专题1 第一单元 有机化学的发展与应用（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修3（苏教版2019）

有机化学的发展及研究思路 专题1 第一单元 有机化学的发展与应用 学习目标 重点难点 1.了解有机化学发展的过程和趋势,认识有机化合物对提高人类生活质量的重要意义,能举例说明有机化合物与生命活动的密切关系。 2.了解有机化学带来的环境问题,对和有机化学相关的问题能作出科学的判断和评价。 重点 1.有机物的发展与应用。 2.有机物与无机物的区别。 难点 有机物与无机物的区别。 目录 新知探究(一)——有机化学的发展 新知探究(二)——有机化学的应用 课时跟踪检测 4 新知探究(一) 有机化学的发展 1.我国早期的有机化学 (1)3 000多年前就已经用煤作为燃料。 (2)2 000多年前就掌握了石油和 的开采技术。 (3)从植物中提取染料、药物和香料等物质已经有上千年的历史。 天然气 2.有机化学的形成 19世纪初期 瑞典化学家贝采利乌斯提出了有机化学概念 19世纪 中叶以前 科学家提出“生命力论”,认为有机物只能由动物或植物产生,不可能通过人工的方法将无机物转变成有机物 1828年 德国化学家维勒利用无机物合成了有机物“尿素”,冲破了 “生命力论”学说的束缚,打破了无机物和有机物的界限 3.现代有机化学 (1)合成有机物得到广泛应用,成为人类赖以生存的重要物质基础。 (2)与其他学科融合形成了分子生物学、药物化学、材料科学以及环境科学等多个新兴学科。 (3)1965年,我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了结晶牛胰岛素,标志着人类合成蛋白质时代的开始。 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)天然气的主要成分甲烷是有机物。( ) (2)尿素是有机物。( ) (3)有机化合物一定来自动植物,人类无法合成。( ) [题点多维训练] √ √ × 2.下列事件表明有机化学成为一门独立化学分支的是 (　　) A.1828年德国化学家维勒首次在实验室里合成了尿素 B.19世纪初,瑞典化学家贝采利乌斯首次使用“有机”一词,并提出了“有机化学”和“有机化合物”的概念 C.1965年我国科学家人工合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素 D.1830年,德国化学家李比希创立了有机化合物的定量分析方法 √ 解析:有机化学作为一门独立的化学分支,开始进入科学研究领域是从瑞典化学家贝采利乌斯首先使用“有机”一词开始的。1806年贝采利乌斯首先把从生物有机体中取得的一些物质同天然矿物质区别开来,提出“有机化合物”的概念。 3.下列说法中,正确的是 (　　) A.有机物都是从有机体中分离出的物质 B.凡是含有碳元素的化合物都属于有机化合物 C.有机化学是研究有机物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学 D.有机化学萌发于16世纪,创立并成熟于17、18世纪 √ 解析:有机物既可以从有机体中分离提取,也可由无机物人工合成,选项A错误;有机物中一定含有碳元素,但含有碳元素的化合物不一定是有机物,如CO、CO2、Na2CO3、CaC2等含有碳元素的化合物就属于无机物,选项B错误;有机化学就是研究有机物的组成、结构、性质、制备方法和应用的科学,选项C正确;有机化学萌发于17世纪,创立并成熟于18、19世纪,选项D错误。 新知探究(二) 有机化学的应用 分子 生物学 人类对DNA双螺旋结构和功能的认识不断深入,人类对自身的认知越来越清晰,运用 技术治疗疾病已经不再是梦想,基因技术的发展将会对人类的未来产生更直接、更深远的影响 药物 化学 药物化学已经成为化学的一个重要领域,世界上每天都会合成出许多种备选药物,大多数的备选药物是____________ 基因工程 有机化合物 材料 科学 材料科学是一门新兴的交叉学科,是发展众多高科技领域的基础和先导,具有独特物理、化学性质的有机功能材料对人类生产、生活产生了直接而深远的影响 环境 科学 环境科学是在人们亟待解决环境问题的社会需求下迅速发展起来的,有机化学为研究和改善环境质量作出了积极贡献 续表 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)石油、煤、天然气、塑料、油脂都是人类生活中所需的天然有机物。( ) (2)有机物在维持生命活动中发挥重要作用,没有有机物就没有生命。( ) (3)液晶材料、甲基硅橡胶、纤维素、黏合剂都属于有机功能材料。( ) (4)木质素是一种纤维素,可以和固化剂一起用于沙漠植树。