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專題2 有機物及有機合成材料
【導學】到目前為止，我們所學的化學物質，大多數是圍繞著無機物展開的，那么什么是有機物呢？認識了有機物這一大的類別之后，我們對物質的分類，就有了更加全面的了解了，并且物質的分類一直貫穿在整個中學的化學學習中，今后高中的學習，將會把物質的分類進行得越來越細化。希望同學們打牢基礎，掌握基本的物質類別的概念和理清它們的層次關系，為以后輕松學習化學做好準備。
一、簡單的有機物
1、有機物的概念：是一類________化合物。大多數含C、H、O、N等元素
★以下不是有機物的含碳化合物：碳的________、碳酸（H2CO3）和________。
2、幾種簡單的有機物
甲烷(CH4)
丁烷(C4H10)
乙炔(C2H2)
性質
無色無味的氣體，密度比空氣小，難溶于水，具有可燃性。
CH4＋2O2CO2＋2H2O
現象：火焰呈______色。燃燒產物能使澄清石灰水變渾濁。
具有________性。
方程式：___________________
現象：燃燒產物能使澄清石灰水變渾濁。
具有可燃性。
方程式：___________________
現象：燃燒產物能使澄清石灰水變渾濁。
用途
甲烷是________、________、瓦斯的主要成分，可用作燃料供熱。
打火機內液體、家用液化氣的主要成分，主要用于燃燒供熱或點燃其他物質。
在氧氣中燃燒可產生3000 ℃的高溫，生產中可利用這個反應進行__________________。
3、有機物的特性
（1）大部分熔點低、易揮發、不易導電，一般_____溶于水，易溶于________溶劑，絕大多數受熱分解。
（2）酒精、乙醚、苯都是常見的________溶劑。
4、可燃冰：甲烷分子和水分子結合的固態水合物。（近2年熱點）
閱讀：揭開百慕大之謎
百慕大三角區被稱為死亡禁區。千百年來進入這神秘三角區的飛機會突然消失，輪船會瞬間沉沒……原因何在？這始終是謎。直到1990年6000余名科學家經過全美科學促進協會第156屆年會的研討，才使真相大白于天下，原來是天然氣在作怪。
數百萬年來沉積在這里的海底淤泥層中的動植物腐爛、發酵形成了大量的天然氣。在該地區特有的高壓、極冷的條件下，甲烷分子與水分子受壓結合成固態水合物，存在于海面、水中、海底。水合物穩定性很差，當環境稍有變化，便迅速熔化分解，瞬間釋放出大量甲烷，巨大的水泡像沸水般不停地翻滾，云霧狀的氣體遮天蓋地。海水的比重突然變小，無法承受按常規設計的船體的重量，船只很快就沉入海底，海面不留下任何漂浮物。飛機進入這布滿海天的天然氣中，發動機熄火，機體被點燃，后果就可想而知了。
“百慕大真相”的第一篇論文是加拿大國際研究學會研究員唐納德·戴維森于1984年發表的。這一結論剛剛問世，就淹沒在一片噓聲和嘲笑聲中。他于1985年逝世，他的文章于1990年才終于被承認。
例題1 (2017·臺州改編)甲烷是一種無色、無味、密度比空氣小、難溶于水的氣體。請閱讀有關甲烷材料，完成下列各題：
(1)今年5月18日新聞聯播報道：我國在南海成功完成了“可燃冰”試驗開采工作。可燃冰主要成分是甲烷，學名叫“天然氣水合物”，是一種高效清潔、儲量巨大的新能源。甲烷作為燃料是因為它具有__________性。
(2)一定條件下，氫氣與溶解在水中的二氧化碳結合生成甲烷和水，這一化學反應被稱作“產甲烷作用”。請寫出“產甲烷作用”的化學方程式：____________
____________________。
(3)實驗室用加熱無水醋酸鈉與堿石灰固體混合物來制取并收集一瓶較為純凈的甲烷氣體，則應選用圖中的___________裝置(填字母)。
