第3节 有机物和有机合成材料 学案（无答案）

专题2 有机物及有机合成材料
【导学】到目前为止，我们所学的化学物质，大多数是围绕着无机物展开的，那么什么是有机物呢？认识了有机物这一大的类别之后，我们对物质的分类，就有了更加全面的了解了，并且物质的分类一直贯穿在整个中学的化学学习中，今后高中的学习，将会把物质的分类进行得越来越细化。希望同学们打牢基础，掌握基本的物质类别的概念和理清它们的层次关系，为以后轻松学习化学做好准备。
一、简单的有机物
1、有机物的概念：是一类________化合物。大多数含C、H、O、N等元素
★以下不是有机物的含碳化合物：碳的________、碳酸（H2CO3）和________。
2、几种简单的有机物
甲烷(CH4)
丁烷(C4H10)
乙炔(C2H2)
性质
无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水，具有可燃性。
CH4＋2O2CO2＋2H2O
现象：火焰呈______色。燃烧产物能使澄清石灰水变浑浊。
具有________性。
方程式：___________________
现象：燃烧产物能使澄清石灰水变浑浊。
具有可燃性。
方程式：___________________
现象：燃烧产物能使澄清石灰水变浑浊。
用途
甲烷是________、________、瓦斯的主要成分，可用作燃料供热。
打火机内液体、家用液化气的主要成分，主要用于燃烧供热或点燃其他物质。
在氧气中燃烧可产生3000 ℃的高温，生产中可利用这个反应进行__________________。
3、有机物的特性
（1）大部分熔点低、易挥发、不易导电，一般_____溶于水，易溶于________溶剂，绝大多数受热分解。
（2）酒精、乙醚、苯都是常见的________溶剂。
4、可燃冰：甲烷分子和水分子结合的固态水合物。（近2年热点）
阅读：揭开百慕大之谜
百慕大三角区被称为死亡禁区。千百年来进入这神秘三角区的飞机会突然消失，轮船会瞬间沉没……原因何在？这始终是谜。直到1990年6000余名科学家经过全美科学促进协会第156届年会的研讨，才使真相大白于天下，原来是天然气在作怪。
数百万年来沉积在这里的海底淤泥层中的动植物腐烂、发酵形成了大量的天然气。在该地区特有的高压、极冷的条件下，甲烷分子与水分子受压结合成固态水合物，存在于海面、水中、海底。水合物稳定性很差，当环境稍有变化，便迅速熔化分解，瞬间释放出大量甲烷，巨大的水泡像沸水般不停地翻滚，云雾状的气体遮天盖地。海水的比重突然变小，无法承受按常规设计的船体的重量，船只很快就沉入海底，海面不留下任何漂浮物。飞机进入这布满海天的天然气中，发动机熄火，机体被点燃，后果就可想而知了。
“百慕大真相”的第一篇论文是加拿大国际研究学会研究员唐纳德·戴维森于1984年发表的。这一结论刚刚问世，就淹没在一片嘘声和嘲笑声中。他于1985年逝世，他的文章于1990年才终于被承认。
例题1 (2017·台州改编)甲烷是一种无色、无味、密度比空气小、难溶于水的气体。请阅读有关甲烷材料，完成下列各题：
(1)今年5月18日新闻联播报道：我国在南海成功完成了“可燃冰”试验开采工作。可燃冰主要成分是甲烷，学名叫“天然气水合物”，是一种高效清洁、储量巨大的新能源。甲烷作为燃料是因为它具有__________性。
(2)一定条件下，氢气与溶解在水中的二氧化碳结合生成甲烷和水，这一化学反应被称作“产甲烷作用”。请写出“产甲烷作用”的化学方程式：____________
____________________。
(3)实验室用加热无水醋酸钠与碱石灰固体混合物来制取并收集一瓶较为纯净的甲烷气体，则应选用图中的___________装置(填字母)。
(4)“可燃冰”是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子通过氢键构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子．若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充．可燃冰的平均组成可表示为_________________。
浙江新中考 1、 (2018·金丽-19)中国是全球第一个实现在海域“可燃冰”试开采中获得连续稳定产气的国家。“可燃冰”是甲烷和水在低温、高压条件下形成的水合物（CH4·nH2O）。
（1）在常温常压下，“可燃冰”会发生反应：CH4·nH2O= CH4＋nH2O，该反应属于______________（填基本反应类型）；
（2）甲烷可制成合成气（CO、H2），再制成甲醇（CH3OH）代替日益供应紧张的燃油。甲烷制成合成气有两种方法：①CH4＋H2O一定条件CO＋3H2；② 2CH4＋O2一定条件2CO＋4H2，从原料配比角度比较方法①和②，更适宜用于合成甲醇的方法是_______（填序号）。
