课堂新坐标教师用书高中化学 专题1 第一单元 有机化学的发展与应用教案 苏教版选修5.docx

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课堂新坐标教师用书高中化学专题1第一单元有机化学的发展与应用教案苏教版选修5

第一单元

有机化学的发展与应用

（教师用书独具）

●课标要求

知道有机化学的重大意义。

●课标解读

了解有机化学的发展史，及其在生产、生活科技中的重要应用。

●教学地位

本课时是系统学习有机化学的开始，是提高学好有机化学的前提。

（教师用书独具）

●新课导入建议

在人类已知的化合物中，有机物占了绝大多数。

并且新合成的有机物数量数以万计，极大的丰富了我们的物质世界，满足了日益增长的社会需要和生活需要，因此今天先来了解有机物的发展的应用。

●教学流程设计

安排课前阅读教材P2～5，完成【课前自主导学】，完成【思考交流】讨论。

⇒步骤1：

导入新课，教学地位分析。

⇒步骤2：

【思考交流1】要强调出含C化合物不一定是有机物。

对【思考交流2】要培养学生多角度分析涉及的有机物。

⇒步骤3：

对【探究1】要让学生自己阅读“有机物与无机物的差异与联系”，进而完成【例1】和【变式训练1】，教师点评。

⇓

步骤6：

5分钟完成【当堂双基达标】，教师点评答案。

⇐步骤5：

回顾本课所讲，归纳【课堂小结】，并给予强调。

⇐步骤4：

对【探究2】要让学生结合图表和网络查找，了解有机化学的综合应用，在教师的指导下，完成【例2】进而学生独立完成【变式训练2】。

有条件的前提下，给学生介绍有机化学的发展史。

课　标　解　读

重　点　难　点

1.了解有机化学的发展史。

2.了解有机化学在生产、生活、科技与能源方面的重大作用。

1.举例说明有机化学在生活、药物化学中的重要应用。

（重点）2.有机物与无机物的区别。

（难点）

有机化学的发展

1.19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯提出有机化学的概念。

有机化学即研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法与应用的科学。

2．19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为有机物。

3．1828年，德国化学家维勒用无机盐氰酸铵（NH4CNO）合成了尿素[CO（NH2）2]，这是人类历史上第一次由无机化合物合成有机物，尿素的人工合成开启了有机合成的大门，动摇了“生命力论”的基础。

此后，其他化学家又以无机物为原料合成了醋酸、苹果酸、甲烷、乙炔等有机化合物，使人们彻底摈弃了“生命力论”。

4．1965年，中国科学院生物化学研究所、有机化学研究所和北京大学化学系三个单位协作，第一次用人工方法合成了具有生物活性的蛋白质结晶牛胰岛素。

1．含碳元素的化合物都是有机化合物吗？

试举例说明。

【提示】　不一定。

如碳的氧化物（CO、CO2）、碳酸、碳酸盐（CaCO3、Na2CO3）、碳化物（CaC2）、氰化物（NaCN）、硫氰化物（KSCN）等。

有机化学的应用

1.在人类衣食住行所需的物品中，有许多来源于天然有机物，如糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。

塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等合成有机物广泛应用于生活的方方面面。

2．有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要的作用。

例如，依靠酶的催化作用，人体将食物消化，并将一些简单分子合成生命活动所需的生物分子。

3．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。

2．举例说明日常生活所涉及的有机物有哪些？

请归纳。

【提示】　

有机物穿的方面：

衣服中的化纤、棉、丝、颜色料等吃的方面：

面粉、糖、油、肉、醋、鸡蛋、牛奶等住的方面：

真皮沙发药物方面

有机物与无机物的差异与联系

【问题导思】　

①有机物均能燃烧吗？

【提示】　不一定，如CCl4不能燃烧。

②有机物均是非电解质吗？

【提示】　不一定，如有机酸及其盐为电解质。

性质和

特点

有机物

无机物

种类

很多（4000多万种）

10多万种

溶解性

多数不溶于水，易溶于有机溶剂，如油脂溶于汽油，煤油溶于苯

多数溶于水，而不溶于有机溶剂，如食盐、明矾溶于水

可燃性

多数可以燃烧，如棉花、汽油、天然气都可以燃烧

多数不可以燃烧，如CaCO3、MnCl2不可以燃烧

是否是

电解质

多数是非电解质，如酒精、乙醚、苯都是非电解质，溶液不电离、不导电

多数是电解质，在水溶液中或熔融状态下导电。

如HCl、氢氧化钠、氯化镁是强电解质

化学键

多数是极性键或非极性键

多数是离子键或共价键

化学反应

复杂，副反应多，多用“―→”表示，反应较慢

简单，副反应少，用“===”表示，反应快，如氯化钠溶液和硝酸银溶液反应瞬间完成

联系

无机物与有机物可以相互转化

有机物与无机物在性质及反应上的差别是相对的、有条件的，不同的有机物有其特殊的性质。

例如：

乙酸及其金属盐在水溶液中能够电离，属于电解质；有机物CCl4不能燃烧可灭火等。

　下列关于有机物的叙述错误的是（　　）

①有机物都是从有机体中分离出来的物质　②有机物都是含碳的共价化合物　③有机物都不溶于水，易溶于有机溶剂　④有机物不具备无机物的性质，都是非电解质

A．①③④　　　　　　　　B．③④

C．②③④D．①②③④

【解析】　有机物不一定要从有机体中分离出来，用无机物可制取有机物；有些有机盐如CH3COONa、CH3COONH4等都是离子化合物；乙醇、乙酸等有机物能溶于水；无机物与有机物没有绝对的界限，而是具有某些共同特点和性质，如乙酸、醋酸钠等是电解质。

【答案】　D

1．下列叙述：

①我国科学家在世界上第一次人工合成结晶牛胰岛素；②所有有机物都可以从动植物的有机体中提取；③所有有机物在一定条件下都能够相互转化；④有机物和无机物在性质上的差别不是绝对的。

其中正确的是（　　）

A．只有①B．①和③

C．①④D．①②③④

【解析】　有机物也可以人工合成。

【答案】　C

有机化学的综合应用

【问题导思】　

①举例说明食物中有机物有哪些？

【提示】　油、脂肪、蛋白质、淀粉、纤维素、蔗糖等。

②淀粉、蛋白质在人体中水解的最终产物分别是什么？

【提示】　葡萄糖、氨基酸。

　随着有机化学的发展，有机化学在能源、材料、健康、环境、国防等领域已经并将继续显现出它的重要性和解决关键材料问题的巨大能力。

　书法离不开文房四宝（笔、墨、纸、砚）。

做笔用的狼毫，研墨用的墨条以及宣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、多糖、无机盐

C．蛋白质、石墨、多糖、无机盐

D．蛋白质、煤炭、多糖、有机玻璃

【解析】　狼毫的主要成分是蛋白质；墨条是用石墨制作的；宣纸是纤维素，属于多糖；砚石是一种矿物材料，属于无机盐。

【答案】　C

在人类衣食住行所需的物品中，有许多来源于天然有机物，如糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等，但也有越来越多的合成有机物进入了人类生活。

2．我国首条纤维乙醇生产线——河南天冠集团3000t级纤维乙醇项目，在镇平开发区开发成功。

这一项目打破了过去单纯以粮食类原料生产乙醇的历史，使利用秸秆类纤维质原料生产乙醇成为现实。

下列有关说法中不正确的是（　　）

A．用这种纤维乙醇部分替代成品油，有助于缓解日益增长的成品油需求

B．这一项目不仅使秸秆类废物得到科学利用，而且能为国家节约大量粮食

C．乙醇能部分替代汽油作车用燃料是因为乙醇与汽油组成元素相同，化学成分相似

D．掺入10%燃料乙醇的乙醇汽油可以使汽车尾气中一氧化碳排放量下降

【解析】　利用秸秆中的纤维素水解生成葡萄糖，然后葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇，乙醇作为一种燃料可以替代成品油，从而缓解成品油的需求，A项正确；纤维素和淀粉水解均可得到葡萄糖，用秸秆中的纤维素代替粮食中的淀粉，可以节约大量的粮食，B项正确；乙醇含C、H、O三种元素，而汽油只含C、H元素，C项不正确；因为当乙醇和汽油等量时，乙醇比汽油燃烧消耗的氧气量少，故在氧气量一定时乙醇比汽油燃烧充分，排放的CO少，D项正确。

