华师大版九年级上第二章常见的有机物(浙江省宁波市鄞县)

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第二章 常见的有机物
【概念与规律】
一、身边的有机物
1、几种简单的有机物
名称 化学式 性　质 特　点
甲烷 CH4 无色无味可燃性气体 也称沼气，是天然气石油气主要成分
乙烷 C2H6 存在于天然气与焦炉煤气中
丙烷 C3H8 液化石油气主要成分
丁烷 C4H10
乙烯 C2H4 化工原料、催熟剂 衡量一个国家石油化工水平
苯 C6H6 化工原料、毒性
2、食物中的有机物
名称 组成元素 生理功能
糖类 主要C、H、O ①供能能量；②是组织细胞的重要组成部分
脂肪 主要C、H、O ①贮能物质；②帮助消化吸收维生素A、D、E、K等；③帮助调节体温；④包裹生命器官（如心脏等），起保护固定作用。
蛋白质 C、H、O、N等 ①构成生命的有形实体；②贯穿生命过程每一步骤；③参与很多生理功能的调控；④氧化供能。
3、有机物与无机物的一般区别
有机物 无机物
状态 熔沸点低 一般熔沸点高
可燃性 大多易燃烧 大多不易燃烧
溶解性 易溶于有机物 易溶于水
反应性 反应速率慢，副反应多 反应迅速
4、化学能是贮存在物质内部，仅在化学反应时才释放出来的能量。
二、高分子化合物
1、高分子化合物的相对分子质量高达几万甚至几千万，由成千上万个小分子（一种或几种）聚合而成，有线型、支链型和体型三种结构形态。
2、塑料
（1）性质特点：具有可塑性，轻巧美观，可制成各种形状，不怕浸水，便于携带但不能降解。
（2）种类：
①按受热表现分：热塑性：呈线型或支链型，可反复加热软化和冷却成型；
　　　　　　　　　 热固性：加热成型后，线型变体型，受热不能软化。
通用塑料：占80%，如聚乙烯、聚氯乙烯等；
②按性能用途分： 工程塑料；
特种塑料。
3、纤维
（1）性质特点：长度比直径大100倍以上，有柔韧性；
（2）种类：
①天然纤维，如棉、麻、毛、丝等；
人造纤维
②化学纤维， 尼龙（结实耐磨）
合成纤维 涤纶（抗皱保形）
晴纶（蓬松柔软）
它们的共同特点是：不霉不蛀、强度高、易洗易干；缺点是：易起静电、吸水性、透气性差。
4、橡胶
（1）天然橡胶特点：分子螺旋状，具有高弹性，受热变软发黏，遇冷变硬。
（2）合成橡胶分为通用橡胶和特种橡胶两类。
三、矿物燃料
1、煤
（1）成因：远古植物在地下缺氧条件下，经漫长岁月逐渐转变而成。
（2）组成元素：主要是碳，还有H、O、N、S、P等，煤是有机物和无机物的混合物。
（3）煤的综合利用，主要有经过干馏（焦化）得到焦炭、煤焦油和焦炉气，经过汽化得到煤气，经过液化得到人造石油。
2、石油
（1）成因：远古动植物遗体在地下经过漫长而复杂的变化形成
（2）组成元素：主要C和H，还有O、N、S等。
（3）石油是许多沸点不同的有机物的混合物，可用分馏的方法炼制。
3、天然气
（1）成因：与石油相似；
（2）主要成分：甲烷CH4；
（3）天然气是“清洁”燃料，宝贵的化工原料。
【启迪与拓展】
例1 下列关于有机物的说法正确的是（　）
A．只有在生物体内才能合成的物质
B．有机物都难溶于水，而易溶于有机溶剂
C．有机物都是含碳的复杂化合物
D．有机物晶体一般为分子晶体，熔点、沸点较低
分析： 　
有机物并不一定要在生物体内才能合成，如化工厂内由无机物CO2和NH3反应生产有机物尿素CO(NH2)2，故A是错误的。并不是所有的有机物都不溶于水而易溶于有机溶剂的，如乙醇可与水以任意比互溶；而乙酸钠是有机物，但它是离子化合物，易溶于水而较难溶于有机溶剂，故B也是错误的。有机物虽都含碳，但并不多是复杂化合物，如甲烷的分子结构就是正四面体的并不复杂的化合物，结构简单与复杂只是个相对的概念，不是区别有机物和无机物的特征标志，故C也是错误的，答案为D。
例2 某有机物在氧气里充分燃烧，生成的二氧化碳和水的质量之比为22∶9，由此可得出的正确结论是（　）
A．该有机物分子中碳、氢、氧原子个数比为1∶2∶3
B．该有机物分子中碳、氢原子个数比为1∶2
C．该有机物分子中肯定含氧元素