(4)“可燃冰”是一種晶體，晶體中平均每46個H2O分子通過氫鍵構成8個籠，每個籠內可容納1個CH4分子或1個游離的H2O分子．若晶體中每8個籠有6個容納了CH4分子，另外2個籠被游離的H2O分子填充．可燃冰的平均組成可表示為_________________。
浙江新中考 1、 (2018·金麗-19)中國是全球第一個實現在海域“可燃冰”試開采中獲得連續穩定產氣的國家。“可燃冰”是甲烷和水在低溫、高壓條件下形成的水合物（CH4·nH2O）。
（1）在常溫常壓下，“可燃冰”會發生反應：CH4·nH2O= CH4＋nH2O，該反應屬于______________（填基本反應類型）；
（2）甲烷可制成合成氣（CO、H2），再制成甲醇（CH3OH）代替日益供應緊張的燃油。甲烷制成合成氣有兩種方法：①CH4＋H2O一定條件CO＋3H2；② 2CH4＋O2一定條件2CO＋4H2，從原料配比角度比較方法①和②，更適宜用于合成甲醇的方法是_______（填序號）。
2、(2018·杭州-24)CO2的轉化和利用是一個熱門的研究課題。回答下列相關問題：
（1）2016年我國科研人員研制出一種“可呼吸CO2”的電池，放電時該電池“吸收 CO2”，充電時該電池“放出CO2”。放電時，金屬鈉和CO2發生置換反應生成一種非金屬單質和一種常見的鹽，寫出此反應的化學方程式__________________________________________。
（2）2018年5月，某雜志介紹了我國的一項研究成果：在一種新催化劑作用下可實現二氧化碳高效轉化為甲醇，相關反應如圖所示，參加反應的甲和乙的分子個數之比為______________。
二、生物體中的有機物
1、人體內最基本的有機物：有__________、__________、__________等。
（1）糖類——是生命活動不可缺少的重要物質，也是生命活動所需能量的________來源。
（2）蛋白質——構成生命體的________物質，是機體生長及修補______________的主要原料。
★蛋白質和棉花纖維的鑒別：燃燒后產生燒焦羽毛氣味的是_________，產生燒紙氣味的是__________。指甲、頭發或羊毛等含有蛋白質。
（3）脂肪——生命體重要的營養物質，主要起到_____________的作用。
2、人體每天攝取的食物大部分是有機物，這些有機物經過________、吸收、轉化、消耗等過程不斷變化著，實現了各種物質的轉化和能量的轉移。
3、自然界物質循環的基本途徑
（1）自然界中各無機物通過被_______吸收，從自然界環境進入生物圈，變成有機物；
（2）各種有機物再通過生物之間的_______關系進行轉移；
（3）生物體通過________作用將有機物轉化為無機物，通過生物的_______和尸體的_______使有機物變成無機物回到自然環境中去。
例題2 人體內最基本的有機物有糖類、蛋白質、脂肪等，對此以下說法不正確的是（ ）
A．糖類是人體消耗能量的主要來源 B．蛋白質是構成生物體的基本物質
C．羊毛、頭發、棉花的主要成分都是蛋白質 D．脂肪主要以貯存能量的形式存在于體內
三、有機合成材料
1、概念：是用人工合成的方法制得的_________化合物。
2、三大有機合成材料
（1）塑料（人工合成的一類有機高分子材料）
特點：質輕、易加工成型（可塑性好）、不導電、不導熱、抗腐蝕性強。
白色污染：大多數塑料在自然界中很難分解，大量使用會造成環境污染。塑料是可以回收利用的。
（2）合成纖維（是以石油化工產品等為主要原料的人工合成制得）
與天然纖維相比的缺點：吸濕性和透氣性差。
（3）合成橡膠（是以煤、石油、天然氣為主要原料人工合成的高彈性聚合物）
與天然的橡膠相比的優點：彈性、耐磨性更強。
