内容正文:
第1节 认识有机化学
第1课时 有机化学的发展 有机化合物的分类
优化探究
第1章 有机化合物的结构与性质 烃
[学习目标] 1.知道有机化学的含义及其研究范围,了解有机化学的发展历程及其应用前景。2.能根据不同的标准对简单有机物进行分类,能识别简单有机物中的官能团并能说出官能团的名称。
任务一 有机化学的发展
任务二 有机化合物的分类
课时作业 巩固提升
任务一 有机化学的发展
1.有机化学的概念
有机化学就是以 为研究对象的学科,其研究范围包括有机化合物的 、 、 、 、 以及有关理论和方法等。
有机化合物
来源
结构
性质
合成
应用
2.有机化学的发展
贝采里乌斯
维勒
萃取
层析
结晶
蒸馏
红外光谱
核磁共振
质谱
X射线衍射
(1)化学家贝采里乌斯制备氰酸铵时得到了尿素,打破了无机物与有机化合物之间的界限,由此提出了有机化学的概念。( )
(2)化学家李比希最早提出测定有机化合物的定量分析方法。( )
(3)有机物都不溶于水,易溶于有机溶剂。( )
×
√
×
CO2、CO、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3等均是含有碳元素的化合物,它们是有机化合物吗?
提示:不是,它们体现的是无机物的性质,均为无机化合物。
1.1828年,德国化学家用无机物合成了第一种有机化合物,由此突破了无机物和有机化合物之间的界限,开创了有机合成的新时代。人类利用无机物合成的第一种有机化合物是( )
A.蛋白质 B.甲烷 C.尿素 D.醋酸
C
2.下列说法中不正确的是( )
A.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
B.凡是自然界存在的或不存在的有机物都能运用化学方法将它们合成出来
C.迄今为止,人类发现和合成的有机物已超过7 000万种
D.有机物参与的反应,都比较复杂、速率较慢且常伴有副反应
D
解析:有机物参与的反应,大多比较复杂、速率较慢且伴有副反应,但有些有机物参与的化学反应速率较快,如甲烷在空气中燃烧等,D不正确。
3.(2024·上海黄浦高二检测)下列叙述正确的是( )
A.有机物都是共价化合物
B.有机物都是从生命体中分离得到的
C.有机物易溶于有机溶剂
D.有机物不具备无机物的性质
C
解析:有机物也可能是离子化合物,如CH3COONa,A错误;有机物不一定是从有机体中分离出来的,有机物可以通过人工合成,如历史上第一种人工合成的有机物尿素,B错误;根据“相似相溶”原理,有机物易溶于有机溶剂,C正确;有机物可以具备无机物的性质,如甲烷和氢气都有可燃性等,D错误。
任务二 有机化合物的分类
1.有机化合物的三种分类方法
(1)根据组成中是否有碳、氢以外的元素,可分为 和
。
(2)根据分子中碳骨架的形状,可分为 和
。
(3)根据分子含有的特殊原子或原子团(官能团),可分为烷烃、 、炔烃、 、卤代烃、 、醚、酚、醛、酮、 、
酯、胺和酰胺等。
烃
烃的衍生物
链状有机化合物
环状有机化合物
烯烃
芳香烃
醇
羧酸
2.官能团的名称和结构
(1)官能团的概念:有机化合物分子中,决定着某类有机化合物共同特性的
或 。
(2)常见有机物的官能团。
写出下列有机化合物的官能团的结构简式及电子式:
原子
原子团
类别 官能团
名称 官能团结构式 官能团结构简式 官能团电子式 典型代表物
烯烃 碳碳双键
____________
_________
炔烃 碳碳三键 —C≡C— __________ _________ CH≡CH
卤代烃 卤素原子
(碳卤键) —X _____ ________ CH3CH2Br
—C≡C—
·C︙︙C·
—X
类别 官能团名称 官能团结构式 官能团结构简式 官能团电子式 典型代表物
醇、酚 羟基 —O —H _______ ________ CH3CH2OH、
醚 醚键
_____________
_________ CH3CH2OCH2CH3
醛 醛基
________
_________ CH3CHO
—OH
—CHO
类别 官能团
名称 官能团结构式 官能团结构简式 官能团
电子式 典型代表物
酮 酮羰基
___________ ______
羧酸 羧基 __________
___________ CH3COOH
—COOH
类别 官能团
名称 官能团结构式 官能团结构
简式 官能团
电子式 典型代表物
酯 酯基
_________ — CH3COOCH2CH3
胺 氨基
_______ _________
酰胺 酰胺基 __________
__________ CH3CONH2
—COOR
—NH2
3.同系物的概念
(1)同系列:分子 相似,组成上彼此相差一个或若干个CH2的一系列有机化合物。
(2)同系物: 中的各化合物互称同系物。
结构
同系列
4.同系物的结构特点
(1)具有相同种类和数目的官能团,如羧酸都含有 ,醛类都含有
。
(2)具有相同的通式,如烷烃的组成通式为__________________________
_________________________,分子中只有一个碳碳双键的烯烃的组成通式为 。
—COOH
—CHO
CnH2n+2(n表示分子中的碳
原子个数,n≥1)
CnH2n(n≥2)
×
×
√
×
1.下列官能团的说法或书写是否有不妥的地方?