D．无法判断该有机物中是否含有氧元素
分析：
生成二氧化碳和水说明该有机物中肯定含有C和H，它们的质量之比为22∶9，说明生成的二氧化碳和水的分子个数比为1：1，所以碳、氢原子个数比为1∶2。但不能确定有机物中是否含有氧，因为生成物中二氧化碳和水蒸气中所含的氧，可能由氧气提供，也可能由有机物和氧气共同提供。答案为B、D。
例3 27g某有机物在足量氧气中燃烧，生成88g二氧化碳和27g水，此有机物对氧气的相对密度是1.6875，求该有机物的化学式。
分析：　
我们可以先求出最简式和式量，再根据有机物的相对分子质量求出化学式，假设该有机物的化学式的最简式为CmHn，则：
m C:n H=（88×12÷44）:（27×2÷18）=2:3
该有机物的最简式为C2H3，式量为27
设该有机物的化学式为(C2H3)x，
该有机物的相对分子质量=1.6875×32=54
X=54÷27=2
所以该有机物的化学式为C4H6。
例4 下列说法错误的是（　）
A．把煤加强热使之分解的过程叫干馏
B．煤的干馏包含着物理变化和化学变化
C．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．萘和蒽分子中尽管含有苯环，但它们不属于苯的同系物
分析：　
干馏是物质隔绝空气加强热的过程。A选项中没有强调指出“隔绝空气”这个重要特征条件，因此是错误的。C选项中说煤中含有苯和甲苯是错误的，应是煤经过高温干馏后所得的煤焦油中含有苯和甲苯，它们是煤干馏后生成的产物。故答案为A、C。
例5 有4.6g某有机物，在充足的O2中完全燃烧，只能生成CO2和H2O，将产生的气体先通过浓H2SO4，浓H2SO4的质量增加了5.4g，再通过碱石灰，碱石灰质量增加8.8g。试确定该有机物的分子式，并写出其可能的结构简式。
分析：　
（1）燃烧只生成CO2和H2O，说明该有机物中一定含有C、H元素，可能还有O元素。
（2）浓H2SO4增重5.4g为H2O，碱石灰增重的8.8g为CO2。
设该有机物分子式为CxHyOz　(z=0，1，2…)
Cx HyOz + O2 ――→x CO2+ y/2 H2O
12x+y+16z 　　　44x 9y
4.6 　　　8.8 5.4
有二式　（12x+y+16z）÷4.6＝44x÷8.8
　　　　 （12x+y+16z）÷4.6＝9y÷5.4
解得：y＝3x　，x＝2z
x，y，z的具体值无法确定，因此对二式进行讨论：
当z=0时，x=0(舍)
当z=1时，x=2，y=6，C2H6O(合理)
当z=2时，x=4，y=12，C4H12O2(不合理)
所以该有机物分子式为C2H6O。
【思考与练习】
1．有机物的定义：含______元素的化合物。但像____、____及____等，虽然也含有该元素，由于它们的性质更接近无机物，一般地把它们看作无机物。
2．有机物的特点：
（1）熔点_______。因为有机物大多呈 态和_____态。
（2）有机物大多数性质_____，受热易____。
（3）大多数不易溶于水。因为有机物大多数形成___________分子，根据相似相溶原理，故不易溶于极性溶剂水。
（4）有机物 慢，且 多。
3．试根据自己的生活经验，列举不具有下列有机物通性的有机物各一例。
①不易燃烧，反而用于灭火的有机物______，②易溶于水的有机物_______，③水溶液能够导电的有机物_______，④属于离子晶体的有机物_______。
4．甲烷的化学式为 ，也称 ，是无色无味的 性气体。 和 是液化石油的主要成分。苯具有 。世界各国都以 的产量与生产技术水平量一个国家的石油化工水平。
5．化学能是贮存在 ，仅在 时才释放出来的能量。
6．高分子的形状有 、 、 三种。
7．塑料具有 性，纤维具有一定的 性，橡胶具有 性。
8．合成纤维的共同特点是 、 、 。
9． 煤是由____和____所组成的复杂的_____物。组成煤的主要元素是 ，煤是远古的 在地下 的条件下，经过漫长的岁月，逐渐转变而成。
10．石油的元素组成主要是 和 。石油是许多 的有机物的混合物，可用 的方法加以炼制。