2、(2018·杭州-24)CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。回答下列相关问题：
（1）2016年我国科研人员研制出一种“可呼吸CO2”的电池，放电时该电池“吸收 CO2”，充电时该电池“放出CO2”。放电时，金属钠和CO2发生置换反应生成一种非金属单质和一种常见的盐，写出此反应的化学方程式__________________________________________。
（2）2018年5月，某杂志介绍了我国的一项研究成果：在一种新催化剂作用下可实现二氧化碳高效转化为甲醇，相关反应如图所示，参加反应的甲和乙的分子个数之比为______________。
二、生物体中的有机物
1、人体内最基本的有机物：有__________、__________、__________等。
（1）糖类——是生命活动不可缺少的重要物质，也是生命活动所需能量的________来源。
（2）蛋白质——构成生命体的________物质，是机体生长及修补______________的主要原料。
★蛋白质和棉花纤维的鉴别：燃烧后产生烧焦羽毛气味的是_________，产生烧纸气味的是__________。指甲、头发或羊毛等含有蛋白质。
（3）脂肪——生命体重要的营养物质，主要起到_____________的作用。
2、人体每天摄取的食物大部分是有机物，这些有机物经过________、吸收、转化、消耗等过程不断变化着，实现了各种物质的转化和能量的转移。
3、自然界物质循环的基本途径
（1）自然界中各无机物通过被_______吸收，从自然界环境进入生物圈，变成有机物；
（2）各种有机物再通过生物之间的_______关系进行转移；
（3）生物体通过________作用将有机物转化为无机物，通过生物的_______和尸体的_______使有机物变成无机物回到自然环境中去。
例题2 人体内最基本的有机物有糖类、蛋白质、脂肪等，对此以下说法不正确的是（ ）
A．糖类是人体消耗能量的主要来源 B．蛋白质是构成生物体的基本物质
C．羊毛、头发、棉花的主要成分都是蛋白质 D．脂肪主要以贮存能量的形式存在于体内
三、有机合成材料
1、概念：是用人工合成的方法制得的_________化合物。
2、三大有机合成材料
（1）塑料（人工合成的一类有机高分子材料）
特点：质轻、易加工成型（可塑性好）、不导电、不导热、抗腐蚀性强。
白色污染：大多数塑料在自然界中很难分解，大量使用会造成环境污染。塑料是可以回收利用的。
（2）合成纤维（是以石油化工产品等为主要原料的人工合成制得）
与天然纤维相比的缺点：吸湿性和透气性差。
（3）合成橡胶（是以煤、石油、天然气为主要原料人工合成的高弹性聚合物）
与天然的橡胶相比的优点：弹性、耐磨性更强。
注意：纤维有天然纤维和合成纤维两种，合成纤维一般是指用化学方法，以石油为原料人工合成的有机高分子材料，棉花和羊毛是天然形成的，为天然纤维。棉花的主要成分是纤维素，和纸中的成分相同，燃烧时有烧纸的气味，羊毛的主要成分为蛋白质，燃烧时有烧焦羽毛的气味。
例题3 (2017·福建)农业废弃物是指农业生产过程中废弃的有机物，如秸秆、蔗渣等。
(1)农业废弃物经发酵处理可获得沼气(主要成分为甲烷)，甲烷完全燃烧的化学方程式为_____________________________。
(2)某科学家发明了一种快速溶解农业废弃物的“神奇溶剂”，该“神奇溶剂”中氢氧化钠、尿素和水的质量比为7∶12∶81。
①该“神奇溶剂”是一种溶液，其溶质有_________________。
②某次生产需用到100千克“神奇溶剂”。现仅用氢氧化钠溶液和尿素来配制，所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为____________________(列出计算式即可)。
③利用该“神奇溶剂”溶解农业废弃物生产的新型纤维素膜，在土壤中能完全降解。利用此膜替代普通塑料膜，可缓解的环境问题是_______________(写一点即可)。
浙江新中考 (2018·湖州-31)从古代到现代，材料的种类越来越多，用途也越来越广泛。请回答：
（1）早在西汉时期，我国就有湿法炼铜的记载，将铁置于硫酸铜溶液中得到铜单质，该反应属于_____________（填基本反应类型）。
（2）现代社会，玻璃是一种常见的非金属材料，SiO2是生产玻璃的原料之一。SiO2属于________（选填“酸”、“碱”、“盐”或“氧化物”）。
（3）未来，人类在生产材料时会更注重环境保护，将二氧化碳作为原料应用于“绿色”化学可以更好地保护环境。人类每年因能源消费而向大气排放约200亿吨的CO2，若这些CO2按化学方程式“CO2 +3H2 → CH3OH + H2O”进行反应，理论上可以转化为___________亿吨甲醇[CH3OH]（结果保留一位小数）。
