉前打起盹来,他脑海里又出现了一群旋转着的原子群,在这群原子后面还跟随一群更小的原子。对这种“灵感”的来袭已经有过体验的凯库勒,立即从中分辨出种种不同形状、似乎是缠绕狂舞的“群蛇”,边旋转边运动。蓦然,他仿佛看到其中一条“蛇”衔着自己的尾巴,摇来摇去在他面前打起转转,似有嘲弄戏耍之意,像被电击一样,凯库勒下意识地猛醒过来,他想到碳链为什么不可以自身首尾相接?于是,这夜晚他又振笔疾书,整理出了他的碳化合物的环状结构理论。
一百多年来,尽管结构理论有了极大的发展和极大的深化,但是凯库勒当年所达到的认识在总的轮廓上仍然惊人地正确,在我们书面表述碳的环状结构的时候,他所提出的结构式仍然是最简明、最形象的表达方式,经受住了科学发展的历史的严格考验。
化学·必修2(鲁科版)
第3节 饮食中的有机化合物
第1课时 乙 醇
1.右图是某有机物分子的比例模型,黑色的是碳
原子,白色的是氢原子,灰色的是氧原子。则该物质不具有的性质是( )
A.使紫色石蕊变红
B.与钠反应
C.发生酯化反应
D.发生氧化反应
解析:根据该比例模型可以写出该有机物的结构简式为CH3CH2OH,故该物质为乙醇,根据乙醇的性质可知,只有A错。
答案:A
2.(双选)下列关于乙醇的说法正确的是( )
A.乙醇密度比水小,与水混合时浮在上层
B.羟基上氢原子的活泼性:醋酸>水>乙醇
C.乙醇分子中的氢均可被钠置换
D.在一定条件下,镁也可跟乙醇反应放出氢气
解析:乙醇能与水以任意比互溶,A错;由金属钠投入到水和乙醇中的现象可知,水中的氢原子的活泼性要强于乙醇羟基中的氢原子,故B正确;乙醇分子中只有羟基上的氢原子才能与钠反应,C错;乙醇羟基上的氢原子比较活泼,能与活泼金属反应,D正确。
答案:BD
3.下列物质中分别加入金属钠不能产生氢气的是( )
A.苯 B.蒸馏水
C.无水酒精 D.75%的酒精
解析:苯与钠不反应,水、乙醇均与钠反应产生H2。
答案:A
4.下列有关乙醇的物理性质的应用中不正确的是( )
A.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去
B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中药的有效成分
C.由于乙醇能够以任意比溶解于水,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒
D.从化学学科角度看,俗语“酒香不怕巷子深”中包含乙醇容易挥发的性质
解析:乙醇跟水能以任意比互溶,无法用分液方法将乙醇中的水除去。
答案:A
5.(双选)乙醇是一种比较理想的可再生能源,目前新兴起的车用的乙醇汽油就是掺加一定比例乙醇的汽油。下列说法中正确的是( )
A.乙醇分子中含碳质量分数比乙烯分子低
B.在相同状况下,同体积的乙醇气体和乙烯气体都完全燃烧,放热量相同
C.用乙醇做燃料不会导致“温室效应”
D.用乙醇做燃料不会导致酸雨
解析:等物质的量的乙醇和乙烯完全燃烧放出的热量不一定相同,B错;从乙醇燃烧生成二氧化碳和水,可知C错。
答案:AD
6.判断下列说法是否正确。
(1)向碘水中加入少量乙醇,振荡静置,上层液体呈紫色,下层液体无色。( )
(2)等质量的乙醇和乙烯完全燃烧时,耗氧量相同。( )
(3)K、Ca、Na等活泼金属均能置换乙醇中羟基上的氢原子。( )
(4)乙醇和氧化铜在加热条件下反应,乙醇被还原成乙醛。( )
(5)医院里常用质量分数为75%的乙醇溶液进行杀菌、消毒。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
7.相同物质的量的羟基和氢氧根,二者的质量比为________,二者所含质子数之比为________,二者所含电子数之比为________;1 mol CH3CH2OH中含有________ mol单键。
答案:1∶1 1∶1 9∶10 8
8.乙醇在不同的化学反应中会断裂不同的化学键,如图所示,请写出下列反应的化学方程式,并指出在反应时乙醇分子中断裂的化学键(填序号)。
(1)乙醇与金属钠反应:________________;________。
(2)在空气中完全燃烧:________________;________。
(3)乙醇的催化氧化反应:________________;________。
解析:乙醇分子由于含有羟基,性质活泼。除了掌握乙醇的化学性质,还应理解化学反应的机理,明确化学反应与化学键的关系。
答案:(1)2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ ①
(2)CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O ①②③④
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O ①③
9.某有机物的蒸气完全燃烧时需要3倍于其体积的氧气,产生2倍于其体积的CO2,该有机物可能是( )
A.CH3CH3 B.CH3CH2OH
C.CH3CHO D.CH3COOH
解析:设有机物的分子式为CxHyOz,根据燃烧的方程式:
CxHyOz+(x+-)O2―→xCO2+H2O
1 3 2
依题意有x=2,x+-=3。即y-2z=4,当有机物为烃时,分子中含有4个氢原子,分子式为C2H4,当有机物中含有1个氧原子时(z=1),分子中含有6个氢原子,分子式为C2H6O,当分子中含有2个氢原子时,分子式为C2H8O2,不存在,故只有B符合。
答案:B
10.(1)乙醇的催化氧化实验:
实验步骤:向试管中加入3~4 mL无水乙醇,浸入50 ℃左右的热水中,以保持反应所需温度。将铜丝烧热,迅速插入乙醇中,反复多次,观察铜丝颜色并感受乙醇气味的变化。
实验现象:铜丝先变________,又变________,有________气味的物质生成。
实验结论:铜在反应过程中的变化是__________。铜的质量和化学性质没有改变,铜丝在反应中起________作用,反应中乙醇被氧化,该反应可表示为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)金属钠保存在煤油中,煤油是多种烷烃的混合物,乙醇也是一种有机物,那么,钠能否保存在乙醇中?实验步骤:观察钠的保存方法,并向1~2 mL无水乙醇中投入一小粒金属钠,观察实验现象。
实验现象:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结论:金属钠能保存在煤油中,但不能保存在乙醇中,因为乙醇能与钠反应生成________和________,化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验思考:乙醇和水都能与钠反应,它们的反应有何不同?为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)铜丝灼烧被氧化成黑色氧化铜,热的CuO与乙醇反应生成红色的Cu和乙醛,在此反应前后Cu没有变化,起催化作用。
(2)Na与乙醇能发生化学反应,置换出H2,同时生成乙醇钠,此反应不如Na与水反应剧烈,因为乙醇中—OH上的氢原子不如水中的氢原子活泼。
答案:(1)黑 红 刺激性 Cu→CuO→Cu 催化 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(2)钠粒不熔化,沉于液体乙醇的底部,然后慢慢上升,并逐渐消失,收集产生的气体,做爆鸣实验时有爆鸣声 乙醇钠 H2 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ 水与金属钠反应比乙醇与金属钠反应要剧烈得多;钠与水和乙醇反应的实质均是钠置换了羟基(—OH)中的氢生成氢气;由于乙基对羟基的影响,使羟基上的氢原子活泼性减弱,不如水分子中的氢原子活泼
11.有关催化剂的催化机理问题我们可以从“乙醇催化实验”中得到一些认识。某教师设计了下图装置(夹持装置已省略),试回答下列问题:
(1)A中发生反应的化学方程式为:________________________________________________________________________。
(2)反应一段时间后,若移去酒精灯反应仍能继续进行,则说明该乙醇的氧化反应是________反应。
(3)实验过程中D处铜丝网有红色和黑色交替出现的现象,请用化学方程式解释原因。
现象①:红色变黑色:________________________________________________________________________;
现象②:黑色变红色:________________________________________________________________________。
从这些实验现象中可以认识到实验过程中催化剂________________________________________________________________________
(填“参加”或“不参加”)化学反应。
解析:(1)H2O2在MnO2的催化作用下能分解生成O2,反应的方程式为2H2O22H2O+O2↑。
(2)由于该反应是放热反应,故将酒精灯移走后仍然能继续进行。
(3)变黑是因为生成黑色的CuO,黑色变红的原因是CuO被乙醇还原为Cu。
答案:(1)2H2O22H2O+O2↑ (2)放热
(3)2Cu+O22CuO
C2H5OH+CuOCu+CH3CHO+H2O 参加
注意:中学阶段共学到三种方法来还原氧化铜,一是以常见的还原剂如H2、焦炭、CO等,以CO为例发生反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2;二是利用氨气的还原性来还原氧化铜,发生反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O;三是利用有机物醇类来还原氧化铜,以乙醇为例发生化学反应的方程式为C2H5OH+CuOCu+CH3CHO+H2O。
酒的起源
酒的品种繁多,就生产方法而论,有酿造酒(发酵酒)和蒸馏酒两类。酿造酒是在发酵终了稍加处理即可饮用的低度酒,如葡萄酒、啤酒、黄酒、青酒等,出现较早。蒸馏酒是在发酵终了再经蒸馏而得的高度饮料酒,主要有白酒、白兰地、威士忌和伏特加等,出现较晚。
酒的起源可以追溯到史前时期。人类酿酒的历史约始于距今4~5万年前的旧石器时代“新人”阶段。当时人类有了足以维持基本生活的食物,从而有条件去模仿大自然生物本能的酿酒过程。人类最早的酿酒活动,只是机械地简单重复大自然的自酿过程。真正称得上有目的的人工酿酒生产活动,是在人类进入新石器时代、出现了农业之后开始的。这时,人类有了比较充裕的粮食,尔后又有了制作精细的陶制器皿,这才使得酿酒生产成为可能。根据对出土文物的考证,约在公元前6000年,美索不达米亚地区就已出现雕刻着啤酒制作方法的黏土板。公元前4000年,美索不达米亚地区已用大麦、小麦、蜂蜜等制作了16种啤酒。公元前3000年,该地区已开始用苦味剂酿造啤酒。公元前5000-前3000年,中国仰韶文化时期已出现耕作农具,即出现了农业,这为谷物酿酒提供了可能。《中国史稿》认为,仰韶文化时期是谷物酿酒的“萌芽”期。当时是用蘖(发芽的谷粒)造酒。公元前2800-前2300年的中国龙山文化遗址出土的陶器中,有不少尊、高脚杯、小壶等酒器,反映出酿酒在当时已进入盛行期。中国早期酿造的酒多属于黄酒。
中国是最早掌握酿酒技术的国家之一。中国古代在酿酒技术上的一项重要发明,就是用酒曲造酒。酒曲里含有使淀粉糖化的丝状菌(霉菌)及促成酒化的酵母菌。利用酒曲造酒,使淀粉质原料的糖化和酒化两个步骤结合起来,对造酒技术是一个很大的推进。中国先人从自发地利用微生物到人为地控制微生物,利用自然条件选优限劣而制造酒曲,经历了漫长的岁月。至秦汉,制酒曲的技术已有了相当的发展。南北朝时,制酒曲的技术已达到很高水平。北魏贾思勰所著《齐民要术》记述了12种制酒曲的方法。这些酒曲的基本制造方法,至今仍在酿造高粱酒中使用。唐、宋时期,中国发明了红曲,并以此酿成“赤如丹”的红酒。宋代,制酒曲酿酒的技术又有进一步的发展。1115年前后,朱翼中撰成的《酒经》中,记载了13种酒曲的制法,其中的制酒曲方法与《齐民要术》上记述的相比,又有明显的改进。
中国古代制曲酿酒技术的一些基本原理和方法一直沿用至今。
在发明蒸馏器以前,仅有酿造酒,在中国主要是黄酒。中国传统的白酒(烧酒),是最有代表性的蒸馏酒。李时珍在《本草纲目》里说:“烧酒非古法也,自元时始创其法”。所以一般人都以为中国在元代才开始有蒸馏酒。其实,在唐代诗人白居易(772-846)雍陶的诗句中,都曾出现过“烧酒”;另对山西汾酒史的考证,认为6世纪的南北朝时已有了白酒。因此,可能在6~8世纪就已有了蒸馏酒。而相应的简单蒸馏器的创制,则是中国古代对酿酒技术的又一贡献。
课件42张PPT。化学·必修2(鲁科版)第3章 重要的有机化合物
第3节 饮食中的有机化合物
第1课时 乙 醇 栏目链接课 标点 击1.了解乙醇的组成、结构以及主要用途。
2.掌握乙醇的取代反应、氧化反应。 栏目链接 栏目链接知识清单课 前预 习1.乙醇的组成和结构。C2H6OCH3CH2OH羟基(—OH)2.乙醇的物理性质。无色 液态 特殊香味 小 与水以任意比互溶 栏目链接课 前预 习3.乙醇的化学性质。
(1)乙醇的催化氧化反应方程式:___________________________________,催化剂是_________
(2)乙醇的燃烧反应方程式:___________________________________,燃烧过程中产生大量的_____________________________
(3)乙醇和金属钠的反应方程式:_________________________________,这个反应的反应类型属于________反应,还原剂为______________________________。Cu热量取代Na 栏目链接课 前预 习
4.乙醇的主要用途。
(1)用作酒精灯、火锅、内燃机等的________。
(2)用作________原料。
(3)用作________。如体积分数为75%的乙醇溶液、碘酒等。
(4)用作__________。燃料化工 消毒剂 饮料 栏目链接自学检测课 前预 习1.萃取碘水中的碘,不适于做萃取剂的是( )
A.苯 B.CCl4
C.汽油 D.乙醇D萃取剂需符合下列条件:①不与被萃取物质反应;②与原溶剂互不相溶;③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。 栏目链接课 前预 习2.可用于检验乙醇中是否含有水的试剂是( )
A.无水硫酸铜 B.少量碘
C.金属钠 D.胆矾A 无水硫酸铜遇水变成蓝色;乙醇中含有水与不含有水均会溶解碘,且现象相同;乙醇、水均与金属钠反应;胆矾与乙醇、水均不反应。 栏目链接课 前预 习3.植物及其废弃物可制成乙醇燃料,下列关于乙醇燃料的说法错误的是( )
A.它是一种可再生能源
B.乙醇易燃烧,污染小
C.乙醇只能在实验室内做燃料
D.粮食作物是制乙醇的重要原料C 可以用粮食作物制取乙醇,乙醇是一种可再生能源,可作燃料,也可添加在汽油中作燃料,也是重要化工原料,乙醇燃烧产生CO2和H2O,污染小。 栏目链接 栏目链接要点1 乙醇的催化氧化课 堂解 惑1.实验操作及实验现象。 栏目链接课 堂解 惑2.反应规律。
乙醇在化学反应中的规律。(1)断键规律:
当乙醇和金属钠反应时,断开①键;乙醇的燃烧反应,所有键都断裂;当乙醇发生催化氧化反应时,断开①、②键的同时在C和O之间形成一个 C===O新键。即乙醇催化氧化的原理是: 栏目链接课 堂解 惑(2)催化氧化规律:醇能否发生催化氧化反应,以及催化氧化后的产物,都与其自身的结构特点有着密切的关系。当与—OH相连的碳原子上有2个氢原子时,醇发生催化氧化反应生成醛;与—OH相连的碳原子上有1个氢原子时,醇发生催化氧化反应生成酮 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接尝试应用课 堂解 惑BD 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接要点2 乙醇与金属钠的反应课 堂解 惑1.实验操作及实验现象。 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑要确定是哪种结构,可以通过乙醇与钠定量反应的实验进行探究,实验装置如下图所示。在烧瓶里放入几小块钠,从漏斗中缓缓滴入一定物质的量的无水乙醇。通过测量量筒中水的体积(应包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积),就可知反应生成的H2的体积。实验时应注意:①金属钠要过量;②加入乙醇时要缓慢;③读数时要冷却至室温,并使量筒中液面与广口瓶中液面平齐。 栏目链接课 堂解 惑下面是上述实验的一组数据:根据上述实验所得数据,怎样推断乙醇的结构式是A式,还是B式呢?