11．下列物质中，属于有机物的是 （ ）
A．CO2 B．CO（NH2）2 C．C2H2 D．NH4HCO3
12．人体主要的供能物质是（ ）
A．蛋白质 B．糖类 C．脂肪 D．维生素
13．下列有机物中不会燃烧的是（ ）
A．甲烷 B．聚乙烯 C．四氯化碳 D．棉花
14．下列塑料可用作食品包装袋的是（ ）
A．聚乙烯 B．聚氯乙烯 C．聚苯乙烯 D．聚四氟乙烯
15．下列纤维不属于天然纤维的是（　 ）
A．羊毛 B．蚕丝 C．莱卡 D．棉麻
16．煤中所含质量分数最多的元素是（ ）
A．H B．C C．O D．N
17．下列气体中，含主要成分是氢气和甲烷的是（ ）
A．高炉煤气 　　B．天然气 　　C．焦炉气 　　 D．裂解气
18．下列变化属于物理变化的是（ ）
A．煤的干馏 B．石油的形成
C．从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等 D．古代植物变质成煤
19．用下列物质作燃料时，最不易造成大气污染的是　( )
A．天然气　　　B．煤球　　 C．煤油　　D．重油
20．下列石油分馏产品，沸点范围最高的是（ ）
A．机油　　　　　 B．柴油　　　　 C．航空煤油　　　 D．溶剂油
21．是非题
（1）凡是有机物都容易燃烧（　）
（2）工程塑料“聚四氟乙烯”的熔点非常高，因此它不是有机物（　）
（3）蔗糖易溶于水，因此它不是有机物（　）
（4）CaCO3既是含碳化合物，又不易溶于水，因此它是有机物（　）
（5）石油中含有C5-C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油（　）
（6）含C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油（　）
（7）煤中含有甲苯和二甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来（　）
22．怎样用实验来鉴别甲烷、氢气和一氧化碳？
23．泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤含碳元素比例增大的原因何在？
24．“干馏”和“分馏”有何区别和联系？
25．请列举三种以上你在日常生活中经常使用的有机物制品。
26．某化合物由碳、氢两种元素组成，其相对分子质量为28，其中含碳的质量分数为85.7％，求此化合物的分子式。
27．32克甲烷完全燃烧，能生成多少克的二氧化碳和水？
28．甲烷是有机物。一定量的甲烷（CH4）与氧气混合点燃，燃烧后得到的混合气体中只有CO、CO2和水蒸气，混合气体的质量为49.6g，且CO和CO2的物质的量之比为4:3。将此混合气体通过装有足量浓硫酸的洗气瓶，浓硫酸的质量增加了25.2 g。则混合气体中CO2的质量是____g。
【探索与实验】
实验1　牛奶的含水量及其他主要成分的测定
原理：牛奶的主要成分为水、脂肪、蛋白质及乳糖等。我们可以根据它们各自的不同性质进行化学检验并一一给予分离，同时逐一测出它们在牛奶中的百分含量。
用品：烧杯，试管，蒸发皿，酒精灯，量筒，托盘天平，三脚架，玻
棒，水浴锅，坩埚钳，木块，石棉网，牛奶，醋酸，10%氢氧化钠溶液，浓硝酸。
（1）含水量测定操作
取一只蒸发皿称重，注入10~20毫升的牛奶后再次称重，两值之差即为牛奶的重量，记为W。将蒸发皿置于石棉网上，用小火加热，待大部分水蒸发后，改用水浴加热蒸发以免烤焦炭化（如不用水浴，也可用烘箱干燥，温度控制在105℃）。再次将蒸发皿称量，除去蒸发皿自身重量，得到的为牛奶除去水分后的重量，记为W1，最后计算含水量。
牛奶的含水百分率的计算式为：（W—W1）/W×100%
牛奶中的含水量约为88%左右。
（2）脂肪及酪蛋白含量的测定
称取约150克鲜牛奶静置一天，将上层浮现的白色奶油小心取出放在一小烧杯内。将小烧杯置于水浴上加热除去奶油中的少量水分，得到的金黄色油状液体即为牛奶中的脂肪。称得脂肪的重量除以牛奶总重量再乘100%即为牛奶中脂肪的百分含量。