注意：纖維有天然纖維和合成纖維兩種，合成纖維一般是指用化學方法，以石油為原料人工合成的有機高分子材料，棉花和羊毛是天然形成的，為天然纖維。棉花的主要成分是纖維素，和紙中的成分相同，燃燒時有燒紙的氣味，羊毛的主要成分為蛋白質，燃燒時有燒焦羽毛的氣味。
例題3 (2017·福建)農業廢棄物是指農業生產過程中廢棄的有機物，如秸稈、蔗渣等。
(1)農業廢棄物經發酵處理可獲得沼氣(主要成分為甲烷)，甲烷完全燃燒的化學方程式為_____________________________。
(2)某科學家發明了一種快速溶解農業廢棄物的“神奇溶劑”，該“神奇溶劑”中氫氧化鈉、尿素和水的質量比為7∶12∶81。
①該“神奇溶劑”是一種溶液，其溶質有_________________。
②某次生產需用到100千克“神奇溶劑”?，F僅用氫氧化鈉溶液和尿素來配制，所用氫氧化鈉溶液的溶質質量分數為____________________(列出計算式即可)。
③利用該“神奇溶劑”溶解農業廢棄物生產的新型纖維素膜，在土壤中能完全降解。利用此膜替代普通塑料膜，可緩解的環境問題是_______________(寫一點即可)。
浙江新中考 (2018·湖州-31)從古代到現代，材料的種類越來越多，用途也越來越廣泛。請回答：
（1）早在西漢時期，我國就有濕法煉銅的記載，將鐵置于硫酸銅溶液中得到銅單質，該反應屬于_____________（填基本反應類型）。
（2）現代社會，玻璃是一種常見的非金屬材料，SiO2是生產玻璃的原料之一。SiO2屬于________（選填“酸”、“堿”、“鹽”或“氧化物”）。
（3）未來，人類在生產材料時會更注重環境保護，將二氧化碳作為原料應用于“綠色”化學可以更好地保護環境。人類每年因能源消費而向大氣排放約200億噸的CO2，若這些CO2按化學方程式“CO2 +3H2 → CH3OH + H2O”進行反應，理論上可以轉化為___________億噸甲醇[CH3OH]（結果保留一位小數）。
例題4 （2013?臺州）聽長輩說制作生拌菜不能添加黃瓜，難道黃瓜能使蔬菜中的營養素流失嗎？
【查閱資料】青椒等蔬菜中含有大量的維生素C，且維生素C能使藍色的淀粉碘溶液褪色。
【實驗操作】步驟一：淀粉碘溶液配制：取1克淀粉，加入100毫升水，攪拌均勻，再加入1毫升碘酒溶液；
步驟二：分別榨取新鮮黃瓜汁與青椒汁。各取20毫升青椒汁分別倒入A、B兩錐形瓶中，再分別加入黃瓜汁、蒸餾水各40毫升混勻，放置60分鐘，中間每隔10分鐘攪拌一次；
步驟三：取等量藍色淀粉碘溶液分別裝入兩個燒杯，分別倒入A、B兩溶液，攪拌均勻，靜置觀察。
【現象記錄】
實驗操作
實驗現象
淀粉碘溶液+青椒和黃瓜混合汁
藍色不消褪
淀粉碘溶液+青椒汁和蒸餾水
藍色褪去
根據上述過程回答下列問題：
（1）科學實驗需要控制變量，下列情況會影響測定結果的是________。
A．混合液放置時間不同 B．被測混合液的體積不同 C．錐形瓶的大小不同
（2）在步驟二中每隔10分鐘攪拌一次，其目的是___________________________。
（3）能證實黃瓜汁把維生素C分解了的實驗現象是__________________。
（4）請指出該實驗存在的缺陷：_________________________________________________。
專題 燃燒法測定有機物組成及燃燒產物的確定
例題5 下圖裝置是用燃燒法來確定有機物組成的常用裝置，這種方法是在電爐加熱時用純氧氣氧化硬質玻璃管內樣品，根據氧化產物的質量確定有機物的組成（在裝置中C里的氧化銅是確保有機物中的碳元素完全轉化為二氧化碳）。
請回答有關問題：
（1）寫出A裝置中發生反應的化學方程式____________________________。
（2）若去掉B裝置會對元素的測定結果有影響，會使測定結果___________（填“偏大”或“偏小”）。
