高中苏教版 (2019)第一单元 有机化学的发展与应用导学案

这是一份高中苏教版 (2019)第一单元 有机化学的发展与应用导学案，共10页。

[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。
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，德国化学家维勒首次制备无机盐氰酸铵(NH4CNO)时得到了有机物尿素[CO(NH2)2]，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，每年新发现及新合成的有机化合物超过100万种。
(2)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、材料科学及环境科学等多个新兴学科。
(3)世界上第一次人工合成的蛋白质是结晶牛胰岛素，它是由中国科学家于1965年合成的。
(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．下列有关有机化学的说法不正确的是( )
A．有机化学是19世纪的新兴学科，其发展与其他学科无关
B．合成有机物广泛应用于生产、国防及科研的各个领域
C．新型农药的研制、使用，表现了有机化学对农业发展的贡献
D．人类通过合成、分离和提纯有机物，迄今为止，已发现的有机物超过1亿种
答案 A
解析 有机化学自19世纪初由贝采利乌斯提出进而形成独立学科，其发展与物理、生物等其他学科联系密切，有机化学已经与其他学科融合形成了分子生物学、材料科学以及环境科学等多个新兴学科，A项错误；新型农药的使用，大大增加了农作物的产量，促进了农业的发展，C项正确；现代技术的发展使人类合成和发现有机化合物的种类快速发展，现已发现有机物超过1亿种，1995年后每年新发现和新合成的有机物超过100万种，D项正确。
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．有机物是人类赖以生存的重要物质基础，人类衣食住行用到的天然有机物有糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气和天然橡胶等。
2．自然资源减少，合成有机物进入人类的生活，如塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等。
3．随着社会的进步和科学技术的发展，人类对具有特殊功能的有机物需求日益增多，如医用高分子材料、光功能材料、新型工程材料、黏合剂、新型涂料等。
4．有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用，随着人类对DNA双螺旋结构和功能的认识不断深入，运用基因工程技术治疗疾病已经不再是梦想。
5．与有机化学交叉整合的材料科学、环境科学在新技术领域也有着重要应用，如甲基硅橡胶、聚氨酯可制人工心脏；植物中分离的木质素中加入适量的固化剂后喷洒在沙丘表面，可有效固定表面沙粒和土壤水分，提高沙漠植树的成活率。
(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( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
1．有机物在生活中有着广泛的应用，下列物质中不含有机物的是( )
A．食醋 B．葡萄糖酸钙口服液
C．加碘盐 D．乙醇汽油
答案 C
解析 食醋主要成分为乙酸(CH3COOH)，是有机物；葡萄糖酸钙为有机物；加碘盐为添加KIO3的NaCl，都是无机物；乙醇汽油是添加乙醇的汽油，都是有机物。
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，应属烃的衍生物。
(3)因分子中含，故易发生加成反应。
1．下列有关叙述正确的是( )
①在世界上我国科学家第一次人工合成了结晶牛胰岛素 ②塑料属于天然有机物 ③最早实现无机物转化为有机物的科学家是维勒 ④首先提出有机化学概念的是贝采利乌斯
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②③④
答案 C
解析 塑料属于合成有机物。
2．化学与生活密切相关，下列说法正确的是( )
A．福尔马林可作食品保鲜剂
B．乙烯可作水果的催熟剂
C．做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
D．磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸
答案 B
解析 福尔马林是甲醛的水溶液，有毒，不能作食品保鲜剂，A项错误；乙烯可作水果的催熟剂，B项正确；棉和麻的主要成分为纤维素，纤维素与淀粉的分子式都用(C6H10O5)n表示，但n值不同，不互为同分异构体，C项错误；豆浆煮沸后蛋白质发生变性，但不会发生水解，D项错误。
3．下列古丝绸之路贸易中的商品，主要成分属于无机物的是( )
答案 A
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。
4．1828年，德国化学家维勒首次用无机物在一定条件下人工合成了有机物尿素。实验过程如下：
AgCNO(氰酸银)eq \(――→,\s\up7(反应①),\s\d5(NH4Cl))NH4CNO(氰酸铵)eq \(――→,\s\up7(反应②),\s\d5(一定条件))尿素[CO(NH2)2]
(1)上述实验过程中涉及的三种含碳化合物属于无机物的是________(填化学式，下同)，属于有机物的是_____________________________________________________________。
(2)已知AgCNO难溶于水，反应①为复分解反应。请写出反应①的离子方程式和反应②的化学方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
答案 (1)AgCNO、NH4CNO CO(NH2)2
(2)①Cl－＋AgCNOAgCl＋CNO－
②NH4CNOeq \(=====,\s\up7(一定条件))CO(NH2)2
解析 (1)AgCNO和NH4CNO虽然含C元素，但组成和性质上类似无机物，故两者属于无机物，尿素为含碳的有机物。
(2)AgCNO生成NH4CNO的反应为离子反应，应朝着离子浓度减小的方向进行，可使其生成AgCl，即AgCNO与NH4Cl反应，离子方程式为AgCNO(s)＋Cl－AgCl(s)＋CNO－；NH4CNO转化为尿素[CO(NH2)2]为同分异构体的转化，化学方程式为NH4CNOeq \(=====,\s\up7(一定条件))CO(NH2)2。
