(统编版)2020学年高中化学专题1认识有机物第一单元有机化学的发展与应用教学案苏教版选修3

第一单元有机化学的发展与应用

[目标导航] 1.了解有机物的发现和有机化学的发展历史。2.认识有机物在人类生活和社会经济发展中的重要意义。

一、有机化学的发展

1.早期的有机化学：在3000多年前已经用煤作为燃料，2000多年前就掌握了石油和天然气的开采技术，从植物中提取染料、药物和香料等物质也已经有上千年的历史。

2.19世纪初，瑞典化学家贝采利乌斯提出有机化学概念，有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。

3.19世纪中叶，德国化学家维勒，第一次由无机物氰酸铵合成有机物——尿素，推翻“生命力论”，打破了无机物和有机物的界限。

议一议

你能说出有机物与无机物有哪些不同吗？

答案(1)组成与结构

有机物无机物

种类多少种类繁多(7000万种以上) 比有机物少得多(仅数百万种)

化学键有机物分子中多数是以共价键结合离子键、共价键都有可能存在

晶体类型大多数有机物是分子晶体可以是离子晶体、原子晶体或分子晶体

(2)物理性质

有机物无机物

溶解性大多数有机物难溶于水，易溶于苯、

汽油、四氯化碳(CCl4)等有机溶剂

大多数无机物易溶于水而难溶于有机

溶剂

耐热性多数熔点较低，不耐热，受热易分解多数熔点较高，耐热，受热难分解

导电性大多数有机物是非电解质，不易导电大多数无机物是电解质，溶解于水或熔融状态下能导电

(3)化学性质

有机物无机物可燃性大多数有机物容易燃烧大多数无机物难燃烧化学反应特点大多数有机反应复杂，反应速率慢，往往无机物之间的反应简单、

需要催化剂、加热、加压等条件，并且在

反应过程中常常伴有副反应的发生

速率快、副反应少

表示方法方程式用“―→”方程式用“===”

二、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。

2.有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用。生命体中许多物质都是有机物，如糖类、脂肪、氨基酸、蛋白质、核酸等。

3.合成药物中的大多数是有机化合物，在帮助人们战胜疾病、延长寿命的过程中发挥着重要的作用。

4.具有特殊功能有机物的使用，改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。

5.越来越多的合成有机物进入了人类的生活。如今，塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等有机物广泛用于生活的方方面面，人类对人工合成的化学物质的依赖性日益增强。1965年，世界上第一次用人工方法合成的蛋白质——结晶牛胰岛素在中国诞生。

议一议

1.你能举例说明有机化学的发展对提高人类生活质量有何重大影响吗？

答案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也广泛应用于生活的方方面面。

2.为什么说“从某种意义上讲，化学家为人类社会的发展合成了一个新的‘自然界’”？答案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的需求日益增大。这些有机物的合成和使用改变了人们的生活习惯，提高了人类的生活质量。从某种意义上讲，化学家为人类社会的发展合成了一个新的“自然界”。

有机化学的发展与应用

例下列说法错误的是( )

A.维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限

B.前几年特氟隆(聚四氟乙烯)不粘锅事件曾引起公众关注，特氟隆属于有机物

C.青霉素和阿司匹林分别属于抗生素类和解热镇痛类的人工合成药物

D.科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科

解析理论对化学的发展起着指导性作用，但化学是一门以实验为基础的学科，故D错。

答案 D

知识拓展

1.有机化学的发展

2.有机化学的应用

变式训练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年中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

答案 A

解析A项中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，但他本人深受“生命力论”思想的影响，认为无机物不能转化为有机物，故A错；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年中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。

1.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

答案 D

2.三聚氰胺(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

答案 D

3.首次提出了“有机化学”概念的化学家是( )

A.李比希

B.维勒

C.舍勒

D.贝采利乌斯

答案 D

解析李比希创立了有机物定量分析法，提出了早期的“基团理论”；维勒首次合成尿素；舍勒主要从事有机物的提取；提出“有机化合物”和“有机化学”概念的是瑞典化学家贝采利乌斯，故D正确。

4.以下有关说法不正确的是( )

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.日常生活中广泛使用的有机合成材料塑料、合成橡胶、合成纤维等均是有机化学的贡献