可以通过产生的H2的量,确定乙醇与氢气的物质的量之比来确定乙醇中可被置换的H原子的个数。由于0.100 mol C2H6O与适量Na完全反应可以生成1.12 L H2,则1.00 mol C2H6O与Na反应能生成11.2 L H2,即0.5 mol H2,也就是1 mol H。 栏目链接课 堂解 惑这就是说在1个C2H6O分子中;只有1个H可以被Na所置换,这说明C2H6O分子里的6个H中,有1个与其他5个是不同的。这一事实与A式不符,因A式中的6个氢原子是完全等同的,而与B式相符合。因此,可以推断乙醇的结构式应为B式。 由乙醇的分子式C2H6O可以看出,其结构可看作是一个乙烷分子中插入了一个氧原子,如果插到C—H键之间,则结构为CH3CH2OH,如果插入到C—C键之间,则结构为CH3OCH3,只要证明乙醇分子中的氢原子不完全相同就可证明乙醇的结构为CH3CH2OH。 栏目链接 由乙醇的分子式C2H6O可以看出,其结构可看作是一个乙烷分子中插入了一个氧原子,如果插到C—H键之间,则结构为CH3CH2OH,如果插入到C—C键之间,则结构为CH3OCH3,只要证明乙醇分子中的氢原子不完全相同就可证明乙醇的结构为CH3CH2OH。课 堂解 惑 栏目链接尝试应用课 堂解 惑2.能证明乙醇分子中含有一个羟基的事实是( )
A.乙醇完全燃烧生成水
B.0.1 mol乙醇与足量金属钠反应生成0.05 mol H2
C.乙醇能与水以任意比例互溶
D.乙醇容易挥发B 乙醇分子中只有羟基氢才能与Na反应产生H2,0.1 mol乙醇产生0.05 mol H2,说明1个分子中只有1个活泼氢原子,B正确。 栏目链接 栏目链接题型1乙醇反应时的断键方式典 例精 析例1 乙醇分子中的各种化学键如图所示,关于乙醇在各种反应中断裂键的说明不正确的是( )A.和金属钠反应时断裂①
B.在铜催化共热下与O2反应时断裂①和③
C.在铜催化共热下与O2反应时断裂①和⑤
D.在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤ 栏目链接典 例精 析乙醇与钠反应生成乙醇钠,是羟基中的O—H键断裂,A正确;乙醇催化氧化成乙醛时,断裂①和③化学键,B正确,C错误;乙醇完全燃烧时,化学键①②③④⑤全部断裂。C 栏目链接变式应用典 例精 析1.下列说法正确的是( )
A.羟基与氢氧根有相同的化学式和电子式
B.乙醇是含—OH的化合物
C.常温下,1 mol乙醇可与足量的Na反应生成11.2 L H2
D.乙醇发生催化氧化时断裂碳氧单键B 栏目链接典 例精 析 栏目链接题型2 乙醇的结构典 例精 析例2 为了确定乙醇分子的结构式是CH3—O—CH3还是CH3CH2OH,实验室利用下图所示的实验装置,测定乙醇与钠反应(放热反应)生成氢气的体积。并据此计算乙醇分子中能与金属钠反应的氢原子数目。试回答下列问题: 栏目链接典 例精 析(1)指出实验装置中的错误_____________________________________________________。
(2)若实验中用含有少量水的乙醇代替相同质量的无水乙醇,相同条件下,测得的氢气体积将________(选填“偏大”、“偏小”或“无变化”)。
(3)请指出能使该实验安全、顺利进行的关键实验步骤。(至少指出两个关键步骤) 栏目链接典 例精 析由图可知:一定物质的量的乙醇与足量的钠反应,生成氢气,再通过排水法,测定出氢气的体积,转化为氢气的物质的量,可求得1 mol乙醇中断键的氢原子的物质的量,即可判断乙醇的结构特点。
(1)广口瓶中的导管应该是“短进长出”,只有这样才有利于将水排出。
(2)如果乙醇中有少量的水,则会发生下列的两个反应:
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑,
2H2O+2Na===2NaOH+H2↑。 栏目链接典 例精 析可知,相同质量的水比乙醇放出的氢气多,所以乙醇、分液漏斗和烧瓶中都不能有水。如果有水,则产生的氢气的体积偏大。
(3)对有关物质进行量化的问题,化学反应试剂中可以乙醇定量、钠过量,也可以钠定量、乙醇过量,但是反应生成的氢气体积必须低于量筒的最大量程,广口瓶中水的体积必须大于量筒的最大量程;读取量筒内水的体积时氢气的温度应是室温,量筒与广口瓶水面等高。 栏目链接典 例精 析(1)广口瓶中进气导管插入水中,出气导管未插入水中,不能排出广口瓶中的水。
(2)偏大
(3)①检查分液漏斗和烧瓶是否干燥,检验乙醇是否无水;②在实验仪器组装完毕之后、加入化学试剂之前,要检查装置是否漏气和内部通道是否畅通;③乙醇(或钠)的加入量要保证钠(乙醇)全部反应;④化学反应结束后要使气体的温度恢复至室温,量筒与广口瓶水面等高。(所有这些,只要答出两项即可) 栏目链接典 例精 析名师点睛:乙醇的结构可以看作是乙烷分子中插入氧原子而得到,如果将氧原子插入到碳碳键之间就会得到甲醚,如果氧原子插入到碳氢键之间就会得到乙醇,只要能证明分子中的氢原子不完全相同就可以证明乙醇的结构为C2H5OH。 栏目链接变式应用典 例精 析2.乙醇的下列实验现象或性质,可以证明乙醇分子中有1个氢原子与另外的氢原子不同的是( )
A.1 mol乙醇完全燃烧可以生成3 mol的水
B.乙醇可以按任意比例与水混溶
C.1 mol乙醇可以在一定条件下氧化成l mol的乙醛
D.1 mol乙醇跟足量的金属钠反应可得0.5 mol的氢气D 栏目链接典 例精 析乙醇分子中有6个氢原子,其中1个氢原子与氧原子相连接。1 mol乙醇跟足量的金属钠反应可得0.5 mol氢气,说明1 mol乙醇中只有1 mol的氢原子可以与金属钠反应,说明这1个氢原子与其余5个氢原子是不同的。 栏目链接题型3 水、乙醇中羟基氢原子的活泼性比较典 例精 析例3 关于乙醇的说法中正确的是( )
A.乙醇结构中有—OH,所以乙醇溶于水可以电离出OH-而显碱性
B.乙醇燃烧生成二氧化碳和水,说明乙醇具有氧化性
C.乙醇与钠反应可以产生氢气,所以乙醇显酸性
D.乙醇与钠反应非常平缓,所以乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼 栏目链接典 例精 析乙醇不能电离出氢氧根离子,—OH和OH-是完全不同的微粒;乙醇的氧化反应表现的是乙醇的还原性;乙醇与钠反应比水与钠反应缓慢,说明乙醇分子中羟基上的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,水呈中性,所以乙醇不显酸性。D 栏目链接变式应用典 例精 析3.分别将一小块钠投入下列物质中,能生成氢气,但生成氢气的速率最慢的是( )
A.盐酸 B.稀硫酸
C.乙醇 D.水C 四种物质均能与钠反应生成氢气,但乙醇分子中羟基上的H不如水中的H活泼,所以钠与乙醇反应不如与水反应剧烈,而Na与酸反应要比与水的反应更加剧烈,所以生成氢气速率最慢的是乙醇。 栏目链接化学·必修2(鲁科版)
第3节 饮食中的有机化合物
第2课时 乙酸 酯(油脂)
1.下列物质中不能与乙酸发生化学反应的是( )
A.CuO B.CH3OH
C.CH3COOC2H5 D.NaClO
解析:乙酸是酸性比碳酸酸性强的弱酸,能与CuO、NaClO发生化学反应。乙酸能跟甲醇发生酯化反应,不能跟乙酸乙酯发生化学反应。
答案:C
2.若乙酸分子中的O 都是16O,乙醇分子中的O都是18O,则二者在一定条件下反应的生成物中水的相对分子质量为( )
A.16 B.18 C.20 D.22
解析:羧酸与醇在发生酯化反应时的原理为“酸脱羟基醇脱氢”,故生成的水分子中的氧原子全部是16O,故水的相对分子质量为18。
答案:B
3.(双选)下列物质中可用来鉴别乙酸、乙醇、苯的是( )
A.氢氧化钠溶液 B.溴水
C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊试液
解析:碳酸钠溶液:能与乙酸反应,故将碳酸钠溶液加入到乙酸中,有气泡产生;乙醇能与水以任意比混溶,将碳酸钠溶液加入乙醇中,不会出现分层;苯极难溶于水,将碳酸钠溶液加入苯中,出现液体分层现象。紫色石蕊试液:与乙酸变红;与乙醇互溶;与苯分层。
答案:CD
4.下列有关酯化反应的说法正确的是( )
A.醇与酸的反应都是酯化反应
B.酯化反应和中和反应原理一样
C.酯化反应既属于取代反应,也属于可逆反应
D.酯化反应的机理是羧酸去掉氢原子而醇去掉羟基
解析:醇与酸反应只有生成酯和水才是酯化反应。酯化反应属于取代反应,也是可逆反应。只有酸和碱才能发生中和反应。酯化反应机理是羧酸去掉—OH,醇去掉H原子。
答案:C
5.下列关于油脂的叙述正确的是( )
A.汽油、柴油、机油、石蜡属于油脂中的油类
B.豆油、花生油、牛油都属于酯类
C.油酸是油,猪油是脂肪
D.高级脂肪酸所形成的酯叫油脂
解析:A项,汽油、柴油、机油、石蜡属于烃类;C项,油酸属于酸;D项,高级脂肪酸与甘油形成的酯叫油脂。
答案:B
6. 下列各项属于油脂用途的是( )
①做人类的营养物质 ②制取甘油 ③制取肥皂 ④制备高级脂肪酸 ⑤制备矿物油
A.①②③④ B.仅①③⑤
C.①②④⑤ D.仅①②③
解析:该题属于识记内容,可结合油脂的性质记忆。
答案:A
7.实验室用乙酸、乙醇、浓硫酸制取乙酸乙酯,加热蒸馏后,在饱和Na2CO3溶液的液面上得到无色油状液体,当振荡混合物时,有气泡产生,主要原因可能是( )
A.有部分H2SO4,被蒸馏出来
B.有部分未反应的乙醇被蒸馏出来
C.有部分未反应的乙酸被蒸馏出来
D.有部分乙酸乙酯与碳酸钠反应
解析:产生气泡的化学方程式为:2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+H2O+CO2↑。
答案:C
8.A是一种酯,分子式为C4H8O2,A可以由醇B与酸C发生酯化反应得到,B氧化可得C。
(1)写出A、B、C的结构简式:A________,B__________,C________。
(2)写出A在碱性条件下水解的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:醇B氧化反应可得到酸C,说明B与C所含有的碳原子数相等,则可得出B为C2H5OH,C为CH3COOH,A为CH3COOC2H5。
答案:(1)CH3COOCH2CH3 CH3CH2OH CH3COOH
(2)CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
9.(双选)美国Science杂志曾经报道了“关于植物是怎样互相窃听从而发现附近是否有一个很饿的食草动物”,提出了关于植物能释放出化学“云”(挥发性有机物)的假设。下图就是一种化学“云”——茉莉酮酸酯的结构简式,有关该物质的说法正确的是( )
A.该物质能使酸性高锰酸钾溶液退色
B.该物质能与NaHCO3反应放出CO2
C.该物质可以看作是酯类化合物
D.该物质在酸性条件下水解程度比碱性条件水解程度大
解析:该物质的分子中因为含有碳碳双键,因而能使酸性高锰酸钾溶液退色,故A正确;从该有机物的结构简式可知该分子中含有酯基而不是羧基,故B错C对;该物质的分子中因为含有酯基官能团,能发生水解反应,但在碱性条件下水解程度比酸性条件水解程度大,D项不正确。
答案:AC
10.在举国欢庆新中国60华诞之际,北京大街小巷对大量盆栽花施用了S 诱抗素剂,以保证鲜
花盛开,S 诱抗素的分子结构如图所示,下列关于该分子的说法不正确的是 ( )
A.S 诱抗素含有碳碳双键、羟基、羧基
B.S 诱抗素能发生加成反应
C.S 诱抗素能和乙醇在一定条件下发生酯化反应
D.1 mol S 诱抗素剂在一定条件下可以和1 mol Na反应生成0.5 mol氢气
解析:观察S诱抗素的分子结构可知,它含有碳碳双键、羟基、羧基,A选项正确;由于分子中含有碳碳双键,所以能够发生加成反应,含有羧基能够发生酯化反应,B、C正确;分子中含有醇羟基和羧基,都可以和Na反应产生H2,所以1 mol S诱抗素能和2 mol Na反应生成1 mol氢气。
答案:D
11.下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程,请你参与并协助他们完成相关实验任务。
[实验目的]制取乙酸乙酯
[实验原理]甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯,浓硫酸的作用是__________、__________。
[装置设计]甲、乙、丙三位同学分别设计了下列三套实验装置:
请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置,应选择的装置是______________(填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置中的玻璃管改成了球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是____________________。
[实验步骤]
(1)按选择的装置组装仪器,在试管中先加入3 mL乙醇和2 mL冰醋酸,并在摇动下缓缓加入2 mL浓H2SO4。
(2)将试管固定在铁架台上。
(3)在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液。
(4)用酒精灯对试管①加热。
(5)当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
[问题讨论]
a.步骤(1)组装好实验装置,加入样品前还应____________________。
b.根据试管②中观察到的现象,可知乙酸乙酯的物理性质有________________________________________________________________________。
c.试管②中饱和NaCO3溶液的作用是________、____________、________________________________________________________________________。
d.从试管②中分离出乙酸乙酯的实验操作是________________________________________________________________________。
解析:实验室用乙醇、乙酸在浓H2SO4的催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯。浓H2SO4的作用是催化剂和吸水剂。由于乙酸、乙酸乙酯、乙醇的沸点都较低,加热时都能挥发出来,故加热后在试管②的上层为乙酸、乙醇、乙酸乙酯的混合液,用饱和Na2CO3溶液可以除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸,在上层得到乙酸乙酯(油状液体)。经分液漏斗分液即可。该实验中若导管插入液面以下有可能发生倒吸现象,所以装置要能防止倒吸。
答案:[实验原理]催化剂 吸水剂
[装置设计]乙 防倒吸
[问题讨论]a.检查装置的气密性
b.无色、不溶于水、密度比水小等
c.溶解乙醇 中和乙酸 降低乙酸乙酯的溶解度
d.分液
学会“吃”醋 健康永驻
“你真是个醋坛子!”从今天起把这句话当成恭维吧!因为会吃醋的人可是比不会吃醋的人健康多多喔!不论是古代,或是现代,甚至是欧美国家,现在可都是把醋当成健康饮品,简直比红酒还要红呢!
