专题1.1 有机化学的发展与应用-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修3（苏教版2019）

第一单元　有机化学的发展与应用 [核心素养发展目标]　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.能收集资料阐述与有机化学相关的社会性议题，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。 一、有机化学的发展 1．我国早期的有机化学实践活动 (1)3 000多年前已经用煤作为燃料。 (2)2 000多年前就掌握了石油和天然气的开采技术。 (3)1 000多年前就学会了从植物中提取染料、药物和香料等物质。 2．近代有机化学的重要发展成就 (1)19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯提出了有机化学概念，使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。 (2)1828年，德国化学家维勒在制备无机盐氰酸铵(NH4CNO)时得到了有机物尿素[CO(NH2)2]，首次打破了早期科学家提出的“生命力论”。 3．现代有机化学的发展 (1)由于生活和生产的需要，人们学会了合成、分离和提纯有机物。迄今为止，人类发现和合成的有机化合物已超过1亿种。从1995年开始，每年新发现和新合成的有机化合物超过100万种。 (2)现在，有机化学已经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首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)有机化合物一定来自于动植物，人类无法合成(　　) (2)19世纪初，德国化学家维勒提出了有机化学的概念(　　) (3)材料科学是一门新兴的学科，主要研究无机材料在高科技领域的应用，与有机化学无关 (　　) (4)有机化学为研究和改善环境质量作出重大贡献，环境科学离不开有机化学(　　) (5)造纸术、印刷术和火药都是中国古代的重大发明，都和有机化学有关(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× 1．含碳元素的化合物一定是有机物吗？ 提示　有机物中都含有碳元素，但含碳元素的化合物不一定都是有机物，如CO、CO2、CaCO3等都是无机物。 2．日常食品的主要成分大部分都是有机物，你熟知的营养物质有哪些？ 提示　淀粉(米饭、馒头)、纤维素(蔬菜)、油脂、蛋白质等都是人体重要的营养物质。 3．从组成和性质上看，氰酸铵(NH4CNO)属于有机物吗？ 提示　氰酸铵属于无机物，不属于有机物。 4．有机物都易燃烧吗？举例说明。 提示　有机物多数易燃，但有些有机物不易燃，如CCl4用于灭火。 1．(2023·无锡高二检测)有机物是人类赖以生存的重要物质基础。下列有关说法正确的是(　　) A．有机物不能以无机物为原料人工合成 B．淀粉属于糖类物质，能直接给人体提供热量 C．结晶牛胰岛素是一种蛋白质，可以氨基酸为原料人工合成 D．碳纤维、涤纶、尼龙都是有机合成纤维 答案　C 解析　有机物可以以无机物为原料人工合成，A错误；淀粉属于糖类物质中的多糖，不能直接给人体提供热量，需水解为葡萄糖后才能为人体提供热量，B错误；碳纤维是无机非金属材料，D错误。 2．下列物质中，属于有机化合物的有_____________________________(填序号)。 ①甲烷　②一氧化碳　③氰酸铵(NH4CNO)　④尿素[CO(NH2)2]　⑤KSCN　⑥醋酸　⑦CaCO3　⑧乙烯　⑨乙醇　⑩维生素C 答案　①④⑥⑧⑨⑩ 有机化合物与无机物的比较与联系 (1)一般以是否含有碳元素作为标准来划分有机物和无机物，但是CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等物质，虽然含有碳元素，但它们的组成和性质跟无机物相似，一般将它们视为无机物。 (2)有机物与无机物无绝对界限，两者在一定条件下可以互相转化。 二、有机化合物在生产、生活中的应用 1．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，运用基因工程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。 2．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的备选药物大多数是有机化合物。 3．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。 4．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。 (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(　　) (6)基因工程技术属于生物学研究领域，与有机化学无关(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 1．(2022·兰州高二月考)下列用于生产“一次性口罩”的材料中不属于有机物的是(　　) A．耳带——聚四亚甲基醚二醇 B．外层防菌过滤层——聚酯纤维 C．防水透气膜——聚丙烯 D．鼻梁条——镀锌细钢丝 答案　D 解析　聚丙烯是H2C==CH—CH3的加聚反应产物，是有机高分子化合物，C项错误；镀锌细钢丝是金属材料，不是有机物，D项正确。 2．用于制造隐形飞机的某种物质具有吸收微波的功能，其主要成分的结构简式为 (1)从有机物的类别来看它应该属于_______________________(填字母)。 A．烃 B．烯烃 C．烷烃 D．烃的衍生物 (2)写出该物质的分子式：____________________。 (3)该化合物易发生的反应类型是______________________________。 答案　(1)D　(2)C6H4S4　(3)加成反应 解析　(1)分子中除含C、H元素外，还含有S元素，应属于烃的衍生物。 (3)因分子中含碳碳双键，故易发生加成反应。 题组一　有机化学的发展历程 1．(2023·西安高二期中)德国化学家维勒第一次用无机物制备有机物，开辟人工合成有机物先河，制备的有机物是(　　) A．乙酸 B．乙醇 C．尿素 D．氨基酸 答案　C 解析　德国化学家维勒在实验室里将无机物氰酸铵溶液蒸发，制得有机物尿素。 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。下列研究范畴是有机化学学科研究领域的是(　　) A．研制攻克癌症的合成药物 B．研制纳米碳管的性质及其应用 C．研制汽车尾气处理系统的开发利用 D．研究探月卫星的运行轨迹 答案　A 解析　药物化学是有机化学研究的一个重要领域；选项B和C都是以无机物为研究对象，属于无机化学的研究领域；选项D属于物理学科的研究领域。 3．下列说法正确的是(　　) A．有机物都是从有机体中分离出来的物质 B．打破“生命力论”的科学家是贝采利乌斯 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 答案　C 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，A错误；维勒首先用无机物制备有机物，打破了“生命力论”，B错误；有机化学萌发于17世纪，创立并成熟于18、19世纪，D错误。 