( ) (5)为解决塑料制品造成的环境污染问题,可以通过焚烧、填埋的方法解决。( ) [题点多维训练] × √ × × × √ 2.有机化学的发展经历了漫长的过程,21世纪的今天,有机化学已经渗透到我们生活的每个角落和生产、国防及科研的各个领域。下列研究属于有机化学学科研究领域的是 (　　) A.研制新型药物 B.研究碳纳米管具有哪些性质和用途 C.研究怎样将汽车尾气中的有害气体转化为无害气体 D.研究人造地球卫星的运行轨迹 3.下列关于有机化学发展与应用的描述不正确的是 (　　) A.19世纪初瑞典化学家贝采利乌斯合成尿素,使人们摒弃“生命力论”思想 B.糖类、油脂、蛋白质均为有机物,能够为人类提供能量和营养成分 C.1965年我国合成的结晶牛胰岛素是世界上第一次用人工的方法合成的具有生物活性的蛋白质 D.合成纤维、合成树脂等在宇航服、飞行器中的应用说明航空航天工业离不开有机化学的支持 √ 解析:贝采利乌斯对有机化学的贡献是提出了有机化学和有机物的概念,德国科学家维勒人工合成尿素,故A错误;糖类、油脂、蛋白质均为含碳的有机物,很多种类在日常生活中可做成食品为人类提供能量和营养成分,故B正确;1965年我国在世界上首次人工合成出具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素,故C正确;有机化学产品尤其是高分子复合材料在航空航天工业中应用广泛,因此航空航天工业离不开有机化学,D项正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1.古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于无机物的是 (　　) A.瓷器 B.丝绸 C.茶叶 D.中草药 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:A项,瓷器主要成分为硅酸盐,属于无机物;B项,丝绸主要成分为蛋白质,属于有机物;C项,茶叶中的成分主要有咖啡因、糖类等,属于有机物;D项,中草药成分较为复杂,主要为有机物。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 2.化学在人类社会发展中发挥着重要作用,下列事实不涉及有机化学反应的是 (　　) A.利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇 B.利用石油生产塑料、化纤等高分子材料 C.利用基本的化学原料生产化学合成药物 D.利用反渗透膜从海水中分离出淡水 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:A项,废弃的秸秆经过预处理、水解、发酵等过程可以生成生物质燃料乙醇,涉及有机化学变化,不符合题意;B项,石油的分馏产物经过相关转化后再进行加聚反应或缩聚反应,可以制塑料、化纤等高分子材料,涉及有机化学变化,不符合题意;C项,基本化学原料通过有机合成步骤,可以转化为化学合成药物,发生了有机化学变化,不符合题意;D项,利用反渗透膜从海水中分离出淡水的过程中没有新物质生成,不涉及有机化学变化,符合题意。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 3.1828年,德国化学家维勒在制备无机盐氰酸铵时得到了尿素,尿素是第一种人工合成的有机物。下列关于尿素的叙述错误的是 (　　) A.尿素是一种氮肥 B.尿素是人体新陈代谢的一种产物 C.尿素的含氮量为23.3% D.尿素与氰酸铵(NH4CNO)互为同分异构体 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:A选项,尿素含氮量高,是一种优质氮肥,正确;B选项,尿素是人体新陈代谢的一种产物,正确;C选项,尿素的含氮量为46.7%,错误;D选项,尿素与氰酸铵(NH4CNO)分子式相同,属于不同物质,互为同分异构体,正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 4.某同学探讨有机物在日常生活中的应用,列举了如下实例:①用酒精、过氧乙酸等物质作消毒剂可杀死一些细菌和病毒;②用牛奶、蛋清、豆浆等物质可缓解重金属离子的毒性;③用黏土制砖瓦造房屋;④用合成纤维织布制衣;⑤用糖类、油脂、蛋白质等物质制作食品;⑥用一氧化碳炼铁。你认为其中与有机物无关的是 (　　) A.①②④⑤　　　　　　 B.③⑥ C.①②③④ D.①④⑤⑥ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:③中黏土的主要成分是无机硅酸盐;⑥中用一氧化碳炼铁只发生了无机化学反应。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 5.