题组一 有机化学的发展历程
1．在科学史上，中国有很多重大的发明和发现，以下发明和发现属于化学史上中国对世界的贡献的是( )
①指南针 ②造纸 ③火药 ④印刷术 ⑤炼铜、炼铁 ⑥合成尿素 ⑦人工合成具有活性的结晶牛胰岛素 ⑧提出氧化学说 ⑨提出原子—分子学说
A．②④⑥⑦ B．②③⑤⑦
C．①③⑧⑨ D．①②③④
答案 B
解析 指南针、造纸、火药、印刷术、炼铜、炼铁、人工合成具有活性的结晶牛胰岛素均属于中国对世界的贡献；其中指南针、印刷术与化学关联不大。
2．1828年，德国化学家维勒将一种无机盐直接转变为有机物尿素[CO(NH2)2]，这一成果被称为有机化学发展史上的里程碑。维勒使用的无机盐是( )
A．NH4HCO3 B．NH4NO3
C．NH4CNO D．HCOONH4
答案 C
解析 维勒将无机盐氰酸铵(NH4CNO)溶液蒸发，得到了有机物尿素[CO(NH2)2]：NH4CNOeq \(=====,\s\up7(△))CO(NH2)2。
3．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。
4．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．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，选项A错误；维勒首先用无机物制备有机物打破了“生命力论”，选项B错误；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。
题组二 有机化合物在生产、生活中的应用
5．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、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
答案 C
解析 文房四宝中的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，属于多糖，砚石主要分为大理石等无机盐。
6．以下有关说法不正确的是( )
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
7．聚氯乙烯简称PVC，是当今世界上产量最大、应用最广泛的热塑性塑料之一。下列说法正确的是( )
A．聚氯乙烯的单体是CH3CH2Cl
B．聚氯乙烯是高分子化合物
C．聚氯乙烯能够使溴的四氯化碳溶液褪色
D．聚氯乙烯保鲜膜可用来包装蔬菜、水果及熟食
答案 B
解析 聚氯乙烯的单体是CH2==CHCl，A错误；聚氯乙烯是高分子化合物，B正确；聚氯乙烯中无碳碳双键，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，C错误；聚氯乙烯有毒，不适合用来包装蔬菜、水果及熟食，D错误。
8．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
答案 B
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。
9．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项中反应反应物完全转化为产物。
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)eq \(――→,\s\up7(光照),\s\d5(叶绿素))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．中国提取成功的全球唯一治疗疟疾的特效药——青蒿素，其结构如图所示。下列关于青蒿素的说法正确的是( )
A．是一种烃
B．属于高分子化合物
C．属于无机物
D．属于有机物
答案 D
解析 烃是仅由碳、氢两种元素组成的有机物，A项错误；从组成元素看青蒿素属于有机物，D项正确。
12．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，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，聚乙烯不含有，不与酸性高锰酸钾溶液反应，错误；B项，光导纤维的成分为二氧化硅，为无机物，而纤维素、合成纤维都是有机高分子化合物，错误；C项，相对分子质量在10 000以上的分子是高分子，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；D项，氯乙烯中含有碳碳双键，能发生加聚反应，在催化剂条件下，氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯，正确。
13．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＋6O2eq \(――→,\s\up7(点燃))6CO2＋6H2O
无机物转化为有机物：6CO2＋6H2Oeq \(――→,\s\up7(光照),\s\d5(叶绿素))C6H12O6＋6O2(答案合理即可)
(2)①NH4Cl＋AgCNOAgCl＋NH4CNO
②CO(NH2)2＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(尿素酶))(NH4)2CO3
(3)2NH3＋CO2eq \(=====,\s\up7(180 ℃),\s\d5(200 atm))CO(NH2)2＋H2O
14．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：________________________________________________________________________，
该反应的类型是____________。
答案 (1)CH3CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up7(催化剂))CH3COOH＋H2O 氧化反应
(2)CH3COOHCH3COO－＋H＋
(3)CaCO3＋2CH3COOH===2CH3COO－＋Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(4)CH3CH2OH＋CH3COOHeq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))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，增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。