将上述除去奶油的牛奶再置放几天或加入400毫升1~1.5%的醋酸，搅拌静置，都会产生白色的沉淀物。过滤或抽滤上述悬浊液即可得到酪蛋白。将得到的酪蛋白晒干称量，该重量与牛奶的总重量相比，就可求得牛奶中酪蛋白的百分含量。
（3）白蛋白的测定
将上述得到的滤液置于烧杯里加热至沸，片刻又可得到白色的凝聚物。再过滤，得到的固体即为白蛋白。把它置于水浴上干燥，然后称量，所得重量就是白蛋白重量。同样又可求出白蛋白的百分含量。
将滤去白蛋白的澄清液注入蒸发皿，加热蒸发（开始用火焰直接加热，到溶液成糊状后可改为水浴加热以免烧焦），最后得到的固体即为乳糖，通过称重，求算，就可得到乳糖的百分含量。
另取少量牛奶，注入浓硝酸后加热，可观察到有黄色沉淀生成。加少量氨水则变为橙色，这可证明牛奶中含有蛋白质。
再取少量牛奶加入新制备的氢氧化铜，加热，有少量红色沉淀生成，这证明牛奶中含有乳糖。
实验2　指纹检验
原理：碘能溶于有机溶剂中，手上的油脂等分泌物也能够溶解碘而形成棕色指纹印迹。
用品：少量碘粒，粗的短试管，干净白纸，酒精灯，试管夹。
操作：将姆指用力在一张干净的白纸上按一下，并看不出留下什么痕迹。在粗的短试管中放入2小粒碘（绿豆大小），用木夹夹住试管，置于酒精灯上加热。这时碘蒸气徐徐上升，当上升到试管口处时，将压有指纹的纸放在试管口上方，让碘蒸气和按手印处相接触。片刻后取下观察，即可发现纸上显示出棕色的指纹。
说明：若手指很干燥，可在头发上或脸上擦几下，再进行实验，则指纹会非常清晰。
实验3　检验是否吸烟、喝酒
原理：吸烟后，吸烟者的唾液中会产生少量的硫氰酸盐，而硫氰酸根离子能和Fe3+络合，使之呈现红色，其化学反应式为：6SCN-+Fe3+=[Fe(SCN)6]3- （红色）
各种酒都含有一定量的酒精(乙醇),而酒精在酸性条件下很容易被重铬酸钾所氧化。稀的重铬酸钾溶液为透明的橙色，一旦和乙醇反应，它就变为青色。其化学反应式为：3C2H5OH+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CH3COOH+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+11H2O
用品：1mol/L盐酸，10%三氯化铁溶液，蒸馏水，浓硫酸，重铬酸钾晶体，小烧杯，玻璃棒，玻璃导管，试管。
操作：取一干净的小烧杯，注入20毫升蒸馏水，请吸烟者用该水漱一下口，再吐回烧杯中。在该水中加入1毫升1mol/L的盐酸和1毫升10%的三氯化铁溶液，略加搅拌。此时可观察到小烧杯中的水由黄色渐变为浅红色，这就证明漱口水中存有SCN-，即被检验者的确抽过烟。不吸烟者则不会发生上述变色反应。
取一支试管，先后注入2毫升蒸馏水和0.5毫升的浓硫酸，振荡混匀，待其冷却。冷却后再加入 0.1克重铬酸钾固体，使之溶解。请刚饮过酒的人用一弯角的玻璃导管向该溶液底部徐徐吹气。片刻溶液就由橙色变为棕色，继续吹气，棕色又转变为青色。被检查者酒精饮得越多，其变色时间就越短。
说明：如无饮酒者，则向试管溶液中滴加1~2滴白酒也会同样出现这一变过程。
【科学撷萃】
海水里的有机物
世界上的物质有千千万万种之多,但如果从化学的角度来看，它们可分为两大类——无机化合物和有机化合物。无机化合物简称无机物，一般是指除碳以外的各种元素的化合物。例如水、食盐、烧碱、硫酸、石灰等。但也包括少数含碳化合物，如一氧化碳、二氧化碳、酸式碳酸盐和碳酸盐等。有机化合物则是含碳化合物的总称(一氧化碳等少数几个含碳化合物除外),例如糖、酒、蛋白质、醋、油脂等。
别看组成有机物的元素是以碳元素为主的，但其“家族”成员却大得惊人，目前世界上已发现的有机物已达百万种，远远大于无机物的数量。有机物组成了动植物的躯体，提供了人类赖以生存的淀粉、食油、糖、蛋白质等食物，组成了生机勃勃的世界。
同样，广阔的海洋也是一个有机物的巨大宝库。从种类上来说，大到鲸、鲨鱼，小至易燃气体甲烷，处处都可以发现有机物的身影。据分析发现,世界大洋中总有机物如果以其含碳量计算，每升海水中约含有 l毫克碳元素，那么整个世界大洋中的总有机碳约15万亿吨。这些物质相当于海洋生物总量500倍，并且与整个陆地上的煤、炭泥和表层 0～30米深中的有机碳总量差不多。