(1)丙烯分子中存在的官能团名称是双键。
提示:不妥。丙烯分子中存在的官能团写作: ,名称是碳碳双键。
(2)乙醛的官能团是—COH。
提示:不妥。乙醛的官能团应写作: 或—CHO。
2.你认为OH-与—OH有哪些不同?
提示:OH-是离子,可以以游离粒子的形式存在,其结构中含有10e-,而—OH是基团,不能独立存在,而是与其他原子或基团结合在一起,其结构中含有9e-。
3.下列表达式中,属于官能团的有哪些?属于基的又有哪些?
①—C≡C— ② ③—COOH
④—CH2CH3 ⑤ ⑥—NO2 ⑦N
⑧—COOR ⑨—NH2 ⑩—SO3H
提示:属于官能团的有①②③⑥⑧⑨⑩,属于基的有①②③④⑤⑥⑧⑨
⑩。
2.根、官能团与基的比较
(1)基与官能团
①区别:基是有机化合物分子中含有的原子或原子团;官能团是决定化合物特殊性质的原子或原子团。
②联系:官能团属于基,但基不一定是官能团,如 是基也是官能团,但—CH3是基却不是官能团。
(2)基与根
基 根
概念 有机化合物分子中含有的原子或原子团 带电荷的原子团,是电解质的组成部分,是电解质电离的产物
电性 电中性 带电荷
稳定性 不稳定;不能独立存在 稳定;可以独立存在于溶液中或熔融状态下
联系 “根”与“基”两者可以相互转化,如OH-失去1个电子可转化为—OH,而—OH获得1个电子可以转化为OH-
1.下列说法正确的是( )
A.羟基的电子式为[︰︰H]-
B.铵离子的电子式为[ ]+
C.丙基有两种结构
D.NO2称为硝基
C
解析:羟基的电子式为·︰H,A项错误;铵离子的电子式为[]+,B项错误;丙基有—CH2—CH2—CH3和 两种结构,C项正确;硝基的写法为—NO2,D项错误。
2.下列有机物含有两种官能团的是( )
A.CH3—CH2—Cl B.
C.CH2==CHBr D.
C
解析:A项的官能团是氯原子(碳氯键);B项的官能团是酯基;C项的官能团是碳碳双键和溴原子(碳溴键);D项的官能团是硝基。
3.(2024·山东青岛高二检测)下列物质属于同系物的是( )
①CH3CH2COOH ②HCOOC2H5 ③HCOOH ④CH3CH2OH
A.①和② B.③和④
C.①和③ D.②和③
C
解析:同系物是指结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物,结构相似是指官能团种类、数目相同,据此分析;②中有一个酯基,④中有一个羟基,①③中有1个羧基,且①③分子组成相差C2H4,符合同系物的定义。
课时作业 巩固提升
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[A组 基础落实]
题组一 有机化学的发展
1.化学家们对化学学科的发展做出了巨大的贡献。下列有关说法错误的是( )
A.俄国化学家盖斯提出盖斯定律,为化学动力学发展奠定了基础
B.德国化学家维勒合成了尿素,开创了人工合成有机化合物的新时代
C.中国化学家侯德榜发明了联合制碱法,打破外国对我国的技术封锁
D.法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说,使近代化学取得革命性的进展
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A
解析:俄国化学家盖斯提出盖斯定律,为化学热力学发展奠定了基础,故A错误;德国化学家维勒合成了尿素,开创了人工合成有机化合物的新时代,故B正确;中国化学家侯德榜发明了联合制碱法,即“侯氏制碱法”,打破外国对我国的技术封锁,故C正确;法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说,使近代化学取得革命性的进展,故D正确。
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2.下列不属于有机化学范畴的是( )
A.周朝设立“酰人”官职负责酿造酒、醋等
B.侯德榜用食盐生产纯碱
C.瑞典化学家舍勒提取到酒石酸、柠檬酸等物质
D.维勒首次在实验室里合成了尿素
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B
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解析:用含淀粉或纤维素的物质酿造酒、醋等都属于有机化学范畴,A项不符合题意;用食盐生产纯碱是用无机物制备无机物,不属于有机化学范畴,B项符合题意;酒石酸、柠檬酸都是有机化合物,C项不符合题意;尿素是有机化合物,D项不符合题意。
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3.下列关于著名化学家、国籍及主要贡献的对应关系中,不正确的是( )
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选项 科学家 国籍 主要贡献
A 贝采里乌斯 瑞典 首先提出“有机化学”和“有机化合物”的概念
B 维勒 德国 首次人工合成了有机物——尿素
C 李比希 法国 创立了有机物的定量分析方法
D 门捷列夫 俄国 发现元素周期律
C
解析:瑞典化学家贝采里乌斯在19世纪初最早提出“有机化学”和“有机化合物”的概念,A项正确;德国化学家维勒用氰酸铵合成尿素,从而打破了无机物和有机物的界限,B项正确;德国化学家李比希在1830年创立了有机化合物的定量分析方法,C项错误;1869年俄国科学家门捷列夫发现元素周期律,把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系,D项正确。
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题组二 有机化合物的分类
4.下列有机物分类正确的是( )
A. 芳香族化合物 B. 羧酸
C. 醛 D. 酚