C.有机化学能破译并合成蛋白质，认识并改变遗传分子，从分子水平上揭示生命奥秘

D.新型农药的研制使用体现了有机化学对农业发展的贡献

答案 A

解析有机化学自19世纪由贝采利乌斯提出并形成独立学科，其发展与其他学科或多或少都有联系，有的还联系非常密切如生物学、生命科学等，故A错；有机化学研究产生的合成材料对人类的生产、生活起了巨大的推动作用，小到衣食住行，大到航空航天，都离不开有机化学，B正确；新型农药的使用促进了农业的发展，D正确。

[基础过关]

一、有机化合物的发展

1.1828年，德国化学家维勒使用一种无机盐直接转变为有机物尿素，这一成果成为有机化学的里程碑。维勒使用的无机盐是( )

A.(NH4)2CO3

B.NH4NO3

C.NH4CNO

D.CH3COONH4

答案 C

解析维勒用无机盐转变成尿素，开创了合成时代，打破了有机物只能从有机体中得到，使用的无机盐是氰酸铵，故C正确。

2.下列不属于有机物的是( )

A.氯化钠

B.醋酸

C.乙炔

D.尿素

答案 A

解析含有碳元素的化合物是有机物，则醋酸、乙炔、尿素均是有机物，氯化钠是无机化合物，答案选A。

3.下列关于有机物的说法正确的是( )

A.迄今有机化合物种类已达几千万种，远远高于无机物，但碳在地壳中含量却不是很高

B.有机物种类繁多的一个重要原因是同系物现象的存在

C.有机物与我们生活息息相关，石油、甘油、豆油；清洁剂、粘合剂、干燥剂；人造纤维、合成纤维、光导纤维都是有机物

D.组成有机物的元素除碳外还有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等，NH4CNO、CCl4都是有机物

答案 A

解析有机物种类繁多的原因：碳原子成键方式的多样性和有机物存在同分异构现象。有机化合物种类远远高于无机物，但碳在地壳中含量却不是很高，正确；B项，同系物只代表一类物质，不是有机物种类繁多的一个原因，错误；C项干燥剂多是无机物，光导纤维的主要材料为二氧化硅，为无机材料，错误；D项NH4CNO都是无机物，错误。

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.黑火药发明是中国在有机化学史上对世界作出重大贡献

答案 A

解析有机物的来源：①从自然界中动物、植物等生物体中获得的天然有机物；②由非生物体合成的自然界中原来没有的有机物，如合成橡胶、合成纤维、药物等。有机物虽然是含碳的化合物，但是一些含碳的化合物，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。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、卤素等其他元素，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，若有机物的组成只含碳、氢两种元素或含碳、氢、氧三种元素时，这类有机物完全燃烧时就只生成二氧化碳和水。黑火药是无机混合物。

二、有机物的应用

5.石墨炔是由1,3-二炔键与苯环形成的平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性和半导体性能。下列关于石墨炔的说法不正确的是( )

A.石墨炔属于芳香烃

B.石墨炔与金刚石互为同素异形体

C.石墨炔有望代替半导体材料硅在电子产品中得到广泛应用

D.石墨炔孔径略大于H2分子的直径，因此它是理想的H2提纯薄膜

答案 A

解析石墨炔是全碳分子，不属碳氢化合物，更不是芳香烃，选项A不正确；石墨炔是全碳分子，属碳的单质，与金刚石互为同素异形体，选项B正确；石墨炔具有优良的化学稳定性和半导体性能，可代替半导体材料硅在电子产品中得到应用，选项C正确；石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作分子筛让小分子H2通过，达到提纯的目的，选项D正确。

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

答案 C

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。

7.据估计，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1500亿吨和来自水

中的氢250亿吨，并释放4000亿吨氧气。光合作用的过程一般可用下式表示： CO 2＋H 2O ＋微量元素(P 、N 等)――→光能

叶绿素(蛋白质、碳水化合物、脂肪等)＋O 2 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.含碳的化合物都属于有机物

C.叶绿素能够参与光合作用的光反应

D.增加植被，保护环境是人类生存的需要 答案 B

解析 碳的氧化物、碳酸盐等，它们在物质的分类上属于无机物。 三、有机物与无机物的比较 8.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 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；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 、CO 2、Na 2CO 3、CaC 2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。

9.关于有机物主要特点的下列说法中不正确的有( ) A.大多数有机物难溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂 B.有机物的熔点低、受热易分解，且都能燃烧 C.绝大多数有机物是非电解质，不易导电