一、胜过许多营养补充品
醋酸具有促进新陈代谢的功效,可以帮助休息,恢复体力,预防动脉硬化、高血压。日常生活中有技巧地使用醋,将其作为调味料来进行食物的烹调,对健康有所助益。
对于健康的人而言,日常生活中若感疲劳时,血液、体液将会变成酸性,因此在激烈运动或劳动后,吃一些用醋调味的料理,将会有助于消除疲劳。
喝醋还能增进食欲并促进消化液的分泌,对摄取食物的消化吸收也有帮助。所以说,当餐桌上油腻的食物较多时,一般人都会对带有酸味的食物特别感觉美味,尤其是吃使用醋料理的食物,更是容易帮助下饭,使其他的菜也更好吃。
目前各种调味料中,已知醋具有很强的杀菌力。它能在30分钟内,杀死化脓性葡萄球菌、沙门氏菌、大肠菌、赤痢菌、腐败中毒菌、好盐性菌等。
此外,大家耳熟能详的是,醋可以治疗脚气、头虱等疾病,甚至具有解酒的功效,防止恶醉的作用。由于醋酸具有杀菌效果,当然可以用来治疗由霉菌引起的病症,何况还是很便宜的治疗方法,相当值得一试。
二、醋的保健秘方
(1)蜂蜜白醋露让人苗条。
将蜂蜜和白醋以14的比例调配,清晨刚醒来,可选择早餐前20分钟空腹喝(记得要刷牙);如果是中餐和晚餐的话,可在饭后立即饮用。
(2)醋花生降血压。
根据世界卫生组织预测,到2025年,全球将有15亿人口有血压高的问题,“红衣醋花生”是很好的降压药。取红衣花生仁浸在陈醋中,密封一周以上(密封是为了不让花生仁发霉),每天晚上睡前食用3~5颗的花生,连续服食7天为一个疗程,即可回到正常血压。
(3)告别金鱼眼。
熬夜太晚,第二天眼睛肿肿的,不过别着急,这里提供一个简单的秘方:使用适量的牛奶,加白醋与温水调匀,然后用干净的棉球蘸抹,反复在眼皮四周按摩3~5分钟,最后用热毛巾盖住双眼,每天10分钟,你也会是一个“电眼美人”。
课件52张PPT。化学·必修2(鲁科版)第3章 重要的有机化合物
第3节 饮食中的有机化合物
第2课时 乙酸 酯(油脂) 栏目链接课 标点 击1.了解乙酸的组成、物理性质和主要应用。
2.掌握乙酸的化学性质,特别是乙酸的酯化反应。
3.了解酯、油脂的组成、物理性质和主要应用。
4.掌握酯、油脂的化学性质,特别是水解反应。 栏目链接 栏目链接知识清单课 前预 习1.乙酸的组成和结构。2.乙酸的物理性质。
乙酸是______的主要成分,普通食醋中含有________的乙酸,所以俗称醋酸。它是一种有________________的无色__________,极易________,沸点为117.9 ℃,熔点为16.6 ℃,当温度低于 16.6 ℃时,乙酸就凝结成像冰一样的晶体,所以无水乙酸又称________。C2H4O2CH3COOH羧基(—COOH)食醋3%~5%强烈刺激性气味液体挥发冰醋酸 栏目链接课 前预 习3.乙酸的化学性质。
(1)具有酸的通性。遇石蕊试液与活泼金属(如Na)
与碱性氧化物(如CaO)
与碱(如NaOH)
与盐(如Na2CO3)石蕊试液________________
________________
________________
________________
________________变红2CH3COOH+2Na―→2CH3COONa+H2↑2CH3COOH+CaO―→(CH3COO)2Ca+H2OCH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+CO2↑+H2O 栏目链接课 前预 习(2)乙酸是____________酸,但酸性比碳酸要强。
(3)乙酸和乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应的方程式:____________________________________。
4.酯的结构和性质。
(1)酯的概念:__________________发生酯化反应生成的一类有机化合物。
(2)酯的结构和存在。
酯的结构、存在和用途:像乙酸乙酯这样的化合物称为酯,酯中存在__________________基团,叫酯基。弱醇和酸 栏目链接课 前预 习酯的一般通式为________________________,其中R和R′可以相同。低级酯是有_______________的液体,存在于各种水果和花草中。酯的密度一般________水,并________于水,________于乙醇和乙醚等有机溶剂。酯可用作溶剂,也可用作制备饮料和糖果的香料。芳香气味小于难溶 易溶 栏目链接课 前预 习 (3)酯的物理性质。(4)酯的化学性质——水解反应。
酯在________和________环境中都能水解,如乙酸乙酯的水解方程式为:无色 液态 芳香味 小 难溶于水 酸性 碱性 栏目链接课 前预 习由此可见酯的水解反应是酯化反应的逆反应,在酸性条件下水解不彻底而在碱性条件下由于水解生成的酸被碱中和掉,使酯的水解程度更大,可使水解趋于完全。
5.油脂的结构和性质。
(1)组成和结构。
油脂是一类特殊的________。植物油脂通常呈________,叫做油;动物油脂通常呈固态,叫做________。油脂可以看作是________酸[如________(C17H35COOH)、________(C15H31COOH)等)]跟______[丙三醇,C3H5(OH)3]所生成的酯,酯 液态 脂肪 高级脂肪 硬脂酸 软脂酸 甘油 栏目链接课 前预 习油脂的组成可用通式表示为__________________,R1、R2、R3代表烃基,可以相同,也可以不同。
(2)油脂的水解。
酸性条件下水解:
_____________________________________________
__________________________________________。 栏目链接碱性条件下水解:
____________________________________________,
油脂在碱性条件下的水解又称为皂化反应,其目的是制肥皂和甘油。课 前预 习 栏目链接课 前预 习 (3)油脂的用途。
①为人体提供________,调节人体生理活动。
②工业上生产__________________________________________和甘油。
③制____________________、_________________________________________等。能量 高级脂肪酸 肥皂 油漆 栏目链接自学检测课 前预 习1.酯化反应属于( )
A.中和反应 B.不可逆反应
C.离子反应 D.取代反应D 酯化反应为取代反应,具有可逆性。 栏目链接课 前预 习2.下列关于乙酸的性质的叙述中,错误的是( )
A.有强烈刺激性气味的无色液体
B.乙酸的沸点比乙醇高
C.乙酸的酸性比碳酸强,它能与碳酸盐反应
D.1 L 1 mol·L-1的醋酸溶液与足量Mg反应产生2 mol H2D 乙酸为一元酸,与Mg反应:2CH3COOH+Mg―→(CH3COO)2Mg+H2↑,即1 mol乙酸与足量金属Mg反应产生0.5 mol H2。 栏目链接课 前预 习3.下列物质中,由酯类组成的是( )
A.甘油 B.矿物油
C.煤油 D.牛油D 甘油不属于酯类,矿物油、煤油的主要成分为烃类;牛油属于油脂(脂肪),属于酯类。 栏目链接课 前预 习4. 油脂在酸性和碱性条件下水解的共同产物是( )
A.饱和高级脂肪酸 B.不饱和高级脂肪酸
C.硬脂酸钠 D.甘油D 栏目链接 栏目链接要点1水、乙醇、乙酸中羟基氢原子的活性比较课 堂解 惑 栏目链接尝试应用课 堂解 惑1.酒精和食醋是生活里的常用品,下列方法不能将两者鉴别开的是( )
A.闻气味
B.分别用来浸泡水壶中的水垢,看是否溶解
C.分别滴加NaOH溶液
D.分别滴加紫色石蕊试液C 二者气味不同,A项正确,乙酸能与CaCO3反应放出气泡,能使石蕊试液变红,B、D项正确,C项尽管乙酸能与之反应,但现象不明显,不能鉴别。 栏目链接要点2 乙酸乙酯的制取实验课 堂解 惑1.实验操作与装置:在一试管中加入3 mL乙醇和2 mL冰醋酸的混合物,然后边摇动试管边慢慢加入2 mL浓硫酸,加入2~3块碎瓷片,按下图所示,连接好装置。用酒精灯小心均匀地加热试管3~5 min,产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。 栏目链接课 堂解 惑2.实验现象:在液面上可以看到有透明的油状液体产生,并可闻到香味。这种有香味的无色透明油状液体就是乙酸乙酯。
3.反应原理:采用示踪原子法(H—18O—C2H5与乙酸反应)研究该反应的机理,发现18O存在于乙酸乙酯中,说明酯化反应的机理是:羧酸分子中羧基上的羟基与醇分子中羟基上的氢原子结合而生成了水,其余部分结合生成酯,即酸脱羟基醇脱氢,可以表示如下: 栏目链接课 堂解 惑 (1)像以上醇和酸作用生成酯和水的反应叫作酯化反应,该反应是可逆反应。
(2)饱和碳酸钠溶液的作用:中和挥发出来的乙酸,生成醋酸钠(便于闻乙酸乙酯的香味);溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,利于分层。所以反应完毕后振荡试管,油层会变薄。
(3)浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂。该反应是可逆反应,浓硫酸可以吸收水,从而促进反应向生成乙酸乙酯的反应方向进行。 栏目链接课 堂解 惑(4)导气管不能伸入碳酸钠溶液中,是为了防止倒吸。
(5)加入碎瓷片的目的是防止暴沸。
(6)弯导管起到导气兼冷凝的作用。
(7)小火加热的原因是防止液体剧烈沸腾,以减少乙醇、乙酸的挥发,并防止高温时发生碳化和其他副反应。
(8)实验中采取的加快反应速率的措施:加热、使用冰醋酸和无水乙醇(增大反应物浓度)和使用催化剂。
(9)反应中采取的增大反应程度的措施:增大乙醇的量、利用浓硫酸的吸水性、加热蒸馏出产物乙酸乙酯。 栏目链接尝试应用课 堂解 惑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 栏目链接课 堂解 惑A.向a试管中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加冰醋酸
B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面的原因是防止实验过程中发生倒吸现象
C.实验时加热试管a的目的是及时将乙酸乙酯蒸出并加快反应速率
D.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酸和乙醇 栏目链接课 堂解 惑 A项中,浓硫酸和其他液体混合时,应将浓硫酸慢慢加到密度比它小的液体中,故应先向a中加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸和冰醋酸。B项中,加热过程中产生的乙醇蒸气和乙酸会溶于Na2CO3溶液中,易发生倒吸现象。C项中,采取加热的方法是为了加快反应速率,同时将乙酸乙酯蒸出反应体系达到分离的目的。D项中,乙酸和乙醇会溶于Na2CO3溶液中。 栏目链接要点3乙酸乙酯在不同条件下的水解实验课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑1.操作过程:如上图所示,三支试管内所加入的蒸馏水的体积相同,乙酸乙酯的滴数相同,反应的温度相同,只是酸碱性不同,加热3~5 min后观察对比三支试管中的现象。
2.实验现象:在只加蒸馏水的试管中,乙酸乙酯的量基本未减少,还有很浓的酯香味;在加有硫酸的试管内,乙酸乙酯的量明显减少,但还留有酯香味;在加有烧碱溶液的试管内,乙酸乙酯液体和酯香味都完全消失。 栏目链接课 堂解 惑3.实验结论:在有酸或碱存在和加热的条件下,乙酸乙酯可与水发生水解反应,且在碱性条件下的水解程度大于在酸性条件下的水解程度。
4.有关说明或注意事项:
(1)三支试管中乙酸乙酯的滴数、液体总体积要相同,加热的形式、时间长短也要相同,以增强实验的对比度和可信度。
(2)乙酸乙酯的沸点为77 ℃,为了使反应液受热均匀且便于控制温度以防止乙酸乙酯的挥发,采用水浴加热方式,并控制温度在70 ℃左右。 栏目链接 (3)加热时间不能太长,以防止第一支试管内的乙酸乙酯挥发得太多,也不能加热时间太短,以防止第二和第三支试管内的乙酸乙酯水解量太少,而得不到正确的实验结果。
(4)酯的水解反应中所用的无机酸最好是稀硫酸。若用浓硫酸,则不利于酯的水解,而是有利于酯化反应;若用盐酸或硝酸,它们在加热的条件下易挥发。课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑 酯的水解反应也是可逆反应,酸和醇在硫酸的作用可以发生酯化反应,酯也可以在硫酸的作用下发生水解反应,得到酸和醇,不过水解时用的是稀硫酸而酯化时用的是浓硫酸。 栏目链接课 堂解 惑尝试应用3.为了促进酯的水解,提高酯的水解率,分别采用下列四种措施,其中效果最好的是( )
A.加热
B.加浓硫酸并加热
C.加NaOH溶液并加热
D.加稀硫酸并加热C 酯的水解反应为可逆反应,加入NaOH溶液时,NaOH中和水解生成的酸,促进酯完全水解。 栏目链接 栏目链接题型1 乙酸的酸性典 例精 析例1 可以说明CH3COOH是弱酸的事实是( )
A.CH3COOH与水能以任意比混溶
B.CH3COOH能与Na2CO3溶液反应,产生CO2气体