（3）E裝置中所盛放物質最好是_______（填序號）：①石灰水；②NaOH溶液；③水。
（4）若準確稱取1.12克樣品（樣品只含C、H、O三種元素中的兩種或三種）。經充分燃燒，D裝置增重1.44克，E裝置增重3.52克，則該有機物樣品中所含的元素為_______。
變式訓練 （2002?天津改編）乙醇是以高粱、玉米、薯類等為原料，經發酵、蒸餾而制得，屬于可再生能源。在汽油中加入適量乙醇作為汽油燃料，可節省石油資源，減少汽車尾氣的污染。乙醇完全燃燒時生成CO2和H2O。如果氧氣不充足，乙醇燃燒可能還有CO生成?，F用以下裝置進行實驗，確證乙醇燃燒產物中有CO、CO2和H2O。（已知：CO遇灼熱的CuO會轉化成CO2和光亮的紅色的銅。）
請回答下列問題：
（1）能確證產物中有H2O的現象是_____________；能確證產物中有CO的現象是____________________、
________________________。
（2）實驗時，可觀察到裝置B中石灰水變渾濁，D中石灰水無變化。B裝置的作用是_______________；C裝置的作用是_______________；D裝置的作用是_______________。
（3）該裝置的不足之處是_________________，你的合理化建議____________________________。
（4）若乙醇燃燒產物中CO和CO2的總質量為25.2g，其中碳元素與氧元素的質量比為2：5，則參加反應的乙醇的質量為_____g，產物中H2O的質量為_____g。
課時作業 有機物及有機合成材料
1、自然界中無機物變成有機物的基本途徑是（ ）
A．動物的吸收 B．植物的吸收
C．人類的吸收 D．既有動物的吸收又有植物的吸收
2、（2013?義烏）為引導學生積極參加體育活動，提高身體素質，我市每年都對學生進行體育水平測試。當你進行測試時，所需的能量主要來自體內何種物質的氧化分解（　?。?br/>A．葡萄糖 B．脂肪 C．蛋白質 D．維生素
3、甲醇是一種無色透明、具有揮發性的液體，有毒性，能損傷視神經。從前是以木材干餾制取，所以稱為木醇或木精?，F在是用CO與H2，在氧化鋅的催化作用下，加壓且溫度控制在250℃的條件下大規模生產。甲醇可用于制甲醛，化學方程式可表示為2CH3OH+O2═2M+2H2O依據上述短文，回答下列問題：
（1）木材干餾木精屬于_______變化。
（2）甲醇是無色透明、易揮發的液體，這是它的_______性質。
（3）寫出生產甲醇的化學方程式________________________________________。
（4）推斷甲醛的化學式M應為_______________。
4、（2015?金華）酒精燈是實驗室常用設備。某科學小組同學用下列提供的儀器、裝置設計實驗方案，探究酒精（C2H6O）在氧氣中燃燒的產物。
（1）為盡可能多地檢驗酒精燃燒后生成的混合氣體成分，上述裝置的連接順序應該是：混合氣體→_____→CAB→尾氣處理。（填裝置編號，裝置可重復使用）
（2）科學小組同學將酒精燃燒后生成的混合氣體，按正確設計方案及操作順序進行實驗，發現A、B、D裝置中物質均出現明顯現象，從而確定酒精燃燒的產物為_______________。
5、(2017·溫州節選)據報道，我國已在南海某海域試采可燃冰獲得成功。可燃冰分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，主要是由甲烷(CH4)與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質，可燃燒，所以被稱為“可燃冰”。