例题4 （2013?台州）听长辈说制作生拌菜不能添加黄瓜，难道黄瓜能使蔬菜中的营养素流失吗？
【查阅资料】青椒等蔬菜中含有大量的维生素C，且维生素C能使蓝色的淀粉碘溶液褪色。
【实验操作】步骤一：淀粉碘溶液配制：取1克淀粉，加入100毫升水，搅拌均匀，再加入1毫升碘酒溶液；
步骤二：分别榨取新鲜黄瓜汁与青椒汁。各取20毫升青椒汁分别倒入A、B两锥形瓶中，再分别加入黄瓜汁、蒸馏水各40毫升混匀，放置60分钟，中间每隔10分钟搅拌一次；
步骤三：取等量蓝色淀粉碘溶液分别装入两个烧杯，分别倒入A、B两溶液，搅拌均匀，静置观察。
【现象记录】
实验操作
实验现象
淀粉碘溶液+青椒和黄瓜混合汁
蓝色不消褪
淀粉碘溶液+青椒汁和蒸馏水
蓝色褪去
根据上述过程回答下列问题：
（1）科学实验需要控制变量，下列情况会影响测定结果的是________。
A．混合液放置时间不同 B．被测混合液的体积不同 C．锥形瓶的大小不同
（2）在步骤二中每隔10分钟搅拌一次，其目的是___________________________。
（3）能证实黄瓜汁把维生素C分解了的实验现象是__________________。
（4）请指出该实验存在的缺陷：_________________________________________________。
专题 燃烧法测定有机物组成及燃烧产物的确定
例题5 下图装置是用燃烧法来确定有机物组成的常用装置，这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化硬质玻璃管内样品，根据氧化产物的质量确定有机物的组成（在装置中C里的氧化铜是确保有机物中的碳元素完全转化为二氧化碳）。
请回答有关问题：
（1）写出A装置中发生反应的化学方程式____________________________。
（2）若去掉B装置会对元素的测定结果有影响，会使测定结果___________（填“偏大”或“偏小”）。
（3）E装置中所盛放物质最好是_______（填序号）：①石灰水；②NaOH溶液；③水。
（4）若准确称取1.12克样品（样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种）。经充分燃烧，D装置增重1.44克，E装置增重3.52克，则该有机物样品中所含的元素为_______。
变式训练 （2002?天津改编）乙醇是以高粱、玉米、薯类等为原料，经发酵、蒸馏而制得，属于可再生能源。在汽油中加入适量乙醇作为汽油燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染。乙醇完全燃烧时生成CO2和H2O。如果氧气不充足，乙醇燃烧可能还有CO生成。现用以下装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO、CO2和H2O。（已知：CO遇灼热的CuO会转化成CO2和光亮的红色的铜。）
请回答下列问题：
（1）能确证产物中有H2O的现象是_____________；能确证产物中有CO的现象是____________________、
________________________。
（2）实验时，可观察到装置B中石灰水变浑浊，D中石灰水无变化。B装置的作用是_______________；C装置的作用是_______________；D装置的作用是_______________。
（3）该装置的不足之处是_________________，你的合理化建议____________________________。
（4）若乙醇燃烧产物中CO和CO2的总质量为25.2g，其中碳元素与氧元素的质量比为2：5，则参加反应的乙醇的质量为_____g，产物中H2O的质量为_____g。
课时作业 有机物及有机合成材料
1、自然界中无机物变成有机物的基本途径是（ ）
A．动物的吸收 B．植物的吸收
C．人类的吸收 D．既有动物的吸收又有植物的吸收
2、（2013?义乌）为引导学生积极参加体育活动，提高身体素质，我市每年都对学生进行体育水平测试。当你进行测试时，所需的能量主要来自体内何种物质的氧化分解（　　）
A．葡萄糖 B．脂肪 C．蛋白质 D．维生素
3、甲醇是一种无色透明、具有挥发性的液体，有毒性，能损伤视神经。从前是以木材干馏制取，所以称为木醇或木精。现在是用CO与H2，在氧化锌的催化作用下，加压且温度控制在250℃的条件下大规模生产。甲醇可用于制甲醛，化学方程式可表示为2CH3OH+O2═2M+2H2O依据上述短文，回答下列问题：
（1）木材干馏木精属于_______变化。
（2）甲醇是无色透明、易挥发的液体，这是它的_______性质。