D.有机物的化学反应比较复杂，一般较慢且有副反应 答案 B

解析 有机物大多数是非极性分子，A 正确；有的有机物不能燃烧，如卤代烃，B 错误；C 、D 正确。答案选B 。

10.下面列举了一些化合物的组成或性质，以此能够说明该化合物肯定属于有机物的是( )

A.仅由碳、氢两种元素组成

B.仅由碳、氢、氧三种元素组成

C.在氧气中燃烧，且只生成二氧化碳

D.熔点低，且不溶于水 答案 A

解析 本题可以采用例举法。B 项，碳酸是由碳、氢、氧三种元素组成，但它属于无机物，故错；C 项，CO 与O 2反应，可生成CO 2，但CO 属于无机物，故错；D 项，H 2不溶于水，且熔点低，但H 2属于无机物。A 项正确。 11.下列选项中正确的是( ) A.有机物都是共价化合物

B.易溶于酒精、汽油等的物质一定是有机物

C.有机物在一定条件下都能够相互转化

D.有机物与无机物在性质上的差别不是绝对的 答案 D

解析 有机物分子里各原子间大多以共价键结合为共价化合物，但也有形成离子键的离子化合物，如CH 3COONa 、HCOONH 4等；易溶于酒精、汽油的物质既可能是有机物(如苯、乙酸乙酯等)，也可能是无机物(如Br 2、I 2等)；有机物之间的反应是很复杂的，有的有机物之间在一定条件下可以相互转化，有的有机物之间则不能相互转化；有机物与无机物之间没有绝对的界限，在性质上的差别很大，有的性质相似，有的性质不同。 [能力提升]

12.(1)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 ?石油

(2)1965年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了蛋白质——________________，这是我国科学家对有机化学的又一重大贡献，它标志着人类合成蛋白质时代的开始。 答案 (1)②③④⑨⑩? ①⑤⑥⑦⑧ (2)结晶牛胰岛素

解析 (1)糖类、油脂、蛋白质、天然橡胶、天然气、石油在自然界中都存在，属于天然有机物；塑料、合成橡胶、合成药物、结晶牛胰岛素、合成纤维在自然界中没有，都是人工合成出来的有机物。(2)我国科学家在世界上第一次用人工方法合成的蛋白质是结晶牛胰岛素。 13.1828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(氰酸根)――→反应①NH 4CNO(氰酸铵)――→反应②尿素

(1)已知反应①为复分解反应。请写出反应①和反应②的化学方程式：

①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (2)NH 4CNO 与尿素的关系是________。

A.同种物质

B.同分异构体

C.同素异形体

D.同位素

答案 (1)①NH 4Cl ＋AgCNO===AgCl↓＋NH 4CNO ②NH 4CNO =====一定条件

CO(NH 2)2 (2)B

解析 (1)AgCNO 生成NH 4CNO 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 沉淀即AgCNO 与NH 4Cl 反应。 [拓展探究]

14.德国化学家柯尔贝(Kolbe,1818—1884)花了7年时间，用氯气、氢气等无机物，在1845年合成了醋酸，用事实支持了维勒的结论，他合成醋酸的方法如下： ①C＋2S ――→△

CS 2

②CS 2＋3Cl 2――→Fe CCl 4＋S 2Cl 2 ③2CCl 4――→△CCl 2===CCl 2＋2Cl 2

④CCl 2===CCl 2＋2H 2O ＋Cl 2―→CCl 3COOH ＋3HCl ⑤CCl 3COOH ＋3H 2――→催化剂CH 3COOH ＋3HCl

(1)从无机物合成有机物的角度看，反应________就实现了目标。

(2)五步反应是否都是氧化还原反应？________，理由是_____________________________。 (3)反应⑤的类型是________。 A.取代反应 B.加成反应 C.消去反应

D.聚合反应

答案 (1)① (2)是 均有元素化合价的变化 (3)A

解析 (1)C 和S 都是无机物，反应生成的CS 2为有机物，实现了用无机物合成有机物的目标。(2)根据反应前后元素化合价是否发生变化判断是否为氧化还原反应，对本题来说，看是否有单质参加反应或是否有单质生成最为直观。(3)反应⑤可看作是—CCl 3上的3个—Cl 被3个—H 取代后生成了—CH 3。