【答案】　C

【教师备课资源】（教师用书独具）

有机化学的发展

时期

发展内容

萌芽时期

有机物都是直接或间接来自动植物体

经典时期

1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。

凯库勒还提出在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念

现代时期

（1）美国物理化学家路易斯等人于1916年提出价键的电子理论

（2）1927年以后，海特勒和伦敦等用量子力学，处理分子结构问题，建立了价键理论，为化学键提出了一个数学模型

（3）随着红外光谱、核磁共振谱、质谱等物理方法的引入，逆推法合成设计思想的诞生，有机合成路线的设计实现了程序化并进入计算机时代

1．有机化学发展史的两位化学家：

瑞典的贝采利乌斯和德国的维勒。

2．有机物与无机物的7点性质差异：

①溶解性、②耐热性、③可燃性、④是否为电解质、⑤化学键、⑥晶体类型、⑦反应特点。

3．有机化学3方面应用：

①生活中的食物、②材料的合成、③药物的合成。

1．下列事件中，表明有机化学成为一门独立化学分支的是（　　）

A．德国化学家维勒第一次在实验室合成出尿素

B．中国科学院生物化学研究所等人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素

C．瑞典化学家贝采利乌斯首先使用“有机”这个词，并提出了“有机化学”和“有机化合物”的概念

D．自从天然的有机化合物不能满足人们的需要，而开始大量人工合成塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等

【解析】　题中的四个选项都是有机化学发展的重要阶段，但有机化学作为一门独立的化学分支，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”这个词开始的，后人也就把贝采利乌斯作为有机化学的先驱。

【答案】　C

2．下列说法中，正确的是（　　）

A．只要是含碳元素的化合物一定是有机物

B．有机物是只有在生物体内才能合成的物质

C．冰醋酸易溶于水

D．有机物都难溶于水，而易溶于有机溶剂

【解析】　含碳元素的化合物大部分是有机物，但有些含碳元素的化合物，如CO、CO2、碳酸、碳酸盐等与无机物的性质相似，属于无机物，故A不正确；维勒的尿素合成实验打破了无机物与有机物之间的界限，B不正确；并不是所有的有机物都不溶于水而易溶于有机溶剂，如乙醇可与水以任意比互溶，故D也不正确。

C正确。

【答案】　C

3．相对分子质量很大（几万到几十万）的化合物叫高分子化合物。

用于制造隐形飞机的某种物质具有吸收微波的功能，其主要成分的结构如下所示，它属于（　　）

CHCHSCCSCHCHSS

A．无机物　　　　　　　　B．烃

C．高分子化合物D．有机物

【解析】　该物质含C、H、S并且含C===C不属于无机物和烃，且相对分子质量小也不属于高分子化合物。

【答案】　D

4．（2013·保定高二质检）中美学者共同合成了世界上最大的碳氢分子，其中一个分子由1134个碳原子和1146个氢原子构成，关于此物质，下列说法错误的是（　　）

A．属于烃类化合物B．比金刚石的硬度要小

C．在常温下为气态D．能在空气中燃烧

【解析】　只含碳氢两种元素的化合物属于烃，A项正确；烃类均属于分子晶体，硬度都很小，B项正确；含碳原子数越多，熔沸点越高，该物质常温下为固体，故C项错误；碳氢化合物均易燃烧，故D项正确。