下列说法正确的是 (　　) A.人类不仅能合成自然界里已有的许多有机物,而且能够合成自然界中原本不存在的多种性质良好的有机物 B.有机物是含碳的化合物,不论是尿素[CO(NH2)2],还是碳酸氢铵(NH4HCO3)及CO2都是有机物 C.有机物完全燃烧后所得到的产物都只有水和二氧化碳 D.易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质一定是有机物 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:有机物虽然是含碳的化合物,但一些含碳的化合物,如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐等因为其性质与无机物相似,故属于无机物,B错误;有机物的组成中除主要有碳元素之外,通常还有氢、氧、氮、硫、磷、卤素等元素,因此当有机物完全燃烧时,生成的产物不一定只有二氧化碳和水,C错误;易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂的物质不一定是有机物,如溴单质易溶于这些溶剂,D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 6.20世纪化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高作出了巨大贡献。下列各组物质全部由化学合成得到的是 (　　) A.玻璃　纤维素　青霉素 B.尿素　食盐　聚乙烯 C.涤纶　洗衣粉　阿司匹林 D.石英　橡胶　磷化铟 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析:A项,纤维素在自然界中大量存在,如棉花等;B项,食盐大量存在于海水中;C项,三种物质都是人工合成的,自然界中没有;D项,石英存在于自然界中,如水晶等。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 3 7.维生素C的结构简式为 ,丁香油酚的结构简式为 。下列关于两者的说法正确的是(　　) A.两者都是有机化合物 B.到目前为止,人们只能合成自然界中已经存在的有机化合物 C.维生素C和丁香油酚的组成元素含量完全相同 D.维生素C和丁香油酚中的化学键完全一样 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 3 解析:由常识可知,当前人工合成出的很多物品,如药品、化妆品等都不是自然界中原本存在的,故B错误;两物质都是由碳、氢、氧三种元素组成的,但含量不同,故C错误;丁香油酚中含有苯环,苯环上的键是介于双键和单键之间的一种特殊的共价键,故D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 8.历史上最早应用的还原性染料是靛蓝, 其结构简式如图所示,回答下列问题: (1)靛蓝是由碳、氢、氧、氮四种元素组成的　　　　(填“有机物”或“无机物”)。  解析:由于该化合物分子中含有C、H、O、N四种元素,所以该化合物是有机物。 有机物 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (2)该物质的分子式是　　　　　　。  解析:由各元素的成键个数可计算得其分子式为C16H10N2O2。 C16H10N2O2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (3)下列关于该物质的说法正确的是　　　(填字母)。  A.可以在一定条件下与氢气发生加成反应 B.该物质属于烃类 C.它能使酸性高锰酸钾溶液褪色 解析:分子中含有碳碳双键和苯环,均可与氢气发生加成反应;含有N、O,故不是烃;含有碳碳双键,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。 AC 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 9.(1)请举例说明有机物和无机物之间是可以相互转化的(用化学方程式表示): ①有机物转化为无机物 ; ②无机物转化为有机物 。 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 6CO2+6H2O C6H12O6+6O2(其他合理答案也对) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (2)1828年,德国化学家维勒通过蒸发氰酸铵(NH4CNO是一种无机化合物,由氯化铵和氰酸银反应制得)水溶液得到尿素[CO(NH2)2]。