（3）写出生产甲醇的化学方程式________________________________________。
（4）推断甲醛的化学式M应为_______________。
4、（2015?金华）酒精灯是实验室常用设备。某科学小组同学用下列提供的仪器、装置设计实验方案，探究酒精（C2H6O）在氧气中燃烧的产物。
（1）为尽可能多地检验酒精燃烧后生成的混合气体成分，上述装置的连接顺序应该是：混合气体→_____→CAB→尾气处理。（填装置编号，装置可重复使用）
（2）科学小组同学将酒精燃烧后生成的混合气体，按正确设计方案及操作顺序进行实验，发现A、B、D装置中物质均出现明显现象，从而确定酒精燃烧的产物为_______________。
5、(2017·温州节选)据报道，我国已在南海某海域试采可燃冰获得成功。可燃冰分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，主要是由甲烷(CH4)与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，可燃烧，所以被称为“可燃冰”。
(1)已知在相同条件下，1m3CO和1m3CH4所含的分子数目相同。CO、CH4燃烧的化学方程式分别为2CO＋O2 2CO2，CH4＋2O2 CO2＋2H2O。据此分析，在相同条件下，分别燃烧1m3的CO与CH4，消耗氧气较多的是________。
(2)有专家指出，“从实现可燃冰试开采成功到大规模开采之路依然遥远，许多问题有待进一步解决”。下列证据中，支持专家观点的有________(可多选)。
A．可燃冰存在于低温与高压环境，稳定性较差。大规模开采时，稍有不慎，海底沉积物会失去稳定，可能引发海底塌方，甚至导致海啸
B．可燃冰是高效、资源量大的优质能源，开采可燃冰对我国能源生产有重要价值
C．可燃冰埋藏在海面下600～2000米深，虽然存储总量很大，但分布较为分散，目前开采难度大
D．我国已实现可燃冰全流程试采核心技术的重大突破，形成了国际领先的新型试采工艺
E．可燃冰与煤、石油等能源相比，是绿色清洁能源，具有良好的商业开发前景
6、（2016?台州）牛奶含有丰富的蛋白质，《本草纲目》中说牛奶有“返老还童”的功效，“奶茶”是否也具有类似的功效？
【查阅资料】食醋中的酸性物质会使蛋白质凝固和沉淀。
【实验步骤】
①在盛有100毫升某奶茶的烧杯中，加入足量的食醋，充分搅拌后过滤、干燥，称量滤渣的质量。
②选取4种品牌的纯牛奶各100毫升，分别倒入4个烧杯，重复步骤①操作。
【数据记录】如图，请回答下列问题：
（1）从样品的选取上看，该实验存在的缺陷是____________________．
（2）下列因素会对滤渣质量多少产生影响的是__________．
A．倒入食醋的量 B．被测样品的体积 C．烧杯的大小
（3）上述实验只能粗略测定蛋白质的含量，准确检测的方法之一是：先对样品进行氮元素质量的测定，再根据蛋白质中氮元素的含量约16%，折算成蛋白质的质量。已知牛奶、奶茶中的营养成分有蛋白质、脂肪、糖类等，那么，利用这种方法检测牛奶、奶茶中的蛋白质含量，其前提条件是_______________________。
7、（2018?烟台节选）2018年5月1l日，人民日报报道：中国科技大学曾杰教授研究团队发现新型催化剂，把CO2与H2高效转化为清洁液体燃料甲醇（CH4O），实现了“人工碳循环”。如图为某科研小组设计的利用化学链燃烧产生的高浓度CO2制备甲醇的流程图，据图回答：
（1）图1是利用镍（Ni）进行化学链燃烧的流程图。与传统的燃料燃烧方式相比，化学链燃烧排放的CO2浓度高，易于收集。
①空气反应器中，金属镍与氧气在一定条件下燃烧生成氧化镍（NiO）；燃料反应器中发生的部分化学反应如下：Ⅰ．；Ⅱ．，其中属于置换反应的是_____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②与CO、H2直接在空气中燃烧相比，化学链燃烧排放出的CO2浓度更高的原因是______________________。
（2）图2是利用高浓度CO2制取甲醇的流程图：吸收池内，饱和碳酸钠溶液吸收高浓度CO2生成碳酸氢钠；分解池内，碳酸氢钠受热分解放出CO2；合成塔内，利用新型催化剂，CO2与H2反应生成甲醇（CH4O）与水。
①吸收池内生成碳酸氢钠的化学方程式是____________________________________。
②合成塔内生成甲醇的化学反应中，参加反应的H2与CO2的质量比是_________。该反应中，原料H2的理想来源是__________________。如果将来H2的制取技术取得突破，“CO2与H2反应高效变甲醇”这一世界领先的研究成果的意义是_____________________________________________（答出一条即可）。