C.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的c(H+)比1 mol·L-1的盐酸溶液的c(H+)小
D.1 mol·L-1的CH3COOH水溶液能使紫色石蕊试液变红 栏目链接典 例精 析 A项,溶解性大小与电解质强弱无必然联系;B项,说明CH3COOH酸性比H2CO3强;C项,说明CH3COOH不完全电离,即CH3COOH是弱电解质;D项,由于CH3COOH具有酸的通性,故能使紫色石蕊试液变红。 C 栏目链接变式应用典 例精 析1.为了确认乙酸、碳酸和硅酸的酸性强弱,某化学兴趣小组同学设计如图所示装置,可供选择的试剂有:醋酸、碳酸、硅酸、碳酸钠固体、饱和NaHCO3溶液、硅酸钠溶液、澄清石灰水。 栏目链接典 例精 析(1)锥形瓶A内试剂是________,分液漏斗中所盛试剂是________。
(2)装置B中所盛试剂是_________________,试剂的作用是______________________________________;装置C中出现的现象是______________。
(3)由实验可知三种酸的酸性强弱为___________>____________>_____________(用化学式表示)。碳酸钠 醋酸 饱和NaHCO3溶液除去随CO2挥发出来的CH3COOH蒸气有白色胶状沉淀产生 CH3COOHH2CO3H2SiO3 栏目链接典 例精 析根据CH3COOH可与Na2CO3反应生成CO2,可以证明酸性:CH3COOH>H2CO3;因为CH3COOH具有挥发性,挥发出的CH3COOH对CO2与Na2SiO3溶液的反应造成干扰,所以应除去混在CO2中的CH3COOH蒸气,又因为CO2在饱和的NaHCO3溶液中的溶解度很小,所以装置B中盛放试剂为饱和NaHCO3溶液;根据CO2与Na2SiO3溶液反应生成白色胶状沉淀证明酸性:H2CO3>H2SiO3。 栏目链接题型2 酯化反应的原理典 例精 析例2 (双选)用CH3CO18OH和CH3CH2OH发生酯化反应,反应后18O原子存在于下列哪些物质中( )
A.乙酸 B.乙醇
C.乙酸乙酯 D.水 栏目链接典 例精 析 由题意,结合酯化反应的一般过程:酸分子里的羟基与醇分子里的氢原子结合成水,其余部分互相结合成酯。可知产物水中存在18O原子。又因为该反应为可逆反应,乙酸不会反应完,反应后的物质中还存在乙酸,18O的原子还存在于乙酸中。 AD 栏目链接典 例精 析名师点睛:乙醇、乙酸和乙酸乙酯分子易断化学键。(1)跟活泼的金属反应,乙醇断键①,乙酸断键⑥。
(2)乙醇跟乙酸发生酯化反应,乙醇断键①,乙酸断键⑤。
(3)乙醇发生催化氧化反应,断键①和③。 栏目链接典 例精 析(4)乙醇在浓硫酸存在和170 ℃加热的条件下脱水,断键②和④。
(5)乙酸参与复分解反应,断键⑥。
(6)乙酸乙酯水解,断键⑦。“生亦⑦,亡亦⑦”。即生成酯时,新形成的键是⑦。酯水解时,断裂的键也是⑦。 栏目链接变式应用典 例精 析BD 栏目链接典 例精 析 栏目链接题型3 油脂的组成和性质典 例精 析例3 区别植物油和矿物油的正确方法是( )
A.加水并振荡,观察是否有分层现象
B.加溴水并振荡,观察溴水是否退色
C.加酸性KMnO4溶液并振荡,观察是否退色
D.加入NaOH溶液并煮沸,观察有机物是否溶解 栏目链接典 例精 析 植物油是高级脂肪酸甘油酯,矿物油的主要成分是烃类物质,无论是酯还是烃,都不溶于水,加水后都会出现分层现象,无法区别,A项错误;植物油和矿物油中都含有碳碳双键,都能使溴水和酸性KMnO4溶液退色,所以利用溴水或酸性KMnO4溶液不能区别,B、C两项错误;油脂在NaOH溶液中可以发生水解反应,生成易溶于水的高级脂肪酸钠和甘油,矿物油在此条件下不能水解,利用此方法可以区别植物油和矿物油,D项正确。D 栏目链接典 例精 析名师点拨:油脂和矿物油的比较: 栏目链接变式应用典 例精 析3.下列关于油脂的叙述不正确的是( )
A.油脂属于酯类
B.油脂没有固定的熔沸点
C.油脂是高级脂肪酸的甘油酯
D.油脂都不能使溴水退色D 油脂的烃基中含有的不饱和键能使溴水退色。 栏目链接化学·必修2(鲁科版)
第3课时 糖类 蛋白质
第3节 饮食中的有机化合物
1.下列过程不属于化学变化的是( )
A.在蛋白质溶液中,加入饱和硫酸铵溶液,有沉淀析出
B.皮肤不慎沾上浓硝酸而呈现黄色
C.在蛋白质溶液中,加入硫酸铜溶液,有沉淀析出
D.用稀释的福尔马林溶液(0.1%~0.5%)浸泡植物种子
解析:A项,蛋白质盐析属于物理变化;B、C、D三项均为蛋白质的变性,属于化学变化。
答案:A
2.检验淀粉已完全水解的试剂是( )
A.新制Cu(OH)2悬浊液 B.碘水
C.NaOH溶液 D.稀硫酸
解析:检验淀粉已完全水解时,须检验水解液中不含淀粉。
答案:B
3.青苹果不如熟苹果甜,某学生在探究实验中发现,青苹果汁遇碘溶液显蓝色,熟苹果汁能与新制Cu(OH)2悬浊液反应,这说明( )
A.青苹果中只含淀粉不含葡萄糖
B.苹果转熟时葡萄糖聚合成淀粉
C.苹果转熟时淀粉水解为葡萄糖
D.熟苹果中只含葡萄糖不含淀粉
解析:由题给实验现象可知,青苹果汁中含淀粉,熟苹果汁中含葡萄糖。
答案:C
4.(双选)市场上有一种加酶洗衣粉,它是在洗衣粉中加入少量的碱与蛋白酶制成的。蛋白酶的催化活性很强,衣物的汗渍、血迹遇到它,都能水解而除去。下列衣料中,不能用加酶洗衣粉洗涤的是( )
A.棉织品 B.毛织品
C.腈纶织品 D.丝织品
解析:蛋白质在酶的催化作用下水解,毛织品、丝织品的主要成分均为蛋白质。
答案:BD
5.下列营养物质在人体内发生的变化及其对人的生命活动所起的作用叙述不正确的是( )
A.淀粉葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
B.纤维素葡萄糖CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
C.油脂甘油和高级脂肪酸CO2和H2O(释放能量维持生命活动)
D.蛋白质氨基酸人体所需的蛋白质(人体生长发育)
解析:在人体内有使淀粉、油脂、蛋白质水解的酶,但无使纤维素水解的酶,故在人体内纤维素不能水解。
答案:B
6. 下列有关叙述错误的是( )
A.人体中没有水解纤维素的酶,纤维素在人体中主要是加强胃肠的蠕动,有通便功能
B.油脂能增加食物的滋味,也是产生能量最高的营养物质,应尽可能多食用
C.动物的毛和皮、蚕丝都是蛋白质,可用来制作服装、药材等
D.葡萄糖是人体内主要供能物质,血液中葡萄糖含量过低会使人患“低血糖”症
解析:油脂是人体必需的基本营养物质,但摄入过量脂肪,可能引起肥胖、高血脂、高血压,也可能会诱发恶性肿瘤,因此应控制油脂的摄入量。
答案:B
7.纤维素被称为第七营养素,食物中的纤维素虽然不能为人体提供能量,但能促进肠道蠕动、吸附排出的有害物质,从纤维素的化学成分看,它是一种( )
A.脂肪 B.氨基酸
C.多糖 D.单糖
解析:纤维素的化学式可以写为(C6H10O5)n,故它是一种多糖。
答案:C
8.糖类、蛋白质是基本的营养物质,在我们的生活中扮演着及其重要的角色。如何识别这些物质的真伪,既可以检验同学们将化学知识与实际相结合的能力水平,又可以减少伪劣物品对我们生活质量的负面影响。请根据下列的实验现象填写下表:①烧焦羽毛味;②蓝色;③砖红色沉淀;④黄色
被鉴别的物质
鉴别试剂(或鉴别方法)
现象(填入序号即可)
新制氢氧化铜
碘水
硝酸
燃烧
解析:解答此题须明确某些物质的特征反应及特征现象,从而选取适宜的试剂进行鉴别。
答案:葡萄糖③ 淀粉② 蛋白质④ 蛋白质①
9.(1)取淀粉水解最终产物溶液,调到中性,滴入新制Cu(OH)2悬浊液,加热,有砖红色沉淀生成,说明水解产物是________(填名称),其结构简式是________________________________________________________________________。
(2)误食重金属盐会中毒,这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
急救办法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)浓硝酸溅到皮肤上,使皮肤呈现________色,这是由于浓硝酸和蛋白质生了________反应。
答案:(1)葡萄糖 CH2OH(CHOH)4CHO
(2)重金属盐会使人体组织的蛋白质变性,失去生理活性 服用含蛋白质丰富的食物,如牛奶、豆浆、蛋清等
(3)黄 显色
10.根据下列变化关系填空:
(1)A物质的名称________,B溶液为________,作用为________________________。
(2)写出④⑤两步反应的化学方程式,在( )中标明反应类型。
④________________________________________________________________________ ( )
⑤________________________________________________________________________ ( )
解析:淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,葡萄糖在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液反应,所以水解后先加NaOH溶液中和H2SO4才可与Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀;葡萄糖在酒化酶作用下可生成乙醇和CO2,CH3CH2OH被O2氧化成CH3CHO,继续氧化成CH3COOH,进一步与乙醇发生酯化反应生成酯和水。
答案:(1)葡萄糖 NaOH 中和稀硫酸
(2)2CH3CH2OH+O2―→2CH3CHO+2H2O 氧化反应
CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应
糖尿病的检测方法
糖尿病被称为现代疾病中仅次于癌症的第二杀手,全世界糖尿病患者有1.25亿人,我国的糖尿病患者已超过4 000万人,有效检测和及时治疗糖尿病是防治的关键。糖尿病的检测方法分为检验尿糖(葡萄糖)和血糖(血液中的葡萄糖)两种。
糖化血红蛋白检查(HbAlC):糖化血红蛋白检测与常规血糖监测方法的结合,有助于指导糖尿病患者和医师制订合理的治疗方案,从而使血糖得到较好的控制,最终减少糖尿病及其并发症发生的危险性,在糖尿病检测方法中很关键。
尿酮体检查:酮体是体内脂肪代谢的中间产物,正常人尿中酮体含量极微,定性试验为阴性。尿中酮体过多称酮尿症,可见于糖尿病酮症酸中毒、妊娠剧烈呕吐、子痫、剧烈运动、饥饿、应急状态等。
胰岛素或C肽检查:C肽与胰岛素之间有稳定的比例关系,且不受胰岛素抗体的干扰,注射的外源性胰岛素不含C肽,所以糖尿病检测方法测定血中C肽水平,可以反映内生胰岛素的水平,还可了解β细胞的功能。
在中学实验室中可采用“氢氧化铜法”,即将新制的Cu(OH)2悬浊液滴入到尿样中,充分振荡,若有砖红色沉淀生成,说明尿样中含有葡萄糖。葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液在加热煮沸的条件下发生如下反应:CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O,在该反应中,试剂中的NaOH溶液应过量,以中和反应生成的葡萄糖酸,从而有利于反应向右进行。另外,还可以将Cu(OH)2制成试纸,即用滤纸在Cu(OH)2悬浊液中浸泡,取出晒干备用,使用时将尿样滴在试纸上,观察蓝色是否迅速变为砖红色,这一方法更便捷高效。
我们要提高我们的自我保护意识,积极进行糖尿病检测方法,争取及早地发现糖尿病,及时治疗。相对于其他药物,活力元较为安全,不会伤害我们的健康,能有效的帮助我们调节血糖平衡。
课件42张PPT。化学·必修2(鲁科版)第3章 重要的有机化合物
第3节 饮食中的有机化合物
第3课时 糖类 蛋白质 栏目链接课 标点 击1.了解糖类的组成、物理性质和主要应用。
2.掌握糖类的主要化学性质。
3.了解蛋白质的组成、主要性质和主要应用。
4.掌握蛋白质的化学性质。 栏目链接 栏目链接知识清单课 前预 习1.糖类的组成。
糖类是由__________________________三种元素组成的,且分子中H、O原子个数比大多为2∶1,故通常可用通式____________________________来表示糖类,因此糖类又称为_______________________________。C、H、OCn(H2O)m碳水化合物 栏目链接课 前预 习2.糖的分类。不能再水解成更简单的糖1 mol双糖能水解成____mol单糖1 mol多糖能水解成____mol单糖____________________________________2 n C6H12O6C12H22O11(C6H10O5)n葡萄糖,果糖蔗糖,麦芽糖淀粉,纤维素 栏目链接课 前预 习3.葡萄糖的结构和性质及其用途。
(1)结构:从葡萄糖的结构式可以看出,1mol 葡萄糖分子中含有____________mol的羟基,含有____________mol的醛基,为还原性糖。5 1 栏目链接课 前预 习 (2)性质和用途。
①葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应,生成__________________色沉淀氧化亚铜,该反应可用于____________的检测。
②在人体组织中发生缓慢氧化,为生命活动提供________________,化学方程式为__________________________________________。
③葡萄糖在酒化酶的作用下能转化为________________________________________________________________________。砖红 糖尿 能量 乙醇 栏目链接课 前预 习4.淀粉的水解和检验。
(1)淀粉是绿色植物__________的产物。人体中的淀粉在______催化作用下可以逐步水解,最终生成葡萄糖。
(2)淀粉遇碘变为________,可用于检验淀粉的存在。
5.纤维素。
(1)纤维素属于天然______________,是构成植物细胞壁的基本成分。光合作用 酶 蓝色 高分子化合物 栏目链接课 前预 习(2)纤维素在一定条件下(如存在纤维素酶时)能水解而生成________,而人体内不存在纤维素水解所需要的酶,因此纤维素不能直接成为人体内的营养物质。
6.蛋白质的组成和性质。
(1)组成元素:蛋白质是由______、______、______、______、______等元素组成的,属于____________化合物。
(2)性质:
①水解:蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解,水解的最终产物是各种________________________。葡萄糖C H O N S 天然高分子 氨基酸 栏目链接课 前预 习②盐析:浓无机盐溶液使蛋白质的溶解度________________而使其从溶液中__________________的过程,这个过程是__________________的过程,继续加水时能使沉淀__________________,且不影响蛋白质的生理活性。
③变性:____________、紫外线照射或加入__________________、酸、碱,能够使蛋白质失去生理活性而聚沉,而且不可逆,这叫蛋白质的变性。
减小 析出 可逆 溶解 加热 重金属离子 栏目链接课 前预 习④显色反应:某些蛋白质与浓硝酸作用时呈________________________________________________________________________色。
⑤蛋白质的灼烧:蛋白质被灼烧时会产生__________________________的气味,常用此性质来鉴别蛋白质。黄 烧焦羽毛 栏目链接自学检测课 前预 习1.下列物质中的主要成分不属于糖类的是( )
A.小麦 B.玉米 C.大米 D.牛肉D小麦、玉米、大米的主要成分为淀粉,属于糖类,牛肉的主要成分为蛋白质。 栏目链接课 前预 习2.鉴别淀粉、蛋白质、葡萄糖水溶液,依次可分别使用的试剂和对应的现象正确的是( )
A.碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2悬浊液,砖红色沉淀
B.浓硝酸,变黄色;新制Cu(OH)2悬浊液,砖红色沉淀;碘水,变蓝色
C.新制Cu(OH)2悬浊液,砖红色沉淀;碘水,变蓝色;浓硝酸,变黄色
D.碘水,变蓝色;新制Cu(OH)2悬浊液,砖红色沉淀;浓硝酸,变黄色A 栏目链接课 前预 习鉴别物质时须用其特征反应,观察到特征现象。淀粉遇碘水变蓝色;蛋白质遇浓硝酸发生显色反应,产生黄色沉淀;葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液混合加热至沸腾产生砖红色沉淀。 栏目链接课 前预 习3.下列说法正确的是( )
A.糖类、油脂、蛋白质都能发生水解反应
B.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的
C.糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物
D.油脂有油和脂肪之分,都属于酯D A项,糖类中的单糖不能水解;B项,蛋白质由C、H、O、N等元素组成;C项,糖类中的单糖和双糖、油脂均不是高分子化合物。 栏目链接 栏目链接要点1 葡萄糖与新制氢氧化铜的反应课 堂解 惑1.实验操作:在试管里加入5%(质量分数)NaOH溶液2 mL,滴入2%(质量分数)CuSO4溶液4~5滴,振荡;然后加入2 mL 10%葡萄糖溶液,在酒精灯上加热至沸腾。观察现象。
2.实验现象:溶液中有砖红色沉淀产生。
3.反应原理:葡萄糖分子中含有醛基,具有还原性,能把反应中生成的氢氧化铜还原成砖红色的氧化亚铜沉淀。 栏目链接课 堂解 惑发生的反应为:4.注意事项:(1)要保证实验成功,所用的Cu(OH)2悬浊液必须是新制备的,且是在NaOH溶液中滴加少量CuSO4溶液,以保持碱过量。
(2)醛类与新制Cu(OH)2的反应条件必须是加热到沸腾。此反应也是醛基的特征反应,可用于醛基的检验。这一反应在医学上可用于尿糖、血糖的检测。 栏目链接 葡萄糖分子结构中含有羟基和醛基两种官能团,故葡萄糖兼有醇的性质和醛的性质。因含有羟基,故能与金属钠反应,能发生酯化反应。因含有醛基,具有比较强的还原性,能与新制的氢氧化铜和银氨溶液反应,当然也能使溴水、高锰酸钾溶液退色。课 堂解 惑 栏目链接尝试应用课 堂解 惑将下列糖类物质与其相应的性质连线。
(1)葡萄糖 a.遇碘水变蓝色
(2)蔗糖
(3)淀粉 c.在人体内不水解
(4)纤维素 d.常做甜味剂的双糖b.与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀(1)—b (2)—d (3)—a (4)—c 栏目链接 栏目链接题型1葡萄糖的性质典 例精 析例1下列有关葡萄糖的说法错误的是( )
A.葡萄糖的分子式是C6H12O6
B.葡萄糖能与新制的氢氧化铜反应
C.葡萄糖是人体重要的能量来源
D.葡萄糖属于高分子化合物 栏目链接典 例精 析葡萄糖中含有醛基,故B正确;人体从食物中摄取的淀粉、蔗糖等最终都转化为葡萄糖供细胞使用,因此C正确;一般把相对分子质量大于10 000的分子称为高分子,如淀粉、蛋白质等,故D错。D名师点睛:葡萄糖是一种单糖,是多糖水解后的最后产物,是人体能量的主要来源,分子中含有羟基和醛基,故既有醇的性质也有醛的性质。 栏目链接变式应用典 例精 析1.(双选)葡萄糖(C6H12O6)是一种重要的营养物质,下列关于葡萄糖的说法中,正确的是( )
A.葡萄糖是一种单糖
B.葡萄糖分子中有6个碳原子、6个水分子
C.常温下,葡萄糖可与新制的氢氧化铜反应
D.1 mol葡萄糖完全燃烧需要6 mol氧气AD 栏目链接典 例精 析 栏目链接题型2淀粉的水解典 例精 析回答下列问题:
(1)试剂1是________,作用是___________________________________________________。
(2)试剂2是________,作用是____________________________________________________。 栏目链接典 例精 析如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3,能否实现实验目的?________。若不能,其原因是____________________,最简单的改正措施是___________________________________________________。
(3)如何检验第①步实验已基本完成___________________________________________________。 栏目链接典 例精 析淀粉在稀硫酸的作用下能水解得到葡萄糖,淀粉的检验可以使用碘水,而葡萄糖的检验可以使用新制的氢氧化铜。(1)稀硫酸 起催化作用
(2)NaOH溶液 中和硫酸 否 硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败 直接向溶液中加入稍过量的NaOH溶液
(3)用试管取出少量水解液,加入碘水,若不显蓝色,说明水解反应已基本完成 栏目链接典 例精 析名师点睛:淀粉在酸性条件下水解,酸仅仅起到催化剂作用,故水解后是葡萄糖和酸的混合液体,而在使用新制的氢氧化铜来检验葡萄糖时,必须是在碱性环境下进行,故水解后的产物应先用碱中和酸至碱性后在检验。 栏目链接变式应用典 例精 析 栏目链接典 例精 析结论:淀粉部分水解
上述三种方案操作是否正确?结论是否正确?说明理由。 栏目链接典 例精 析淀粉水解已完全,则溶液中不再有淀粉存在,用碘水检验,溶液不会出现蓝色;淀粉尚未水解时,加入新制Cu(OH)2悬浊液煮沸,不会有砖红色沉淀产生。淀粉正在水解时,则既要用碘水检验淀粉的存在,又要用新制Cu(OH)2悬浊液检验葡萄糖的存在。 栏目链接典 例精 析甲方案操作正确,但结论错误。加入碘水溶液变蓝有两种情况:①淀粉完全没有水解;②淀粉部分水解。故不能得出淀粉尚未水解的结论。
乙方案操作错误,结论亦错误。应用稀碱溶液中和水解液中的稀硫酸,然后再做与新制Cu(OH)2悬浊液反应的实验。本方案中无砖红色沉淀出现,淀粉可能尚未水解,也可能完全水解或部分水解。
丙方案操作正确,结论正确。 栏目链接题型3蛋白质的性质典 例精 析例3下列叙述正确的是( )
A.加热会使蛋白质聚沉,因此生食鸡蛋所获营养价值高
B.所有的蛋白质遇到浓硝酸都变黄
C.误服重金属盐中毒时,可服用大量牛奶或豆浆来解毒
D.75%的乙醇溶液能使蛋白质析出而不聚沉 栏目链接典 例精 析此题考查了蛋白质的性质,生鸡蛋中含有大量的细菌以及不能被人体所吸收的蛋白质,故营养价值不高,只有部分蛋白质遇到浓硝酸(指分子中含有苯环的)才变黄,有机化合物、酸、碱、重金属盐都能使蛋白质聚沉,故只有C正确。C 栏目链接名师点睛:蛋白质的性质是考查的重点。蛋白质的性质主要有:①加入轻金属盐或铵盐的浓溶液[如Na2SO4、(NH4)2SO4]会使蛋白质析出盐析;②聚沉:向蛋白质溶液中加入酸、碱、重金属盐、乙醇、乙酸、乙醛,蛋白质会聚沉;③加入浓HNO3,部分蛋白质会变黄;④蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味,另外,通常还考查蛋白质的水解产物,天然蛋白质水解的产物是α氨基酸,氨基酸既能与酸反应又能与碱反应,做好此类题目的关键是熟练掌握蛋白质的性质。典 例精 析 栏目链接变式应用典 例精 析3.瑞典皇家科学院2009年10月7日宣布,分别来自英国、美国和以色列的三位科学家获得2009年诺贝尔化学奖。他们因在核糖体的结构和功能研究中做出突出贡献而获得该奖项。核糖体主要由蛋白质(40%)和RNA(60%)构成。下列关于蛋白质的叙述不正确的是( )C 栏目链接典 例精 析A.向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,蛋白质析出,如再加水可恢复
B.蛋白质中的蛋白质分子能透过滤纸,但不能透过半透膜
C.重金属盐使蛋白质变性,所以吞服“钡餐”会引起中毒
D.浓硝酸溅在皮肤上呈黄色,是由于蛋白质和浓HNO3发生颜色反应 栏目链接典 例精 析蛋白质的盐析是可逆过程,加水后能溶解,A正确;蛋白质的溶液属于胶体,不能透过半透膜,B正确;“钡餐”用的是BaSO4,难溶于水,不会使人中毒,C错;某些蛋白质遇到浓硝酸呈黄色,这是蛋白质的颜色反应,D正确。 栏目链接化学·必修2(鲁科版)
第4节 塑料 橡胶 纤维
1.我国禁止生产、销售、使用超薄塑料购物袋。下列对聚乙烯塑料叙述不正确的是( )
A.它属于有机高分子
B.它能产生“白色污染”
C.它形成的单体是乙烯
D.对聚乙烯塑料垃圾应进行深埋或倾倒入海
解析:将聚乙烯塑料垃圾进行深埋时因为难以分解,会对土壤造成污染,倒入海中会造成生物灾难。
答案:D
2.聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一,它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。其结构简式为,它属于( )
①无机化合物 ②有机化合物 ③高分子化合物,④离子化合物 ⑤共价化合物,
A.①③④ B.①③⑤,C.②③⑤ D.②③④
解析:从组成来看,聚丙烯酸酯属于有机物中的高分子化合物,从价键结构来看,它属于共价化合物。
答案:C
3.化学与生活息息相关,下列说法不正确的是( )
A.用食醋可除去热水壶内壁的水垢
B.淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物
C.自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致
D.新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、实用和新潮
解析:结合各选项中叙述的物质的组成、结构、性质及反应来分析、解决问题。A项热水壶内壁的水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,加入食醋会生成可溶性醋酸钙和醋酸镁;B项淀粉、蛋白质是高分子化合物,油脂不是高分子化合物;C项自行车钢架在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀而生锈;D项新型复合材料具有质量轻、硬度大、耐腐蚀等优点,被广泛应用于手机、电脑等电子产品。