【答案】　C

5．1828年，德国化学家维勒首次用无机物人工合成了有机物——尿素。

实验过程如下：

AgCNO（氰酸银）

NH4CNO（氰酸铵）

尿素

已知反应①为复分解反应。

请写出反应①和反应②的化学反应方程式：

①____________________；②____________________。

【解析】　反应①为复分解反应，反应物氰酸银为盐，生成物氰酸铵为铵盐，易溶于水，故生成物中应有难溶物质或难电离物质生成。

【答案】　①AgCNO＋NH4Cl===NH4CNO＋AgCl↓

②NH4CNO

CO（NH2）2

1．1828年，德国化学家维勒冲破了“生命力论”学术的束缚，在实验室里将无机物氰酸铵（NH4CNO）溶液蒸发，得到了有机物尿素[CO（NH2）2]。

下列说法中不正确的是（　　）

A．氰酸铵属于铵盐

B．氰酸铵与尿素互为同分异构体

C．有机物不一定要从生命体中获得

D．氰酸铵转变为尿素的过程为物理变化

【解析】　NH4CNO与CO（NH2）2结构不同，不是同一物质，其转化为化学变化。

【答案】　D

2．在人类已知的化合物中，种类最多的是（　　）

A．过渡元素形成的化合物

B．第ⅢA族元素形成的化合物

C．第ⅣA族元素形成的化合物

D．第ⅦA族元素形成的化合物

【解析】　含C的有机物种类最多。

【答案】　C

3．据报道，90年代前六年人类发现和创造的化合物为1000万种，这正巧相当于1990年前人类在1000多年来已知物质的总和。

此外，关于物质的信息量也剧增。

请你推断，新发现和新创造的物质主要是（　　）

A．盐类　　　　　　　　B．无机物

C．碳氢化合物D．有机物

【解析】　有机合成是人工合成新物质的主要手段，合成的物质主要是有机物。

【答案】　D

4．2002年瑞典科学家发现，某些高温油炸食品中含有一定量的丙烯酰胺（CH2===CHCONH2），食品中过量的丙烯酰胺可能引起令人不安的食品安全问题。

关于丙烯酰胺有下列叙述：

①所含元素有4种；②能发生加聚反应生成高分子化合物；③它属于无机物；④能与氢气发生加成反应。

其中正确的是（　　）

A．①②③B．②③④

C．①③④D．①②④

【解析】　丙烯酰胺含有C、H、O、N四种元素，有C===C双键，能发生加聚反应生成高分子化合物，能与氢气发生加成反应。

【答案】　D

5.

三聚氰胺（结构简式如图所示）是一种重要的化工原料，可用于阻燃剂、水泥减水剂和高分子合成等领域。

一些不法分子却往牛奶中加入三聚氰胺，以提高奶制品的含氮量。

下列说法正确的是（　　）

A．三聚氰胺是一种蛋白质

B．三聚氰胺是高分子化合物

C．三聚氰胺分子中含有碳碳双键

D．三聚氰胺的分子式为C3H6N6

【解析】　A、B项，三聚氰胺不是高分子，不是蛋白质；C项，分子中含C

C。

【答案】　D

6．（2013·潍坊高二质检）下列关于某些社会热点问题的说法中，不正确的是（　　）

A．甲醇超标的酒不能饮用

B．氟利昂是一种氟氯烃，它会破坏大气臭氧层

C．禁止使用含铅汽油，是为了提高汽油的燃烧效率

D．开发太阳能，是为了减少化石燃料的使用

【解析】　禁止使用含铅汽油是为了防止汽油中的铅进入大气，从而污染环境。

【答案】　C

7．绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

下列做法中不符合绿色化学理念的是（　　）

A．研制水溶剂涂料替代有机溶剂涂料

B．用可降解塑料生产包装盒或快餐盒

C．用反应Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋2H2O＋SO2↑制备CuSO4

D．用反应2CH2===CH2＋O2

2OCH2CH2制备环氧乙烷

【解析】　绿色化学就是在源头上减少或消除污染，并且最好做到原子利用率为100%。

C选项中产生有毒的二氧化硫气体，不符合要求。

【答案】　C

8．人们曾做过下述三个实验：

①用肥肉喂狗一段时间，其体内血糖含量基本稳定②用谷类食物饲养北京鸭，能迅速育肥③用蛋白质饲养患糖尿病的狗和正常狗，发现患病的狗尿液中含有葡萄糖上述能证明物质转化关系的图解是（　　）

