有机化学、可持续发展及习题

第四章第四章 有机化合物有机化合物 甲烷甲烷 一 甲烷的元素组成与分子结构 碳元素和氢元素 CH4 空间结构为正四面体 二 甲烷的物理性质 三 甲烷的化学性质 1 甲烷的氧化反应 实验现象 反应的化学方程式 2 甲烷的取代反应 甲烷与氯气在光照下发生取代反应 甲烷分子里的四个氢原子逐步被氯原子取代反应能生成一系列甲烷 的氯取代物和氯化氢 HClClCHClCH 324 光 HClClCHClClCH 2223 光 HClCHClClClCH 3222 光 HClCClClCHCl 423 光 有机化合物分子中的某些原子 或原子团 被另一种原子 或原子团 所替代的反应 叫做取代反应 3 甲烷受热分解 烷烃烷烃 烷烃的概念 叫做饱和链烃 或称烷烃 1 烷烃的通式 2 烷烃物理性质 1 状态 一般情况下 1 4 个碳原子烷烃为 5 16 个碳原子为 16 个碳原子以上为 2 溶解性 烷烃 溶于水 溶 填 易 难 于有机溶剂 3 熔沸点 随着碳原子数的递增 熔沸点逐渐 4 密度 随着碳原子数的递增 密度逐渐 3 烷烃的化学性质 1 一般比较稳定 在通常情况下跟酸 碱和高锰酸钾等都 反应 2 取代反应 在光照条件下能跟卤素发生取代反应 3 氧化反应 在点燃条件下 烷烃能燃烧 同系物同系物 同系物的概念 掌握概念的三个关键 1 通式相同 2 结构相似 3 组成上相差 n 个 n 1 CH2原子团 同分异构现象和同分异构物体同分异构现象和同分异构物体 1 分异构现象 化合物具有相同的 但具有不同 的现象 2 分异构体 化合物具有相同的 不同 的物质互称为同分异构体 3 同分异构体的特点 相同 不同 性质也不相同 烯烃烯烃 一 乙烯的组成和分子结构 1 组成 分子式 含碳量比甲烷高 计算含碳量 2 分子结构 含有碳碳双键 双键的键长比单键的键长要短些 二 乙烯的氧化反应 1 燃烧反应 请书写燃烧的化学方程式 化学方程式 2 与酸性高锰酸钾溶液的作用 被氧化 高锰酸钾被还原而退色 这是由于乙烯分子中含有碳碳双 键的缘故 乙烯被氧化生成二氧化碳 三 乙烯的加成反应 1 与溴的加成反应 FeBr3作催化剂 乙烯气体可使溴的四氯化碳溶液退色 CH2 CH2 Br Br CH2Br CH2Br 1 2 二溴乙烷 无色 2 与水的加成反应 CH2 CH2 H OH CH3 CH2OH 乙醇 酒精 2 42HCCH 加热 书写乙烯与氢气 氯气 溴化氢和水的加成反应 乙烯与氢气反应 乙烯与氯气反应 乙烯与溴化氢反应 乙烯与水反应 乙烯的加聚反应 nCH2 CH2 苯 芳香烃苯 芳香烃 一 苯的组成与结构 1 分子式 C6H6 结构式 2 结构特点 二 苯的物理性质 三 苯的主要化学性质 1 苯的氧化反应 苯的可燃性 苯完全燃烧生成二氧化碳和水 在空气中燃烧冒浓烟 2C6H6 15O2 12CO2 6H2O 思考 你能解释苯在空气中燃烧冒黑烟的原因吗 注意 苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化 2 苯的取代反应 书写苯与液溴 硝酸发生取代反应的化学方程式 苯与液溴反应与硝酸反应 反应条件 化学反应方程式 注意事项 3 苯的磺化反应化学方程式 4 在特殊条件下 苯能与氢气 氯气发生加成反应 反应的化学方程式 烃的衍生物烃的衍生物 一 乙醇的物理性质 二 乙醇的分子结构结构式 结构简式 三 乙醇的化学性质 1 乙醇能与金属钠 活泼的金属 反应 2 乙醇的氧化反应 1 乙醇燃烧化学反应方程式 2 乙醇的催化氧化化学反应方程式 3 乙醇还可以与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应 被直接氧化成乙酸 3 醇的脱水反应 1 分子内脱水 生成乙烯 化学反应方程式 2 分子间脱水 生成乙醚 化学反应方程式 四 乙酸 乙酸的物理性质 写出乙酸的结构式 结构简式 酯化反应 酸跟醇作用而生成酯和水的反应 叫做酯化反应 反应现象 反应化学方程式 点燃 1 在酯化反应中 乙酸最终变成乙酸乙酯 这时乙酸的分子结构发生什么变化 2 酯化反应在常温下反应极慢 一般 15 年才能达到平衡 