专题十一 认识有机化合物-【优化指导】2024年初升高化学衔接教材

❘专题十一❘ 认识有机化合物 初中学习要求 高中学习要求 1.认识有机化合物的组成、结构、分类。 2.知道天然气的主要成分是甲烷。 3.知道甲烷的物理性质和可燃性。 1.认识有机化合物中碳原子成键特点是造成有机化合 物种类繁多的主要原因。 2.知道甲烷的结构特点,了解甲烷的化学性质和用途 知识点一 认识有机化合物 1.化合物的分类 (1)有机化合物 一般指含有碳元素的化合物,简称有机物。 如甲烷是最简单的有机物,还有乙醇、葡萄 糖、淀粉、蛋白质等都是有机物。 (2)无机化合物 一般指不含碳元素的化合物,简称无机物,如 氧化钙、氯化氢、氢氧化钠等。 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 少数含碳元素的化合物,如一氧化碳、二氧化碳和 碳酸钙等具有无机化合物的特点,因此把它们看 作无机化合物。 2.有机物的组成与结构 (1)组成元素:除含有碳元素之外,还可能含 有氢、氧、氮、氯和磷等元素。 (2)有机物的结构 ①碳原子之间、碳原子与其他原子之间的结 合方式多种多样。 ②由于原子的排列方式不同,所表现出来的 性质也 就 不 同,因 此,有 机 物 的 数 目 异 常 庞大。 3.有机物的简单分类 (1)有机小分子化合物:相对分子质量比较 小,如乙醇、葡萄糖等。 (2)有机高分子化合物:相对分子质量比较 大,从几万到几十万,甚至高达几百万或者更 高,如淀粉、蛋白质等,简称有机高分子。 4.有机化合物与无机化合物的通性比较 比较项目 有机化合物 无机化合物 溶解性 多数不溶于水,易 溶于汽油、酒精等 有机溶剂 多数 溶 于 水 而 难 溶于有机溶剂 耐热性 多数不耐热,熔点较 低,一 般 在400 ℃ 以下 多 数 耐 热,难 熔 化,熔 点 一 般 比 较高 可燃性 多数可以燃烧 多数不能燃烧 知识点二 天然气 1.天然气的形成与主要成分 (1)形成:天然气的形成与石油相同,是古代 动植物遗骸在地下经过非常复杂变化而形成 的。在有石油的地方,一般都有天然气存在。 (2)成分:天然气主要是由碳和氢组成的气态 碳氢化合物,最主要的成分是甲烷(CH4)。 2.甲烷 (1)物理性质:无色、无味的气体,密度比空气 小,极难溶于水。 (2)化学性质:可燃性。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 062 现象:产生明亮的淡蓝色火焰,放出热量。在 火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,烧杯内壁 有水珠出现,迅速把烧杯倒转过来,向烧杯中 注入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊。 结论:CH4+2O2 点燃 →CO2+2H2O 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ①沼气的主要成分是甲烷,但它是秸秆、杂草等废 弃物发酵形成的,是可再生能源,不是化石燃料。 ②点燃甲烷之前,一定要验纯,否则可能发生爆炸。 3.可燃冰 可燃冰外观像冰,主要含有甲烷水合物(由甲 烷分子和水分子构成)。可燃冰在低温和高 压条件下形成,具有能量高、燃烧值大等优 点,且储量很大,将成为未来新能源。目前, 可燃冰在开采技术上还存在着困难。如果在 开采中甲烷气体大量泄漏于大气中,会造成 严重的温室效应。 1.属于有机物的是 ( ) A.酒精 B.碳酸 C.金刚石 D.二氧化碳 2.下列物质不属于有机化合物的是 ( ) A. 乙醇(C2H6O) B. 青蒿素(C15H22O5) C. 富勒烯(C540) D. 葡萄糖(C6H12O6) 3.有机化合物的数目异常庞大,远远超过无机 化合物。下列有关有机化合物的说法错误 的是 ( ) A.有机化合物都含有碳元素 B.含碳元素的化合物并不都是有机化合物 C.有机物中,碳原子的排列方式不同,所表现 出来的性质也就不同 D.有机物的数目之所以庞大,是因为组成有 机物的元素种类非常多 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 衔接点1 有机化合物中碳原子的成键特点 1.甲烷的分子结构 甲烷的分子式:CH4,电子式:H∶C ·· ·· H H ∶H,结 构式: C H H H H ,可知碳原子最外层有4 个电子,能形成4个C—H共价键。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 063 2.有机化合物中碳原子的成键特点 (1)碳原子间的成键方式多样 碳原子不仅能与其他原子形成4个共价键, 而且碳原子与碳原子之间也能形成共价键, 可以形成单键或双键、三键。 (2)有机物碳骨架基本类型多样 两个碳原子之间:单键、双键、三键。 多个碳原子之间: ①可以结合成碳环; ②可以结合成碳链,且可以带有支链; ③碳环和碳链也可以相互结合。 碳原子的不同结合方式使得有机物种类 繁多,下列碳原子的结合方式中错误的是 ( ) 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (1)链状碳骨架结构中的碳原子最少是1个,环状 碳骨架结构中的碳原子最少是3个(构成环)。 (2)碳骨架结构中,碳原子余下的价键可以与氢原 子或氧原子等结合,从而使碳原子最外层达到8 电子稳定结构。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 衔接点2 甲烷 1.烃:只含C、H两种元素的有机化合物,称为烃。 2.甲烷分子中碳原子的成键特点 (1)结构特点 正四面体结构,碳原子居于正四面体的中心, 4个氢原子位于正四面体的顶点,两个碳氢 键间的夹角为109°28'。 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 中学化 学 中 常 见 的 具 有 四 面 体 结 构 的 物 质 有 CH4、CCl4、P4、金刚石、晶体硅、NH+4 等。 (2)表示方法 分子式 CH4 电子式 H·· C ·· ·· H H · ·H 续表 结构式 C H HH H 分子模型 3.物理性质 甲烷是无色无味的气体,标准状况下的密度 为0.717g/L,极难溶于水。 4.化学性质 (1)稳定性:通常情况下,甲烷与强酸、强碱、 强氧化剂一般都不发生反应。但在特定的条 件下,也会发生某些反应。 (2)取代反应:有机物分子里的某些原子或原 子团被其他原子或原子团所替代的反应。 (3)甲烷在光照条件下可与氯气发生取代反 应,生成不溶于水的有机物,同时生成HCl。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 064 实验 操作 实验 现象 A装置:试管内气体颜色逐渐变浅,试管 内壁有油状液滴出现,试管内液面上升, 水槽中有固体析出; B装置:无明显现象 实验 结论 CH4 与Cl2 在光照条件下才能发生化学 反应,有关化学方程式分别为 CH4+Cl2 光 →CH3Cl+HCl、 CH3Cl+Cl2 光 →CH2Cl2+HCl、 CH2Cl2+Cl2 光 →CHCl3+HCl、 CHCl3+Cl2 光 →CCl4+HCl (4)甲烷的四种氯代产物的性质 ①水溶性:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 均 不溶于水。 ②状态:常温下除CH3Cl是气体,其余三种 均为液体。 5.存在和用途 (1)存在:是天然气、沼气、坑道气或瓦斯气的 主要成分。 (2)用途 ①高效清洁燃料; ②化工原料———甲烷高温分解可得炭黑,用 作颜料、油墨、油漆以及橡胶的添加剂等;氯 仿和CCl4都是重要的溶剂。 甲烷和氯气以物质的量1∶1混合,在光 照条件下,得到的产物是 ( ) ①CH3Cl ②CH2Cl2 ③CHCl3 ④CCl4 A.只有① B.只有①和②的混合物 C.只有② D.①②③④的混合物 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 甲烷与卤素发生取代反应的注意事项 (1)反应条件为光照,反应物为氯气(卤素水溶液 不反应)和甲烷。 (2)产 物 是 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4 的 混 合物。 (3)取代反应的特点是“一上一下”。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 065 1.我国西周时期的《周易》中记载:“泽中有火。” 描绘了沼泽水面上的燃烧现象,可能的原因 是沼泽底部有机物发酵产生了 ( ) A.甲烷 B.乙烯 C.二氧化碳 D.氧气 2.下列物质属于烃类的是 ( ) A.C2H4O B.C4H8 C.CH2Cl2 D.C6H5NO2 3.燃气灶燃烧的是天然气,天然气的主要成分 甲烷不具有的物理性质是 ( ) A.无色 B.有毒 C.气体 D.无味 4.下列反应属于取代反应的是 ( ) A.CH4+2O2 点燃 →CO2+2H2O B.Zn+CuSO4􀪅􀪅ZnSO4+Cu C.CH4 高温 →C+2H2 D.CH2Cl2+Cl2 光照 →CHCl3+HCl 5.下列关于有机物的说法正确的是 ( ) A.凡是含碳元素的化合物都属于有机物 B.有机物只含有碳、氢两种元素 C.有机物不但存在于动植物体内,而且可以 通过人工的方法合成 D.燃烧生成CO2和H2O的有机物中一定含 有碳、氢、氧三种元素 6.“可燃冰”又称“天然气水合物”,它是在海底 的高压、低温条件下形成的,外观像冰。1体 积“可燃冰”可贮载100~200体积的天然气。 关于甲烷的结构与性质说法正确的是( ) A.是平面正方形分子 B.能与强酸、强碱反应 C.能与氯气在光照条件下反应 D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 7.取一支大试管,通过排饱和食盐水的方法先 后收集半试管甲烷和半试管氯气,将试管倒 置于盛有饱和食盐水的水槽中,放在光亮处, 进行如图所示的实验。光照一段时间后,试 管内液面上升,气体颜色逐渐变浅,试管壁出 现油状液滴,试管中出现了少量白雾。下列 关于该实验的说法不正确的是 ( ) A.氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在水 中的溶解度 B.试管壁出现了油状液滴,是因为该反应生 成了氯化氢 C.