答案:B
4.关于聚乙烯的说法正确的是( )
A.纯净物 B.化合物,C.有热固性 D.有热塑性
解析:聚乙烯为线型结构的高分子,故有热塑性,属于混合物。
答案:D
5.下列对于废弃塑料制品的处理方法中,最恰当的是( )
A.将废弃塑料粉碎,埋掉
B.将废弃塑料焚烧,C.将废弃塑料倒入海洋
D.将废弃塑料应用化学方法加工成防水涂料或汽油
解析:塑料制品很难降解,填埋或倒入海洋易对土壤和海水造成污染;焚烧时对大气造成污染。
答案:D
6. 下列对乙烯和聚乙烯的描述不正确的是( )
A.乙烯是纯净物,聚乙烯是混合物
B.乙烯的性质与聚乙烯相同
C.常温下,乙烯是气体,聚乙烯是固体
D.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后生成CO2和H2O的物质的量相等
解析:聚乙烯是高分子化合物,为混合物,聚乙烯是由乙烯加聚而得,它们的碳、氢质量分数分别相等。故取二者等质量完全燃烧后生成CO2和H2O的质量(或物质的量)分别相等。聚乙烯的相对分子质量很大,常温下为固体。
答案:B
7.(双选)下列关于高分子化合物的叙述正确的是( )
A.高分子化合物结构复杂,相对分子质量很大
B.高分子化合物结构简单,相对分子质量很大
C.高分子化合物是纯净物
D.高分子化合物是混合物
.解析:高分子化合物虽然相对分子质量很大,但分子中多是重复的结构单元,结构比较简单,因为重复的结构单元的个数不同,所以是混合物。
答案:BD
8.有下列12种物质:①油脂,②蔗糖,③葡萄糖,④淀粉,⑤纤维素,⑥甘油,⑦硬脂酸,⑧亚油酸,⑨天然橡胶,⑩腈纶,蚕丝,聚乙烯树脂。
(1)属于高分子化合物的是________________________________________________________________________;
(2)属于天然高分子化合物的是________________________________________________________________________;
(3)属于塑料的是________________________________________________________________________;
(4)属于纤维的是________________________________________________________________________;
(5)属于橡胶的是________________________________________________________________________;
(6)属于糖的是________________________________________________________________________;
(7)属于蛋白质的是________________________________________________________________________。
解析:解答本题须掌握有关的概念,以及各类物质的成分。
答案:
9.绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约))的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。在下列制备环氧乙烷的反应中,原子经济性最好的是( )
解析:由理想原子经济性反应的含义知,副产物越少的反应,其经济性越好,当副产物为零时,其原子经济性最好,则四个选项中,C项的原子经济性最好。
答案:C
10.在以下所对应的各对化合物中,可作为高分子化合物?的单体的是( )
解析:仔细观察该高聚物的结构简式可以看出,所给的高聚物结构实际上是完全相同的两部分,故其单体是丙烯,即CH2===CH—CH3。
答案:A
白色污染及其治理
一、白色污染及其危害
塑料的应用与发展,极大地方便了我们的生活。但是,塑料废弃物的急剧增加造成“白色污染”。填埋作业是目前处理城市垃圾的一个主要方法,但混在垃圾中的塑料物品结构稳定,是一种不能被微生物分解的材料,埋在土里经久不烂,长此下去会破坏土壤结构,降低土壤肥效,污染地下水;如果焚烧废弃塑料,尤其是含氯塑料会严重污染环境。废弃塑料对海洋的污染也已经成为国际性问题。向海洋倾倒的塑料垃圾不仅危及海洋生物的生存,而且还因缠绕在海轮的螺旋桨上,酿成多起海难事故。我国1995年颁布的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中,对治理“白色污染”也做出了具体的规定。总之,减少和最终消除“白色污染”,建立既满足当代人的需要,又不威胁子孙后代和不污染环境的绿色文明,实行可持续发展战略,是我们唯一的选择。
二、白色污染的治理方法
(1)废弃塑料资源化。就是以废弃塑料为资源,加以开发和利用,其途径有:
①直接作为材料。如市售再生塑料制品。
②制取合成高分子的单体。高分子是单体聚合而成的,那么在一定条件下可由废弃塑料再制成单体。
③制取燃料油。有些类似于石油的裂化。因为像聚乙烯等的结构类似于长链烃。
“裂化”过程可表示为:有关塑料低分子石油烃。
(2)研制生物降解塑料。方法有:
①天然高分子改造法。就是以淀粉、纤维素、甲壳素、木质素、海藻等天然高分子为原料,通过化学修饰和共聚等方法,对这些分子进行改性,可合成得生物降解塑料。
②化学合成法模拟天然高分子结构,从简单的小分子出发制备分子链上连有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些“基”有些类似天然油脂、蛋白质中的结构片断,易被生物降解,也可在高分子链中嵌入易被生物降解的链段。
③微生物发酵法。许多微生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯等物质。如英国研制出的类似聚丙烯的细菌塑料、美国研制的土豆塑料等。
课件44张PPT。化学·必修2(鲁科版)第3章 重要的有机化合物
第4节 塑料 橡胶 纤维第3章 重要的有机化合物 栏目链接课 标点 击1.了解合成高分子的组成与结构特点。
2.掌握有机高分子化合物的性质。
3.了解加聚反应的特点,能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 栏目链接 栏目链接知识清单课 前预 习1.有机高分子化合物。
(1)概念:有机高分子化合物是______________________很大的有机化合物,简称__________________。
(2)分类和性质:
有机高分子可以分为________高分子材料和________高分子材料。有机高分子具有________溶于水、________导电、________高温、________燃烧等性质。有些具有热________性,而有些具有热________性。相对分子质量高分子或聚合物 天然 合成 难 不 耐 易 塑 固 栏目链接课 前预 习线型 Ⅰ Ⅱ 体型 Ⅲ 栏目链接课 前预 习(4)聚合反应和加聚反应。
①聚合反应:由______________________________________的化合物生成相对分子质量很大的有机高分子化合物的反应。
②加聚反应:指__________________类型的聚合反应,叫________________________________,简称加聚反应。相对分子质量较小 加成 加成聚合反应 栏目链接课 前预 习③单体、链节、聚合度。能合成高分子化合物的___________物质高分子化合物中的____________的重复次数定义实例
聚乙烯____________n小分子 结构单元链节 合成树脂增塑剂 防老剂 栏目链接课 前预 习高弹性 聚异戊二烯 顺丁橡胶 丁苯橡胶 棉花、羊毛、蚕丝 人造 合成 栏目链接自学检测课 前预 习1.判断下列说法是否正确。
(1)棉花、蚕丝、植物油都属于天然高分子化合物。( )
(2)体型高分子材料制品损坏后可进行热修复。( )
(3)加聚反应属于聚合反应,也属于加成反应。( )
(4)有机高分子材料都有固定的熔点,都易燃烧。( )× × √ × 栏目链接课 前预 习2.用线把物质的名称、结构简式和单体连接起来。
物质名称 结构简式 单体(1)—b—Ⅰ (2)—c—Ⅲ (3)—a—Ⅱ 栏目链接课 前预 习3.下列物质中,属于高分子化合物的是( )
A.蔗糖 B.油脂
C.棉花 D.油酸棉花的主要成分为纤维素,其化学式为(C6H10O5)n,化学式中有n,故为高分子化合物。C 栏目链接课 前预 习4.下列说法错误的是( )
A.塑料是合成树脂
B.橡胶是具有高弹性的高分子化合物
C.化纤指人造纤维和合成纤维
D.塑料、橡胶和纤维都是天然高分子化合物D 塑料均为合成高分子化合物,橡胶分天然橡胶和合成橡胶,纤维有天然纤维和合成纤维。 栏目链接 栏目链接要点1 微粒间的几种重要关系课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑 由加聚反应生成高聚物的单体的判断。
(1)凡链节的主碳链为两个碳原子,其单体必为一种。将链节的两个半键闭合即为单体。 栏目链接课 堂解 惑(2)凡链节中主碳链为4个碳原子,无碳碳双键结构,其单体必为两种,从主链中间断开后,再分别将两个半键闭合即得单体。 栏目链接课 堂解 惑(3)凡链节中主碳链为4个碳原子,含有碳碳双键结构,单体为一种,属二烯烃: 栏目链接课 堂解 惑(4)凡链节中主碳链为6个碳原子,含有碳碳双键结构,单体为两种(即单烯烃和二烯烃)。 栏目链接课 堂解 惑 (5)凡链节中主碳链为8个碳原子,含有一个碳碳双键结构时,其单体可为一种二烯烃,两种单烯烃。含有二个碳碳双键时,其单体可为二烯烃等。 两种(或两种以上)单体可以同时进行聚合,生成含有这两种(或两种以上)结构单位的大分子。烯类及其衍生物常起共聚反应生成高分子化合物。 栏目链接课 堂解 惑1.新型弹性材料“丁苯呲橡胶”由三种单体化合而成,其结构为:则此物质是由三种单体通过______________反应化合而成,其中三种单体的结构简式为____________________、____________________、____________________。尝试应用加聚 栏目链接要点2 加聚反应的特点与类型课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接课 堂解 惑 栏目链接尝试应用课 堂解 惑2.(双选)下列合成高分子化合物的反应中,属于加聚反应的是 ( )AD 栏目链接课 堂解 惑加聚反应为加成聚合反应,是指反应物小分子中的不饱和键断开,不饱和原子相互连接成很长的直链,从而形成高分子化合物的反应,即加聚反应的实质类似加成反应,反应过程中没有小分子物质生成,故A、D为加聚反应。 栏目链接 栏目链接题型1高分子化合物的结构特点及性质典 例精 析例1 (双选)不粘锅的内壁有一薄层为聚四氟乙烯的高分子材料涂层,因而用不粘锅烧菜时不易粘锅、烧焦。以下聚四氟乙烯的叙述错误的是( )
A.在没有水时加热容易燃烧
B.其中的C—F键非常稳定
C.它的单体中含有C==C
D. 分子内支链多且互相缠绕 栏目链接典 例精 析 聚四氟乙烯与氧气不反应,在没有水时加热不会燃烧,A项错误。由于氟的非金属性最强,聚四氟乙烯中的C—F键非常稳定,B项正确。C项它的单体(CF2=== CF2)中含有C==C键,C项正确。D项聚四氟乙烯为线型高分子化合物,分子内无支链 AD 栏目链接典 例精 析名师点拨: 栏目链接变式应用典 例精 析 1.下列原料或制成的产品中,若出现破损不可以进行热修补的 是 ( )
A.聚氯乙烯凉鞋 B.电木插座?
C.聚丙烯塑料 D.聚乙烯塑料 B 栏目链接典 例精 析 线型结构的高分子具有热塑性,即加热时可以变软熔为黏稠状、流动的液体,该液体冷却后又变为固体,所以线型结构的高分子材料具有良好的可塑性,可用热修补法来修补破损的线型高分子材料。常见的线型高分子材料有:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。而体型高分子材料一经加工成型就不会受热熔化,因而具有热固性,如酚醛塑料。 栏目链接题型2高分子材料的分类典 例精 析例2下列说法正确的是( )?
A.纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色?
B.蛋白质、乙酸和葡萄糖均属电解质?
C.溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热生成乙烯?
D.乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇 栏目链接典 例精 析 A项中淀粉遇碘水变蓝而纤维素不能变蓝;B项中蛋白质和葡萄糖为非电解质;D项中食用植物油水解生成的是丙三醇而不是乙醇。 C 栏目链接变式应用典 例精 析2.(双选)属于天然高分子化合物的组合是( )?
A.聚异戊二烯橡胶、淀粉?
B.油脂、蛋白质?
C.酚醛树脂、纤维素?