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解析:①中含有氯原子,不属于烃,且⑤的结构中含有碳环,属于环烃,故A、B项错误;②为苯,属于芳香烃和环烃,④和⑤的结构中都含有碳环,不含有苯环,所以②④⑤属于环烃,C项正确,D项错误。
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7.某有机物的结构简式为
它含有官能团的种类有( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
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解析:该有机物含有酚羟基、酯基、酰胺基3种官能团。
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8.下列各组物质中,属于同系物的是( )
A.乙苯和二甲苯
B.CH2==CHCH2CH3和CH3CH==CHCH3
C.CH3CH2CH3和CH3(CH2)2CH3
D.CH3CH2OH和CH3OCH3
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解析:A项中乙苯和二甲苯二者分子式相同,属于同分异构体,不属于同系物,故A错误;B项中二者互为同分异构体,不属于同系物,故B错误;C项中都是烷烃,结构相似,分子组成上相差1个CH2原子团,二者互为同系物,故C正确;D项中含有的官能团不同,结构不相似,二者不属于同系物,故D错误。
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[B组 培优训练]
9.某有机化合物的结构简式如下:
此有机化合物属于( )
①烯烃 ②多官能团有机化合物 ③芳香烃
④烃的衍生物 ⑤高分子化合物
A.①②③④ B.②④
C.②④⑤ D.①③⑤
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解析:从该化合物的结构简式可以看出,该分子中含有苯环、碳碳双键,但由于含有氧原子,故其不属于芳香烃,也不属于烯烃;该分子中含有碳碳双键、酯基、醇羟基、羧基四种官能团,属于多官能团有机化合物,还属于烃的衍生物。
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10.莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图。关于莽草酸的说法正确的是( )
A.分子中有羟基和酯基
B.此有机物按碳骨架分类属于芳香族化合物
C.莽草酸既属于羧酸又属于酚类
D.分子中有两种含氧官能团
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解析:分子中有羟基、碳碳双键和羧基,选项A错误;分子中所含六元环不是苯环,此有机物按碳骨架分类不属于芳香族化合物,选项B错误;分子中所含羟基为醇羟基,则莽草酸既属于羧酸又属于醇类,选项C错误;结合选项A可知,分子中有羧基和羟基两种含氧官能团,选项D正确。
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11.下列各组内的物质互为同系物的是( )
①CH3CH==CH2与
②CH3OH与CH3CH2OH
③O2与O3
④ 与CH3CH==CHCH3
A.①② B.②④
C.②③ D.①④
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B
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解析:同系物必须具备结构相似(即相同类别)和分子组成相差一个或若干个CH2原子团,容易看出:①两种物质的分子结构不相似;③属于同素异形体。
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12.化合物 是一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂,它含有的官能团有 (填名称),它属于 (填
“脂环”或“芳香”)化合物。
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羟基、醛基、碳碳双键
脂环
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解析:该化合物中含有—OH(羟基)、—CHO(醛基)、 (碳碳双键)。由于分子中不含苯环,故它属于脂环化合物。
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(1)、、都属于芳香烃。( )
(2)CH2CH2和在分子组成上相差一个CH2,两者互为同系物。( )
(3)环丁烷()、甲基环丙烷()都属于脂环烃。( )
(4)CH3OH中含有—CH3、—OH两种官能团。( )
归纳总结
1.脂环化合物与芳香族化合物的区别
(1)脂环化合物:不含苯环的碳环化合物,都属于脂环化合物,如、。
(2)芳香族化合物:含一个或多个苯环的有机化合物,均称为芳香族化合物,如、。
解析:中无苯环,不是芳香族化合物,属于脂肪醇类,A错误;中含有羧基,属于羧酸,B正确;中含有羧基,不属于醛类物质,C错误;中羟基为醇羟基,不是酚羟基,D错误。
5.按碳骨架进行分类,下列关于各有机化合物的说法正确的是( )
①CH3CH2Cl ② ③
④ ⑤
A.链烃:①③⑤ B.链烃:①③
C.环烃:②④⑤ D.芳香烃:②④
6.下列有机物按碳的骨架进行分类,与其他三种有机物属于不同类别的是( )
A. B.CH2==CH2
C. D.
解析:按碳的骨架分类,可将有机化合物分为链状有机化合物与环状有机化合物,、CH2==CH2、分子中不含环状结构,属于链状有机化合物,而分子中含有苯环,属于环状有机化合物。
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