怎样能使反应加快呢 3 酯化反应的实验时加热 加入浓硫酸 浓硫酸在这里起什么作用 4 为什么用来吸收反应生成物的试管里要装饱和碳酸钠溶液 不用饱和碳酸钠溶液而改用水来吸收酯化 反应的生成物 会有什么不同的结果 5 为什么出气导管口不能插入碳酸钠液面下 五 基本营养物质 1 糖类 油脂 蛋白质主要含有 元素 分子的组成比较复杂 2 葡萄糖和果糖 蔗糖和麦芽糖分别互称为 由于结构决定性质 因此它们具有 性质 第五章第五章 化学与可持续发展化学与可持续发展 一 金属矿物的开发利用 1 常见金属的冶炼 电解法 加热还原法 加热分解法 2 金属活动顺序与金属冶炼的关系 金属活动性序表中 位置越靠后 越容易被还原 用一般的还原方法就能使金属还原 金属的位置越靠 前 越难被还原 最活泼金属只能用最强的还原手段来还原 离子 二 海水资源的开发利用 1 海水的组成 含八十多种元素 其中 H O Cl Na K Mg Ca S C F B Br Sr 等总量占 99 以上 其余为微量元素 特 点是总储量大而浓度小 以无机物或有机物的形式溶解或悬浮在海水中 总矿物储量约 5 亿亿吨 有 液体 矿山 之称 堆积在陆地上可使地面平均上升 153 米 如 金元素的总储量约为 5 107吨 而浓度仅为 4 10 6g 吨 另有金属结核约 3 万亿吨 海底石油 1350 亿吨 天然气 140 万亿米 3 2 海水资源的利用 1 海水淡化 蒸馏法 电渗析法 离子交换法 反渗透法等 2 海水制盐 利用浓缩 沉淀 过滤 结晶 重结晶等分离方法制备得到各种盐 三 环境保护与绿色化学 1 环境 2 环境污染 环境污染的分类 按环境要素 分大气污染 水体污染 土壤污染 按人类活动分 工业环境污染 城市环境污染 农业环境污染 按造成污染的性质 来源分 化学污染 生物污染 物理污染 噪声 放射性 热 电磁波等 固体废物污染 能源污染 3 绿色化学理念 预防优于治理 核心 利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染 又称为 环境无害化学 环境 友好化学 清洁化学 从环境观点看 强调从源头上消除污染 从一开始就避免污染物的产生 从经济观点看 它提倡合理利用资源和能源 降低生产成本 尽可能提高原子利用率 热点 原子经济性 反应物原子全部转化为最终的期望产物 原子利用率为 100 有机化学测试题有机化学测试题 一 选择题一 选择题 每小题有每小题有 1 个选项符合题意 每小题个选项符合题意 每小题 4 分 共分 共 60 分 分 1 关于烃和甲烷的叙述正确的是 A 烃的组成均符合通式 CnH2n 2 B 烃类均不溶于水 C 甲烷在同系物中含碳量最高 因而是清洁能源 D 甲烷可以与溴水发生取代反应 2 下列化学式只表示一种纯净物的是 A C2H6 B C4H10 C C3H6 D C 3 某气态烷烃 30mL 完全燃烧时 正好消耗同温同压下的氧气 150mL 该烃的化学式是 A C2H6 B C3H8 C C4H10 D C5H12 4 下列物质属于纯净物的是 A 苯 B 聚乙烯 C 汽油 D 煤 5 下列有机物不能通过乙烯的加成反应制取的是 A CH3CH2Cl B CH2Cl CH2Cl C CH3 CH2OH D CH3 COOH 6 是谁第一个想到苯是环状结构的 A 拉瓦锡 B 维勒 C 阿佛加德罗 D 凯库勒 7 下列变化 是通过取代反应来实现的是 A CH3CH2OH CH3CHO B CH2 CH2 CH3 CH2Br C NO2 D CH3COOH CO2 8 在 150 摄氏度时 将某气态烃和氧气混合气体点燃 恢复到原来的温度和压强 发现反应前后气体的体积不 变 试推断该烃的分子式可能是 A 乙烷 B 乙烯 C 丁烷 D 苯 9 向装有乙醇的烧杯中投入一小粒金属钠 下列对该实验现象的描述中正确的 A 钠块沉在乙醇液面底下 B 钠块熔化成小球 C 钠块在乙醇的液面上游动 D 溶液变红 10 不能用溴水鉴别的是 A 甲烷 乙烯 B 苯 乙醇 C 乙醇 乙酸 D 苯 四氯化碳 11 用 30 g 乙酸与 46 g 乙醇反应 如果实际产率是理论产率的 67 则可得到的乙酸乙酯的质量是 