尿素的人工合成,揭开了人工合成有机物的序幕。请回答下列问题: ①制备氰酸铵的化学方程式是　 ;  ②尿素在尿素酶的作用下水解生成碳酸铵,写出该反应的化学方程式:　 。  AgCNO+NH4Cl===AgCl↓+NH4CNO CO(NH2)2+2H2O (NH4)2CO3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (3)现代工业上用氨和二氧化碳在2.02×107 Pa和180 ℃时反应合成尿素,请写出该反应的化学方程式: 　 　。  2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 10.(2024·苏州中学段考)醋的食用在我国有悠久的历史,人们常说的“生活开门七件事,柴米油盐酱醋茶”中就有醋,说明醋在人类生活中的重要性。 (1)早在原始社会末期,我国人民就学会了用谷物酿酒,但是酒在空气中长期放置就会出现“坏酒”(酸酒)现象,写出产生“坏酒”现象的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　 ,该反应的反应类型为　　　　　。  解析:酒中的主要成分乙醇(C2H5OH)受微生物的作用,被空气中的氧气(O2)氧化而变成醋酸(CH3COOH),就会出现“坏酒”现象。 CH3CH2OH+O2 CH3COOH+H2O 氧化反应 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (2)醋能溶解食品中含钙、磷、铁等元素的物质,增进人体对所需元素的吸收,写出醋酸的电离方程式:　 。  解析:醋酸呈弱酸性,可以使含钙、磷、铁等元素的物质溶解生成可溶性物质,促进人体对所需元素的吸收。 CH3COOH CH3COO-+H+ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (3)醋在日常生活中多有妙用,如用醋能洗去铝锅、铜器、铁制品表面的锈迹,清除水壶中的水垢(假设其主要成分为CaCO3)等。写出醋酸除水垢的离子方程式:_______________________________________ 　　　　　　。  解析:醋酸可以和CaCO3发生复分解反应生成可溶性醋酸盐而将水垢除去。 CaCO3+2CH3COOH===2CH3COO-+Ca2++ CO2↑+H2O 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (4)做菜时既加醋又加料酒可以增加菜的香味,其原因是生成了酯类物质,写出该反应的化学方程式:______________________________ 　　　　　　　　　　　　,该反应的反应类型是_________________ 　　　。  解析:做菜时醋酸和乙醇发生酯化反应生成少量有香味的乙酸乙酯。 CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应(或取代 反应) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 高阶思维训练 11.(2024·泉州七中段考)据统计,地球上的绿色植物通过光合作用每年能结合来自CO2中的碳1 500亿吨和来自水中的氢250亿吨,并释放4 000亿吨氧气。光合作用的过程一般可用下式表示: CO2+H2O+微量元素(P、N等) 蛋白质、碳水化合物、脂肪等+O2,下列说法不正确的是(　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 A.某些无机物通过光合作用可转化为有机物 B.碳水化合物就是碳和水组成的化合物 C.叶绿素是光合作用的催化剂 D.增加植被、保护环境是人类生存的需要 解析:碳水化合物是指糖类物质,并不是由碳和水组成。 √ 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 3 12.(2024·邢台期末)我国科学工作者合成了许多结构复杂的天然有机化合物,如叶绿素、血红素、维生素B12等。叶绿素的结构如图。下列说法正确的是 (　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 A.叶绿素属于高分子化合物 B.在一定条件下,叶绿素能发生加成、水解反应 C.叶绿素能发生酯化反应 D.叶绿素分子中含有两种类型的双键 解析:叶绿素分子中含有碳碳双键,能发生加成反应,含有 结构,能发生水解反应,B项正确;由于叶绿素结构中没有—OH或者 —COOH,故不能发生酯化反应,C项错误;由结构图可知,此化合物中含有三类双键:C==C键、C==O键、C==N键,D项错误。 √ $$