D.纤维素、淀粉?AD 栏目链接 聚异戊二烯橡胶即天然橡胶、淀粉存在于植物中,纤维素存在于棉花、木材中,它们都是高分子化合物。蛋白质也是高分子化合物,存在于生物体内,是组成细胞的基本单位,因此,蛋白质也属于天然有机高分子化合物。酚醛树脂是甲醛和苯酚通过缩聚反应合成的,属于人工合成高分子化合物,而油脂结构虽然比较复杂,但它是高级脂肪酸的甘油酯,不属于高分子化合物。典 例精 析 栏目链接题型3 加聚反应单体的判断典 例精 析例3.人造羊毛在许多方面比天然羊毛更优良,其结构为:写出合成人造羊毛的单体? 栏目链接典 例精 析 按单、双键互换推断如下: 栏目链接变式应用典 例精 析B 栏目链接典 例精 析 观察高聚物的结构简式,是两种乙烯型单体共聚而成的,故单体是1,1二氟乙烯(CH2===CF2)和全氟丙烯(CF3CF===CF2)。 栏目链接化学·必修2(鲁科版)
章末知识总结
热点一 烃的燃烧规律
若烃的分子式用CxHy表示,烃完全燃烧的化学方程式可表示为:CxHy+O2xCO2+ H2O。
根据不同的情况,可总结出与烃完全燃烧有关的几条规律:
1.等物质的量的烃完全燃烧耗氧量的计算。
(1)耗O2量的多少取决于,(x+)值越大,耗O2量越大。
(2)产生CO2的量取决于x,x越大,产生CO2的量也越多。
(3)产生H2O的量取决于y,y越大,产生H2O的量也越多。
注意:实验式(最简式)相同、分子式不同的两种烃,等物质的量完全燃烧时,耗O2量并不相等。耗O2量也可用上述规律进行比较,但两种烃的耗O2的量之比、产生CO2的量之比、产生H2O的量之比完全相同,比值等于两种烃分子中C(或H)原子个数之比。
2.等质量的烃完全燃烧耗氧量的计算。
因等质量的H比等质量的C耗O2多,故:
(1)耗O2量的多少取决于,值越大,耗O2量越大。
注意:值越大,意味着烃分子中H的质量分数越大,耗O2量也越大。
(2)产生H2O的量取决于,值越大,产生H2O的量也越大。
(3)产生CO2的量取决于,值越大,产生CO2的量越小。
注意:实验式相同的烃,相同,等质量完全燃烧时耗O2量、产生CO2的量、产生H2O的量完全相同。
3.气态烃完全燃烧前后体积变化的规律。
(1)在温度超过100 ℃且燃烧前后温度、压强不变的条件下,气态烃完全燃烧前后体积的变化规律。
CxHy(g)+O2xCO2+H2O(g) ΔV
1 x+ x -1
燃烧前后气体体积的变化只与y有关:
①y=4,燃烧前后气体体积(物质的量)相等。
②y>4,燃烧前后气体体积(物质的量)增加。
③y<4,燃烧前后气体体积(物质的量)减少。
(2)在温度小于100 ℃且燃烧前后温度、压强不变的条件下,气态烃完全燃烧前后体积的变化规律。
CxHy(g)+O2xCO2+H2O(l) ΔV(减小)
1 x+ x +1
①燃烧后气体体积的减小值只与y有关。
②可根据体积差建立烃、氧气、水、二氧化碳的量的计算关系。
(双选)两种气态烃以任意比例混合,在105 ℃时,1 L该混合气体与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体的体积仍为10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是( )
A.CH4、C2H4 B.CH4、C2H6
C.C2H4、C3H4 D.C2H2、C3H6
解析:各组混合烃都可以和氧气反应并且完全燃烧,不存在因O2不足而不符合条件的情况。为了使充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积保持不变,则混合烃中的氢原子数一定等于4。而题目又要求以“任意比例”混合,因为D选项只有二者物质的量之比为11时才可以。B选项氢原子平均数一定大于4,正确答案为B、D。
答案:BD
?跟踪训练
1.某混合气体由两种气态烃组成,取2.24 L该混合气体完全燃烧后得4.48 L二氧化碳(气体均在标准状况下测定)和3.6 g水,则这两种气体可能是( )
A.CH4和C3H8 B.CH4和C3H4
C.C2H4和C3H4 D.C2H4和C2H6
解析:本题的解题思路是:由二氧化碳体积和水的质量求混合烃的平均组成,然后分析讨论确定答案。
所以混合烃分子的平均组成是C2H4。推知该混合烃中可能都是含2个碳原子的烃,或是含1个碳原子和3个碳原子的烃;它们分子中所含氢原子数如果一个大于4,另一个必小于4,所以A、C、D可以排除。
答案:B
2.两气态烃以任意比混合,在110 ℃时,1 L该混合烃与7 L氧气混合,充分燃烧后,恢复到原状况,所得水蒸气体积一定比CO2体积大。下列各组烃符合此条件的是( )
A.C3H4、C2H6 B.C2H2、C3H6
C.C2H2、C3H8 D.C2H4、C2H6
解析:分子中每一个C产生一个CO2,每两个H产生一个H2O,因此要使水蒸气的体积比CO2的体积大,必须生成的水的物质的量大于CO2的物质的量,满足的条件为H原子个数大于C原子个数的两倍。
答案:D
热点二 计算烃分子式的方法
1.直接求算法。
直接求算出1 mol气体中各元素原子的物质的量,即可推出分子式。如果给出一定条件下的气体密度(或相对密度)及各元素的质量比,求其分子式的途径为:密度(或相对密度)→摩尔质量→1 mol气体中各元素原子的物质的量→分子式。
2.最简式法。
根据分子式为最简式的整数倍,因此利用式量及求得的最简式可确定其分子式。如烃的最简式求法为:
n(C) n(H)==ab
最简式CaHb,则分子式为(CaHb)n,n=。
3.余数法。
(1)用烃的相对分子质量除以14,看商数和余数。
=
其中商数为烃中的碳原子数。
(2)若烃的类别不确定:CxHy,可用相对分子质量M除以12,看商和余数。
4.化学方程式法。
利用燃烧反应方程式,要抓住以下关键:气体体积变化;气体压强变化;气体密度变化;混合物平均分子量等。同时可结合适当方法,如平均值法、十字交叉法、讨论等技巧,速解有机物的分子式。
(1)两混合烃,若其平均相对分子质量小于或等于26,则该烃中必含甲烷。
(2)两混合气态烃,充分燃烧后,生成CO2气体的体积小于2倍原混合烃的体积,则原混合烃中必含CH4,若生成水的物质的量小于2倍原混合烃的物质的量,则必含C2H2。
(3)气体混合烃与足量的氧气充分燃烧后,若总体积保持不变(温度在100 ℃以上),则原混合烃中的氢原子平均数为4;若体积扩大,氢原子平均数大于4;若体积缩小,氢原子平均数小于4,即必含 C2H2。
(4)当烃为混合物时,一般是设平均分子式,结合反应式和体积求出平均组成,利用平均值的含义确定各种可能混合烃的分子式。有时也利用平均相对分子质量来确定可能的组成,采用十字交叉法计算较为简捷。
(5)当条件不足时,可利用已知条件列方程,进而解不定方程,结合烃CxHy中的x、y为正整数,烃的三态与碳原子数相关规律(特别是烃的气态时,x≤4)及烃的通式和性质,运用讨论法,可简捷地确定气态烃的分子式。
某气态烃对空气的相对密度为2,在氧气中充分燃烧1.16 g这种烃,并将所得产物通过装有无水氯化钙的干燥管和装有碱石灰的干燥管,当称量这两个干燥管的质量时,它们依次增重1.8 g和3.52 g。这种烃的化学式是( )
A.C2H6 B.C4H10
C.C5H10 D.C5H12
解析:烃的相对分子质量为:29×2=58。
方法一:设烃的化学式为CxHy,据:
CxHy+(x+)O2xCO2+H2O
58 44x 9y
1.16 g 3.52 g 1.8 g
=,x=4
=,y=10
该烃化学式为C4H10。
方法二:烃分子与其所含C、H原子的物质的量之比为:
n(CxHy) n(C) n(H)= (×1) (×2)=1410。
即1 mol烃分子中含4 mol碳原子,10 mol氢原子。化学式为C4H10。
答案:B
?跟踪训练
3.碳、氢、氧3种元素组成的有机物A,相对分子质量为102,含氢的质量分数为9.8%,分子中氢原子个数为氧的5倍。
(1)A的分子式是________。
(2)A有2个不同的含氧官能团,其名称是________。
解析:m(H)=102×9.8%≈10,所以N(H)=10,所以,设该有机物分子式为:CnH10O2,有12n+10+32=102,所以n=5,所以分子式为C5H10O2。因为A中有两个不同的含氧官能团,并且它的不饱和度为1,所以一个为羟基另一个为醛基。
答案:(1)C5H10O2 (2)羟基 醛基
4.吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡分子中含C 71.58%、H 6.67%、N 4.91%,其余为O。已知其分子量不超过300,试求吗啡的分子式。
解析:(1)若吗啡中只含有1个N原子时,则吗啡的分子量为:从题设限定条件看,此吗啡中只能含1个氮原子,否则,其分子量将大大超过题设分子量的最高限定值。故吗啡的分子量为285。,(2)1个吗啡分子中含C原子、H原子和O原子的个数分别为,故吗啡的分子式为C17H19NO3。
答案:C17H19NO3
化学必修2(鲁科版)
章末过关检测卷(三)
第3章 重要的有机化合物
(时间:50分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括20小题,每小题3分,共60分)
1.下列关于有机物的说法正确的是( )
A.“西气东输”中的“气”主要成分是甲烷 B.乙烯的结构简式为CH2CH2
C.分子式为C6H6的物质一定是苯 D.乙烯使溴水退色说明乙烯与溴发生了取代反应
解析:B项应为CH2===CH2,C项不一定是苯,也可能是其他烃,D项发生加成反应。
答案:A
2.将下列各种物质分别与溴水混合并振荡,不能发生反应,静置后溶液分层,且溴水层几乎无色的是( )
A.乙酸 B.己烯 C.苯 D.酒精
解析:乙酸、酒精与溴水互溶不分层,己烯与溴单质发生加成反应,苯能萃取溴水中的溴单质。
答案:C
3.现代建筑装饰材料日新月异,更新换代很快,但都有一个共同的缺点,易燃易引起火灾。由此判断现代装饰材料的主要成分是( )
A.大理石 B.硅酸盐 C.有机物 D.金属化合物
解析:由于大理石、硅酸盐、金属化合物都不易燃烧,而大多数有机物易燃烧,由题意知,应选C项。
答案:C
4.下列关于有机物说法正确的是( )
A.甲烷、乙烯和苯的分子中原子都在同一平面上
B.苯和乙烯都可使溴的四氯化碳溶液退色
C.甲烷、乙烯、乙醇都能发生氧化反应
D.植物油属于高分子化合物
解析:A项中甲烷分子为正四面体;B项中苯不能使溴的四氯化碳溶液退色;D项中植物油不属于高分子化合物。
答案:C
5.(双选)下列关于化学反应的叙述正确的是( )
A.取代反应就是有机化学中的置换反应
B.乙烯易发生加成反应,苯能发生取代反应
C.化合反应包括加成反应,它们之间的关系是包含关系
D.通过加成反应可以形成高分子化合物
解析:A中取代反应中的生成物都是化合物,不符合置换反应的定义,取代反应不属于置换反应。C中加成反应的反应物可以是一种,而化合反应的反应物是两种或两种以上,不存在包含关系。
答案:BD
6.有关天然水解产物的叙述不正确的是( )
A.油脂水解可得到丙三醇 B.可用碘检验淀粉水解是否完全
C.蛋白质水解的最终产物均为氨基酸 D.纤维素水解与淀粉水解得到的最终产物不同
解析:通过分析我们发现,解答本题应注意各天然物质的基本组成,并注意水解的程度。因为油脂是高级脂肪酸甘油酯,其水解后均可得到丙三醇,所以A正确;若淀粉水解完全,加碘后不变蓝,若水解不完全,则变蓝,故B正确;蛋白质水解的最终产物均为氨基酸,C正确;纤维素和淀粉水解的最终产物都是葡萄糖,故D错误。
答案:D
7.下列反应中,属于取代反应的是( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
解析:根据取代反应定义可知,生成物和反应物均至少有两种,故①②错误。
答案:B
8.硫酸在下列反应中,只起催化作用的是( )
①乙酸和乙醇的酯化反应 ②苯的硝化反应
③油脂的水解反应 ④淀粉的水解反应
A.①④ B.②④ C.③④ D.①③
解析:酯化反应中使用浓硫酸,作催化剂和吸水剂;苯的硝化反应中使用浓硫酸,作催化剂和脱水剂;油脂的水解反应中使用稀硫酸,只作催化剂;淀粉的水解反应中使用稀硫酸,只作催化剂,故选C项。
答案:C
9.只用一种试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、淀粉溶液,这种试剂是( )
A.NaOH溶液 B.新制Cu(OH)2悬浊液
C.碘水 D.Na2CO3溶液
解析:乙酸使Cu(OH)2悬浊液变澄清;葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应产生砖红色沉淀;淀粉溶液与Cu(OH)2不反应。
答案:B
10.下列有关有机化合物的性质和用途的说法正确的是( )
A.乙烯分子与苯分子中碳碳键不同
B.乙烷、乙烯分子结构中都含有不饱和碳原子
C.乙醇既可以做燃料,也可以在日常生活中使用,如无水乙醇可用于杀菌、消毒
D.淀粉、油脂、蛋白质都属于高分子化合物
解析:乙烯分子中的碳碳键为双键,苯分子中的碳碳键是介于单键、双键之间的独特的键,A项正确;B项中乙烷中不含不饱和碳原子,C项中75%的乙醇可用于杀菌消毒,D项中油脂不属于高分子化合物,B、C、D项错误。
答案:A
11.能把乙醇、乙酸、乙酸乙酯、葡萄糖四种无色溶液区别开来的是( )
A.新制Cu(OH)2悬浊液 B.溴水
C.酸性KMnO4溶液 D.石蕊溶液
解析:
物质
现象
试剂
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
葡萄糖
A
无变化
变澄清
分层
加热产生砖红色沉淀
B
无变化
无变化
分层
退色
C
退色
无变化
分层
退色
D
无变化
变红
分层
无变化
根据以上现象,故选A项。
答案:A
12.下列关于有机化合物的认识不正确的是( )
A.油脂在空气中完全燃烧转化为水和二氧化碳
B.蔗糖、麦芽糖的分子式都是C12H22O11,二者互为同分异构体
C.在水溶液里,乙酸分子中的—CH3可以电离出H+
D.在浓硫酸存在下,苯与浓硝酸共热生成硝基苯的反应属于取代反应
解析:本题考查与日常生活关系密切的几种有机物的性质与组成。油脂只含C、H、O三种元素,A项正确;蔗糖、麦芽糖组成相同但结构不同,B项正确;乙酸电离时,—COOH上的氢原子发生电离,C项错误;苯中氢原子被硝基取代生成硝基苯,D项正确。
答案:C
13.下列实验事实可以用同一反应原理解释的是( )
A.活性炭、氯气都能使品红溶液退色
B.苯、乙烯均能使溴水退色