试管中的白雾是反应生成的氯化氢气体遇 水蒸气形成的酸雾 D.由实验过程中产生的现象可推知,甲烷与 氯气在光照条件下能发生取代反应 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ❘专题十二❘ 化学基本实验 初中学习要求 高中学习要求 1.认识常见化学仪器,知道其用途。 2.了解基本实验操作,并能完成简单化学实验。 3.树立安全意识。 1.认识实验安全标识,强化实验安全意识。 2.知道物质分离和提纯的方法,并能运用这些方法分 离、提纯物质。 3.学会Cl-、SO2-4 的检验方法。 066 专题十一 认识有机化合物 初中化学知识储备 轻松过关 1.A 解析:酒精是含有碳元素的化合物,属于有机物,A 正确;碳酸虽含有碳元素,但具有无机物的性质和特 点,属于无机物,B错误;金刚石属于单质,C错误;二氧 化碳虽含有碳元素,但具有无机物的性质和特点,属于 无机物,D错误。 2.C 解析:含有碳元素的化合物,或碳氢化合物及其衍 生物总称为有机化合物,简称有机物。无机物是无机 化合物的简称,通常指不含碳元素的化合物。少数含 碳的化合物,如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等也属于 无机物。富勒烯(C540)属于单质,不属于有机化合物。 3.D 解析:在有机物中,碳原子不仅可以和氢、氧、氮、卤 素等原子直接结合,而且碳原子之间可以形成单键、双 键和三键,还可以互相连接,形成碳链或碳环(可带支 链)。因此有机物的数目异常庞大。 高中化学知识衔接 衔接点1 例1 C 解析:碳原子之间可以相互结合形成碳链(可 带支链),也可形成碳环,但每个碳原子都以4价键的 形式成键,C项错误。 衔接点2 例2 D 解析:甲烷与氯气发生取代反应,不论混合比 例是多少,四种有机产物均存在。 知能达标检测 1.A 解析:沼气主要成分有甲烷,故沼泽底部发酵产生 的有机物气体为甲烷,A正确。 2.B 解析:只 含 C、H 两 种 元 素 的 有 机 物 属 于 烃。 C2H4O中除C、H两种元素外,还含有O元素,不属于 烃,A错误;C4H8只含有C、H两种元素,属于烃,B正 确;CH2Cl2 中除C、H两种元素外,还含有Cl元素,不 属于烃,C错误;C6H5NO2 中除C、H 两种元素外,还 含有N、O元素,不属于烃,D错误。 3.B 解析:天然气主要成分是甲烷,是无色、无味的气 体,对人基本无毒,故选B。 4.D 解析:该反应为甲烷燃烧的反应,属于氧化反应,A 不符合题意;该反应为置换反应,B不符合题意;该反 应为甲烷的分解反应,C不符合题意;该反应中氯原子 代替CH2Cl2 中的一个氢原子,属于取代反应,D符合 题意。 5.C 解析:CO、CO2、碳酸、碳酸盐等含碳化合物因组成 和性质都具有无机物的特点,属于无机物,A错误;有 机物一定含有碳元素,绝大多数有机物含有氢元素,部 分有机物还含有氧、氯、溴、氮、硫等元素,B错误;最初 的有机物来自动植物体内,现在,更多的有机物是人工 合成的,C正确;甲烷完全燃烧的产物是CO2 和 H2O, 但甲烷仅由碳、氢两种元素组成,D错误。 6.C 解析:甲烷的分子结构为正四面体结构,A错误;甲 烷的化学性质比较稳定,不能与强酸和强碱反应,B错 误;能与氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲 烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷,C正确;甲烷不能 与酸性高锰酸钾溶液反应,不能使酸性高锰酸钾溶液 褪色,D错误。 7.B 解析:饱和食盐水能降低氯气的溶解度,则氯气在 饱和食盐水中的溶解度小于在水中的溶解度,A正确; 氯化氢易溶于水,试管壁出现了油状液滴,是因为该反 应生成了二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,B错误;氯 化氢极易溶于水,试管中的白雾是反应生成的氯化氢 气体遇水蒸气形成的酸雾,C正确;由实验过程中产生 的现象可推知,产物为氯化氢、一氯甲烷、二氯甲烷、三 氯甲烷和四氯化碳,则甲烷与氯气在光照条件下能发 生取代反应,D正确。 专题十二 化学基本实验 初中化学知识储备 轻松过关 1.C 解析:图中仪器名称为长颈漏斗,“劲”字错误,A选 项仪器名称书写不正确,不符合题意;图中仪器名称为 电子秤,“称”字错误,B选项仪器名称书写不正确,不 符合题意;图中仪器名称为坩埚钳,C选项仪器名称书 写正确,符合题意;图中仪器名称为锥形瓶,“椎”字错 误,D选项仪器名称书写不正确,不符合题意。 2.C 解析:向试管中倾倒液体药品时,瓶塞要倒放,标签 要对准手心,瓶口紧挨,A图中所示操作错误;量筒读 数时视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水 平,B图中所示操作错误;检查装置气密性的方法:把 导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口 有气泡冒出,装置不漏气,C图中所示操作正确;禁止 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 088