(1)已知在相同條件下，1m3CO和1m3CH4所含的分子數目相同。CO、CH4燃燒的化學方程式分別為2CO＋O2 2CO2，CH4＋2O2 CO2＋2H2O。據此分析，在相同條件下，分別燃燒1m3的CO與CH4，消耗氧氣較多的是________。
(2)有專家指出，“從實現可燃冰試開采成功到大規模開采之路依然遙遠，許多問題有待進一步解決”。下列證據中，支持專家觀點的有________(可多選)。
A．可燃冰存在于低溫與高壓環境，穩定性較差。大規模開采時，稍有不慎，海底沉積物會失去穩定，可能引發海底塌方，甚至導致海嘯
B．可燃冰是高效、資源量大的優質能源，開采可燃冰對我國能源生產有重要價值
C．可燃冰埋藏在海面下600～2000米深，雖然存儲總量很大，但分布較為分散，目前開采難度大
D．我國已實現可燃冰全流程試采核心技術的重大突破，形成了國際領先的新型試采工藝
E．可燃冰與煤、石油等能源相比，是綠色清潔能源，具有良好的商業開發前景
6、（2016?臺州）牛奶含有豐富的蛋白質，《本草綱目》中說牛奶有“返老還童”的功效，“奶茶”是否也具有類似的功效？
【查閱資料】食醋中的酸性物質會使蛋白質凝固和沉淀。
【實驗步驟】
①在盛有100毫升某奶茶的燒杯中，加入足量的食醋，充分攪拌后過濾、干燥，稱量濾渣的質量。
②選取4種品牌的純牛奶各100毫升，分別倒入4個燒杯，重復步驟①操作。
【數據記錄】如圖，請回答下列問題：
（1）從樣品的選取上看，該實驗存在的缺陷是____________________．
（2）下列因素會對濾渣質量多少產生影響的是__________．
A．倒入食醋的量 B．被測樣品的體積 C．燒杯的大小
（3）上述實驗只能粗略測定蛋白質的含量，準確檢測的方法之一是：先對樣品進行氮元素質量的測定，再根據蛋白質中氮元素的含量約16%，折算成蛋白質的質量。已知牛奶、奶茶中的營養成分有蛋白質、脂肪、糖類等，那么，利用這種方法檢測牛奶、奶茶中的蛋白質含量，其前提條件是_______________________。
7、（2018?煙臺節選）2018年5月1l日，人民日報報道：中國科技大學曾杰教授研究團隊發現新型催化劑，把CO2與H2高效轉化為清潔液體燃料甲醇（CH4O），實現了“人工碳循環”。如圖為某科研小組設計的利用化學鏈燃燒產生的高濃度CO2制備甲醇的流程圖，據圖回答：
（1）圖1是利用鎳（Ni）進行化學鏈燃燒的流程圖。與傳統的燃料燃燒方式相比，化學鏈燃燒排放的CO2濃度高，易于收集。
①空氣反應器中，金屬鎳與氧氣在一定條件下燃燒生成氧化鎳（NiO）；燃料反應器中發生的部分化學反應如下：Ⅰ．；Ⅱ．，其中屬于置換反應的是_____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②與CO、H2直接在空氣中燃燒相比，化學鏈燃燒排放出的CO2濃度更高的原因是______________________。
（2）圖2是利用高濃度CO2制取甲醇的流程圖：吸收池內，飽和碳酸鈉溶液吸收高濃度CO2生成碳酸氫鈉；分解池內，碳酸氫鈉受熱分解放出CO2；合成塔內，利用新型催化劑，CO2與H2反應生成甲醇（CH4O）與水。
①吸收池內生成碳酸氫鈉的化學方程式是____________________________________。
②合成塔內生成甲醇的化學反應中，參加反應的H2與CO2的質量比是_________。該反應中，原料H2的理想來源是__________________。如果將來H2的制取技術取得突破，“CO2與H2反應高效變甲醇”這一世界領先的研究成果的意義是_____________________________________________（答出一條即可）。

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