C.乙烯、氯乙烯都能使溴水退色
D.淀粉、蛋白质都能发生显色(或颜色)反应
解析:活性炭由于吸附作用而使品红溶液退色,Cl2与水反应生成的HClO有强氧化性,可使品红溶液退色,乙烯与溴发生加成使其退色,苯可以萃取溴使其退色;乙烯、氯乙烯都含“”,故使溴水退色的原理相同;淀粉遇I2变蓝,蛋白质遇HNO3变黄,二者原理不同。
答案:C
14.将淀粉水解并用Cu(OH)2碱性悬浊液检验水解产物的实验中,要进行的主要操作有: ①加热;②滴入稀硫酸; ③加入新制的Cu(OH)2悬浊液; ④加入NaOH溶液中和,以上各步操作的先后顺序的正确排列是( )
A.①②③④① B.②①④③①
C.②①④③ D.④③①②①
解析:加热既是淀粉在酸催化作用下水解反应的条件,也是其水解产物葡萄糖与新制Cu(OH)2发生反应的条件。滴入稀硫酸用来催化淀粉水解,加入NaOH溶液是为了中和用作催化剂的硫酸。
答案:B
15.下列关于常见有机物的说法不正确的是( )
A.乙烯和苯都能与溴水反应
B.乙酸和油脂都能与氢氧化钠溶液反应
C.糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质
D.乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
解析:A项,苯与溴水不反应;B项,乙酸与NaOH发生中和反应,油脂发生水解反应;C项,糖类、油脂、蛋白质都是人体重要的营养物质;D项,乙烯可被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性高锰酸钾溶液退色,而CH4不与KMnO4反应。
答案:A
16.某乙醇的水溶液中,乙醇所含的氢原子与水所含的氢原子数相等,该溶液中乙醇的质量分数为( )
A.78% B.46% C.23% D.11.5%
解析:
答案:B
17.下列除去杂质的方法正确的是( )
①除去乙烷中少量的乙烯:光照条件下通入Cl2,气液分离;②除去乙酸乙酯中少量的乙酸:用饱和碳酸钠溶液洗涤,分液、干燥、蒸馏;③除去CO2中少量的SO2:气体通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶;④除去乙醇中少量的乙酸:加足量生石灰,蒸馏。
A.①② B.②④ C.③④ D.②③
解析:乙烷中混有少量乙烯应用溴水进行洗气。若按题目叙述在光照条件下通入Cl2,不仅会引入新的杂质,而且会反应掉主要的物质乙烷,因此①是错误的。因乙酸能与饱和碳酸钠溶液反应而乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度较小,因此②是正确的。因为CO2会与碳酸钠溶液反应CO2+H2O+Na2CO3===2NaHCO3,从而使主要物质CO2消耗,因此③是错误的。若乙醇中混有少量的乙酸,加入生石灰后,生石灰会与杂质乙酸和新生成的水反应,再利用蒸馏可以得到纯净的乙醇,所以④是正确的。
答案:B
18.生活中的问题常涉及化学知识,下列过程不涉及化学变化的是( )
A.用食醋除去暖瓶内的水垢
B.鸡蛋白溶液中加入硫酸铵饱和溶液后析出白色沉淀
C.碘单质遇淀粉变蓝
D.用75%的乙醇溶液进行皮肤消毒
解析:判断物理变化和化学变化的依据是看是否有新物质生成。A中用食醋除去暖瓶中的水垢,是利用乙酸与水垢中的CaCO3、Mg(OH)2反应生成可溶性的醋酸钙和醋酸镁,有新物质生成,是化学变化;B中蛋白质溶液中加入硫酸铵溶液析出蛋白质是盐析,是降低了蛋白质的溶解性造成的,是物理变化;C中淀粉遇碘变蓝属于化学变化;D中用75%的酒精进行皮肤消毒是使蛋白质变性,属化学反应。
答案:B
19.(双选)乙烯和丙烯按1∶1(物质的量比)聚合时,生成聚乙丙树脂,该聚合物的结构简式可能是( )
解析:乙烯和丙烯发生加聚反应时,双键断开为单键,不饱和的碳原子相互连接形成长链。则乙烯和丙烯按11(物质的量比)聚合时可表示为:选项中A、B结构简式分别与上述两式相同。(由于值很大,在乙丙树脂中均为每隔3个碳原子就出现一个“—CH3”,故上述两种乙丙树脂的结构简式的实质是结构相同,它们是同一种物质的两种表达式)。
答案:AB
20.某酯的结构中存在“”结构,则合成该酯的原料不应该是 ( )
解析:根据酯化反应和酯的水解反应的机理,酯水解时断裂酯基中的C—O键,生成发生酯化反应的醇和羧酸,可知“”中的18O不可能来自羧酸,只能来自醇,故R—16OH不可能是合成该酯的原料。
答案:D
二、非选择题(本题包括5小题,共40分)
21.(8分)有机物A(C6H8O4)为食品包装纸的常用防腐剂,可以使溴水退色,难溶于水,但在酸性条件下可发生水解反应,得到B(C4H4O4)和甲醇。通常状况下B为无色晶体,能与氢氧化钠溶液发生反应。
(1)A可以发生的反应有________。
①加成反应 ②酯化反应 ③加聚反应 ④氧化反应
(2)B分子所含官能团的名称是__________________。
(3)B分子中没有支链,其结构简式是________________________。
B具有的相同官能团的同分异构体的结构简式是____________________________。
(4)由B制取A的化学方程式是:________________________________________________________________________。
(5)天门冬氨酸(C4H7NO4)是组成人体蛋白质的氨基酸之一,可由B通过以下反应制取:
则天门冬氨酸的结构简式是________________________________________________________________________。
解析:本题考查了官能团的性质、同分异构体的书写、有机物分子结构的推断等知识。(1)由于A能使溴水退色,说明分子中含碳碳双键,故能发生加成反应、加聚反应和氧化反应。(2)A在酸性条件下水解得到B和醇,说明A含酯基,B含羧基和碳碳双键。(3)由A、B的分子组成知B中应该含两个羧基,且B分子中没有支链,可推出B的结构。(5)由B到C应该是加成,C中应含氯原子,由C到天门冬氨酸必然是—NH2取代了氯原子。,
答案:(1)①③④ (2)碳碳双键、羧基
(3)HOOCCH===CHCOOH CH2===C(COOH)2
22.(6分)感光性高分子也称为“光敏性高分子”,是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。其结构简式为:
试回答下列问题:
(1)已知它是由两种物质经酯化后聚合而成的,试推断这两种物质的结构简式:______________________、______________________。
(2)写出这两种物质生成聚合物的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)对此聚合物的性质判断不正确的是( )
A.在酸性条件下可以发生水解 B.此聚合物不能使溴的四氯化碳溶液退色
C.此聚合物可以使酸性KMnO4溶液退色 D.此聚合物可与溴发生取代反应
E.此聚合物水解后可得到另外一种聚合物
解析:
23.(8分)A是化学实验室中最常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,并能进行如图所示的多种反应。
(1)写出A的化学式________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
反应①________________________________________________________________________;
反应②________________________________________________________________________;
反应③________________________________________________________________________;
反应④________________________________________________________________________。
解析:本题主要考查乙醇的性质及有关方程式的书写,从图中发生的四种反应并结合题干信息可以判断A是乙醇,故可知B是CO2,E为乙醇钠,C为乙酸乙酯,D为乙醛。
答案:(1)C2H6O
24.(10分)实验室可用冰醋酸(CH3COOH)和异戊醇合成乙酸异戊酯,其实验装置如右图所示,操作过程如下:
①向圆底烧瓶中加入几粒碎瓷片,先后注入15 mL(0.14 mol)异戊醇和20 mL(0.35 mol)冰醋酸,最后小心加入5 mL浓H2SO4,振荡使其不再分层。
②在烧瓶上安装水冷凝管,连好上、下水,然后加热装置1 h冷却至室温。
③把烧瓶内混合液倒入盛有饱和Na2CO3溶液的锥形瓶中,振荡后静置。
④把③中水层分离出后,再用蒸馏水洗涤有机层几次,并将洗涤后水层分离出。
⑤将分离的有机层转移到另一锥形瓶中,加入无水MgSO4或Mg(NO3)2处理。最后将处理后的有机层经135~143 ℃蒸馏,即得乙酸异戊酯产品。
试回答以下问题:
(1)写出乙酸和异戊醇合成乙酸异戊酯的化学方程式________________________________________________________________________,
其中浓H2SO4的作用是________________,烧瓶内碎瓷片的作用是________________________。
(2)水冷凝器的作用是________________________________,冷凝管的a口是冷却水的________(填“进口”或“出口”)。
(3)乙酸和异戊醇物质的量之比0.35∶0.14大于1∶1,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)③中饱和碳酸钠的作用是________________________________________________________________________。
⑤中无水MgSO4或Mg(NO3)2的作用是________________________________________________________________________。
(5)步骤③的操作应用________(填仪器名称),洗涤分离出水层后,应怎样把有机层转移至锥形瓶里____________________________________________________。
解析:此题是有关有机物制备的实验题。题中完整地给出乙酸异戊酯的合成过程,且设问中的5个小题都是围绕着实验原理和操作方法提出的。表面上考核的是合成乙酸异戊酯的实验内容,但实质上还是考查中学制备乙酸乙酯的实验,当然,试题中的装置和操作又与中学的乙酸乙酯实验有所不同,即增加了对冷凝管、分液漏斗的使用的考查。这将有助于提高我们的信息迁移能力,同时提高分析和解决问题的能力。
(1)酯化反应的实质是羧酸脱羟基、醇脱氢结合成水的取代反应,其中浓硫酸在反应中起催化剂和脱水剂的作用,为了防止在加热过程中液体暴沸,预先在烧瓶中加入碎瓷片。
(2)酯化反应的进行是需要加热的,但其反应物冰醋酸和异戊醇及其生成物乙酸异戊酯都属于低沸点物质,故在反应过程中极易形成蒸气逸出,为了使反应物充分利用,常用冷凝管使蒸气冷凝回流。使用冷凝管时要注意水流方向,即水流方向应与被冷却气体的流向相反,即图中的a口应是出水方向。
(3)从乙酸与异戊醇的反应方程式:
可以看出,乙酸与异戊醇是按11的方式消耗的,但由于该反应是可逆反应,为了提高成本较高的异戊醇的转化率,常使廉价的乙酸过量。
(4)反应完毕后,烧瓶中的混合液中含有H2SO4、乙酸、异戊醇、乙酸异戊酯、水等物质,倒入饱和Na2CO3溶液中后,混合液中的H2SO4和过量的乙酸将与Na2CO3反应而最后位于水层,有机层主要是乙酸异戊酯和异戊醇,另有少量的水,蒸馏可使乙酸异戊酯和异戊醇分离,蒸馏时加入MgSO4或Mg(NO3)2可吸收有机层中的水分[可联想工业制浓HNO3时加Mg(NO3)2吸水]。
(5)③中所得分层后的混合物,用分液漏斗进行分离,使用分液漏斗分液时要注意:下层液体从分液漏斗的下端流出,上层液体应从分液漏斗的上口处倒出。
答案:
(2)冷凝回流 出口
(3)因该反应是可逆反应,增大廉价的乙酸的量,可以提高异戊醇的转化率
(4)洗涤乙酸异戊酯中的H2SO4和过量的CH3COOH 吸收乙酸异戊酯中残留的水
(5)分液漏斗 应将有机层从分液漏斗的上口处倒出
25.(8分)如图所示为某化学兴趣小组设计的乙醇氧化的实验装置(图中加热仪器、铁架台、铁夹等均未画出)。
图中:A为无水乙醇(沸点为78 ℃),B为绕成螺旋状的细铜丝或银丝,C为无水硫酸铜粉末,D为碱石灰,F为新制的Cu(OH)2悬浊液。
(1)E处是一种纯净物,其发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)为了使A中的乙醇平稳汽化成蒸气,可采用的加热方法是________________________________________________________________________;
D处使用碱石灰的作用是________________________________________________________________________。
(3)能证明乙醇反应后的产物的实验现象是__________________________。
(4)图中G处导管倾斜的作用是____________________________________。
解析:该实验的原理为:
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,结合实验原理,推测题给装置的作用;E装置的作用是制取O2;A装置的作用是将无水乙醇转化为蒸气且与O2充分混合;G装置的作用是冷凝回流兼导气;B处为乙醇的催化氧化;C处为检验乙醇催化氧化所得产物水;D装置的作用是防止F中的水蒸气与C处的无水CuSO4粉末反应而干扰实验结果;F装置的作用是检验乙醇催化氧化的产物乙醛。
答案:(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)将试管A放入78℃(或略大于78℃)的热水浴中 防止F中的水蒸气与C处的无水硫酸铜反应而干扰实验结果
(3)C处无水硫酸铜粉末变成蓝色,F处产生砖红色沉淀
(4)使冷凝了的乙醇回流到A试管中