海洋有机化学研究尚属一个较新的领域，科学家们所研究的有机物主要是海水中海洋生物的代谢物、分解物、残骸和碎屑等，它们大部分是海洋中所固有的，也有一部分是陆地生物和人类在生活中生成的有机物，通过大气或河流携带而进入海洋的。目前，大部分海水中的有机物组成尚不清楚，仅就海水中的溶解有机物来说，已了解的仅占总量的10% 。
海水中的有机物从状态来说可分为三类：溶解有机物、颗粒有机物和挥发性有机物。 溶解有机物通常是指将海水样品用0.45 微米的玻璃纤维膜或银膜过滤，滤下的海水中的有机物被称之为溶解有机物，而留在滤膜上的有机物被称为颗粒有机物。溶解有机物的主要组成是浮游植物的分泌物、动物的分泌物和排泄物、死生物的自消解和受细菌分解过程中的产物等。溶解有机物中所包括的有机物种类繁多、结构复杂。目前研究较多的以下几种：氨基酸――包括各种酸性、中性、碱性的氨基酸；碳水化合物――包括单糖和多糖类；类脂化合物――溶于海水中的类脂化合物；维生素等等。此外，由于工业的发展和农业的开发以及人类活动的缘故，
大量的陆地有机物，特别是人工有机化合物进入海洋。早在1972年，科学家就在北大西洋表层水中检测出平均含量高达0.035徽 克／升的多氯联苯的存在，并且直到3000米深处仍还可以测到其踪迹。同时，人们在大洋中还测到了尿素、核苦酸、三磷酸腺苦和其他含氮有机化合物的存在。溶解有机物在大洋中总的分布是表层水浓度较高，深层水浓度较低；近岸、河口区浓度较高，大洋区域浓度较低，且有较明显的季节性变化。不同海域有机物含量变化较大，较高的区域可达到1.3毫克碳／升，而有的却仅有0.2毫克碳／升。溶解有机物含量最高的是在海洋沉积物间隙水中，浓度可达到100～150毫 克碳／升。 海洋中另一类有机物是颗粒有机物。颗粒有机物主要指直径大于0.5～l微米的有机物，实际上它还包括从胶粒到细菌聚集体和微小浮游生物等。
大洋中颗粒有机物主要来自海洋生物的排泄物和生物分解而成的碎屑；河口区的海水颗粒有机物主要是由河流和风从陆地带人海洋的。颗粒有机物的组成非常复杂，是许许多多物质的混合体。颗粒有机物在某种适宜的条件下可以进一步分解，变成溶解有机物及其他产物，如各种氨基酸、叶绿素、糖类、类脂化合物和三磷酸腺苷等。在大洋水的颗粒有机物中，还通常结合着40％～70％左右的硅、铁、铅、钙等无机物。据分析表明，颗粒有机物中有3％还是活的海洋生物呢！颗粒有机物是海洋食物链中的重要一环，它可从表层逐渐下沉到海底，部分可能被底栖生物所捕食，大部分则变成海底沉积物。在大洋的上层水中，颗粒有机物的含量相对较低，若以其含碳量表示，仅有溶解有机碳的十分之一，而在海洋深处则更小，只有五十分之一。近岸海域颗粒有机碳较大洋海域要高10～100 倍左右。海水中的挥发性有机物仅占总有机物的2％～6%左右，它们主要是蒸气压高、分子量小和溶解度小的有机化合物。如一些低分子烃(甲烷、乙烷等)、氯代低分子烃、氟代低分子烃、滴滴涕的残留物等。其中甲烷含量最高，其次是含碳量在2～4的烃类，如乙烷、乙烯、丙烯等,它们在波浪、风力等动力的作用下，可以蒸发而进人海洋上空的大气中去。
新型可降解塑料
英国一家公司研制了一种新型可降解塑料。这种塑料与现有的可降解塑料相比，不仅能用于食品等行业，其最独特之处在于它的“寿命”可预先控制，可按照设计的“寿命”完全分解。根据制成品的不同，该塑料降解所需的时间短至60天，长达5～6年。最后，塑料分解成水和二氧化碳。
该公司称，控制新型可降解塑料“寿命”的奥秘在于一种特殊的降解添加剂。这种添加剂可与普通聚乙烯混合而制成可降解塑料。降解添加剂为无害有机物，其在降解塑料中所占比例很小，仅为3%左右，基本上不会影响塑料的特性。因此，最终制成的新型可降解塑料不仅保持了普通聚乙烯塑料的特性，而且强度还有所提高，用于制作塑料袋，甚至可比一般的聚乙烯袋更薄。
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