题组二　有机化合物在生产、生活中的应用 4．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 答案　A 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。 5．(2022·威海高二期中)对抗疫情离不开化学。下列抗疫物资中，主要成分不属于有机物的是(　　) A.医用酒精 B.塑料护目镜 C.84消毒液 D.医用橡胶手套 答案　C 解析　医用酒精的主要成分为CH3CH2OH，属于有机物，A项不符合题意；塑料护目镜和医用橡胶手套中均含有有机合成材料，属于有机物，B、D项不符合题意；84消毒液的主要成分为NaClO和NaCl，属于无机物，C项符合题意。 6．书法离不开文房四宝(笔、墨、纸、砚)。做笔用的狼毫、研墨用的墨条、宣纸(即白纸)和做砚台用的砚石的主要成分依次是(　　) A．多糖、石墨、蛋白质、无机盐 B．塑料、石墨、糖类、无机盐 C．蛋白质、石墨、糖类、无机盐 D．蛋白质、煤炭、糖类、有机玻璃 答案　C 解析　做笔用的狼毫主要成分为蛋白质，研墨用的墨条为石墨，宣纸主要成分为纤维素，属于糖类，砚石主要成分为大理石等无机盐。 7．下列说法不正确的是(　　) A．人类在古代就已经掌握了酿酒、制醋、染色等技术 B．日常生活中广泛使用的塑料、合成橡胶、合成纤维等均是有机化学的贡献 C．环境保护与有机化学无关 D．基因技术的发展会对人类的未来产生更直接、更深远的影响 答案　C 8．发射嫦娥四号月球探测器的长征三号乙运载火箭使用偏二甲肼()作为火箭燃料。偏二甲肼属于(　　) A．氧化物 B．有机物 C．混合物 D．单质 答案　B 解析　由偏二甲肼的化学式(C2H8N2)可知，它是一种含碳元素的化合物，属于有机物。 9．2021年11月7日，王亚平身着我国新一代“飞天”舱外航天服成功出舱，王亚平成为中国首位进行出舱活动的女航天员。“飞天”舱外航天服具有多层结构，其中包含棉布织成的舒适层、橡胶质地的气密层、涤纶面料的限制层等，“飞天”舱外航天服还有由铝合金制成的壳体。下列“飞天”舱外航天服使用的材料不属于有机物的是(　　) A．棉布 B．橡胶 C．涤纶 D．铝合金 答案　D 解析　棉布、橡胶、涤纶都属于有机物，铝合金为金属材料，为无机物。 10．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(　　) 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 答案　B 11．(2023·成都调研)下列说法正确的是(　　) A．乙烯、氯乙烯、聚乙烯均可使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．纤维素、合成纤维、光导纤维都是有机高分子化合物 C．塑料、合成橡胶、粘合剂、涂料都属于天然有机高分子材料 D．聚氯乙烯是以氯乙烯为原料，在催化剂条件下，发生加聚反应的产物 答案　D 解析　A项，乙烯、氯乙烯含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，聚乙烯不含有碳碳双键，不与酸性高锰酸钾溶液反应，错误；B项，光导纤维的主要成分为二氧化硅，为无机物，错误；C项，塑料、合成橡胶、粘合剂、涂料都属于合成有机高分子材料，错误。 12．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(　　) 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 答案　B 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。 13．绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行)(　　) A．＋C2H5Cl―→＋HCl B．＋C2H5OH―→＋H2O C．＋CH2==CH2―→ D．―→＋HBr 答案　C 解析　根据“原子经济性”的概念及要求，只有C项中反应物完全转化为产物。 14．恩格斯指出：“新创立的有机化学，它一个一个地从无机物创造出所谓的有机化合物，从而扫除了这些所谓有机物神秘性的残余。” (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)：_______________ _______________________________________________________________________________。 (2)1828年，德国化学家维勒通过蒸发氰酸铵(NH4CNO是一种无机物，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：___________________。 (3)现代工业上用氨和二氧化碳在200 atm和180 ℃时反应合成尿素，请写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 答案　(1)有机物转化为无机物：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O；无机物转化为有机物：6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2(答案合理即可) (2)①NH4Cl＋AgCNO===AgCl↓＋NH4CNO ②CO(NH2)2＋2H2O(NH4)2CO3 (3)2NH3＋CO2CO(NH2)2＋H2O 15．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____________。 (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：______________________________________________________________________。 (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：_____________________。 (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____________。 答案　(1)CH3CH2OH＋O2CH3COOH＋H2O　氧化反应 (2)CH3COOHCH3COO－＋H＋ (3)CaCO3＋2CH3COOH===2CH3COO－＋Ca2＋＋CO2↑＋H2O (4)CH3CH2OH＋CH3COOH CH3COOCH2CH3＋H2O　酯化反应(或取代反应) 解析　(1)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。(2)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。(3)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。(4)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。 学科网（北京）股份有限公司 $$