A 29 5 g B 44 g C 74 8 g D 88 g 12 下列说法正确的是 A 油脂是饱和高级脂肪酸的甘油酯 B 油脂有油和脂肪之分 但都属于酯 C 油脂水解可得到氨基酸和甘油 D 油脂不能使溴水褪色 13 某有机物的结构为 这种有机物不可能具有的性质是 A 能跟 NaOH 溶液反应 B 能使酸性 KMnO4溶液褪色 C 能发生酯化反应 D 能发生水解反应 14 0 01mol 某种有机物完全燃烧后 生成二氧化碳和 0 54g H2O 则该有机物不可能是 A 丙烯 B 乙烷 C 乙醇 D 乙酸 15 下列各组物质中 均能发生水解反应的是 A 氨基酸与蛋白质 B 淀粉与纤维素 C 蛋白质与果糖 D 蔗糖与葡萄糖 二 非选择题二 非选择题 16 新合成的一种烃 其碳架呈三棱柱体 如图所示 1 写出该烃的分子式 2 该烃的一氯取代物是否有同分异构体 3 该烃的二氯取代物有多少种 4 该烃的同分异构体有 1 种不能使酸性高锰酸钾溶液或 Br2的 CCl4溶液褪色 但在一定条件下能跟溴发 生取代 或与 H2加成 反应 这种同分异构体的结构简式是 17 分别完全燃烧 1molCH4 1molC2H4 1molC6H6 生成的水相等的是 等质量的此三种物质完 全燃烧需要的氧气最多的是 18 巴豆酸的结构简式为 CH3 CH CH COOH 丁烯酸 现有 氯化氢 溴水 纯碱溶液 乙 醇 酸化的 KMnO4溶液 试根据其结构特点判断在一定条件下能与巴豆酸反应的以上物质是 填序号 19 如图 在左试管中先加入 2mL 95 的乙醇 并在摇动下缓缓加入 3mL 浓硫酸 再加入 2 mL 乙酸 充 分摇匀 在右试管中加入 5mL 饱和 Na2CO3溶液 按图连接好装置 用酒精灯对左试管小火加热 3 5min 后 改用大火加热 当观察到右试管中有明显现象时停止 实验 1 写出左试管中主要反应的方程式 2 加入浓硫酸的作用 3 饱和 Na2CO3的作用是 4 分离右试管中所得乙酸乙酯和 Na2CO3溶液的操作为 只填名 称 所需主要仪器为 20 相对分子质量最小的有机物电子式 糖尿病患者尿液中含的糖类分子式 21 营养学研究发现 从深海鱼油提取的 DHA 是一种不饱和高级脂肪酸 假设 DHA 的化学式为 CxHyO2 同温同压条件下 测得 DHA 蒸汽的密度是 H2的 192 倍 将 3 84g 的 DHA 完全燃烧 并使产生的产物全部 依次通过下图装置 得到下表所列的实验结果 假设产生的气体产物完全被吸收 实验前实验后 干燥剂 U 型管 的质量101 1g104 70g 石灰水 广口瓶 的质量312 0g323 44g 干 燥 剂 澄 清 石 灰 水 1 根据上表数据确定 DHA 的相对分子质量和化学式 2 另取 DHA 和足量的溴水反应 发现 3 84gDHA 可以和 0 06mol 的溴发生加成反应 问一个 DHA 分子 中含有多少个 C C 22 某同学称取淀粉溶于水 测定淀粉的水解百分率 其程序如下 共 9 分 加碘水加碘水 蓝色混合物蓝色混合物 淀粉溶液淀粉溶液 混合物混合物 1 各步加入的试剂为 A B C 2 加入 A 溶液而不加入 B 溶液是否可以 其理由是 23 写出下列各烷烃的分子式 烷烃 A 的相对分子质量是 H2相对分子质量的 36 倍 则分子式 烷烃 B 的分子中有 200 个氢原子则分子式为 含有 26 个电子的烷烃分子式 一 计算题 24 某有机物完全燃烧生成标准状况下 CO2的体积为 4 48L H2O 的质量为 5 4g 1 若此有机物的质量为 3g 则此有机物的结构简式是 2 若此有机物的质量为 4 6g 则此有机物的结构简式是 3 若此有机物的质量为 6 2g 且此有机物 1mol 能和金属钠反应生成 1molH2 则此有机物的结构简式是 4 等物质的量的此三种有机物完全燃烧 消耗氧气最多的是 25 常温下 乙烯和另一种烃 A 组成的混合气体 2mol 在足量空气中充分燃烧 生成 4molCO2和 4 8molH2O 试推测 A 的分子式以及混合气体中两种成分的体积比 一 选择 1 5 BABAB 6 10 DCBAC 11 15 ABDDB 二 非选择题二 非选择题 1