【解析】　实验①说明脂肪可转化为葡萄糖；实验②说明谷类水解产物葡萄糖能转化为脂肪；即葡萄糖和脂肪可相互转化。

实验③说明蛋白质（或氨基酸）可转化为葡萄糖。

根据以上信息，B项正确。

【答案】　B

9．下列做法中，不利于食品安全的是（　　）

A．用聚氯乙烯塑料袋包装食品

B．为了增加营养，可在面包中加一些含蛋白质、油脂等的物质

C．在食品加工中科学使用食品添加剂

D．研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量

【解析】　聚氯乙烯有毒，不能用作包装食品的塑料袋，A不正确。

蛋白质、油脂、糖类是人体的三大营养物质，B正确。

食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质，食品营养强化剂也属于食品添加剂，国内外对食品添加剂都有严格的规定和审批程序，只有严格按照国家批准的品种、范围、计量使用添加剂，安全才有保障，C正确。

高效、低毒、低残留农药是现代农药发展的一个方向，D正确。

【答案】　A

10．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。

下列说法中正确的是（　　）

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、酯化等反应

C．叶绿素不属于芳香族化合物

D．叶绿素分子中含有两种类型的双键

【解析】　高分子化合物是相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机物，由叶绿素的结构可知，叶绿素不属于高分子化合物，A项错误；由于叶绿素结构中没有—OH或者—COOH，故不能发生酯化反应，B项错误；芳香族化合物中含有苯环，叶绿素中无苯环，不属于芳香族化合物，C项正确；此化合物中含有三类双键：

C===C、C===O、C===N，D项错误。

【答案】　C

11．下列有机物中属于天然有机物的是________，属于合成有机物的是________。

①塑料　②糖类　③油脂　④蛋白质　⑤合成橡胶

⑥合成药物　⑦结晶牛胰岛素　⑧合成纤维　⑨天然橡胶　⑩天然气　⑪石油

【解析】　糖类、油脂、蛋白质、天然气、天然橡胶、石油都属于天然有机物；塑料、合成橡胶、合成药物、结晶牛胰岛素、合成纤维都属于合成有机物。

【答案】　②③④⑨⑩⑪　①⑤⑥⑦⑧

12．

（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________________________________________________________________________。

（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：

________________________________________________________________________。

（3）现代工业上用氨和二氧化碳在2.02×107Pa和180℃时反应合成尿素，请写出该反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

【解析】　

（1）具有开放性，我们学过的有机物转化为无机物的反应比较多，比如有机物的燃烧反应，甲烷的热分解反应等；无机物转化为有机物最典型的例子是绿色植物的光合作用，只要答案合理即可。

（2）主要考查学生根据条件写化学方程式的能力，只要确定反应物和生成物，配平即可。

【答案】　

（1）①C6H12O6＋6O2

6CO2＋6H2O

②6CO2＋6H2O

C6H12O6＋6O2

（2）①AgCNO＋NH4Cl===AgCl↓＋NH4CNO

②CO（NH2）2＋2H2O

（NH4）2CO3

（3）2NH3＋CO2

CO（NH2）2＋H2O

13．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）我国古代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（假设其主要成分是CaCO3），洗涤尿迹、烟熏迹、果渍和汗渍等。

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：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；反应类型为____________。

【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，增进人体对所需元素的吸收；（3）醋酸可以与CaCO3发生复分解反应生成可溶性醋酸盐而将水垢除去；（4）做菜时醋酸和酒精发生酯化反应生成少量的有香味的乙酸乙酯。

【答案】　

（1）CH3CH2OH＋O2

CH3COOH＋H2O　氧化反应

（2）CH3COOHCH3COO－＋H＋

（3）CaCO3＋2CH3COOH===2CH3COO－＋Ca2＋＋CO2↑＋H2O

（4）CH3CH2OH＋CH3COOH

CH3COOCH2CH3＋H2O　酯化反应（或取代反应）

14．茉莉花香气成分中含有茉莉酮

（CH3CH2CHCHCH2CH3O），其香味浓郁，被广泛应用于化妆品的制造中。

采用下列实验方法，可以确定茉莉酮中含有碳碳不饱和键：

①取适量的茉莉酮置于烧杯中；②加入足量酒精，用玻璃棒充分搅拌；③向烧杯中滴入少量溴水，用玻璃棒充分搅拌；④观察实验现象，得出结论。

根据以上材料，填写实验中的问题：

（1）②和③中都用到玻璃棒，其作用分别是：

________________________________________________________________________

_____________________________________________________________